一、概述

从电镀的角度去考虑，钢铁材料可分为以下四种类型：

1.低碳钢和低合金钢：这类钢的含碳量与合金元素含量都比较低，其表面状态比较均一，对表面预处理没有特殊要求。

2.高碳钢：这类钢的含碳量比较高，因此它们在酸浸蚀后表面常常留下较多的以碳化物为主的挂灰，镀前必须将其清除干净。

3.高强钢和弹簧钢：这类钢对氢脆敏感，在表面预处理时要有防氢脆的措施。

4.铸铁：其含碳量很高，在预处理过程中表面常会产生大量以石墨为主的挂灰，镀前必须将其清除干净。

特别提醒：钢铁零件的表面预处理不仅与材料类型有关，还与其表面状态、镀种等因素相关。在确定表面预处理程序时，应根据零件材质的各自特点对预处理程序作相应选择。

二、预处理程序

1. 一般处理

（1）预先脱脂

对有大量油污、抛光膏等污物的零件应进行预先脱脂。由于油污重，只宜采用有机溶剂或化学脱脂的方式进行。其工艺规范可按第四章所示内容作出选择。应注意的是，抛光后的零件应尽快进行脱脂，因为残留的抛光膏停放的时间越长，其老化程度越严重而越难于除去。

（2）去应力热处理

为防止高强钢与弹簧钢在电镀过程中产生氢脆，电镀前应在比其回火温度（弹簧钢400~550℃、高强钢450~600℃）低10～25℃的温度下保温3h以上，以消除内应力。若零件的回火温度未知，可在180～200℃下保温3h以上。

经过冷加工的高碳钢薄壁零件，为防电镀时渗氢开裂，也宜在180～200℃下保温0.5～3h作去应力处理。

（3）局部绝缘

对于只需局部表面电镀的零件，应对非电镀表面进行绝缘。

2. 脱脂

零件完成上述预处理后，即可采用化学脱脂或电化学脱脂方法进行脱脂处理。

（1）化学脱脂

化学脱脂主要分为以下三种：

第一种是高温碱液脱脂，利用碱液皂化油脂，并通过表面活性剂乳化矿物油。钢铁零件的氢氧化钠浓度需控制在100g/L以下；铜件的氢氧化钠浓度应更低，不超过20g/L；锌、锡、铅、铝等活泼金属则不宜使用浓碱液，需改用碳酸钠、磷酸三钠等弱碱性盐。

第二种是乳化液脱脂，以煤油或汽油为基础，添加表面活性剂和水配制而成，具有脱脂速度快、效果好的特点，尤其适用于厚重油脂、抛光膏等顽固污物的去除，其中表面活性剂的选择是关键。

第三种是酸性脱脂，通过酸与表面活性剂的组合，可同时去除油污和薄氧化层。例如钢铁件可采用150～200mL/L的硫酸溶液，并添加OP乳化剂和硫脲。

目前还出现了新型低温脱脂剂，可在20～50℃下工作，相比传统高温脱脂更节能，且碱雾排放量少，能降低废水处理成本。

（2）电化学脱脂

电化学脱脂包括阴极脱脂、阳极脱脂和阴阳极联合脱脂三种方式，通常作为脱脂的收尾工序。其溶液配方与碱液脱脂相近，但浓度更稀。

安全提示：严禁使用高泡表面活性剂——电解过程中会析出氢气和氧气，若泡沫覆盖槽面，遇到电极接触不良产生的电火花，易引发爆鸣。

此外需强调：对于存在氢脆风险的零件，禁止采用阴极电解脱脂，仅可使用阳极脱脂或化学脱脂。

3. 浸蚀

对于表面存在氧化皮或锈蚀的零件，需进行酸浸蚀处理。浸蚀主要分为三种类型，具体选择需结合实际需求：

•一般浸蚀：用于去除厚重氧化皮及锈蚀物；

•光亮浸蚀：在一般浸蚀基础上进一步提升表面光泽，清晰呈现基体结晶组织；

•弱浸蚀：作为电镀入槽前的最后工序，可中和残留碱液、去除薄氧化膜，活化零件表面以增强镀层结合力。

（1）酸液选择原则

（3）缓蚀剂使用要点

•硫酸体系：推荐使用若丁或硫脲

•盐酸体系：推荐使用乌洛托品

缓蚀剂注意事项：缓蚀剂可有效防止基体过腐蚀，但浸蚀后必须彻底清洗，残留会降低镀层结合力。自动生产线不建议使用，因残留难以控制。

（4）特殊情况处理

高强钢和弹簧钢不宜采用酸浸蚀，建议通过喷砂、磨光、滚光等机械方法处理；对于存在氢脆风险的零件，同样不宜使用酸浸蚀，可采用喷细砂、磨光、滚光等机械方式。

（5）工序简化建议

•油污较轻的零件：可将脱脂与浸蚀合并为一步法，同时完成去油除锈

•油污重、锈蚀严重的零件：必须先完成完整脱脂，再分步进行浸蚀

4. 去挂灰

经过酸浸蚀的零件表面常残留挂灰（残渣）和接触铜，可采用电化学除油槽中的阳极电解法予以去除。

5. 弱浸蚀

零件经上述工序处理后，表面已相当洁净，只需再作轻度的弱浸蚀使表面处于活化状态。

弱浸蚀工艺参数：溶液50～100mL/L硫酸或盐酸，室温，浸泡0.5～2min。

6. 中和

弱浸蚀后为防止零件表面上残留的酸液带入氰化电镀溶液中而产生剧毒的氢氰酸，所以对于氰化电镀溶液在零件入槽之前应在30～100g/L碳酸钠溶液中，在室温下浸泡10～20s进行中和处理。

补充说明：在生产中有时表面预处理工序均已完成而又一时不能入槽电镀，此时可将零件放入15～30g/L氢氧化钠或清洁的碱性化学脱脂溶液中，暂时存放，到可入槽电镀时取出，再从弱浸蚀开始进行处理。

7. 预镀

钢铁零件的电位较负，在浸入某些电镀溶液中时，钢铁基体会被溶解而置换出附着力不良的镀层，因此常需进行预镀来防止这种现象的发生。

钢铁零件在酸性镀铜前除可采用氰化电镀铜、预镀镍等方法外，还可采用化学预浸镀镍的方法。化学镍法是在活化了的钢铁表面上置换并电镀出一层致密而又附着力良好的镍层。它特别适于管状零件。因为这类零件即使采用氰化镀铜在此内孔中也无法镀出镀层，而用此法则可使内孔中完全覆盖上镍层，虽然它很薄（约为0.1μm），但能承受酸性镀铜液的浸蚀而不会形成附着力不好的置换铜层。

预镀镍工艺规范

三、总结

钢铁预处理的核心在于根据材料类型选择合适的处理方案：

•高强钢和弹簧钢：重点防氢脆

•高碳钢和铸铁：必须去挂灰

•活泼金属：注意腐蚀控制

整个预处理流程包括：一般处理→脱脂→浸蚀→去挂灰→弱浸蚀→中和→预镀，七步环环相扣，严格按照工艺要求操作，才能保证电镀质量。

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