化学镀镍的基本工艺 

　　如同其他湿法表面处理一样，化学镀镍包括镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成，正确地实施工艺全过程才能获得质量合格的镀层。然而，与电镀工艺比较，化学镀镍工艺全过程应格外仔细。化学镀取决于在工件表面均匀一致的、迅速成的初始状态（起镀过程），化学镀镍并无外力启动和帮助克服任何表面缺陷；于是，工件一进入镀液即形成均匀一致的沉积界面，这一点很生要，因为化学镀是靠表面条件启动的，即异相表面自催化反应，而不是电力。一秀说来，化学镀镍液比较电镀液更加敏感娇弱。其中各项化学成份的平衡、工艺参数的可操作范围比较狭窄；对于污染物的耐受能力较差，甚至ppm级的重离子就可能造成镀层性能恶化或漏镀、停镀；考虑到化学镀液的寿命，比较电镀液而言，十分有限，需要给予更多的维护，尽可能延长化学镀液寿命是十分重要的。

 

　　化学镀镍层具有优越的耐腐蚀的是它得到应用的主要原因之一。这种镀层是依靠xx的连续要覆盖而防止基体腐蚀的，并非像锌等金属镀层那样属于牺牲性镀层；因此，化学镀镍层必须是完整的；仔细的表面预处理、谨慎的施镀操作是这种镀层完整性的保证

优异的镀液配方对于产生{zy}质的化学镀镍层是必不可少的。化学镀镍溶液应包括：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、、稳定剂、光亮剂、等。

 

　　主盐　　

 

　　化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，如镍、氯化镍、醋酸镍等，由它们提供化学镀反应过程中所需要的镍离了。早期曾用过氯化镍做主盐，由于氯离子的存在不仅会降低镀层的耐蚀性，还产生拉应力，所以目前已不再使用。同硫酸镍相比用醋酸镍做主盐对镀层性能的有益贡献因其价格昂贵而被抵消。其实最理想的镍离子来源应该是次磷酸镍，使用它不至于在镀浴中积存大量的硫酸根，也不至于使用中被加次磷酸钠而大量带入钠离子，同样因其价格因素而不能被工业化应用。目前应用最多的就是硫酸镍，由于制造工艺稍有不同而有两种结晶水的硫酸镍。因为硫酸镍是主盐，用量大，在镀中还要进行不断的补加，所含杂质元素会在镀液的积累，造成镀液镀速下降、寿命缩短，还会影响到镀层性能，尤其是耐蚀性。所以在采购硫酸镍时应该力求供货方提供可靠的成分化验单，做到每个批量的质量稳定，尤其要注意对镀液有害的杂质元锌及重元素的控制。

 

　　还原剂　　

 

　　用得最多的还原剂是次磷酸钠，原因在于它的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好。次磷酸钠在水中易于溶解，水溶液的pH值为6。是白磷溶于NaOH中，加热而得到的产物。目前国内的次磷酸钠制造水平很高，除了国内需求外还大量出口。

 

　　络合剂　　　

 

　　化学镀镍溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成部分就是络合剂。镀液性能的差异、寿命长短主主决定于络合剂的选用及其搭配关系。　　络合剂的{dy}个作用就是防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性并延长使用寿命。如果镀注保没有络合剂存在，由于镍的氢氧化物溶液度较小，在酸性镀液中艰险可析出浅绿色絮状含水氢氧化镍沉淀。硫酸镍溶于水后形成六水合镍离子，它有水解倾向，水解后呈酸性，这时即析出了氢氧化物沉淀。如果六水合镍离子中有部分络合剂分子存在则可以明显提高其抗水解能力，甚至有可能在碱性环境中以镍离子形式存在。不过，pH值增加，六水合镍离子中的水分子会被OH取代，促使水解加剧，要xx抑制水解反应，镍离子必须全部螯合以得到抑制水解的{zd0}稳定性。镀液中还有较多次磷酸根离子存大，但由于次磷酸镍溶液度较大，一般不致析出沉淀。镀液使用后期，溶液中亚磷酸根聚集，浓度增大，容易析出白色的NiHPO3.6H2O沉淀。加络合剂以后溶液中游离镍离子浓度大幅度降低，可以抑制镀液后期亚磷酸镍沉淀的析出。 　　络合剂的第二个作用就是提高沉积速度，加络合剂后沉积速度增加的数据很多。加入络合剂使镀液中游离镍离子浓度大幅度下降，从质量作用定律看降低反应物浓度反而提高了反应速度是不可能的，所以这个问题只能从动力学角度来解释。简单的说法是有机添加剂吸附在工件表面后，提高了它的活性，为次磷酸根释放活性原子氢提供更多的xx能，从而增加了沉积反应速度。络合剂在此也起了加速剂的作用。

 

　　能应用于化学镀镍中的络合剂很多，但在化学镀镍溶液中所用的络合剂则要求它们具有较大的溶解度、在溶液中存大的pH范围能与化学镀工艺要求一致，还存大一定的反应活性，价格因素不容忽视。目前，常用的络合剂主要是一些脂肪族羧酸及其取代衍生物，如丁二酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸及甘氨酸等，或用它们的盐类。在碱浴中则用焦磷酸盐、柠檬酸盐及铵盐。不饱和脂肪酸很少用，因不饱和烃在饱和时要吸收氢原子，降低还原剂的利用率。而常见的一元羧酸如甲酸、乙酸等则很少使用，乙酸常用作缓冲剂，丙酸则用作加速剂。　　

 

　　稳定剂

 

　　化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，由于种种原因，如局部过热、pH值提高，或某些杂质影响不可避免的会在镀液中出现一些活性微粒——催化核心，使镀液发生激烈的自催化反应产生大量Ni—P黑色粉末，导致镀液短期内发生分解，逸出大量气泡，造成不可挽救的经济损失。这些黑色粉末是高效，它们具有极大的比表面积与活性，加速了镀液的自发分解，几分钟内镀液将变成无色。稳定剂的作用就在于抑制镀液的自发分解，使施镀过程在控制下有序进行。稳定剂是一种毒化剂，即反催化剂，只需加入痕量就可以抑制镀液自发分解。稳定剂不能使用过量，过量后轻则减低镀速，重则不再起镀。稳定剂吸附在固体表面抑制次磷酸奶的脱氢反应，但不阻止次磷酸盐的氧化作用。也可以说稳定剂掩蔽了催化活性中心，阻止了成核反应，但并不影响工件表面正常的化学镀镍过程。　　我们大致把我们从前用的稳定剂分为四类：

 

第六主族元素S、Se、Te的化合物；

 

某些含氧化合物；

 

重金属离子

 

溶性有机物。

 

　　以上所说的是以次磷酸根作还原剂为例子，但其基本原理在胺基硼化物浴中同样适用。但强碱性的硼氢化钠浴及90度温度下，有些稳定剂往往会分解、沉淀而失效。有报道说用铊盐效果不错。另外，硝酸铊还能增加较低温度下镀浴的沉积速度。铊盐能在Ni—B镀层中共沉积，有时高达6%的含量。

 

　　加速剂

 

　　为了增加化学镀的沉积速度，在化学镀镍溶液中还加入一些化学药品，它们有提高镀速的作用而被称为加速剂。加速剂的作用机理被认为是还原剂次磷酸根中氧原子可以被一种外来的酸根取代形成配位化合物，或者说加速剂的阴离子的催化作用是由于形成了杂多酸所致。在空间位阻作用下使H-P键能减弱，有利于次磷酸根离子脱氢，或者说增加了次磷酸的活性。实验表明，短链饱和脂肪酸的阴离子及至少一种无机阴离子，有取代氧促进次磷酸根脱氢而加速沉积速度的作用。化学镀镍中许多络合剂即兼有加速剂的作用。

 

　　缓冲剂

 

　　化学镀镍过程中由于有氢离子产生，使溶液pH值随施镀进程而逐渐降低，为了稳定镀速及保证镀层质量，化学镀镍体系必须具备缓冲能力，也就是说使之在施镀过程中pH值不至于变化太大，能维持在一定pH值范围内的正常值。某些弱酸（或碱）与其盐组成的混合物就能抵消外来少许酸或碱以及稀释对溶液pH值变化的影响，使之在一个较小范围内波动，这种物质称为缓冲剂。缓冲剂缓冲性能好坏可用pH值与酸浓度变化图来表示，酸浓度在一定范围内波动而pH值却基本不变的体系缓冲性能好。　

 

　　化学镀镍溶液中常用的一元或二元有机酸及其盐类不仅具备络合镍离子的能力，而且具有缓冲性能。在酸性镀浴中常用的HAC-NaAC体系就有良好的缓冲性能，但醋酸根的络合能力却很小，它一般不做络合剂用。

 

　 其它组份

 

　　与电镀镍一样，在化学镀镍溶液中加入少许的，它有助于气体的逸出、降低镀层的孔隙率。另外，由于使用的表面活性剂兼有作用，施镀过程中在逸出大量气体搅拌情况下，镀液表面形成一层白色泡沫，它不仅可以保温、降低镀液的蒸发损失、减少酸味，还使许多县浮的脏物夹在泡沫中而易于xx，以保持镀件和镀液的清洁。

 

　　表面活性剂是这样一类物质，在加入很少量时就能大幅度地降低的表面张力界面张力，从而改变体系状态。在固—液界面上由于固体表面上原子或分子的价键力是未饱和的，与内部原子或分子比较能量相对较高，尤其金属表面是属于高能表面之列，它与液体接触时表面能总是减小的。换句话说，金属的固—气界面很容易被固—液界面代替（润湿定义就是固体表面吸附的气体为液体取代）。

 

　　化学镀镍是一种功能性镀层，一般不做装饰用，故不要求光亮。但有人将电镀镍用的光亮剂如苯基二磺酸钠用于酸性化学镀浴中收到一定效果。蛋白质、萘磺酸、脂肪醇磺酸盐以及糖精等据报道在醋酸缓冲镀浴中也能起到光亮作用。

 

　　某些金属离子的稳定剂还兼有光亮剂的作用，如铬离子、铊离子、铜离子，认为是与Ni-P形成合金的原因。加痕量铜离子因改变镀层结构而呈现镜面光亮的外观。但目前很多厂家在化学镀的要求上都明确表面要无铬镀层。

 

成本可能是我们最表面处理大多数情况下{dy}个要考虑的问题。

 

　　我们如果询问一般的化学镀镍供应商，化学镀镍的成本是多少，对方大多会回答0.4元每平方分米或0.2元每平方分米。但他们大多没有说明的是这只是镀液的成本或是原材料的成本。没有加进其它成本，据站长估计，如果您是新学者，化学镀镍的前后处理、水费、电费应该是原材料成本的一倍（如果您是购买成品液），这还不包括设备折旧等稳形的费用。所以一般的地区化学镀镍加工价格在1.5元至2元之间。这当然是开票价。如果对方是自配液，也就是拥有自主配方的话，费用会下降20%，如果加工厂的业务比较连续成本可能会再降10%，生产上的节约不会很大，不浪费就已经不错了，故但自配液的加工成本绝不会低于0.5元／平方分米。算起来，留开厂家的毛利润在50％左右,基本符合正常加工的情况。做市场调查时应该考到加工量的问题，如果加工量不能连续，那么我们必续在建主镀槽的同时，附建小镀槽，以备淡季的零星加工及新镀液小试。

 

　　建厂前我们可以算一个小帐，一升浓缩液（60克／升）的镍用量应该是280克左右，按我们市场价，硫酸镍33元／公斤，那么仅硫酸镍一项成本就为9.24元，可镀覆76平方分米，那么每平方分米消耗硫酸镍的费用为0.12元，还原剂、络合剂及其它药品价值总和基本与硫酸镍相当，经站长简单计算，每平方米分米的基本成本在0.22元至0.24元之间。以浙江一家小厂，主镀槽300升为例，连续生产的电价是每方平分米0.06元，不连续生产每平方分米电价是0.15元，水费(纯净水按70元／吨计算)为0.05元，前后处理液成本为0.05元。这样我们可以算出四项费用总和在0.38元至0.49元之间。我们可以看出，这个不包括设备折旧及厂房租金的生产成本就已经很高了，有人说化学镀镍成本低于电镀，是不现实的，而且直接与电镀总体相比应该说是没有可比性的，因为电镀有好多镀种，成本也差别很大。

 

注意事项

 

1. 每班开槽前应分析调整镀液，并进行试镀，确定镀液状况良好后再批量入槽生产。

 

2. 每班关槽前必须将镀液循环过滤，去除有害微粒，掉入槽内的工件应及时捞出

 

3. 过滤机的滤芯用后要取出彻底冲洗干净，在过滤不同镀液时更应如此，严禁过滤机及滤芯不经清洗直接过滤槽液（过滤过乱镀镀液或分解镀液的滤芯应废弃不能再使用）。

 

4. 根据工件重要程度可选择新旧镀液区别对待，也可先用旧镀液进行预镀，取出后放入新镀液中镀覆，尤其在镀覆铝基体工件时，此法可延长镀液使用寿命。

 

5. 工件入槽时采取小批量同时入槽的方式，并记下每批入槽的准确时间，镀覆时间的长短应根据镀层的厚度要求而定，必须采用测定小试片的镀厚及镀速来决定镀覆时间。

 

6. 工件放入镀槽后要经常晃动和搅拌，严禁相互接触和碰撞，同时不断变换工件放置位置，一般使盲孔向上，以利气泡的排出，圆柱形工件应竖放，以避免机械杂质落于工件表面，造成镀层出现毛刺。

 

7. 槽液的装载量一般为 1-2dm 2 /L，应根据工件的数量选择镀槽大小，槽液多少；工件入槽的数量不能超过镀槽装载量的上限。

 

8. 在镀覆过程中，应连续搅拌过滤，每小时分析补加一次，同时调整 pH值，生产班组长必须指定专人看管,做到槽不离人,严防工件入槽后无人问津的现象发生。

 

9. 钢 铁电加热管应定期放入 1：1硝酸中钝化一下，可防止热管被镀上。如果加热管已经被镀上，则需放入1：1硝酸中退镀。在加热管钝化或退镀处理后，都应彻底清洗，以免将NO 3 - 等杂质带入镀槽。如为蒸汽管加热，则应涂上保护漆，并定期检查有无镀上，脱漆的地方应及时补上。

 

10. 工件出槽后应彻底冲洗 ,注意盲孔中残留镀液,然后用干净吸水抹布擦干、吹干，质检合格后应立即包装并清点入库，作好记录，严禁用手触摸工件，严禁随便放置。

 

11. 不合格镀层应退除后重镀，工件的基体不同，退镀液也不一样，铜基体上的化学镀镍层退镀液应与其它钢铁件区分开，以免退镀液中的 Cu 2+ 在其它工件上被置换出来。

 

12. 槽液（包括前处理溶液）的维护管理特别重要，任何物件进入槽液前，必须先弄清它是什么材质，对槽液有何影响，并保证它不会给槽液带来任何危害，严禁随意将东西放入槽液，严禁不经除油、除锈，不经彻底清洗进入镀槽，镀液中严防带入 Cu 2+ 、Zn 2+ 、Ag + 、Hg 2+ 、Cd 2+ 、Pb 2+ 、Fe 2+ 、Al 3+ 、Cu + 、Sb 2+ 、NO 3 - 等水溶性杂质。

 

13. 槽液每天的生产状况、维护补加情况及产品质量应由生产班组长在专用记录单上作详细记录，并定期将记录交于技术负责人查阅，并存档备查。

 

14. 镀槽应定期清理，定期检查软 PVC衬垫有无镀上或破损，及时处理或修补。

 

化学镀镍的动力学

　  在获得热力学判据证明化学镀镍可行的基础上，几十年来人们不断探索化学镀镍的动力学过程，提出各种沉积机理、假说，以期解释化学镀镍过程中出现的许多现象，希望推动化学镀镍技术的发展和应用。虽然化学镀镍的配方、工艺千差万别，但它们都具备以下几个共同点：

• 沉积Ni的同时伴随着着H2析出
• 镀层中除Ni外，还含有与还原剂有关的P、B或N等元素
• 还原反应只发生在某些具有催化活性的表面上，但一定会在已经沉积的镀层上继续沉积
• 产生的副产物H+促使槽液pH值降低
• 还原剂的利用率小于{bfb}

　　无论什么反应机理都必须对上面的现象作出合理的解释，尤其是化学镀镍一定在具有自催化的特定表面上进行，机理研究应该为化学镀提供这样一种催化表面。

　　元素周期表中第VIII族元素表面几乎都具有催化活性，如Ni、Co、Fe、Pd、Rh等金属的催化活性表现为是脱氢和氢化作用的。在这些金属表面上可以直接化学镀镍。有些金属本身虽不具备催化活性，但由于它的电位比镍负，在含镍离子的溶液中可以发生置换反应构成具有催化作用的Ni表面，使沉积反应能够继续下去，如Zn、Al。对于电位比镍正又不具备催化活性的金属表面，如Cu、Ag、Au、铜合金、不锈钢等，除了可以用先闪镀一层薄薄的镍层的方法外，还可用“诱发”反应的方法活化，即在镀液中用一活化的铁或镍片接触已清洁活化过的工件表面，瞬间就在工件表面上沉积出Ni层，取出Ni或Fe片后，镍的沉积反应会仍然继续下去。

　　化学镀的催化作用属于多相催化，反应是在固相催化剂表面上进行。不同材质表面的催化能力不同，因为它们存在的催化活性中心数量不同，而催化作用正是靠这些活性中心吸附反应物分子增加反应xx能而加速反应进行的。在实际化学镀中工件的催化活性大小与工艺密切相关。人们也不难发现一些并不具备催化活性的表面，如不锈钢、搪瓷、清漆、塑料、玻璃钢等在长期施、机械磨擦、局部温度或pH值过高，或还原剂浓度过高等条件下，由它们制成的容器壁、挂钩上也会显示出催化活性而沉积上镍，温度高的地区更加明显。

　　在工件表面化学镀镍，以次磷酸钠作还原剂在酸性介质中反应式为：

　　Ni2++H2PO-+H2O→H2PO3-+Ni+2H+

　　它必然有几个基本步骤：

• 反应物向表面扩散；
• 反就硪在催化表面上吸附；
• 在催化表面上发生化学反应；
• 产物从表面层脱附；
• 产物扩散离开表面

　　这些步骤中按化学动力学基本原理，最慢的步骤是整个沉积反应的控制步骤。

　　目前，化学镀Ni-P合金有四种沉积机理，即原子氢理论、氢化物传输理论、电化学理论及羟基-镍离子配位理论

化学镀镍与基体材料 

　　从化学镀定义可知，化学镀的前提是基体表面必须具有催化活性，这样才能引发化学沉积反应，另一方面化学镀层本身了必须是化学镀的催化表面，这样沉积过程能持续下去，达到所需要的镀层厚度。化学镀镍本身就是化学沉积反应的，这是毫无疑问的；然而，需要化学镀镍的基体材料几乎可以是任何一种或非金属材料。根据对于化学镀镍过程的催化活性，基体材料可分为以下几类：

• {dy}类　　本身具有催化活性的材料；
• 第二类　　无催化活性的材料；
• 第三类　　催化毒性的材料；

　　对于次磷酸钠化学镀镍液，元素周期表中第VIII族中氢析出反应低超电势的金属：例如铂、铱、铑、钌以及镍，均属于{dy}类本身具有催化活性的材料。这些金属可以直接化学镀镍。大多数材料属于第二类，无催化活性的材料。这些材料表面不具备催化活性，必须通过在它表面沉积的{dy}类本身具备催化活性的金属，使这种表面具有催化活性之后才能引发化学沉积。第二类无催化活性材料又可分为三种：

• 比镍活泼的金属材料　如铁金属材料浸入化学镀液时，由于置换反应开始在铁表面

上沉积镍，成为引发化学镀反应的成核中心，继而使化学镀镍反应在大面积上持续进行。电位比镍负的金属，除铁之外，还有铝、铍、钛等，但是在生产实践中，为获得足够的镀层结合强度，燕不采用像处理铁金属材料那种直接的方式。

• 比镍稳定的金属　如铜、银、金等，这些材料的表面上不可能在镀液中发生置换反

应而沉积镍，因此必须通过施加阴极脉冲电流或者使被镀表面与一片比镍活泼的金属接触，以便被镀表面沉积上镍从而引发化学沉积反应。

• 非金属材料　这些材料必须预先在表面上沉积{dy}类本身具备催化活性的金属，如

浸胶体钯等方法，才能进行化学镀镍。

• 　　铅、镉、铋、锑、钼、汞、硫均属于第三类催化毒性材料。

　　基体合金成分中含有这些无素超过某一百分数时，假若浸入镀液，不仅基体表面不可能镀上，还会溶解而且进入镀液的这些材料的离子将阻滞化学镀镍反应，甚至停镀。因此这类材料进入化学镀液之前必须进行预镀，如采用电镀镍或其他方式在其表面形成一层具有足够厚度的完整致密的预镀层；即一方面预镀层具有引发化学镀镍的催化活性，另一方面阻止催化毒性元素的溶出。

　　基体材料对于化学镀镍反应的催化活性及其分类也不是一成不变的。基体材料在不同的镀液中具有不同的催化活性，特别是受还原剂和镀液pH值影响很大。例如金属钴在碱性次磷酸钠兴中属于本身具备催化活性，属于{dy}类材料。在次磷酸钠镀液中属于第二类材料的铜、钼、钨、金、银和石墨等基体材料在硼氢化钠镀液中可以直接催化沉积。化学镀液对基体材料的影响也是应该考虑的重要因素之一；镁、铝、锌、铜等到是在强碱性镀液中易腐蚀的基体材料，上述有色金属在中性或弱酸性的胺基甲硼烷镀液中沉积镍硼俣金是比较有利的。同样，某些不耐温的非金属材料，如塑料等应该采用低温化学镀液进行施镀。

　　除基体材料的化学成分和性质对化学镀镍有显著影响之外，基体材料的表面形貌的影响也是十分突出的。由于化学沉积是无外加电场的影响，化学镀镍层是十分均匀的，因此对于基体材料的表面原有缺陷和粗糙形貌几乎没有任何整平和掩盖的作用；换言之，只有在少缺陷和表面粗糙度较低的基体材料表面上才能获得高质量的化学镀镍层。

 

化学镀镍的应用（总讲） 

　  众所周知，化学镀层以其优异的性能，越来越多地赢得了人们的信任，它的应用范围也覆盖了工业生产的各个领域，虽然它在国内从早期的研究到工业化应用只走了十几年的路程，但是发展速度是惊人的，其潜在的发展空间也是巨大的，随着我们国家工业的发展、各项工业基础的健全，人们对化学镀镍更加全面的认识以及全民环保意识的加强，未来几年，化学镀必然迎来其高速发展的又一个春天，我们这些站在化学镀应用最前沿的工程技术人员有责任也有义务把我们这项民族产业更好、更快的发展起来。

 

　　今天我们就着重讲一下化学镀在工业中的应用。我们在全国的生产线比较多，接触的工业类型也比较齐全，那我就把我们在工业中的应用经验与大家交流一下，也把前面我们对工艺的学习加以巩固。

 

　　化学镀镍的工业应用主要围绕着它的几大特点：

 

•  均镀、深镀能力（也就是对各种几何形状，尤其是深孔、盲孔工件的表面镀覆，主要针对其无孔不入的特点）；

 

•  优异的防腐性能（也就是化学镀层非晶态的特点，特别是在油田化工设备、海洋、岸基设备等上的镀覆）；

 

  良好的可焊性（尤其是对在镀层表面进行锡焊的工件的镀覆）；

 

•  高硬度与高耐磨性能（主要是对汽配、摩配、各种轴类、钢套、模具的表面镀覆）；

 

•  电磁屏蔽性能（主要对计算机硬盘、飞机接插件等电子元器件的表面镀覆）；

 

•  适应绝大多数基体表面处理的特性（主要对铝及铝合金、铁氧体、钕铁硼、钨镍钴等特殊材料的表面镀覆）；

 

　　另外就是化学镀镍大规模应用的低成本，操作简便性，清洁生产的环境效应。我想环境效应这一点是非常重要的。化学镀镍是一项标准的清洁生产工艺，这里我想多说几句，所谓清洁生产就是指采用无污染少污染的原材料及没有污染或少污染的生产工艺，把污染源消灭在产品的制造过程中，而不是像我们传统的生产工艺，先污染后制理，浪费人力、物力、财力，也浪费资源，资源对我们来说是宝贵的，这是我国可持续发展的关键，也是未来几年我们化学镀镍进行大规模工业应用的一张{wp}。

 

　　化学镀镍的优点很多，这也是它能在各个工业领域广泛应用的主要原因，但是在这里我也希望大家记住一点，化学镀镍不是{wn}的，它只是表面处理技术中的一种，有很多新的化学镀领域等待我们去研究。有人想得到所有的优点，这是不可能的，世上也没有{wn}的东西，我们在工业应用中应该记住四个字：扬长避短。充分发挥化学镀镍的长处，让它尽显神通，要用得恰到好处。

 

　　具体有以下几个方面应用（部分）：

 

　　化学镀镍在电子工业中的应用

 

　　化学镀镍在纺织、针织机械工业中的应用

 

　　化学镀镍在化学工业中的应用

 

　　化学镀镍在其它工业（军工）行业的应用

 

　　化学镀镍在铝及铝合金工件上的应用

 

　　化学镀镍在模具行业中的应用

 

　　化学镀镍在汽配、摩配中的应用

 

　　化学镀镍在力传感器上的应用

 

搅拌装置设计 

化学镀生产线上，有多个工位必须采用搅拌。化学镀液的搅拌方式分为气体搅拌、溶液搅拌、机械搅拌、超声波搅拌等。或者用上述主法的综合方式进行。一个好的搅拌装置应该在槽内形成一种溶液强制流动，使浸入式加热管和槽壁处的镀液流量尽可能地充足；使镀液中和槽底的固体微粒被冲向槽底出口管而被循环泵吸走；xx工件上的氢气泡，以便镀层均匀、光滑、无针孔。

 

　　（１）气体搅拌　采用工厂压缩空气站供气时，应经油水分离、过滤净化。{zh0}是采用无油、低压鼓风机作为空气源；鼓风机的倾家荡产气进口处于相对无尘，无挥发有机物污染的环境中，并且在进口处安装袋式或箱式除尘器。考虑到空气搅拌所引起的镀液热能和水分损失，一种理想的设计是压缩空气进入镀槽前，经过一个水蒸气饱和器，并将压缩空气加热至65-75度。

 

　　（２）液体搅拌　大流量泵送镀液搅拌可以xx气体搅拌源可能带来的污染问题，通过槽内定向喷嘴的排列和组合，可达到十分理想的搅拌效果。液体搅拌适用于镀层质量要求严格，光洁度高，针孔少的工件，如计算机硬盘的化学镀镍。这种搅拌方式用于复合化学镀镍，则有利于固体微粒的悬浮和分散。对于不适用空气搅拌的溶液，如含的镀液，亦可采用液体搅拌。这种搅拌方式的缺点是成本较高。若使用不锈钢泵送镀液，则应考虑定期清洗、钝化等问题。

 

　　（３）工件搅拌　当工件尺寸精度和表面光洁要求苛刻，或者化学镀超厚层时，多采用工件搅拌方式。根据工件形状和工作面要求，工件搅拌可采用往复式、转动式。工件搅拌的缺点在于设备投资增大；特别是大型工件的卧式旋转搅拌，设计要求和造价都较高。

 

　　大批量小型工件的滚筒化学镀可以看成是工件搅拌方式的一种。滚镀应注意工件装载量不应超过滚筒容积的二分之一，操作时应留心溶液的带入污染和镀液的带出损失。

 

过滤装置的设计 

现代规范化的化学镀镍操作是在施镀过程中连续循环过滤镀液，而不只是间歇式的，仅在倒槽时过滤低温镀液。因此，对循环过滤设备的要求很高。循环过滤系统主要由循环泵和过滤器两部分组成。循环泵必须耐高温，耐硝酸，不污染镀液；因此多数由氟塑料、氯化聚氯、聚塑料，不锈钢等材料组成。

 

　　（１）液下泵　这种循环泵垂直于安装槽边（或槽内），电机部分高出化学镀浴液面，比较安全；在中、小型化学镀镍槽中使用比较普及。这种泵适合采用滤袋的循环过滤系统。缺点在于占据了部分槽面操作空间；并且，当出口压力过高时，镀液容易进入泵轴甚至进入电机之中。

 

　　（２）磁力泵　机械离心泵用于化学镀镍时多数出现密封问题；设计人员自然地想到采用没有泵轴密封问题的耐蚀磁力泵，氟塑料制成的磁力泵可以耐热硝酸，价格虽贵，性能却比较可靠。磁力泵的缺点在于泵叶后部间隙很小，如果泵送的溶液中含有固体磨粒，磨粒净可能阻塞间隙，泵壳泵叶迅速磨损，甚至泄露。因此，化学镀镍循环过滤采用磁力泵时，应该认真检查，清洗，并且定期维修。

 

　　（３）滤袋　滤袋一般为PP纤维织成。镀液由于重力作用，自行流动过滤。滤袋目前在国内的使用并不是很多。

 

　　（４）滤芯　滤芯为PP等合成纤维在PP或不锈钢支撑筒上绕制而成的。用于镀液受压过滤。一般在过滤器筒上安有压力表。国内有成品的过滤机销售，并且国内的过滤机制造水平已经可以满足正常的化学镀镍生产了。

 

　　（５）地滤　质量合格的活性炭通常封装在滤饼或滤筒中。经活性炭过滤后，镀液中的有机添加剂损失较多，必须重新被充。除非有特别的原因，一般不用

 

化学镀镍中挂具的设计 

化学镀镍有挂具应该比电镀用挂具简单，因为它不用考虑电流的相关问题，站长建议大家到专业挂具厂家定购挂具。但是许多化学镀厂的技术人员都喜欢自己制作挂具，因为可能生产线上会经常接到一些非常规形状的工件，这样自己做比较方便。我们也赞成做挂具就地取材，越方便越好，但也要遵循一定的原则。

 

　　挂具要求：

 

•  惰性材料，不具备催化活性，不能随工件被镀覆；

 

•  不向镀液中带入杂质；

 

•  在高温下不能变形；

 

•  充分考虑到化学镀时的排气问题，例如杯状工件的吊挂；

 

　　 这样，不锈钢丝、丙纶带、PP等与非金属材料都可以做为我们化学镀镍生产用的挂具。

 

加热方式的选择 

化学镀镍过程对温度十分敏感，加热方式对镀液稳定性影响极大。酸性浴化学镀镍合金的操作温度大多数都超过85度，水溶液的热容又比较大，热能消耗大；因此化学镀镍溶液的加热方式，升温时间，控温精度，绝热技术等直接关系到镀镍溶液使用寿命，镀层质量和生产成本的因素，务必要仔细考虑，精心设计。

 

　　常用的加热方法有浸入式电加热、浸入式蒸汽加热、常压热水电复合加热。

 

　　浸入式电加热器最为普遍，比较适合于体积较小的镀槽，一般在一吨以下。一般为钢管电加热器外套聚四氟或石英玻璃套管加热器等。它的优点是投资小，安装容易，加热效率高，缺点在于加热器占用镀槽空间，而且加热器容易镀上。使用时还要注意防止漏电。

 

　　浸入式蒸汽加热器比较适合大型镀槽的加热，现在我国的集束式聚四氟乙烯毛细管蒸汽加热器的制造水平已经xx可以适合化学镀镍的要求了。这种加热器一次性投资比较大，但性能稳定，寿命长。但在使用过程中应该注意对集束管的保护，因为集束管壁很薄，要注意防止漏汽。

 

　　常压热水电复合加热，在我国的南方地区十分适合。在一些城市可能上马有压锅炉的审批可能没那么容易，而且对于一些厂家来讲，运行成本较高。所以我们建议大家使用这种办法，上一台常压热水锅炉及集束式聚四氟乙烯毛细管加热器，这样镀液可以轻松加热到七十几度，对付低温镀液xx可行。如果每吨配上三到六千瓦的聚四氟电加热管就可以把镀液加热到九十度。这种方法对于地处市中心的厂家特别适用。

 

镀槽的设计及材料选择 

镀槽的材料必须由耐热、化学稳定性好、不污染镀液的材料制成。设计制造时应该注意结构强度，热应力的影响等因素。设计尺寸上应尽可能使镀槽装载量处于政党操作范围之内。镀槽应成对使用，以做备用。化学镀槽附近{zh0}有硝酸储槽。采取高位自流或泵送方式，方便镀槽清洗和钝化。有些人认为自己的镀液稳定性好，甚至可以几个周期不倒槽，用不到硝酸槽，其实这种观不近全对，正规生产线的设计应该考虑到这一点。下面介绍几种镀槽材料：

 

聚丙烯PP　纯将的（不含添加剂、填料、）、去应力的聚塑料是化学镀镍镀槽的理想材料之一。取丙烯的优点在于材料比较价谦易得，加工方便，且保温性能{jj0}。制造时应在保护气氛下，用专用聚丙烯焊条焊接槽体以防止聚丙烯塑料氧化，特别是镀槽的棱边棱角脱焊；槽体外周应有足够强度的加强筋或钢铁外槽支撑。聚丙烯镀槽的缺点在于聚丙烯塑料的抗光老化，抗氧化性较差，使用两三年后容易硬化开裂，寿命有限。聚丙烯塑料不耐热泪盈眶硝酸，所以不能用热硝酸清洗。此外，聚丙烯塑料易燃；槽内使用电加热器时，如果液位过低，或者在空槽时，误开了电加热器，将会引起聚丙烯槽壁熔化，甚至造成火灾。

 

氯化聚氯乙烯CPVC　氯化聚氯男烯塑料强度较高，不易被硝酸氧化，槽壁亦不易镀上。不像PP那样易燃，安全性好。缺点在于材料价格贵，焊接制造比较困难；而且在使用过程，同样的槽不如PP板的强度高。

 

不锈钢镀槽　市场上易得的建造化学镀槽的不锈钢材主要是奥氏体不锈钢，其他牌号还有304、316不锈钢等。不锈钢镀槽的制造技术成熟，机械强度高，比较xx，使用寿命长，但是价格较贵，首期投资较高。为防止施镀槽壁，在每次使用前必须在室温下使用50%硝硝钝化不锈钢槽壁；施镀时{zh0}对槽壁施加阳极保护，常用的阳极电流密度约为每平方分米1mA，其实目的是提高不锈钢槽壁的电位，使之高于槽壁上镍磷起始沉积的电位。市场上有相应商品不锈钢镀槽及专用槽壁保护系统出售，该系统具有自动控制、越界报警等功能。

 

化学镀镍 加工零件工艺的确定 

化学镀生产的工艺都可分为前处理、化学镀、后处理三个部分，其中化学镀与后处理基本相同，只有前处理区别较大，不同的材质、基体应有不同的前处理工艺：

 

•  工件如已经经过热处理，需除掉表面氧化膜；

 

•  工件如已经经过磁性处理，需先消磁；

 

•  工件如已经经过渗碳或氮处理，则不能进行化学镀；

 

•  如果需要达到镜面效果的光亮度则需进行镀前精抛和镀后的精抛；

 

•  如果表面化已有镀层，则需先退镀；

 

•  如果某些部位不要求化学镀，可以涂保护漆；

 

•  如果工件多微孔、小孔，正常清洗困难时，则需超声波清洗；

 

•  当工件多而又前处理复杂时应考虑集中前处理后一起化学镀；

 

•  如果有非常规基体材料，请向专业技术人员问询具体工艺。

 

化学镀镍生产用实验室采购清 

名称	说明	数量
半自动滴定管	1~2L	1 套
数显恒温水浴锅		1 台
3千瓦电炉	普通	１只
锥形瓶	250ml	3 只
容量瓶	1L	1 只
烧杯	1L 、 500ml	各 5 只
量筒	1 、 100ml 、 50ml	各 2 只
移液管	5ml	5 只
移液管架	塑料白色	1 个
吸耳球		2 个
滴瓶	透明玻璃	2 只
温度计，酒精	量程 100 ℃	5 只
水洗瓶	塑料	2 只
天平	0.2 克	1 台
研钵	陶瓷	2 只
镊子		1 套
PH 试纸	3.8~5.4	10 本
滤纸	直径 18 、 12.5	5 盒
大滤纸	60*60cm	10 张
铁架台及铁架台用铁圈		1 套
玻璃漏斗	直径 15 、 7	各 2 只
玻璃棒		10 只
药勺	小	5 只
千分尺	哈尔滨或上海产	1 个
紫脲酸铵	试剂级	1 瓶
氯化钠	试剂级	2 瓶
氢氧化钠	试剂级	1 瓶
EDTA	试剂级	1 瓶
试管刷		1 套
不锈钢丝	直径 4 毫米	50 米
防酸手套		若干
氢氧化钠	工业级	1 袋
碳酸钠	工业级	1 袋
磷酸钠	工业级	1 袋
OP-10
盐酸	工业级
硫酸	工业级