化学镀镍(无解电镀镍介绍).doc
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化学镀镍的定义和分类
化学镀镍又称化学镀镍，是在金属盐和还原剂共存的溶液中，通过自催化化学反应在金属表面沉积出金属镀层的成膜技术。
化学镀镍产生的镀层是镍磷合金。 按其含磷量可分为低磷、中磷和高磷三类。 磷含量低于3%的称为低磷，磷含量低于3%的称为低磷。 -10%为中磷，10%以上为高磷。 中磷跨度较大。 一般我们常见的中磷涂料的磷含量为6-9%。
当然，本站主要介绍的是化学镀镍磷合金。 有时为了方便我们将其称为化学镀，EN也是化学镀镍的缩写。 但化学镀不仅仅是这种电镀。 比较成熟的有化学镀铜、化学镀金、化学镀锡、复合镀等。 其他电镀类型的市场占有率不足1%，本站不再重点介绍。
化学镀镍的特点及进展简史
与电镀相比，化学镀镍的历史相对较短。 国外真正在工业上应用是20世纪70年代末、80年代初。
1844年，Wurtz发现通过次磷酸盐回收可以从金属镍盐水溶液中沉积出金属镍。 多年后，1911年，其他评论家发表了一份关于次磷酸盐回收镍盐反应的有争议的报告。 但当时的化学镀镍液极不稳定，自分解严重。 只能得到黑色粉状镍沉积物或镍镜附着涂层，没有实用价值。
化学镀镍技术的真正发现及其今天的应用是在1944年。他们发现了抑制镍粉沉积的配方，并于1946年和1947年发表了有价值的辩论报告。
化学镀镍工艺的应用比实验室争论的结果晚了近十年。 第二次世界大战后，美国通用运输公司对这一过程产生了兴趣。 他们想在运输烧碱钢瓶的内外表面镀镍，但普通的电镀方法无法实现这一点。 五年后，他们主张发展化学镀镍磷。 合金技术已发表多项专利。 1955 年，他们建造了第一条中试生产线，并生产出商业上有用的化学镀镍溶液。 该化学镀镍溶液的商业名称为“”。
目前，化学镀镍在国外尤其是美国、日本、德国已成为极其成熟的高科技技术，并已广泛应用于各个工业部门。
【国内化学镀镍也进展极其迅速。 据第五届化学镀年会文章统计，生产厂家有300多家，但这个数字在当时是极其保守的。 据站长测算，目前国内化学镀镍精矿年消费量约为10万吨，市场总规模约为150亿。 〕
化学镀镍液的成分及镀液成分设计常识
优良的镀液配方对于生产最高质量的化学镀镍层至关重要。 化学镀镍液应包括：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂、光亮剂、润湿剂等。
主盐
化学镀镍液中的主要盐是镍盐，如硫酸镍、酸酐镍、醋酸镍等，它们提供化学镀反应过程中所需的镍离子。 早期以镍酐为主要盐。 由于阴离子离子的存在不仅会降低镀层的耐腐蚀性能，而且会产生拉应力，因此已不再使用。 与硫酸镍相比，使用醋酸镍作为主盐对涂层性能的有益贡献被其高价格所抵消。 事实上，最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍。 使用它不会在镀液中积聚大量的硫酸盐，也不会在使用过程中添加次磷酸钠而带入大量的钠离子。 也由于其价格因素，无法工业化使用。 目前应用最广泛的是硫酸镍。 由于制造工艺略有不同，有两种带结晶水的硫酸镍。 由于硫酸镍是主要盐类且用量较大，因此电镀时必须不断添加。 其中所含的杂质元素会在电镀液中积聚，导致电镀速度下降，使用寿命缩短。 也会影响镀层的性能，特别是耐腐蚀性能。因此，在采购硫酸镍时，应力求供应商提供可靠的成分测试表，以确保每批质量稳定，特别是
需注意控制对镀液有害的锌、重金属元素等杂质。
最常用的还原剂是次磷酸钠，因为其价格低廉、镀液易于处理、合金镀层性能良好。 次磷酸钠易溶于水，水溶液的pH值为6。它是将白磷溶解在NaOH中并加热而得的产品。 目前国内次磷酸钠制造水平很高，除满足国内需求外，还大量出口。 转载时请注明来自六西格码质量论坛:///，本帖地址：://?tid=62022
络合剂
化学镀镍液中除主盐和还原剂外，最重要的成分是络合剂。 镀液性能和寿命的差异主要取决于络合剂的选择及其匹配关系。
络合剂的首要作用是防止镀液析出、析出，增加镀液的稳定性，延长其使用寿命。 如果镀液中没有络合剂，由于氢氧化镍的溶解度较小，在酸性镀液中可能会析出浅绿色絮状氢氧化镍水溶液沉淀。 硫酸镍溶于水时，形成六水镍离子，有水解倾向，水解后呈酸性。 此时，氢氧化物沉淀。 据推测，六水镍离子中局部络合剂分子的存在可以显着提高其抗水解能力，甚至在碱性环境中可能以镍离子的形式存在。 但随着pH值的升高，六水镍离子中的水分子会被OH取代，从而加剧水解作用。 为了完全抑制水解反应，镍离子必须充分螯合以获得抑制水解的最大稳定性。 镀液中仍存在较多的二次磷酸根离子，但由于次磷酸镍浓度较高，一般不会沉淀。 在镀液使用后期，溶液中的亚磷酸盐聚集，浓度增加。 添加络合剂后，溶液中游离镍离子的浓度大大降低，可以抑制镀液后期亚磷酸镍沉淀的析出。
络合剂的第二个功能是提高沉积速率。 有很多数据表明添加络合剂后沉积速率会增加。 添加络合剂可以显着降低镀液中游离镍离子的浓度。 从质量作用定律的角度来看，不可能降低反应物的浓度却提高反应速度，所以这个问题只能从动力学的角度来解释。 简单来说，有机添加剂吸附在工件表面后活性增强，为次磷酸盐释放活性原子氢提供更多的活化能，从而提高沉积反应速度。 络合剂在这里也充当促进剂。
可用于化学镀镍的络合剂有很多，但化学镀镍溶液中使用的络合剂要求其在溶液中具有较大的溶解度和较大的pH范围，以满足化学镀工艺的要求。 还有一定的响应能力，价格因素也不容忽视。 目前常用的络合剂主要是脂肪族羧酸及其取代衍生物，如琥珀酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、甘氨酸等，或其盐。 在碱性浴中，使用焦磷酸盐、柠檬酸盐和铵盐。 不饱和脂肪酸很少使用，因为不饱和烃饱和时会吸收氢原子，降低还原剂的利用率。 常见的一元羧酸如甲酸和乙酸很少使用。 乙酸通常用作缓冲剂，丙酸用作促进剂。
稳定剂
化学镀镍溶液是一个热力学不稳定的体系。 由于各种原因，如局部过热、pH值升高，或某些杂质不可避免的影响，镀液中的一些活性颗粒——催化核——会被消除，导致镀液产生剧烈的自催化反应，产生大量的自催化反应。大量的Ni-P黑粉，导致镀液在短时间内分解并导致大量气泡逸出，造成无法挽回的经济损失。 这些黑色粉末是高效催化剂。 它们具有巨大的比表面积和活性，加速镀液的自发分解。 电镀液在几分钟内就会变成无色。 稳定剂的作用是抑制镀液的自发分解，使镀覆过程在控制下有序进行。 稳定剂是一种毒化剂，即反催化剂，只需添加微量即可抑制镀液的自发分解。 不要使用过多的稳定剂。 如果太多，电镀速度就会降低，并且不再发生电镀现象。 稳定剂吸附在固体表面，抑制次磷乳的脱氢反应，但不能阻止次磷酸盐的氧化。 也可以说，稳定剂掩盖了催化活性中心，阻断了成核反应，但不影响工件表面正常的化学镀镍工艺。
我们把以往使用的稳定剂大致分为四类：
第六主族元素S、Se和Te的化合物；
某些含氧化合物；
重金属离子
水溶性有机物。
以上是使用次磷酸盐作为还原剂的示例，但基本原理也适用于乙酰硼化浴。 然而，在高碱性硼氢化钠浴和 90 度的温度下，一些稳定剂往往会分解、沉淀并变得无效。 有报道称使用有机盐效果良好。 此外，**可以在较低温度下提高镀液的沉积速率。 *** 盐可以共沉积在 Ni-B 涂层中，有时含量高达 6%。
加速器
为了提高化学镀的沉积速度，化学镀镍溶液中添加了一些化学物质。 它们具有提高电镀速度的作用，称为促进剂。 促进剂的作用机理一般认为是还原剂次磷酸根中的氧原子可以被外部酸根取代，形成配位化合物，或者是由于促进剂阴离子的催化作用所致。从而形成杂多酸。 在位阻作用下，HP键能减弱，有利于次磷酸离子的脱氢，或增加次磷酸的活性。 试验表明，短链饱和脂肪酸的阴离子和至少一种无机阴离子可以取代氧，促进次磷酸盐脱氢，加快沉积速度。 化学镀镍中的许多络合剂也起到促进剂的作用。
缓冲
由于化学镀镍过程中会产生氢离子，溶液的pH值随着镀覆过程逐渐降低。 为了稳定电镀速度并保证镀层质量，化学镀镍系统必须具有缓冲能力，这意味着它可以在电镀过程中使用。 介质pH值不会发生太大变化，在一定pH范围内可维持在正常值。 某些弱酸（或碱）及其盐的混合物可以抵消少量外部酸或碱和稀释对溶液pH值变化的影响，使其在较小的范围内波动。 这种物质称为缓冲剂。 缓冲剂的缓冲性能可以通过pH值和酸浓度的变化图来表示。 酸浓度在一定范围内波动但pH值完全不变化的体系具有良好的缓冲性能。 转载时请注明来自六西格码质量论坛:///，本帖地址：://?tid=62022
化学镀镍溶液中常用的一元或二元有机酸及其盐不仅具有络合镍离子的能力，而且还具有缓冲性能。 酸性镀液中常用的HAC-NaAC体系具有良好的缓冲性能，但醋酸盐的络合力很小，一般不用作络合剂。
其他组件
与电镀镍一样，化学镀镍液中加入少量表面活性剂，有助于气体逸出，减少镀层的孔隙率。 另外，由于所使用的表面活性剂还起到发泡剂的作用，在镀覆过程中大量逸出气体的搅拌条件下，镀液表面会形成一层白色泡沫。 它不仅可以保持热量，减少镀液的蒸发损失，减少酸味，还使大量的浮垢滞留在泡沫中而易于清除，从而保持镀件和镀液的清洁。
表面活性剂是一类物质，当加入极少量时，可以显着降低溶剂的表面张力和界面张力，从而改变体系的状态。 在固液界面处，由于固体表面原子或分子的价键力不饱和，因此与内部原子或分子相比，能量相对较高。 特别是金属表面是高能表面之一。 当它与液体接触时，其表面能总是降低。 换句话说，金属的固气界面简单地被固液界面所取代【润湿的定义是吸附在固体表面的气体被液体取代】。
化学镀镍是一种功能性镀层，一般不用于装饰，因此对亮度没有要求。 然而，有人使用苯基二磺酸钠等光亮剂在酸性化学镀浴中进行镀镍，并取得了积极的效果。 据报道，蛋白质、萘磺酸、脂肪醇磺酸盐和糖精在醋酸盐缓冲镀液中具有增亮作用。
有些金属离子稳定剂还起到光亮剂的作用，如铬离子、氢离子和铜离子，它们被认为是与Ni-P形成合金的原因。 添加微量铜离子会改变涂层结构，使其具有镜面般明亮的外观。 但目前很多厂家在化学镀要求方面要求表面进行无铬镀层。
化学镀理化性能
密度：镍在20℃时的密度。 磷含量1%-4%； 磷含量7%-9%； 磷含量为10%-12%。 酸性镀液中的磷含量和密度密切相关。
热性能：热膨胀系数用来表示金属尺寸随温度的变化，一般指线膨胀系数μm/m/℃。 化学镀Ni-P（8%-9%）的热膨胀系数在0-100℃范围内为13μm/m/℃。 -/℃。
电性能：由于涂层是非常薄的金属层，因此很难测量比电阻。 Ni-P[6%-7%]的比电阻为52-68μΩ·cm，碱浴镀层仅为28-34μΩ·cm，纯镍镀层的比电阻较小·cm。 镀层的比电阻与镀液的成分、温度、pH值，尤其是磷含量密切相关。 此外，热处理也显着影响电阻率值。
磁性能：化学镀Ni-P合金的磁性能由磷含量和热处理制度决定，即其结构性能——
—结晶或非晶态。 P≥8%[wt]的非晶镀层无磁性，含5%-6%P的镀层铁磁性很弱，只有P≤3%[wt]的镀层具有铁磁性，但磁性仍比电镀小镍。
化学镀镍的一般工艺
化学镀镍前，金属制品的表面预处理包括：打磨抛光、除油、除锈、活化等工序。 化学镀镍中常用的金属预处理方法与电镀工艺中的类似。 我们不会争论研磨、抛光等物理方法。 下面主要介绍一些化学镀方法。
脱脂
除油方法可分为有机溶液除油和化学除油。
有机溶液除油的特点是除油速度快，一般不腐蚀金属。 但脱脂简单且不彻底。 需要采用化学或电化学方法来补充脱脂。 常用的有机溶剂包括：汽油、煤油、苯、化学品、某些氧化烷烃和烯烃。 有机溶剂脱脂的另一个优点是脱脂后的溶剂可以回收再利用。 有机溶剂一般是易燃的，所以使用时要小心。
化学除油利用碱溶液的皂化作用和表面活性物质对不皂化油脂的乳化作用，去除工件表面的各种油污。 化学除油的温度通常在60-80度之间。 工件的脱脂效果一般通过目视检查。 即如果工件表面被水完全润湿，则表明油污已被完全清除。 一般脱脂液由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、水玻璃、乳化剂等组成。
电化学除油分为阴极除油和阳极除油。 相同电流下，阴极除油产生的氢气是阳极除油产生的氧气的两倍。 气泡小而密，乳化力强，除油效果较好。 然而，简单会导致氢渗透到工件中，导致氢脆和阴极处的杂质沉淀。 阳极除油虽然没有这些缺点，但可能会造成工件表面的氧化和溶解。 目前常用的是组合电化学除油方法。 电化学除油的公式与化学除油相同。
化学镀镍除锈的一般工艺流程
除锈方法包括机械法、化学法和电化学法。
机械除锈是对工件表面进行喷砂、研磨、滚压或抛光等机械处理，去除表面锈层的同时使工件表面光滑。
化学除锈是利用酸或碱溶液对金属制品进行强蚀刻处理，通过蚀刻过程中产生的氢气气泡的化学作用和机械剥离作用，去除制品表面的锈层。
电化学除锈是在酸或碱溶液中对金属制品进行阴极或阳极处理，去除锈层。 阳极除锈是化学溶解、电化学溶解和电极反应析出的氧气泡的机械剥离的结合。 阴极除垢是化学溶解和机械剥离阴极放出的氢气的结合。
化学镀镍预处理所采用的除锈工艺与电镀基本相同。
活化是为了使零件获得完全活化的表面。 这种酸蚀刻对不同材料制成的零件使用不同的酸。
一般钢件的活化可用10%硫酸或1:1盐酸进行。 低碳钢的活化时间比高碳钢长。 硫酸效果较好。 活化的标准一般是工件表面出现细小、均匀的气泡。 不锈钢件的活化可以提高酸的浓度，加热到50度进行酸蚀。 严格来说，不锈钢化学镀镍应先进行闪镀，然后再化学镀镍，即先镀一层电镀镍底层。
加热方式的选择
化学镀镍工艺对温度特别敏感，加热方式对镀液的稳定性影响很大。 大多数酸性浴化学镀镍合金的工作温度超过85度。 水溶液的热容量较大，热能消耗较大。 因此，化学镀镍液的加热方式、加热时间、控温精度、保温技术等直接关系到镀镍液的使用寿命、镀层质量和生产成本，必须认真考虑和设计。小心。
常用的加热方式有浸入式电加热、浸入式蒸汽加热、常压热水与电复合加热等。
浸入式电加热器最常见，更适合较小的电镀槽，一般小于一吨。 一般为钢管电加热器，外覆聚四乙烯或石英玻璃套管加热器。 其优点是投资小、安装简单、加热效率高。 其缺点是加热器占用镀槽空间且加热器电镀简单。 使用时注意防止泄漏。
浸入式蒸汽加热器更适合加热大型电镀槽。 现在我国集束式聚乙烯毛细管蒸汽加热器的制造水平完全可以满足化学镀镍的要求。 这种加热器一次性投资较大，但性能稳定，寿命长。 但在使用过程中应注意集束管的保护。 由于集束管壁很薄，应注意防止蒸汽泄漏。
常压热水与电复合采暖特别适合我国南方地区。 在一些城市，上马压力锅炉的审批可能没那么简单，而且对于一些厂家来说，运营成本更高。 因此，我们建议您采用这种方法，并安装常压热水锅炉和集束式聚乙烯毛细管加热器，这样就可以轻松地将镀液加热到70度以上，处理低温是完全可行的。温度电镀溶液。 假设每吨配备三至六千瓦的聚四氟乙烯电加热管，可将镀液加热至90度。 这种方法特别适合位于市中心的制造商。 转载时请注明来自六西格码质量论坛:///，本帖地址：://?tid=62022
化学镀工艺
（主要+PC电镀级塑料）
塑料--->ABS------>全面----->水洗----->粗化----->回收------>喷洗>
多道水洗→活化（）→喷淋清洗→多道水洗→加速（）→水洗→化学镀铜（）→喷淋清洗→多道水洗→活化（）→多道水洗→化学镀镍()→喷淋清洗→多道水洗→钝化→象牙清洗→多道水洗→纯水→脱水→烘干→检验→包装
化学镀特性
膜厚均匀：特别是在凹槽和空气集中区域要求膜厚均匀时，这是唯一能达到良好阻隔效果的方法。
涂层较薄，不存在其他方法因树脂物理性能变化而产生的缺点。
附着力好：具有良好的机械附着力和化学附着力。 一般来说，为了严格要求与心灵的密切接触，需要采取各种方法。
接触电阻低：对于组装好的零件，这种方法接触电阻非常低，二次加工的成本也可以降低。
遮挡效果有两种：从实验和遮挡理论可知，两侧的遮挡效果优于一侧。 该方法可以实现全面覆盖。
化学镀的优缺点对比优势
导电性好/阻隔效果高 连续涂覆/无碎片
低成本
可应用于复杂形状
缺点
受 ABS 基材使用的限制，选择性/区域涂层需要高技能的劳动力。
多阶段过程
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化学镀与喷漆的关系
由于采用化学镀方法，材料仅进行涂漆，以增强其EMI屏蔽效果，以满足“外观”要求。 因此，化学镀过程中应注意以下事项：
表面不应有油脂，以免影响喷漆的附着力。 电镀厂也避免使用油脂。 最有可能的油脂来源是检查员的“指纹”。 一般“戴棉手套”即可预防。
电镀产品表面不应有划痕或碰伤，否则会导致漆面失效。
化学镀产品越秃，对喷漆的“附着力”就越小。 秃头越多，表面越不粗糙，光反射也越高，即光滑度越好，但对喷漆的“附着力”不利。 影响，这也是常见的电解电镀产品
原因是“稍微亮而不是非常亮”。
喷漆厂除了要注意漆面的外观外，还要特别注意加强涂层的附着力，特别是在物体的棱角处，这里的油漆涂层不太容易粘附。表面张力。
化学镀方法双面镀与单面镀的比较
一般来说，双面电镀后，外部进行喷漆，以满足外观要求。 但由于形状种类繁多，喷漆厂几乎不采用全尺寸喷漆的方式，而是采用手工进行，所以常常采用手工完成。 很难保证100%的外观良率（尤其是油漆剥落），因此开发了化学镀的单面电镀方法：
单面电镀工艺
材料→外面贴上“夹具”→内部喷上含有金属粉末的油漆（可镀化学铜）→去掉外部夹具→干燥→亲水处理→直接化学镀铜→
下面用双面电镀的方法再现。 请指出它来自六个Sigma质量论坛：///，这篇文章的地址:: //？tid = 62022