[科普中国]-电镀镉

简介

借电解作用。在钢铁制件表面上沉积一层镉的方法。用于防止海水或盐雾的腐蚀，提高装配紧密性和摩合性，并增加美观。广泛应用于船舶机件、航海仪器、仪表和紧固零件等制造工业，分为酸性镀镉法(以硫酸镉或氟硼酸镉为电解液的主要成分)和氰化镀镉法(以氰化镍、氢氧化钠和氰化钠为电解液的主要成分)。氰化镀镉电解液配制简单，分布能力较高，可镀外形复杂的制件，镉镀层晶体细致而结合力强，应用较多，现应用的无氰电解液，用中性铵盐和氨羧络合剂-铵盐等。电镀后，在铬酸溶液中钝化，再冲洗和干燥。1

电镀镉特点镉在海洋性的大气或海水接触的零件及在70℃以上的热水中，镉镀层比较稳定，耐蚀性强，故镀镉常用于海洋性环境使用的镀层。

镉是银白色的可塑性的金属。镉金属易于锻造和辗压。镉的相对原子质量为112.41，密度为8.65g/cm3，熔点为320.9℃，沸点为767℃。镉在化合物中以二价金属存在。其硬度为200HV。镉的化学性质与锌很相似，但不溶于碱液中，能溶于硝酸和硝酸铵中，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。在室温和干燥的空气中，几乎不发生化学变化，但在潮湿的空气中镉则易氧化，形成的氧化膜能够保护金属镉不再继续受腐蚀。

镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒，必须严格防止镉的污染。镉的标准电位为-0.4V。在一般工业大气环境中，镉镀层对钢铁件是属于阴极性镀层，但在海洋性气候、海水或高温环境中，镉镀层对钢铁件是属于阳极性镀层。当工作温度超过232℃以上时，镉镀层易于导致零件发脆。

镉镀层常用于航空、航海、无线电和电子产品零件的防护。

国内生产中应用较多的镀镉溶液类型有：氨羧络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氰化镀镉。此外，还有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。2

电镀镉的具体方法镉镀层主要用作钢铁零件的防护层。在一般大气和工业大气条件下，相对于钢铁基体，镉镀层是阴极性镀层，而在不含工业性杂质的潮湿大气或海洋性大气条件下，镉镀层属于阳极性镀层。应用较广的镀液有氰化物镀液、氨羧络合剂镀液和酸性镀液等。

氰化物镀镉氰化物镀液具有较大的阴极极化作用，镀层平滑细致。含有添加剂时，可获得光亮镀层，其孔隙少，耐蚀性高，但产生氢脆的倾向性大。主要适用于抗拉强度较低韵钢的防护。

a.镀液应定期分析，调整和过滤。并按分析结果添加氰化钠和氧化镉，控制NaCN:Cd=3～4：1。其它成份也应根据镀层质量补加。

b.使用阳极时应套布套，不用时应将阳极取出。铜及锡焊的零件最好带电下槽，避免铁、铜、锡等杂质增多。

c.镀液允许的杂质含量为：铜不大于1g/L、锡不大于0.05g/L、铁和铝不大于10g/L，碳酸盐不大于80g/L。金属杂质用小电流处理，碳酸盐的去除同氰化物镀锌。

氨酸络合剂镀镉氨羧络合剂镀液可获得结晶细致、耐蚀性好的镉镀层，溶液稳定，均镀能力和深镀能力不亚于氰化镀镉镀液。但镀层脆性较大，溶液对设备的腐蚀严重、污水处理较困难。

酸性镀镉酸性镀锅镀液成分简单，成本低。由于没有添加络合剂，阴极极化作用较小，均镀能力与深镀能力较差，只适用于电镀形状简单的零件。3

镀镉层的性质和用途镉的化学性质和镀锌层相似，在潮湿的空气中表面能生成一层碱式碳酸盐膜，具有一定的防护作用，可保护镉层使其不继续受到腐蚀。

镀镉和镀锌一样，往往对钢铁特别是高强钢部件易产生“氢脆”，但镀镉比镀锌产生氢脆的倾向性小些。因此，通常采用低氢脆镀镉作为结构钢、高强钢和弹簧钢部件的重要防护方法。但电镀后，仍需进行严格的除氢处理，或采用其他更有效的防渗氢措施。

镀镉还容易出现“镉脆”现象，通常是在较高温度，并同时存在一定应力条件下，可使钢和钛合金产生镉脆。由于镀镉层在232℃以上能浸蚀到钢铁件的基体中去，能造成所谓“镉脆”现象，故使用温度不应超过232℃。

镀镉层可以焊接，该镀雇能减少镀铜电触点的氧化，还不增加接触电阻。镀镉层通常用在钢铁紧固件、管道件等受力件、铝和铝合金件、镁合金件以及与橡胶接触的钢件及铜件上。特别是一些弹性件、螺纹件、标准件以及航空航天、造船、电子及军工产品等习惯采用镀镉。但镉的蒸汽和它的可溶性盐类是有剧毒的，严重污染环境。因此，镀镉层的应用受到严格的限制，现已经很少应用，大多数采用镀锌层和锌合金层来取代镀镉层。4