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