① 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。
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著提高。
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。
② 电镀镍磷合金有哪些特点
一般化学镍分为低磷、中磷、高磷的,低磷抗磨性好,高磷耐腐蚀性能高,中磷相对通用一些
③ 镍磷合金(镀镍)产品出来后怎样提升硬度且保证工件颜色不变
化学镀镍磷适用于铁件、钢件、锌合金、浸锌处理后的铝合金及铜合金表面镀镍磷合金层。无毒、无重金属、环保。不需电镀设备。只需恒温装置,镀层是光亮的镍磷合金层,耐蚀性极好,结合力极佳。镀液稳定性强,寿命超过12个周期。广泛应用于各种金属、非金属表面化学镀镍磷。
化学镀镍磷基合金镀层,能获得均匀、致密、光亮的镍磷合金镀层,有金属光泽。因其硬度高、厚度均匀及耐磨性优异,在工业中得到了广泛应用。适用于金属表面镀镍(如:铁,不锈钢,铝,铜等等),同样适用于非金属表面镀镍,且不需要昂贵的沉钯,成本低。比如:陶瓷镀镍,玻璃镀镍,金刚石镀镍,碳片镀镍,塑料镀镍,树脂镀镍,等等。槽液维护简单。成本低,不需要电镀设备[1]。
特点简介
1、耐腐蚀性强:该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层,抗腐蚀性特别优良,经硫酸、盐酸、烧碱、盐水同比试验,其腐蚀速率低于1cr18ni9ti不锈钢。
2、耐磨性好:由于催化处理后的表面为非晶态,即处于基本平面状态,有自润滑性。因此,磨擦系数小,非粘着性好,耐磨性能高,在润滑情况下,可替代硬铬使用。
3、光泽度高:催化后的镀件表面光泽度为lz或▽8-10可与不锈钢制品媲美,呈白亮不锈钢颜色。工件镀膜后,表面光洁度不受影响,无需再加工和抛光
工艺流程
1、工件前处理:前处理对镀层质量至关重要,要使镀前的工件表面无污染,并且是处于活化状态,此过程主要有:除油,除锈,抛光,水洗。
2、酸洗活化:用酸洗活化剂浸泡工件2-3分钟,再水洗干净。
3、用热的去离子水冲洗工件,使工件升温,以避免下一步施镀时,冷工件吸收镀液热量而降温,导致停镀。
4、按照0.5-1.5dm2/升的装载比分散地吊挂在镀液中,控制镀液温度在意85-92摄氏度。
5、施镀过程中要有适度的轻搅拌,使温度及镀液分布均匀,从而保证化学镀镍的稳定进行,和镀层的一致性。同时,要对镀液进行循环过滤。滤网:孔径1-8微米,耐100摄氏度,耐酸。
化学镀镍磷的维护
1、在施镀过程中,由于成分的不断消耗,镀速会有所减慢
④ 铝合金镀镍磷合金遇到的问题
ENP以后再次热处理会大幅降低ENP涂层的硬度和使用性能。
按照你说的那个工况,我个人推荐使用超音速火焰喷涂工艺在工件表面沉积一层硬质合金涂层,超音速火焰加工过程中基体温升不会超过150℃,对基体机械性能完全没有影响。涂层硬度也能比ENP层要高一点。
唯一的不足就是采用这个工艺成本要稍微高一点。
但是用超音速火焰喷涂取代ENP工艺在阀门行业已经有成熟的应用,你可以去相关的企业在去了解一下。也可以私信我,谢谢!
⑤ 镀镍和镀锡的优势各是什么,都在什么情况下选择镀镍还是镀锡
镀镍: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;具有优良的抛光性能,在大气中可长期保持其光泽,常用于装饰;镍镀层的硬度比较高,可以提高制品表面的耐磨。广州贻顺化工的环保型化学镀镍水适用于铁件、钢件、锌合金、浸锌处理后的铝合金及铜合金表面镀镍合金层,镀层是光亮的镍磷合金层,耐蚀性极好,结合力极佳。价格低成本低,无毒、环保,不需电镀设备。
镀锡:锡镀层在食品加工业的应用是由于无毒性、良好延展性(韧性)和抗蚀性。锡镀层优良的延展性可使镀锡金属板能加工成各种形状而不破坏锡镀层,锡镀层用于保护钢板必须是无孔隙的,否则,在潮湿空气中基底钢板将严重腐蚀;无毒性,大量用在与食品及饮料接触之物件中。最大用途就是制造锡罐,其他如厨房用具、食物刀叉、烤箱等;容易焊接,导电性良好;改善铜线的焊接性及铜线与绝缘皮之间壁障作用;广州贻顺化工的化学镀锡液,可用于紫铜,黄铜,铍铜等铜合金表面进行化学镀锡,锡镀层为光亮银白色,可增加铜的焊接性和装饰性,不影响导电性,防氧化,增加铜工件美观,产品无毒无重金属,盐雾测试大于45小时不生锈。不需电镀设备,只需浸泡。
⑥ 电镀镍与化学镍相比成本高谁能耐用
化学镀相比电镀其主要特点如下:
①.化学镀可用于各种基体,包括金属、半导体及非金属。
②.化学镀厚度均匀,无论工件如何复杂,只要采取适当的技术措施,就可以在工件上得到均一镀层。
③.对于能自动催化的化学镀而言,可获得任意厚度的镀层,甚至可以电铸。
④.化学镀所得到的镀层具有很好的化学、机械和磁学性能(如镀层致密、硬度高等)。
由于化学镀具有一些优于电镀的特性,所以获得了广泛的应用。化学镀最先开始于化学镀镍,目前已经发展到化学的铜、化学镀钴、化学镀锡及化学镀金、银、铂等其他贵金属以及多元合金,且在电子及微电子工业上得到了高速的发展。
电镀较化学镀发展历史久,技术成熟,在工业行业中有着极其广泛的应用。相比于化学镀,电镀层更容易获得,且与基体结合力较强,性能稳定。
电镀、刷镀和化学镀
电镀
电镀是一种用电化学方法在镀件表面上沉积所需形态的金属覆层工艺。其目的是改善材料的外观,提高材料的各种物理化学性能,赋予材料表面特殊的耐蚀性、耐磨性、装饰性、焊接性及电、磁、光学性能等。电镀时将零件作为阴极放在含有欲镀金属的盐类电解质溶液中,通过电解作用而在阴极上(即零件)发生电沉积现象形成电镀层。镀层材料可以是金属、合金、半导体等,基体材料主要是金属也可以是陶瓷、高分子材料。
1)单金属电镀
单金属电镀是指电镀液中只含一种金属离子,电沉积后形成单一金属镀层的方法。常用的单金属电镀有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀锡等,其中以镀铬最为常见。
镀铬主要用于装饰性镀层和耐蚀、耐磨镀层。其中,镀铬层是最常用的耐磨镀层,它可用于铁基及非铁金属的电镀。镀铬的镀液由铬酐(CrO3)和硫酸(H2SO4)按一定比例配制而成。在一定的电流密度(30A/dm2)和一定的温度下(50~60℃)可在工件上镀出一定厚度的铬层,一般约为10~50μm。镀硬铬可以获得相当高的硬度(800~1300HV)和耐磨性,而且摩擦系数小,广泛用于机械(汽车、自行车等)及仪器等领域中,尤其是重负荷、高摩擦的工况下,例如细纱机的重要零件钢领,采用镀铬后其使用寿命比不镀铬的钢领提高近5倍,其经济效益非常显著。
2)合金电镀
在零件上同时电沉积出两种或两种以上金属的镀层称为合金电镀。与单金属镀层相比,合金镀层有如下主要特点:
(1)合金镀层结晶更细致,镀层更平整、光亮。
(2)可以获得非晶结构镀层,如Ni—P镀层。
(3)合金镀层具有单金属所没有的特殊物理性能,例如导磁性、减摩性(自润滑性)、钎焊性。
(4)合金镀层可具备比组成它们的单金属层更耐磨、耐蚀,更耐高温,并有更高硬度和强度。但塑性和韧性通常有所降低。
(5)不能从水溶液中单独电沉积的W、Mo、Ti、V等金属可与铁族元素(Fe、Co、Ni)共沉积形成分金。
(6)通过成分设计和工艺控制,可得到不同色调的合金镀层,例如银合金、彩色镀镍及仿金合金等,具有更好的装饰效果。
合金电镀中以电镀铅锡合金在工业上应用最广,其镀层成份不同,具有不同的用途。wSn=6%~10%的Pb-Sn合金镀层具有良好的减摩性,可用于轴瓦、轴套表面;wSn=15%~25%的Pb-Sn合金镀层主要用作钢带表面保护(耐蚀)、润滑(减摩)、助焊;wSn=45%~55%的Pb-Sn合金镀层的耐蚀性优良,主要用作防止大气、海水或其它介质腐蚀的耐蚀镀层;wSn=55%~65%的Pb-Sn合金常用于钢、铜、铅等表面,以改善其焊接性能,如印刷板焊接镀层。
3)复合电镀
复合镀是将固体微粒子加入镀液中与金属或合金共沉积,形成一种金属基的表面复合材料的过程。镀层中,固体微粒均匀弥散地分布在基体中,故又称为分散镀或弥散镀。任何金属镀层都可以成为复合镀层的基体材料,但研究利应用得较多的有镍、钢、铁、铬、钴、锌、银、金、铅、镍—磷、镍—硼、镍—铁、铅—锡、铜—锡等。固体微粒主要有金属氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等无机化合物分散刘,尼龙、聚四氟乙烯、聚氯乙烯等有机分散剂,石墨以及不溶于镀液的金属粉末都可作分散剂。由于固体粒子的共沉积,赋予镀层一些特殊的功能,大大扩大了镀层的应用范围和效果。复合镀层可用电镀法和化学镀法获得。
复合镀层的性能由镀层金属的特性和粒子特性共同决定。将硬质粒子加入到镀层中,可大幅度地提高金属或合金镀层的耐磨性,得到耐磨镀层。镀层的硬度随粒子质量分数及粒子硬度升高而升高。在耐磨性复合镀层中加入的粒子大多选用金钢石、WC、SiC、Al2O3、TiC等粒子。这种高耐磨性复合镀层在中、高温条件下更显示其独特的耐磨性能,在航空、机械、汽车等工业中已被广泛应用,如为提高汽车发动机气缸内腔表面耐磨性而采用的Ni-SiC复合镀层。将剪切强度低、摩擦系数小的固体粒子加人到某些金属和合金中,可形成具有自润滑功能的减摩复合镀层。常用的分散剂有石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯(PTFE)、MoS2和六方氮化硼等。在宇航、真空和无油润滑的条件下,轴承、导轨等摩擦副是这类减摩复合镀层充分发挥其自润滑功能的地方,如为改善热压塑料模的自润滑特性易于脱模而采用的Ni-PTFE复合镀层。
电刷镀
电刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷,在被镀的阴极上移动,从而将镀液刷到工件(阴极)上的一种电镀方法。
电刷镀的基本原理是应用电化学沉积的原理,在能导电的零件表面的选定部位,快速沉积金属镀层。如图4-50所示,电刷镀不需要镀槽,而使用专门研制的系列刷镀溶液,带有不溶性阳极的镀笔,以及专用的直流电源。工作时,零件接电源的负极,不溶性仿形阳极接电源正极。阳极前端包裹棉花,用耐磨的涤棉套浸满镀液,与零件表面接触,并保持适当的压力,这样,当阳极与被镀零件以一定的相对运动速度移动时,在电场作用下,镀液中的金属离子定向迁移到零件表面,在表面获得电子被还原成金属原子在零件表面结晶形成镀层。镀层的厚度由电流密度的大小和镀覆时间的长短确定。
电刷镀广泛应用于以下几方面:
1)表面修复
在为了获得小面积、薄厚度的镀层时;在需要局部不解体现场修理时;在遇到大型、精密的零件不便于应用其他方法修理时;在机械磨损、腐蚀、加工等原因造成零件表面尺寸和零件形状与位置精度超差时,运用电刷镀修复常可达到令人十分满意的效果。但是,电刷镀技术不适宜用于大面积、大厚度修复零件。
2)表面强化
刷镀层的硬度一般可达45HRC以上,高于槽镀层,可以强化新产品表面,使其具有较高的表面硬度、耐磨性、减磨性等力学性能和较高的表面耐腐蚀、抗氧化,耐高温等物化性能。
3)表面改性
应用电刷镀技术,可以改善甚至改变零件材料的某些表面性能,如钎焊性、导电性、导磁性、热性能、光性能等,还可用于表面装饰。
化学镀
化学镀是一种不使用外电源,而是利用还原剂使溶液中的金属离子在基体表面还原沉积的化学处理方法。
与电镀相比,化学镀有如下的特点:①镀覆过程不需外电源驱动,设备简单;②均镀能力好,形状复杂,有内孔、内腔的镀件均可获得均匀的镀层;③镀层致密,孔隙率低;④适用的基体材料范围广,可在金属、非金属以及有机物上沉积镀层;⑤容易制取非晶态合金和某些持殊功能薄膜,如磁学、光学、电学等功能镀层。化学镀的主要缺点是镀液寿命短、稳定性差,镀覆速度较慢。
化学镀层一般具有良好的耐蚀性、耐磨性、钎焊性及其它特殊的电学或磁学等性能。不同成分的镀层,其性能变化很大,因此在电子、石油、化工、航空航天、核能、汽车、印刷、纺织、机械等工业中获得广泛的应用。
化学镀镀覆的金属和合金种类较多,其中应用最广的是化学镀镍和化学镀铜。
化学镀镍是化学镀中应用最为广泛的一种方法,所用还原剂主要为次磷酸盐,也有用硼氢化钠和二甲基胺硼烷等。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%~12%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为含硼0.2%~5%的镍硼合金。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。化学镀镍层比电镀的硬度高得多,而且更耐磨,电镀镍层的硬度仅为160~180HV,而化学镀镍层的硬度一般为300~800HV。用热处理方法可大大提高化学镀镍层的硬度,在400℃加热1h后,硬度的最高值约可达1000HV。
汽车工业上利用化学镀镍优良的耐磨、耐蚀、散热性能,用于发动机主轴、差动小齿轮、发电机散热器、制动器接头等零件,如:通常燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔扩大,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。用在喷油器上的化学镀镍层能有效地防止喷油器腐蚀磨损,提供了良好的抗燃油腐蚀和磨损性能,提高了可靠性和使用寿命。化学镀镍用于石油、化学化工行业的耐蚀零件,可代替不锈钢与部分昂贵的耐蚀合金,经济效益显著,如对于量大面广的钢铁制造的阀门零件球阀、闸阀、旋塞、止逆阀和蝶阀等等,经高磷化学镀镍12~25μm,可提高耐腐蚀性,寿命提高一倍以上。化学镀镍用于强化模具(尤其是形状复杂的模具),可提高模具表面硬度、耐磨性、抗擦伤与抗咬合能力,脱模容易,寿命成倍延长。
此外,多元合金镀层如Ni-Cu-P、Ni-Mo-P等,具有更好的综合性能和特殊功能。在化学镀镍的基础上进一步添加固体润滑剂如石墨、聚四氟乙烯微粒得到自润滑复合镀层或添加第二相不溶性硬质微粒如碳化硅、三氧化二铝得到耐磨复合镀层将获得更高的耐磨性。
⑦ 电镀镍铁与电镀镍磷相比,哪种镀层耐腐蚀性和耐磨性更好
你问的问题要分开来回答,就耐蚀性来讲镍磷镀层的耐蚀性肯定是优于镍铁镀层的,这个可以从耐蚀电位即每一种镀层的腐蚀电位来得到答案;至于耐磨性这个指标跟镀层的硬度具有紧密的联系,一般来说硬度对应于镀层的耐磨性,即硬度大耐磨性好,而对于镍磷镀层来讲硬度与其中的磷含量关系很大,一般是磷含量低镀态硬度大,磷含量高镀态硬度小,经过热处理后则反之。而就镀态硬度来讲一般的电镀镍硬度要低于镍磷镀层的硬度。
⑧ 化学镀膜(镍磷合金)的一些问题!
呵呵,只知道一点点皮毛,希望能起到抛砖引玉的作用。
化学镀膜,要说关键,对镀件的前处理算是比较重要,打磨、酸洗、除油等等,如果表层杂质多,镀膜的质量就不好。镀液浓度的配制也是关键,pH值,镀液的浓度都能对镀层的沉积速度及镀层的含量造成影响,沉积速度过快则镀层表层光洁度会差,另外化学镀过程中溶液的浓度和pH值是不断变化的,如果是工业化学镀,在化学镀过程中要注意保持镀液的浓度。
第二个没遇到过镀液还要过滤的问题,可能是因为你们是工业大规模生产配制镀液的水是直接用自来水,如果有沉淀可以考虑提前配制,长时间静置后取上层清液,呵呵,随便说说,我也没经历过,希望能有高手给你解答。
第三个问题非晶结构与磷元素含量有一定关系,一般认为当镀层中磷的质量分数超过9% (wt%)时, 镍磷镀层为高磷镀层,一般为非晶态合金, 具有高耐蚀、耐磨、可焊性、磁性屏蔽、高硬度、高强度、高导电性等优异的性能。但P含量太大会造成类金属一类金属原子间(即P与P之间)成键数目的增多,从而实际上导致金属一类金属间形成的键数n 减小,镀层耐蚀性和晶化温度又从极大值开始下降。镀液中磷元素的含量以及溶液的pH值均能影响镀层中磷元素含量,一般pH值越高镀层中磷元素含量越低。
第四个问题,制三元合金的镀液配制,跟二元合金一样,只是在镀液中多添加一种物质而已,是在镀前添加的。配比可参考相关文献,当然这些文献都是实验室成果,能否跟实际生产中所制产品一样就不清楚了。你可以先用CNKI中国期刊网用关键字搜索相关文献,记下你所需文献的题目,作者,所在期刊的年份期号及页码,然后到小木虫论坛或者是其他学术论坛请人帮你下文献。
⑨ 化学镀磷镍和普通的镀镍是一回事吗普通的镀镍可以代替化学镀磷镍吗
一般来说不可以
勃伦纳方法·电镀镍一磷合金 1946年由勃伦纳(A.Brenner)发明镍磷合金电镀法[2]一直到目前仍在使用。此法与化学镀法不同之点是:亚磷酸仅作为镀层中磷的来源,金属镍是靠镍离子在阴极上得到电子还原而生成。 1 勃伦纳方法的优点 ①在低温下合金析出的速度较大。 ②镀液稳定性好,金属镍离子的还原与亚磷酸无关,仅提供磷的消耗。 ③镀液成分简单,使用寿命较长。 ④镀层平滑,光泽性良好,耐磨、耐蚀好。 ⑤可控制镀液中亚磷酸添加量,调节镀层中的磷含量。 ⑥沉积速度快,可沉积较厚的镀层。
2 勃伦纳工艺存在的问题 ①pH低、Cl-含量高,导致镍阳极溶解速度大,造成镀液中镍浓度迅速上升。 ②若采用不溶性阳极,则Cl-析出形成Cl2气,将氧化亚磷酸,使镀液中亚磷酸迅速下降; ③阴极反应有镍和氢还原,pH不断上升,pH3.5以上出现亚磷酸镍沉积。 ④镀液分散能力和深镀能力较差。
⑩ 电镀镍磷合金的介绍
电镀镍磷合金,又称勃伦纳方法·电镀镍一磷合金,是1946年由勃伦纳(A.Brenner)发明镍磷合金电镀法,一直到目前仍在使用。