化学镀镍的工业应用主要围绕着它的几大特点：

1. 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）；

2.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）；

3. 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）；

4. 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）；

5.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）；

6.适应绝大多数金属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。

　　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，化学镀镍不是万能的，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，世上也没有万能的东西，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。

铝合金化学镀镍工艺对镀层沉积速度的影响

摘要:针对铝合金的特点,采用一种无机酸处理工艺对铝合金进行前处理,然后直接进行化学镀镍。讨论了主盐、还原剂、络合剂、ｐＨ值等因素对化学镀镍反应沉积速度的影响,得到了较优的工艺配方。验证试验所得Ｎｉ Ｐ合金镀层表面均匀,耐蚀性好,结合力强。

   　关键词:铝合金;化学镀镍;沉积速度

   　中图分类号:ＴＧ146.21;ＴＧ174.41　　文献标识码:Ａ　　文章编号:1007-7235(2006)03-0028-04

   　铝及其合金由于其优良性能,已广泛应用于建筑、航天、电器、电子产品及日用品等各个方面,其产量和用途均已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。随着现代科技的发展,对铝合金表面性能的要求越来越高,如耐蚀性、耐磨性和装饰性等等,铝合金表面处理技术正是在这种背景下产生并不断发展的[1 3]。

   　铝合金的表面处理方法主要有电镀、化学镀、化学氧化、阳极氧化及微弧氧化等,其中化学镀镍的应用比较普遍。铝合金化学镀镍可以改善其耐蚀性和耐磨性,使其具有钎焊性。但是,铝合金在大气中形成的氧化膜与金属镀层结合不好,要想获得良好的镀层必须彻底去除表面氧化膜并使之在化学镀镍前不再形成,这是铝合金化学镀镍的一个难点,铝合金也因此被视为“难镀”基材之一。目前,化学镀镍在难镀基材方面的工艺尚有待改进[4 9]。本文采用特殊方法对铝合金进行前处理,通过正交试验确定铝合金化学镀镍工艺条件。测试镀层的沉积速度、结合力、耐蚀性及孔隙率。

   　1　化学镀镍试验

   　1.1　工艺条件优化

   　试验在恒温水浴中进行,采用立式搅拌机进行搅拌,转速为250ｒ ｍｉｎ～500ｒ ｍｉｎ,用ｐＨＳ 25酸度计准确测定镀液ｐＨ值。试验材料为直径3ｍｍ的铝合金棒材。

   　将试验温度控制在80℃～85℃,然后以镍盐、还原剂及络合剂的含量和镀液ｐＨ值为主要因素,在单因素试验基础上进行四因素三水平正交试验[10 11],考察指标为镀层沉积速度。然后以优选工艺加工试样,并进行性能测试。

　　1.2　工艺流程

   　每次试验按如下工艺流程进行:化学除油→冷水洗→碱蚀→冷水洗→特殊处理→冷水洗→蒸馏水洗→化学镀镍→冷水洗→热水洗→干燥→热处理。

   　特殊处理液由无机酸和氧化剂组成,无机酸:150ｍＬ Ｌ;氧化剂:75ｍＬ Ｌ;室温处理20ｍｉｎ。

   　1.3　性能测试

   　试验结束在扫描电镜下观察镀层截面,测量镀层厚度,用镀层厚度值除以镀覆时间,得出反应沉积速度,此为平均镀速。按ＧＢ-Ｔ13913-92的相关规定,采用热震试验检查镀层结合力,用硝酸试验和浸泡试验检测试样的耐蚀性[12]。

  　 2　结果与讨论

  　 2.1　单因素试验

   　2.1.1　硫酸镍浓度的确定

   　硫酸镍浓度是影响镀层沉积速度的主要因素。随着硫酸镍浓度的升高,镀层沉积速度会加快,但在乳酸体系的化学镀镍溶液中,这种趋势不是很明显。试验得知,当硫酸镍含量达到30ｇ Ｌ以后,镀层表面粗糙,镀液自分解现象严重,容器壁上有镍沉积。另外,硫酸镍浓度的升高,镀层结合力和耐蚀性增大,因此,镀液中的硫酸镍含量控制在20ｇ Ｌ～30ｇ Ｌ。

   　2.1.2　次亚磷酸钠浓度的确定

  　 次亚磷酸钠浓度主要对镀层沉积速度和耐蚀性产生影响。在一定的ｐＨ值范围内,次亚磷酸钠浓度增加,镀层沉积速度加快,但在试验过程中,如果次亚磷酸钠的含量过高,镀液不稳定,易使镀层粗糙或形成暗镀层。次亚磷酸钠含量控制在20ｇ Ｌ～30ｇ Ｌ。

   　2.1.3　乳酸浓度的确定

   　加入乳酸后,镀液通常比较稳定,因为镍离子与乳酸中的两个配位体生成配位键,使络离子具有环状结构,即生成了内络合物[11]。当镀液中存在乳酸时,镀速随着乳酸浓度的提高而增加,达到大值以后,乳酸浓度继续增加,镀速降低。乳酸的加入,还可以使镀层的外观得到改善,使镀液工作ｐＨ值提高[7]。通过试验,乳酸的用量确定15ｍＬ Ｌ～25ｍＬ Ｌ。

   　2.1.4　ｐＨ值的确定

   　ｐＨ值同样会影响镀层沉积速度。ｐＨ值低于3时,化学镀镍反应很难发生;ｐＨ值高于6,镀液自分解严重,施镀过程中ｐＨ值下降快,镀层表面出现大量气孔。ｐＨ值控制在4.5～5.5时,镀液稳定,镀层光滑平整。

  　 2.2　正交试验及结果

   　各影响因素的主次顺序为:Ａ>Ｂ(Ｃ)>Ｄ,其工艺条件为Ａ3Ｂ3Ｃ1Ｄ2,即:硫酸镍30ｇ Ｌ,次亚磷酸钠30ｇ Ｌ,乳酸15ｍＬ Ｌ,ｐＨ5.0。

　　2.3　验证试验结果

 　  2.3.1　特殊处理对镀层表面状态的影响

   　特殊处理后试样表面形成了细小的均匀分布的蜂窝,这些蜂窝可以作为镀层的沉积点,使镀层与基体间结合更紧密。随着处理时间的延长,蜂窝分布更加均匀,但处理时间超过30ｍｉｎ后,基体腐蚀量加大。目测镀层完整,光亮,无针孔、气泡、阴阳面等表面缺陷,在扫描电镜下观察,镀层表面为均匀的球形胞状物,光滑致密,说明特殊处理后留下的空穴不会影响镀层的表面质量。

   　2.3.2　镀层厚度

   　及沉积速度图2是经过热处理后的镀层断面的扫描电镜图像,镀覆2ｈ后镀层厚度为25.3μｍ,用镀层厚度除以镀覆时间即得沉积速度,所以镀层沉积速度为12.6μｍ ｈ。

   　2.3.3　结合力试验结果

   　镀层与基体间没有出现缝隙,说明二者结合力良好。因为在对镀层进行热处理时,发生了原子互扩散,导致非晶与微晶发生重结晶,生成金属镍的晶胞和金属间化合物,这些金属间化合物引起镀层的硬化;随着热处理的持续,镀层与基体间的互扩散使二者结合力得到改善,而且低温热处理还可以提高镀层的耐蚀性,消除部分内应力[13-14]。

　　2.3.4　耐蚀性测定

   　浸泡试验中,镀层腐蚀失重与时间的关系如图3所示。

   　在开始阶段,试样腐蚀速度较慢,48ｈ后试样周围有白雾出现,72ｈ后,在试样的棱角处可以观察到有腐蚀液渗透的痕迹,腐蚀速度有加快的趋势,因为在化学镀镍过程中,存在边缘效应。镀层生长方向是沿“台阶”向前推进,如果基体存在较锐的棱角,镀层就会在此处优先生长;而镀层的加厚,则是靠层与层