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第一篇 电镀工程师知识基础2

第1章 电镀工程师应具备的基本素质2

1.1应具备的综合素质2

1.2应具备的专业技能4

1.3电镀工程师的职责5

第2章 电镀化学和电化学基本概念6

2.1电解质溶液6

2.1.1电离度6

2.1.2电离平衡常数7

2.2同离子效应7

2.3配合物（络合物）7

2.4溶度积8

2.5氧化-还原反应9

2.6 pH值与缓冲溶液10

2.7电解质溶液的导电性13

2.7.1第一类导体13

2.7.2第二类导体14

2.7.3摩尔电导15

2.7.4电解和电解定律16

2.8原电池和电解池16

2.9电极、电极反应与电极电位18

2.9.1电极18

2.9.2电极反应18

2.9.3电极电位18

2.10电流效率21

2.11电极的极化22

2.11.1极化现象22

2.11.2过电位与极化值22

2.11.3电化学极化与浓差极化22

2.11.4析出电位23

2.11.5极化曲线和极化度23

2.12表面活性粒子在电极与溶液界面的吸附24

2.12.1吸附的分类24

2.12.2影响特性吸附的各种因素24

2.12.3表面吸附对电极过程的影响25

2.13氢过电位25

2.14金属的阳极过程26

2.14.1金属阳极过程的特点26

2.14.2金属的钝化27

2.14.3影响阳极过程的主要因素28

2.14.4电镀阳极及分类29

第3章 电镀基本概念30

3.1电镀基础知识30

3.1.1电镀的定义30

3.1.2电镀的分类30

3.1.3电沉积金属的结构31

3.1.4电镀层的基本性能32

3.2电镀结晶过程35

3.2.1电结晶过程的界面反应步骤与界面反应36

3.2.2结晶长大过程37

3.3电流和金属在阴极上的分布40

3.3.1初次电流分布40

3.3.2二次电流分布41

3.3.3金属在阴极上的分布42

3.3.4镀液的分散能力和覆盖能力42

3.3.5镀液的整平能力43

3.3.6几何因素对电流在阴极表面分布的影响44

3.4电镀溶液46

3.4.1镀液的分类46

3.4.2镀液中主要成分的作用47

3.5电镀工艺条件及其对电镀质量的影响49

3.5.1阴极电流密度49

3.5.2电镀溶液温度49

3.5.3搅拌50

3.5.4电源50

3.5.5基体金属对镀层质量的影响51

3.5.6几何因素对电镀质量的影响52

3.6合金电镀53

3.6.1金属共沉积的条件53

3.6.2金属共沉积的措施53

3.6.3金属共沉积的特点54

3.6.4影响共沉积的因素55

3.6.5合金共沉积的类型56

3.7双电极现象及双电极电镀58

第4章 电镀添加剂60

4.1镀镍添加剂60

4.1.1镀镍添加剂的性能与应用60

4.1.2镀镍中间体的性能与应用64

4.2镀铜添加剂65

4.2.1酸性镀铜添加剂和中间体的性能与应用65

4.2.2碱性镀铜添加剂的性能与应用67

4.2.3碱性镀铜中间体的性能与应用68

4.3镀锌添加剂68

4.3.1酸性镀锌添加剂的性能与应用68

4.3.2酸性镀锌中间体的性能与应用71

4.3.3光亮氰化物镀锌添加剂的性能与应用72

4.3.4光亮锌酸盐镀锌添加剂的性能与应用73

4.4镀铬添加剂73

4.4.1添加剂在标准镀铬溶液中的应用73

4.4.2添加剂在复合镀铬溶液中的应用74

4.4.3添加剂在自动调节复合镀铬液中的应用74

4.4.4添加剂在稀土镀铬溶液中的应用74

4.4.5添加剂在高效镀铬溶液中的应用76

4.4.6添加剂在快速镀铬溶液中的应用77

4.4.7添加剂在四铬酸盐镀铬溶液中的应用77

4.4.8添加剂在镀黑铬溶液中的应用78

4.4.9添加剂在三价铬镀铬溶液中的应用78

4.5光亮酸性镀锡添加剂79

4.5.1 Sn2+的稳定剂79

4.5.2光亮剂80

4.5.3分散剂80

4.6镀金添加剂80

4.6.1镀金的无机添加剂80

4.6.2镀金的有机添加剂81

4.7镀银添加剂81

4.7.1氰化物镀银添加剂81

4.7.2无氰镀银添加剂82

第5章 电镀设备的设计和选型83

5.1表面精整设备83

5.1.1喷砂设备83

5.1.2滚光设备85

5.1.3磨光机和抛光机89

5.2槽体90

5.2.1槽体材料的选择90

5.2.2镀槽的设计100

5.2.3水槽的设计104

5.2.4镀铬槽和粗化槽105

5.3溶液加热106

5.3.1加热溶液所需的热量106

5.3.2工作时热损耗量107

5.3.3槽液从初始温度升高到工作温度时的热损耗量计算108

5.3.4蒸汽加热108

5.3.5电加热113

5.4溶液的冷却114

5.4.1冷量的计算114

5.4.2冷却管换热面积的计算115

5.4.3自来水消耗量或冷水循环量的计算115

5.4.4冷却管结构115

5.4.5冷却管的强度及气密性试验117

5.5溶液搅拌117

5.5.1压缩空气搅拌117

5.5.2机械搅拌118

5.5.3溶液循环搅拌119

5.5.4超声波强化搅拌119

5.5.5泵搅拌119

5.5.6对流搅拌120

5.6过滤设备120

5.6.1过滤机种类120

5.6.2过滤介质122

5.6.3过滤机的选择124

5.6.4几种特殊的过滤机126

5.6.5连续过滤管的配置127

5.7滚镀设备128

5.7.1倾斜式滚镀机128

5.7.2卧式滚镀机128

5.7.3滚镀铬机130

5.7.4微型滚镀机132

5.8干燥和除氢设备133

5.8.1干燥箱及除氢箱133

5.8.2热风干燥槽134

5.8.3离心干燥机135

5.8.4脱水油槽136

5.8.5干燥平台136

5.9电镀电源设备136

5.9.1整流器136

5.9.2开关电源137

5.9.3特种电源138

5.9.4电镀电源的选择与使用140

5.10电镀挂具142

5.10.1电镀挂具设计基础数据142

5.10.2电镀挂具的管理145

第二篇 电镀工艺148

第6章 镀前处理工艺148

6.1镀前机械处理148

6.1.1镀前机械处理概念和原理148

6.1.2磨光工艺149

6.1.3抛光工艺156

6.1.4滚光、振动光饰158

6.2镀前除油167

6.2.1常见油脂及除油方法167

6.2.2有机溶剂除油167

6.2.3化学除油170

6.2.4电化学除油173

6.2.5滚筒除油174

6.3镀前浸蚀175

6.3.1概述175

6.3.2钢铁零件的浸蚀178

6.3.3不锈钢和耐热钢的浸蚀180

6.3.4铜及铜合金零件的浸蚀184

6.3.5铝及铝合金零件的浸蚀186

6.3.6锌及锌合金零件的浸蚀188

6.3.7镁及镁合金零件的浸蚀189

6.3.8镉及镉合金零件的浸蚀190

6.3.9铅、锡及其合金的浸蚀191

6.3.10钛及钛合金的浸蚀191

6.3.11其他部分金属及其合金的浸蚀192

6.4电解抛光和化学抛光194

6.4.1钢铁零件的电解抛光和化学抛光194

6.4.2不锈钢的电解抛光和化学抛光196

6.4.3铜及铜合金的电解抛光和化学抛光197

6.4.4铝及铝合金的电解抛光和化学抛光198

6.4.5镍及镍合金的电解抛光和化学抛光200

6.4.6银的电解抛光和化学抛光201

6.4.7金的电解抛光和化学抛光202

6.4.8钛及钛合金的电解抛光和化学抛光202

6.4.9锌及锌合金的电解抛光和化学抛光204

6.4.10镉的电解抛光和化学抛光204

6.4.11镁及镁合金的电解抛光和化学抛光205

6.4.12其他金属的电解抛光和化学抛光205

6.4.13通用电解液电解抛光208

6.4.14低浓度高氯酸溶液电解抛光209

6.5金属材料的镀前金属化处理209

6.5.1铝及铝合金209

6.5.2锌合金压铸件212

6.5.3钢铁件212

6.5.4镁及镁合金213

6.5.5钛及钛合金的镀前金属化处理213

6.5.6金属材料镀银前的金属化处理214

6.6非金属材料的金属化处理215

6.6.1塑料零件215

6.6.2玻璃钢216

6.6.3陶瓷217

6.6.4玻璃217

6.6.5石膏、木材、纸板218

6.6.6鲜花和树叶219

6.6.7线路板的镀前金属化处理219

6.7金属材料的预镀220

6.7.1钢铁零件的预镀220

6.7.2不锈钢的预镀221

6.7.3锌合金压铸件的预镀222

6.7.4铝及铝合金的预镀223

6.7.5镁及镁合金的预镀224

6.7.6其他部分金属的预镀225

第7章 电镀单金属工艺228

7.1电镀锌228

7.2电镀镉230

7.3电镀铜232

7.4电镀镍236

7.5镀铬246

7.6镀锡252

7.7镀铅255

7.8镀铁256

7.9镀银258

7.10镀金262

7.11镀铂263

7.12镀铑及铑合金264

7.13镀钯、镀铟、镀铼、镀锇、镀钌、镀铱、镀锰、镀钴、镀锑和镀铋265

7.14镀砷和镀硒269

第8章 合金电镀工艺270

8.1铜基合金电镀270

8.2锌基合金电镀276

8.3铅基合金电镀284

8.4锡基合金电镀287

8.5镉基合金电镀296

8.6铟基合金电镀297

8.7镍基合金电镀298

8.8钴基合金电镀302

8.9铁基合金电镀304

8.10铬基合金电镀306

8.11银基合金电镀308

8.12金基合金电镀312

8.13钯基合金电镀319

8.14非晶态合金电镀320

8.15 电沉积纳米合金323

第9章 复合电镀、电铸、脉冲电镀和化学镀工艺326

9.1复合电镀326

9.1.1电镀型复合镀层326

9.1.2复合化学镀镍330

9.2电铸332

9.3脉冲电镀334

9.3.1脉冲电镀单金属334

9.3.2脉冲电镀合金339

9.4化学镀341

9.4.1化学镀镍341

9.4.2化学镀铜343

9.4.3化学镀银347

9.4.4化学镀钴349

9.4.5化学镀锡350

9.4.6化学镀金350

9.4.7化学镀钯及其合金352

9.4.8化学镀铂353

9.4.9化学镀铬353

9.4.10化学镀铁354

9.4.11化学镀铟和化学镀铑354

9.4.12化学镀镍基合金354

第10章 镀后处理工艺358

10.1镀层的除氢处理358

10.2镀层的钝化359

10.2.1锌镀层的钝化359

10.2.2镉镀层的钝化364

10.2.3银镀层的钝化364

10.2.4铜及铜合金镀层的钝化364

10.2.5锌-镍合金镀层的钝化366

10.2.6锌-铁合金镀层的钝化368

10.2.7锌-铬合金镀层的钝化369

10.2.8锌-钴合金镀层的钝化369

10.2.9锌-钛合金镀层的钝化369

10.2.10铅-锡合金电镀层的钝化370

10.2.11锡-钴合金镀层的钝化370

10.2.12锡-锌合金镀层的钝化370

10.2.13黑色锡-镍合金镀层的钝化371

10.2.14黑色镍-锌合金镀层的钝化371

10.2.15锡-铈合金镀层的钝化372

10.2.16镉-锡合金镀层的钝化372

10.2.17镍镀层的钝化372

10.2.18不锈钢酸洗后的钝化372

10.2.19磷化膜的钝化373

10.2.20钢铁件碱性氧化膜的化学钝化373

10.3电镀层的退除373

10.3.1钢铁上电镀层的退除373

10.3.2铜及铜合金上镀层的退除388

10.3.3锌合金压铸件上镀层的退除394

10.3.4铝及铝合金压铸件上镀层的退除397

10.3.5塑料件上镀层的退除400

10.3.6印制线路板上镀层的退除401

10.3.7防渗碳镀铜层的退除401

10.3.8挂具上镀层的退除401

10.3.9阳极氧化膜的退除403

10.3.10磷化膜的退除403

10.3.11转化膜的退除404

10.3.12漆膜的退除405

第三篇 电镀工艺流程与操作408

第11章 电镀工艺流程408

11.1钢铁件电镀工艺流程408

11.1.1钢铁件预处理408

11.1.2钢铁件镀锌414

11.1.3钢铁件镀镉415

11.1.4钢铁件镀铜、镀镍和镀铬416

11.1.5钢铁件镀锡424

11.1.6钢（铸）铁件镀铅425

11.1.7铸铁件镀铁426

11.1.8钢铁件镀银427

11.1.9钢铁件镀贵金属及其合金428

11.1.10钢铁件上合金电镀431

11.2铜及铜合金件电镀工艺流程438

11.2.1铜及铜合金件预处理438

11.2.2铜及铜合金件镀镉439

11.2.3铜及铜合金件镀铜、镍、铬440

11.2.4铜及铜合金件镀锡445

11.2.5铜及铜合金件镀铅446

11.2.6铜及铜合金件镀铁447

11.2.7铜及铜合金件镀银447

11.2.8铜及铜合金件镀贵金属及其合金448

11.2.9铜及铜合金件合金电镀工艺流程450

11.3锌合金压铸件电镀工艺流程455

11.4铝及铝合金压铸件电镀工艺流程457

11.5镁及镁合金件电镀工艺流程461

11.6镍及镍基合金镀层上电镀工艺流程461

11.7铬镀层上镀铬工艺流程462

11.8钛及钛合金件电镀工艺流程462

11.9非金属材料电镀工艺流程464

11.9.1 ABS塑料电镀464

11.9.2其他塑料电镀468

11.9.3玻璃上电镀470

11.9.4陶瓷上电镀471

11.9.5石膏上电镀472

11.9.6木材、纸板和树叶上电镀472

11.9.7鲜花、树叶上电镀工艺流程473

11.10线路板电镀工艺流程473

11.11线材和带材电镀工艺流程477

11.12钢铁件的氧化工艺流程481

11.13钢铁件的磷化工艺流程482

11.14铝及其合金的氧化工艺流程485

11.15 镁及其合金的氧化工艺流程490

11.16镀层-涂层组合工艺流程492

第12章 电镀工艺流程看板494

12.1编制方法494

12.2钢铁件电镀工艺流程典型看板495

12.3锌合金压铸件电镀工艺流程典型看板499

12.4铝合金压铸件电镀工艺流程典型看板501

12.5塑料（ABS/PC+ABS）电镀工艺流程典型看板505

12.6金属眼镜架电镀工艺流程典型看板507

12.7银首饰电镀工艺流程典型看板509

第13章 电镀工艺控制、分析和槽液维护512

13.1镀液成分的控制512

13.1.1氰化镀铜成分的控制512

13.1.2焦磷酸盐镀铜成分的控制513

13.1.3酸性硫酸盐镀铜成分的控制514

13.1.4硫酸盐镀镍成分的控制516

13.1.5镀铬成分的控制517

13.1.6氰化镀银成分的控制518

13.1.7 2N-18K金-铜-镉合金镀液成分的控制519

13.2电镀工艺参数的控制521

13.2.1 pH值的控制521

13.2.2 温度的控制523

13.2.3波美度的测量524

13.2.4槽液工艺参数的监测524

13.3光亮剂的使用530

13.3.1混合光亮剂的配制530

13.3.2光亮剂的补加531

13.3.3光亮剂消耗补加月报表533

13.4化验室管理534

13.4.1电镀生产用水标准534

13.4.2槽液成分检测频率534

13.4.3化验室数据处理536

13.4.4实验报告举例540

13.4.5化验室管理规定543

13.4.6化验员的绩效考核544

13.5槽液维护保养544

13.5.1槽液维护保养计划预定表的编制544

13.5.2槽液维护保养计划预定表（举例）545

第14章 电镀工艺档案管理552

14.1编制工艺档案的目的和意义552

14.2工艺档案编制方法552

14.3钢铁件电镀工艺档案553

14.3.1钢铁件电镀锌及锌合金553

14.3.2钢铁件镀硬铬562

14.4锌合金压铸件电镀工艺档案573

14.4.1锌合金压铸件（锁具类产品）电镀574

14.4.2锌合金压铸件（洁具类产品）电镀584

14.5铝合金压铸件电镀工艺档案585

14.5.1一般铝合金压铸件（手机后盖）电镀自动线电镀585

14.5.2中硅-铝合金压铸件（汽车铝轮毂）电镀自动线电镀589

14.5.3高硅-铝合金压铸件（摩托车发动机外壳）电镀自动线电镀596

14.6塑料件电镀工艺档案599

14.7贵金属电镀工艺档案605

14.7.1一般金属眼镜架电镀605

14.7.2钛金属眼镜架电镀612

14.7.3银首饰电镀614

第15章 电镀标准作业指导书623

15.1标准作业指导书的编制623

15.2化验室标准作业指导书625

15.3电镀生产线附属设备标准作业指导书662

15.4电镀生产线电镀操作标准作业指导书666

第四篇 电镀生产管理676

第16章 基于电镀工艺流程的电镀设备配置676

16.1钢铁件电镀设备配置676

16.2锌合金压铸件电镀设备配置684

16.3铝合金压铸件电镀设备配置690

16.4塑料电镀设备配置705

16.5银首饰电镀贵金属设备配置710

第17章 电镀生产计划管理715

17.1物料流程的设计及物料管理716

17.1.1物料流程的设计716

17.1.2物料管理717

17.2电镀生产的产能分析、人力分析及 周期分解720

17.2.1电镀生产的产能分析720

17.2.2电镀生产的人力分析722

17.2.3电镀生产周期的分解723

17.3电镀生产计划的编制及相关统计报表723

17.3.1电镀生产计划的编制723

17.3.2相关统计报表726

17.4生产计划部门的日常管理制度728

17.4.1报表提交的管理规定728

17.4.2生产计划部日常管理制度729

17.5电镀生产现场的管理729

17.5.1电镀生产现场的技术管理729

17.5.2电镀生产现场的生产管理729

17.5.3电镀生产现场的品质管理730

17.5.4电镀生产现场的设备管理730

第18章 电镀品质管理731

18.1概述731

18.1.1品质保证部组织结构图731

18.1.2品质保证部的功能731

18.2物料流程及质检岗位的设定732

18.3来料检验（IQC）管理733

18.3.1检验方式733

18.3.2检验状态的标示及不合格批量处置733

18.3.3来料不良的发生途径734

18.3.4来料检查部门的管理项目734

18.3.5来料检验的管理规定734

18.4制程检验（IPQC）管理734

18.4.1检验方式734

18.4.2巡检的重点项目735

18.4.3制程检验的管理项目735

18.4.4制程检验的管理规定735

18.5完成品检验（FQC）管理735

18.5.1完成品检验的检查内容735

18.5.2完成品检验的管理项目736

18.5.3完成品检验的管理规定736

18.5.4“限度样板”的管理规定736

18.6出货检验（OQC）的管理736

18.6.1出货检验的管理项目737

18.6.2出货检验的管理规定737

18.7电镀产品检验标准737

18.7.1某公司铝轮毂电镀产品检验标准737

18.7.2某公司银首饰电镀镀层品质检验标准739

18.7.3某公司电镀产品可靠性测试方法和判定标准741

18.8品质异常管理742

18.8.1异常报告的提交程序742

18.8.2不良品的处理程序743

18.8.3报废品的处理程序743

18.8.4品质异常报告管理规定743

18.9品质管理规定举例744

第19章 电镀生产的成本计算745

19.1人力成本745

19.1.1人力分析745

19.1.2人力成本的状况746

19.1.3人力成本的计算方法746

19.2电力成本747

19.2.1电力设备用电分析747

19.2.2电力成本计算（举例）747

19.3设备及办公生活用品成本749

19.3.1设备及办公生活用品的成本项目分析749

19.3.2设备及办公生活用品的成本计算749

19.4金属阳极材料成本750

19.4.1电镀相关参数及耗用量的分析750

19.4.2金属阳极材料耗用成本的计算751

19.5水的用量及耗用成本751

19.5.1水的用量分析751

19.5.2水的用量及耗用标准的计算752

19.6化学材料成本753

19.6.1化学材料的用量分析753

19.6.2化学材料成本的计算754

19.7电镀企业的运营成本分析757

19.7.1电镀企业的运营成本项目分析和成本核算757

19.7.2差异分析758

第20章 电镀生产环境保护和清洁生产761

20.1清洁生产的概念与途径761

20.2电镀行业实行清洁生产的途径763

20.3电镀清洁生产审核765

20.3.1清洁生产审核程序与实施步骤765

20.3.2电镀清洁生产评价766

20.4电镀三废治理及其综合利用769

20.4.1概述769

20.4.2含铬废水的处理及利用771

20.4.3含重金属废水的处理及利用775

20.4.4酸碱废水处理779

20.4.5电镀混合废水处理779

20.4.6含尘及有害气体的处理方法782

20.4.7电镀污泥的处置及回收利用786

第21章 电镀故障的分析与诊断方法789

21.1电镀故障处理的基本原则789

21.2电镀故障产生的主要因素791

21.2.1零件镀前的主要影响因素791

21.2.2电镀过程中的质量控制794

21.3电镀故障的诊断方法795

21.3.1跳越试验795

21.3.2对比试验795

21.3.3改变零件的装挂方式或重新设计挂具试验796

21.3.4烧杯试验796

21.3.5小型槽试验796

21.3.6赫尔槽试验796

21.4镀液处理方法798

21.4.1电解法798

21.4.2高pH值沉淀法800

21.4.3难溶盐沉淀法800

21.4.4氧化还原法801

21.4.5活性炭吸附法802

21.4.6离子交换法803

21.4.7掩蔽剂法804

21.5电镀故障的预防与控制804

21.5.1电镀故障的原因分析804

21.5.2电镀故障的控制重点805

附录808

附录一 电镀常用的基础资料808

1.数学方面资料808

2.物理和化学方面资料812

3.电镀及电化学方面资料826

附录二 电镀设备设计与选型部分技术参数862

1.镀槽及其附件862

2.滚镀、振镀设备及其附件867

3.电源、过滤机、干燥设备及其附件869

4.电镀厂房、车间建筑及其防腐蚀871

5.供配电、照明、供热、pH计以及空气搅拌系统875

6.通风、除尘以及废气处理设备系统883

7.电镀车间的给水、排水、废水处理与综合利用系统899

附录三 电镀常用化学材料和金属阳极材料的质量标准917

1.氧化物917

2.酸类920

3.碱类922

4.盐类926

5.络合剂及其他有机化合物948

6.表面活性剂957

7.金属阳极材料958

附录四 国家标准《工程用铬电镀层》（GB/T 11379—2008/ISO 6158：2004）（摘要）963

0.引言963

1.范围963

2.规范性引用文件964

3.术语和定义965

4.向供方提供的资料965

5.标识965

6.要求967

附录A工程用铬电镀层的典型厚度（资料性附录）969

附录B铬及其他金属镀层厚度的测量方法（资料性附录）969

附录C铬电镀层的裂纹和孔隙的测量（规范性附录）970

附录五 电镀污染物排放标准971

一、前言971

二、电镀污染物排放标准971

参考文献980