电镀工(中级)1_第六章课件.ppt

第六章第六章化学镀镍化学镀镍 通过本章学习，了解化学镀镍基本知识及性能、用途；了解化学镀镍工艺和不同材质镀前预处理工艺；了解镀液成分和工艺规范的影响；熟练掌握常见故障现象、产生原因及排除方法，掌握后处理工艺及不合格镀层的退除方法第六章第六章第六章第六章 化学镀镍化学镀镍化学镀镍化学镀镍第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理一、化学镀镍的特点一、化学镀镍的特点图6-１　化学镀镍过程二、化学镀镍的热力学二、化学镀镍的热力学第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理　　化学镀镍是利用还原剂把溶液中的镍离子还原并沉积在具有催化活性的工件表面上图6-2　ｐＨ-电位图ａ)Ｎｉ-Ｏ系ｐＨ-电位图(２５℃)　ｂ)P-O系ｐＨ-电位图(２５℃)第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理三、化学镀镍的动力学三、化学镀镍的动力学　　几十年来人们不断探索化学镀镍的动力学过程，提出了各种沉积理论、假说用来解释化学镀镍过程中出现的许多现象，以推动化学镀镍的发展和应用。

1)沉积Ni的同时伴随着H2析出2)镀层中除Ni外，还含有与还原剂有关的P、B或N等元素3)还原反应发生在某些具有催化活性的金属表面上，会在已经沉积的镍层上继续沉积4)产生的H+使槽液的ｐH值降低5)还原剂的利用率小于100%第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理　　元素周期表中第Ⅶ族元素表面几乎都具有催化活性，如Ni、Co、Fe、Pd等金属的催化活性表现为脱氢和氢化作用的催化剂，在金属表面可以直接化学镀镍第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第一节　化学镀镍简单原理第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途一、化学镍镀层的性能一、化学镍镀层的性能　　化学镀镍层的外观通常是光亮、半光亮并略带黄色，有类似银器的光泽，而用肼作还原剂的镀层外观是暗灰色，无光泽1)含磷量　含磷量高，镀层光亮度较好；含磷量低，则镀层光亮度较差2)镀件表面的粗糙度　无论基材是金属或是非金属，镀件表面原有粗糙度值越小镀层越光亮1.镀层外观(3)镀层厚度　镀层厚度在20μm以下时，镀层越厚光亮度越好；镀层在20μm以上时，随着镀层厚度增加镀层光亮度变化不明显。

4)沉积速度　一般来说沉积速度快，镀层光亮度好，但沉积速度在24μm/h以上时变化不明显5)施镀工艺　镀液成分、pH值、镀液温度、使用周期等均对镀层光亮度有影响，采用氨基磺酸镍作主盐的比其他镍盐得到的镀层光亮　　化学镀镍层的厚度及其均匀性是衡量镀层质量的重要指标之一2.镀层厚度及其均匀性第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途　　化学镍镀层几乎在所有水溶液中都比钢或铝基体稳定，化学镍镀层耐蚀性主可分为三类：耐化学腐蚀性、耐气体腐蚀性、耐色变性　　在许多以水为主的介质中，化学镍镀层的电位高于基体金属，属于阴极性镀层，因此镀层的腐蚀实际上是点腐蚀，与镀层孔隙率密切相关3.耐蚀性4.孔隙率与防护性能5.耐磨性第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途　　高耐磨性是化学镀镍的重要性质，影响化学镀镍的耐磨性原因有许多，有镀层的硬度、塑性、粗糙度、与基体的结合力、镀层与镀层接触的物体的相似性、热处理等二、化学镍镀层的用途二、化学镍镀层的用途　　由于化学镍镀层厚度均匀，硬度高，耐磨性和耐蚀性好等综合性的物理化学性能，化学镀镍被广泛应用。

第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第二节　化学镍镀层的性能和用途第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程一、化学镀镍前预处理工艺一、化学镀镍前预处理工艺　　典型的碳钢和低合金钢工件化学镀镍工艺流程如下：(１)有机溶剂脱脂　将工件浸在汽油中，以除去工件表面上非皂化的油脂２)电解脱脂　钢铁工件脱脂溶液配方见表6-11.碳钢和低合金钢化学镀镍工艺流程表6-1　钢铁工件脱脂溶液配方表6-2　操作条件(３)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min４)腐蚀　钢铁金属氧化皮处理溶液配方见表6-3第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程表6-3　钢铁金属氧化皮处理溶液配方和操作条件(５)冷水清洗(6)去离子水清洗　室温，2min7)化学镀镍　按化学镀镍工艺规范表6-4　闪镀镍溶液配方和操作条件2.铸铁工件化学镀镍前预处理第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程　　铸铁有许多种类，常见的有灰铸铁（碳的质量分数在2%～4%）。

１)有机溶剂脱脂　将工件浸在汽油中，以除去工件表面上非皂化的油脂2)电解脱脂　将工件浸在汽油中，通电，以除去工件表面上非皂化的油脂3)热水清洗　70～80℃，2min4)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min5)浸酸活化　稀硫酸，体积分数为10%，室温，15～30min6)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程(7)去离子水洗　室温，2min8)化学镀镍　按化学镀镍工艺规范　　由于不锈钢、高镍铬合金钢工件表面有一层钝化膜，若按常规钢铁工件的预处理方法进行，化学镀镍层的结合力差　　在次磷酸钠为还原剂的化学镀镍溶液中，铜属于非催化性金属1)用已活化的具有催化活性的金属如铁丝，接触进入镀槽中的铜及铜合金工件3.不锈钢、高合金钢工件化学镀镍前预处理4.铜及铜合金工件的化学镀镍工艺流程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程2)铜及铜合金工件带电入槽，阳极为镍板，铜及铜合金工件为阴极，槽电压为1～2V，时间为30～60s3)铜及铜合金工件预浸氯化钯溶液催化活化。

4)闪镀镍，见表６-4　　典型的铝及铝合金工件预处理工序如下，有关预处理化学溶液组成及操作条件见表６⁃5１)化学脱脂　见表６-52)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min3)酸洗　见表６-５4)浸锌　见表６-55.铝及铝合金工件化学镀镍前预处理第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程(5)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min6)退锌　见表６-57)浸锌　见表６-58)预镀镍活化　见表６-59)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min１0)去离子水清洗　室温，2min１1)化学镀镍　按化学镀镍工艺规范第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程表6-5　铝及铝合金化学镀镍前预处理溶液组成及操作条件　　典型的镁及镁合金工件预处理工序如下，有关预处理溶液化学组成及操作条件见表6⁃６6.镁及镁合金工件化学镀镍前预处理第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程(１)化学脱脂　见表6-６2)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min。

3)酸洗　见表6-６4)活化　见表6-６5)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min6)浸锌　见表6-６7)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min8)预镀铜　见表6-６9)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min１0)去离子水清洗　室温，2min１1)预镀镍活化　见表6-６第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程(１2)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min１3)去离子水清洗　室温，2min１4)化学镀镍　按化学镀镍工艺规范表6-６　镁及镁合金化学镀镍前预处理溶液组成及操作条件第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程　　钛的密度接近铝，其强度和耐蚀性优良，可通过化学镀镍表面改性提高其耐磨性和可焊性１)有机溶剂脱脂　将工件浸在汽油中，以除去工件表面上的非皂化油脂2)电解脱脂　同碳钢3)酸洗　见表6-74)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min5)浸蚀　见表6-76)冷水清洗　两次逆流漂洗，室温，2min7)预镀镍活化　见表6-77.钛及钛合金工件化学镀镍前预处理第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程表6-7　钛及钛合金工件化学镀镍前预处理溶液组成及操作条件(8)去离子水清洗　室温，2min。

9)化学镀镍　按化学镀镍工艺规范第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程二、化学镀镍工艺规范二、化学镀镍工艺规范(1)工艺流程　镀覆前验收→有机溶剂脱脂→装挂→化学脱流动冷水洗→化学镀镍→流动冷水洗→后续处理2)工艺规范(次磷酸盐化学镀镍)１)酸性溶液配方和操作条件　　硫酸镍25～35g/L２)碱性溶液配方和操作条件　　硫酸镍30g/L(3)镀液配制1.以次磷酸为还原剂的化学镀镍第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程1)准确称取计算量的镍盐(如硫酸镍)、还原剂(如次磷酸钠)、络合剂(如柠檬酸钠)、缓冲剂(如硼酸钠)，分别用少量去离子水溶解2)将完全溶解的镍盐溶液在不断搅拌条件下倒入溶解好的络合剂溶液中3)将完全溶解的还原剂溶液在剧烈搅拌条件下倒入按2)配置好的溶液中4)将完全溶解好的缓冲剂溶液在不断搅拌条件下倒入按3)配置好的溶液中5)用去离子水将上述溶液稀释至计算体积6)用氨水或氢氧化钠稀溶液调整上述溶液的ｐH值第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程7)仔细过滤上述溶液。

8)取样化验，合格后即可加温生产4)镀液成分和工艺参数的影响１)镍盐：为镀液的主要成分２)次磷酸钠：为还原剂　　当Ni2+/H2PO－=0．3～0．4时，沉积速度达到最高值，即20～30g/L硫酸镍应加30～40g/L的次磷酸钠第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程３)络合剂：随着反应的进行，亚磷酸盐将不断积累，当H2PO２－的含量高到一定程度时，就会有亚磷酸镍沉淀析出，将成为潜在的促进溶液自然分解的因素４)pH值：镀液的pH值对化学镀镍过程的影响可概括如下：ｐH值增大时，沉积速度随之提高；反之沉积速度减慢５)镀液温度：镀液温度影响化学镀镍的沉积速度，沉积速度随着镀液温度增大而增大，必须保持镀液工作温度的相对恒定，沉积层中含磷量随着镀液温度变化，镀液温度波动大，就会产生分层的片状沉积第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程１.镀前预处理不彻底，加强镀前预处理(5)化学镀镍常见故障现象、产生原因和排除方法(见表6-８)表6-８　化学镀镍常见故障现象、产生原因和排除方法第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程(1)工艺规范１)氨基硼烷化学镀镍溶液成分和操作条件　　氯化镍　　24～48g/L２)肼化学镀镍溶液成分和操作条件　　硫酸镍　　14g/L(2)镀镍配制1)将镍盐、络合剂、还原剂分别溶解。

2.以硼氢化物为还原剂的化学镀镍第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程2)将完全溶解的镍盐溶液在不断搅拌条件下倒入溶解好的络合剂溶液中3)将完全溶解的还原剂溶液在剧烈搅拌条件下倒入按2)配制好的溶液中4)将完全溶解好的缓冲剂溶液在不断搅拌条件下倒入按3)配制好的溶液中5)用去离子水稀释上述溶液至计算体积6)用酸液或碱液调整溶液的ｐH值7)过滤溶液取样化验，合格后即可加温生产三、化学镍镀层的后处理工艺三、化学镍镀层的后处理工艺1.化学镍镀层后处理目的第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程　　化学镍镀层的后处理一般具有以下几个目的：①消除镀覆过程中吸附的氢，降低镀层内应力，提高镀层与基体的结合强度　　在化学镀镍过程中，镀层会产生应力，过高的拉应力会导致镀层开裂、起皮甚至脱落，这样会大大降低镀层的结合力，有时还会增加孔隙率表6-９　消除不同金属基体应力的热处理工艺2.消除镀层内应力的热处理工艺第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程表6-１０　消除高强度钢镀层氢脆的热处理工艺第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第三节　化学镀镍的工艺过程第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除一、钢铁工件上不合格化学镍镀层的退除一、钢铁工件上不合格化学镍镀层的退除1.普通工件退除工艺规范(见表６-１１)表６-１１　普通钢铁工件上不合格化学镍镀层退除溶液成分和操作条件(单位：ｍＬ／Ｌ)2.精密工件上化学镍镀层的退除工艺规范(见表６-１２)第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除表6-1２　精密工件上不合格化学镍镀层的退除溶液成分和操作条件(单位：ｍＬ／Ｌ)二、不锈钢和镍基合金工件上不合格化学镍镀层的二、不锈钢和镍基合金工件上不合格化学镍镀层的退除退除　　不锈钢和镍基合金上不合格化学镍镀层的退除，可采用1∶1的稀硝酸溶液在室温下退除。

三、铜及铜合金工件上不合格化学镍镀层的退除三、铜及铜合金工件上不合格化学镍镀层的退除( (见见表６表６- -１３１３) )第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除表6-1３　铜及铜合金工件上不合格镍镀层的退除溶液成分和操作条件(单位：ｇ／Ｌ)四、铝及铝合金工件上不合格化学镍镀层的退除四、铝及铝合金工件上不合格化学镍镀层的退除　　铝及铝合金上不合格化学镍镀层的退除，可采用1∶1的稀硝酸溶液在室温下退除1.化学退镀工艺2.电解退镀工艺(见表６-１４)第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除表6-1４　铝及铝合金上不合格化学镍镀层退除溶液成分和操作条件(单位：ｇ／Ｌ)第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除第四节　不合格化学镍镀层的退除。