基本簡介
電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一種表面加工方法。
鍍層性能不同于基體金屬，具有新的特征。根據鍍層的功能分為防護性鍍層，裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。
基本原理
電鍍是一種電化學過程，也是一種氧化還原過程，電鍍的基本過程是将零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬闆作為陽極，接直流電源後，在零件上沉積出所需的鍍層。
例如：鍍鎳時，陰極為待鍍零件，陽極為純鎳闆，在陰陽極分别發生如下反應：
陰極(鍍件)：Ni2++2e→Ni (主反應)
2H++e→H2↑ (副反應)
陽極(鎳闆)：Ni －2e→Ni2+ (主反應)
4OH-－4e→2H₂O+O2+4e (副反應)
不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來，如果陰極上氫離子還原為氫的副反應占主要地位，則金屬離子難以在陰極上析出.根據實驗，金屬離子自水溶液中電沉積的可能性，可從元素周期表中得到一定的規律，如表1.1所示。
陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極，大多數陽極為與鍍層相對應的可溶性陽極，如：鍍鋅為鋅陽極，鍍銀為銀陽極，鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極.但是少數電鍍由于陽極溶解困難，使用不溶性陽極，如酸性鍍金使用的是多為鉑或钛陽極.鍍液主鹽離子靠添加配制好的标準含金溶液來補充.鍍鉻陽極使用純鉛，鉛-錫合金，鉛-銻合金等不溶性陽極。
工藝要求
1、鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間，應有良好的結合力。
2、鍍層應結晶細緻、平整、厚度均勻。
3、 鍍層應具有規定的厚度和盡可能少的孔隙。
4、 鍍層應具有規定的各項指标，如光亮度、硬度、導電性等。
5、環境溫度為-10℃～60℃；
6、輸入電壓為220V±22V或380V±38V；
7、水處理設備最大工作噪聲應不大于80dB(A)。
8、相對濕度(RH)應不大于95%；
9、原水COD含量為100mg/L～150000mg/L。
影響因素
主鹽體系
每一鍍種都會發展出多種主鹽體系及與之相配套的添加劑體系，如鍍鋅有氰化鍍鋅，鋅酸鹽鍍鋅，氯化物鍍鋅(或稱為鉀鹽鍍鋅)，氨鹽鍍鋅，硫酸鹽鍍鋅等體系。
每一體系都有自己的優缺點，如氰化鍍鋅液分散能力和深度能力好，鍍層結晶細緻，與基體結合力好，耐蝕性好，工藝範圍寬，鍍液穩定易操作對雜質不太敏感等優點，但是劇毒，嚴重污染環境，氯化物鍍鋅液是不含絡合劑的單鹽鍍液，廢水極易處理；鍍層的光亮性和整平性優于其它體系；電流效率高，沉積速度快；氫過電位低的鋼材如高碳鋼，鑄件，鍛件等容易施鍍，但是由于氯離子的弱酸性對設備有一定的腐蝕性，一方面會對設備造成一定的腐蝕，另一方面此類鍍液不适應需加輔助陽極的深孔或管狀零件。
添加劑
添加劑包括光澤劑，穩定劑，柔軟劑，潤濕劑，低區走位劑等，光澤劑又分為主光澤劑，載體光亮劑和輔助光澤劑等。對于同一主鹽體系，使用不同廠商制作的添加劑，所得鍍層在質量上有很大差别，總體而言歐美和日本等發達國家的添加劑最好，台灣次之，大陸産的相對而言比前兩類都遜色。
主鹽與具體某一廠商的添加劑的聯合決定了使用的鍍液的整體性能，優秀的添加劑能彌補主鹽某些性能的不足。如優秀的氯化物鍍鋅添加劑與氯化物主鹽配合得到的鍍液深鍍能力比許多氰化鍍鋅鍍液的深度能力好 。
電鍍設備
挂具：方形挂具與方形鍍槽配合使用，圓形挂具與圓形鍍槽配合使用。圓形鍍槽和挂具更有利于保證電流分布均勻，方形挂具則需在挂具周圍加設諸如鐵絲網之類的分散電流裝置或縮短兩側陽極闆的長度，使用如圖所示的橢圓形陽極排布。
攪拌裝置：促進溶液流動，使溶液狀态分布均勻，消除氣泡在工件表面的停留。
電源：直流，穩定性好，波紋系數小。
化學清洗
根據油脂的種類和性質，除油劑包含兩種主體成分，堿類助洗劑和表面活性劑。
1、堿類物質
堿類助洗劑常用的為氫氧化鈉、純堿、矽酸鈉和三聚磷酸鈉。氫氧化鈉和純堿作為堿劑，價格最為便宜，廢水較難處理，有時因為堿性偏強導緻清洗物體受到損傷，另一方面氫氧化鈉和純堿沒有乳化作用對于礦物油清洗沒有任何效果。
矽酸鈉與三聚磷酸鈉既能提供堿性，又能提供一定的乳化力，廣泛的用于各種除油清洗劑中特别是對堿敏感的除油工藝。使用矽酸鈉最大的缺陷是除油後若不用熱水先洗一道，直接冷水洗很難将殘留的矽酸鈉完全洗淨，殘留的矽酸鈉會與下一道工序的酸反應生成附着牢固的矽膠，從而影響鍍層的結合力；三聚磷酸鈉則主要存在磷污染破壞環境的擔憂。
2、表面活性劑
表面活性劑是除油劑的最核心成分，早期的除油劑是以乳化劑的乳化作用為主，如脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）系列、烷基酚聚氧乙烯醚（TX、NP）系列等。過多的使用乳化劑會将脫落的油脂乳化增溶于工作液中，導緻工作液除油能力逐漸下降，需要頻繁更換工作液。
但是随着表面活性劑價格的上升，越來越要求降低表面活性劑的使用量，提高除油的速率，這就要求除油劑具有很好的分散和抗二次沉積性能，将脫落的油脂從金屬表面剝離，在溶液中不乳化、不皂化，隻是漂浮在溶液表面，保持槽液的清澈與持續的除油能力。
另一方面，适合除油的表面活性劑一般為非離子類型的産品，非離子産品普遍價位較高，為了降低除油劑成本，陰離子的産品也會出現在除油劑的配方中，特别是同時具有非離子性質的陰離子型表面活性劑脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽（FMES），具有優異的“分散卷離”特點，有助于油脂的非乳化式剝離去除。
超聲波清洗
産品電鍍前處理工藝非常重要，一般的傳統工藝使用酸液對工件進行處理，對環境污染較重，工作環境較差，同時，最大的弊端是結構複雜零件酸洗除鏽後的殘酸很難沖洗幹淨。工件電鍍後，時間不長，沿着夾縫出現鏽蝕現象，破壞電鍍層表面，嚴重影響産品外觀和内在質量。超聲波清洗技術應用到電鍍前處理後，不僅能使物體表面和縫隙中的污垢迅速剝落，而且電鍍件噴塗層牢固不會返鏽。
利用超聲波在液體中産生的空化效應，可以清洗掉工件表面沾附的油污，配合适當的清洗劑，可以迅速地對工件表面實現高清潔度的處理。
電鍍工藝，對工件表面清潔度要求較高，而超聲波清洗技術是能達到此要求的理想技術。利用超聲波清洗技術，可以替代溶劑清洗油污；可以替代電解除油；可以替代強酸浸蝕去除碳鋼及低合金鋼表面的鐵鏽及氧化皮。
對幾種常見的工件電鍍前表面狀況，用超聲波清洗工藝情況簡介：
1、抛光件表面抛光膏的清洗：一般情況下，抛光膏常常采用石蠟調合，石蠟分子量大，熔點較高，常溫下呈固态，是較難清洗的物質，傳統的辦法是采用有機溶劑清洗或高溫堿水煮洗有許多弊病。采用超聲波清洗則可使用水基清洗劑，在中溫條件下，幾分鐘内将工件表面徹底清洗幹淨，常用工藝流程是：①浸泡→②超聲波清洗→③清水（淨水）漂洗。
2、表面有油及少量鏽的冷軋鋼闆：冷軋鋼闆表面一般有油、污或少量鐵鏽，要洗幹淨比較容易，但經一般方法清洗後，工件表面仍殘留一層非常細薄的浮灰，影響後續加工質量，有時不得不再采用強酸浸泡的辦法去除這層浮灰。而采用超聲波清洗并加入适當的清洗液，可方便快捷地實現工件表面徹底清潔，并使工件表面具有較高的活性，有時甚至可以免去電鍍前酸浸活化工序。
3、表面有氧化皮和黃鏽的工件：傳統的辦法是采用鹽酸或硫酸浸泡清洗。如采用超聲波綜合處理技術，可以快捷地在幾分鐘内同時去除工件表面的油、鏽、并避免了因強酸清洗伴随産生的氫脆問題。
後處理
電鍍後對鍍層進行各種處理以增強鍍層的各種性能，如耐蝕性，抗變色能力，可焊性等。
脫水處理： 水中添加脫水劑，如鍍亮鎳後處理。
鈍化處理： 提高鍍層耐蝕性，如鍍鋅。
防變色處理：水中添加防變色藥劑，如鍍銀，鍍錫，鍍仿金等。
提高可焊性處理：如鍍錫 因此後處理工藝的優劣直接影響到鍍層這些功能的好壞。
電鍍分類
鍍鉻
鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬。電極電位雖位很負，但它有很強的鈍化性能，大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質，所以鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大氣中很穩定，能長期保持其光澤，在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中非常穩定，但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。
鉻層硬度高，耐磨性好，反光能力強，有較好的耐熱性。在500°C以下光澤和硬度均無明顯變化；溫度大于500°C開始氧化變色；大于700°C才開始變軟。
由于鍍鉻層的優良性能，廣泛用作防護一裝飾鍍層體系的外表層和機能鍍層。
鍍銅
鍍銅層呈粉紅色，質柔軟，具有良好的延展性、導電性和導熱性，易于抛光，經過适當的化學處理可得古銅色、銅綠色、黑色和本色等裝飾色彩。鍍銅易在空氣中失去光澤，與二氧化碳或氯化物作用，表面生成一層堿式碳酸銅或氯化銅膜層，受到硫化物的作用會生成棕色或黑色硫化銅，因此，做為裝飾性的鍍銅層需在表面塗複有機複蓋層。
鍍镉
镉是銀白色有光澤的軟質金屬，其硬度比錫硬，比鋅軟，可塑性好，易于鍛造和輾壓。镉的化學性質與鋅相似，但不溶解于堿液中，溶于硝酸和硝酸铵中，在稀硫酸和稀鹽酸中溶解很慢。镉的蒸氣和可溶性镉鹽都有毒，必須嚴格防止镉的污染。因為镉污染後的危害很大，價格昂貴，所以通常采用鍍鋅層或合金鍍層來取代鍍镉層。目前國内生産中應用較多的鍍镉溶液類型有：氨羧絡合物鍍镉、酸性硫酸鹽鍍镉和氰化物鍍镉。此外還有焦磷酸鹽鍍镉、堿性三乙醇胺鍍镉和HEDP鍍镉等。
鍍錫
錫具有銀白色的外觀，原子量為118.7，密度為7.3g/cm^3，熔點為231.89℃，原子價為二價和四價，故電化當量分别為2.12g/A.h和1.107g/A.h。錫具有抗腐蝕、無毒、易鐵焊、柔軟和延展性好等優點。
錫鍍層有如下特點和用途：1、化學穩定性高；2、在電化序中錫的标準電位纰鐵正，對鋼鐵來說是陰極性鍍層，隻有在鍍層無孔隙時才能有效地保護基體；3、錫導電性好，易焊；4、錫從-130℃起結晶開始開始發生變異，到-300℃将完全轉變為一種晶型的同素異構體，俗稱”錫瘟”，此時已完全失去錫的性質；5、錫同鋅、镉鍍層一樣，在高溫、潮濕和密閉條件下能長成晶須，稱為長毛；6、鍍錫後在231.89℃以上的熱油中重溶處理，可獲得有光澤的花紋錫層，可作日用品的裝飾鍍層。
鍍鋅
鋅易溶于酸，也能溶于堿，故稱它為兩性金屬。鋅在幹燥的空氣中幾乎不發生變化。在潮濕的空氣中，鋅表面會生成堿式碳酸鋅膜。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中，鋅的耐蝕性較差，尤其在高溫高濕含有機酸的氣氛裡，鋅鍍層極易被腐蝕。
鋅的标準電極電位為-0.76V，對鋼鐵基體來說，鋅鍍層屬于陽極性鍍層，它主要用于防止鋼鐵的腐蝕，其防護性能的優劣與鍍層厚度關系甚大。
鋅鍍層經鈍化處理、染色或塗複護光劑後，能顯着提高其防護性和裝飾性。随着鍍鋅工藝的發展，高性能鍍鋅光亮劑的采用，鍍鋅已從單純的防護目的進入防護-裝飾性應用。
鍍鋅溶液有氰化物鍍液和無氰鍍液兩類。氰化物鍍液中分微氰、低氰、中氰、和高氰幾類。無氰鍍液有堿性鋅酸鹽鍍液、铵鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨氯化物鍍液等。氰化鍍鋅溶液均鍍能力好，得到的鍍層光滑細緻，在生産中被長期采用。但由于氰化物劇毒，對環境污染嚴重，已趨向于采用低氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。
陽極泥
電解精練時落于電解槽底的泥狀細粒物質。主要由陽極粗金屬中不溶于電解液的雜質和待精練的金屬組成。往往含有貴重和有價值的金屬，可以回收作為提煉金、銀等貴重金屬的原料。
