怎样可以提高化学镍的镀镍厚度标准,改善化学镍的结合力

如何改善化学镀镍的耐腐蚀性能;化学镀技术能广为应用的原因之一是镀层具有优越的耐;Ni-P镀层耐蚀性能与磷量密切相关,高磷镀层耐蚀;研究发现Ni-P合金在酸性介质中形成的钝化膜是磷;非晶态Ni-P层表面形成的磷化物膜阻挡了腐蚀继续;化学镀的抗变色能力远优于电沉积的金属层;以下分八个方面介绍化学镀镍层的腐蚀问题:;1.电偶腐蚀已知化学镀镍是阴极性涂层,在腐蚀原电
如何改善化学镀镍的耐腐蚀性能
化学镀技术能广为应用的原因之一是镀层具有优越的耐蚀性能,它是阴极性镀层,所以镀层厚度及完整性是保护基材效果好坏的关键,否则反而加快基材的腐蚀,这点必须充分予以重视。
Ni-P镀层耐蚀性能与磷量密切相关,高磷镀层耐蚀性能优越源于它的非晶态结构。非晶态与晶态的本质区别在它们的原子排列是否周期性,由于固体化学键的作用从短程看二者都是有序的,非晶的特性是不存在长程有序,无平移周期性。这种原子排列的长程无序,使非常均匀的Ni-P固溶体组织中不存在晶界、位错、孪晶或其他缺陷。另外,非晶态镀层表面钝化膜性质也因为基体的特征,其组织也是高度均匀的非晶结构,无位错、层错等缺陷,韧性也好,不容易发生机械损伤。与晶态合金对比,非晶态合金钝化膜形成速度快,破损后能立即修复而具有良好的保护性。
研究发现Ni-P合金在酸性介质中形成的钝化膜是磷化物膜,其保护能力比纯镍钝化膜强。例如,Ni-P合金在稀盐酸中腐蚀,磷量低是磷促进镍的活性溶解。小于8%P的镀层表面有黑灰色的腐蚀产物,用俄歇电子谱仪测定表面一定深度处发现Ni、P及O三种元素,光电子能谱仪进一步证实它是镍的磷酸盐膜。但大于8%P的高磷镀层腐蚀后表面呈灰白色,一般尚能保持光洁,俄歇电子谱仪观测到约10?深处有Ni、O,是氧化镍层,依次在20?处是Ni、P及O共存,是磷酸盐层,内层则为富P的Ni、P层,P量约占20(重量)%,大体对应Ni2P。
含P≥8%的非晶态Ni-P镀层在HCl、FeCl3等介质中腐蚀后X射线从产物中检查出Ni2P。光电子能谱定量分析发现腐蚀前Ni/P=3.4,腐蚀后Ni/P=1.2,即有磷在表面富集现象。腐蚀过程的热效应也会使亚稳的非晶态结构晶化,形成Ni2P或NixPy。Ni-8%P镀层在H2SO4中腐蚀后光电子能谱除了发现NixPy峰外,还发现PO43-。
非晶态Ni-P层表面形成的磷化物膜阻挡了腐蚀继续进行而提高了它的耐蚀性,但这层磷化物膜易被氧化性酸如HNO3溶解,所以Ni-P层不耐氧化性介质的腐蚀。从以上讨论不难理解镀层中磷量分布不均除了形成微电池加速腐蚀外,对磷化物钝化膜的均匀性也会产生影响,以至减小膜的保护性。
化学镀的抗变色能力远优于电沉积的金属层。高磷不含硫和重金属的镀层能在空气中色泽保持长期不变。Ni-B镀层的抗变色能力较差,可用CrO3后处理加以改善。抗变色能力也就是耐蚀性的反映,因此HNO3试验能迅速做出判断,如用1∶1HNO3浸泡,小于20s出现黑色膜则表明该镀层的抗变色能力不佳,但不能对耐蚀性作出描述。
以下分八个方面介绍化学镀镍层的腐蚀问题:
1.电偶腐蚀已知化学镀镍是阴极性涂层,在腐蚀原电池中是阴极而被保护。镀层或基材在腐蚀过程中的极性按它们在该腐蚀介质中的电位高低来决定,电位高者是阴极,反之,电位低者是阳极而被腐蚀。
2.镀层中磷含量及热处理对耐蚀性的关系在酸性介质中Ni-P合金电位随磷量增加而正移,即高磷层的热力学稳定性比低磷层高。热处理后镀层耐蚀性略有下降,热处理对镀层耐蚀性能的影响可解释如下:Ni-P合金在热处理后析出金属间相Ni3P在腐蚀原电池中是阴极,Ni固溶体是阳极,所以Ni3P的析出及其面积增大均加速了镀层的腐蚀。另外,热处理过程中镀层体积收缩4%~6%,容易出现裂纹暴露出基体也会增加腐蚀。由此可见,高硬度和高耐蚀性镀层是不可兼得的。随着热处理温度的增加或时间延长耐蚀性能有所回升,原因是Ni3P弥散粒子逐渐长大聚集、阴极相面积减小。如果在较低温度短时间内处理,镀层尚未晶化,也未析出Ni3P则对耐蚀性影响不大。3.镀浴与耐蚀性化学镀镍层的性能,尤其是耐蚀性与镀浴关系十分密切,镀浴组成中络合剂与稳定剂的影响有时比镀层含磷量的影响还大,络合剂与耐蚀性关系在碱性镀浴中表现尤其敏感,值得注意。
首先是浴中主盐种类的影响,实验表明硫酸盐与氨基磺酸盐浴得到镀层的耐蚀性基本相同,但用氯化镍作主盐,由于存在Cl-,镀层的耐蚀性能明显恶化,故一般不采用。浴中络合剂对镀层耐蚀性影响在用单元络合剂时,耐盐雾性能好坏的顺序大体与络合剂对沉积速度的影响相反,即沉积速度快的络合剂分子中,用氨基、羟基来取代α碳原子上的氢原子得到的产物来组成镀浴所得镀层的耐蚀性最好。盐雾试验结果可反映出镀层孔隙率的大小,沉积速度快孔隙率大、耐蚀性也差。用氨基或羟基取代脂肪酸形成的络合剂、羟基醋酸(乙醇酸)浴镀层的耐盐雾试验结果优于氨基醋酸(甘氨酸),但α-氨基丙酸(丙胺酸)浴镀层耐蚀性却优于α-羟基丙酸(乳酸),由此可见α碳原子上氢原子被甲基取代后的产物在起作用。镀浴中稳定剂虽然加入量极微,但对镀层耐蚀性能有着明显影响,重金属离子尤甚,因此有人认为高耐蚀镀液中不宜用稳定剂。稳定剂在施镀过程中迅速消耗,在镀件边沿及棱角部位吸附富集,使镀层表面组分不均匀性增加而降低了耐蚀能力。4.孔隙率
阴极性涂层的孔隙率是一个很重要的质量指标,它不仅关系到镀层的耐蚀性,还与其密度、韧性有关,化学镀镍耐蚀性好的原因之一就是它的低孔隙率。镀层愈厚孔隙率愈小,与相同厚度的电镀镍层对比化学镀镍孔隙率要低得多。实验测得15um厚的电镀镍、12um厚的电镀铜层的孔隙率只相当于7um厚的化学镀镍层。化学镀镍孔隙率低的原因与其致密的非晶或微晶结构有关。一般的酸浴镀层厚度到15um则基本无孔(基材为粗糙度Ra&0.63~1.25um的45#钢、镀层含磷8.3%、贴纸法检测小于1点/M2、小于2点/8M2)。从镀层结构可知微晶尺寸越小孔隙尺寸也越小,所以非晶态镀层孔隙率低。已知Cl-直径3.64?、Fe(CN)63-,直径4.3?,当微晶尺寸小于20?,其间孔隙就不容贴纸法试剂离子进入,也就是孔隙率为零。
化学镀镍层最常见的是针孔形状的气孔,为了防止,除了加表面活性剂外只有加强溶液的流动或工件与镀液间的相对运动来给予解决.镀件上部的落尘面出现的圆孔是细小悬浮粒子造成的.砂眼指的是一直连通到基材的深孔,它与气孔
的区别在于其具有不对称性,也不拖尾,产生原因是基材表面不合格(含有夹杂物也会引起镀层出现孔洞)还可能为光亮的化学镀层放大.另外一些颗粒状的瘤状物,周围有砂眼而误认为孔洞,其实是沉积快或其他固体粒子造成的。
镀层表面孔隙率与以下因素有关:(1)施镀工艺
通常碱浴镀层的孔隙率比酸浴大1~2倍,用肼做还原剂得到的镀层又比用次磷酸盐高。添加剂种类也有影响,镀速快孔隙率增大,施镀过程中的杂质及悬浮物不仅增加表面粗糙度,同时也增加孔隙率。(2)镀件表面粗糙度镀件表面愈光洁平整其孔隙率愈小。例如某碱浴得到的镀层,基材表面粗糙度Ra=1.0~
2.5um,厚度在8~11um时孔隙率为6~7点/cm2,而Ra=0.2~1.25um,同样厚度孔隙率降到1~2点/cm2。一般基材表面粗糙度Ra≥0.63~1.25um镀7~8um、Ra&5~10um镀12~15um、毛坯必须镀大于25um、喷砂表面镀大于30um才能得到基本无孔的镀层。厚度相同的镀层如分两次施镀也可以降低孔隙率,如某酸浴一次镀10um厚的孔隙率为4~5点/cm2,分两次镀则降低为1.9~2.5点/cm2。Hong Deng的研究表明,只用一般的概念来描述基材形貌与孔隙率的关系是远远不够的,这种影响是复杂的。他们用了几种表面粗糙度不同的样品,有喷细
SiC(Ra=0.43um)、粗SiC(Ra=0.75um)、未进行机械处理(Ra=1.19um)、干喷玻璃球(Ra=1.70um)以及湿喷玻璃球(Ra=1.69um)的钢板,每种粗糙度样品又分别进行化学抛光、电解抛光和闪镀镍处理,然后在该表面分别镀5um厚的Ni-11%P的镀层,用SO2进行腐蚀试验,结果表明钢材表面形貌是镀层产生孔洞的主要影响因素,不同前处理方法得到的表面形貌亦异,但粗糙度Ra=0.43的表面耐蚀性并不比Ra=0.75um或Ra=1.19um的表面有明显的改善。抛光表面对耐蚀性的改善均不如闪镀1um亮镍的效果好,暗镍的作用也不明显。亮镍作用显著的原因是它有整平作用,且赋予基材一个成分均匀的表面。本实验结果至少说明影响孔隙率的因素不仅是表面粗糙度,还有它的形貌。研究还发现三维生长的化学镀层绝非在基材表面各个地方等速生长,表面上的孔洞由于其内部的镀液不能充分得到交换、补充,所以孔洞不可能被完全覆盖,但在洞口及上边沿部分镀层较厚,形成一个窄而深的通道,腐蚀过程中该通道增加了介质及产物进出孔洞的困难,也就是增加了腐蚀的阻力。由此可见,真正耐蚀的镀层至少要有50um的厚度为宜。(3)热处理有助于降低镀层的孔隙率对钢和铝等基材,化学镀镍是阴极性涂层,如果孔洞多将构成大阴极小阳极的腐蚀电池而加速基材的腐蚀。孔隙率作镀层质量检查时只做相对比较用,因为孔隙率测定方法不同结果亦异。镀层使用前最好根据工况先做试验为宜。孔隙率测定方法除贴纸外,还有盐雾试验、不同浓度的SO2试验均能得到可靠的结果。5.钝化及点蚀
研究发现Ni-P合金在Cl-介质中的局部腐蚀与镀浴组成及PH值有关,腐蚀后形貌还与基材有关。例如,用重金属离子做稳定剂、PH值较低(4.2),得到的镀层较平整,并为层状结构,而且磷量也较高(&10%)。这类镀层的钝化能力强,在中性介质或海水中腐蚀电位较高。如发生局部腐蚀则表现为典型的孔蚀,孔径小,其深径比达数百,腐蚀后表面依然保持光亮,但一旦穿透到基材就危险了;如用有机硫化物做稳定剂,PH值较高(4.8),则沉积层表面为花椰菜状纤维结构,且磷量较低(6%)。这种镀层的钝化能力弱,在中性介质中几乎没有钝化区、腐蚀迅速,但不穿孔,表面凹凸不平而且丧失光泽,在纤维边界处显微选择溶解较快。显然,上述两种类型镀层的保护作用不同,第一类高磷镀层在Fe、Pb甚至
Cu上均属阴极性涂层,一旦穿孔就加速镀件腐蚀,但第二类低磷镀层则会起阳极保护作用。总之Ni-P合金耐蚀性能随镀层自身和环境变化,使用时必须根据工况条件具体分析进行实验才能收到预期效果。
高磷非晶态的Ni-P合金阳极化曲线与纯Ni不同,H2SO4和HNO3等氧化性介质中,Ni-P合金镀层无明显的钝化区,只是电流密度随磷量增加而明显降低。Ni-P合金腐蚀电位比纯镍正,且随磷量增加而略正移。在还原性酸-盐酸介质中纯镍也无钝化行为,高磷镀层的电位比纯镍正得多。极化曲线表示的腐蚀行为与实际测量结果一致。6.应力腐蚀和腐蚀疲劳
因非晶态Ni-P合金优越的抗Cl-局部腐蚀能力而促使人们研究它对应力腐蚀开裂的保护作用。在321不锈钢表面镀30um厚的Ni-10%P层,并做去氢处理。用U形弯曲试验及恒载荷拉伸试验测样品在沸MgCl2介质中的应力腐蚀开裂。低载下由于基材变形小镀层不致开裂,因介质与基材被镀层完全隔离,从而抵制了开裂。但在中等应力条件下脆性Ni-P层有可能开裂。即使如此,因为增长了裂纹孕育期也在一定程度上延长了断裂时间。所以,Ni-P镀层不同程度改善了321不锈钢在沸MgCl2介质中抗开裂的能力。研究还发现,在裂纹扩展阶段镀层的作用不大,但因Ni-P合金电位比321不锈钢低,腐蚀过程中作为阳极对基材有保护作用。如果在650℃热处理使Ni3P聚集长大,基材与镀层交界处出现扩散层,镀层的韧性比400℃硬化处理时有所改善,使其开裂倾向减小而有利于抑制基材的开裂。
参考文献报导在1Cr18Ni9Ti不锈钢上分别镀Ni和Ni-P,用恒载和慢应变速率试验法测它们在42%沸MgCl2中开裂行为。发现即使在高应力下镀层已出现许多与外加应力方向垂直的平行裂纹,且贯穿到基体,对不锈钢的开裂仍然有很好的保护作用,50h未发生断裂。纯Ni镀层韧性优于Ni-P保护效果更好。Ni-P层具有保护作用原因在于它使不锈钢处于阴极保护电位区(Ni-P层为阳极)。碳钢上Ni-P镀层在35%NaOH溶液中的电位处于碳钢发生开裂的电位敏感区,有缺陷或裂纹的镀层就不能防止碳钢发生开裂。综上所述可见要保护基材不发生开裂对镀层的基本要求是:(1)金属镀层在工作介质中耐蚀性良好,而且不发生开裂;
(2)镀层完整、不太厚,韧性好才不易出现损伤;(3)对金属-环境体系所处电位区是开裂不敏感区,选择镀层的腐蚀电位应该就在这一电位域。如镀层电位处在金属-环境的SCC敏感区,有裂纹或缺陷的镀层将加速开裂发生。
关于Ni-P镀层腐蚀疲劳的行为有如下报导。在碳钢上镀Ni-P,用旋转弯曲疲劳试验机、交变应力频率为60Hz,分别在大气和3%的NaCl溶液中进行测量,二者的S-N曲线均光滑过渡,但大气中有明显的疲劳极限。化学镀镍样品在108循环周期下疲劳强度提高约50%,断口观察见到因基材变形使镀层龟裂,但仍与基材结合完好、光亮、无点蚀,裂纹源在未施镀样品上多达十余处、施镀样品上却只有一两处,足见镀层抑制裂纹萌生作用明显。但从Ni-P在NaCl介质中优良的耐蚀性来看,它提高腐蚀疲劳寿命的效果尚不理想,分析这与多次循环应力作用使镀层腐蚀电位负移有关。实验中还发现在循环应力作用下镀层有部分晶化倾向,这样增加了镀层脆性,降低疲劳断裂性能而容易出现疲劳断裂源和裂纹扩展区。化学镀镍过程中析出大量H2,因此镀层和基材的氢脆问题为人们所关注。有关各种化学镀镍标准文件中严格地规定了施镀完毕后,工件除H2的制度。虽
然有人测得化学镀浴因温度较高镀层中含氢量还不及电镀镍,但这并不表明该工艺对基材无影响。7.高温稳定性纯镍熔点1455℃,无论用磷或硼合金化均能使其熔点降低,磷的影响尤甚。从Ni-P金相图可知11%P的镀层热处理后是磷在镍中形成固溶体并与Ni3P组成低共熔点的化合物,这时镀层软化点只有880℃,磷量不同的镀层其熔点在很大温度范围内变动。磷量小于低共熔点组成的镀层当温度升到880℃时,则出现镍固相与液相共存;而磷大于低共熔点组成的镀层便为Ni3P固相与液相共存。Ni-B合金熔点比Ni-P高,含硼低的镀层达1350℃,这时Ni-P已熔化,故称Ni-B层具有红硬性。
化学镀Ni-P具有比电镀Ni更好的抗高温氧化性能。在650℃空气中做氧化试验,并用未施镀的钢基材对比,结果未施镀的基体钢已强烈氧化,电镀Ni随氧化时间的延长重量增加,但化学镀Ni-P在100h后氧化增重趋于稳定。镀层热处理否变化不大。显然,纯Ni高温氧化膜保护性能不及Ni-P膜好。
试验表明在650℃过热蒸汽中保温3000h后发现酸浴Ni-P镀层的保护性比碱浴镀层好。一般认为Ni-P在300℃、Ni-B在350℃连续使用是安全的,高达500~600℃则必须注意。Ni-P镀层高温稳定性的报导不多,有些还互相矛盾,这说明问题复杂,使用时最好根据工况条件做实验。8.如何改善化学镀镍层的耐蚀性在讨论化学镀镍耐蚀性的同时,人们更关心的问题是如何更加提高或保证它的耐蚀性能。影响化学镀镍性能的因素不外乎基材质量、前处理、镀浴及施镀工艺、沉积层的后处理、各阶段的质量检查等,有的已在其他章节中述及,这里只补充几点与耐蚀性有关的问题。(1)基体金属质量这是镀层质量的基本保证,但往往被人们忽视。镀前必须了解工件材料的成分、状态、冶金质量及加工成型的过程,不适当的加工会造成应力、微裂纹。工件上不应有折叠、焊屑、毛刺、孔洞及砂眼等缺陷。钢中的夹杂物,尤其是硫化物不仅影响镀层的耐蚀性,还会毒化镀液。(2)镀前处理基材上原有的润滑油(不饱和脂肪酸)或缓蚀剂膜是很难清洗净的,处理不好不仅会降低镀层结合力,还会产生针孔而降低耐蚀性。除化学清洗法外,碳钢基材常推荐使用电解清洗法,但这种清洗方法明显地影响镀层耐蚀性。例如在碱性介质中阳极清洗会增加镀层孔隙率;阴极清洗虽然孔隙率低,但又可能引起氢脆。用碱性除锈剂,若换向、周期性反复清洗,这样既改善结合力又有利于降低孔隙率。高浓度碱液清洗,即先在85℃浸泡10min、再阳极清洗2min,效果不如浸泡后改用阴极清洗更耐蚀。阳极清洗剂中用NaCN或H3BO3将降低镀层的耐盐雾试验能力;若碱浸与电解法合用可提高镀层的耐盐雾效果。活化处理Fe基表面用HCl使镀层腐蚀率上升,以10%H2SO4为好,且时间愈短愈佳。活化液中绝对不能用缓蚀剂。基材中含Pb将使镀层出现微孔、降低结合力,还毒化镀液。这类基材不宜用H2SO4活化,以25%HBF4为宜,先闪镀一层镍亦可。用10%HBF4做活化剂对提高镀层耐蚀性有利。(3)镀后处理化学镀镍的后处理不外乎加热除H2提高硬度改善耐磨性或改善结合力,或进一步处理以提高耐蚀性。镀后需要处理的镀层只占总镀层的一小部分。试验表明200℃加热1h的热处理方法还有益于改善镀层的耐点蚀能力。低温短时间加热去除了H2、还继续保持镀层的非晶结构,同时发生了最大的弛预,使其体积缩小、密度增加、孔隙率下降。
铬酸盐封闭处理是提高化学镀层抗变色能力、延长耐盐雾试验时间及耐蚀性能的一种最简单而有效的方法。例如用40g/LH2CrO4在85℃下浸泡镀层5min;
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  镀镍分电镀镍和化学镀镍。通过化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法,称为镀镍。  具体过程是指:在一定条件下,水溶液中的金属离子被还原剂还原,并且沉淀到固态基体表面上的过程。ASTM B374(ASTM,美国材料与试验协会)中定义为Autocatalytic plating is “deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited”。这一过程与置换镀不同,其镀层是可以不断增厚的,且施镀金属本身也具有催化能力。化学镀与电镀比较  化学镀具有如下优点:  ①不需要外加直流电源设备。  ②镀层致密,孔隙少。  ③不存在电力线分布不均匀的影响,对几何形状复杂的镀件,也能获得厚度均匀的镀层;  ④可在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。  化学镀与电镀相比,所用的溶液稳定性较差,且溶液的维护、调整和再生都比较麻烦,材料费较高。  化学镀工艺在电子工业中有重要的地位。由于采用的还原剂种类不同,使化学镀所得的镀层性能有显著的差异,因此,在选定镀液配方时,要慎重考虑镀液的经济性及所得镀层的特性。  目前,化学镀镍、铜、银、金、钴、钯、铂、锡以及化学镀合金和化学复合镀层,在工业生产中已被采用。化学镀应用案例化学镀黑镍钢铁件镀镍铝件镀镍铜件镀镍不锈钢镀镍化学镀镍工艺的特点  1、具有硬度高,耐磨性好,可焊性佳,耐蚀性好等诸多功能特点,广泛应用于电子、航空、航天、机械、精密仪器、日用五金、电器和化学工业中。  2、化学镀镍在正常操作条件下,镀速可达15-20μm/h。  3、因为没有电镀的高中低电流密度区,因此可以获得非常均匀的中高磷化学镀镍层。  4、通过添加光亮剂,可获得黄亮,半光亮,镜面光亮的化学镀镍层。  5、化学镍工艺相比其他电镀工艺,绿色环保,符合进出口要求。  6、适用于钢铁件,铜及铜合金,浸锌处理后的铝合金等多种复杂基材,都能获得性能优异化学镀镍层。化学镀镍工艺的流程  原工艺流程:机械抛光→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→电化学除油→热水洗→冷水洗→30%HCl→冷水洗→20%HCl(50OC)→冷水洗→闪镀镍→化学镀镍。  原工艺的缺点:单独用HCL除氧化皮效果不好;形状复杂件闪镀镍因覆盖能力不好而影响到化学镀镍的均匀性;因工序较长有可能造成不锈钢新鲜表面重新被氧化成膜;闪镀镍溶液易污染化学镀镍溶液等。为此,有人改进工艺。  改进工艺流程:抛光、除油工序同原工艺→混酸除膜(25%HCl+8%HNO3+10%HF)→冷水洗→活化(10%HCl+5%NH4F,60OC)→热水洗→化学镀镍。  改进工艺的优点:①采用混酸除去不锈钢表面难溶的FeCrO4氧化膜、Si、SiO2,使基体表面的化学活性增强;②工序简化,避免了不锈钢新鲜表面重新被氧化;③增加基体的预热工序,消除镀层与基体因温差而产生的应力。因此,化学镀镍与基体结合力好,镀速快等。  大型设备化学镀镍工艺流程:喷砂除锈→冷水冲洗→酸洗活化→冷水冲洗→化学镀镍(作防腐层厚度25-50μm)→冷水冲洗→钝化→冷水冲洗。  由于化学镀镍的优异防腐蚀性,可获得可观的经济效益。据介绍,换热器管速(长6m,直径1m)化学镀镍获得直接经济效益109.6万元,间接经济效益更为可观。化学镀镍配方  配方:NiSO4·6H2O 23g/L,NaH2PO2·H2O 20g/L,CH3COONa·3H2O 14g/L,Na3C5H6O72H2O  6g/L,pH=4.0~5.0,温度74~84OC,沉积速度约20μm/h,镀层磷含量8.5%~12.5%。化学镀镍注意事项  1.每班开槽前应分析调整镀液,并进行试镀,确定镀液状况良好后再批量入槽生产;  2.每班关槽前必须将镀液循环过滤,去除有害微粒,掉入槽内的工件应及时捞出;  3.过滤机的滤芯用后要取出彻底冲洗干净,在过滤不同镀液时更应如此,严禁过滤机及滤芯不经清洗直接过滤槽液(过滤过其他镀液或分解镀液的滤芯应废弃不能再使用);  4.根据工件重要程度可选择新旧镀液区别对待,也可先用旧镀液进行预镀,取出后放入新镀液中镀覆,尤其在镀覆铝基体工件时,此法可延长镀液使用寿命;  5.工件入槽时采取小批量同时入槽的方式,并记下每批入槽的准确时间,镀覆时间的长短应根据镀层的厚度要求而定,必须采用测定小试片的镀厚及镀速来决定镀覆时间;  6.工件放入镀槽后要经常晃动和搅拌,严禁相互接触和碰撞,同时不断变换工件放置位置,一般使盲孔向上,以利气泡的排出,圆柱形工件应竖放,以避免机械杂质落于工件表面,造成镀层出现毛刺;  7.槽液的装载量一般为 1-2dm2/L,应根据工件的数量选择镀槽大小,槽液多少;工件入槽的数量不能超过镀槽装载量的上限;  8.在镀覆过程中,应连续搅拌过滤,至少每小时分析补加一次,同时调整 pH值,生产班组长必须指定专人看管,做到槽不离人,严防工件入槽后无人问津的现象发生;  9.钢铁电加热管应定期放入 1:1硝酸中钝化一下,可防止加热管被镀上。如果加热管已经被镀上,则需放入1:1硝酸中退镀。在加热管钝化或退镀处理后,都应彻底清洗,以免将NO3- 等杂质带入镀槽。如为蒸汽管加热,则应涂上保护漆,并定期检查有无镀上,脱漆的地方应及时补上;  10.工件出槽后应彻底冲洗 ,注意盲孔中残留镀液,然后用干净吸水抹布擦干、吹干,质检合格后应立即包装并清点入库,作好记录,严禁用手触摸工件,严禁随便放置;  11.不合格镀层应退除后重镀,工件的基体不同,退镀液也不一样,铜基体上的化学镀镍层退镀液应与其它钢铁件区分开,以免退镀液中的 Cu2+ 在其它工件上被置换出来;  12.槽液(包括前处理溶液)的维护特别重要,任何物件进入槽液前,必须先弄清它是什么材质,对槽液有何影响,并保证它不会给槽液带来任何危害,严禁随意将东西放入槽液,严禁不经除油、除锈,不经彻底清洗进入镀槽,镀液中严防带入 Cu2+ 、Zn2+ 、Ag+ 、Hg2+ 、Cd2+ 、Pb2+ 、Fe2+ 、Al3+ 、Cu+ 、Sb2+ 、NO3- 等水溶性杂质;  13.槽液每天的生产状况、维护补加情况及产品质量情况应由生产班组长在专用记录单上作详细记录,并定期将记录交于技术负责人查阅,并存档备查;  14.镀槽应定期清理,定期检查软PVC衬垫有无镀上或破损,及时处理或修补。化学镀镍故障处理列表序问题原 因对 策1镀液分解1.镀液温度太高或局部过热1.转槽过滤,降温至正常操作范围2.pH值过高引起沉积2.转槽过滤,用10%H2SO4调整pH值至正常值3.局部过热3.转槽过滤,使用慢速均匀加热防止过热4.槽壁或设备内壁被镀上化学镍层或有沉淀4.转槽过滤,用1:1硝酸清洗、钝化设备内壁5.催化剂带入污染5.转槽过滤,加强镀前清洗6.在操作温度下,一次性补充量太大6.转槽过滤,在搅拌下少量多次补充添加7.剥离的镀层碎片7.转槽过滤,清理挂具8.镀浴中落入污染物,灰尘8.转槽过滤,改善车间清洁度9.稳定剂带出损失9.转槽过滤,适当添加少量稳定剂10.次亚磷酸钠过多10.冲稀补加其它成分11.装载量过高11.降至1dm?/L2镀层结合强度差或起泡1.表面处理不当1.改进除油、酸洗工序2.前处理清洗不够2.改进清洗工序3.铝件锌酸盐化不当3.分析浸锌溶液,改进浸锌工艺4.金属离子污染4.大面积假镀除去杂质或更换部分镀液5.有机物质污染5.用活性炭1-2 g/L&处理镀浴6.工件镀前生锈6.缩短工作转移时间7.热处理不当7.按规范进行热处理8.下槽温度太低8.适当提高下槽温度9.温度波动太大9.控制温度在较小的范围波动10.镀前处理不良10.提高工作表面的质量,加工完成后应清除工件上所有的焊接飞溅物和焊渣。工作表面的粗糙度应达到与精饰要求相当的粗糙度,如碳钢工件表面粗糙度Ra&1.75um时,很难获得有良好附着力的镀层;对于严重锈蚀的非加工表面,可用角向磨光机打磨,最好采用喷砂或喷丸处理;工件镀前适当的活化处理可以提高镀层的附着力。如合金钢、钛合金可用含氰化物的盐酸活化后,与碳钢件混装施镀;高级合金钢和铅基合金预镀化学镍;碳钢活化时注意脱碳。3pH值变化快1.前处理溶液带入污染1.改进镀前清洗工序2.槽负载过大2.减少装载量3.镀浴pH值超出范围3.检查、调整pH值至最佳操作范围之内4镀层粗糙1.镀浴中悬浮不溶物或机械杂质1.转槽过滤,检查滤芯是否破损2.镀前清洗不够,带人污染2.改进清洗工艺,加强清洗3.镀液pH值过高3.用10%H2SO4调整镀液pH值至正常4.镀槽或滤芯污染4.转槽过滤,清洗镀槽或更换滤芯5.络合剂浓度偏低5.减少带出损失检查补充调整络合剂6.工艺用水污染6.使用合格的去离子水或蒸馏水7.工作残留磁性7.镀前应作消磁处理8.镀液浓度过高8.适当冲稀镀液9.亚磷酸盐浓度过高9.更换部分镀液10.加药方法不对10.不可以直接加固体药品或用镀液溶解药品5镀层针孔1.镀浴中悬浮不溶物1.转槽过滤,检查滤芯,找出污染源2.槽负载(装载量)过大2.减少装载量至1dm?/L,降低pH值。3.有机物污染3.用活性炭处理镀浴4.金属离子污染4.大面积假镀除去杂质或更换部分镀浴。对于含pb、cd、Zn、Sn等元素的基材,在施镀前,最好电镀1-5um的镍打底,以阻止有害元素进入镀液。5.搅拌不充分5.改进搅拌方式,选用工件搅拌(摇摆)6.工件前处理不当和酸洗后停留时间过长6.提高工件表面加工质量,酸洗后应在30秒内进入镀液。7.pH值过高7.降低pH值8.镀液组分变质和老化8.报废镀液6镀层不完整(漏镀)1.金属离子污染1.大面积假镀除去杂质或更换部分镀液,过滤2.基体金属影响(如含铅合金)2.镀前预闪镀铜或闪镀镍3.镀浴过稳定(金属离子稳定剂过量)3.大面积假镀除去或者更换部分镀液4.前处理不当、镀件局部钝化或油污、清洗水不净等4.加强前处理,更换清洗水5.装挂不对有气袋5.改进装挂方法、抖动工件、变换位置等6.十二烷基硫酸钠污染6.活性炭吸附7镀层花斑和气带,局部有暗色条纹或斑块状沉积物(用10倍放大镜观察)1.搅拌不充分1.改进搅拌强度或方式2.前处理清洗不良,工件表面粘附了某些杂质2.改进前处理工序,更换洗净剂,加强清洗3.金属离子污染3.大面积假镀除去或者更换部分镀液4.工作表面残留物4.改进镀前清洗工序,使用不含硅酸盐的清洗剂5.“彗尾”,气带5.重新安排槽内工作吊挂位置,改进搅拌方式8镀层晦暗失光1.镀后清洗水污染1.改进镀后清洗水质;末道清洗水用去离子水2.表面前处理不当2.改进除油酸洗工序,加强清洗工序3.镀液pH值,温度太低3.用稀NaOH(或NH4OH)调整,升温至正常范围4.还原剂浓度太低4.分析镀浴,补充还原剂至正常浓度5.镍离子浓度太低5.分析镀浴,补充镍离子至正常浓度6.有机物污染6.用活性炭处理镀浴7.金属离子污染7.大面积假镀除去杂质量管理或者更换部分镀液8.光亮剂带出损失8.适量补充光亮剂9无镀速1.稳定剂浓度过高1.更换部分镀浴2.表面未活化2.改进镀前酸洗、活化方式3.基体非催化剂3.镀前表面催化处理,闪镀镍,浸胶体钯活化等4.镀浴pH值,温度太低4.用稀NaOH(或NH4OH)调整,升温至正常范围5.金属离子污染5.大面积假镀除去或者更换部分镀液10镀浴中出现絮状物1.镀浴pH值过高1.用10%H2SO4调整pH值至正常2.镀浴中络合剂浓度太低2.添加适量络合剂3.补充添加速度太快3.在搅拌下少量多次地补充添加4.镀浴老化4.更换部分镀浴或废弃镀浴11镍离子消耗快1.槽壁或设备上镀上化学镍层1.转槽过滤,用1:1硝酸清洗,钝化槽壁或设备2.槽负载过大2.减少槽装载量3.镀浴带出损失太大3.改进工作出槽速度,滴尽镀液,然后转移清洗4.镀浴分解4.转槽过滤,分析调整镀液或废弃镀浴5.补充硫酸镍不及时5.补加主盐12镀速低1.镀浴温度偏低1.升高温度至正常范围。新缸第一批工件下槽时,温度应达到上限,反应开始后,正常施镀时,温度在下限为好。2.镀浴pH值偏低2.测pH值,用稀氢氧化钠(或氨水)调整、并控制pH值至正常范围。最好在下限,虽然pH较高能提高镀数,但会影响镀液稳定性。3.镍离子或还原剂浓度偏低3.分析镀液,分别补充调整镍离子或还原剂浓度至正常值4.金属离子稳定剂浓度太高4.大面积假镀除去或者更换部分镀液,少量多次家浓缩液。5.镀液老化(亚磷酸根过多)5.更换部分镀液6.装载量太低6.增加受镀面积至1dm?/L。13镀层光亮度下降、发黑或不均匀1.镀液老化(使用寿命达6周期)1.更换镀液2.络合剂用错或络合剂、稳定剂变质2.无法恢复镀液性能时只能将镀液报废3.施镀条件不当,如pH值或温度过高,溶液搅拌和工件阴极移动不良等3.调低pH值至规定值的下限,当镀液的寿命超过2周期时,pH值最好控制在4.2为好。但pH=3.5-4.0之间也能得到光亮的镀层;良好的镀液搅拌系统工程和工件移动以及低温镀都有利于提高镀层光亮度。并控制镀液流速&0.3m/s避免造成漏镀。4.前处理不充分4.加强前处理5.镀液过度浓缩(水分蒸发超过30%)5.补水6.有机杂质污染6.用活性炭1-2 g/L&处理镀浴14镀层有麻点1.在施镀时调整pH值1.施镀时不调整pH值2.工件表面光洁度较低2.尽量提高工件的表面质量3.镀液不稳定和镀液中悬浮颗粒较多3.加强过滤,补充一定的稳定剂。4.工件摆放位置不当4.工件较重要的表面朝下或竖直成90?,并将工件预热到70?C以上施镀,可改善工件向上的光洁度。15镀层厚度不均匀(可以看到镀液中气泡的析出量较正常情况下要多)1.由于工件几何形状影响工件表面上的氢气逸出不易,有妨碍氢气顺利排出的部位可能造成镀层较薄1.最好采用滚镀法。对于较大的工件也应尽可能在施镀过程中移动、镀液搅拌、降温等,以利于氢气的排出,提高镀层厚度的均匀性。2.工件材质不同2.不同材料的化学镀镍速度是不同的,所以不同材质的工件一起施镀时,必须分别测量不同材质工件的镀层厚度。16镀液中毒(工件上的析氢量较正常情况下多,且沉积速度很慢)1.稳定剂过量1.通电处理。(工件作阴极,不锈钢做阳极,Dk=0.6-1.0A/dm?电解1-5分钟;将镀液置于80?C保温24小时;如镀液还是不行,最好将镀液储存起来,分批与新镀液混合使用。)2.缓蚀剂污染镀液2.酸洗液中缓蚀剂的加入要慎重,要防止微量缓蚀剂带入渡槽中。17镀槽不沉积镀层1.镀液中产生一些固体颗粒1.将镀液打入备用槽,再用30%(wt)HNO3在40?C下清洗(不能冷洗),钝化镀槽5小时,然后用水洗净硝酸,再用干净棉纱布擦洗镀槽上附着物。用清水洗干净。2.镀槽的防镀效果不好2.为了防止镀槽上沉积镀层,必须采取相应的防镀方法。据称,采用阳极保护时,以工件作为阴极和参比电极效果好。在75-85?C的镀液中维持不锈钢渡槽相对施镀工件的参比电位为+350-550mv时,渡槽有良好的钝化性能。此时的阳极电流密度为20-90mA/m?。当机械杂质进入渡槽或渡槽上有镀层产生时,其维钝电流将有所上升,但很快将下降至正常水平。这样防镀效果好,并且可以提高镀数10-20%,而且对镀层质量无显著影响。3.加热管功率与其表面积之比不当3.同样功率的加热管,应做得尽量长一些,管子粗一些,缩小加热管功率与其表面积之比。4.施镀设备及挂具用硝酸清洗不够4.每次开缸前用硝酸浸泡渡槽、加热管、挂具、滚筒等,即使没有发现镍镀层也应该这样做。18镀液混浊1.主盐、还原剂浓度超过上限1.调整溶液2.络合剂浓度低2.补充络合剂3.pH值过高3.降低镀液pH值在化学镀镍的生产中还有一些地方是值得注意的:所有的物料包括液体的物料都应该充分搅拌下少量多次的加入,一些电镀厂直接用固体原料混化学镍镀液,更应该将每种固体原料用水溶解后在混合在一起,特别是将碱性物料(如氨水)加入镍溶液时,应该在充分搅拌下少量多次的加入,防止局部产生镍的沉淀而过滤除掉,造成不必要的损失;在化学镍的生产中应该注意监控温度和pH值的变化,以免造成镀液的不稳定或严重情况下出现镀液的自分解,造成严重后果。来源:百度百科、网络、北方电镀 关于表面处理联盟“国家材料表面处理产业技术创新战略联盟”优势互补|政府支持 | 利益共享 | 联合开发
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