一：什么是镀镍？
通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法，称为镀镍。镀镍分电镀镍和化学镀镍。电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍，而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等的溶液中,通过自催化反应在材料表面上获得镀镍层的方法。
二：镀镍的特点、性质、用途
(一）电镀镍的特点、性能、用途：
1、 电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化 膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。
2 、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大 气中可长期保持其光泽。所以，电镀层常用于装饰。 3、 镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。 由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镇镀层，以防止被介质腐蚀。 镀镍层 还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸 工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐 磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀 镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的 自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。
4、 镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材 料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层， 其抗蚀性更好，外观更美。在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目 的。特别是近年来在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机 部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。
5、 在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量 的10%左右。
（二）化学镀镍的特点、性能、用途：
1、 厚度均匀性 厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避 免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消 耗的成份能及时得到补充，镀件部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。
2、 镀件不会渗氢，没有氢脆，化学镀镍后不需要除氢。
3、 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。
4、 可沉积在各种材料的表面上，例如：钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材 料的表面上，从而为提高这些材料的性能创造了条件。 5、 不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。 \
6、 热处理温度低，只要在400℃以下经不同保温时间后，可得到不同的耐蚀性和耐磨性，因此，特别适用 于形状复杂，表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等
三：镀镍溶液的类型
镀镍液的类型主要有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等。其中以硫酸盐型（低氯化物）即称之谓Watts（瓦特）镀镍液在工业上的应用最为普遍。几种不同镀镍溶液中所获得的镀镍层的物理性质，如表2-3-45所列。氨基磺酸盐型、氟硼酸盐型适用于镀厚镍或电铸。柠檬酸盐型适用于在锌压铸件上直接镀镍。这几种镀液的成本比较高。
◆ 普通镀镍(暗镀)
1.普通电镀又称暗镍工艺﹐根据镀液的性能和用途﹐普通镀镍可以分为低浓度的预液﹐普通镀液﹐瓦特液和滚镀液等。
预镀液﹕经预镀可保证层与铜铁基体和随后的镀铜层结合力良好。
普通液﹕该镀液的导电性好﹐可在较低温度下电镀﹐节省能源﹐使用比较方便。
瓦特液﹕满足小零件的电镀﹐但镀液必须要有良好的导电性和覆盖能力。
2.镀液配制方法
根据容积计算好所需要的化学药品﹐分别用热水溶解﹐混合在一个容器中﹐加蒸馏水稀释到需体积﹐静置到所需体积﹐静置澄清﹐用虹汲法或过滤法把镀液引入镀槽﹐再加入已经溶解的十二基硫酸钠溶液﹐搅拌均匀﹐取样分析﹐经调整试镀合格后﹐即可生产。
3.镀镍用阳极
镍阳极材料的纯度是电镀中最重要的条件﹐镍的含量>99%﹐不纯的阳极导致镀液污染﹐使镀层的物理性能变坏。在镀镍中比较适宜的镍阳极有以下几种﹕1.含碳镍阳极﹐2.含氧镍阳极﹐3.含硫镍阳极。
◆ 光亮镍
镀光亮镍有很多优点﹐不仅可以省去繁重的抛光工序﹐改善操作条件﹐节约电镀和抛光材料﹐还能提高镀层的硬度﹐便于实现自动化生产﹐但是光亮镀镍层中含硫﹐内应力和脆性较大﹐耐蚀性不如镀暗镍层﹐为了克服这些缺点﹐可采用多层镀镍工艺﹐使镀层的机械性能和耐蚀性得到显著的改善。
◆ 高硫镍
高硫镍一般含量为0.12~~0.25%。这种镍具有比铜﹐铜锡合﹐暗镍﹐光亮镍﹐半光亮镍﹐铬等都高的电化学活性。高硫镍镀层主要用于钢﹐锌合金基体的防保-装饰性组合镀层的中间层﹐其原理是上层光亮镍比下层半亮镍含硫量高﹐因而使两层间的电位差到100~~140mV﹐这样使双层镍由单层镍的纵向腐蚀转变为横向腐蚀﹐构成对钢铁基体的电化学保护作用。
◆ 镍封
镍封是在一般光亮镍液中加入直径在0.01~~1um之间的不溶性固体微粒(Sio2等)﹐在适当的共沉积促进剂帮助下﹐使这些微粒与镍共沉积而形成复合镀镍层。当在这种复合镀镍层表上沉积铬层时﹐由于复合镀镍层表面上的固体微粒不导电﹐铬不能沉积在微粒表面上﹐因而在整个镀铬层上的形成大量微孔﹐即形成微孔铬层。表面存大的大量微孔﹐可在很大程度上消除普通铬层中存的巨大内应力﹐因而减少了镀层的应力腐蚀﹐尤为重要的是铬层上的大量微孔﹐将铬层下面的镍层大面积地暴露出来﹐在腐蚀介质的作用下﹐铬与镍组成腐蚀电池﹐铬层为阴极﹐微孔处暴露的镍层为阳极而遭腐蚀﹐从而改变了大阴极小阳极的腐蚀模式﹐使得腐蚀电流几乎被分散到整个镀镍层上﹐从而防止了产生大而深的直贯基体金属的少量腐蚀沟纹和凹坑﹐并使镀层的腐蚀速度减小﹐且向横向发展﹐因而保护了基体金属﹐显著的提高了镀层的耐腐蚀性能。
◆ 缎面镍
缎面镍又叫缎状镍。缎面镍与镍封工艺没有本质的区别。它具绸缎状的外观﹐镀络后不会像光亮镍镀层镀铬那样有闪光﹐因而人眼注视后不会觉得疲劳﹐可以作为避免光线反射的防眩镀层。这类镀层在汽车反光镜﹐车辆内部注视零件﹐医疗手术器械﹐机床零件﹐眼镜镜框等表面已得到广泛应用。
◆ 高应力镍
在特定的镀镍液中加入适量的添加剂﹐能获得应力较大的容易龟裂成微裂纹的镍层﹐这种镍层﹐叫做高应力镍。
高应力镍是在光亮镍的表面上再镀一层1um左右的镍层。由于高应力镍的内应力大﹐所以在它的表面按常规再镀0.2~~0.3um的普通铬层后﹐在铬层与高应力镍应力的相互作用处﹐高应力镍层即产生大量微裂纹﹐并导致铬层表面也形成均匀的微裂纹。与镍封一样﹐铬层成为微间断铬﹐只是由高应力得到的是微间断铬﹐在腐蚀介质的作用下﹐这些裂纹部位殂成无数个微电池﹐使腐蚀电流分散在微裂纹处﹐从而使整个镀层的耐蚀性能得到明显的提高。
◆ 镀多层镍
镀多层镍是在同一基体上﹐选用不同的镀液成分及工艺条件﹐获得二层或三层的镀镍层﹐目的是在不增加镍层厚度或减低镍层的基础上﹐增加镍层的耐蚀能力。目前在生产上应用较多的多层镍/铬组合层休系有 双层镍 半光亮镍/光亮镍/铬 三层镍 半光亮镍/高硫镍/光亮镍/铬 半光亮镍/光亮镍/镍封/铬(微孔铬) 半光亮镍/光亮镍/高应力镍/铬(微裂纹铬)
◆ 氨基磺酸盐镀镍
氨基磺酸盐镀镍的主要优点是所得到的电镀层应力低﹐镀液沉积速度快﹐但价格较贵﹐用于电铸和印刷电路板镀金前镀镍。
◆ 柠檬酸盐镀镍
柠檬酸盐镀镍工艺主要用于锌压铸件的电镀。主要的维护措施是﹕控制硫酸镍与柠檬酸盐之比在1﹕1.1~~1.2﹐温度不可过高﹐以防止柠檬酸盐分解﹐严格控制﹐pH值﹐零件入槽进采用冲击电流(2~3A/dm2)以保证结合力良好。柠檬酸盐镀镍应用还不广，成功生产的厂家不多。
四、电镀镍出现白斑的原因及对策
1、出现的原因
电镀镍出现的白色斑点是由一种高碳物引起，高碳物是由热处理渗碳过程及电镀前处理时的酸洗过程中产生的。
(1)1018料正常渗碳后表层的碳(主要是Fe、C) 可达0.8～1.2，突出在镀层中的颗粒是由于前处理清洗不彻底，使工件表面的颗粒掉入了镀液中，在电镀过程中由于有搅拌作用，使这些游离于镀液中的颗粒与镍离子产生了共沉积。
(2)镀层中没覆盖的孔洞，主要是前处理酸洗过程产生过腐蚀(表面脱碳)引起的。电镀厂酸洗液的主要成分是HCl 1:1；H2SO4(98%)50 mL/L；该配方对普通碳钢可以，对高碳钢则浓度太高。含碳量越高，酸洗反应越剧烈。表面脱碳后，对工件的导电性和镀层的附着力有很大的影响。镀层中的孔洞实际上是由于高碳部分导电性差(或附着力差)，镀层难于覆盖造成的。
2、解决办法
(1)改进前处理清洗工序，采用超声波清洗的方法，使渗碳后附着力差的颗粒在清洗中脱落下来。
(2)及时对镀液进行过滤。
(3)改进酸洗工艺：主要是降低酸洗液的浓度、加入合适的缓蚀剂并适当控制酸洗的时间，避免过腐蚀。
通过采取上述措施，使该产品电镀白斑问题得到了根本性的解决。 |
