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如何提高化学镍镀层的延展性

发布时间:2023-01-08 02:13:36

‘壹’ 使用化学镀镍液生产时,镀液该如何做好正确的管理和维护呢

我们在使用化学镀镍液的生产过程中,对镀液做好正确的生产管理和维护,可有效提高镀液的稳定性,防止镀液的自然分解,并延长镀液的使用寿命,从而保证了化学镍镀层的质量良好,并降低生产成本。一般镀液的正确管理和维护的7个要点:
1、工件要做好镀前处理。2、要及时添加材料,且添加方法要正确。3、防止镀液局部过热。
4、控制好镀液的装载量。5、要及时调整镀液的pH值。6、保持镀液的循环过滤。7、要及时清理镀槽上的沉积物。

‘贰’ 怎样可以提高化学镍的厚度,改善化学镍的结合力

怎样可以提高化学镍的厚度,改善化学镍的结合力
针对铝合金轮毂化学镀镍(electroless nickel,EN)继续电镀酸铜后结合力不良的问题,采用热震法、SEM、AFM、XRD和XPS等方法,研究140℃×1h热处理对EN预镀层的结合 力、表观形貌、组织结构和耐蚀性的影响,结果发现,140℃×1h热处理可大大提高化学镀镍层的结合力,并发现酸性化学镀镍层是由均匀的胞状物构成的,热 处理并未改变其非晶镀层的结构,XPS测试结果显示,经热处理后的EN镀层中Ni主要是以Ni原子形式存在,P以负价离子形式存在.AFM测试结果显 示,140℃×1

‘叁’ 如何得到高质量的化学镀镍镀层,简述化学镀的影响因素

化学镀 electroless plating 化学镀是指没有外电流通过,利用还原剂将溶液中金属离子化学还原在呈催化活性的机件表面,使之形成金属镀层的工艺过程。机械维修中以镀化学镍最为实用。化学镀最大特点是镀液的分散力强,凡接触镀液部位均有厚度基本相等的金属镀层镀上,而且镀层外观好、致密、耐腐蚀。 一、化学镀技术简介 1、原理 化学浸镀(简称化学镀)技术的原理是:化学镀是一种不需要通电,依据氧化还原反应原理,利用强还原剂在含有金属离子的溶液中,将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀常用溶液:化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。 2、化学镀特点 化学镀是无电沉积镀层,选择合适的化学镀溶液,将被镀工件表面去除油污后直接放入镀液中。根据设定的厚度确定浸镀的时间即可。一般只要有塑料或聚四氟容器,加热方式灵活,备有(如蒸汽、油炉、煤气)烧水装置均可!这三种方法获得的镀层中,对于大多数金属镀层结合强度及硬度等来说无明显差异!化学镀优点是: (1)工艺简单,适应范围广,不需要电源,不需要制作阳极,只要一般操作人员均可操作。(2)镀层与基体的结合强度好。(3)成品...

‘肆’ 使用化学镀镍液生产过程中有什么方法可以提高镀层的耐盐雾性能呢

主要有以下这4种方法:
1、镀前检查工件的基材质量。
2、前处理除油除锈要充分。
3、控制好化学镍镀液的操作参数,并正确维护好镀液。
4、加强工件的镀后处理。
望采纳

‘伍’ 化学镀镍如何调整镍层硬度

锌层易溶解于酸性化学镀镍溶液中;②由于基体与镍层之间夹杂锌层,在腐蚀介质中形成电偶腐蚀(Al-Zn-Ni),将导致镀层鼓泡或脱落,降低耐蚀性;③经浸锌后化学镀镍,不宜进行400oC热处理,会造成浸锌层空松.同时铝和镍膨胀系数相差悬殊,在高温时会引起足够的应力,使镀层与铝之间产生破裂.而以活化代替浸锌,为化学镀镍提供了一个较好的底层,镀层与在材有结合力能达到同浸锌一样好的结果,是一种很有用途的铝合金前处理新工艺.

活化处理液为:NiSO4.6H2024~30g/L,HEDP 40~50g/L,稳定剂N25~30ml/L,Ph(NaOH调整)>12,室温,4min.控制活化时间至关重要,对某一具体配方,可通过实验杰确定最佳浸清时间,即当表面完全呈均匀灰色时,进行化学镀镍可得到最佳镀层质量.

8 如何保证电子微组铝件化学镀镍的质量

微组铝件(放大器铝腔体、微波开关、振荡器和天线蚀电架等)化学镀镍取代铝镀银工艺必须保证外观装饰性、优异附着力、耐腐蚀性和理想的物理、化学特性(电磁屏蔽、焊接性、高硬度、耐磨、高低温等).关键在于优化工艺配方和镀层组合.

典型工艺流程:有机溶剂支油(LYC2被镀铝件)→碱性除油(或碱腐蚀) →硝酸浸蚀→二次浸锌→碱性化学镀镍→酸性化学镀镍→热处理

(1)改良特殊预处理工艺

选择了含镍盐和辅助络合剂的改良锌酸盐酸方,碱浓度适中,特别是含有镍盐,并将酒石酸钾钠含量升高,又增加添加剂,使镍离子呈较稳定络离子开式存在,从而使镍离子与锌离子一起缓慢而均匀地置换沉积在铝表面,得到的锌镍合金层比从传统浸锌液中获得的浸锌层更薄更均匀.且控制Zn-Ni层重量在1~2mg/dm2范围,能充分保证铝上镀层附着力和抗蚀性良好;特别是含镍的锌层为随后的化学镀镍沉积初期提供了充足的催化核心,得到均匀细小晶核,这是提高随后镀镍层附着力的一上重要因素.

改良锌酸盐配方:NaOH 240g/L,ZnSO4 120g/L,NiSO4 60g/L,KnaC4H4O6 120g/L,添加剂10~30g/L,室温,3min.

(2)改善预镀底层

由于锌层不耐性液腐蚀,必须预镀碱性化学镀镍作底层.但碱性镀镍液存在沉积速度较慢(5~10m),含P量较低(4%~6%),抗蚀性较差等缺点.要求改变还剂和络合剂浓度,选择最佳期PH值范围,保证镀液稳定,镀速适中,并能在浸锌层表面得到一层结晶细小、均匀与基体结合良好的预镀薄镍层.

改进碱性镀镍配方:NiSO4.6H2O 25g/L,NaH2PO.H2O 25g/L,Na3C6H5O7 45g/L NH4Cl 30g/L,35~45Oc,Ph=8~9

(3)提高镀层的防护性与装饰性

优选酸性化学镀镍配方,含有少量学亮剂,镍离子与次亚磷酸根子的摩尔浓度比值控制在0.4左右,保证镀速适中(16~20m/h),溶液稳定(6周期以上,即使煮沸镀液也不会分解).此外加入复合络合剂,防止生成亚磷酸镍沉淀.从本久液中可镀出呈学亮黄白色的镍层(含磷量8%~10%),耐蚀性好(镍层厚度25μm经中性盐雾试验48h,耐蚀等级9.5).建议在海上或恶劣环境使用的工件化学镀镍厚度设计为≥25μm.
优良酸性化学镀镍溶液:NiSO4.6H2O 27g/L,NaH2PO2H2O 29g/L,C2H5Ona 25g/L,Na3C6H3O7 25g/L,络合剂适量,学亮剂少量,pH=5,85~90oC,装截量0.1.5dm2/L.日常生产根据分析结果加镍盐、还原剂.

(4)适当的后处理

铝合金化学镀镍后进行热处理(150~200oC,3h),可以消除层中残留的H原子,松驰内应力,进一步提高镀层与基体附着力和硬度.

9 铸铝轮毂化学镀镍的工艺过程

铸铝轮毂化学镀镍能提高其使用性能和装饰性能,具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、外型复制好等特点.铸铝合金(AlSi7MgO3)化学镀镍工艺流程:手工除油(洗衣粉溶液)→化学除油→化学浸蚀→二次浸锌→碱性化学镀镍→酸性化学镀镍→烘干

‘陆’ 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。

‘柒’ 纯铁工件镀化学镍,怎样做到结合力好

做到标准化工艺很重要。
第一步是工件除油
第二步是水洗
第三步是酸活化
第四步再水洗
第五步是用化学镀镍液来浸泡

现在一些电镀厂为了控制成本,会去走捷径,省略乃至用其他工艺来取代原有的标准化工艺,导致镀出来的产品会出现一些问题。比如弯曲容易起皮,耐蚀性不强。

而产品质量又代表电镀厂的口碑形象,要想保障产品质量,需要实事求是的按标准化技术不断进阶优化,以达到最高效益,减少对社会能源消耗的占有率。

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