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有哪些产品需要化学镀镍

发布时间:2022-07-19 20:38:04

A. 铝镀镍是化学镀镍还是电解镀镍

用的最多的是化学镀镍。
也可以电镀镍,需要先镀铜,前处理工序相同。

B. 请问 高磷 化学镀镍 在线路板 中的应用 有什么特点和有点,适合于哪些板子

1、高磷的化学镍金板其硬度比常用的中磷化学镍金板要高,可是其焊接性也就下降了,所以高磷适合于要求表面处理层高硬度、高耐磨的产品上,而对于要求焊接性高的产品上则不建议使用。
2、只是对于化学镍金板,理论测试表明,含磷量越高,黑镍潜在失效风险也会降低,但可焊性会降弱;反之,含磷量越低,黑镍潜在失效风险也会提高,但可焊性会更好。所以,业界大部分都采用了一个折中的方法,采用中磷的化学镍金制程;当然,也有例外,比如安美特家的化学镍金其磷含量就比较高,应该算是中高磷的了。

C. 化学镀镍问题

不是说必须,而是说应该,这样可以保证镀层的结合力。一般用3%-5%的盐酸或硫酸就行了。工艺流程:化学除油→热水洗→冷水洗→除锈→水洗→活化→镀镍

D. 电镀镍和化学镀镍的区别

一、作用不同

1、电镀镍主要用作防护装饰性镀层。

2、化学镀镍层的性能有如下作用

(1)利用次磷酸钠作为还原剂的化学镀镍过程得到的是Ni-P合金,控制镀层中的磷含量可以得到Ni-P非晶态结构镀层。镀层致密、孔隙率低、耐腐蚀性能均优于电镀镍。

(2)化学镀镍层的镀态硬度为450~600HV,经过合理的热处理后,可以达到1000-1100HV,在某些情况下,甚至可以代替硬铬使用。

(3)根据镀层中的含磷量,可以控制镀层为磁性或非磁性。

(4)镀层的磨擦系数低,可以达到无油润滑的状态,润滑性与抗金属磨损性方面也优于电镀。

(5)低磷镀层具有良好的可焊性。

二、原理不同

1、电镀镍借电化学作用,是在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍的方法。

2、化学镀镍原理为在催化剂Fe的催化作用下,溶液中的次磷酸根在催化表面催化脱氢,形成活性氢化物,并被氧化成亚磷酸根;活性氢化物与溶液中的镍离子进行还原反应而沉积镍,其本身氧化成氢气。

三、用途不同

1、电镀镍可用作表面镀层,但主要用于镀铬打底,防止腐蚀,增加耐磨性、光泽和美观。广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。将制件作阴极,纯镍板阳级,挂入以硫酸镍、氯化钠和硼酸所配成的电解液中,进行电镀。

2、由于化学镀镍层具有优秀的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能,该项技术已经得到广泛应用,几乎难以找到一个工业不采用化学镀镍技术。

据报道,化学镀镍在各个工业中应用的比例大致如下:航空航天工业:9%,汽车工业:5%,电子计算机工业:15%,食品工业:5%,机械工业:15%,核工业:2%,石油工业:10%,塑料工业:5%,电力输送工业:3%,印刷工业:3%,泵制造业:5%,阀门制造业:17%,其他:6%。

E. 在锌合金压铸产品中化学镀镍的好处是什么

不锈钢不容易生锈与不锈钢的成分有很大的关系。不锈钢的成分中除了铁外,还有铬、镍、铝、硅等。一般的不锈钢含铬量一般不低于12%,高的甚至达到18%。钢中加入铬等元素后,就能改变钢的性能,如例钢的分子结构更均匀,在钢的表面更易生成一层致密的氧化物保护膜等,从而大大提高不锈钢耐腐蚀的能力。
所以不锈钢能抵抗火、水、酸、碱和各种溶液对它的腐蚀,不生锈。科学家发现,钢的内部结构越均匀,各种组成成分就联系得越紧密,腐蚀物入侵就越困难,再加上表面又附着一层氧化物保护膜,就像给钢铁穿上盔甲一样,自然就不容易生锈了

F. 化学镀镍的应用发展

由于化学镀镍层具有优秀的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能,该项技术已经得到广泛应用,几乎难以找到一个工业不采用化学镀镍技术。据报道,化学镀镍在各个工业中应用的比例大致如下:航空航天工业:9%,汽车工业:5%,电子计算机工业:15%,食品工业:5%,机械工业:15%,核工业:2%,石油工业:10%,塑料工业:5%,电力输送工业:3%,印刷工业:3%,泵制造业:5%,阀门制造业:17%,其他:6%。世界工业化国家的化学镀镍的应用经历了80年代空前的发展,平均年净增速率高达10%~15%;预计化学镀镍的应用将会持续发展,平均年净值速率将降低至6%左右,而进入发展成熟期。在经济蓬勃发展的东亚和东南地区,包括中国在内,化学镀应用正在上升阶段,预期仍将保持空前的高速发展。 航空航天工业为化学镀镍的使用大户之一,比较突出的应用实例是:美国俄克拉荷马航空后勤中心,自1979年以来,以及西北航空公司自1983年以来均采用化学镀镍技术修复飞机发动机零件。普拉特-惠特尼公司的JT8D喷气发动机虽已经停产,可是迄今仍有上千台这种发动机在波音727和麦道DC-9飞机上使用,原因是:一种高磷,压应力的化学镀镍技术用于修复JT8D六种型号的喷气发动机的叶轮,确保了这种发动机的重新使用。在航空发动机的涡轮机或压缩机的叶片上,通常镍磷合金化学镀厚为25~75um,以防止燃气腐蚀,其疲劳强度的降低比电镀铬少25%。俄克拉荷马航空后勤中心采用超厚层化学镀镍修复飞机零件,镀厚达275~750um。原采用电镀工艺时的返工率达50%,采用化学镀镍后合格率达90%以上,可见取得了明显的经济效益。飞机上的辅助发电机(APU)经化学镀镍后,其寿命提高3~4倍。重达8.2吨的涡轮发动机的主轴承面经化学镀镍100um,以防止开机和停机所引起的振动损坏。
为减轻重量,航空工业大量使用铝合金件,经化学镀镍表面强化后不仅耐蚀、耐磨,而且可焊,如冲程发动机的活塞头经化学镀镍后提高了使用寿命。其他还有钛合金件、铍合金件均采用低应力和压应力的化学镀镍表面保护等措施。
镍+铊+硼三元合金化学镀(NTB)被指定为普拉特-惠特尼喷气发动机上160多种零件的表面强化工艺,以抗擦伤和微动磨损,例如:NTB化学镀用于喷气发动机主轴密封。美国空军要求发动机制造商提供具有4000次战术周期,此时磨损量达0.178mm,如此必须拆卸重修,经NTB化学镀后主轴密封面磨损显着降低,经4000次战术周期后的磨损量约为0.008mm。
宇航系统广泛使用着金属光镜,其基体为强度高、重量轻的铍或铝,经专用化学镀镍表面强化,这种含磷量为12.2%~12.7%的化学镀镍可抛光至9?,如此高的精度在需要低惯性的宇宙空间里,有着卓越的性能。
中国的化学镀工业虽然起步较晚,但自九十年代以来经过各科研单位的不懈努力,现已拥有成熟的工艺和经验,在中国洛阳已建成飞机零件化学镀镍加工流水线。 解决使用乙醇、汽油混合燃料问题是汽车工业的发展趋势之一,使用混合燃料,除性能问题之外,还产生了燃油系统的腐蚀问题。在巴西,使用乙醇作为燃料,应用化学镀镍技术保护锌压铸件,如汽化器免遭腐蚀已成为工艺规范。在美国,当广泛用甲醇或甲醇和汽油混合燃料时,汽车工业势必应用化学镀镍作为汽化器、燃油泵送系统的表面保护手段。
差速器行星齿轮是汽车的一个重要零件,镀上25um厚的化学镀镍层以提高耐磨性,有的汽车制造厂在轴上采用聚四氟乙烯复合化学镀镍层工艺,这种复合镀层既有一定的硬度,又兼有好的润滑性能,提高了轴的使用寿命。
汽车工业利用化学镀镍层非常均匀的优点,在形状复杂的零件上,如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀工艺保护。镀上10um左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。齿轮上化学镀后尺寸误差十分容易地保持在±0.3~0.5um。而如果采用电镀工艺,则必须镀后还要进行机加工才能达到合格的工差范围。用在喷油器上的化学镀镍层,可以提供良好的抗燃油腐蚀和磨损性能。通常,燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔的扩大,因此喷油量增大,使汽车发动机的马力超出设计标准,加快发动机的损坏。化学镀镍层可以有效地防止喷油器的腐蚀、磨损,提高发动机的可靠性和使用寿命。 化学工业应用研究化学镀镍技术代替昂贵的耐蚀合金以解决腐蚀问题,以便改进化学产品的纯度,保护环境,提高操作安全性和生产运输的可靠性,从而获得更有利的技术经济竞争能力。
化学镀广泛地应用于大型反应容器的内壁保护。当初非常引人关注的应用实例是:1955年美国通用运输公司(GATX)采用化学镀保护槽车内壁,防止苛性碱的腐蚀。如今,化学镀镍技术已经获得长足的进步,能够在多种化工腐蚀环境下提供可靠的保护。
应用化学镀镍最为量大面广的是阀门制造业。钢铁制造的球阀、闸阀、旋阀、止逆阀和蝶阀等等,经高磷化学镀镍25~75um,可提高耐腐蚀性和使用寿命。化工用泵化学镀镍的效果也同样显着。在苛性碱腐蚀条件下工作的阀门,应采用镀层含磷量1%~2%的低磷化学镀镍。因为在苛性碱腐蚀条件下,低磷化学镀镍层的年腐蚀速率约为2.5um,优于中磷或高磷化学镀镍层。化学镀镍层在强氧化性酸,如浓硝酸、浓硫酸等介质中不耐蚀。尽管在盐酸中的腐蚀速率低于奥氏体不锈钢,耐蚀性仍然是不够的。因此,对于上述强酸介质,或者可能水解生成上述强酸的介质中,不适于使用化学镀镍层。碳钢紧固件镀上25~50um厚的高磷化学镀镍层,代替不锈钢紧固件,既克服了奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂问题,又节省了大量费用。生产低密度聚乙烯的压力容器内壁25um,以防止铁污染和因此所造成的聚乙烯变色。如果采用不锈钢建造,其价格大约是化学镀方法的两倍。 石油和天然气是化学镀镍的重要市场之一,油田采油和输油管道设备广泛地采用化学镀镍技术。典型的石油和天然气工业腐蚀环境为井下盐水、二氧化碳、硫化氢,温度高达170~200℃,并伴有泥沙和其他磨粒冲蚀等等,腐蚀环境相当恶劣。低碳钢油气管道在如此苛刻的条件下,仅有2~3个月的寿命。经过50~100um厚的高磷化学镀镍层保护之后,其腐蚀速率降低到与哈氏合金相当的程度。考虑到耐蚀合金价格昂贵,从性能价格比上讲,碳钢管道采用化学镀镍保护的技术经济性能最好。
泵壳、叶轮和出口管道等油气用泵零件,根据腐蚀环境不同,经化学镀镍镀厚25~75um不等,防腐蚀效果优良。抽油泵化学镀镍是一种理想的应用实例:在西得克萨斯油田,经化学镀镍保护的抽油泵,寿命长达4年以上,同样末加保护的抽油泵的寿命不超过6个月。化学镀镍层耐蚀耐磨,而且由于化学镀镍层的高度均匀性,可以使抽油泵筒制成整体件,从而显着地提高了抽油泵品质,降低生产成本。在油田,高磷化学镀镍亦广泛地应用于油水分离装置的加热器表面以防腐蚀,镀厚通常为25~75um。集油和输油装置的阀门、管接头、管箍等亦采用化学镀镍保护。 食品加工业为应用化学镀镍提供了一个巨大的潜在市场;之所以称之为潜在的市场,是因为化学镀镍在食品工业的广泛应用中存在着障碍。比如在美国,FDA(美国食品和药物管理署)对于化学镀镍在食品工业中的应用尚末制订出法规标准;通常,对于化学镀镍层在应用于直接与食品接触的情况,FDA采取个案处理的方式予以批准。究其原因,主要是因为经典的化学镀液配方中含有毒的铅、镉等重金属离子作为稳定剂的缘故。然而,许多现代的化学镀镍溶液中已经不使用重金属离子作稳定剂了;显然,这个障碍迟早将会被拆除。食品包装机械中不与食品直接接触的零件,如:轴承、辊筒、传送带、液压系统和齿轮等为化学镀镍在食品工业中的典型应用。
在食品加工过程中,会涉及盐水、亚硝酸盐、柠檬酸、醋酸、天然木材的烟薰,挥发性有机酸等腐蚀介质等问题;食品加工温度范围为60~200,生产环境中相对湿度很高;在这样的条件下,食品加工设备存在着金属腐蚀、疲劳和磨损等问题。对于接触食品的金属表面,传统的保护方式是电镀硬铬;可是,在含氯离子酸性介质中,镀铬层的耐蚀年并不好;然而,化学镀镍在均镀能力、高耐蚀性、防粘、脱模性等方面具有明显的优势。揉面机上与食品接触的零件采用的化学镀镍就是应用成功的实例之一;其他在食品充气装罐机、螺杆送料机、拌料锅、食品模具、烤盘、干燥箱,面包保温炉等食品机械上越多地采用了化学镀镍。 采矿工业环境条件恶劣,井下机械不可避免地接触盐水、矿酸,以受腐蚀和磨损的考验。因此,采矿机械需要进行表面保护。
矿井顶板支撑系统中,常用电镀硬铬作为液压支柱的防腐蚀耐磨损保护层。然而,由于硬铬表面裂纹、多孔,使用中经常因为腐蚀严重以致液压支柱被咬死而无法动作。高压液压缸的这种问题更加严重。在高压工作下,镀层受到拉伸,使得高内应力的硬铬层的裂纹进一步加剧。这种情况下,采用25um厚的压应力的高磷化学镀镍层做保护,当液压支柱受高压拉伸时,化学镀镍层不会产生裂纹,并能够经受住地下煤矿环境的腐蚀与磨损。
在某些露天采矿生产中,例如采选肥料用的磷矿石,要使用高压泵和喷射泵嘴,此时,腐蚀和冲蚀问题相当严重,但耐蚀耐磨的化学镀镍层的应用便可防止机械零件过早损坏。 化学镀镍技术在军事上得到广泛的应用,突出的例子如航空母舰上飞机弹射机罩和轨道的化学镀镍保护。弹射机的工作环境非常恶劣,飞机发动时的高温气流冲刷轨道,弹射时的巨大的作用力,海洋气候条件的腐蚀,使得弹射系统仅能使用6~12个月。现采用的表面处理工艺是:正确前处理后的弹射机罩,在电镀镍后,化学镀镍100um,然后再电镀镉12.5um,并经铬酸钝化。这样的复合涂覆保护层,具有很好的耐磨和抗微振磨损性能,弹射系统的使用寿命可延长至14~18年,即增加18倍。
军用车辆的耳轴多年来一直采用化学镀镍层保护,防止道路泥浆和盐水的腐蚀和磨损。
坦克的后视镜用铝材制成,精磨抛光后,化学镀镍作为耐蚀耐磨保护层。技术要求后视镜在可见光谱范围内具有80%的反射率,化学镀镍层容易达到这些光学要求。铝质雷达波导管镀以25um厚的化学镀镍层可防止陆地和海上腐蚀。化学镀镍层的均匀性,能满足各种波导管的技术要求。 化学镀镍在电子和计算机工业中应用得最广,几乎涉及到每一种化学镀镍技术和工艺。许多新的化学镀镍工艺和材料正是根据电子和计算机工业发展的需要而研制开发出来的。在技术性能方面,除要求耐蚀耐磨之外,还具有可焊接、防扩散性、电性能和磁性能等要求。
有的国家已经建立法规:电子设备必须进行屏蔽以防止电磁和射频干扰。电子设备的塑料外壳上镀铜,然后化学镀镍,这样的双金属结构覆层,被公认为是最有效的屏蔽方式之一。化学镀镍是计算机薄膜硬磁盘制造中的关键步骤之一。主要是在经过精细加工的5086镁铝表面镀12.5um厚的镍磷合金层,为后续的真空溅射磁记录薄膜做预备。化学镀镍层含磷量为12%wt(原子百分比约20.5%)。镀层必须是低应力且为压应力。经250℃或300℃加热1h,此时仍保持非磁性,即剩磁小于0.1×10-4T。镀层必须均匀、光滑,表面上的任何缺陷和突起不得超过0.025um。因为技术要求高所以必须使用高质量高清洁度的专用化学镀液、全自动的施镀控制设备和高清洁度的车间环境。计算机薄膜硬磁盘化学镀镍是高技术化学镀镍的典型代表,占有相当重要的市场份额。
化学镀镍技术在微电子器件制造业中应用的增长十分迅速。据报导施乐公司在超大规模集成电路多层芯片的互连和导通孔(via-hole)的充填整平化工艺中,采用了选择性的镍磷合金化学镀技术;其产品均通过了抗剪切强度、抗拉强度、高低温循环和各项电性能的试验。实践说明,化学镀镍技术的应用提高了微电子器件制造工艺的技术经济性和产品的可靠性。 注塑机、压铸模等多种型模是机械、轻工行业量大面广的产品。由于模具几何形状复杂,当采用电镀方法对模具表面进行强化时,为了使各个面都能够镀上,必须设计安装复杂的辅助阳极和挂具;而且,还必须要进行镀后机械加工,才能保证尺寸精度和表面粗糙度的要求;而且,化学镀镍层具有较低的摩擦系数和突出的脱模性能,使其成为最为经济有效的模具表面处理技术之一。
铸造用模型和芯盒通常为铸铁或铸铝件,在使用过程中遭受磨料磨损,报废很快。采用化学镀镍镍表面保护之后,铸造模型和型芯盒的质量上等级,使用寿命显着提高。
纺织机械转速很高,各种纤维纱线对于机械零件的磨损十分严重。化学镀镍,特别是人造多晶金刚石复合化学镀技术,比较成功地解决了纺织机械零件的磨损问题。
印刷机上各种辊筒和部件,采用25~50um厚的化学镀镍层保护可防止印刷油墨和润白液的腐蚀。化学镀镍层的高度均匀性可保证印刷辊筒的尺寸精度,而无须镀后机械加工。
某些医疗器械如:外科手术钳、牙科钻和医疗型模等金属制品上已采用化学镀镍层取代原用的电镀铬。

G. 生活中,除了硬币是镀镍的,还有什么东西是镀镍的呢

根据来自网络中的介绍可以发现,镀镍工艺多出现于

连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机

镀镍的应用面很广,可作为防护装饰性镀层,在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上,保护基体材

料不受腐蚀或起光亮装饰作用


按我个人理解,这种技术多用于保护材料之用

特点

编辑

(一)电镀镍的特点、性能、用途:

1、 电镀镍层在空气中的稳定性很高,由于金属镍具有很强的钝化能力,在表面能迅速生成一层极薄的钝化

膜,能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。

2、电镀镍结晶极其细小,并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表,同时在大

气中可长期保持其光泽。所以,电镀层常用于装饰。

3、 镍镀层的硬度比较高,可以提高制品表面的耐磨性,在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。

由于金属镍具有较高的化学稳定性,有些化工设备也常用较厚的镇镀层,以防止被介质腐蚀。 镀镍层

还广泛的应用在功能性方面,如修复被磨损、被腐蚀的零件,采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸

工艺,用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性,可作为耐

磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀,可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层,其硬度和耐磨性比镀

镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒,则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的

自润滑性,可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。

4、 镀镍的应用面很广,可作为防护装饰性镀层,在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上,保护基体材

料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层,在其上再镀一薄层铬,或镀一层仿金层,

其抗蚀性更好,外观更美。在功能性应用方面,在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚,可达到修复目

的。特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机

部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。

5、 在电镀中,由于电镀镍具有很多优异性能,其加工量仅次于电镀锌而居第二位,其消耗量占到镍总产量

的10%左右。

(二)化学镀镍的特点、性能、用途:

1、 厚度均匀性 厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点,也是应用广泛的原因之一,化学镀镍避

免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。化学镀时,只要零件表面和镀液接触,镀液中消

耗的成份能及时得到补充,镀件部位的镀层厚度都基本相同,即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。

2、 镀件不会渗氢,没有氢脆,化学镀镍后不需要除氢。

3、 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。

4、 可沉积在各种材料的表面上,例如:钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材

料的表面上,从而为提高这些材料的性能创造了条件。

5、 不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。

6、 热处理温度低,只要在400℃以下经不同保温时间后,可得到不同的耐蚀性和耐磨性,因此,特别适用

于形状复杂,表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等


H. 化学镀镍生产时,镀液的管理和维护需要注意什么

化学镀在表面处理技术中占有重要的地位。化学镀是利用合适的还原剂使溶液中的金属离子有选择地在经催化剂活化的表面上还原析出成金属镀层的一种化学处理方法。可用下式表示:
M2++2e(由还原剂提供)--->M
在化学镀中,溶液内的金属离子是依靠得到所需的电子而还原成相应的金属。例如,在酸性化学镀镍溶液中采用次磷酸盐作还原剂,它的氧化还原反应过程如下:
Ni2++2e--->Ni(还原)
(H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+2e+2H+(氧化)
两式相加,得到全部还原氧化反应:
Ni2++(H2PO2)-+H2O--->(H2PO3)-+Ni+2H+
还原剂的有效程度可以用它的标准氧化电位来推断。由上述可知,次磷酸盐是一种强还原剂,能产生一个正值的标准氧化一还原电位。但不应过分地信赖E°值,因为在实际应用上,由于溶液中不同离子的活度、超电位和类似因素的影响,会使E°值有很大的差异。但氧化和还原电位的计算仍有助于预先估算不同还原剂的有效程度。若全部标准氧化还原电位太小或为负值,则金属还原将难以发生。
化学镀溶液的组成及其相应的工作条件必须是反应只限制在具有催化作用的制件表面上进行,而溶液本身不应自发地发生还原氧化作用,以免溶液自然分解,造成溶液很快失效。如果被镀的金属(如镍、钯)本身是反应的催化剂,则化学镀的过程就具有自动催化作用,使上述反应不断地进行,这时,镀层厚度也逐渐增加,获得一定的厚度。除镍外,钴、铑、钯等都具有自动催化作用。
对于不具有自动催化表面的制件,如塑料、玻璃、陶瓷等非金属,通常需经过特殊的预处理,使其表面活化而具有催化作用,才能进行化学镀。
化学镀与电镀比较,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,材料成本费较高。
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着的差异,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。
如何进行化学镀镍
化学镀镍是化学镀应用最为广泛的一种方法,所用还原剂有次磷酸盐、肼、硼氢化钠和二甲基胺硼烷等。
目前国内生产上大多采用次磷酸钠作还原剂,硼氢化钠和二甲基胺硼烷因价格较贵,只有少量使用。
1.镀层的用途
化学镀镍层的结晶细致,孔隙率低,硬度高,镀层均匀,可焊性好,镀液深镀能力好,化学稳定性高,目前已广泛用于电子、航空、航天、机械、精密仪器、日用五金、电器和化学工业中。
非金属材料上应用化学镀镍越来越多,尤其是塑料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,获得与金属一样的外观。塑料电镀产品已广泛用于电子元件、家用电器、日用工业品等。
化学镀镍在原子能工业,如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已采用。
化工设备中压缩机等的零部件为防腐蚀、抗磨,而用化学镀镍层是很有利的。
化学镀镍层还能改善铝、铜、不锈钢材料的焊接性能,减少转动部分的磨耗,减少不锈钢与钛合金的应力腐蚀。
对镀层尺寸要求精确的精密零件和几何形状复杂的零件的深孔、盲孔、腔体的内表面,用化学镀镍能得到与外表面同样厚度的镀层。
对要求高硬度、耐磨的零件,可用化学镀镍代替镀硬铬。
2.镀层的组成和特性
<1>镀层的组成
用次磷酸盐作还原剂的化学镀镍溶液中镀得的镀层含有4%~15%的磷,是一种镍磷合金。以硼氢化物或胺基硼烷作还原剂得到的镀层才是纯镍层,含镍量可达99.5%以上。刚沉积出来的化学镀镍层是无定型的,呈非晶型薄片状结构。
镀层中磷含量主要决定于溶液的pH值,随着pH值降低,磷含量增大。常规的酸性化学镀镍溶液中沉积出的镀层含磷量为7%~12%,而碱性溶液中沉积的镍层含磷量为4%~7%。此外,溶液的组成及各组分的含量和它们的相对比率,以及溶液的工作温度等都对含磷量有一定的影响。
<2>镀层的特性
①硬度
化学镀镍层比电镀镍层的硬度高得多,而且更耐磨。电镀镍层的硬度仅为HV160~180,而化学镀镍层的硬度一般为HV300~500。
用热处理方法可大大提高化学镀镍层的硬度,在400℃加热1小时后,硬度的最高值约可达HV1000。若继续提高热处理温度,如提高到600℃时,则硬度反而降低为HV700。
热处理前的化学镀镍层是非晶型的无定型结构,热处理后则转变成晶型组织,镀层中有Ni3P相形成。Ni3P相的析出量随着热处理温度的升高而增加,其最大析出量则决定于镀层的含磷量。
为了提高镀层硬度,合适的热处理规定是:温度380~400℃,时间为1小时。为防止镀层变色,最好有保护气氛或用真空热处理。在不具备保护气氛条件时,适当降低热处理温度(如280℃)和延长处理时间,同样可以提高硬度值。
当镀层具有最大硬度时,脆性亦增大,因而不适宜在高载荷或冲击的条件下使用。选择恰当的热处理条件,可使镀层既有一定的硬度又有延展性。
一般钢制工件的化学镀镍层在200℃温度下处理2小时,可提高镀层结合力和消除应力。而铝制工件以在150~180℃下保持1小时较为合适。
②磁性能
化学镀镍层的磁性能决定于含磷量和热处理温度。含磷量超过8%的镀层是弱磁性的;含磷量在11.4%以上,完全没有磁性;含磷量低于8%的镀层才具有磁性,但它的磁性比电镀镍层小,经热处理后磁性能有显着提高。
例如,在碱性化学镀镍液中所得的镀层,未经热处理时其磁性能为矫顽磁力H0=160A/m,经350℃热处理1小时后为H0=8800A/m。
③电阻率
化学镀镍层的电阻率与含磷量有关,一般含磷量越高,则电阻率越大。在碱性溶液中所获得的化学镀镍层,其电阻率约为28~34μΩ·cm.在酸性溶液中所获得的化学镀镍层,其电阻率约为51~58μΩ·cm,比电镀镍层高数倍(纯镍的电阻率为9.5μΩ·cm)。化学镀镍层的电阻率经热处理后会明显下降。例如,含磷量为7%的化学镀镍层,经600℃热处理后,电阻率从72μΩ·cm降至20μΩ·cm。含硼量1.3%~4.7%的镍硼化学镀层,其电阻率为13~15μΩ·cm.用二甲胺基硼烷还原的镍镀层,含硼量为0.6%时,电阻率为5.3μΩ·cm,比纯镍的电阻率低。
④热膨胀系数和密度
化学镀镍层的热膨胀系数一般为13×10-6℃-1。
化学镀镍层的密度一般为7.9g/cm3左右,化学镀镍层的密度随含磷量提高而降低。
化学镀镍层的综合性能见表4-24:
表4-24化学镀镍层的综合性能化学镀镍层的综合性能镍磷合金层(含磷量8%-10%)
硬度(HV)热处理前500
400℃热处理后1000
密度(g/cm3)7.9
熔点(℃)890
电阻率(μΩ·cm)60~75
热膨胀系数(℃-1)13×10-6
热导率[W/(m·k)]5.02
延伸率(%)3~6
反射系数(%)50(近似值)
3.工艺条件及镀液配制以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍是目前国内外应用最为广泛的工艺,分为酸性镀液和碱性镀液两大类。酸性化学镀镍溶液的组成和工艺条件,见表4-25:
表4-25酸性化学镀镍溶液的组成和工艺条件
镀液成分(g/l)及工艺条件12345
硫酸镍25-3030202525
次磷酸钠20-2515-25242024
醋酸钠515
柠檬酸钠515
丁二酸516
乳酸80%(ml/l)2525
氨基乙酸5-15
苹果酸24
硼酸10
氟化钠1
(Pb2+)(以醋酸铅形式加入)0.0010.003
pH值4-53.5-5.44.4-4.84.4-4.85.8-6
温度(℃)80-9085-9590-9490-9290-93
沉积速度(μm/h)1012-1510-1315-2248
装载量(dm2/L)11111
镀层中含磷量(%)8-107-118-98-98-11
1号配方溶液的配制方法如下:
在容器中用60~70℃热蒸馏水溶解柠檬酸钠和醋酸,在另一个容器中用热蒸馏水溶解硫酸镍,溶解后在不断搅拌下注入前述溶液中,所得的混合液过滤入槽。进行化学镀时,先把预先溶解好并经过滤的次磷酸钠溶液加入槽内,搅拌均匀后加入蒸馏水至所需体积,最后用10%的稀硫酸或氢氧化钠溶液调整pH值至规定范围上限值。
2、3、4、5号配方的溶液可参照上述方法配制。
但配方3、4中的乳酸溶液要预先用碳酸氢钠溶液中和至pH值为4.6左右,然后才可与其他组分混合。
碱性化学镀镍溶液的组成和工艺条件见下表4-26。
表4-26碱性化学镀镍溶液的组成和工艺条件
镀液成分(g/l)及工艺条件12345
硫酸镍10-2033302530
次磷酸钠5-1515252530
柠檬酸钠30-6050
焦磷酸钠60-705060
乳酸80%(ml/l)1-5
三乙醇胺100
pH值7.5-8.5810-10.510-1110
温度(℃)40-459070-7565-7530-35
沉积速度(μm/h)20-301510
镀层中含磷量(%)7-8约5约4
配方1、5适用于塑料制品金属化底层,一般镀10分钟左右即可。
配方5加入三乙醇胺,除有络合作用外,还能调整pH值,使镀液能在低温下仍有较高的沉积速度。在补加镍盐时,必须先用三乙醇胺与之络合后再加入镀槽,否则会产生沉淀。配制时,硫酸镍与次磷酸钠或焦磷酸钠的比例应大致控制在1:2,这样可以保证镍呈络合态。
配方2适用于铝及铝合金上化学镀镍。
配方4可在较宽的浓度范围内工作,其pH值最好大于10,否则焦磷酸镍络合物将发生分解。补加硫酸镍时,也应先溶解于氨水中后再加入镀槽。
4.化学镀镍溶液的组成和工艺条件的影响
<1>镍盐浓度对沉积速度的影响
①在酸性化学镀镍液中镍离子浓度增加,可以提高镍的沉积速度。特别是当镍盐浓度在10g/L以下时,增加镍盐浓度,镍的沉积速度加快。例如,当镀液中含次磷酸钠20g/L、醋酸钠20g/L、温度为82~84℃、pH=5.5时,镍盐浓度从5g/L至60g/L变化时,对沉积速度的影响见表4-27:
表4-27镍盐对沉积速度的影响
硫酸镍(g/l)5102030405060
层积速度(μm/h)12192421202020
当镍盐浓度达到30g/L时,继续提高浓度,则镀层的沉积速度不再增加,甚至下降。镍盐浓度过高时,会导致镀液的稳定性下降,并易出现粗糙镀层。
②在碱性化学镀镍液中,镍盐的浓度在20g/L以下时,提高镍盐浓度使化学沉积速度有明显的提高;但当镍盐的浓度高于25g/L以上时,虽继续提高镍盐含量,其沉积速度趋于稳定。
提高次磷酸钠浓度,可提高沉积速度。但次磷酸钠浓度增加,并不能无限地提高镍的沉积速度,不同镀液中次磷酸钠浓度。

I. 不锈钢的表面有必要镀镍吗作用是什么

不锈钢本身具有抗蚀性强、表面美观等优点.可以满足一般用途。但由于产品多用在海洋性气候的环境中,并对某些不锈钢制零部件的表面硬度有更高的要求,因此必须通过表面处理的方法来提高抗蚀性及硬度,而这些零部件的几何形状又都比较复杂,无法用电镀的方法来获得台格的镀层,故采用化学镀镍。

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