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镀铬、镀锌、镀镍的区别

作者: 邓耀祖
发表于:2024-04-03
分类: 表面处理
标签: 镀铬 | 镀镍 | 镀锌

“锌、铬和镍是三种流行的电镀金属选择。它们的有效性取决于与特定应用相关的几个条件和要求。”

电镀 金属涂层 融入制成品是一种有效的表面处理策略,可提高光滑度和美观度。通常,制造商会为此目的应用铬、锌或镍。这些金属均具有耐腐蚀性、耐磨性和吸引人的外观。然而,有很多 镀铬、镀锌、镀镍之间的区别。 这些金属镀层特别适合不同的表面处理要求。

本文将区分三种电镀技术:镀铬与 镀锌 vs 镀镍

 

什么是镀锌?

钢铁表面上的薄薄一层锌可提高美观性和耐用性。镀锌过程包括将零件浸入含有锌离子的电解质溶液中。然后,在电路中通过电流的同时,电解过程将锌沉积在零件(基材)表面上。

  • 在阳极(锌阳极): Zn2+(aq)+2e−→Zn(s)
  • 在阴极: Zn(s)→Zn2+(aq)+2e−

镀锌设置

但是,该过程中还有其他几个步骤 镀锌工艺, 不仅仅是电解。其范围从表面准备到后整理活动。我们通过下表来了解详细的流程。 

表:镀锌工艺 

步骤

过程阶段

描述

1

表面清洁

用碱性溶液脱脂,用酸酸洗。

2

水冲洗

用水冲洗去除剩余的化学物质和残留物。

3

电解槽

电解液的制备并将工件浸入其中:阴极(工件)和阳极(锌)。

4

电镀 锌的

一旦电流流过电路,锌离子就会在工件表面沉积为固体金属层。

5

后整理

进一步的加工,如额外的涂层或喷漆。

镀锌的优点

  • 钢铁表面上的锌层通过充当先于基材腐蚀的牺牲层来保护零件免受腐蚀。
  • 它与基材牢固结合。因此,没有剥落的风险。
  • 锌金属比铬和镍相对便宜。因此,镀锌比其他电镀更具成本效益。
  • 热稳定性是镀锌的另一个优点。 
  • 基材几何形状的复杂性不会影响锌沉积过程。
  • 使用锌涂层保护金属部件 提高基材零件原有的导电性,主要针对黑色金属材料。

镀锌的缺点

  • 较厚的镀层(通常> 25 µm)会导致锌层脆化和开裂。
  • 电解过程中氢气可能会进入钢中,并可能导致脆化和失效风险。
  • 随着时间的推移,视觉外观可能会下降。
  • 它仅限于氯化物多发环境,特别是比较 镀铬与镀锌。

 

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什么是镀铬?

铬酸盐或 镀铬工艺步骤 涉及与锌类似的机制,只不过锌溶液用作电解质(如 SKU 1041)。这些溶液促进铬的氧化并将其沉积到基底电极中。因此,镀铬对于基材材料(钢、铝、其他金属和一些塑料)具有灵活性。

镀铬装饰件

其次,这种电镀处理使基材表面呈白色,外观略带蓝色,并且即使在低温操作条件下也具有高度耐腐蚀性。镀铬的机理是;

Cr6+ + 6e−→Cr(阴极)

2H2​O→O2​(g)+4H+ +4e− (阳极)

此外,镀铬有两种变体:硬镀和镀铬。 装饰镀铬。首先,镀硬铬是指在工业应用上镀上较厚的铬层,主要是通过增加表面硬度、光滑度和其他功能特性来提高性能。另一方面,装饰电镀涉及沉积薄铬层以达到装饰或美观的目的。

镀铬的优点

  • 它为电镀零件或组件提供耐磨、耐腐蚀、耐刮擦、硬度和低摩擦。
  • 铬的美观闪亮和反光饰面使其适合增强性能和外观。
  • 铬对某些化学品、溶剂和油的化学惰性可以保护下面的部件免受这些外部因素的影响。
  • 这种电镀还可以纠正轻微的表面不规则和缺陷。
  • 镀铬表面易于清洁。

镀铬的缺点

  • 原始铬比其他电镀金属更昂贵,因此这种表面处理比其他表面处理更昂贵。
  • 使用六价铬可能会带来健康风险。因此,在这个过程中需要严格的控制系统。
  • 一旦涂层损坏或剥落,就很难修复。
  • 在复杂形状上实现均匀的铬涂层可能具有挑战性。

 

什么是镀镍?

化学镀镍 

它是另一种流行的金属,用于电镀制造物品,具有闪闪发光的黄色和白色吸引力。虽然镀镍不像锌和铬那样耐磨和耐腐蚀,但它增强了零件的表面性能和美观性。例如,通常在铜上镀镍以增强硬度和外观。然而,它与许多其他金属和合金基材(如铝、黄铜和钢)兼容。之后,可以采用电镀或化学镀方法来镀镍;

  • 电解 : Ni2+ + 2e−→Ni + Ni2++2e−→Ni (在阴极)
  • 无电镀: Ni2+ + H2PO2− + H2O →Ni+H2​PO32−​+2H+

化学镀镍,还原剂(在上述情况下为H2PO2)将镍离子沉积在阴极上,形成均匀的饰面层。 

镀镍的优点

  • - 镀镍特性 制作主表面 耐磨、耐磨损、耐腐蚀。
  • 它可以提高工作材料的导电率。
  • 即使对于内孔和凹槽等复杂的几何形状,化学镀镍也能确保均匀的镀层。 
  • 镀镍提供明亮闪亮的银色外观。
  • 由于镍的热特性,镀镍零件可以承受高温。
  • 它对一些化学品如碱、石油、盐水和一些软酸表现出惰性。 

镀镍的缺点

  • 这种电镀金属成本更高,使得电镀工艺成本昂贵。
  • 镍的孔隙率导致其耐腐蚀性和耐磨性比镀锌和铬镀层相对较低。
  • 镀镍表面需要定期清洁和抛光,以长期保持光洁度。

 

镀铬、镀锌、镀镍的区别

这三种金属表面处理技术在不同的应用中具有不同的用途。让我们看看它们彼此不同的六个方面。

1、耐腐蚀

与其他两者相比,锌具有优异的耐腐蚀性。原因是锌涂层充当牺牲层。它首先腐蚀以保护基材金属。因此,它适合户外或极端环境。 

其次,铬也是一种优良的耐腐蚀金属。然而,它的优越性在于它能够抵抗失去光泽和氧化,从而随着时间的推移保持美观。相比之下,镀镍在温度和大气条件变化很大的环境中是有效的。

2、耐磨性

铬的硬度使得镀件在其他金属表面形成一层后具有很高的耐磨性。因此,制造商广泛采用它来降低高性能零件的摩擦系数。同时,镍的抵抗力较差,锌的抵抗力更差。

3.审美情趣

镀铬最适合美观,因为它可以在零件表面上提供明亮、镜面般的光洁度。这有利于汽车和装饰行业。相比之下,镀锌呈现出更加柔和的外观,因为它缺乏铬的光泽。最后,镍与其银色反光饰面相平衡,具有装饰吸引力。

4、电镀工艺

镀铬、镀锌和镀镍的电镀工艺有显着不同。 

  • 镀铬: 多层镀铬可实现最佳的表面处理和保护。 
  • 镀锌: 这是一种简单的精加工工艺,对于大批量应用来说具有成本效益。
  • 镀镍: 它需要彻底的表面处理,但为电镀技术提供了灵活性。

因此,选择取决于预期的表面质量(如 Ra 值和外观)、您的预算和交货时间。

5、环境影响

如果镀铬采用六价铬,则镀铬更容易受到环境影响。其次,锌的危害相对较小。同时,只有在镀镍过程中涉及镍板条时,镀镍的风险才很小。

6. 成本影响

镀铬通常是最昂贵的,因为它需要多层沉积,而镀锌是三者中最经济的。其次,镀镍成本位于铬和锌的中间。

此外,下表显示了上述方面的头对头比较 铬、锌、镀镍。

方面 镀铬 镀锌 镀镍
耐腐蚀性 中  优异的  相对较低 
耐磨性 优异的 中  相对较低
美学的感染力 优异的  相对来说不太讨喜。 中 
电镀工艺 复杂的程序  比较简单  中等复杂度
对环境造成的影响 比其他人承担更多风险 影响相对较小 镍盐存在风险,但可以减轻。
成本影响 高成本 最经济的选择 成本位于中间

相关新闻: 镍与铬完整介绍:有什么区别? 

 

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镀铬、镀锌、镀镍的厚度差异

沉积厚度是任何金属电镀方法的重要参数,因为它影响最终涂层的性能。因此,厚度功能还可以帮助您确定特定的电镀方法是否可以满足您的电镀厚度要求。

表:锌、铬和镍镀层的厚度能力。

电镀类型 典型厚度范围 应用案例 
镀铬厚度 0.5 至 20 µm(装饰)和 5 至 200 µm(硬镀)。 汽车装饰、固定装置、工业设备、液压杆、船舶固定装置和厨房用具。
镀锌厚度 5 至 25 微米 紧固件和钢框架部件。锌充当牺牲层,保护基体金属。
镀镍厚度 2. 5至150微米 汽车制动器和燃油喷射器、医疗部件和食品加工设备。 

(“注:厚度范围是一般建议。根据具体电镀项目可能会有所不同”)

 

镀铬、镀锌、镀镍的材料兼容性

现在,我们来讨论一下镀铬、镀锌和镀镍在材料性能方面的区别。他们可以电镀哪些基材? 

表:不同材料镀层的基材 

材料/基材 镀铬 镀锌 镀镍
铁板
不锈钢
铝板
黄铜
青铜
塑料*  
   
 
   

 

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总结

金属电镀表面处理具有多种优势,无论是在耐用性、性能还是零件或产品的外观方面。然而,目标 镀铬、镀锌、镀镍的区别 使它们成为不同场景的首选。每一种都擅长满足不同的表面处理要求。镀锌提供卓越的耐腐蚀性,镀铬可延长美观度。同时,镍是医疗应用的理想选择。 

 

常见问题

镀铬和镀锌有什么区别?

镀铬提供优异的耐磨性和耐腐蚀性。相比之下,镀锌以低成本且卓越的防腐蚀保护而闻名。

是什么使金属电镀成为一种有效的表面处理方法?

它可以增强电镀零件或组件的表面特性,包括耐腐蚀性、导电性和美观性。 

什么样的基材可以镀金属?

钢、不锈钢、铝、铜、黄铜等金属,甚至一些塑料都可以镀金属。

我如何在镀锌、镀铬、镀镍之间选择最佳的表面处理?

选择最佳饰面取决于您的要求。例如,选择镀锌以获得低成本的耐腐蚀性,选择镀铬以获得明亮的美感,选择镍作为两者的平衡。

3条评论

  1. 米拉娜·Y

    哪种电镀最适合我的铁螺栓(将在海洋环境中使用)?

    回复
    • 迪肯德拉·阿查里亚

      在镀锌、铬和镍镀层中,铬是最适合船舶的镀层。然而,在许多情况下,根据特定的海洋应用,您可能需要其他非金属涂层,例如氟聚合物。

      回复
  2. 迪肯德拉·阿查里亚

    谢谢你的话!

    回复

搬场/包括引用

  1. 金属原型 - 镍镀层和镀铬层之间非常全面的比较!继续努力吧

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