1、6.3.1 概述概述电镀镍的发展历史与瓦特型镀镍液电镀镍的发展历史与瓦特型镀镍液镀镍层的性质和用途镀镍层的性质和用途镀镍镀镍液种类液种类 一、电镀镍的发展历史与瓦特型镀镍液一、电镀镍的发展历史与瓦特型镀镍液1843年班特格尔镀镍年班特格尔镀镍1861年瓦特镀镍年瓦特镀镍二战后光亮、半光亮镀镍二战后光亮、半光亮镀镍双层镀镍双层镀镍三层镀镍三层镀镍复合镀镍再镀铬复合镀镍再镀铬二、镀镍层的性质和用途镀镍层的性质和用途颜色：银白色略带米黄色颜色：银白色略带米黄色密度：密度：8.9g/cm3原子量：原子量：58.71熔点：熔点：1453晶型结构：面心立方晶型结构：面心立方具有铁磁性具有铁磁性耐蚀性耐蚀性
2、镍与空气中的氧作用可形成保护性钝化膜镍与空气中的氧作用可形成保护性钝化膜而使镍具有良好的抗大气腐蚀性能而使镍具有良好的抗大气腐蚀性能镍容易钝化，钝化后化学稳定性更高镍容易钝化，钝化后化学稳定性更高常温下与空气、水都不发生反应，耐稀酸、常温下与空气、水都不发生反应，耐稀酸、稀碱、有机酸，但会受浓盐酸、稀硝酸、稀碱、有机酸，但会受浓盐酸、稀硝酸、氨水、铵盐、氰化物的腐蚀氨水、铵盐、氰化物的腐蚀电化学性能电化学性能标准电极电位：标准电极电位：-0.25V相对于铁基金属为阴极性镀层相对于铁基金属为阴极性镀层 镍镀层往往多孔，常作中间层或底层镍镀层往往多孔，常作中间层或底层40-50微米微米复合镀复合镀
3、 SiC BN Al2O3 ZrO2多层组合多层组合镀层镀层 Cu/Ni/Cr降低降低孔隙率孔隙率提高硬度提高硬度提高耐磨性提高耐磨性腐蚀腐蚀镀镍层的用途镀镍层的用途作为防护作为防护-装饰性镀层的底层或中间镀层装饰性镀层的底层或中间镀层镀镍层具有良好的抛光性镀镍层具有良好的抛光性硬度高，用于需要硬度和耐磨性的场合硬度高，用于需要硬度和耐磨性的场合也用于电铸也用于电铸塑料成型模具塑料成型模具热放射镀层热放射镀层(一一)、黑镍：常用于照相机零件、附件、建筑、黑镍：常用于照相机零件、附件、建筑五金，镀层内含有硫化镍，镀后涂漆五金，镀层内含有硫化镍，镀后涂漆(二二)、中间镀层及底镀层、中间镀层及底镀层
4、缎面缎面绒面绒面(三三)、用于制造电阻体、用于制造电阻体常用的是在陶瓷基体上进行的化学镀镍而获得常用的是在陶瓷基体上进行的化学镀镍而获得的电阻体的电阻体(四四)、用于制造金属镜、用于制造金属镜(五五)、用于电子和半导体元件的表面加工、用于电子和半导体元件的表面加工(六六)、电铸镍：例如唱片模板的制造、电铸镍：例如唱片模板的制造（凸版）（凸版）(七七)、用于、用于耐磨性耐磨性的复合电镀：分散微粒有的复合电镀：分散微粒有氧化物氧化物（氧化铝、氧化锆、二氧化硅、二氧（氧化铝、氧化锆、二氧化硅、二氧化钛、三氧化钨）化钛、三氧化钨）碳化物碳化物（碳化硅、碳化铬、碳化钨、碳化硼）（碳化硅、碳化铬、碳化钨、
5、碳化硼）(八八)、用于其他作用的复合电镀、用于其他作用的复合电镀可作为可作为自润滑自润滑的分散粒子有二硫化铝、石墨、的分散粒子有二硫化铝、石墨、氮化硼、氟化石墨、高分子氟化合物氮化硼、氟化石墨、高分子氟化合物作为作为非粘接性非粘接性的分散粒子有氟化石墨、聚四的分散粒子有氟化石墨、聚四氟乙烯氟乙烯镀镍液种类多，最多的为镀镍液种类多，最多的为瓦特镍瓦特镍电解液大部分为电解液大部分为弱酸性电解液弱酸性电解液碱性电解液主要有碱性电解液主要有焦磷酸盐体系焦磷酸盐体系碱性含氨的镀镍液碱性含氨的镀镍液三、镀镍液种类镀镍液种类按镀液类型分：按镀液类型分：瓦特型（硫酸盐氯化物型）瓦特型（硫酸盐氯化物型）氯化物型
6、氯化物型氯化铵型氯化铵型氨基磺酸型氨基磺酸型-成本高成本高氟硼酸盐镀镍氟硼酸盐镀镍-镀厚镍镀厚镍中性柠檬酸盐镀镍中性柠檬酸盐镀镍-锌压铸件锌压铸件镀镍液分类镀镍液分类焦磷酸盐镀镍焦磷酸盐镀镍碱性含氨的镀镍碱性含氨的镀镍镀黑镍镀黑镍闪镀镍型闪镀镍型醋酸镍型醋酸镍型全硫酸盐镀镍全硫酸盐镀镍按镀液酸碱性分：按镀液酸碱性分：酸性镀液酸性镀液碱性镀液碱性镀液按镀镍层的装饰性：按镀镍层的装饰性：普通镀镍（暗镍）普通镀镍（暗镍）半光亮镀镍半光亮镀镍全光亮镀镍全光亮镀镍按结构特征分：按结构特征分：单层镍单层镍双层镍双层镍多层镍多层镍按电镀工艺分：按电镀工艺分：一般镀镍一般镀镍复合镀镍复合镀镍高硫镍高硫镍高应力
7、镍高应力镍按用途分类：按用途分类：一般装饰镀镍一般装饰镀镍硬镍硬镍黑镍黑镍消光镀镍消光镀镍按镀镍沉积速度分：按镀镍沉积速度分：一般镀镍一般镀镍快速镀镍快速镀镍镍和其它金属的合金镍和其它金属的合金 Ni-Co Ni-Sn Ni-P Ni-Au Ni-Ag Ni-Pd光光半半亮镀镍亮镀镍 光亮镀镍光亮镀镍 镍封闭（复合镀镍）镍封闭（复合镀镍）高应力镍高应力镍高硫镍高硫镍黑镍黑镍电铸镍电铸镍常见的电镀镍常见的电镀镍溶液种类溶液种类普通镀镍普通镀镍(暗镍暗镍)缎面镍缎面镍6.3.2 瓦特镀镍瓦特镀镍工艺特点工艺特点电极反应电极反应工艺规范工艺规范溶液的配制溶液的配制工艺维护工艺维护一、工艺特点工艺特点
8、 瓦特镀镍使用硫酸镍，少量氯化物和硼酸瓦特镀镍使用硫酸镍，少量氯化物和硼酸为基础的溶液，用这种溶液镀出的镍镀层为基础的溶液，用这种溶液镀出的镍镀层结晶细致，易于抛光，韧性好，耐蚀性比结晶细致，易于抛光，韧性好，耐蚀性比亮镍好，沉积速度高，镀层脆性小，与钢亮镍好，沉积速度高，镀层脆性小，与钢铁基体结合力好。镀液维护容易，操作简铁基体结合力好。镀液维护容易，操作简便，对厂房和设备的腐蚀小。便，对厂房和设备的腐蚀小。在这种溶液中加入添加剂可以直接镀出半在这种溶液中加入添加剂可以直接镀出半光亮或光亮镍，溶液还具有相当好的整平光亮或光亮镍，溶液还具有相当好的整平能力，较少毛坯磨光和省去工序间抛光。能力，
9、较少毛坯磨光和省去工序间抛光。二、电极反应二、电极反应阴极阴极阳极阳极Ni2+2e-NiNi-2e-Ni2+2H+2e-H22H2O-4e-4H+O2阳极材料阳极材料阳极用可溶性镍阳极阳极用可溶性镍阳极防止镍阳极钝化加入一定量的氯化物防止镍阳极钝化加入一定量的氯化物铸造镍阳极铸造镍阳极轧制镍阳极轧制镍阳极普通电解镍板普通电解镍板含硫电解镍阳极含硫电解镍阳极溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件瓦特型瓦特型硫酸镍硫酸镍/(g/L)250-300氯化镍氯化镍/(g/L)30-60氯化钠氯化钠/(g/L)硼酸硼酸/(g/L)35-40硫酸钠硫酸钠/(g/L)硫酸镁硫酸镁/(g/L)12烷基硫酸钠烷
10、基硫酸钠/(g/L)0.05-0.1pH3-4温度温度/45-60阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)1-2.5三、工艺规范：三、工艺规范：P120预镀预镀180-22010-1230-3520-3030-405-5.520-350.8-1.5硫酸镍硫酸镍主盐主盐 氯化镍氯化镍或或氯化钠氯化钠阳极活化剂阳极活化剂硼酸硼酸pH缓冲剂缓冲剂 硫酸钠、硫酸钠、硫酸镁硫酸镁导电盐导电盐12烷基硫酸钠烷基硫酸钠防针孔剂防针孔剂Ni(OH)2胶体胶体四、溶液配制四、溶液配制氰化钠温水溶解氰化钠温水溶解1温度温度光亮镍的稳光亮镍的稳定电势定电势溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件半光亮镍半光亮镍1硫
11、酸镍硫酸镍/(g/L)240-280氯化镍氯化镍/(g/L)45-60硼酸硼酸/(g/L)30-40冰醋酸冰醋酸/(mL/L)1-31、4丁炔二醇丁炔二醇/(g/L)0.2-0.3香豆素香豆素/(g/L)甲醛甲醛/(mL/L)12烷基硫酸钠烷基硫酸钠/(g/L)0.01-0.02pH4.0-4.5温度温度/45-50阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)3-4半光亮镀镍工艺规范半光亮镀镍工艺规范半光亮镍半光亮镍2280-30030-4035-400.6-1.00.3-0.50.15-0.300.15-0.200.13.8-4.255-603-4冰醋酸冰醋酸的作用的作用主要是主要是抑制零抑制零
12、件表面件表面出现的出现的点状腐点状腐蚀，并蚀，并使表面使表面光泽均光泽均匀细致。匀细致。单层镍：单层镍：基体基体铜层铜层镍层镍层铬层铬层4 多层镍技术及其耐蚀性多层镍技术及其耐蚀性孔隙率大孔隙率大内应力大内应力大大阴极小阳极大阴极小阳极普通组合镀层容易出现直达基体金普通组合镀层容易出现直达基体金属的黄色锈蚀物属的黄色锈蚀物多层镍的组合形式多层镍的组合形式多层镍的耐蚀性多层镍的耐蚀性多层镍中不同镍层的电镀工艺多层镍中不同镍层的电镀工艺（1）多层镍的组合形式）多层镍的组合形式电镀两层镍：电镀两层镍：铜铜/半光亮镍半光亮镍/亮镍亮镍/铬铬两层镍：两层镍：基体基体半光亮镍层半光亮镍层光亮镍层光亮镍层铬
13、层铬层铜层铜层含含S量量0.0030.005%；稳定电势；稳定电势-60mV含含S量量0.040.08%；稳定电势；稳定电势-220mV注意：注意：镀层含硫量越高，稳定电势（腐蚀电势）镀层含硫量越高，稳定电势（腐蚀电势）越低或者说：越低或者说：“镍层的稳定电位随硫含量镍层的稳定电位随硫含量的增加而变负的增加而变负”。对铁基体来说，半光亮镍与亮镍间的厚对铁基体来说，半光亮镍与亮镍间的厚度比例为度比例为4：1；对锌铸件基体来说，半光亮镍与亮镍间对锌铸件基体来说，半光亮镍与亮镍间厚度比例为厚度比例为3：2；实际生产时，双层镍的总厚度一般为实际生产时，双层镍的总厚度一般为20-40微米，半亮镍的厚度，
14、通常是总镍层微米，半亮镍的厚度，通常是总镍层厚度的厚度的60-80，双层镍表面镀覆的光，双层镍表面镀覆的光亮铬层一般控制在亮铬层一般控制在0.25微米左右；微米左右；防护性能取决于半光亮镍与光亮镍层之防护性能取决于半光亮镍与光亮镍层之间的层间电势差，间的层间电势差，电势差电势差125毫伏毫伏，才，才能使腐蚀集中于亮镍层横向发展而保护能使腐蚀集中于亮镍层横向发展而保护钢铁基体，一般通过降低半光亮镍层含钢铁基体，一般通过降低半光亮镍层含硫量的方法来增大层间电势差；硫量的方法来增大层间电势差；电镀双层镍注意事项：电镀双层镍注意事项：为了保证两层镍间的结合力，在生产时，为了保证两层镍间的结合力，在生产
15、时，应注意以下几点：应注意以下几点：(1)镀液要定期进行镀液要定期进行净化净化处理。这是因为处理。这是因为镀液中添加剂不均匀，有有机杂质、金镀液中添加剂不均匀，有有机杂质、金属杂质积累等因素，会助长镀层表面钝属杂质积累等因素，会助长镀层表面钝化或内应力增大，所以会使镀层结合力化或内应力增大，所以会使镀层结合力变坏。变坏。(2)镀镍层表面在空气中和水洗时容易钝镀镍层表面在空气中和水洗时容易钝化使电镀双层镍层间的结合力下降，故化使电镀双层镍层间的结合力下降，故在两次电镀之间应尽量减少镀件在空气在两次电镀之间应尽量减少镀件在空气中停留时间，并中停留时间，并简化中间水洗过程简化中间水洗过程，零零件可直
16、接从半光亮镍槽进入亮镍槽。件可直接从半光亮镍槽进入亮镍槽。(3)零件在空中移送时要极力防止镍层表面零件在空中移送时要极力防止镍层表面钝化，钝化，应尽量使周围操作环境净化。应尽量使周围操作环境净化。(4)在自动线上镀双层镍，在半光亮镍进入在自动线上镀双层镍，在半光亮镍进入亮镍槽时，应亮镍槽时，应带电入槽带电入槽，以防产生双极性，以防产生双极性电极现象。手工操作时，在挂具进出槽时，电极现象。手工操作时，在挂具进出槽时，应减小电流应减小电流，这样可减轻双极性电极现象。，这样可减轻双极性电极现象。(5)绝对绝对不能将含硫的镀镍初级光亮剂带入不能将含硫的镀镍初级光亮剂带入半亮镍槽中，否则会降低镍层之间的
17、电位半亮镍槽中，否则会降低镍层之间的电位差。差。+电镀三层镍：电镀三层镍：铜铜/半光亮镍半光亮镍/高硫镍高硫镍/亮镍亮镍/铬铬铜铜/半光亮镍半光亮镍/亮镍亮镍/镍封镍封/微孔铬微孔铬铜铜/半光亮镍半光亮镍/亮镍亮镍/高应力镍高应力镍/微裂纹铬微裂纹铬铜铜/半光亮镍半光亮镍/高硫镍高硫镍/亮镍亮镍/铬：铬：基体基体半光亮镍层半光亮镍层光亮镍层光亮镍层铬层铬层高硫镍层高硫镍层铜层铜层含含S量量0.0030.005%；稳定电势；稳定电势-60mV含含S量量0.040.08%；稳定电势；稳定电势-220mV含含S量量0.10.2%；稳定电势；稳定电势-300mV注意：注意：l腐蚀最先集中在高硫镍层腐蚀
18、最先集中在高硫镍层l半光亮镍层：光亮镍层半光亮镍层：光亮镍层1：1浸泡时间对瓦特型镀镍和光亮镀镍开路电极电势的影响浸泡时间对瓦特型镀镍和光亮镀镍开路电极电势的影响条件：条件：空气搅拌，空气搅拌，pH=2的硫酸盐电解液的硫酸盐电解液种类种类含硫量含硫量稳定电势稳定电势半光亮镍半光亮镍0.0030.005%-60mV光亮镍光亮镍0.040.08%-220mV高硫镍高硫镍0.10.3%-300mV半光亮镍、光亮镍、高硫镍含硫量半光亮镍、光亮镍、高硫镍含硫量及稳定电势比较及稳定电势比较50-80mV220-240mV-60mV-220mV-300mV电位差电位差厚度厚度调节调节（2）多层镍的耐蚀性）多
19、层镍的耐蚀性牺牲阳极型牺牲阳极型腐蚀分散型腐蚀分散型双层镍双层镍高硫镍组合高硫镍组合镍封镍封高应力镍高应力镍 是指通过牺牲多层镍组合镀层中电是指通过牺牲多层镍组合镀层中电势较负的镀层来延缓电势较正的镀势较负的镀层来延缓电势较正的镀层的腐蚀，从而使整个镀层的耐蚀层的腐蚀，从而使整个镀层的耐蚀性能得到提高。性能得到提高。牺牲阳极型：牺牲阳极型：S，Br，Ni半光亮镍半光亮镍 Br，Ni 全光亮镍全光亮镍 Tri，Ni 高硫镍高硫镍双层镍耐蚀机理示意图双层镍耐蚀机理示意图层状层状柱状柱状亮镍亮镍三层镍耐蚀机理示意图三层镍耐蚀机理示意图 腐蚀分散型：腐蚀分散型：微间断铬微间断铬 是以适当的工艺，在铬层
20、上形成大是以适当的工艺，在铬层上形成大量数目的微孔隙或微裂纹，从而使量数目的微孔隙或微裂纹，从而使腐蚀电流大大分散，以达到延缓腐腐蚀电流大大分散，以达到延缓腐蚀，使整个镀层体系的耐蚀性提高蚀，使整个镀层体系的耐蚀性提高的目的。的目的。微孔铬微孔铬微裂纹铬微裂纹铬M.C.CrM.P.Cr获得微孔铬的方法获得微孔铬的方法 镍封镍封微孔数稳定，控制可靠、操作简单微孔数稳定，控制可靠、操作简单镍封之后镀铬镍封之后镀铬微孔铬微孔铬获得微裂纹铬的方法获得微裂纹铬的方法 在镀铬溶液中添加硒的化合物（在镀铬溶液中添加硒的化合物（SeO42-）镀铬后用热水处理镀铬后用热水处理 镀双层铬：第一层普通镀铬镀双层铬：
21、第一层普通镀铬0.25-0.35微米微米 第二层复合镀铬第二层复合镀铬0.8-1.2微米微米 在光亮镍层上闪镀高应力的薄镍层后，在光亮镍层上闪镀高应力的薄镍层后，再镀普通光亮铬再镀普通光亮铬微裂纹铬微裂纹铬单层式单层式双层式双层式PNS式式改变镀铬工艺改变镀铬工艺 高应力镍高应力镍（冲击镍（冲击镍）普通光亮铬层上有普通光亮铬层上有1-20条条/cm2裂纹裂纹 微裂纹铬层上有微裂纹铬层上有300-800条条/cm2裂纹裂纹镀液种类镀液种类 孔隙孔隙腐蚀电流腐蚀电流 穿透速度穿透速度常规铬常规铬少、粗少、粗集中集中快快常规铬与微孔铬微裂纹铬的比较常规铬与微孔铬微裂纹铬的比较微孔铬微孔铬微裂纹铬微裂
22、纹铬多、细多、细分散分散慢慢全全半半高硫高硫铜加速醋酸盐雾试验铜加速醋酸盐雾试验TT三层镍三层镍-微孔铬微孔铬三层镍三层镍-微裂纹铬微裂纹铬双层镍双层镍-铬铬单层镍单层镍-铬铬三层镍三层镍-微裂纹铬微裂纹铬三层镍三层镍-微孔铬微孔铬双层镍双层镍-铬铬单层镍单层镍-铬铬电镀四层镍：电镀四层镍：铜铜/半光亮镍半光亮镍/高硫镍高硫镍/亮镍亮镍/镍封镍封/微孔铬微孔铬高硫镍高硫镍镍封镍封高应力镍高应力镍（3）多层镍中不同镍层的电镀工艺）多层镍中不同镍层的电镀工艺 高硫镍（含硫量为高硫镍（含硫量为0.1-0.3，其厚度，其厚度为为0.25-l m）在普通镀镍槽中加入适当的含硫添加剂在普通镀镍槽中加入适当
23、的含硫添加剂来实现来实现高硫镍高硫镍溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件高硫镍高硫镍硫酸镍硫酸镍/(g/L)280-320氯化镍氯化镍/(g/L)40-50硼酸硼酸/(g/L)35-45苯亚磺酸钠苯亚磺酸钠/(g/L)0.5-1.0糖精糖精/(g/L)0.8-1.01、4丁炔二醇丁炔二醇/(g/L)0.3-0.512烷基硫酸钠烷基硫酸钠/(g/L)0.05-0.15高硫镍的工艺规范高硫镍的工艺规范：P135溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件高硫镍高硫镍pH3-3.5温度温度/40-50阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)3-4电镀时间电镀时间/min2-3搅拌方式搅拌方式空气搅拌
24、或空气搅拌或阴极移动阴极移动过滤方式过滤方式连续连续镍层总厚度镍层总厚度25微米微米高硫镍高硫镍0.25-1微米微米半光亮镍层占总厚度的半光亮镍层占总厚度的50%以上以上高硫镍的工艺流程高硫镍的工艺流程 前处理前处理(除油、除锈除油、除锈)阴极电解除油阴极电解除油阳阳极电解除油极电解除油二次水洗二次水洗稀酸活化稀酸活化镀半镀半光亮镍光亮镍镀高硫镍镀高硫镍镀光亮镍镀光亮镍水洗水洗 换挂具换挂具镀铬镀铬两次水洗两次水洗干燥干燥高硫镍注意事项：高硫镍注意事项：在电镀三层镍时，要严防高硫镍镀液及光在电镀三层镍时，要严防高硫镍镀液及光亮镍镀液进入半光亮镍槽中，否则将引起亮镍镀液进入半光亮镍槽中，否则将引
25、起镀层耐蚀性降低，失去镀三层镍的意义。镀层耐蚀性降低，失去镀三层镍的意义。添加剂应使镀层具有足够的延性，内应力添加剂应使镀层具有足够的延性，内应力小，添加剂不会被活性炭吸附。小，添加剂不会被活性炭吸附。镀液具有足够的稳定性。镀层表面要保持镀液具有足够的稳定性。镀层表面要保持一定活性。一定活性。高硫镍不能镀得太厚，否则表面镀亮镍时高硫镍不能镀得太厚，否则表面镀亮镍时表面容易发雾。表面容易发雾。也称复合镀镍。镍封闭工艺是在一般光亮也称复合镀镍。镍封闭工艺是在一般光亮镀镍电解液中加入固体非金属微粒（直径镀镍电解液中加入固体非金属微粒（直径0.5微米）借助激烈搅拌，使之悬浮在溶微米）借助激烈搅拌，使之
26、悬浮在溶液里，实现固相微粒与镍离子共同沉积，液里，实现固相微粒与镍离子共同沉积，并均匀分布在金属组织中，在制品表面形并均匀分布在金属组织中，在制品表面形成由金属镍和非金属固体颗粒组成的致密成由金属镍和非金属固体颗粒组成的致密镀层，在这种镀层上沉积铬时，由于微粒镀层，在这种镀层上沉积铬时，由于微粒不导电，所以微粒上无铬层沉积，从而得不导电，所以微粒上无铬层沉积，从而得到微孔型的铬层。到微孔型的铬层。镍封镍封镍封闭：镍封闭：镍封的工艺条件镍封的工艺条件：P134溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件镍封镍封硫酸镍硫酸镍/(g/L)300-350氯化钠氯化钠/(g/L)10-15硼酸硼酸/(g/L
27、)35-40糖精糖精/(g/L)0.8-1.01、4丁炔二醇丁炔二醇/(g/L)0.3-0.4二氧化硅微粉二氧化硅微粉/(g/L)10-25促进剂促进剂/(g/L)适量适量溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件镍封镍封pH3.8-4.4温度温度/50-55阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)2-5电镀时间电镀时间/min1-5搅拌方式搅拌方式强烈搅拌强烈搅拌镍封层厚度镍封层厚度0.2-2微米微米镍封作用镍封作用 降低镀镍层的孔隙率和内应力降低镀镍层的孔隙率和内应力 形成微孔铬形成微孔铬镍封镀层的微粒种类镍封镀层的微粒种类 Ni-SiO2 Ni-Al2O3 Ni-BaSO4 Ni-高岭土高
28、岭土 Ni-膨润土膨润土 Ni-玻璃玻璃 Ni-石英石英 Ni-金刚石金刚石 Ni-滑石粉滑石粉微粒厚度微粒厚度0.02-0.5m压缩空气搅拌压缩空气搅拌常用的微粒有硫酸盐、硅酸盐、常用的微粒有硫酸盐、硅酸盐、氧化物、氮化物和碳化物等。氧化物、氮化物和碳化物等。镍封镀层的共沉积促进剂镍封镀层的共沉积促进剂 EDTA Al2(SO4)3 LB-5(1)镍封闭使用空气搅拌，并要合理排列送镍封闭使用空气搅拌，并要合理排列送气孔，控制气流强度。气孔，控制气流强度。(2)镍封厚度镍封厚度0.2-2m，厚度过大易，厚度过大易“倒光倒光”(3)pH值通常控制在值通常控制在3-5之间，之间，pH过高，嵌过高，
29、嵌入镀层中的微粒显著减少，入镀层中的微粒显著减少，pH过低，嵌入过低，嵌入镀层中的微粒过多，会造成镀层镀层中的微粒过多，会造成镀层“倒光倒光”影响外观。影响外观。镍封注意事项：镍封注意事项：倒光倒光是指漆膜干后有光泽，但在很短时间是指漆膜干后有光泽，但在很短时间（数小时至数周）内光泽就减退消失的现（数小时至数周）内光泽就减退消失的现象。象。失光失光是指有光漆在固化成漆膜后没有光泽，是指有光漆在固化成漆膜后没有光泽，或光泽不足的现象。或光泽不足的现象。倒光与失光在现象上虽有差别，但产生的倒光与失光在现象上虽有差别，但产生的原因大致相同的。原因大致相同的。(4)镍封镀层上沉积的普通光亮铬层，厚度镍
30、封镀层上沉积的普通光亮铬层，厚度0.25-0.5m，铬层太厚，超过微粒的粒径后，铬层太厚，超过微粒的粒径后，铬镀层会再一次连成片，称为铬镀层会再一次连成片，称为“搭桥搭桥”，降，降低微孔密度，影响孔蚀效果。低微孔密度，影响孔蚀效果。生产维护生产维护 阳极最好采用溶解性能较好的碳化镍、含阳极最好采用溶解性能较好的碳化镍、含硫镍板，采用阳极袋、阳极框硫镍板，采用阳极袋、阳极框 零件必须紧紧扣在挂具上，根据其几何形零件必须紧紧扣在挂具上，根据其几何形状确定其悬挂方式和位置状确定其悬挂方式和位置 镀件入槽沉积镍封镀层之前，必须先开动镀件入槽沉积镍封镀层之前，必须先开动搅拌设备，再通电搅拌设备，再通电
31、镀件镀完出槽时，必须将黏附在其表面的镀件镀完出槽时，必须将黏附在其表面的微粒和电镀液冲洗干净微粒和电镀液冲洗干净 镀件从亮镍槽中出来时，可以不经水洗，镀件从亮镍槽中出来时，可以不经水洗，直接进入镍封镀槽，动作要快，移动时间直接进入镍封镀槽，动作要快，移动时间要短，要求带电入槽要短，要求带电入槽 要注意排除电镀过程中的双极性现象，采要注意排除电镀过程中的双极性现象，采用弹性挂钩用弹性挂钩 镍封溶液在使用数周后，需要进行大处理镍封溶液在使用数周后，需要进行大处理镍封溶液的配制镍封溶液的配制 在光亮镀镍溶液中加入计算量的在光亮镀镍溶液中加入计算量的共沉积促共沉积促进剂进剂，充分搅拌，充分搅拌 取计算
32、量的取计算量的固体微粒固体微粒，先用少量温水、乙，先用少量温水、乙醇或丙酮等溶剂充分润湿，调成糊状，然醇或丙酮等溶剂充分润湿，调成糊状，然后在激烈搅拌的情况下加入镀液。继续搅后在激烈搅拌的情况下加入镀液。继续搅拌拌1h作用，使固体微粒在镀液中均匀悬浮，作用，使固体微粒在镀液中均匀悬浮，经短时间电解处理后，即可试镀经短时间电解处理后，即可试镀 pH控制在控制在3-4，调节，调节10%H2SO4或稀或稀NaOH或或NiCO3注意注意 微孔铬的微孔数量不是越多越好微孔铬的微孔数量不是越多越好 若微孔数达到若微孔数达到4105/cm2以上，则镀层的光以上，则镀层的光亮度显著下降，甚至变成灰白色，这种现
33、象亮度显著下降，甚至变成灰白色，这种现象称为称为“倒光倒光”微孔数微孔数2 104/cm2 5104/cm2为宜为宜微孔数目检查方法：微孔数目检查方法：在微孔铬上进行硫酸盐酸性镀铜或在微孔铬上进行硫酸盐酸性镀铜或化学接触镀铜化学接触镀铜四层镍四层镍 汽车行业发展，对汽车轮圈外观，耐腐蚀提出更汽车行业发展，对汽车轮圈外观，耐腐蚀提出更高要求，原三层镍已不能满足要求，因此必须镀高要求，原三层镍已不能满足要求，因此必须镀四层镍，其在半光亮镍，高硫镍，亮镍上镀一层四层镍，其在半光亮镍，高硫镍，亮镍上镀一层复合镍层，称为镍封闭复合镍层，称为镍封闭(微孔镍微孔镍)，再镀普通铬，再镀普通铬(微微孔铬孔铬)，
34、因此，而得到的装饰，因此，而得到的装饰-防护性镀层，显著防护性镀层，显著地提高了镀层的耐腐蚀性能，其原因在铬层表面地提高了镀层的耐腐蚀性能，其原因在铬层表面生成大量肉眼不可见的微型纹或微孔，这些均匀生成大量肉眼不可见的微型纹或微孔，这些均匀地分布的微孔，由于腐蚀电流分散在整个镀层表地分布的微孔，由于腐蚀电流分散在整个镀层表面上，腐蚀电流密度大大降低，腐蚀速度也明显面上，腐蚀电流密度大大降低，腐蚀速度也明显地减缓。地减缓。四层镍的工艺流程四层镍的工艺流程 前处理前处理二次水洗二次水洗阴极电解除油阴极电解除油清洗清洗阳极电解除油阳极电解除油二次水洗二次水洗稀酸活化稀酸活化镀半亮镍镀半亮镍镀高硫镍镀
35、高硫镍镀光亮镍镀光亮镍镍封镍封二次水洗二次水洗换挂具换挂具 换挂具换挂具镀铬镀铬两次水洗两次水洗干燥干燥注意注意 在电镀四层镍时，严防将镍封镀液带入其在电镀四层镍时，严防将镍封镀液带入其他镀液中，否则将引起镀层耐腐蚀性及表他镀液中，否则将引起镀层耐腐蚀性及表面外观质量变差，失去镀四层镍意义。面外观质量变差，失去镀四层镍意义。钢铁基体上最佳防护组合钢铁基体上最佳防护组合 氰化铜氰化铜酸性光亮铜酸性光亮铜半光亮镍半光亮镍高硫镍高硫镍光亮镍光亮镍镍封镍封铬铬 高应力镍：高应力镍：在光亮镀镍层上再镀一层应力很高且结在光亮镀镍层上再镀一层应力很高且结合力良好的薄镍层，然后，在标准镀铬合力良好的薄镍层，然
36、后，在标准镀铬槽中镀铬，因高应力镍层应力大龟裂成槽中镀铬，因高应力镍层应力大龟裂成微裂纹，铬层也相应呈微裂纹状。微裂纹，铬层也相应呈微裂纹状。高应力镍高应力镍：P136高应力镍的工艺流程高应力镍的工艺流程：P136溶液的组成及操作条件溶液的组成及操作条件高应力镍高应力镍氯化镍氯化镍/(g/L)220-250乙酸钠乙酸钠/(g/L)60-80异烟肼异烟肼/(g/L)0.2-0.5pH4.5-5.5温度温度/30-35阴极电流密度阴极电流密度/(A/dm2)4-8电镀时间电镀时间/min2-5搅拌方式搅拌方式空气搅拌空气搅拌裂纹数裂纹数/(条条.cm-2)250-800 高应力镍电解液的主盐多采用
37、氯化镍，也高应力镍电解液的主盐多采用氯化镍，也可部分采用硫酸盐，为了使镀层有高的应可部分采用硫酸盐，为了使镀层有高的应力，常使用多种有机添加剂。力，常使用多种有机添加剂。微裂纹数目检查方法：微裂纹数目检查方法：在微裂纹铬上进行铬酸阳极处理或硫酸铜在微裂纹铬上进行铬酸阳极处理或硫酸铜阴极电解处理阴极电解处理 将镀层放大将镀层放大100-200倍观察微裂纹数目应倍观察微裂纹数目应该在该在300-800条条/cm2镍镀层要求镍镀层要求 要求镀层细致、均匀、结合牢靠、不起皮、不起泡。要求镀层细致、均匀、结合牢靠、不起皮、不起泡。对于普通镀镍层，要求厚度必达到一定的要求。对于普通镀镍层，要求厚度必达到一
38、定的要求。光亮镀镍，要求亮度均匀，不允许光亮镀镍，要求亮度均匀，不允许“起花起花”现象。现象。多层镍，主要考核各镀层之间的结合力一定要好，绝多层镍，主要考核各镀层之间的结合力一定要好，绝不允许起壳、脱皮现象，同时还要保证各层应有的厚不允许起壳、脱皮现象，同时还要保证各层应有的厚度，以达到抗腐蚀能力的要求。度，以达到抗腐蚀能力的要求。6.3.4 镀镍液中杂质的去除方法镀镍液中杂质的去除方法 有机杂质会使镍镀层乌亮、结合力明显降低有机杂质会使镍镀层乌亮、结合力明显降低 电镀镍层表面出现黑点和灰黑色有可能受到电镀镍层表面出现黑点和灰黑色有可能受到金属杂质的污染，尤其是受到铅杂质的污染金属杂质的污染，
39、尤其是受到铅杂质的污染可能性更大。可能性更大。杂质杂质的影响及去除方法的影响及去除方法 大多数电镀镍加工厂家对镀镍液的大处理大多数电镀镍加工厂家对镀镍液的大处理均采用加均采用加双氧水或高锰酸钾双氧水或高锰酸钾进行氧化处理，进行氧化处理，以去除镀液中的有机物和添加剂的分解杂以去除镀液中的有机物和添加剂的分解杂质。质。低电流密度电解低电流密度电解 碱化法去除杂质碱化法去除杂质 酒石酸或柠檬酸作掩蔽剂酒石酸或柠檬酸作掩蔽剂 去杂水去杂水 除铁剂除铁剂双氧水一活性炭净化处理双氧水一活性炭净化处理 采用双氧水一活性炭净化处理光亮镀镍溶液是行之采用双氧水一活性炭净化处理光亮镀镍溶液是行之有效的大处理方法之
40、一。在搅拌下缓慢地加入双氧有效的大处理方法之一。在搅拌下缓慢地加入双氧水水2-4mL/L(加入前先稀释加入前先稀释5-10倍，以利于发挥其作倍，以利于发挥其作用，减少损耗用，减少损耗)，继续搅拌，继续搅拌1h，使溶液中的二价铁，使溶液中的二价铁离子氧化成三价铁离子，有机杂质存在时也易被氧离子氧化成三价铁离子，有机杂质存在时也易被氧化，容易被活性炭吸附。化，容易被活性炭吸附。加温至加温至70，使残余双氧水分解，以免光亮剂遭到，使残余双氧水分解，以免光亮剂遭到破坏。破坏。在搅拌下加入在搅拌下加入稀的氢氧化钠或稀的氢氧化钠或氢氧化镍或碳酸镍氢氧化镍或碳酸镍，提高提高pH至至5.5-6，使三价铁离子形
41、成氢氧化铁沉淀。，使三价铁离子形成氢氧化铁沉淀。2Fe2+H O 2H+2Fe3+2H O 碱化法去除杂质碱化法去除杂质 将镀液的将镀液的pH值提高到值提高到6左右，使铜、铁、左右，使铜、铁、锌等异金属杂质成为氢氧化物锌等异金属杂质成为氢氧化物Me(OH)n的的形式沉淀，再经过滤除去。形式沉淀，再经过滤除去。除杂剂也分两大类：除杂剂也分两大类：一类是选择性化学沉淀剂，与杂质金属离子一类是选择性化学沉淀剂，与杂质金属离子形成较大颗粒的化合物，使之产生沉淀；形成较大颗粒的化合物，使之产生沉淀；另一类是选择性的螯合剂，与金属杂质形成另一类是选择性的螯合剂，与金属杂质形成螯合物，并且与镍在镀层中共沉积
42、。螯合物，并且与镍在镀层中共沉积。除杂剂法去除金属杂质除杂剂法去除金属杂质镀镍溶液中杂质的去除镀镍溶液中杂质的去除 少量少量：电解法电解法、掩蔽剂、掩蔽剂 较多较多：亚铁氰化钠化学亚铁氰化钠化学法法铜杂质铜杂质2Cu2Na4Fe(CN)6Cu2Fe(CN)6十十4Na 少量少量：电解法电解法、掩蔽剂、掩蔽剂 较多较多：CaCO3NaOH联合高联合高pH值值处理法处理法锌锌杂质杂质 当镀镍液中锌杂质含量较高时，可先用当镀镍液中锌杂质含量较高时，可先用CaCO3(或或BaCO3)，提高镀液，提高镀液pH至至5.5左右左右，再用，再用NaOH或或Ni(OH)2提高镀液提高镀液pH值至值至6.2，加热
43、至，加热至65-70，搅拌，搅拌30min-60min，静置后过滤。，静置后过滤。双氧水双氧水CaCO3（或（或BaCO3）联合高联合高pH值值处理处理法法 除杂剂除杂剂铁铁杂质杂质 先加先加30%的双氧水的双氧水1mL/L，将，将Fe2氧化为氧化为Fe3十十，然后加热至然后加热至65-70，加入，加入CaCO3(或或BaCO3)提提高高pH值至值至5.5左右，搅拌左右，搅拌30min-60min，趁热过，趁热过滤除去沉淀，再调整镀镍液的滤除去沉淀，再调整镀镍液的pH值和成分后，即值和成分后，即可正常镀镍。可正常镀镍。研制的除铁剂研制的除铁剂B，只与铁离子络合。在电镀，只与铁离子络合。在电镀过
44、程中，铁离子与镍离子发生了共沉积，过程中，铁离子与镍离子发生了共沉积，能获得合格的镀层，克服了常规处理的弊能获得合格的镀层，克服了常规处理的弊病。病。除铁剂除铁剂B除铁剂除铁剂FJ-N1 FJ-N1为液体添加剂为液体添加剂FJ-N1能与三价铁生成一种可溶性络合物，能与三价铁生成一种可溶性络合物，防止了氢氧化铁的析出。防止了氢氧化铁的析出。FJ-N1能迅速使三价铁还原成二价铁，沉积能迅速使三价铁还原成二价铁，沉积到镀层中去，且对镀件的平整性、光亮度、到镀层中去，且对镀件的平整性、光亮度、延展性、抗蚀性等无任何影响。延展性、抗蚀性等无任何影响。FJ-N1消耗甚微，仅限于镀件带出消耗。消耗甚微，仅限
45、于镀件带出消耗。可在生产过程中使用，不影响生产。可在生产过程中使用，不影响生产。除铁剂除铁剂QF 在光亮镀镍液中混入在光亮镀镍液中混入50mg铁离子，镍层铁离子，镍层就会产生毛刺或针孔。此时加入就会产生毛刺或针孔。此时加入 除铁剂除铁剂QF后，能改变铁离子电位，迅速络合到镍层后，能改变铁离子电位，迅速络合到镍层中，无须电解过滤。特别适用钢铁管状件中，无须电解过滤。特别适用钢铁管状件镀镍。镀镍。保险粉法、硫酸亚铁法保险粉法、硫酸亚铁法、铁还原铁还原碱沉淀法、电解法碱沉淀法、电解法六价铬杂质六价铬杂质pH控制在控制在9-9.5左右左右 电解法电解法(低低pH值和高温值和高温)NaHSO3稀溶液稀溶
46、液法法硝酸根硝酸根杂质杂质 镀液镀液pH1-2，温度，温度60-70，阴极电流，阴极电流密度先用密度先用lA/dm2-2A/dm2，使，使NO3-在阴极还在阴极还原为原为NH3逸出，然后逐渐降低至逸出，然后逐渐降低至0.2A/dm2，直至镀液正常为止。直至镀液正常为止。电解法电解法(低低pH值和高温值和高温)：亚硫酸氢钠又称酸式亚硫酸钠、重亚硫酸钠亚硫酸氢钠又称酸式亚硫酸钠、重亚硫酸钠 第一步，通过第一步，通过赫尔槽赫尔槽试验确定应加入的试验确定应加入的NaHSO3量；量；第二步，按计算量的第二步，按计算量的110%在不断强烈搅拌下在不断强烈搅拌下慢慢加入稀慢慢加入稀NaHSO3溶液溶液(以减
47、少因生成以减少因生成SO2而而过量消耗的过量消耗的HSO3-)，继续搅拌约，继续搅拌约5min；第三步，按第三步，按lmL/L-2mL/L量加入量加入30%的的H2O2，加温，加温(也可直接在热的镀镍液中处理也可直接在热的镀镍液中处理)到到55-60；搅拌反应约；搅拌反应约lh，氧化残存的，氧化残存的NaHSO3并分解多余的并分解多余的H2O2。无需过滤、调无需过滤、调pH值到工艺范围即可试镀。值到工艺范围即可试镀。NaHSO3稀溶液稀溶液法：法：双氧水一活性炭双氧水一活性炭法法 高锰酸钾一活性炭法高锰酸钾一活性炭法有机杂质有机杂质双氧水一活性炭双氧水一活性炭法法 用硫酸调镀液用硫酸调镀液pH
48、=3.5，向其加，向其加入入30%的双氧水的双氧水1mL/L-3mL/L，加热镀液至，加热镀液至65-70，搅拌，搅拌30min-60min；然后再加入；然后再加入3g/L-5g/L活性炭，搅活性炭，搅拌拌30min左右后静置过滤；分析化验调整镀镍液左右后静置过滤；分析化验调整镀镍液成分及成分及pH值后试镀。值后试镀。(1)用稀硫酸调整镀镍溶液的用稀硫酸调整镀镍溶液的pH值达值达3左右左右(2)高锰酸钾配成高锰酸钾配成5的水溶液，在剧烈搅拌下缓的水溶液，在剧烈搅拌下缓慢加入溶液中慢加入溶液中(3)加热至加热至60-80，持续搅拌，持续搅拌2h，使其与高锰酸，使其与高锰酸钾加速氧化反应钾加速氧化
49、反应(4)在搅拌下加入氢氧化镍或碳酸镍，提高在搅拌下加入氢氧化镍或碳酸镍，提高pH至至5.5-6，使，使Fe3+形成氢氧化铁沉淀形成氢氧化铁沉淀(5)加入加入5浓度的双氧水，以还原过剩的高锰酸浓度的双氧水，以还原过剩的高锰酸钾，并使硫酸锰氧化成二氧化锰沉淀排除，此时钾，并使硫酸锰氧化成二氧化锰沉淀排除，此时溶液的淡红色应已褪尽。操作时应边加入双氧水溶液的淡红色应已褪尽。操作时应边加入双氧水边搅拌，同时观察淡红色褪除后停止加入双氧水边搅拌，同时观察淡红色褪除后停止加入双氧水高锰酸钾高锰酸钾一活性炭一活性炭法法(6)加入加入 FJN5 除铜剂，沉淀铜杂质，加完后继除铜剂，沉淀铜杂质，加完后继续搅拌
50、续搅拌30min(7)加入加入3-5g/L化学纯粉末状活性炭化学纯粉末状活性炭(加入前先调成加入前先调成糊状糊状)，继续搅拌，继续搅拌2h，使有机杂质充分被吸附除去，使有机杂质充分被吸附除去(8)静置静置3-4h后过滤后过滤(9)调整调整pH值至工艺范围，低电流通电处理，试镀值至工艺范围，低电流通电处理，试镀 十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠活性炭活性炭联联合合法法油类油类杂质杂质 将镀镍液加热至将镀镍液加热至60左右；在搅拌下加左右；在搅拌下加入入0.8g/L-1g/L十二烷基硫酸钠，继续搅拌十二烷基硫酸钠，继续搅拌60min(使十二烷使十二烷基硫酸钠对油类杂质起乳化作用基硫酸钠对油类杂质起乳化
