【辨析】镀锌、镀铬等8种电镀工艺原理与特点

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我们都知道如今电镀技术在现代应用非常广泛，电镀可以让产品增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观等。下面我们就来分享一下：镀锌、镀镉、镀铬、镀镍到底有什么不同以及8种电镀工艺原理与特点汇总。

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。

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、镀镉、镀铬、镀镍应用最广。而这四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。

至于四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。

8种常见电镀工艺了解一下

01、镀铬

铬是一种微带天蓝色的银白色金属。它有很强的钝化性能，大气中很快钝化，显示出具有贵金属的性质，所以铁零件镀铬层是阴极镀层。铬层在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定，但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。

铬层硬度高，耐磨性好，反光能力强，有较好的耐热性。在500°C以下光泽和硬度均无明显变化；温度大于500°C开始氧化变色；大于700°C才开始变软。由于镀铬层的优良性能，广泛用作防护-装饰镀层体系的外表层和机能镀层。

02、镀铜

镀铜层呈粉红色，质柔软，具有良好的延展性、导电性和导热性，易于抛光，经过适当的化学处理可得古铜色、铜绿色、黑色和本色等装饰色彩。镀铜易在空气中失去光泽，与二氧化碳或氯化物作用，表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层，受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜，因此，作为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖层。

03、镀镉

镉是银白色有光泽的软质金属，其硬度比锡硬，比锌软，可塑性好，易于锻造和辗压。镉的化学性质与锌相似，但不溶解于碱液中，溶于硝酸和硝酸铵中，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉的蒸汽和可溶性镉盐都有毒，必须严格防止镉的污染。因为镉污染后的危害很大，价格昂贵，所以通常采用镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。国内生产中应用较多的镀镉溶液类型有：氨羧络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氰化物镀镉。此外还有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。

04、镀锡

锡具有银白色的外观，原子量为118.7，密度为7.3g/cm3，熔点为231.89℃，原子价为二价和四价，故电化当量分别为2.12g/A·h和1.107g/A·h。锡具有抗腐蚀、无毒、易铁焊、柔软和延展性好等优点。

锡镀层有如下特点和用途：

（1）化学稳定性高；

（2）在电化序中锡的标准电位纰铁正，对钢铁来说是阴极性镀层，只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体；

（3）锡导电性好，易焊；

（4）锡从-130℃起结晶开始开始发生变异，到-300℃将完全转变为一种晶型的同素异构体，俗称”锡瘟”，此时已完全失去锡的性质；

（5）锡同锌、镉镀层一样，在高温、潮湿和密闭条件下能长成晶须，称为长毛；

（6）镀锡后在231.89℃以上的热油中重溶处理，可获得有光泽的花纹锡层，可作日用品的装饰镀层。

05、镀锌

锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属。锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在潮湿的空气中，锌表面会生成碱式碳酸锌膜。在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在高温高湿含有机酸的气氛里，锌镀层极易被腐蚀。锌的标准电极电位为-0.76V，对钢铁基体来说，锌镀层属于阳极性镀层，它主要用于防止钢铁的腐蚀，其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。

锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后，能显著提高其防护性和装饰性。随着镀锌工艺的发展，高性能镀锌光亮剂的采用，镀锌已从单纯的防护目的进入防护-装饰性应用。

镀锌溶液有氰化物镀液和无氰镀液两类。氰化物镀液中分微氰、低氰、中氰、和高氰几类。无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液、硫酸盐镀液及无氨氯化物镀液等。氰化镀锌溶液均镀能力好，得到的镀层光滑细致，在生产中被长期采用。但由于氰化物剧毒，对环境污染严重，已趋向于采用低氰、微氰、无氰镀锌溶液。

06、镀镍

1、电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。

2、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大气中可长期保持其光泽。所以电镀层常用于装饰。

3、镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镍镀层，以防止被介质腐蚀。镀镍层还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。

4、镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用；也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层，其抗蚀性更好，外观更美。在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目的。特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。

07、镀金

电镀金镀层耐蚀性强，导电性好，易于焊接，耐高温，并具有一定的耐磨性(如掺有少量其他元素的硬金)，有良好的抗变色能力，同时金合金镀层有多种色调，在银上镀金可防止变色。并且镀层的延展性好，易抛光，故常用作装饰性镀层，如镀首饰、钟表零件、艺术品等。也广泛应用于精密仪器仪表、印刷板、集成电路、电子管壳、电接点等要求电参数性能长期稳定的零件电镀。但由于金的价格昂贵，应用受到一定限制。

08、镀银

该镀层用于防止腐蚀，增加导电率、反光性和美观。广泛应用于电器、仪器、仪表和照明用具等制造工业。例如铜或铜合金制件镀银时，须先经除油去锈；再预镀薄银或浸入由氯化汞等配成的溶液中，进行汞化处理，使在制件表面镀上一层汞膜；然后将制件作阴极，纯银板作阳极，浸入由硝酸银和氰化钾所配成的氰化银钾电解液中，进行电镀。电器、仪表等工业还采用无氰镀银。电镀液用硫代硫酸盐、亚硫酸盐、硫氰酸盐、亚铁氰化物等。为了防止银镀层变色，通常要经过镀后处理，主要是浸亮、化学和电化学钝化，镀贵金属或稀有金属或涂覆盖层等。

表面处理的内容讲解到此结束，欢迎各位进行补充。

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来源：非标机械专栏

化学电路光学航空电子海洋焊接铸造材料控制模具

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首次发布时间：2023-11-18

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