公司位于合肥高新技术开发区，是以中电集团第38所为主要发起人与2000年设立的股份有限公司，产品涉及PCB、公共安全、雷达、微波通信是集设计、开发、生产为一体的高新技术企业。
公司拥有较完整的科研队伍，员工近600人，公司通过ISO和军工产品质量管理体系GJB/Z9001认证，以及PCB产品UL认证。
PCB事业部有30多年发展史，是专业从事单、双面及多层印制板生产加工的部门，部门在微波基板含微波金属基板加工方面具有特殊优势。
PCB事业部以成本领先、技术领先为宗旨服务与市场。
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零经验的PCB板电镀仿真
PCB 板是几乎所有电子产品的心脏，它承载着实现其功能的组件和铜线。制造过程中通常包含电镀环节，不同设计的电镀会有差异。这使仿真和优化工程师要不断创建新模型。如果能将其中大部分工作交给设计和制造PCB 板的设计、工程和技术人员，让他们自己去进行电镀仿真，那又将如何呢?来这里看下如何实现吧。
　　PCB 板是几乎所有电子产品的心脏，它承载着实现其功能的组件和铜线。制造过程中通常包含电镀环节，不同设计的电镀会有差异。这使仿真和优化工程师要不断创建新模型。如果能将其中大部分工作交给设计和制造PCB 板的设计、工程和技术人员，让他们自己去进行电镀仿真，那又将如何呢?来这里看下如何实现吧。　　定制电镀仿真App 应用程序　　可以使用App 开发器和COMSOL Multiphysics 5.0 版本中的电镀模块定制电镀App。有了它，PCB 板设计人员可以利用仿真来分析设计和制造过程中的诸多因素。他们可以判断一项设计能否满足铜线规格要求、评估这类器件的表现，同时估算电镀过程的制造成本，而无需具备电镀方面的知识。　　电镀铜图形中的设计挑战　　常见的PCB 板会使用一层或多层铜线来连接板上的有源和无源器件。另一方面，更高级的PCB 板中则会使用电镀铜图形来生成线路。实际开始电镀之前，应在PCB 板上先准备一层图形化绝缘膜。这一过程通过以下几个步骤实现。　　在PCB 板上准备一层图形化绝缘膜：　　第一步是在PCB 板上镀一层薄薄的导电铜种子层。接下来，PCB 板的表面需要再涂上一层光刻胶(光敏聚合物薄膜)，这一过程通常称作光刻。该过程会将覆盖了图形化掩膜板的光刻胶置于紫外线之下，曝光区域发生溶解。结果是得到了带有图形化绝缘膜、且已露出图形底部种子层的PCB 板。　　将种子层镀于PCB 板之上(左)。通过光刻法利用光刻胶绘制PCB 板图形(右)。　　在电镀过程中，PCB 板和铜阳极(例如实心铜条)被浸入电镀槽，其中包含硫酸和硫酸铜的电解液。在阳极和种子层阴极之间施加一个电压，这会引起电化学还原反应，铜离子被还原到镀(沉积)在种子层上的铜金属之中。随着时间的推移，镀层厚度直接与电化学反应的速率成正比，而速率则由种子层不同位置处的电流密度所确定。因此，图形化光刻胶腔体中填满了固体铜。可通过控制平均电流密度来保持电镀速度(例如，待镀图形化区域中的总电流大小)。　　最后，清除剩余的光刻胶，蚀刻薄种子层以分隔开不同的镀铜线。　　铜被电镀在导电种子层之上，从而填满了PCB 板上的图形化光刻胶腔体(左)。清除光刻胶，蚀刻暴露出的种子层以分隔开不同的铜线(右)。　　电镀速度的均匀性：　　该过程中已知的一个问题是，整个PCB 板中的电镀速度并非总能保持均匀。电解液中的电场集中于被大块绝缘区域所包围的导电图形，以及靠近PCB 板边缘的图形处。电场的非均匀性在这些区域的阴极表面产生了更高的局部电流密度，该效应通常称为电流丛聚。随着时间的推移，镀层厚度与电流密度成正比，这会在PCB 板中造成我们所不希望的铜线厚度变化。这意味着PCB 板不同位置处铜线间的电阻会有差异。当PCB 板用于电子器件时，这种厚度变化可能是性能问题，甚至在最坏的情况下，引发器件故障的根源所在。　　在电镀铜图形的步骤中，PCB 板和铜阳极被浸在电镀槽(电解液)中(左)。在阳极和PCB 板之间施加电压后，铜会沉积并形成导线图形。从阳极到PCB 板导电部分的电场在靠近大块绝缘区域以及PCB 板边缘处出现丛聚(左图中以彩色电场线图显示)。这将在这些区域形成更高的局部铜厚度(参见右图导线图形中的红色部分)。　　设计阶段的仿真和优化　　为避免在电子器件的运行中出现性能下降或器件故障，铜线电路必须满足一套厚度均匀性的规格。通常情况下，印刷的设计人员会依赖一些简单的设计规则，例如最大与最小线宽、间距，以及图形密度。然而，通过电镀仿真，可以更精确地计算能达到的预期铜层厚度变化。有了这一信息，就可以在早期修改设计，而无需等待原型机结果。　　为了降低电流丛聚，可以在通常是大块绝缘区域的位置加入&虚置&图形设计。此时，虚置图形会接受部分电流，这将降低实际布线图中的高电流密度。虚置图形的部分区域仍会有较高的电流密度，但由于它并非实际布线的一部分，所以没有关系。通过仿真，可以快速简单地重新设计并计算不同图形布局所得到的厚度均匀性。　　为了减小铜图形的厚度变化，可在通常是大块绝缘区域的位置加入虚置图形。左图中，红色区域显示靠近绝缘区域的铜图形中厚度较高的部分。右图显示了如何加入虚置图形以降低铜布线图形中的厚度变化。　　减小厚度变化的另外一个步骤与电镀槽设置有关。为降低边缘处的电流丛聚效应，可以使用称为孔隙的器件。　　孔隙本质上是带有开口的一个绝缘屏蔽层，在电镀槽中，它被放置在铜阳极和PCB 板之间。孔隙开口的尺寸必须小于PCB 板的尺寸，以降低边缘处的电流丛聚。除此之外，很难估计出孔隙的最佳尺寸和安置位置。　　幸运的是，通过仿真可以快速简单地进行优化。下图模拟了带有矩形开口的孔隙。孔隙开口的长度与宽度及其在电镀槽中的放置位置得到了优化，从而使PCB 板上的厚度变化降到最低。　　为了避免靠近PCB 板边缘处的丛聚效应(如左图所示)，可在电镀槽的阳极和之间放置一个带有开口的孔隙，即绝缘屏蔽层。右图显示了经仿真优化后可以达到最小厚度变化的孔隙开口大小，及其在电镀槽中的放置位置。
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最全电镀常识100问答（二）51.光亮硫酸盐镀铜溶液中的杂质对镀层质量有何影响?&&& 答:在光亮硫酸盐镀铜溶液中，金属杂质的影响比其它电镀溶液少。很多的金属离子由于外界带入或基体金属的腐蚀(如铁、镍、锌)逐渐在镀液内累积，由于铜的电极电位较正，在强酸性溶液中，它们的存在，不足以造成共沉积的条件，因此影响也不大。但铁、镍的存在会降低溶液的导电度，在含量高时会使镀层粗糙。砷、锑的电位与铜相接近，能与铜共沉积，而使镀层粗糙变脆。铅在溶液中能沉淀而出，影响不大。某些有机杂质也常常引起镀层发脆。&&& 52.为什么用低电流密度电解除去镍液中的微量金属时，搅拌能提高除去杂质的效率?&&& 答:用电解法除去镀镍液中的杂质时，进行搅拌，能使杂质与阴极有更多的接触机会，故能提高去除杂质的效率。&&& 53.锌压铸件去油时，为什么不能在高温的强碱下浸渍?&&& 答:因为锌是两性金属，它易溶于酸，也易溶于碱。在高温强碱中锌溶解很快，所以锌压铸件不能在高温的强碱中浸渍除油。&&& 54.在某镀镍溶液中，通入镀槽的总电流为400A，通电时间共15分钟，假如电流效率为95%，共析出金属镍多少克?&&& 答:根据电解定律，镀层重量(m)应为:m=K?I?t?ηk根据上述公式并查得镍的电化当量K为1.095克/安培?小时。在上述条件下，可析出金属镍104克&&& 55.测定镀铬溶液的电流效率时，通过电流20A，经2小时在阴极上析出金属铬的重量为1.8克，求该镀铬液的电流效率?&&& 答:根据电解定律，镀层重量(m)应为:ηk=K?I?t?m根据上述公式并查得六价铬的电化当量K为0.324克/安培?小时。在上述条件下，该镀铬液的阴极电流效率为13.9%&&& 56.重铬酸根在阴极上还原至三价铬的反应，为什么在没有催化阴离子时，一瞬间就停止了?&&& 答:镀铬溶液在没有催化阴离子的情况下，接通电流时，阴极上有氢气析出，同时部分还原为三价铬。由于氢的析出，阴极区pH上升，三价铬立即在阴极上生成碱式铬酸铬〔Cr(OH)3Cr(OH)CrO4〕薄膜。它是带正电性的分散胶体，将阴极表面包封住。这层膜很紧密，只能让氢离子透过而发生下列反应2H++2e→H2↑而重铬酸根却不能透过这层薄膜，所以镀铬溶液在没有催化阴离子时，重铬酸根在阴极上还原成三价铬的反应，一瞬间就停止了。&&& 57.镀铬液的硫酸根在电极反应过程中起什么作用?&&& 答:镀铬液中的硫酸根，能与溶液内的三价铬生成复杂的硫酸铬〔Cr4O(SO4)4(H2O)4〕++阳离子。这种阳离子跑向阴极促使碱式铬酸铬薄膜溶解，使铬酸根离子能在阴极上放电而析出金属铬。所以要使零件镀上铬，必须在阴极表面生成一层由三价铬和铬酸根组成的粘膜，这层粘膜还得在硫酸铬阳离子的作用下不断溶解。这样，粘膜不断地生成，不断地溶解，周而复始，镀铬的过程才能实现。&&& 58.镀镍层为什么会产生针孔?它有什么危害?&&& 答:针孔是镀镍过程中最常见的故障，所谓针孔，是目力所能见到的细孔。针孔的产生是由于在阴极表面留有气泡，造成绝缘，使金属在该处不能沉积，而在气泡旁边的周围则继续增厚，以后气泡逸出或破裂，在该处留下凹陷的痕迹，这样就形成针孔。针孔有的直达至基体金属或至镀层中部为止，或逐渐为镀层封闭。如针孔直达基体金属，则基体金属与大气接触，易被腐蚀。如针孔止于镀层中部，则虽不致于立刻被腐蚀，但总是镀层的弱点，耐腐蚀性能降低，也影响了镀层的美观，在抛光后有拉延的痕迹，使故障更为显著。&&& 59.产生针孔的条件是什么?是否产生气泡就会有针孔形成?&&& 答:针孔的产生主要是由于气泡滞留于镀件表面而造成的，但产生气泡并不一定有针孔形成。因为形成针孔必须有两个条件；第一要有气泡(主要是氢气)产生；第二所产生的气泡，能吸附于镀件上。如果产生的气泡不能在镀件表面上滞留，则不会产生针孔。如氰化镀铜及镀铬等，在电解过程中，它们都产生大量的氢气泡；但它们产生之后，都急剧溢出液面，难于在镀件表面上滞留，故极少会形成针孔。&&& 60.如何消除镀层中的针孔?&&& 答:针孔的故障是一个相当复杂的问题，因操作条件或溶液成分不合规范而产生针孔，则补救尚易，只需改改操作条件或调整溶液成分使之适合要求便可能解决。如因溶液有杂质(金属杂质或有机杂质)的污染而产生针孔，则必须找出其根源，对症下药，才能得到解决。在没有杂质的情况下，一个简单而有效的方法为加入防针孔剂，在光泽性镀镍中可加入润湿剂如十二烷基硫酸钠，用量为0.01～0.05克/升。在普通镀镍中，可在每天工作完毕之后加入双氧水0.1毫升/升。加入后将溶液予以彻底搅拌。在双氧水(或其它氧化剂)的存在下，本来H+在阴极还原成H2的反应由氧化剂在阴极上的还原而取代之，使氢气泡无以产生，针孔亦可避免。但镀液内如含有过多的杂质，则这些措施的效果亦受到影响，甚至无效，这时就应对镀液进行净化处理。&&& 61.何谓分散能力和深镀能力?&&& 答:分散能力是指镀层在零件上厚薄分布的情况。镀层厚度在零件各部位分布均匀称分散能力好，反之为分散能力差。深镀能力又叫遮盖能力，是指在零件各部位镀上金属层的情况，而不研究其厚度分布情况。它与分散能力是两种概念，不要混淆在一起。但它们之间亦有一定的联系，一般来说分散能力好则深镀能力也好，而深镀能力不好，则分散能力亦不好。&&& 62.影响分散能力的因素有那几个方面?&&& 答:影响分散能力的因素主要有:几何因素和电化学因素。几何因素主要是指镀槽的形状、阳极的形状、零件的形状以及零件与阳极的相互位置、距离等。其要素是尖端放电、边缘效应、阴阳极的距离等，它主要是影响电镀的电流分布。例如镀铬时往往要考虑如何装挂零件，用什么阳极及阳极的位置等，这都是为了改善电流的分布，提高分散能力。电化学因素包括极化作用、电流密度、溶液的导电度以及电流效率等。一般来说，提高阴极极化作用，可改善分散能力。提高电流密度，能增加阴极极化作用，改善分散能力。当提高溶液的导电度不严重降低阳极极化作用时，可提高分散能力。电流效率若随电流密度升高而降低时，降低电流效率可提高分散能力。&&& 63.怎样才能取得均匀的镀层?&&& 答:取得均匀镀层的方法，除了选择合理的溶液成分、改进配方外，合理的操作、装挂零件及采取一些特殊的措施，在生产中是非常重要的，通常使用的方法有:①冲击电流:在电镀开始用较大的电流(比正常电流大2～3倍)进行短时的冲击电镀。②合理装挂零件:使零件处在最佳的电流分布状态下，同时又不使析出的气体停滞在零件的盲孔、低洼部分。③根据可能调节阴、阳极之间的距离，缩小阴极不同部位(即零件的凹凸部分)与阳极之间的距离比。④利用“象形”阳极来改善电流分布。⑤利用保护阴极和屏蔽保护来降低电力线集中部位的电流密度。&&& 64.什么是辅助阳极?&&& 答:在电镀各种产品、零件过程中，一些形状复杂，又需要均匀镀上镀层或内孔要有镀层的管状零件等均要在低电流密度区另加阳极以尽量使电流均匀分布，这种另加的阳极就叫做辅助阳极。如水管镀锌内孔使用铁辅助阳极等。&&& 65.什么是保护阴极?&&& 答:在电镀中对一些阴极电流操作范围较窄的镀种或形状较为复杂的零件，为防止边角烧焦，在零件的尖端处或镀槽阴极两端焊(或挂)上金属保护线，以分散阴极上的电流。这种金属保护线就叫做保护阴极。&&& 66.析氢对电镀有何影响?&&& 答:析氢在电镀过程中，几乎是不可避免的。析出的氢渗入镀层和基体金属产生氢脆，影响零件的机械性能。如果析出的氢以气泡形式停留在零件表面，则会造成镀层的孔隙和麻点。消除的方法是加入氧化剂、湿润剂及镀后除氢处理等。有机杂质的存在对氢有吸附作用，使氢气泡滞留在阴极表面不易逸出，则更易出现针孔和麻点。加强镀液搅拌，对减少氢气在镀件上滞留会有一定的作用。&&& 67.在除油工艺中，有机溶剂(三氯乙烯等)适宜于除去什么油脂?&&& 答:宜于除去零件上的非皂化类的矿物油脂。工业上的油脂，按其来源可分为动、植物油和矿物油。动、植物油在碱性条件下，发生皂化反应，所以又叫做“皂化油”；矿物油无此作用又叫“非皂化油”。皂化类油脂可以用碱很好地除去，非皂化类油脂因不和碱起化学作用，故不能用碱把它们除去。而有机溶剂能很好地溶解非皂化类的油脂，所以它们最适宜于除去非皂化类的矿物油脂。&&& 68.试述电解除油的原理?&&& 答:电解除油时，不论零件作为阴极还是阳极，其表面都大量的析出气体，这个过程实质是水的电解:2H2O=2H2↑+O2↑当工件作为阳极时，其表面上进行的是氧化过程并析出氧气:4OH--4e=O2↑+2H2O当工件作为阴极时，其表面上进行的是还原过程并析出氢气:4H2O+4e=2H2↑+4OH-电极表面上大量气体的析出，对油膜会产生强大的冲击和乳化作用。当把粘附有油膜的工件浸入碱性电解液时，由于油与碱液界面张力减少，油膜产生了裂纹。与此同时，电极由于通电而极化，电极极化虽然对非离子型油类没有多大作用，但是它却使金属与碱液间的界面张力大大降低，因此很快地加大了二者的接触面积，从而排挤附着在金属表面上的油污，使油膜进一步破裂成小油珠。由于电流的作用，在电极上生成了小气泡(氢气或氧气)，这些气泡很易于滞留在油珠上，新的气体不断产生，气泡就逐渐变大，在气泡升力的影响下，油珠离开金属表面的趋势增大，当气泡的升力足够大时，它就带着油珠脱离金属表面跑到液面上来了。由此可见，碱性溶液中的电化学除油过程是电极极化和气体对油污机械撕裂作用的综合过程。&&& 69.电解除油与化学除油比较有什么特点?&&& 答:电解除油溶液的组成和化学除油溶液大致相同。电化学除油的速度常较化学除油的速度高，油污清除得更干净。电化学除油液中的碱度可以比化学除油时降低一些，因为此时皂化作用不是主要的，另外也不必添加乳化剂。若使用乳化剂，则它们会形成大量泡沫浮在溶液表面上，因而阻碍氢气和氧气的顺利逸出。当电接触不良而打火时易造成爆炸事故。为保证电镀层质量，在零件入槽电镀前，多采用电化学除油。&&& 70.阴极电解除油与阳极电解除油有什么不同?&&& 答:电解除油在阴、阳极上都可进行，阴极除油与阳极除油特点各不相同。阴极除油的特点是:析出的气体为氢气，气泡小、数量多、面积大，因而除油效率高，不腐蚀零件；缺点是:产生氢脆，有挂灰。阳极除油的特点是:无氢脆、无灰渣；但缺点是效率低，对有色金属腐蚀性大。&&& 71.应如何选用电解除油工艺?&&& 答:由于阴极或阳极电解除油具备不同的特点，故决定电解除油工艺时，必须根据零件的材料、性质、要求而选择。①无特殊要求的钢铁零件，一般可先用阴极除油5-7分钟，然后阳极除油2-3分钟。这样可以综合阴、阳极除油的优点，而克服它们不足的地方。②对弹性大、强度高和薄壁零件，为了保证其机械性能，一般都不用阴极除油，可用阳极除油。③对在阳极上易溶解的以有色金属为材料(如铜或铜合金)的零件，则采用阴极电解除油。除油后若需要进行阳极电解除油以除去挂灰时，应注意电解时间要短，以免造成零件发生腐蚀。&&& 72.电解除油通常采用多大的电流密度?&&& 答:电解除油时提高电流密度能加快除油的速度，但当电流密度大到一定的程度后，除油速度增加并不那么快，反而造成槽电压过高使电能消耗增大。在生产中电流密度一般控制在5-10安培/平方分米。&&& 73.如何检查除油的质量?&&& 答:零件的除油质量按其表面被水润湿的程度来决定。检查的方法是:将除油后仔细冲洗过的工件，浸入冷水中，然后小心地从冷水中取出，保持垂直状态或45度角。如果此时表面的水膜有断裂处，即有不沾水的地方，则可知工件表面的油污未完全除净。只有工件表面上的油污完全除净时，整个表面才能附上均一的水层。&&& 74.三价铬对镀铬过程有什么影响?&&& 答:在镀铬过程中，由于铬酐在阴极上还原，镀铬电解液在镀铬时产生三价铬是不可避免的。新配制的镀铬液在开始电解时，其三价铬浓度从零值逐渐增加，最后由于三价铬在阳极上氧化而达到平衡。三价铬是生成胶体膜的主要成分，但是也必须含量适当才能获得质量良好的铬层。三价铬含量过高，生成的胶体膜很致密，获得光泽镀层的范围缩小，得到的镀层灰白和粗糙，和硫酸含量低或温度低时所得到的镀层相似，当三价铬含量过低时，生成的胶体膜不连续，使镀层不均匀，有的地方甚至没有镀层，和硫酸含量过高的现象一样。在正常工作的镀铬电解液中，三价铬浓度介于1～3克/升(以Cr2O3计)间。三价铬的浓度决定于阳极电流密度与阴极电流密度之比，最好使这个比值等于0.5，也就是阳极面积比阴极面积大一倍。&&& 75.镀铬液中的三价铬含量过高，应如何除去?&&& 答:要减少镀铬液中三价铬的含量，必须在小的阴极表面和最大的阳极表面，用大的电流强度来进行电解，三价铬在阳极上氧化至六价铬具体的方法是:将溶液热至80℃，以细的铁棒作为阴极，阳极面积为阴极面积的十至数十倍，阳极电流密度为1.8～2A/dO。电解时间视三价铬的含量多少而定，温度越高，除三价铬的效果越好。&&& 76.镀铬溶液中的金属杂质对镀铬过程有何影响，如何处理?&&& 答:镀铬电解液中的金属杂质常见的为铁、铜、锌等金属离子。由于镀铬时铁及铜件落入镀槽，以及镀件坑洼及内孔处铁被溶解的结果，使镀铬液难免有铁、铜等杂质存在。铁的最高允许含量为8克/升，铜的最高允许含量为5克/升，锌的最高允许含量为3克/升，含有大量铁时的电解液的特征，是难于保持电流的稳定性，电流不断地变动，因此就不能确定镀取光泽铬层的工作规范。而且铁的含量高时，同三价铬的作用一样，它降低电解液的电导，恶化分散能力，使镀取光泽铬层的工作范围缩小，只是它的作用比三价铬弱一些而已。除去镀铬电解液中的铁杂质，远不如除去三价铬那样容易。用化学法烦杂而且效率不高。当前有用强酸性阳离子交换树脂除铁的，其效果不错。其它金属杂质如铜、锌、镍、锡等也与铁的影响相似。&&& 77.镀铬电解液中若含有氯离子，会产生什么样的影响，如何除去?&&& 答:镀铬电解液中的氯离子来源于自来水含氯量过高或工件用盐酸浸蚀后清洗不干净所致，氯离子含量高于0.3～0.5克/升时，则溶液的电流效率和深镀能力降低，镀层发暗起花斑，针孔，抗蚀能力降低。氯离子的去除尚无好的办法，可以采用电解处理，但很难彻底除去，所以应尽量避免带入。为了防止氯离子的干扰，应注意镀铬电解液用水的水质，不要将大量的氯离子带入镀液，特别是枯水期海水倒灌时更要注意。镀件入槽前应使用稀硫酸浸蚀，不要使用盐酸。&&& 78.镀铬电解液的浓度及其特性、用途如何?&&& 答:镀铬电解液的浓度通常分为高、中、低三类，其特性与用途如下:低浓度电解液:铬酐含量约在150克/升以下，它允许采用高的电流密度(60～70A/dO)电流效率高(16～18%)，分散能力比其他镀铬电解液高，铬层硬度高，获得光亮镀层的温度和电流密度范围狭窄，电解液的带出损失少。适用于外形简单的零件镀硬铬。高浓度电解液:铬酐含量约350克/升，允许采用较低的电流密度(15～25A/dO)，电流效率低(10～12%)，分散能力低，深镀能力好，工作范围宽，电解液稳定，镀层较软，裂纹网不显著。因镀液浓度高，带出损失较大。这类电解液适合于各种形状零件的装饰性镀铬。中等浓度电解液:铬酐含量约250克/升，其特点介于高低浓度之间。例如采用中等的电流密度(25～50A/dO)，电流效率(13～15%)，分散能力中等，工作范围宽，电解液成分稳定，镀层性能良好。适用于简单和复杂形状零件的装饰性镀铬。以上三种浓度的电解液，以中等浓度电解液应用较普遍。&&& 79.氟硅酸根离子在镀铬电解液中有什么作用?&&& 答:氟硅酸根离子在镀铬过程中起着与硫酸根离子相类似的作用，除此之外，它还具有某些方面的特点。例如铬层容易钝化，在镀铬过程中因电流中断或进行二次镀铬(不另加其它措施)时，所获得的镀层为乳白而无光泽。但是在有氟硅酸根离子存在下，它具有使铬层表面活化的作用，当电流中断或二次镀铬时，仍能获得光亮的铬层。又如小零件滚镀铬，如果在一般标准镀铬液内进行，就难于获得光亮的铬层，滚镀铬液内通常含有氟硅酸根就是这个道理。一般采用氟硅酸或氟硅酸钠来提供氟硅酸根离子。氟硅酸根离子另一特点是能在低温(18～25℃)低电流密度(2～2.5A/dO)下获得光亮的铬层。当温度达45℃时，可获得光亮铬层的电流效率为19～21%，而在标准镀铬液中则为13%。含有氟硅酸根离子的电解液，随着温度上升，其工作范围比含有硫酸根离子的电解液为宽。氟硅酸根离子的主要缺点是对工件、镀槽、阳极的腐蚀性大，槽液维护要求高。当镀液含有3克/升以上的铁离子时，就会严重影响铬层的光泽与镀液的分散能力，降低工作范围及电流效率。因此若以氟硅酸根离子完全代替硫酸根离子的镀铬电解液，由于上述的缺陷，不能长期很好地生产。而采用氟硅酸根和硫酸根离子配合的镀铬电解液，应用较广。&&& 80.镀铬工艺过程有什么特点?&&& 答:镀铬过程除了与其它镀种具有共同点外，还有其许多特殊的地方:①镀铬电解液的主要成分不是金属铬盐，而是具有强氧化性的铬酸。②电流效率很低，一般为13～16%，最高只能达到23%左右，因而在镀铬过程中氢气大量析出，带出有毒液雾，需要有良好的吸风装置和采用铬雾抑制剂。③溶液中必须添加少量外加的阴离子，如SO42-、F-、SiF62-等，还要在电解液中维持一定量的三价铬。④分散能力低，对于形状比较复杂的零件，必须采用象形阳极、保护阴极等，才能得到良好的镀层。⑤采用的电流密度很高，有时比一般镀种的电流密度高几十倍。镀铬过程的槽电压也较高，常常需要采用12伏以上的电源，而其它镀种用6伏的电源也就可以了。⑥温度和电流密度的控制要求严格，两者之间还要紧密配合。电流密度固定，温度只能变动1～2℃，温度固定，电流密度变动2～3A/dO。⑦镀铬所用阳极不是金属铬，而是采用铅、铅锡合金或铅锑合金等不溶性阳极。⑧因铬层容易钝化，在一般情况下电镀过程中不允许中途断电。以上几点，反映了镀铬生产中的一些特点，也就是它的特殊性。这种特殊性构成了镀铬过程区别于其它电镀过程的特殊本质。但是，镀铬是电镀的一个镀种，它当然也具有电镀的一般规律，我们应当从生产实践出发，逐步地研究和了解镀铬的全过程，了解和掌握镀铬过程的特殊和普遍的规律，使其更好地为生产服务。&&& 81.何谓磨光?&&& 答:磨光是借助磨光轮上的磨料以切削零件表面的一种机械加工过程。粘结在磨光轮工作面上的磨料的细小颗粒，具有锐利的棱面，当磨轮高速旋转时，它就切下制品表面的细小的金属屑，从而提高了制品表面的平整度和光洁度，去掉表面的各种宏观缺陷，如腐蚀痕、划痕、毛刺、焊缝、砂眼和锈等。&&& 82.磨光轮是怎样制成的?&&& 答:磨光轮是用棉布和其他纤维织品(如特种纸、皮革、呢绒、毛毡等)的圆片，外面包以牛皮，用压制法、胶合法或缝合法制成。不同材料制成的磨轮，具有不同的柔软性和弹性。磨轮上的磨料的粘结方法:一般是将胶合剂(如骨胶和皮胶)胶粒碾碎，在洁净的冷水中浸泡6～12小时，使胶浸发，并按适宜的胶和水比例加水，然后在水浴中65～70℃下蒸熬至溶融状态。煮胶时不宜直接加热，因太高温度，会使胶发生分解，而失却胶合性能。磨轮涂上胶后，立即在盛有金刚砂粉的盆或槽中加压慢慢滚动，使金刚砂被胶粘剂牢固地粘在磨轮表面上。待干透后即可应用。磨轮粘砂的质量，对生产效率、使用寿命及生产质量影响很大，其关键是配制胶水和粘结操作。胶水的浓度视金刚砂号数而定，砂粒越粗，使用胶水浓度越高。砂粒越细，胶水浓度越低。例如粘结100～180号砂用的牛皮胶，其浓度为30%左右。&&& 83.如何选用磨光轮?&&& 答:选择磨轮时，应考虑到金属的硬度及形状，对于材料硬和形状简单的零件，应采用较硬的轮子(如毡轮)。对材料软(如铜、铝以及其合金)和形状比较复杂的零件，应采用弹性大较柔软的磨轮(如布轮)。在磨光时，正确选择磨光轮的转速甚为重要，生产实践表明，磨光时磨轮的转速一般应控制在转/分。零件形状简单或钢铁件粗磨时，可用较大的转速，而零件形状复杂或磨光有色金属(铜、锌、铝)以及其合金的，要采用较小的速度。&&& 84.磨光材料有那几种，应如何选用?&&& 答:磨料是金属表面切削和修平过程中的主要材料。在实际生产中，常用的磨料有人造金刚砂、刚玉、金刚砂、硅藻土、石英砂和浮石等。人造金刚砂――具有很高的硬度和较小的韧性(对比其他磨料)主要用于粗磨及磨光低强度金属(如生铁、黄铜、青铜等)的磨光。刚玉――有人造的和天然的两种。刚玉中的铝矾土Al2O3含量越多，其硬度就愈高。刚玉是利用磨轮进行粗磨的较好材料，它比人造金刚砂的韧性大。刚玉的颗粒是多面的，颗粒的尖棱较人造金刚砂的尖棱为钝。适用于磨光较韧和具有较大抗断强度的金属，如淬火钢，可锻铸铁，锰青铜等。金刚砂――具有中等硬度和极好的韧性，适用于所有金属的磨光。硅藻土――具有不太锐利的切削面和极好的韧性，可修平金属表面的划痕和刮伤等缺陷。它是通用的磨光、抛光材料。石英砂――具有中等硬度的颗粒，它没有锐利的切削面，其韧性也很好，是通用的磨光和抛光材料。浮石――它的硬度很差、也较松脆，适用于磨、抛木材、皮革、橡胶，塑料和玻璃等。根据以上各种磨料的性质，归纳起来，在磨硬的金属制品时，宜用人造金刚砂、刚玉或金刚砂，再用细粒金刚砂、浮石、石英粉等进行细磨。而磨光较软的金属制品时，一般用硅藻土和浮石。&&& 85.何谓抛光?&&& 答:抛光是用较软的材料(如布质、亚麻布、丝绸等圆片层叠而成)制成的抛光轮与抛光膏对零件表面进行平整的机械加工过程。抛光用于制品镀前的预加工，在于使制品表面的细微不平得到进一步改善，从而提高了制品的表面光洁度，也可用于镀后镀层的精加工，使镀层表面获得装饰性外观，并提高零件的耐蚀性。零件在抛光过程中，使金属表面得到整平，但没有明显的材料损耗，如零件镀后抛光，其损耗量只为镀层重量的5～20%。抛光轮有布轮和毡轮等。轮的大小视生产零件的特征和要求而定。抛光轮的圆周速度一般为20～35米/秒。&&& 86.抛光膏有那几种，如何选用合适的抛光膏?&&& 答:在抛光轮旋转的过程中，在抛光轮表面上均匀地涂上一层薄薄的抛光膏，以除去制品表面的轻微不平。抛光膏是把抛光材料(如硅藻土、石英砂、浮石、铁丹、维也纳石灰和氧化铬等)与一些粘结剂(如硬脂酸、石蜡等)一起制成油膏的形式使用。抛光膏一般分为白色、红色、绿色三种，根据抛光制品的材质不同，应选用不同的抛光膏。白色抛光膏――是用无水和纯度较高的氧化钙和少量的氧化镁及一些粘结剂所组成。适用于抛光较软的金属(如铝、铜及其合金等)，也适用于塑料的抛光。红色抛光膏――是用氧化铁红(Fe2O3)粉末和一些粘结剂所组成，Fe2O3具有中等硬度，所以适用于抛光钢铁制品及磨后油光用。绿色抛光膏――其磨料为氧化铬，是一种硬而锐利的粉末，适用于抛光硬质合金钢、铬层和不锈钢。&&& 87.磨光与抛光机使用时应注意些什么?&&& 答:磨光与抛光机使用时应注意如下几点:&&& (1)在开机前，必须先把磨轮或抛光轮装置牢靠，并先打开吸尘机。&&& (2)开机后，应检查轮轴转向，切莫反转，以免造成磨轮或抛光轮从轴上飞落伤人。&&& (3)制品在磨、抛时，应紧握制品或制品夹具，并轻轻地压住磨轮或抛光轮，位置要正确(制品压住抛、磨轮位置要与轮轴同一水平面)以免制品或制品夹具从手中打脱，损坏机器或伤人。&&& (4)在抛磨一段时间后，应对抛光轮或磨光轮表面进行修平，以保证抛磨制品表面均匀平整。&&& 使用手工操作的磨光与抛光机时，必须注意安全，在抛磨薄型制品时，要特别注意，以免造成卷刃割伤手指。操作者衣角，袖口必须扎紧并戴好安全帽才能进行操作，以避免一切人身事故。&&& 88.何谓滚光?&&& 答:滚光是利用滚筒转动时，零件与磨料之间的摩擦进行磨削、整平和去掉零件上的毛刺及锈垢。&&& 滚光有干法和湿法之分:&&& (1)干法滚光时使用砂子、金刚砂、碎玻璃及皮革等作磨料。&&& (2)湿法滚光时使用钢球、碎石块、锯末、碱液、茶仔粉等作磨料。滚光时的转速，视零件的特征、滚筒的结构而定，一般在15～50转/分。转速太高时由于离心力大，零件随滚筒转动而不能互相摩擦，起不到滚光作用，转速低了效率低。&&& 89.什么是金属的电抛光?&&& 答:电抛光是利用电化学作用，使金属零件表面平整而有光泽的工艺。它可提高材料的耐腐蚀性、光反射率，与机械抛光相比较，还有生产率高、操作方便、劳动强度小等优点。电抛光时，产生阳极溶解，使阳极附近金属盐浓度不断增加，生成一种粘性薄膜(如图)这种薄膜导电性不良，并引起阳极极化作用，使阳极电位升高；同时在零件凸凹不平的表面上薄膜的厚度分布不均匀，凸起部分薄膜厚度较小，因而电阻较小造成电力线集中，加速了凸起部分的溶解，使零件表面粗糙的凸起部分尺寸减少较快，从而达到了整平零件的目的。这种薄膜还阻碍着阳极的溶解，使阳极的极化作用加强。所以在阳极溶解的同时，在零件的表面上生成一层氧化薄膜，它有一定的稳定性，使零件更不易受化学药品的作用，而处于轻微的钝态，这是零件表面获得光泽的重要原因。&&& 90.为什么许多电抛光溶液都采用磷酸?&&& 答:由于磷酸具有粘度大，对金属的化学溶解性小，易于形成“薄膜”，抛光的极限电流密度较小等优良性能。所以大多数情况下都采用磷酸作电抛光溶液。&&& 91.合金镀层的定义是什么?&&& 答:合金镀层的定义是:任何一个含有两种或两种以上金属共沉积形成的镀层，不论它们存在于何种结构形式，只要它们的晶粒细致，凭我们的肉眼不能觉察出它们的区别，而且在其成分中低量金属的量不低于1%，这种镀层就可以称为合金镀层。有些单金属电镀中，使用少量的金属光亮剂。例如氰化镀铜中用少量铅作发光剂，铅也会在阴极中沉积出来。但是，我们习惯上不称它为合金，因为它在镀层中的含量远远少于1%。&&& 92.镀镍溶液的常见金属杂质是什么?&&& 答:镀镍电解液对杂质非常敏感，当存在某些金属杂质时(其含量甚微)，会使镍镀层质量变坏。铜、铁、锌等金属离子是镀镍液中最常见的有害金属杂质。铁在电解液中比镍优先沉积在阴极上，而使镀层发脆，易龟裂。铁在镀镍液中的最高含量不得大于0.1克/升。铜的析出电位低，所以优先在阴极析出，使镍层呈棕黑色或灰黑色。铜的最高允许含量为0.02克/升。锌在镀镍液中的允许含量不大于0.01克/升，当电解液中含有少量锌时，在镀件的边缘及尖角上产生光亮的镀层。含量稍大时，则使整个零件表面产生黑色条纹，斑点以及鳞片状镀层。&&& 93.如何除去镀镍液中的金属杂质?&&& 答:铁离子的除去方法:调整镀镍液的pH值=4。加入适量的双氧水(约1～2毫升/升)，将镀液搅拌，并加温至70℃左右，用稀的氢氧化钠溶液提高镀液的pH=6，搅拌2～3小时，再测pH值，如pH因铁的沉淀而有所降低，再将pH提高至6。静置过夜，过滤后加入硫酸，调整pH至正常范围即可试镀。铜离子的除去方法:由于铜离子的水解沉淀的pH值与镍相接近，故用化学方法除去铜的效果不好，镍的损耗大。用低电流密度电解的方法去除镀镍溶液中的铜杂质，较为经济实用。即以0.05～0.1安培/分米2电流密度，用瓦楞形铁板作阴极，在搅拌下电解至能正常生产时为止。锌离子的除去方法:用稀的氢氧化钠溶液或碳酸钙提高镀液的pH值至6.2，加温至70℃，不断搅拌1～2小时，再测pH值，若pH低于6.2，应继续提高至6.2，静置4小时以上，然后过滤，最后调整pH至工艺范围，就可试镀。也可用低电流密度(0.2～0.4安培/分米2)电解的方法处理。&&& 94.镀镍液中的有机杂质对镀层有何影响，如何除去?&&& 答:镀镍液中如含有有机杂质，会严重地影响镀层的质量。使镍层性脆及脱落，还会使镀层产生麻点。有机杂质常以活性炭来吸附除去，其用量约2～5克/升。剧烈搅拌一小时左右，静置后过滤即可。此外，也可以通电处理，把镀液加温至50～60℃，剧烈搅拌，用废零件为阴极，在低电流密度下处理4～6小时。这种方法较简单，但效果没有用活性炭吸附好。&&& 95.如何维护镀镍电解液?&&& 答:镀镍电解液对杂质敏感，应经常保持其纯净清洁。在使用过程中，除防止铁、铜及零件等掉入槽内之外，镀槽在使用完后，应立即盖好。悬挂阳极的导电铜棒，应用塑料板或薄膜遮盖。发现溶液表面浮有脏物，用纱布网仔细除去。为避免已沉入槽底的镍泥及脏物不再浮起，工作时，如无连续过滤的设备，不宜采用强烈的搅拌，以免将沉淀物搅起，影响镀层质量。&&& 96.为什么双层镀镍能提高镍层的防护性能?&&& 答:双层镍是先沉积一层无硫的(或含硫量较少的)柱状组织的半光亮镍(或普通暗镍)，然后再镀上一层含硫较高的层状组织的全光亮镍层。第一层镍的厚度通常占总厚度的2/3左右。镀层的机械性能主要由韧性较好的半光亮镍(或普通暗镍)层决定。两个镍层之间，由于含硫量不同，它们的电极电位亦不同。一般说来，第一层半光亮镍层的电位比全光亮镍层更正。若半光亮镍完全不含硫，那末，光亮镍与半光亮镍之间就有一个比较大的电位差(约155MV)。这样，当铬镀层的裂纹或孔隙处的全光亮镍层被腐蚀穿透到它的下层镍时，由于两个镍层之间存在着电位差，故能形成原电池。电位较正的第一层镍是原电池中的阴极，电位较负的全光亮镍是原电池中的阳极。这样就使腐蚀的方向由纵向向横向发展，从而提高镍层的防护性能。&&& 97.光亮硫酸镀铜液中的氯离子对镀层有何影响?&&& 答:在光亮酸性镀铜溶液中必须存在少量氯离子才能得到全光亮镀层，其含量一般控制在10～80毫克/升，如含量过低，镀液整平性能和镀层光亮度均下降，且易产生光亮树枝条纹，严重时镀层粗糙有针孔，甚至烧焦。过高时，镀层光亮度下降和低电流密度区不亮。氯离子可用盐酸或氯化铜溶液的形式加入。因为一般工业用硫酸铜和活性炭中含有少量氯离子，所以新配溶液时，可不必另加氯离子。镀液中氯离子过多时，可用碳酸银处理，使它成为氯化银沉淀，过滤除去。&&& 98.光亮硫酸镀铜溶液应如何进行净化处理?&&& 答:经过较长时间使用后，如果镀液产生混浊，添加光亮剂后达不到原来水平，就应该将镀液进行净化处理，其方法如下:将镀液加热至50℃以上，在搅拌下加入1～2毫升/升的30%过氧化氢，充分搅拌约1小时，慢慢加入3～5克/升活性炭，继续搅拌1小时，静置过夜后过滤，经过处理的镀液，应按原配方含量重新加入各种光亮剂。如果在调整镀液时需要添加硫酸铜，应先将硫酸铜用水溶解，并用双氧水和活性炭处理后，再加到镀液中，这样可减少铁及有机杂质的积聚。&&& 99.氰化镀锌溶液中的游离氰化钠和游离氢氧化钠的作用是什么?&&& 答:氰化镀锌溶液中的氰化钠是主要络合剂，而氢氧化钠是辅助络合剂和增加导电性。由于四氰合锌离子对锌沉积时的极化作用比锌酸根大，所以提高氰化钠浓度，可以提高阴极极化作用，使镀层结晶细致，镀层厚度也较为均匀，但阴极电流效率降低了。相反地提高氢氧化钠浓度，由于锌络合物的平衡关系移向锌酸根方面，阴极极化作用降低，使阴极电流效率略有提高，但镀层的结晶较粗。在没有氢氧化钠的氰化物镀液中，其电流效率非常低。在没有氰化物的碱液中如不加其他添加剂，则镀层粗糙，发暗甚至呈海绵状。&&& 100.为什么硬铬电镀在施镀前要进行预热处理?&&& 答:不论是什么钢件进行镀硬铬，在电镀之前，必须将它在镀槽中进行“预热”。所谓“预热”，就是在施加电流之前，先把零件放到镀铬槽中不通电给以加热，使金属零件的温度升到接近或等于镀液温度，而后才能通电施镀。这是因为镀硬铬时，镀层一般较厚，镀铬层内应力大且硬度高，而基体和铬的膨胀系数往往差别较大，如不预热就施镀，基体零件在受镀过程中就逐渐升温膨胀，它往往把镀层顶裂甚至成“暴皮”。受镀的零件越大(轴类件的轴径愈大)则“预热”时间应愈长，这是保证获得结合力良好镀层的先决条件。
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