电镀层基本性能要求

电镀层的基本性能要求

为了达到防护要求，对电镀层的基本要求为：（1）与基体金属结合牢固、附着力好；（2）镀层完整、结晶细致紧密、孔隙率小；（3）具有良好的物理、化学及机械性能；（4）具有符合标准规定的镀层厚度，而且镀层分布要均匀。

用电镀的方法在基体材料表面获得功能膜层的目的是改善零件表面的性能，而且用电镀的方法获得的表面膜层与相应的金属材料本身还有一些不同。因此，电镀层的基本性能是检测电镀工艺技术是否成功的一个重要标志。镀层的基本性能有：密度、硬度、内应力、电阻率、强度、塑性和耐腐蚀性能等。

电镀层的密度一般大致和相应的元素或合金接近，但如果镀层中夹杂着其它物质或者有很多孔隙时则会影响到镀层的密度值。表1-1是一些电镀层的密度值。

表1-1 一些电镀层和金属材料的密度值比较

电镀层的硬度值对需要耐磨的部件表面也是一个重要指标，镀层作为摩擦磨损的表面就需要高的硬度，而且由于镀液的体系、工艺参数、加入的添加剂不同，甚至含有不同的杂质都会影响到镀层的硬度。由于镀层的厚度较薄，一般用显微硬度计检测镀层的显微硬度。表1-2是一些常见金属镀层的显微硬度值。

表1-2 一些常见金属镀层的显微硬度值

电镀层存在内应力是一种普遍现象，按照内应力的特点可分为宏观内应力和微观内应力，宏观内应力在镀层整体上表现出来，可以通过单面电镀的金属弯曲成C形来区别。如果镀层处于C形的凹面，表现为收缩性质，则镀层承受的应力为拉应力（张应力）；如果镀层处于C形的凸面，镀层表现为膨胀性质，则镀层承受压应力。镀层微观内应力仅局限在镀层晶粒尺寸大小的范围内，它是晶格发生畸变或晶界遭受应变时所产生的应力。微观内应力只影响镀层的硬度，不会造成镀层的宏观变形。

影响镀层内应力的因素很多，主要是电镀工艺条件和溶液体系、基体材料种类等，其变化范围很宽，可以从压应力到张应力变化。宏观内应力使镀层产生微裂纹及孔隙，甚至开裂、剥离等，而且对镀层的结合力也会带来不良的影响；拉应力还会降低基体金属的疲劳强度，如高应力的镀铬层可降低钢的疲劳强度22％～73％。

表1-3 部分电镀层和金属材料的抗拉强度和伸长率

内应力较低的电镀层有普通镀铜、金、银、锌层等，内应力较高的镀层有铬、镍、铁、钴、钯等。大多数情况下，铜镀层和锌镀层的应力值低于34MPa，而铬镀层的拉应力则高达1080MPa。

还有在电镀过程中镀层夹杂也会影响镀层的强度和塑性（见表1-3），而镀层的夹杂与电镀工艺条件和镀液组成、阳极材料等有很大关系。有的镀层与相应金属材料的差距也很大。

表1-4是一些镀层的电阻率和冶金材料的电阻率对比，可以看出，用电镀的方法获得的镀层电阻率与金属材料的电阻率比较接近，大部分镀层受工艺条件的影响使电阻率值控制在一定的范围内。

表1-4 一些电镀层和金属材料的电阻率

从上述讨论中知道，当镀液类型确定之后，影响电镀层基本性能的是各种电镀工艺参数和条件。因此，要获得高质量和较高功能的电镀层，就要对镀液的组成、工艺条件等给予足够的重视。