镀件镀前表面质量状态的要求

    要使镀件获得良好的镀层，对镀件镀前表面的质量状态有一定的要求。镀件的表面经前处理后，应该是平整、光洁的表面。也就是表面无毛刺、金属屑、氧化膜或锈迹，无裂纹、划伤、压坑或其他的机械损伤等机械冷加工留下的污物或印记。另外除油、除污、除垢应彻底，表面不应有任何油污或脂类的残留物，保证镀件表面的洁净度。

（一）镀件镀前表面光整度的要求及测试

    镀件表面粗糙，所得到的镀层也是粗糙的，它不仅不能满足粗此，除非镀件本身用途需要镀层粗糙，否则镀件镀前必须进行整镀层。一般经过机械加工后镀件的表面粗糙度应达到R_a＝1.6以上。对于要求光亮的镀件表面可以通过各种方法的抛光，使粗糙度达到R_a＝0.8以上。对要求有良好反光性能的镀层表面，可以在镀后再进行抛光处理。

    镀件表面光整度的质量评定首先是肉眼检查，察看其表面是否有划痕、缺陷、鼓泡、斑块、麻点及粗糙度、光亮度等，并初步估计是否合乎电镀产品的要求。如果要取得准确的科学数据则应进行仪器检测，检测的项目主要有表层的显微组织形貌、表面的粗糙度（R_a）、表面光亮度等。

    1．镀件微观组织形貌的检测

    表层微观组织形貌可以通过光学显微镜或扫描电子显微镜的检查，如OLYMPUS金相显微镜、S—550型扫描电镜（SEM）等。一般来说，机械抛光后的表层存在一定量的塑性变形层组织特征—纤维状组织，这是因为机械抛光是靠磨料在很大定向压力作用下填平镀件表面的缘故。而电解抛光后的表面组织层则由典型的纤维状组织过渡到均匀颗粒状晶粒形貌，如图1—1所示。

    2．金属表面粗糙度的检测

    金属镀件表面抛光后的粗糙度对后续工序电镀有很大的影响，要有一定的要求。可以采用测量镀层表面粗糙度的轮廓仪进行测量。电动式轮廓仪具有体积小、重量轻、倍率高、测量速度较快和能以数字直接显示Ra值等优点，因而被广泛采用。另外市面上还有一种便携式粗糙度仪TR240。它的测量范围宽，参数多，能显示测量结果及图形，R_a=0.05~10.0。图1-2所示为一种接触式的轮廓仪。对在玻璃基体上镀银层的测量，通常采用的触针顶角为90°，顶部半径为4～12μm。另外，还有手持式粗糙度检测仪如TR200，适用于在生产现场进行检测，可用于多种镀件表面加工粗糙度的测量，R_a＝0.025～12.5。

    3．金属表面光亮度的检测

    镀件表面光亮度的检测，同样是采用对镀层光亮度的测量方法。它的检测方法及仪器有很多种，如采用UV—240型紫外可见分光光度计测试，以反射率表示，波长范围600～800nm，以反射率为100％的镜面作为参比。也可采用DFW宽波段反射率测量仪直接测量读数，可测量多点，然后取其平均值。测量精度可达0.05％。

    通过表面粗糙度与光亮度的测量可以看到，同一种物质用不同抛光方法所得的质量是有差别的，例如1Cr18Ni9Ti不锈钢经机械抛光后其表面粗糙度测量值为0.51，光洁度仅为10％。这是因为机械抛光后的表面上会出现很多不规则的晶面，他们在各方向均有反射光线。而电解抛光后的表面在粗糙度相差不电解抛光表面上不存在破碎晶粒的变形层，表面更具有规则的处理中多数都要经过电解抛光这道工序，以增加表面光亮度的原因。

（二）镀件表面清洁度的要求及检测

    镀件经过预处理后的表面要求不但光整，而且要求除油彻底，表面非常洁净，颜色应均匀一致，润湿性好。不可再用手或其他可能沾污的物品接触表面，否则会留下油污，对电镀镀层的生成及结合性能产生有害作用。然后用适当的溶液进行活化浸蚀，并及时进行施镀。镀件不能长时间停留，否则要重新处理。

    镀件表面清洁度的好坏也是表面前处理质量检验的重要指标。检测表面清洁度的方法，有国家制定的方法及标准，也可借用国外的检测方法和标准。常用的方法如下。

    1．根据我国公布的GB4879和GJB145中规定的检验清洁度方法检测

    a.目测法：在室内白天光线或照明度相当的日光灯下，用肉眼检查表面有无残留物，如有任何明显污物，则判为不合格。

    b.擦拭法：用清洁不掉毛绒的白布或黑布擦拭，观察布的表面有无异物污染，如有明显的沉积污染则判为不合格。

    c.溶剂法：用未污染的溶剂清洗产品表面，观察或分析溶剂中有无污物悬浮或沉淀，如溶剂被污染则判为不合格。

    d.残留碱、酸检验法：将清洁后的金属或镀层表面润湿，即干燥表面用蒸馏水润湿一部分，用精密pH试纸检查pH值，pH值在6～8的为合格。

    2．用验油试纸法检验

    验油试纸法是将脱脂并经过冷水冲洗后的金属表面，用一种极性溶液滴在其上，并把溶液铺开，然后将验油试纸紧贴在溶液膜上，如果油污去除得干净，则验油试纸的整个表面可与金属表面上的极性溶液完全接触，并显连片的红色。如果有油污附着，则由于极性溶液在油污上不能把整个表面润湿，而呈现水珠状，因此验油试纸出现的红色是不连续的稀疏块状。

    此法灵敏度高，每平方米金属表面黏附0.01g油污即可检验出然后贴上验油试纸，1min内即可得出结果。本法适用于钢铁件、铜、铝等各种金属表面上油污的检验。

    采用验油试纸法检验时的注意事项：钢材表面除油水洗后应立即进行本法检验；检验时，对于水平位置的平面，应用洁净玻璃棒把表面净水往复平刮数下，使其向四周铺开；对于垂直位置的平面，或任何位置的球面、弧面，应用滴管把较多量的极性溶液（约0.5mL／L连续沾涂4次以上）沾附在表面上；将验油试纸紧贴在溶液膜上，并用手指把试纸压平，1min后观察验油试纸显色情况。如果验油试纸显色连成一片，与标准中合格的谱图相符，即为合格。如果试纸显色呈稀疏块状或不连续块状，与标准中不合格的图谱相符，即为不合格。验油试纸必须放置在干净的玻璃瓶中，或在其他干净的容器中保存。在保存过程中，试纸不可沾水，也不可附着化学药品及其他脏物。

    3．参照美国电镀工作者协会（AES）项目No.12有关清洁度检测方法检验

（1）揩拭法 用清洁柔软的白纸揩拭金属表面，然后检查黏附在白纸上的污染物质，有无污物一目了然。对于白色残留物以用黑色布为宜。因为是肉眼检查，灵敏度不高，但如果熟练还是能够直接地鉴别清洁度的。

（2）水润湿法 表面有油污，哪怕是极薄的油膜，均不能被水润湿。这是采用本法的依据。但应注意，清洗后表面如果残留有可溶的药剂或表面活性剂，它也是亲水的，所以有可能导致判断上的错误。

    与润湿有关的试验方法如下。

    ①水滴试验 又称水珠试验，水珠滴于除油不彻底的工件表面，水滴呈球形，表面倾斜时会滚落下来。除油彻底时，水滴散布于表面呈水膜。

    ②接触角测量法 是用接触角测量仪测量滴在表面上的水滴接触角的方法。接触角越小，表明除油程度越高。

    ③挂水试验 将被检物放入水中，然后提起，或者往表面上浇水，使水覆盖表面，观察挂水后水膜被油膜间断的状态，这就是挂盖于油膜上时产生所谓的“接桥现象”，有时会被认为是完全润水。斑纹）。也有使用溶解有染料的水进行喷雾试验的，以便明显识别挂水状态。雾化试验时，对喷雾的压力、时间与被检表面的距离、喷雾面积以及被检面角度等都有具体规定，故可得到明显而重现性好的润湿斑纹。

（3）电镀法 将钢铁件浸入硫酸铜溶液中（浓度为10～20g／L），观察其表面上铜析出的情况。清洁的表面应全部被铜覆盖。

（4）荧光染料法 荧光染料在黑暗中被紫外灯照射后能发出荧光，即使微量也能被发现。利用这个原理，事先在油脂或污垢中加入荧光染料，通过荧光观察除油后残留的油脂。也可以在除油后采用喷雾法，使荧光染料溶液中的染料吸附在油污上进行鉴别。如果使用荧光分光光度计，还可以很方便地进行定量检测。

（5）放射线法 将含有放射性同位素（如¹⁴C、³⁵S）的油污涂覆于表面，然后用盖格—弥勒尔计数管测量除油后表面残留物的放射能。此法虽然不适合现场检验，但却是一种极灵敏的方法。

（6）其他方法 椭圆对称、反射型红外吸收光谱等方法，对研究表面沾污状态也是很理想的检测手段。

本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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