第5章化学镀(2)ppt

1、化学镀化学镀第一节第一节 概述概述 第二节第二节 化学镀镍化学镀镍第三节第三节 化学镀镍溶液化学镀镍溶液第四节第四节 化学镀镍工艺化学镀镍工艺 第五节第五节 化学镀镍工艺过程化学镀镍工艺过程 第一节第一节 概述概述化学镀是在金属表面的催化作用下化学镀是在金属表面的催化作用下,经控制化学还原反应进经控制化学还原反应进行的金属沉积过程。反应必须在具有自催化性的材料表面行的金属沉积过程。反应必须在具有自催化性的材料表面进行，金属的沉积过程是纯化学反应（催化作用当然是重进行，金属的沉积过程是纯化学反应（催化作用当然是重要的要的,因不用外电源也为称无电镀或不通电镀因不用外电源也为称无电镀或不通电镀 。在

2、化学镀中，金属离子是依靠在溶液中得到所需的电子而还原成金属。化学镀溶液的组成及其相应工作条件必须是反应只限在具有催化作用的制件表面，而溶液不应自己本身发生氧化还原，以免溶液自然分解，造成溶液过快地失效。化学镀镍已形成了较完善的工艺,一般以次亚磷酸盐为还原剂的高温槽液，常用于钢和其它金属上的沉积镍层，以次亚磷酸盐为还原剂的中温碱性槽液，用于塑料和其它非金属基体上沉积镍层。以硼氢化合物为还原剂的碱性槽液，常用于铜和铜合金基体上的沉积镍。以胺基硼烷为还原剂的槽液温度略低于酸性槽液，用于非金属或塑料基体上的沉积镍。 以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍获得的镀层是NiP合金。 这种镀层是一种独特的工程材料。

3、它具有镀层厚度均匀、硬度高、脆性大、光滑、易于钎焊和抗蚀性优异等一系列特点。 镀层经低温热处理可弥散强化，获得不同的硬度，提高耐磨性。 化学镀与电镀工艺相比1.镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散力接近100%，无明显的边缘效应，几乎是基材（工件）形状的复制，因此特别适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件内壁等表面施镀。电镀法因受电力线分布不均匀的限制是很难做到的。由于化学镀层厚度均匀、又易于控制，表面光洁平整，一般均不需要镀后加工，适宜做加工件超差的修复及选择性施镀；2.通过敏化、活化等前处理，化学镀可以在非金属（非导体）如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行，而电镀法只能在导体表面上

4、施镀，所以化学镀工艺是非金属表面金属化的常用方法，也是非导体材料电镀前做导电底层的方法；具有以下特点3. 工艺设备简单，不需要电源、输电系统及辅助电极，操作时只需把工件正确悬挂在镀液中即可；4. 化学镀是靠基材的自催化活性才能起镀，其结合力一般均优于电镀。镀层有光亮或半光亮的外观、晶粒细、致密、孔隙率低，某些化学镀层还具有特殊的物理化学性能。 电镀工艺也有其不能为化学镀所代替的优点，首先是可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀，其次是价格价格比化学镀低得多，工艺成熟，镀液简单易于控制。 在化学镀镍溶液质量提高的基础上，化学镀镍生产线的装备和技术发展很快，逐渐从小槽到大槽，从手工操作、断续过滤、人

5、工测定施镀过程中各种参数到自动控温、槽液循环过滤和搅拌。化学镀发展 化学镀镍发展中最值得注意的是镀液本身的进步。在1960年代之前由于镀液化学知识贫乏，只有中磷镀液配方，镀液不稳定，往往只能稳定数小时，因此为了避免镀液分解只有间接加热，在溶液配制、镀液管理及施镀操作方面必须十分小心，为此制定了许多操作规程予以限制。此外，还存在沉积速度慢、镀液寿命短（使用的循环周期少）等缺点。为了降低成本，延长镀液使用周期，只好使镀液“再生”，再生的实质就是除去镀液中还原剂的反应产物，次磷酸根氧化产生的亚磷酸根。70年代以后多种络合剂、稳定剂等添加剂的出现，经过大量的试验研究、筛选、复配以后，镀液寿命大大延长，

6、一般均能达到46个周期，甚至1012个周期，镀速达1725 m/h 。这样，无论从产品质量和经济效益角度考虑，镀液已不值得进行“再生”，而直接做废液处理。化学镀层的用途 化学镀镍层目前被广泛应用在电子、航空、航天、机械、精密仪器、电器、日用五金和化工等各个方面。化学镀层结晶细致，孔隙率低，硬度高，镀层均匀，化学稳定性好，它具有很好的耐蚀性，耐磨性，润滑，钎焊性，同时，磨损和超差的表面均可加厚和修复。 非金属材科上应用化学镀镍也越来越多，尤其是塑树制品经化学镀镍后即可按常规的电镀方法镀上所需的金属镀层，这样可以得到有金属效果的外观。 在化学和石油器材方面象搅拌机轴和油管等等大量零部件为了防腐蚀和

7、抗磨损，用化学镀镍层是很必要的。化学镀镍层在原子能工业用途也很广泛。如在生产核燃料系统中的零件和容器以及火箭、导弹、喷气式发动机的零部件上都己被采用。 化学镀镍层还能改善铝、铜，不锈钢等材料的焊接性能，减少转动部分的磨耗，减少不锈钢与钛合金的应力腐蚀。用化学镀镍层代替镀硬铬，可以用在高硬度、耐磨的零件上。化学沉积过程可分为三类 置换法置换法：将还原性较强的金属（基材、待镀的工件）放入另一种氧化性较强的金属盐溶液中，还原性强的金属是还原剂，它给出的电子被溶液中金属离子接收后，在基体金属表面沉积出溶液中所含的那种金属离子的金属涂层。最常见的例子是铁件放在硫酸铜溶液中沉积出一层薄薄的铜。这种工艺又称

8、为化学浸镀，应用不多。原因是基体金属溶解放出电子的过程是在基材表面进行，该表面被溶液中析出的金属完全覆盖后，还原反应就立刻停止，所以镀层很薄。再由于反应是基于基体金属的腐蚀才得以进行，使镀层与基体结合力不佳。另外，适合浸镀工艺的金属基材和镀液的体系也不多。置换法置换法 接触镀 还原法接触镀接触镀：将待镀的金属工件与另一种辅助金属接触后浸入沉积金属盐的溶液中，辅助金属的电位应低于沉积出的金属。金属工件与辅助金属浸入溶液后构成原电池，后者活性强是阳极，被溶解放出电子，阴极（工件）上就会沉积出溶液中金属离子还原出的金属层。接触镀与电镀相似，只不过前者的电流是靠化学反应供给，而后者是靠外电源。本法虽然

9、缺乏实际应用意义，但想在非催化活性基材上引发化学镀过程时是可以应用的。还原法还原法：在溶液中添加还原剂，由它被氧化后提供的电子还原沉积出金属镀层。这种化学反应如不加以控制，在整个溶液中进行沉积是没有实用价值的。目前讨论的还原法是专指在具有催化能力的活性表面上沉积出金属涂层，由于施镀过程中沉积层仍具有自催化能力，使该工艺可以连续不断的沉积形成一定厚度且有实用价值的金属涂层。这就是我们所指的“化学镀”工艺，前面讨论的两种方法只不过在原理上同属于化学反应范畴，不用外电源而已。用还原剂在自催化活性表面实现金属沉积的方法是唯一能用来代替电镀法的湿法沉积过程。第二节第二节 化学镀镍化学镀镍该氧化还原反应能

10、否自发进行的热力学判据是反应自由能的变化 次磷酸盐还原剂化学镀镍的反应 一、化学镀镍的热力学一、化学镀镍的热力学 F298=10621（-23070）= -12458卡/克分子 二、化学镀镍的动力学二、化学镀镍的动力学（1）沉积Ni的同时伴随着H2析出。（2）镀层中除Ni外，还含有与还原剂有关的P、B或N等元素。（3）还原反应只发生在某些具有催化活性的金属表面上，但一定会在已经沉积的镍层上继续沉积。（4）产生的副产物H+促使槽液pH值降低。（5）还原剂的利用率小于100%。化学镀的催化作用属于多相催化，反应是在固相催化剂表面上进行。不同材质表面的催化能力不同，因为它们存在的催化活性中心数量不同

11、，而催化作用正是靠这些活性中心吸附反应物分子增加反应激活能而加速反应进行的。在实际化学镀中工件的催化活性大小与工艺密切相关。Ni2+H2PO2-H2O H2PO2-Ni2H+ 基本步骤： 反应物（Ni2+、H2PO2等）向表面扩散； 反应物在催化表面上吸附； 在催化表面上发生化学反应； 产物（H+、 H2、 H2PO3等）从表面层脱附； 产物扩散离开表面。 这些步骤中按化学动力学基本原理,最慢的步骤是整个沉积反应的控制步骤 原子氢理论 H2PO2H2O HPO32-2HabH+ H2PO2 PO22 HabNi2+2 Hab Ni2H+ H2PO2H H2OOHP H2PO2 H2PO3 H2

12、O2 OH2 P H2PO2 H2O H2PO3H22 Hab H2 原子氢理论认为真正的还原物质是被吸附的原子态活性氢，并不是H2PO2与Ni2+直接作用，还原剂H2PO2是活性氢的来源。 H2PO2不止放出活性氢原子，它还分解形成H2PO3 、H2、析出P，所以还原剂NaH2PO2H2O的利用率一般只有30%40%，不可能100%。原子H理论普遍为人接受，它较好的解释了Ni-P的沉积过程，还不排斥反应过程的氧化还原特征。第三节第三节 化学镀镍溶液及其影响因素化学镀镍溶液及其影响因素 化学镀镍溶液由主盐-镍盐、还原剂、缓冲剂、稳定剂、加速剂、表面活性剂及光亮剂等组成 1. 主盐：硫酸镍醋酸镍

13、Ni(CH3COO)2氨基磺酸镍Ni(NH2SO3)2次磷酸镍Ni(H2PO2)2 同硫酸镍相比用醋酸镍做主盐对镀层性能的有益贡献因其价格昂贵而被抵消 最理想的Ni2+来源是次磷酸镍，使用它不至于在镀浴中积存大量的SO 42-，也不至于在补加时带入过多的Na+，但其价格贵。 目前使用的主盐主要是硫酸镍目前使用的主盐主要是硫酸镍 2还原剂 次磷酸钠 硼氢化钠 烷基胺硼烷 肼 用得最多的还原剂是次磷酸钠用得最多的还原剂是次磷酸钠 价格低、镀液容易控制，产品NiP合金镀层性能优良 次磷酸钠的制备 4P3NaOH3H2O 3 NaH2PO2 PH3 4H3PO2 2PH3 + 2H3PO4 化学镀镍溶

14、液空载长期加热对次磷酸盐是不适宜的 镀Ni-B合金用得最多的还原剂是硼氢化钠3.络合剂络合剂 丁二酸或盐 柠檬酸或盐 乳酸或盐 苹果酸或盐 甘氨酸或盐 碱浴中：焦磷酸盐、柠檬酸盐及铵盐 镀液性能的差异、寿命长短主要决定于络合剂的选用及其搭配关系 络合剂的作用防止镀液析出沉淀 ；提高沉积速度；提高镀浴工作的PH值范围 ；改善镀层质量镀液中加络合剂后镀出的工件光洁致密 4稳定剂 化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，由于种种原因，如局部过热PH值过高，或某些杂质影响不可避免的会在镀液中出现一些活性微粒催化核心，使镀液发生激烈的自催化反应产生大量NiP黑色粉末，导致镀液短期内发生分解，逸出大量气泡。

15、稳定剂的作用就在于抑制镀液的自发分解，使施镀过程在控制下有序进行。 硫脲是常用的稳定剂 稳定剂是一种毒化剂，即反催化剂，只需加入痕量就可以抑制镀液自发分解。稳定剂不能使用过量，过量后轻则减低镀速，重则不再起镀。 5.加速剂 丙二酸 丁二酸 戊二酸 已二酸 氨基乙酸 丙酸 加速剂的作用机理被认为是还原剂H2PO2中氧原子可以被一种外来的酸根取代形成配位化合物，或者说加速剂的阴离子的催化作用是由于形成了杂多酸所致。在空间位阻作用下使HP键能减弱，有利于次磷酸根离子脱氢，或者说增加了H2PO2的活性。 6.缓冲剂化学镀镍过程中由于有H产生，使溶液PH值随施镀进程而逐渐降低，为了稳定镀速及保证镀层质量

16、，化学镀镍体系必须具备缓冲能力，也就是说使之在施镀过程中PH值不至于变化太大，能维持在一定PH值范围内的正常值。缓冲剂缓冲性能好坏可用PH值与酸浓度变化图来表示，显然，酸浓度在一定范围内波动而PH值却基本不变的体系缓冲性能好。 与电镀镍一样，在化学镀镍溶液中也加入少许的表面活性剂，它有助于气体（H2）逸出、降低镀层的孔隙率。另外，由于使用的表面活性剂兼有发泡剂作用，施镀过程中在逸出大量气体搅拌情况下，镀液表面形成一层白色泡沫，它不仅可以保温、降低镀液的蒸发损失、减少酸味，还使许多悬浮的脏物夹在泡沫中而易于清除，以保持镀件和镀液的清洁。 最重要的是要认识到化学镀镍溶液中加入的任何有机添加剂，在施

17、镀过程中都可能产生化学反应，这些反应产物必须对镀液和镀层无负面影响才能应用。选用稳定剂时还要考虑它们对镀层性能的影响，如磷含量及应力状态等。硫脲能提高次磷酸盐利用率，使镀层中磷量降低。添加剂在使用过程中由于吸附和自身的化学反应损失，必须定期补充。研究化学镀液配方时，添加剂的选用及其搭配关系、寻找最佳使用量及补加量都必须由大量实验室及现场来确定，并且施镀条件发生变化时还必须做适当调整。第四节第四节 化学镀镍工艺化学镀镍工艺 化学镀镍工艺工艺包括镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成 1.基体材料 比镍活泼的金属材料 比镍稳定的金属 通过施加阴极脉冲电流或者使被镀表面与一片比镍活泼的金属接

18、触 非金属材料这些材料 预先在表面上沉积比镍活泼的金属材料,催化活性金属 铅、镉、铋、锑、锡、钼、汞、砷、硫均属催化毒性材料 2.镀浴温度 化学镀镍过程涉及的氧化还原反应需要热能。 化学镀镍沉积速度为镀浴温度的指数函数；某些化学镀浴温度升高1，沉积速度增加57 。 每种镀浴都存大一个最佳操作温度范围 。 温度不仅影响镀速，而且包括镀层应力、镀层含磷量等。 操作中应该注意的是温度传感器尽可能靠近镀件，采用均匀的加热加上搅拌等方式使镀浴各处的温差尽可能地减小，温度自动控制仪应定期采用标准温度计加以校正。 3.镀浴pH值 化学镀镍是镀浴中氢离子浓度持续升高的过程，尽管镀浴中含有大量的缓冲剂，仍然需要

19、不断加入pH值调整剂，即加入碱才能维持镀浴的pH值。 不同的化学镀镍溶液有着不同的pH值操作范围 ，通常限制在最佳值0.2范围之内 。 商品镀浴是将pH值调整剂与还原剂、稳定剂、络合剂复配成水溶液，可在操作温度下调整pH值，溶液保持稳定 。在调整pH值时应尽可能使用稀碱溶液；无论是手工还是采用计量泵调整镀浴，都应在搅拌下采取少量多次的方式进行。 4.镀浴化学成分 化学镀镍实际操作中不仅需要使某一化学成分维持在最佳范围内，而且需要使其他各种相关化学成分及技术参数保持在相应的最佳比例范围之内。 高质量的商品化学镀浴是通过将各种化学成分按最佳配比预制成浓缩的方式提供使用的，通常每种化学镀浴由24种浓

20、缩液配套，使复杂多变的因素简化，目的在于施镀操作方便。 商品化镀液一般分开缸液和补加液两种，均配制成高倍的浓缩液，使用时按比例稀释即可。 化学镀镍溶液必须用蒸馏水或去离子水配制。 注意注意：化学镀浴中主要化学成分的影响是十分重要的而且是复杂多变的 典型的商品镀浴的组成 化学镀镍浓缩液化学镀镍浓缩液ABC化学成分化学成分镍盐，络合剂、镍盐，络合剂、加速剂加速剂还原剂，缓冲剂，还原剂，缓冲剂，润湿剂，稳定剂润湿剂，稳定剂还原剂，稳定剂，还原剂，稳定剂，pH值值调整剂调整剂颜色颜色绿色透明绿色透明浅色透明浅色透明无色透明无色透明pH值值3.05.112.0开缸添加量开缸添加量mLL165150施镀添

21、加量槽负载施镀添加量槽负载ldm2/L时（时（mL/h）7.214.4主要成分的克分子浓度比为：(Ni2)/(H2PO2)/(络合剂)1.0/2.05/2.0沉积1g镍实际上至少需要消耗4.55.4g次磷酸钠，还原效率低于40。 定时分析检测镀浴中镍盐和次磷酸盐的浓度并及时添加补充。 开缸镀浴中镍盐和还原剂的消耗量达到10左右就应补充添加。 实测浓度与其设定最佳值的偏差始终不超过5。 络合剂被认为是参入化学沉积过程，自身并不发生氧化还原反应，因此是非消耗性的化学成分。由于络合剂自身化学稳定性的不同，在化学镀镍过程中络合剂或多或少有所消耗。加上施镀过程中工作的带出损失，传质和过滤时的物理性消耗等

22、，所以化学镀中同样需要正确地补充络合剂。 稳定剂，特别是当采用水溶性有机酸、无机含氧酸盐作为稳定剂时，存在相类似的消耗性补充问题。 操作操作管理管理5搅拌的影响 搅拌改变了工件溶液界面扩散层内的化学成分和pH值，因此，搅拌的影响是重要的。 搅拌镀浴不仅可防止漏镀、针空，提高镀层外观质量，而且可以防止局部过热，这有利于镀浴的稳定性。硫酸镍 40g/L 柠檬酸钠 50g/L 次磷酸钠 35g/L pH值 612 温度 60 搅拌对镀层含磷量的影响PH无机械空气超声波搅拌方式614.528.2811.4212.09磷含量(%)(重量)810.024.114.546.51105.763.284.724

23、.58123.512.743.593.35搅拌对镀速的影响PH无机械空气超声波旋转盘电极搅拌方式61.52.22.41.51.9镀速/mh-186.79.310.19.78.01012.215.811.816.914.21213.410.96.216.510.16.镀浴老化及寿命 亚磷酸离子浓度累集； 工件进出镀浴时总会有带入污染和带出损失； 主盐：镍盐、常用硫酸镍；作用、提供还原用的金属离子；主盐及还原剂浓度增加、沉积速度加快，达一定值后趋于稳定或下降；主盐与还原剂比例Ni2+?H2PO20.30.1，沉积速度最快；主盐浓度过高，则镀液稳定性下降；主盐一般控制在20g/L35 g/L。总结：

24、总结：化学镀镍镀液组成和工艺条件络合剂：作用是酸性镀液中防止自发分解，调节沉积速度，碱性镀液中防止产生氢氧化镍沉淀；酸性镀液中常用柠檬酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸等及其盐类，碱性镀液常用焦磷酸盐、铵盐。一般随络合剂浓度增加沉积速度降低、但乳酸、乙醇酸、丙二酸、琥珀酸等使沉积速度提高。稳定剂作用是抑制镀液自发分解；稳定剂吸附在固体表面抑制次磷酸根的脱氢反应，但不阻止次磷酸盐的氧化作用。常用一些硫化物如硫脲，一些含氧化合物如MoO3，一些重金属离子如Pb2+、Sn2，加入量为痕量，过高则引起沉积速度降低，甚至停镀。pH与pH调节剂、缓冲剂：作用是调节pH 、控制反应速度、防止镀液pH波动。调节剂如Na

25、OH，NH4OH，缓冲剂为某些无机弱酸(或碱)及其盐。如NH4Cl与氨水、硼酸、醋酸钠、硼砂与碳酸钠、乙二酸、琥珀酸等的盐类。酸性镀液pH 3，次磷酸盐还原反应才能进行； pH增加，沉积速度加快； pH 6镀液易自发分解。一般控制在4.05.0之间；碱性溶液PH范围较宽，过高溶液稳定性降低；pH增加，镀层磷含量降低；一般新配制溶液控制在规定范围上限，旧溶液控制在下限。温度：温度升高，沉积速度提高，过高，则反应过快，易失控，一般在8095之间；温度升高，磷含量降低，孔隙率增加。 次亚磷酸盐化学镀镍工艺条件次亚磷酸盐化学镀镍工艺条件组分组分g/L碱性槽液碱性槽液酸性槽液酸性槽液氯化镍氯化镍4530

26、硫酸镍硫酸镍30243010次亚磷酸钠次亚磷酸钠113010243510氯化铵氯化铵50焦磷酸钠焦磷酸钠60柠檬酸钠柠檬酸钠100氨水氨水三乙醇胺三乙醇胺ml/L100乳酸乳酸28苹果酸苹果酸35醋酸铵醋酸铵40丙酸丙酸2.2醋酸醋酸10琥珀酸琥珀酸10铅铅ppm1硫脲硫脲ppm1工艺条件工艺条件pH8.5109.510.5464.34.64.55.54.55.5温度温度909535558895889588958895沉积速度沉积速度m/h10310252525 工艺条件：温度必须保护恒定并均匀波动不超过2，以保证镀层成分均匀防止产生层状组织。最好采用间接加热（如在恒温浴中加热）；如直接加热一

27、定要有搅拌防止局部过热引起自发分解。PH要及时调整。调整时要降温并充分搅拌，加入稀释后的酸、碱或氨水； 主盐和还原剂消耗最快，要及时补充。添加的材料不得以固体形式直接加入必须把溶液温度降低后将已溶解完全的溶液的搅拌条件下分别缓慢加入。中低温镀液补加镍盐时，应先与氨水、乙醇胺络合再加入。 镀液要定期或连续地过滤，去除镀液中沉淀，定期用1?1的HNO3浸渍，以清除镀槽壁上沉淀的镍层。镀液用后过滤、降温保存。 装载量过高或过低都会导致溶液不稳定，一般以0.5dm2/L1.5 dm2/L为宜，在工作温度下尽量不要空载。操作维护注意事项操作维护注意事项 胺基硼烷和硼氢化物的化学镀镍 镍硼镀层熔点高，为1

28、450（镍磷层890）；钎焊性能好，有优良高温钎焊性；电阻率低；镀层硬度可达800HV ，耐磨性高于P-Ni镀层，尤其适合于不能承受热处理的基材（如塑料、高强铝合金等）作耐磨镀层用。 以次磷酸钠、胺基硼烷或硼氢化物为还原剂的化学镀镍工艺都有还原剂的氧化产物在镀液中积累而导致镀液性能逐渐恶化，最后无法使用的问题。而用阱作还原剂就不会存在类似问题，因为阱的氧化产物是氨和水。N二甲基胺硼烷(CH3)2NHBH3，N二乙基胺硼烷(C2H5)2NHBH3 胺基硼烷和硼氢化物的化学镀镍工艺条件组分组分g/L胺基硼烷胺基硼烷硼氢化物硼氢化物硫酸镍硫酸镍50氯化镍氯化镍52030242820N二甲基胺硼烷二甲

29、基胺硼烷1.5634.83N二乙基胺硼烷二乙基胺硼烷异丙醇异丙醇ml50酒石酸钠酒石酸钠741柠檬酸钠柠檬酸钠10琥珀酸钠琥珀酸钠20醋酸钾醋酸钾1837焦磷酸钾焦磷酸钾100硼氢化钠硼氢化钠0.4氢氧化钠氢氧化钠90乙二胺乙二胺90硫酸铊硫酸铊0.04工艺条件工艺条件pH5.55.75.51014温度温度7065702595沉积速度沉积速度m/h7127127121520镀液的配制 按配方称量出各种药品。硼氢化钠用少量的氢氧化钠溶液溶解，二乙基胺基硼烷用甲醇或乙醇溶解，其余各固体药品用少量的蒸馏水（加热）溶解。溶解完全后在不断搅拌条件下，按下列顺序混合各种溶液。 混合络合剂溶液和缓冲剂溶液后

30、，加入镍盐溶液。对于含氨水和氯化铵的碱性溶液，应将镍盐溶液和氯化铵溶液混合后，加入氨水至溶液呈深蓝色，再与络合剂溶液混合。 把除还原剂以外的各种溶液加入到上述溶液中。 进行化学镀时，缓慢地加入还原剂溶液。搅拌均匀后，用水稀释至规定体积。 用硫酸、碱液或稀氨水调至规定值，用经过滤后即可使用。化学镀镍层为得到最高硬度值通常采用400、1h的热处理。 第五节第五节 化学镀镍工艺过程化学镀镍工艺过程 一、一、 化学镀镍镀前准备化学镀镍镀前准备 二、二、 制品表面前处理制品表面前处理 三、化学镀镍的操作三、化学镀镍的操作 四、如何改善化学镀镍的耐腐蚀性能四、如何改善化学镀镍的耐腐蚀性能 五、对镀层的质量

31、要求五、对镀层的质量要求 六、镀后热处理六、镀后热处理 一、一、 化学镀镍镀前准备化学镀镍镀前准备 镀前首先需要了解的内容： 镀层厚度，熟悉图纸，了解待镀表面和不需要化学镀的部位，基体金属的冶金状态，化学组成；预处理和热处理的要求。 镀前消除应力的热处理条件钢的最大抗张强度，MPa热处理温度，时间，h1050无要求1050145019022011450180019022018180019022024合金类型；工件的制造历史；工件的维修历史；工件的几何尺寸；工件非镀面的阻镀问题消除应力二、制品表面前处理二、制品表面前处理 在化学镀镍前，金属制品表面前处理包括： 研磨抛光、除油、除锈、活化等过程。

32、 正确的化学镀镍的前处理非常关键 1. 所有的金属都是不同的。2. 不同的金属需要不同的前处理，除油剂工序以及具体地操作方法。3. 没有“万金油式”的除油剂。4. 更没有“放置四海皆准”的前处理工艺。5. 从没有哪个来源，可以提供经证实的适用于所有金属的前工艺。6. 许多发表的前处理工艺都有再思考的必要。7. 我们唯一的方法就是不停地尝试，不断地调整和改进。 除油 1.化学除油应该去除所有的油污及其成份 2.电解除油剂是用来去除某些特定的东西，而不是油污 3.通常只是一种油污在作怪，找到它然后除掉。 4.除油剂的使用寿命，与工件上的油污种类、数量有关 5.化学除油槽之后水洗，能显著改善水洗效果

33、及延长除油剂的使用寿命 6.水溶性的油污易于用低温、低碱性除油剂去除。碱性越高就能更好地去除这类油污。 7.抛光膏、研磨膏成份则在热碱性除油剂中可以去除 8.一些污渍可以在除油剂中泡掉 9.当出现故障时，不要急于提高除油剂的温度、浓度来解决，而应该先查清问题的来源 10. 电解除油槽应该用正确的电极来提高效率，不要用槽壁做电极。 除油剂的寿命 前处理工序对某种基材上的某种油污很有效，但不一定对同一基材上的另一种油污就一样有效。而且同一种油污，是冲压、车削，还是热处理操作搞上去的这些条件、方法不同也会变得难以去除。 大多数标准的除油剂滴定方法都是基于以酚酞指示剂确定终点的。而在许多情况下，这会导

34、致很大的误差。除油剂中的氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，用酚酞做指示的滴定值可能会保持恒定或增大。 用三种指示剂做酸碱滴定。紫罗蓝指示剂（pH 1113)、酚酞指示剂 (pH8.59.7)、甲基红溴酚绿混合指示剂（pH 4.25.4)三种指示剂来滴定碱性除油液。 水洗 水洗是化镀生产中，除了化学镀镍工序之外最重要的操作 废水处理 可以通过增加空气搅拌、水洗时间增长（可以长至两分钟）、逆流、超声波水洗等方法来提高水洗效率。 水质 导电仪来检测、控制水洗质量的方法 首先我们选定控制点：除油之后、酸洗之后、化镀之后。然后在实验室内，配出各主要工序工作液的体积百分比浓度标准液。就是将电解除油液，酸洗

35、液，新旧化镀液分别以 0.5%；1.0%；3%；5%；8%；10%；15%；20%的比例加入到水洗水样中。用导电仪测出各个样品值并绘出图样。这就基本上对这条生产线的水洗情况做了一个描述。然后通过一段时间的生产，就可以总结出针对这一生产线各个工序后的水洗的极限值。 活化 要求镀层的抗腐蚀性能时，由于氯离子会影响沉镍，所以就不能使用盐酸 缓蚀剂有负作用。 表面润湿剂能降低表面张力，因为它比缓蚀剂易于清洗，从而经常被加到酸性活化剂中。但是这种表面润湿剂要与加入到化学镀镍溶液中的表面活性剂，必须属于同一类才行。 活化是第二重要的工序 钢铁制品，化学弱浸蚀可用35% 的硫酸或盐酸，室温下浸蚀一分钟左右。

36、阳极弱浸蚀可用13% 的硫酸，阳极电流密度510A/dm2。 到底工件表面有多少氧化皮？工件表面有没有污渍？是否正确的活化了基材的每一种成份？活化后是否水洗烘干？怎样作？活化液对镀液是否影响？预浸 预浸往往在化镀生产中，发挥很重要的作用。 当遇到有结合力的问题或在工件上有污渍时，化镀之前进行氨水预浸，是一个非常有效的解决办法。 在化镀槽前，使用浓度为0.250.50%的氨水是一种很好的“去膜剂”，而且带入化学镀液不会有影响。 有助于化学镀镍在工件表面的引发。在批量比较大的生产中，工件本身的温度变化对沉积有很大影响时，化学镀镍的引发特别关键。因为氨水可以快速引发孔隙部分的反应，所以对于那些孔隙率比较高的工件特别有好处。 在酸性的化学镀镍前，使工件表面有一层微碱性的膜层，在许多生产中可以减少潜在问题的发生。在化