电刷镀实验指导书
电刷镀实验指导书 一 实验目的 1.理解电刷镀的工作原理； 2.了解电刷镀的一般工艺过程。
3.掌握电解原理及化学反应。
二、实验装置及原理 1．实验设备及试样 ○1 整流电路可以提供平稳直流输出，输出电压可无级调节，一般范围为 0～30V，输出电流为 0～150A。
○2 正负极性转换装置 用于满足电刷镀过程中各工序的需要，可任意选择阳极或阴极的电解操作。
○3 过载保护电路用在刷镀过程中，当电流超过额定值后，快速切断主电源，以保证电源和零件不会因短路而烧坏。
○4 安培计 用于在动态下计量电刷镀消耗的电量，从而能精确地控制镀层厚度。
2.镀笔 镀笔是电刷镀的重要工具，其作用是电镀笔阳极与工件之间构成电流回路，是刷镀液中带沉积物质沉积到工件表面形成电镀层，完成刷镀作业。它主要由阳极、绝缘手柄和散热装置组成，他们之间的链接方式主要是通过螺母锁紧式或螺纹链接，见如图6.1根据允许使用的电流的大小分为大、中、小和回转电镀地四种类型，可根据需要电刷镀的零件大小与尺度的不同，可以选用不同类型的镀笔。
图1 刷镀笔的结构图 1-阳极； 2-“O”形密封； 3-锁紧螺母； 4-柄体；5-尼龙手柄；6-导电螺栓； 7-电缆插头 ○1 阳极材料刷镀阳极材料要求具有良好的导电性，能持续通过高的电流密度，不污染镀液，易于加工等。通常使用高纯石墨、铂-铱合金及不锈钢等不溶
性阳极。
根据被镀零件的表面形状，阳极可以加工成不同形状，如圆柱、圆棒、月牙、长方、半圆、细棒和扁条等，见图1，其表面积通常为被镀面的三分之一。
○3 阳极的包裹 阳极需用棉花和针织套进行包裹，以贮存刷镀用的溶液（包括电镀液、酸洗液及脱脂液），防止阳极与被镀件直接接触，过滤阳极表面所溶下的石墨粒子。棉花昀好选用纤维长、层次整齐的脱脂棉。套管材料要求有良好的耐磨性、吸水性，不会污染镀液，可选用涤纶或人造毛材料。包裹时厚度要适当，过厚或太薄都不好，过厚将会使电阻增大，刷镀效率降低；太薄则镀液贮存量太少，不利于热的扩散，造成过热，影响镀层质量。昀佳包裹厚度要根据不同阳极而定。
图2 各种不同形状的阳极 a)圆柱形； b)平板形； c)瓦片形； d)圆饼形； e)半圆形； f)板条形 ○4 绝缘手柄常用塑料或胶木制作，套在用紫铜作的导电杆外面。导电杆一头连接散热片，另一头与电源电缆接头连接。
○5 散热片 由于刷镀过程中产生大量热量，故镀笔上需要安装散热片。通常散热片选用不锈钢制作，尺寸较大的镀笔亦可选用铝合金制作。
○6 镀笔的使用和保养 电刷镀过程中应专笔专用，且不可混用。镀笔和阳极在使用过程中切勿被油脂等污染。阳极包套一旦发现磨穿，应及时更换，以免阴阳极直接接触发生短路。用毕镀笔，应及时拆下阳极，用水冲洗干净，并按镀种分别存放保管，不能混淆。
3.供液、集液装置 刷镀时，根据被镀零件的大小，可以采用不同的方式给镀笔供液，如蘸取式、浇淋式和泵液式，关键是要连续供液，以保证金属离子的电沉积能正常进行。流淌下来的溶液一般采用塑料桶、塑料盘等容器收集，以供循环使用。
电刷镀所用的溶液品种很多，根据其作用可分为四大类：预处理溶液、电镀溶液、钝化液和
退镀液，均可在市面上获得，此处不再冗述。
4．实验原理：
电刷镀是在被镀零件表面局部快速电沉积金属镀层的技术，其本质上是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液的电镀。电刷镀也称选择电镀、笔镀、涂镀、擦镀、无槽镀等。
电刷镀是从槽镀技术上发展起来的一种新的电镀方法，其原理和电镀原理基本相同，也是一种电化学沉积过程，受法拉第电解定律及其他电化学规律支配，其工作原理如图6.3所示。将表面处理好的工件与专用的直流电源的负极相连，作为刷镀的阴极；镀笔与电源的正极连接，作为刷镀的阳极。刷镀时，使棉花包套中浸满电镀液的镀笔以一定的相对运动速度在被镀零件表面上移动，并保持适当的压力。这样，在镀笔与被镀零件接触的那些部分，镀液中的金属离子在电场力的作用下扩散到零件表面，在表面获得电子被还原成金属原子，这些金属原子沉积结晶就形成了镀层。随着刷镀时间的延长，镀层逐渐增厚，直至达到需要的厚度。
图 3 点刷镀工作原理示意图 与槽镀（即常规电镀）相比，电刷镀具有以下优点：
① 设备简单，携带方便，不须要大的镀槽设备； ② 工艺简单，操作方便，凡镀笔能触及到的地方均可电镀，特别适用 解体机件的现场维修和野外抢修； ③ 镀层种类多，与基体材料的结合力强，力学性能好，能保证满足各
修性能的要求； ④ 沉积速度快，但须采用高电流密度进行操作。电刷镀的缺点是劳动强 大，消耗镀液多，消耗阳极包缠材料。
根据电刷镀的优缺点，其应用范围主要是修复因机械磨损、腐蚀、加工等原因造成的零件表面缺陷（凹坑、蚀斑、孔洞和划伤等）、零件表面尺寸和零件形状与位置精度的超差；对零件材料表面进行强化处理，用以提高零件表面的硬度、耐磨性、减摩性、抗氧化能力等；对零件材料表面进行改性处理，改性内容包括导电性能、导磁性能、热性能、光性能、防护性能、耐蚀性能、钎焊性能等；与其他表面技术复合对零件材料表面进行处理。目前，电刷镀技术在许多工业部门已得到较为广泛的应用，取得了很大的经济效益。
三、实验方法及步骤：
1、将刷镀工件用物理或化学方法除锈。
2、准备4个刷镀容器（不能用金属制品），分别倒入一定量的电净液、2号活化液、3号活化液和碱铜溶液，把对应的刷镀笔放入其中。
3、打开刷镀电源开关，负极接被镀工件，正极接刷镀笔，调整电压8～12V,正反向开关拨到正向。
4、用1号电净液刷镀笔浸泡在电净液里，注意必须浸透，然后在被镀工件表面来回均匀刷镀，大约2分钟后，将电净液刷镀笔放回电净液容器里。
5、用清水将工件表面冲洗干净。
6、将刷镀电源电压调整8～11V,正反向开关拨至反向。
7、取下电净液刷镀笔，接上2号活化液刷镀笔，将2号活化液刷镀笔浸透在2号活化液里，再用2号刷镀笔在工件表面来回均匀刷镀1分钟，将2号活化液刷镀笔放回2号活化液容器里。
8、用清水将工件表面冲洗干净。
9、将刷镀电源电压调整10～13V, 正反向开关拨至反向不变。
10、取下2号活化液刷镀笔，接上3号活化液刷镀笔，将3号活化液刷镀笔浸透在3号活化液里，再用3号刷镀笔在工件表面来回均匀刷镀2分钟，将3号活化液刷镀笔放回3号活化液容器里。
11、用清水将工件表面冲洗干净。
12、将刷镀电源电压调整8V, 正反向开关拨至正向。
13、取下3号活化液刷镀笔，用碱铜溶液刷镀笔，不通电在工件表面用力刷镀半分钟，然后接上电源，在被镀工件表面来回均匀刷镀1分钟，观察被镀工件表面的镀层情况。
14、、用清水将工件表面冲洗干净，并用干布将工件表面檫干。
15、取下碱铜刷镀笔。将个刷镀笔和各溶液容器清洗干净，然后用干净的抹布将各刷镀笔和容器檫干净，以备下次实验使用。
四、注意 事项 1、刷镀笔包布有磨损时要及时更换，包布要保持清洁，不能沾有油污。
2、刷镀过程中刷镀笔上必须有充足的镀液。
3、刷镀笔不能混用。
4、电净液、活化液、刷镀液不能与身体皮肤接触，一旦接触，用清水冲洗。
