S说说镀锌、镀镉、镀铬、镀镍到底有什么不同?

2024-03-07 11:58

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  1. 按电化学性质分类

可分为阳极性镀层和阴极性镀层。

(1) 阳极性镀层

镀层金属的电势比基体金属的电势低的镀层叫阳极性镀层。如钢铁件上镀锌,海洋环境下的铁制品表面镀镉,有机酸环境下的铁制品表面镀锡等。这类镀层的特点是当形成腐蚀微电池时,即当发生电化学腐蚀时,处于阳极的镀层金属不断损耗而基体金属得到保护。所以首先腐蚀的是镀层金属(如锌、镉,相对钢铁制品而言),对钢铁件起电化学保护作用。

对阳极性镀层,镀层的厚度对防护能力有决定性影响。

(2) 阴极性镀层

镀层金属相对于基体金属的电势高的镀层叫阴极性镀层。如钢铁件上的铜、镍、铬、金、银镀层等。阴极镀层只有在它完整无缺时,才对基体金属起保护作用。否则,这些镀层一旦形成腐蚀微电池,首先腐蚀的是作为阳极的基体金属,是从里往外腐蚀的,不但不能保护基体金属,反而加快腐蚀速度。所以对于阴极性镀层特别重要的是镀层要有一定厚度,孔隙率要尽可能低。

金属的电极电势随介质与工作条件的不同而发生变化,因而镀层究竟是阳极性镀层,还是阴极性镀层,要看镀层所处的介质和环境来确定。如对铁而言,在一般条件下锌是典型的阳极性镀层,但在70~80℃的热水中锌的电极电势却变得比铁高,因而成了阴极性镀层。再如锡对铁来说,在一般条件下是阴极性镀层,但在有机酸的介质中却变成阳极性镀层。

  1. 按用途分类

可分为防护性镀层。防护-装饰性镀层、修复性镀层、功能性镀层等。

(1)护性镀层

防止基体金属在大气或其他环境中发生腐蚀的镀层叫防护性镀层。如钢铁件上的锌、镉、锡等镀层以及锌基合金镀层(锌-铁、锌-钴、锌-镍等)属于此类镀层。对于黑色金属工件,在一般大气条件下均采用镀锌进行防护。此镀层用途广泛,约占电镀生产量的50%以上。在潮湿和海洋性大气中可用镀镉层保护。对于紧固件的防护选用镉或镉-锡合金。如在化工生产中高压垫圈密封防腐等。锡镀层对有机酸有很好的耐蚀性,它不仅防锈力强,且产生的腐蚀化合物对人体无害,大量用于食品加工行业。

(2) 防护-装饰性镀层

既能防止基体金属发生腐蚀又具有美观的镀层称为防护装饰性镀层。如钢铁件上的铜/镍/铬镀层,镍-铁/铬镀层,铜-锡/铬等。它要求镀层既能防腐蚀,又具有装饰性。这类镀层往往是先镀“底层”,再镀“表层”,有时还有“中间层”。之所以如此,是因为很难找到一种单一的金属镀层能够同时满足防护与装饰的双重要求。一些镀层金属虽然防腐蚀能力很强,但在使用环境下它不能持久保持光泽。另外一些镀层金属虽然防腐蚀能力较差,但它能赋予制品外表经久不变的光泽,且不易磨损。因此,利用多层电镀彼此间的长处对其进行搭配使用,弥补相互的缺陷。如铜/镍/铬镀层,先镀铜作为底层,再镀镍作为中间层,以提高耐蚀性,外层是微带蓝色的光亮铬,有很好的装饰性。在仪器仪表、汽车、自行车的外表部件大都采用这种组合镀层。

(3) 修复性镀层

可使局部磨损的工件局部或整体加厚或恢复尺寸的镀层叫修复性镀层。一些主要的机械零部件,如火车、汽车。石油化工等机械上的大轴、曲轴、齿轮等都可以进行电镀修复,以延长使用寿命,深井泵轴等可用电镀硬铬、镀铁加以修复。

(4) 功能性镀层

功能性镀层是利用镀层金属的各种机械、物理、化学性能来满足各类场合的需要,根据镀层的性能,又可将它们分为以下主要的几类。

①耐磨和减摩镀层。靠提高制品的表面硬度来增加其抗磨损能力,在工业上多采用镀硬铬,如各种轴和曲轴的轴颈、印花辊的辊面、发动机的汽缸内壁和活塞环、冲压模具的内腔等;以铅-锡合金、铅-锡-铜合金等作减摩镀层,用于滑动接触面,起润滑作用,从而减少滑动摩擦。

②抗高温氧化镀层。对可能在高温下被氧化(高温腐蚀)的零部件表面镀高温抗氧化层,以提高零部件表面的抗高温氧化能力。如喷气发动机转子、叶片等高熔点的金属材料制作的某些特殊用途的工件需镀镍、镀铬。镀铂-锗合金;在某些情况下,还使用复合镀层,如镍-氧化锗。镍-氧化铝等来提高金属材料的抗高温氧化性能。

③磁性镀层。在电子计算机设备中的磁环、磁鼓、磁盘、磁膜磁储存部件,均需使用磁性材料。常用的磁性合金镀层有钴-镍、镍-铁、镍-磷-钴等。目前多采用电镀和化学镀方法来制备磁性材料,以满足这方面的要求。通过改变电镀工艺参数,还可以调整镀层的磁性能参数。

④可焊性镀层。一些电子元器件组装时,需要进行钎焊。为了改善它们的焊接性能,通常镀的锡、银或锡-铅合金。金等都属于此类镀层。若同时要求耐磨,可镀以银-锑合金。金-钴合金、金-锑合金等。

在生产实践中应用的其他功能镀层还有很多。如为了增强钢丝与橡胶热压时的点合性,可以在钢丝上镀黄铜(铜-锌合金) ;为提高表面导电性能的镀层,可镀铜或镀银,既要求导电性能好,同时还要具有一定的耐磨性时,则应镀以金或银合金;为了抵抗硫酸及铬酸的腐蚀,可以镀铅。为防止局部渗碳需镀铜,防止局部渗氮则应镀锡;为了增加反光能力,可以镀铬、银或高锡青铜;为了消光或吸收光能转变为热能,可镀黑镍、黑铬等。

3.按镀层的组合形式分类

可分为简单结构、多层组合结构。复合镀层等三类。

(1) 简单结构

只镀单层镀层,也称单金属电镀。用一层金属来满足使用要求。

(2) 多层组合结构

多层镀层可由不同金属镀层组成,如铜/镍/铬三层结构;也可由相同金属组成,如高耐蚀性的双层镍和三层镍等。

(3) 复合镀层

是以金属为基,非金属或金属微粒为分散相,组成弥散结构的镀层,即复合镀层,具有高耐磨,高耐蚀性。利用复合镀技术,改善材料表面结构或状态,提高材料的使用功能,扩大材料的应用范围,获得具有一定功能的镀层,乃是电镀的发展趋势。

首先我们来了解下什么是电镀,电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。

图片

电镀中又分为镀铜、镀金、镀银、镀铬、镀镍和镀锌等具体工艺,在制造业领域尤其对镀锌、镀镍和镀铬应用最广。而这三者之间一定有什么区别的吧?

镀锌:

锌在干燥空气中比较稳定,不易变色,在水中及潮湿大气中则与氧或二氧化碳作用生成氧化物或碱性碳酸锌薄膜,可以防止锌继续镀氧化,起保护作用。

锌在酸及碱、硫化物中极易遭受腐蚀。镀锌层一般都要经钝化处理,在铬酸或在铬酸盐液中钝化后,由于形成的钝化膜不易与潮湿空气作用,防腐能力大大加强。对弹簧零件、薄壁零件(壁厚<0.5m)和要求机械强度较高的钢铁零件,必须进行除氢,铜及铜合金零件可不除氢。

镀锌成本低、加工方便、效果良好锌的标准电位较负,所以锌镀层对很多金属均为阳极性镀层。

应用:在大气条件和其他良好环境中使普遍使用镀锌。但不宜作摩擦零件。

镀镉:

与海洋性的大气或海水接触的零件及在70℃以上的热水中,镉镀层比较稳定,耐蚀性强,润滑性好,在稀盐酸中溶解很慢,但在硝酸里却极易溶解,不溶于碱,它的氧化物也不溶于水。

镉镀层比锌镀层质软,镀层的氢脆性小,附着力强,而且在一定电解条件下,所得到的镉镀层比锌镀层美观。但镉在熔化时所产生的气体有毒,可溶性镉盐也有毒。在一般条件下,镉对钢铁为阴极性镀层,在海洋性和高温大气中为阳极性镀层。

应用:它主要用来保护零件免受海水或类似的盐溶液以及饱和海水蒸气的大气腐蚀作用,航空、航海及电子工业零件、弹簧、螺纹零件很多都用镀镉。可以抛光、磷化和作油漆底层,但不能用作食具。

镀铬:

铬在潮湿的大气、碱、硝酸、硫化物、碳酸盐的溶液以及有机酸中非常稳定,易溶于盐酸及热的浓硫酸。在直流电的作用下,如铬层作为阳极则易溶于苛性钠溶液。

铬层附着力强,硬度高,800~1000V,耐磨性好,光反射性强,同时还有较高的耐热性,在480℃以下不变色,500℃以上开始氧化,700℃则硬度显著下降。其缺点铬是硬、脆,容易脱落,当受交变的冲击载荷时更为明显。

并具有多孔性。金属铬在空气中容易钝化生成钝化膜,因而改变了铬的电位。因此铬对铁就成了阴极性镀层。

应用:在钢铁零件表面直接镀铬作防防腐层是不理想 的,一般是经多层电镀(即镀铜→镍→铬)才能达到防锈、装饰的目的。目前广泛应用在为提高零件的耐磨性、修复尺寸、光反射以及装饰灯方面。

镀镍:

镍在大气和碱液中化学稳定性好,不易变色,在温度600°C以上时才被氧化。在硫酸和盐酸中溶解很慢,但易溶于稀硝酸。在浓硝酸中易钝化因而具有好的耐蚀性能。

镍镀层硬度高、易于抛光、有较高的光反射性并可增加美观。其缺点是具有多孔性,为克服这一缺点,可采用多层金属镀层,而镍为中间层。镍对铁为阴极性镀层,对铜为阳极性镀层。

应用:通常为了防止腐蚀和增加美观用,所以般用于保护装饰性镀层上。铜制品上镀镍防腐较为理想,但由于镍比较贵重,多用镀铜锡合金代替镀镍。

至于三种电镀最基本的区别

1、镀铬主要是提高表面硬度,美观,防锈。铬镀层具有良好的化学稳定性,在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用,但能溶于氢卤酸(如盐酸)和热的硫酸中。因铬不变色,使用时能长久保持其反射能力而河北医疗优于银和镍。工艺一般都是电镀。

2、镀镍主要是耐磨,防腐蚀,防锈,一般厚度较薄,工艺的话分电镀和化学两类。

3、镀锌主要是美观 防锈。zn是活泼金属,能与酸反应,所以耐腐蚀性较差,是三种中最便宜的。

成本方面的区别镀铬最贵,镍其次,锌最便宜,其中还要区分挂镀、滚镀等.挂镀贵,滚镀便宜

通过颜色来区分

镀铬亮白色,镀镍有一点发黄,镀锌银白色(其实还有彩锌,灰锌,亚光铬,亮光铬,白镍,黑镍等等,说的越多更是傻傻分不清楚)

扩展知识:

1、电镀生产主要以污水和污水中重金属污染为主,国家已严厉控制电镀行业的扩张,并且逐年削减。

2、我国电镀加工主要是镀锌、镀铜、镀镍、镀铬,其中镀锌占50%,镀铜、铬、镍占30%。

3、如果用途是防止生锈,则可采用镀锌或镀镉;如果重点是为了防止磨损,镀镍或镀铬则是最佳选择。

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