1、第七章第七章 电镀合金电镀合金7.1 概述概述7.2 金属共沉积理论金属共沉积理论7.3 电镀合金层的相特点和共沉积的类型电镀合金层的相特点和共沉积的类型7.4 影响金属共沉积因素影响金属共沉积因素7.5 电镀合金的阳极电镀合金的阳极7.6 电镀电镀Cu-Sn合金合金7.7 电镀电镀Ni-Fe合金合金7.8 电镀电镀Zn-Ni合金合金7.9 电镀金合金电镀金合金为什么要用合金镀层？为什么要用合金镀层？ 对镀层性能上的高要求对镀层性能上的高要求 品种远远大于单金属品种远远大于单金属 特殊的物理性能、化学性能、机械性能，特殊的物理性能、化学性能、机械性能，使合金镀层在各方面优于单金属镀层使合金镀层
2、在各方面优于单金属镀层优势方面优势方面 抗腐蚀性抗腐蚀性 硬度硬度 耐磨、减摩性能耐磨、减摩性能 耐高温性能耐高温性能 弹性弹性 焊接性焊接性 外观外观7.1.1 电镀合金的历史与发展电镀合金的历史与发展7.1.2 电镀合金的应用和分类电镀合金的应用和分类7.1.3 电镀合金镀液的类型电镀合金镀液的类型7.1.4 电镀合金的特点电镀合金的特点u电镀合金与热熔性合金相比电镀合金与热熔性合金相比u电镀合金镀层与单金属镀层相比电镀合金镀层与单金属镀层相比7.1 概述概述7.1.1 电镀合金的历史与发展电镀合金的历史与发展 1840年前后，有关电镀合金的报道就陆续出年前后，有关电镀合金的报道就陆续出现
3、；现； 1870年首次出版了年首次出版了电镀青铜电镀青铜的专著；的专著； 1905年年 Spitzer发表发表电镀黄铜电镀黄铜及其电沉积理论及其电沉积理论的研究论文；的研究论文； 1910年年Fild在发表了在发表了电镀黄铜、电镀黄铜、Cu-Ag合金合金的的论文；论文； 19101930年间，年间，Hoing、Blum等人相继发表等人相继发表了关于了关于镀液性能、镀层结构镀液性能、镀层结构分析的论文；分析的论文； 19311950年间，电镀合金发展迅速，研究的年间，电镀合金发展迅速，研究的合金种类较多，并且开发出了光亮电镀工艺；合金种类较多，并且开发出了光亮电镀工艺； 19621980年，年，
4、Brenner、Krohn、Sivakumar、青谷薰、青谷薰、Khomutov、Srivastava、Fedot、东、东敬、林忠夫、仓知三夫、小西三郎等人先后敬、林忠夫、仓知三夫、小西三郎等人先后总结了不同时期的电镀合金的发展状况，并总结了不同时期的电镀合金的发展状况，并发表论文或出版专著。发表论文或出版专著。 7.1.2 电镀合金的应用和分类电镀合金的应用和分类230种，生产种，生产30多种多种Cu-ZnCu-SnNi-FeNi-CoZn-NiZn-SnSn-NiPb-SnCd-TiAu-CoAu-NiPb-InPb-Sn-Cu可焊性合金镀层可焊性合金镀层耐磨性合金镀层耐磨性合金镀层磁性合
5、金镀层磁性合金镀层减摩性合金镀层减摩性合金镀层仿不锈钢合金镀层仿不锈钢合金镀层贵金属合金镀层贵金属合金镀层Sn-PbCr-Ni Cr-MoCo-Ni Ni-FePb-Sn Pb-AgFe-Cr-NiAu-Co Au-Ni Pd-Ni防护性合金镀层防护性合金镀层防护装饰性合金镀层防护装饰性合金镀层Cd-Ti Zn-Ni Sn-ZnCu-Sn Sn-Ni Ni-Fe轴承合金镀层轴承合金镀层7.1.3 电镀合金镀液的类型电镀合金镀液的类型简单盐镀液简单盐镀液配合物镀液配合物镀液有机溶剂镀液有机溶剂镀液熔融盐镀液熔融盐镀液7.1.4 电镀合金的特点电镀合金的特点电镀合金与热熔性合金相比电镀合金与热熔性
6、合金相比: 容易获得高熔点和低熔点金属组成的合金容易获得高熔点和低熔点金属组成的合金 可获得热熔相图所没有的合金可获得热熔相图所没有的合金 在相同合金成分下，电镀合金与热熔合金相在相同合金成分下，电镀合金与热熔合金相比，硬度高，延展性差比，硬度高，延展性差 容易获得组织致密，性能优异的非晶态合金容易获得组织致密，性能优异的非晶态合金电镀合金镀层与单金属镀层相比电镀合金镀层与单金属镀层相比 能获得单一金属所没有的特殊物理性能，如能获得单一金属所没有的特殊物理性能，如导磁性，减摩性（自润滑性），钎焊性导磁性，减摩性（自润滑性），钎焊性 合金镀层结晶更细致，镀层更平整光亮合金镀层结晶更细致，镀层更平
7、整光亮 可获得非晶态结构镀层可获得非晶态结构镀层 合金镀层可具备比组成他们的单金属更耐磨、合金镀层可具备比组成他们的单金属更耐磨、耐蚀、更耐高温，并有更高硬度和强度，但耐蚀、更耐高温，并有更高硬度和强度，但延展性和韧性通常有所降低延展性和韧性通常有所降低 不能从水溶液中单独电镀的不能从水溶液中单独电镀的W、Mo、Ti、V等金属可与铁族金属等金属可与铁族金属Fe、Co、Ni实现共实现共沉积沉积 能获得单一金属得不到的外观，通过成分能获得单一金属得不到的外观，通过成分设计和工艺控制可得到不同色调的合金镀设计和工艺控制可得到不同色调的合金镀层，具有更好的装饰效果层，具有更好的装饰效果7.2 金属共沉
8、积理论金属共沉积理论 金属共沉积的条件金属共沉积的条件 实际金属共沉积时的特点和影响因素实际金属共沉积时的特点和影响因素 在合金共沉积理论中的阴极极化曲线在合金共沉积理论中的阴极极化曲线一、金属共沉积的条件一、金属共沉积的条件1、条件、条件 合金中的两种金属至少有一种金属能单独合金中的两种金属至少有一种金属能单独从其水溶液中电沉积出来从其水溶液中电沉积出来 金属共沉积的基本条件是两种金属的析出金属共沉积的基本条件是两种金属的析出电位要十分接近或相等电位要十分接近或相等1111222212RTRT=+ln+=+ln+n Fn F析析1平2平析平析出电势平衡电势标准电极电势金属离子活度极化过电势
9、通常将金属在阴极表面开通常将金属在阴极表面开始析出时的电位称为该金属的析出电位，也始析出时的电位称为该金属的析出电位，也称沉积电位。称沉积电位。 金属的析出电位金属的析出电位：2、实现共沉积通常采取的措施、实现共沉积通常采取的措施二、实际金属共沉积时的特点和影响因素二、实际金属共沉积时的特点和影响因素1、电极材料性质的影响：、电极材料性质的影响： (1)形成合金时的去极化作用诱导共沉积形成合金时的去极化作用诱导共沉积 (2)形成合金时的极化作用形成合金时的极化作用电化学反应迟缓，使极化增大电化学反应迟缓，使极化增大钝化极化：电极表面吸附外来质点，如氧化物或钝化极化：电极表面吸附外来质点，如氧化
10、物或表面活性剂等，使放电困难表面活性剂等，使放电困难2、双电层结构的影响：当金属共沉积形成合、双电层结构的影响：当金属共沉积形成合金时，由于双电层中离子浓度和双电层结构的金时，由于双电层中离子浓度和双电层结构的变化，离子的还原速度也将发生变化。电极反变化，离子的还原速度也将发生变化。电极反应速度主要取决于反应物离子在双电层中的浓应速度主要取决于反应物离子在双电层中的浓度，而与溶液中离子浓度无关度，而与溶液中离子浓度无关3、金属离子在溶液中的状态的影响：当金属、金属离子在溶液中的状态的影响：当金属离子共沉积时，由于另一种离子的存在，会离子共沉积时，由于另一种离子的存在，会使某种放电离子在溶液中所
11、处的状态发生变使某种放电离子在溶液中所处的状态发生变化，也可能形成新的离子形式，从而使金属化，也可能形成新的离子形式，从而使金属离子还原速度受到影响离子还原速度受到影响三、在合金共沉积理论中的阴极极化曲线三、在合金共沉积理论中的阴极极化曲线氰化物镀液电沉积氰化物镀液电沉积Ag-Zn合金极化曲线合金极化曲线氰化物镀液电沉积氰化物镀液电沉积Ag-Cd合金极化曲线合金极化曲线PbCu碱性酒石酸盐镀液电沉积碱性酒石酸盐镀液电沉积Cu-Pb合金极化曲线合金极化曲线7.3 电镀合金层的相特点和电镀合金层的相特点和共沉积的类型共沉积的类型一、固态合金的相特点一、固态合金的相特点形成合金的各组元（金属或非金属
12、）仍保持形成合金的各组元（金属或非金属）仍保持原来组元的结构和性质原来组元的结构和性质例如：例如：Sn-Pb、Cd-Zn1、机械混合物合金机械混合物合金 （低共熔点合金）（低共熔点合金）：两种或多种金属离子在电解液中共沉积形成两种或多种金属离子在电解液中共沉积形成固体溶液，将溶质原子溶入溶剂的晶格中，固体溶液，将溶质原子溶入溶剂的晶格中，仍保持溶剂晶格类型的金属晶体仍保持溶剂晶格类型的金属晶体例如：例如：Cu-Zn2、固溶体合金：固溶体合金：间隙固溶体间隙固溶体：溶剂溶剂溶质原子溶质原子置换固溶体置换固溶体：溶剂溶剂溶质原子溶质原子3、金属间化合物金属间化合物：合金组元间发生相互作用而生成的一
13、种新相，合金组元间发生相互作用而生成的一种新相，其晶格类型和性能完全不同于任一组其晶格类型和性能完全不同于任一组元，一般可用分子式表示其组成元，一般可用分子式表示其组成例如：例如：Cu6Sn5、Ni3Sn2金属间化合物金属间化合物金属间金属间化合物化合物电子密度电子密度结构结构相相3/2体心立方结构体心立方结构相相21/13复杂立方结构复杂立方结构相相7/4密排六方结构密排六方结构相相电子化合物电子化合物4、非晶态合金非晶态合金：电沉积得到的非晶态合金，一般是以过渡元电沉积得到的非晶态合金，一般是以过渡元素（素（Fe、Co、Ni、Cr）为主，含有少量的）为主，含有少量的P、B、 Mo、 W、R
14、e等的合金。非晶态合金的等的合金。非晶态合金的原子排列是原子排列是无序无序的，无晶粒间隙、位错等的，无晶粒间隙、位错等晶晶格缺陷格缺陷，无某一成分的，无某一成分的偏析偏析现象，它是各项现象，它是各项等同的等同的均匀合金均匀合金。例如例如Ni-P合金合金铼铼非晶态合金属非晶态合金属介稳状态介稳状态，对热具有不稳定性，对热具有不稳定性，在加热过程中结构会发生变化，并引起原子在加热过程中结构会发生变化，并引起原子重排而逐渐结晶化重排而逐渐结晶化加热加热电沉积合金与热溶法制备的合金的电沉积合金与热溶法制备的合金的不同不同 (1) 电沉积合金是电沉积合金是非平衡非平衡（体系）状态（体系）状态 (2) 合
15、金相的组成不同合金相的组成不同 (3) 电沉积合金具有电沉积合金具有特殊的显微结构特殊的显微结构二、共沉积的类型二、共沉积的类型 正常共沉积正常共沉积正则共沉积正则共沉积非正则共沉积非正则共沉积平衡共沉积平衡共沉积在沉积层中，组分金属之比与电解液中相在沉积层中，组分金属之比与电解液中相应金属离子含量比符合以下关系式：应金属离子含量比符合以下关系式： 正常共沉积正常共沉积AxBxACBCBABACCxx0000合金中电势较正金属和电势较负金属的摩尔分数合金中电势较正金属和电势较负金属的摩尔分数电解液中电势较正金属和电势较负金属的电解液中电势较正金属和电势较负金属的离子浓度离子浓度提高电解液中金属
16、离子总含量提高电解液中金属离子总含量提高电解液温度提高电解液温度增加搅拌增加搅拌降低阴极电流密度降低阴极电流密度提高阴极扩散层中提高阴极扩散层中的金属离子浓度的金属离子浓度正则共沉积正则共沉积提高镀层中电势提高镀层中电势较正的金属含量较正的金属含量简单金属盐的电解液的共沉积简单金属盐的电解液的共沉积有些配合物的电解液的共沉积有些配合物的电解液的共沉积各组分的各组分的平平相差较大，且共沉相差较大，且共沉积时不能形成固溶体合金时积时不能形成固溶体合金时正则共正则共沉积沉积正则共沉积正则共沉积Ni-CoPb-SnCu-Bi配合物电解液，特别是配合物配合物电解液，特别是配合物浓度对某一组分金属的浓度对
17、某一组分金属的平平有显有显著影响的电解液著影响的电解液非正则非正则共沉积共沉积各组分的各组分的平平接近，且易形成接近，且易形成固溶体合金的电解液固溶体合金的电解液非正则共沉积非正则共沉积氰化物镀氰化物镀Cu-Zn非正则共沉积非正则共沉积酸性体系酸性体系镀镀Cu-Bi酸性体系酸性体系镀镀Pb-Sn平衡共沉积平衡共沉积 非正常共沉积非正常共沉积 异常共沉积异常共沉积 诱导共沉积诱导共沉积注意注意 对于给定的电解液，只有在某一浓度、一对于给定的电解液，只有在某一浓度、一定的工艺条件下才能出现异常共沉积，当定的工艺条件下才能出现异常共沉积，当条件发生变化时，有可能转为正常共沉积。条件发生变化时，有可能
18、转为正常共沉积。 异常共沉积异常共沉积含有含有铁族金属（铁族金属（Fe、Co、Ni）中的一种或多种合金的共沉积中的一种或多种合金的共沉积多属于多属于异常共异常共沉积沉积异常共沉积异常共沉积Fe-CoFe-NiFe-ZnNi-CoZn-NiNi-Sn诱导共沉积诱导共沉积 诱导金属诱导金属：通常把能促使难沉积金属共沉：通常把能促使难沉积金属共沉积的铁族金属称为诱导金属。积的铁族金属称为诱导金属。诱导共沉积诱导共沉积Ni-MoCo-MoNi-WCo-W7.4 影响金属共沉积因素影响金属共沉积因素n金属共沉积的类型金属共沉积的类型n电解液成分的影响电解液成分的影响n工艺条件的影响工艺条件的影响电解液成
19、分的影响电解液成分的影响1、电解液中金属离子浓度的影响、电解液中金属离子浓度的影响 (包括金属离子浓度和金属离子总浓度包括金属离子浓度和金属离子总浓度)正则正则非正则非正则 平衡平衡异常异常诱导诱导硫酸盐镀硫酸盐镀Co-NiCo：-0.277VNi： -0.246V2、配位剂浓度的影响：、配位剂浓度的影响：P194单一配位剂：氰化镀黄铜；酸性氟化物镀单一配位剂：氰化镀黄铜；酸性氟化物镀Sn-Ni混合配位剂：碱性氰化物镀混合配位剂：碱性氰化物镀Cu-Sn3、添加剂的影响、添加剂的影响 添加剂与配位剂相比，其影响要小得多添加剂与配位剂相比，其影响要小得多 添加剂含量达到一定值后，镀层组成可基本不变
20、添加剂含量达到一定值后，镀层组成可基本不变 添加剂通常对简单盐镀液有明显影响添加剂通常对简单盐镀液有明显影响 添加剂对合金成分的影响常有选择性添加剂对合金成分的影响常有选择性n工艺条件工艺条件pH电流密度电流密度温度温度搅拌搅拌 与合金共沉积类型无关，主要是通过影响与合金共沉积类型无关，主要是通过影响金属配合物形式来影响合金组成金属配合物形式来影响合金组成工艺条件工艺条件pHZn-Ni 合金合金 对于正则共沉积来说，增加电流密度通常对于正则共沉积来说，增加电流密度通常会有助于电势较负金属沉积速率的增加会有助于电势较负金属沉积速率的增加电流密度电流密度 对于正则共沉积来说，增加温度，合金中对于正
21、则共沉积来说，增加温度，合金中电势较正金属的含量增加，受温度影响比电势较正金属的含量增加，受温度影响比较明显较明显温度温度 搅拌或阴极移动能降低阴极扩散层厚度，搅拌或阴极移动能降低阴极扩散层厚度，从而直接影响合金组成从而直接影响合金组成 对于正则共沉积，随搅拌强度的增加，合对于正则共沉积，随搅拌强度的增加，合金成分中电势较正金属的含量增加金成分中电势较正金属的含量增加 对于非正则共沉积、异常共沉积，搅拌影对于非正则共沉积、异常共沉积，搅拌影响不大响不大搅拌搅拌7.5 电镀合金的阳极电镀合金的阳极 可溶性合金阳极可溶性合金阳极 可溶性单金属联合阳极可溶性单金属联合阳极 不溶性阳极不溶性阳极 可溶
22、性和不溶性联合阳极可溶性和不溶性联合阳极消耗量较小的金属离子可用金属盐或氧化物来补充消耗量较小的金属离子可用金属盐或氧化物来补充 两种金属阳极溶解电位接近，可分别制阳极板，挂在同一两种金属阳极溶解电位接近，可分别制阳极板，挂在同一阳极导电桥上阳极导电桥上 两种金属阳极溶解电位相差较大，应用两套阳极电流控制两种金属阳极溶解电位相差较大，应用两套阳极电流控制系统系统7.6 电镀电镀Cu-Sn合金（青铜）合金（青铜）一、概述一、概述二、氰化物镀二、氰化物镀Cu-Sn合金合金一、概述一、概述分类分类Sn颜色颜色硬度等硬度等性能性能稳定稳定性性层次层次应应用用低锡低锡青铜青铜5-15%粉红色粉红色或金黄
23、或金黄色色硬度低硬度低孔隙率孔隙率低，抛低，抛光性好光性好易变易变色色底层或中底层或中间层，套间层，套铬铬应应用用广广中锡中锡青铜青铜15-40%黄色黄色硬度居硬度居中中稳定稳定性居性居中中底层底层难套铬难套铬应应用用少少三类铜锡合金的比较三类铜锡合金的比较分类分类Sn颜色颜色 硬度等性硬度等性能能稳定稳定性性层次层次应应用用高锡高锡青铜青铜(白青白青铜铜)(银镜银镜合金）合金）40-50%银白银白色色硬度高硬度高在镍铬之间在镍铬之间抛光后反光抛光后反光能力强能力强在空气中不在空气中不易失去光泽易失去光泽，耐氧化性，耐氧化性强强铅焊性能铅焊性能导电性好导电性好 稳定稳定性好，性好，耐酸、耐酸、
24、碱、碱、食品食品中的中的有机有机酸酸代替镀银代替镀银或镀铬或镀铬食食品品罐罐三类铜锡合金的比较三类铜锡合金的比较缺点：脆性大，产品不能经受变形缺点：脆性大，产品不能经受变形注意注意 电镀铜电镀铜-锡合金是我国代镍镀层应用最广泛锡合金是我国代镍镀层应用最广泛，生产规模最大的一种合金。，生产规模最大的一种合金。 铜铜-锡合金一般代替镍金属作为防护锡合金一般代替镍金属作为防护-装饰性装饰性电镀的底层或中间层。电镀的底层或中间层。Cu-Sn合金种类合金种类氰化物电镀氰化物电镀Cu-Sn合金镀液合金镀液低氰化物焦磷酸盐镀液低氰化物焦磷酸盐镀液低氰化物三乙醇胺镀液低氰化物三乙醇胺镀液无氰电镀无氰电镀Cu-
25、Sn合金镀液合金镀液焦磷酸盐锡酸盐镀液焦磷酸盐锡酸盐镀液酒石酸盐锡酸盐镀液酒石酸盐锡酸盐镀液柠檬酸盐锡酸盐镀液柠檬酸盐锡酸盐镀液HEDP(1羧基乙叉，羧基乙叉，1二膦酸）镀液二膦酸）镀液EDTA镀液镀液二、氰化物镀二、氰化物镀Cu-Sn合金合金:P209溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件低锡低锡氰化亚铜氰化亚铜/(g/L)30-35锡酸钠锡酸钠/(g/L)25-30游离氰化钠游离氰化钠/(g/L)25-30氢氧化钠氢氧化钠/(g/L)7-10酒石酸钾钠酒石酸钾钠/(g/L)20-40OP-10/(g/L)0.05-0.2明胶明胶/(g/L)0.1-0.3碱式硫酸铋碱式硫酸铋/(g/L)0
26、.01-0.03温度温度/60-65阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)1-1.5中锡中锡10-1540-5015-1820-2555-602-2.5高锡高锡10-1550-6010-1530-4060-653-4氰化亚铜氰化亚铜主盐主盐锡酸钠锡酸钠游离氰化钠游离氰化钠络合剂络合剂氢氧化钠氢氧化钠辅助络合剂辅助络合剂防止锡酸盐水解防止锡酸盐水解及氢氧化铜沉淀及氢氧化铜沉淀促进阳极正常溶解促进阳极正常溶解添加剂添加剂使镀层晶粒细致，使镀层晶粒细致，外观色泽均匀，外观色泽均匀，提高锡的含量，提高锡的含量，提高镀层的光泽提高镀层的光泽酒石酸钾钠酒石酸钾钠明胶明胶以高锡镀液为例以高锡镀液为例1、配
27、位平衡及电极反应、配位平衡及电极反应2、阳极、阳极3、溶液配制、溶液配制224(/)0.52(/)0.34(/)0.14(/)0.005CuCuVCuCuVSnSnVSnSnVCu+Sn+CN-OH-铜以氰化亚铜的形式加入铜以氰化亚铜的形式加入锡以锡酸钠的形式加入锡以锡酸钠的形式加入2+-22-+-2-2-2-3CuCN+NaCNNaCu(CN) NaCu(CN) Na +Cu(CN)Cu(CN)Cu +2CNCu(CN) +eCu+2CNCNCu(CN)+eCu+3CN含量较多时1、配位平衡及电极反应、配位平衡及电极反应+2-2332-2-3262-4+-62-6Na SnO2Na + Sn
28、OSnO+2H OSn(OH) Sn(OH) Sn+6OHSn(OH) +4eSn+6OH4价锡价锡2、阳极、阳极 可溶性铜锡合金作阳极可溶性铜锡合金作阳极Cu+、Sn2+Cu+、Sn+黄绿色膜黄绿色膜半钝化半钝化黑色膜黑色膜完全钝化完全钝化 ad：22CueCuSneSn bC：44CueCuSneSn Cd：22442OHeH OO 合金溶解过程中，可能伴随着合金溶解过程中，可能伴随着Cu2+、Sn2+生成，这些都是有害的生成，这些都是有害的 杂质：杂质：2+Sn双氧水双氧水22222Na SnO +2H O2NaOH+H SnO、消耗金属锡、消耗金属锡、镀层发灰，结晶粗糙，产生毛刺、镀层
29、发灰，结晶粗糙，产生毛刺2价锡价锡亚锡酸亚锡酸Sn2+和和NaOH杂质：过量的碳酸盐应定期除去杂质：过量的碳酸盐应定期除去3、溶液配制：、溶液配制：P2091231240NaCN搅拌条件下搅拌条件下CuCNNaOH溶解，溶解，加热沸腾加热沸腾搅拌条件下搅拌条件下Na2SO3游离游离NaCN小电流电解，小电流电解，过滤，加明胶过滤，加明胶明胶配制明胶配制将将40g明胶和明胶和25gNaOH共溶于共溶于1000mL水水中，加热至沸腾，数分钟后即可使用中，加热至沸腾，数分钟后即可使用将将5g/L明胶用冷水浸明胶用冷水浸2h，然后用蒸气通，然后用蒸气通入，加热至沸腾，数分钟后即可使用入，加热至沸腾，数
30、分钟后即可使用无氰电镀光亮铜无氰电镀光亮铜-锡合金锡合金溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件硫酸铜硫酸铜/(g/L)20-40氯化亚锡氯化亚锡/(g/L)20-40酒石酸钾钠酒石酸钾钠/(g/L)90-120EDTA/(g/L)25-35稳定剂稳定剂WDZ/(g/L)10-15pH/(g/L)5-6温度温度/50-60阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)0.1-1.5工艺稳定，溶液无毒，分散能力，深镀能力好，适合于复杂形状的工件，镀层光亮工艺稳定，溶液无毒，分散能力，深镀能力好，适合于复杂形状的工件，镀层光亮细致，均匀，不需机械抛光，就可做装饰镀铬的底层，应用前景广阔，经济效益、细致，
31、均匀，不需机械抛光，就可做装饰镀铬的底层，应用前景广阔，经济效益、社会效益高。社会效益高。 镀锡稳定剂，由于酸性镀锡是以二价锡来镀锡稳定剂，由于酸性镀锡是以二价锡来做主盐，而二价锡盐在酸性溶液中又非常做主盐，而二价锡盐在酸性溶液中又非常容易被空气氧化为四价锡，因此在镀液中容易被空气氧化为四价锡，因此在镀液中添加二价锡稳定剂是十分重要的。添加二价锡稳定剂是十分重要的。这类稳定剂主要有这类稳定剂主要有 有机稳定剂有有机稳定剂有肼类肼类：水合肼、硫酸肼、盐酸肼：水合肼、硫酸肼、盐酸肼 还原性酸还原性酸：抗坏血酸、山梨酸钠、硫代苹果酸：抗坏血酸、山梨酸钠、硫代苹果酸、苯酚磺酸、甲酚磺酸、萘酚磺酸、乙氧
32、基、苯酚磺酸、甲酚磺酸、萘酚磺酸、乙氧基-a-萘酚磺酸及其它取代苯酚磺酸萘酚磺酸及其它取代苯酚磺酸 酚类酚类：间苯二酚等、间苯三酚、焦棓酚、：间苯二酚等、间苯三酚、焦棓酚、1，2，3-连苯三酚、氨基酚连苯三酚、氨基酚 氢醌类氢醌类：氢醌、氢醌硫酸酯、氢醌磺酸酯：氢醌、氢醌硫酸酯、氢醌磺酸酯 苯胺类苯胺类：N，N-二丁基对苯二胺二丁基对苯二胺 吡唑酮类吡唑酮类：1-苯基苯基-3-吡唑酮吡唑酮 硫醇或硫醚硫醇或硫醚：2-硫代乙醇、脂肪族硫醇、硫代乙醇、脂肪族硫醇、二羟基丙硫醇、二羟基丙硫醇、2，2-二羟基二乙硫醚二羟基二乙硫醚 无机稳定剂无机稳定剂：TiCl3、ZrSO4、V2O5、NaVO3、N
33、b2O5、Na2WO4、钽的氯化物、钽的氯化物电镀铜电镀铜-锌合金锌合金 含铜含铜50%左右的白色黄铜左右的白色黄铜 含铜含铜60-70%左右的黄色黄铜左右的黄色黄铜 含铜含铜90%左右的高铜黄铜，外观近似青铜左右的高铜黄铜，外观近似青铜仿金镀层仿金镀层应用广应用广碱性氰化物电镀铜碱性氰化物电镀铜-锌合金锌合金溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件氰化亚铜氰化亚铜/(g/L)25-30氰化锌氰化锌/(g/L)10-30总氰化钠总氰化钠/(g/L)45-90游离氰化钠游离氰化钠/(g/L)8-35碳酸钠碳酸钠/(g/L)30酒石酸钾钠酒石酸钾钠/(g/L)10-30pH/(g/L)10.3-1
34、1温度温度/25-55阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)0.5-1.5阳极阳极铜铜70%锌锌30%电镀铜电镀铜-锌合金锌合金成分成分含量及工艺条件含量及工艺条件氰化亚铜氰化亚铜28-32g/L氰化锌氰化锌7-8g/L氰化钠（游离）氰化钠（游离）6-8g/L碳酸氢钠碳酸氢钠10-12g/L氢氧化铵氢氧化铵2-4ml/L温度温度35-40电流密度电流密度1-1.5A/dm2阳极材料阳极材料铜铜(70%)锌锌(30%)合金板合金板溶液配制溶液配制氰化钠氰化钠氰化钠氰化钠氰化亚铜氰化亚铜氰化锌氰化锌60后冷却后冷却其他成分其他成分注意：注意： 最好用压延的铜锌合金板，成分最好与镀最好用压延的铜锌
35、合金板，成分最好与镀层的成分相同或接近，否则容易引起溶液层的成分相同或接近，否则容易引起溶液不稳定不稳定 使用前，阳极需在使用前，阳极需在65010下退火下退火1-2h，并在并在5%硝酸溶液中浸蚀，用金属刷子刷洗硝酸溶液中浸蚀，用金属刷子刷洗后才能使用后才能使用后处理后处理 钝化（重铬酸盐较好）钝化（重铬酸盐较好）涂覆有机膜涂覆有机膜丙烯酸类丙烯酸类环氧树脂类环氧树脂类聚氨酸类聚氨酸类其他其他仿金镀层的去除仿金镀层的去除 清漆，底层是铜锌合金或铜锌锡三种合金清漆，底层是铜锌合金或铜锌锡三种合金镀层。在退除镀层之前应先退除表面漆层镀层。在退除镀层之前应先退除表面漆层。用双氧水或氢氧化钠先去除清漆
36、层后，。用双氧水或氢氧化钠先去除清漆层后，可在下述溶液中退除仿金镀层：可在下述溶液中退除仿金镀层： 铬酐铬酐150-250g/L 硫酸硫酸5-10g/L 也可在下述溶液中电解去除：也可在下述溶液中电解去除： 亚硝酸钠亚硝酸钠30-40g/L pH值值5-7 阳极电流密度阳极电流密度1A/dm2 7.7 电镀电镀Ni-Fe合金合金一、概述一、概述二、工艺规范二、工艺规范三、溶液配制三、溶液配制四、阳极四、阳极一、概述一、概述Ni-Fe合金合金高铁合金高铁合金低铁合金低铁合金25-35%Fe10-12%Fe注意：注意： Fe21-Ni79%的合金是磁性镀层的合金是磁性镀层Ni-Fe合金特点合金特点
37、l溶液稳定，易管理，损耗小溶液稳定，易管理，损耗小l镀层性能良好，色泽光亮，成镍白色镀层性能良好，色泽光亮，成镍白色l镀层韧性好，套铬容易镀层韧性好，套铬容易l可在钢铁基体上直接电镀可在钢铁基体上直接电镀l节约了贵金属镍节约了贵金属镍l可由光亮镀镍液转化为可由光亮镀镍液转化为Ni-Fe合金镀液合金镀液l镀层做装饰镀铬的底层，尤其适合钢铁管件镀层做装饰镀铬的底层，尤其适合钢铁管件Ni-Fe合金合金单层单层Ni-Fe合金合金双层双层Ni-Fe合金合金三层三层Ni-Fe合金合金装饰铬装饰铬 用作装饰性镀铬的底层用作装饰性镀铬的底层基体基体高铁合金（厚）高铁合金（厚）铬层铬层低铁合金（薄）低铁合金（薄
38、）防止在腐蚀防止在腐蚀性介质中产性介质中产生黄色斑点生黄色斑点2/3 含含Fe1240%的全光亮的全光亮Ni-Fe合金层可代替合金层可代替全光亮镀镍层，多用于自行车行业全光亮镀镍层，多用于自行车行业代替全光亮镀镍层代替全光亮镀镍层 Ni-Fe抗腐蚀抗腐蚀 Ni-Fe硬度硬度 Ni-Fe韧性韧性 镍层镍层 镍层镍层 亮镍层亮镍层溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件硫酸镍硫酸镍/(g/L)180-220硫酸亚铁硫酸亚铁/(g/L)20-60氯化钠氯化钠/(g/L)25硼酸硼酸/(g/L)40柠檬酸三钠柠檬酸三钠/(g/L)20苯亚磺酸钠苯亚磺酸钠/(g/L)0.2“791”光亮剂光亮剂/(mL
39、/L)412烷基硫酸钠烷基硫酸钠/(g/L)0.2pH3-5温度温度/50-70阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)2-6二、工艺规范：二、工艺规范：P212时间时间/h0.5分支阳极面积比分支阳极面积比SFe:SNi=1:5阴阳极面积比阴阳极面积比S阴阴:S阳阳=1:2 硫酸镍硫酸镍/氯化镍、硫酸亚铁：主盐氯化镍、硫酸亚铁：主盐 氯化钠：阳极活化剂氯化钠：阳极活化剂 柠檬酸钠柠檬酸钠：稳定剂，配合：稳定剂，配合Fe3+ 硼酸：缓冲剂硼酸：缓冲剂 糖精：初级光亮剂糖精：初级光亮剂 791：次级光亮剂：次级光亮剂 苯亚磺酸钠：辅助光亮剂苯亚磺酸钠：辅助光亮剂 十二烷基硫酸钠：润湿剂十二烷基硫
40、酸钠：润湿剂柠檬酸、葡萄糖酸、柠檬酸、葡萄糖酸、酒石酸的盐类及其酒石酸的盐类及其混合物、抗坏血酸、混合物、抗坏血酸、硫酸羟胺等硫酸羟胺等三、溶液配制三、溶液配制12/3硫酸镍硫酸镍氯化钠氯化钠硼酸（沸水溶解）硼酸（沸水溶解）柠檬酸钠柠檬酸钠60pH=3-3.521硫酸亚铁硫酸亚铁pH=3.5活性碳活性碳过滤过滤加光亮剂加光亮剂加水至规定体积加水至规定体积调调pHpH，60 1A/dm60 1A/dm2 2小电流电解小电流电解n润湿剂及光亮剂的配制润湿剂及光亮剂的配制12-烷基硫酸钠烷基硫酸钠苯亚磺酸钠苯亚磺酸钠791：610倍水稀释倍水稀释糖精：适量水溶解糖精：适量水溶解30倍以上沸水稀释倍以
41、上沸水稀释添加剂的添加方法添加剂的添加方法 少量多次少量多次 连续滴加连续滴加 溶液中镍、铁离子含量的比值是影响合金溶液中镍、铁离子含量的比值是影响合金镀层中含铁量的主要因素。镀层中含铁量的主要因素。注意：注意：注意：注意：pH3.8； 阳极钝化；阳极钝化；剧烈空气搅拌；剧烈空气搅拌；升高温度；升高温度； 镀液中含有双氧水或高锰酸钾镀液中含有双氧水或高锰酸钾 等氧化性强的物质；等氧化性强的物质； 当当可使可使Fe2+氧化氧化为为Fe3+pH=3.23.8，电镀过程中，电镀过程中，pH值会不值会不断升高，每小时用精密试纸测定一次，断升高，每小时用精密试纸测定一次，并应及时用并应及时用15%-20
42、%H2SO4调节调节Fe(OH)3沉淀沉淀减少减少Fe3+措施（措施（ Fe3+1g/L） 1、pH值高于值高于3.8时，连续操作时间不可太长时，连续操作时间不可太长 2、最好使用含、最好使用含硫硫的镍阳极并保持适当的阳极面的镍阳极并保持适当的阳极面积，一般积，一般Sa:Sc=2:1 3、不电镀时应立即关闭空气搅拌，降低温度、不电镀时应立即关闭空气搅拌，降低温度 4、如果无过滤设备，最好采取阴极移动、如果无过滤设备，最好采取阴极移动 5、当、当Fe3+含量增加过多时，应取走一些铁阳极含量增加过多时，应取走一些铁阳极注意：注意： 补加某种成分时，应先用热水溶解，有的补加某种成分时，应先用热水溶解
43、，有的原料还需要用活性炭处理后，经过过滤入原料还需要用活性炭处理后，经过过滤入槽槽 凡添加某种成分和补加溶液时，都应事先凡添加某种成分和补加溶液时，都应事先将所用溶液的将所用溶液的pH值调至值调至3左右再加入槽中左右再加入槽中 镀液中的铁含量镀液中的铁含量低铁镀层低铁镀层中铁镀层中铁镀层高铁镀层高铁镀层通过调节通过调节镍阳极和镍阳极和铁阳极面铁阳极面积比来控积比来控制二价铁制二价铁离子的含离子的含量量四、阳极四、阳极uNi、Fe分挂分挂uNi75Fe25合金阳极合金阳极注意：注意： 铁阳极纯度高，放钛篮或用镍铬丝做挂具，铁阳极纯度高，放钛篮或用镍铬丝做挂具，聚丙烯阳极套，不可与镍阳极装在一起聚
44、丙烯阳极套，不可与镍阳极装在一起 镍阳极以含硫的镍阳极最好镍阳极以含硫的镍阳极最好 调节铁阳极面积，控制溶液中的铁含量调节铁阳极面积，控制溶液中的铁含量 定期过滤，过滤后十二烷基硫酸钠被活性定期过滤，过滤后十二烷基硫酸钠被活性炭吸附，应更新添加炭吸附，应更新添加溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件硫酸镍硫酸镍/(g/L)100-180氯化镍氯化镍/(g/L)40-50亚磷酸亚磷酸/(g/L)10-15磷酸磷酸/(g/L)40-60添加剂添加剂/(g/L)适量适量pH1-2温度温度/58-62阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)1-4电镀镍电镀镍-磷合金工艺规范磷合金工艺规范耐蚀性好耐蚀
45、性好硬度高硬度高耐磨性好耐磨性好能屏蔽电磁波能屏蔽电磁波提供磷提供磷稳定亚磷稳定亚磷酸含量、酸含量、缓冲剂缓冲剂可溶性镍阳极和不溶性阳极石墨混合使用可溶性镍阳极和不溶性阳极石墨混合使用1:3-5溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件硫酸镍硫酸镍/(g/L)90-120硫酸锌硫酸锌/(g/L)40-60硫酸铵硫酸铵/(g/L)20-30硫氰酸钠硫氰酸钠/(g/L)25-35硼酸硼酸/(g/L)25-35pH5-6温度温度/30-35阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)0.1-0.3电镀镍电镀镍-锌合金工艺规范锌合金工艺规范黑镍镀层黑镍镀层消光消光吸热吸热硫氰酸根硫氰酸根中的硫与中的硫与镍生
46、成黑镍生成黑色硫化镍色硫化镍镀后钝化、涂油或上一层有机涂料镀后钝化、涂油或上一层有机涂料溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件氯化亚锡氯化亚锡/(g/L)10氯化镍氯化镍/(g/L)75硫酸镍硫酸镍/(g/L)20焦磷酸钾焦磷酸钾/(g/L)250蛋氨酸蛋氨酸/(g/L)5pH8.5温度温度/50阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)2电镀锡电镀锡-镍合金工艺规范镍合金工艺规范黑镍镀层黑镍镀层消光消光吸热吸热发黑剂发黑剂含含S、N化化合物合物如含硫氨基如含硫氨基酸酸蛋氨酸蛋氨酸胱氨酸胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸镀后钝化、涂油或上一层有机涂料镀后钝化、涂油或上一层有机涂料7.8 电镀电镀Zn-Ni
47、合金合金一、概述一、概述二、二、Zn-Ni合金电镀工艺规范合金电镀工艺规范三、三、Zn-Ni合金溶液配制合金溶液配制四、四、Zn-Ni合金钝化合金钝化一、概述一、概述Zn基合金基合金Zn-Ni合金合金Zn-Fe合金合金Zn-Co合金合金Zn-Ti合金合金Ni 1015%耐蚀性最佳耐蚀性最佳Co1%Fe 0.227%，一般，一般1%Ti 0.22%，耐蚀性接近，耐蚀性接近Cd高耐蚀性高耐蚀性合金合金低氢脆低氢脆代镉镀层代镉镀层Zn-Ni合金合金Zn-Fe合金合金Zn-Co合金合金异常共沉积异常共沉积Zn-Ni合金特点合金特点u1镀层防护性高镀层防护性高，比锌镀层高，比锌镀层高2倍以上，倍以上，含
48、镍量为含镍量为13%的的Zn-Ni合金的耐蚀性是锌镀合金的耐蚀性是锌镀层的层的6倍，可用于高防护性部件或作为倍，可用于高防护性部件或作为代镉代镉镀层；镀层；u2.较高的耐磨性，镀层硬度可高达较高的耐磨性，镀层硬度可高达300HV左右左右u3.电流密度范围宽，分散能力好，适合形电流密度范围宽，分散能力好，适合形状复杂的工件电镀状复杂的工件电镀u4电镀工艺的电镀工艺的氢脆性很小氢脆性很小，几乎无氢脆，几乎无氢脆，适用于适用于高强度钢高强度钢的电镀；的电镀；u5合金与基体合金与基体结合牢固结合牢固，镀层具有，镀层具有良好的良好的可焊性可焊性；u 6镀液成分简单镀液成分简单，使用方便，易于维护；，使用
49、方便，易于维护；u 7镀液镀液毒性低毒性低，有利于环境保护，有利于环境保护u 8能在紫外线照射下使用能在紫外线照射下使用中性盐雾实验注意注意 Zn-Ni合金电沉积属于异常共沉积。锌比镍合金电沉积属于异常共沉积。锌比镍优先沉积优先沉积二、二、 Zn-Ni合金电镀工艺规范合金电镀工艺规范溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件氯化锌氯化锌/(g/L)65-70氯化镍氯化镍/(g/L)120-130氯化铵氯化铵/(g/L)200-240硼酸硼酸/(g/L)20-30十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠/(g/L)2添加剂添加剂/(g/L)1-2pH5.0-5.5温度温度/20-40阴极电流密度阴极电流密度/
50、(A/dm2)1-4三、三、 Zn-Ni合金溶液配制：合金溶液配制：P214 氯化锌氯化锌氯化铵氯化铵1/3硼酸（沸水溶解）硼酸（沸水溶解）1氯化镍氯化镍热水溶解热水溶解212十二烷基硫酸钠及光亮剂十二烷基硫酸钠及光亮剂3四、四、Zn-Ni合金钝化合金钝化Cr6+2.5g/L温度温度40-70时间时间20-40s低铬钝化低铬钝化Cr6+17.5g/L温度温度30-70时间时间5-20s中铬钝化中铬钝化电镀电镀Zn-Ni合金耐蚀性合金耐蚀性Zn-Ni合金层盐雾实验后的外观合金层盐雾实验后的外观Zn-Ni合金层镍含量与红锈出现时间的关系图合金层镍含量与红锈出现时间的关系图Zn-Ni合金层镍含量与腐
