100 preguntas sobre conocimiento básico de electroplatación (Parte 1: 1-30)
1. ¿Qué es la electrólisis?
Respuesta:La electrólisis es el proceso en el que un electrolito sufre descomposición debido a una reacción redox en los electrodos cuando una corriente eléctrica pasa a través de él. Cuando se aplica la corriente, los cationes en el electrolito se mueven hacia el cátodo, donde ganan electrones y se reducen para formar nuevas sustancias. Mientras tanto, los aniones se mueven hacia el ánodo, donde pierden electrones y sufren oxidación para formar nuevas sustancias. En algunos casos, el material del electrodo en sí también puede sufrir oxidación en el ánodo -, por ejemplo, durante la electrólisis del cloruro de sodio fundido:
2. ¿Qué es la electroplatación?
Respuesta:La electroplatación es un proceso en el que se deposita una capa delgada de metal en la superficie de una parte metálica a través de la electrólisis. El proceso consta de tres etapas principales: tratamiento previo al platado - (como el desengrasado y la eliminación de óxido), el revestimiento de la capa de metal y el tratamiento con -} (como la pasivación y la eliminación de hidrógeno).
La electroplatación se usa para evitar la corrosión metálica, reparar piezas desgastadas y mejorar las propiedades como la durabilidad, la reflectividad, la conductividad y la estética. Durante el proceso, la pieza de metal que se sembrará sirve como cátodo, mientras que las placas de metal o las varillas del material de revestimiento sirven como ánodo. Estos componentes se suspenden en postes de cobre y se sumergen en una solución de electrolitos que contiene iones metálicos. Luego se aplica una corriente continua para facilitar la deposición de la capa metálica.
En algunos casos, se usan ánodos insolubles, como plomo o plomo - anodos de aleación de antimonio para el enchapado de Chrome.
3. ¿Por qué los electrolitos pueden realizar electricidad?
Respuesta:La forma en que los electrolitos conducen electricidad difiere de la de los conductores metálicos. En los conductores de metales, la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de electrones libres. En contraste, en los electrolitos, la corriente se transporta por iones cargados.
Los electrolitos son eléctricamente neutros porque contienen cantidades iguales de iones positivos y negativos. Sin embargo, cuando se aplica un voltaje, el fuerte campo eléctrico hace que estos iones se muevan hacia electrodos de polaridad opuesta - los cationes migran hacia el cátodo, mientras que los aniones se mueven hacia el ánodo. Este movimiento de iones permite que la corriente eléctrica fluya a través del electrolito, lo que le permite realizar electricidad.
4. ¿Cuál es el procedimiento básico para preparar una solución de electro Explatación?
Respuesta:El procedimiento básico para preparar una solución de electroplatación es el siguiente:
- Disolviendo químicos:Primero, coloque los productos químicos de electroplatación requeridos en un pequeño tanque de mezcla, luego agregue una cantidad adecuada de agua limpia para disolverlos. Evite verter productos químicos directamente en el tanque de revestimiento.
- Eliminar las impurezas:Use varios métodos químicos para eliminar las impurezas de la solución y tratarlo con carbono activado.
- Filtración:Después del tratamiento y el asentamiento, filtre la solución en un tanque de revestimiento limpio y agregue agua para alcanzar el volumen requerido.
- Ajuste de parámetros del proceso:Fino - Agustes la solución de placas de acuerdo con las especificaciones del proceso, incluidos el valor del pH, la temperatura y los aditivos.
- Purificación electrolítica:Finalmente, aplique una baja densidad de corriente para la deposición electrolítica para eliminar las impurezas residuales de iones metálicos hasta que la solución esté lista para el funcionamiento.
5. ¿Cuáles son los principales factores que controlan el grosor de la capa de electroplatación?
Respuesta: Los factores principales que controlan el grosor de la capa de electroplatación son la densidad de corriente, la eficiencia de corriente y el tiempo de electroplatación.
6.
Respuesta: No, el revestimiento de latón es una aleación de cobre y zinc, y el recubrimiento de bronce es una aleación de recubrimiento de cobre y estaño.
7. ¿Qué relación expresa la ley de Faraday? Explique las primeras y segundas leyes de Faraday.
Respuesta: La ley de Faraday describe la relación entre la cantidad de electricidad que pasa a través del electrodo y el peso del reactivo del electrodo, también conocido como la ley de la electrólisis.
La primera ley de Faraday: el peso del metal precipitado durante la electrólisis es proporcional a la corriente y el tiempo que pasa a través del electrolito.
W=kit
W-peso de la sustancia precipitada (g)
K-constante proporcional (equivalente electroquímico)
I-Intensidad de corriente (Ampere)
t --Tiempo de encendido (horas)
La segunda ley de Faraday: la segunda ley de Faraday establece que cuando la misma cantidad de corriente eléctrica pasa a través de diferentes electrolitos, la masa del metal depositado es directamente proporcional al equivalente químico de cada electrolito.
K=ce
C-constante proporional.
E-equivalente químico
8. ¿Por qué se deben limpiar las piezas chapadas con agua después de despesar químicos y grabado de ácido débil?
Respuesta: Debido a que la solución de desplazamiento químico habitual es alcalino, si la solución de desengrasante se lleva directamente a la solución de corrosión ácida, el ácido y el álcali reaccionarán y reducirán la concentración y el efecto del ácido. El producto de la reacción de neutralización se adhiere a la pieza de trabajo, lo que afectará la calidad del recubrimiento. Por lo tanto, después del desengrasamiento químico, la pieza de trabajo debe enjuagarse con agua limpia antes de ingresar a la solución de corrosión ácida.
9. Causas y soluciones para rebabas y partículas gruesas en la capa de electroplatación
Causas:
Las rebabas y las partículas gruesas en la capa electroplacada son causadas principalmente por la contaminación de la solución de recubrimiento con impurezas suspendidas. Las principales fuentes de estas impurezas incluyen:
Polvo del aire que ingresa al baño de placas
Lodo residual o depósitos en el ánodo
Productos de hidrólisis de impurezas metálicas
Composición anormal de la solución de placas
Condiciones de funcionamiento inadecuadas
Soluciones:
Ajuste la composición de la solución de placas para garantizar el equilibrio adecuado.
Optimizar las condiciones de funcionamiento, incluida la temperatura, la densidad de corriente y la agitación.
Si las impurezas suspendidas son la causa, filtre la solución de revestimiento regularmente para eliminar los contaminantes.
Mantenga limpio el entorno de placas para minimizar el polvo y los desechos en el aire.
Limpie periódicamente y mantenga el ánodo para evitar la acumulación de lodos.
El control adecuado de la solución de enchapado y el entorno de trabajo ayuda a lograr una superficie electrochada suave y alta de calidad-.
10. Durante el proceso de electroplation, la percha se calienta y se calienta. ¿Es porque la temperatura de la solución de placas es demasiado alta?
Respuesta: Aunque el calentamiento de la percha está relacionado con la temperatura de la solución, las razones principales son:
(1) La corriente que pasa por la percha es demasiado grande.
(2) El contacto en la percha es deficiente, y la resistencia aumenta, lo que hace que la percha se caliente.
11. ¿Qué tan efectivos son el ácido sulfúrico y el ácido clorhídrico para eliminar el óxido? ¿Puede el ácido nítrico eliminar el óxido?
Respuesta: En general, el ácido clorhídrico concentrado es el mejor para eliminar el óxido de los productos. Puede lograr una alta eficiencia y no causará una corrosión o daño al metal base, incluso si el tiempo es demasiado largo. El ácido sulfúrico es bueno para eliminar las manchas de óxido de la superficie, pero elimina el óxido muy lentamente. La corrosión - se producirá si el tiempo es demasiado largo, lo que causará un gran daño a la base del producto. El ácido nítrico no se puede usar para la eliminación de óxido porque es altamente oxidante y oxidará metales cuando entra en contacto con ellos, produciendo una gran cantidad de gas de óxido de nitrógeno altamente tóxico.
12. ¿Por qué la percha debe recubrirse con material aislante?
Respuesta: En general, a excepción del gancho y la parte conductora que contacta con el producto, el resto de la percha debe recubrirse con material aislante para reducir la pérdida de corriente y la pérdida de metal, garantizar que el área efectiva del producto esté electroplacada, aumentar la corriente efectiva y hacer que la percha sea duradera.
13. Impacto del tratamiento previo al placas en la calidad de la electroplatación
Long - La experiencia de producción de términos ha demostrado que la mayoría de los defectos de electro Explatación no son causados por el proceso de electroplatación en sí, sino por el tratamiento inadecuado previo -} de las piezas metálicas.
Elplanitud, resistencia a la adhesión, resistencia a la corrosión y calidad generaldel recubrimiento electrochado están directamente influenciados por el tratamiento previo al platado. La preparación adecuada de la superficie asegura que el metal esté limpio, liso y libre de contaminantes, lo que permite un alto acabado de calidad -.
- Suavidad de la superficie:Una superficie metálica rugosa dificulta lograr un revestimiento liso y brillante. Además, una superficie rugosa aumenta el número de poros en la capa de recubrimiento, reduciendo su resistencia a la corrosión.
- Limpieza:La presencia de aceite, grasa o suciedad en la superficie del metal evita la adhesión adecuada, lo que lleva a defectos o falla de recubrimiento.
Asegurar el tratamiento de recubrimiento previo a la pre --, que incluye desengrasamiento, limpieza y acondicionamiento de superficie, es crucial para lograr un acabado electrochelado de calidad duradero, uniforme y alto- de calidad.
14. ¿Cuál es la definición de cianuro libre en la solución de revestimiento de cianuro?
Respuesta: En la solución de placas de cianuro, el exceso de cianuro que no se combina en la sal compleja se llama cianuro libre. Por ejemplo, el cianuro libre en la solución de revestimiento de cobre de cianuro es el exceso de cianuro que se forma [Cu (CN)3]=iones complejos.
15. En el revestimiento de cobre de cianuro, el ánodo se pasiva y se disuelve mal. ¿Por qué aumenta el contenido de cianuro libre?
Respuesta: En el revestimiento de cobre de cianuro, el ánodo está mal disuelto. Aunque parte del cianuro se oxida y se consume en el ánodo, se genera más cianuro libre en el cátodo debido a la descarga de iones complejos de cianuro de cobre, lo que aumenta el contenido de cianuro libre en la solución de enchapado.
16. ¿Cuál es el efecto del material anódico de ácido - enchapado de cobre brillante en la calidad del recubrimiento?
Respuesta: En el ácido - Proceso de revestimiento de cobre brillante, si se usa el ánodo de cobre electrolítico, el polvo de cobre se genera fácilmente, lo que hace que el recubrimiento sea rudo, y el brillo se consume rápidamente, por lo que se debe usar un ánodo de cobre que contenga una pequeña cantidad de fósforo (0.1-0.3%), lo que puede reducir significativamente el polvo de cobre. Sin embargo, si se usa un ánodo de cobre con un contenido de fósforo demasiado alto, el rendimiento de la disolución del ánodo se deteriorará, lo que provocará que el contenido de cobre en la solución de enchapado disminuya.
17. En la solución de revestimiento de níquel, el área del ánodo se reduce y la densidad de corriente del ánodo aumenta. En este momento, ¿el valor de pH de la solución aumenta o disminuye?
Respuesta: El valor de pH de la solución disminuye. Esto se debe a que el ánodo se reduce, la densidad de corriente aumenta, el ánodo se pasiva y no se disuelve, y después de que el ánodo se pasiva, el oxígeno se precipita y el H+ en la solución aumenta, por lo que aumenta la acidez y el pH disminuye.
18. ¿Qué se debe agregar a la solución de níquel para promover la disolución del ánodo? ¿Está bien agregar una gran cantidad de ácido bórico?
Respuesta: Para promover la disolución del ánodo de níquel, se debe agregar una cantidad apropiada de iones de cloruro. El ácido bórico no promueve la disolución del ánodo de níquel.
19. ¿A qué impurezas nocivas se les debe prestar atención en una solución de revestimiento de níquel brillante?
RESPUESTA: El plate de níquel brillante debe prestar atención a:
(1) Materias primas industriales impuras. Por ejemplo, el sulfato de níquel contiene cobre, zinc y nitrato, y las placas de níquel anódico contienen impurezas como el hierro;
(2) contaminación en el proceso de producción. Por ejemplo, el cobre y el cromo se traen de productos o perchas debido a la limpieza incompleta. Descomposición de productos de aditivos orgánicos. Estas son impurezas dañinas en el revestimiento de níquel brillante y deben eliminarse.
20. ¿El fenómeno de pelado y escamas es después del níquel - cromo en el cromo causado principalmente por el pobre tratamiento de placas pre -?
Respuesta: El pelado del recubrimiento después del níquel - chapado en cromo es un factor, pero no necesariamente es causado por completo por el mal pre - tratamiento. Está relacionado con la condición de la solución de enchapado y el fenómeno de la capa doble - níquel.
21. ¿Por qué hay una película marrón parcial en la capa chapada cromada -?
Respuesta: La película parcial de marrón en la capa chapada cromada - es causada principalmente por sulfato insuficiente. Además, si la temperatura del baño es demasiado baja o está perturbada por impurezas (como CL-), también se producirá una película marrón en la capa chapada Chrome -.
22. ¿Por qué no se puede usar el cromo metálico como ánodo para el enchapado de Chrome?
Respuesta: El revestimiento de cromo no usa el cromo metálico soluble como ánodo, principalmente porque es muy fácil de disolver durante el proceso de recubrimiento de cromo. La eficiencia actual de la disolución del cromo metálico del ánodo es mucho más alta que la eficiencia actual de la deposición del cromo de metal cátodo. De esta manera, a medida que avanza el proceso de electroplatización, el contenido de cromo en la solución de enchapado inevitablemente se volverá más y más alto, lo que hace que sea imposible lograr la electroplatación normal. Además, cuando el cromo metálico se usa como ánodo, se disuelve principalmente en la solución en forma de iones de cromo trivalentes, lo que provoca una gran cantidad de iones de cromo trivalentes en la solución de enchapado. Al mismo tiempo, debido a que el cromo metálico es muy frágil y difícil de procesar en varias formas, todo el cromo metálico no puede usarse como ánodo. En general, la aleación de plomo o plomo se usa como ánodo en el proceso de revestimiento de Chrome.
23. ¿Qué es la intensidad de corriente?
Respuesta: La intensidad de corriente se abrevia como corriente, que se refiere a la cantidad de electricidad que pasa a través de la sección Cross - de un conductor por unidad de tiempo. La unidad está amperantada, abreviada como A.
24. ¿Qué es la densidad de corriente? ¿Cómo se calcula?
Densidad de corrientese refiere a la cantidad de corriente eléctrica que pasa a través de un área unitaria del electrodo. En la electroplatación, generalmente se mide enAmperios por decímetro cuadrado (A/D㎡), aunqueAmperios por pulgada cuadradaTambién se usa en algunos países.
- Eldensidad de corriente de cátodose denota comoDk.
- Eldensidad de corriente del ánodose denota comoCañón.
La fórmula para la densidad de corriente:
Densidad de corriente=Corriente total (a)/área de superficie de electrodo (D㎡)
Por ejemplo, si el área de superficie plateada total es50 decímetros cuadradosy la corriente aplicada es100 amperios, la densidad de corriente es:
100 A÷50 d㎡=2 A/d㎡
Impacto de la densidad de corriente en la electroplatación:
- Eldensidad de corriente de cátodoAfecta significativamente la calidad del recubrimiento.
- Si la densidad de corriente esdemasiado alto, el revestimiento puede volverse áspero o quemado.
- Si la densidad de corriente esdemasiado bajo, la deposición puede ser desigual o demasiado lenta.
- También influye directamente en eltasa de deposición, impactando la eficiencia de producción.
Mantener una densidad de corriente óptima asegura uncalidad suave, uniforme y alta -Acabado electroplacado.
25. ¿Qué es la eficiencia actual?
Respuesta: El peso del metal depositado en el cátodo cuando la corriente pasa a través de la solución electroplante no es necesariamente consistente con el peso calculado por la ley de electrólisis (el peso del material depositado o disuelto en la placa durante la electrólisis es proporcional a la cantidad de corriente que pasa), y generalmente es menor que la cantidad teórica. Esto se debe a que durante la electrólisis, los iones metálicos no se descargan simplemente y se reducen al metal, sino que también se producen otras reacciones secundarias. Por ejemplo, la deposición de hidrógeno consumirá una cierta cantidad de electricidad. Por lo tanto, cuando se va a depositar una cierta cantidad de metal, la corriente real requerida es mayor que el valor calculado teóricamente. Por lo tanto, la relación del valor actual requerido por el cálculo teórico del valor actual realmente requerido se denomina eficiencia actual. Cuanto mayor sea la eficiencia actual, menos energía se desperdicia.
26. Dada la densidad de corriente y el tiempo de electroplatación, ¿cómo calcular el grosor de la capa de electroplatación?
Respuesta: Primero, determine la eficiencia actual del proceso en función del tipo de placas, y luego busque la tabla para determinar el equivalente electroquímico y la densidad (gravedad específica) del metal, y luego calcule de acuerdo con la siguiente fórmula:
■ Fórmula de cálculo para el grosor de recubrimiento D (D: micrómetro)
D=(C × DK × T × ηk × 100)/(60 × R)
■ Fórmula de cálculo para el tiempo de electroplatación t (t: minuto)
T=(60 × R × D)/(C × DK × ηk × 100)
■ Fórmula de cálculo para la densidad de corriente de cátodo DK (DK: A/DM2)
DK=(60 × R × D)/(C × T × ηk × 100)
■ Fórmula de cálculo de eficiencia de corriente de cátodo:
ηk=(60 × r × d)/(c × t × dk × 100)
C=equivalente electroquímico (g/ampere · hora)
DK=densidad de corriente cátodo (decímetro amperio/cuadrado)
t=Tiempo de electroplation (minutos)
ηκ=eficiencia de corriente del cátodo (%)
R=Densidad metálica de la capa de electroplation (g/cm3)
Ejemplo: se sabe que la eficiencia de corriente de la solución de níquel es del 95%, la densidad de corriente del cátodo es 2.5A/D㎡, ¿cuál es el grosor del recubrimiento obtenido después de 20 minutos de electroplatización? El equivalente electroquímico del níquel es 1.095 y la densidad es 8.8
d=(c × dk × t × ηk) /60r =1.095 × 2.5 × 20 × 95%× 100 /(60x.8) =9.85 um
27. ¿Qué son los recubrimientos anódicos y catódicos? Para sustratos de hierro, ¿a qué tipo de recubrimientos pertenecen zinc, cobre, níquel, cromo, cobre - La aleación de estaño y otros recubrimientos?
Respuesta: Según la relación electroquímica entre el metal de recubrimiento y el metal base, el recubrimiento se puede dividir en recubrimiento anódico y un recubrimiento catódico. En condiciones normales, cuando el potencial de electrodo del metal de recubrimiento es negativo que el del metal base, se llama recubrimiento anódico, y viceversa, se llama recubrimiento catódico. El potencial de electrodo del recubrimiento de zinc es negativo que el del sustrato de hierro, por lo que el recubrimiento de zinc es un recubrimiento anódico. El potencial de cobre, níquel y cobre - recubrimiento de aleación de estaño es más positivo que el del sustrato de hierro. Por lo tanto, es un recubrimiento catódico. Según el potencial estándar, el recubrimiento de cromo es más negativo que el hierro, pero debido a que el recubrimiento de cromo es fácil de purificar, el potencial tiende a ser positivo, por lo que también es un recubrimiento catódico. Dado que el potencial del metal cambia con diferentes condiciones, si el recubrimiento es anódico o catódico también puede cambiar. Por ejemplo, en condiciones normales, el recubrimiento de estaño es un recubrimiento de cátodo para el hierro, pero en los ácidos orgánicos, se convierte en un recubrimiento de ánodo.
28. ¿Cuál es el efecto protector del recubrimiento anódico y el recubrimiento catódico sobre el metal base?
Respuesta: El principio protector del recubrimiento anódico se basa en el hecho de que el potencial del recubrimiento es más negativo que el del metal base, y su presión electrolítica es mayor, por lo que se convierte en el ánodo en la celda de corrosión, retrasando así la corrosión del metal base. Incluso cuando el metal base está ligeramente expuesto, el recubrimiento aún puede desempeñar un papel protector. Por lo tanto, la cantidad de poros en el recubrimiento anódico tiene poco efecto en el rendimiento de protección. En términos de grosor, cuanto más grueso sea el recubrimiento, más fuerte será el rendimiento de protección. El recubrimiento catódico solo juega un papel de aislamiento puramente mecánico en el metal base y no tiene el efecto de protección electroquímica de un recubrimiento anódico. Por lo tanto, debe tener un efecto protector cuando la porosidad del recubrimiento es muy pequeña. De lo contrario, en los poros o partes dañadas del recubrimiento, el metal base servirá como el ánodo de la celda de corrosión, acelerando la corrosión del metal base. En general, la porosidad del recubrimiento disminuye con el aumento del grosor de recubrimiento, por lo que cuanto más grueso sea el grosor, más fuerte es el rendimiento protector del recubrimiento catódico.
29. ¿Cuáles son los requisitos de calidad generales para las piezas chapadas antes de la electroplatización?
Respuesta: Antes de la electroplatización, las piezas chapadas deben estar libres de escala de óxido, óxido, manchas y aceite, y la superficie puede ser completamente humedecida por agua sin gotas de agua.
30. ¿Por qué las partes plateadas deben enjuagarse con agua limpia después de la electroplatación?
Respuesta: Después de que el producto se electroplente y fuera del tanque, una gran cantidad de solución de enchapado se adhiere a la superficie y los agujeros, y la solución de recubrimiento en sí suele ser corrosiva. Si no se limpia, corroerá la capa de placas y el sustrato, afectando la apariencia y el rendimiento protector del producto. Por lo tanto, después de que las partes chapadas están fuera del tanque, deben enjuagarse con agua limpia y luego secarse.
Aprenda más un combate:100 preguntas sobre conocimiento básico de electroplatación (Parte 2: 31-50)