1、鍍鍍 鎳鎳鎳的性能* 半磁性 * 原子量 58.69* 密 度 8.9 g/cm3* 熔 點 1455* 沸 點 2900* 化合價 +2* 安培小時/密耳英尺2=18.62 * 安培小時/微米米2=7.99鍍鍍 鎳鎳 溶溶 液液l 瓦特鍍鎳（光亮鍍鎳）l 瓦特硬鎳（高抗拉強(qiáng)度，350vhn）l 全氯化物鍍鎳（高抗拉強(qiáng)度，250vhn）l 氨基磺酸鹽鍍鎳（低應(yīng)力，0-10，000psi）l 氨基磺酸鹽閃鍍鎳（與不銹鋼結(jié)合力良好）l 氯化物閃鍍鎳（與不銹鋼結(jié)合力良好）l 黑鎳（裝飾性）l 鎳鐵合金（經(jīng)濟(jì)的替代品）瓦瓦 特特 鍍鍍 鎳鎳 溶溶 液液 鍍液成分 硫酸鎳 240-300 g/l 氯化鎳

2、 40-60 g/l 硼酸 25-40 g/l 操作條件 溫度 21-65 （55） ph 1.5-4.5 (3.5) (隨著溶液的使用，ph會上升) 攪拌 空氣攪拌/機(jī)械攪拌 電流密度 3-7 a/d 添加劑：整平劑、防針孔劑、光亮劑基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 成成 分分硫酸鎳 氯化鎳* 鎳離子的主要來源 * 提供陽極去極化* 鎳離子相對經(jīng)濟(jì)的來源 * 提供導(dǎo)電性* 改善分散能力 * 提高陰極效率* 陰離子穩(wěn)定* 不揮發(fā) * 溶解度高* 有一些導(dǎo)電性 硼酸 添加劑* ph緩沖劑 * 防針孔劑* 價格便宜 * 光亮劑：第一類光亮劑* 增加鍍層“白度” 第二類光亮劑* 增強(qiáng)整平劑作用 (整平劑)* 溶解度有限（

3、7 oz/gal） 添添 加加 劑劑(1)第一類光亮劑 產(chǎn)生最初的鏡面光亮，不能維持厚鍍層的光亮度。陰離子的（一端帶負(fù)電）含有硫磺化基因引入硫于鍍層中增加鍍層壓應(yīng)力添添 加加 劑劑 (2)第二二類光亮劑* 整平劑* 不含硫的有機(jī)物* 陽離子 （一端帶正電）* 不飽和碳基團(tuán)* 引入碳于鍍層中兩類光亮劑的正確組合，可得到具有延展性的，低內(nèi)應(yīng)力的全光亮鍍層光亮劑如何作用光亮劑如何作用 ? ?隨著電鍍過程的進(jìn)行，晶體的生長趨于不均勻，因為一個晶面可能比另一個晶面生長得更快。不均勻性使表面散光（無光澤）。光亮劑優(yōu)先沉積在較高的電流密度區(qū)的不規(guī)則晶面上。由于這些有機(jī)物是不導(dǎo)電的，這樣使得它們所沉積的這些區(qū)

4、域具有更大電阻，造成鄰近區(qū)域更具導(dǎo)電性。 這樣，所有的晶面都能以同樣的速度生長，這樣，所有的晶面都能以同樣的速度生長，產(chǎn)生平坦的（反射的）表面。產(chǎn)生平坦的（反射的）表面。整平劑作用整平劑作用整平劑作用的方式類似于光亮劑整平劑是一種以較高速度吸附在表面缺陷的波峰上的有機(jī)物，因而部分絕緣波峰，使電流改道進(jìn)入波谷中。 于是波谷接收比波峰更大的電流，整個于是波谷接收比波峰更大的電流，整個鍍層逐漸平坦（平整）鍍層逐漸平坦（平整）瓦瓦 特特 鍍鍍 鎳鎳 液液 的分的分 散散 能能 隨導(dǎo)電性增強(qiáng)而提高 隨陰極效率降低而提高 隨溫度升高而提高 隨ph值升高而提高 隨攪拌增強(qiáng)而提高分散能力是一種電鍍工藝在高低電

5、流密度區(qū)沉積指定厚度鍍層的能力,分散能力差的鍍液會產(chǎn)生“狗骨頭”狀鍍層，即高電流密度區(qū)鍍層很厚，而低電流密度區(qū)鍍層很薄。半半 光光 亮亮 鎳鎳 溶溶 液液 半光亮鎳鍍液含有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和整平劑、或其他有機(jī)添加劑, 產(chǎn)生平整、光滑、無硫的鍍層。鍍前不需或僅需少量的研磨。從名稱的含意可知，該工藝產(chǎn)生的鍍層是半光亮的，鍍層平滑且具柱狀結(jié)構(gòu)，與全光亮鎳鍍層的層狀結(jié)構(gòu)特性不同。為了消除研磨的需要性而發(fā)展出半光亮鎳與光亮鎳的組合，接著又帶來了更大用途的多層鎳鍍層:-不僅減少研磨的需要而且改善裝飾性鎳鍍層的耐蝕性。 99%ni +nio ph最小4.0 需要使用陽極袋 鑄造/軋制含碳去極化鎳陽極 p

6、h最小4.5 建議使用陽極袋 電解鎳 (純鎳) 鍍液需要高氯化物含量 含硫去極化鎳陽極（0.02%s） 建議最好使用陽極袋 隋性陽極: c , pt , ti ,ss ( 僅用于不含氯化物的鍍液) 陽陽 極極 1陽極陽極 2 2 在鍍鎳溶液中，陽極的作用是以與鎳離子在陰極還原成金屬的相同的速度補充鎳離子。鍍鎳溶液可使用多種陽極材料。在高ph的應(yīng)用中，氧化鎳或含碳去極化陽極適用。電解鎳用于電鑄的凈化槽和高氯化物的鍍液中。隋性陽極包括專利的稀有的土壤材料、石墨、鍍鉑鈦陽極和不銹鋼。 不易溶解的陽極材料會產(chǎn)生高度“極化”生成氧化膜，造成昂貴鎳鹽的大量消耗，極化的鎳陽極通常會造成鍍液ph值下降（由于氫

7、氧根分解產(chǎn)生氧氣），而不是正常的縵縵升高。 陽極袋的目的是過濾鎳金屬溶解過程中產(chǎn)生的殘渣。 這些殘渣由金屬雜質(zhì)及非金屬雜質(zhì)如硫化物構(gòu)成。 陽極袋不能編織得太緊，要使離子能通過陽極袋。 此外，陽極袋必須定期檢查，倒掉殘渣，沖洗干凈。 陽極袋必須是耐用的，安裝緊密，長度適當(dāng)。使用 松的陽極袋，會形成更多的金屬殘渣和泥渣， 陽極袋陽極袋空氣攪拌空氣攪拌 每平方口尺槽表面積，需氣量 2-3 立方口尺/分機(jī) 械攪拌 攪拌不當(dāng)，會產(chǎn)生無光澤、燒焦、有針孔、條紋的 鍍層 通過機(jī)械攪拌或循環(huán)泵/排放裝置攪拌也可得到適中 的光亮度。過過 濾濾 為了獲得平滑和最佳外觀的鍍層，光亮鍍鎳溶液的過 濾是要求嚴(yán)格的 由于

8、有機(jī)添加劑分解，形成雜質(zhì)，故需定期進(jìn)行 碳處 理 碳處理可按批進(jìn)行（如果需要）。連續(xù)活性碳過濾能 維持最佳的鍍層外觀針針 孔孔 ph太低 攪拌不當(dāng) 電流密度太高 有機(jī)物污染 銅雜質(zhì)污染 清洗不良廢品廢品 由于廢品，電鍍業(yè)者可能損失5%的產(chǎn)量，因而減少廢品數(shù)量的工作是很值得做的。廢品主要來源于下列缺陷： 針孔 外觀不好 脆性 高應(yīng)力和低延展性結(jié)結(jié) 合合 力力 差差 清洗/水洗不良 六價鉻 表面準(zhǔn)備不好鍍鍍 層層 發(fā)發(fā) 脆脆 ph太高 （4.5） 有機(jī)雜質(zhì)污染 鈉含量高 (15,000 ppm) 氯化物含量高 光亮劑含量高鍍鍍 層層 粗粗 糙糙 鈣含量太高 (600 ppm) 陽極袋破損 過濾不好

9、缺陷來源缺陷來源 cu+2: 5mg/l , 結(jié)合力差，低電流密度區(qū)鍍層黑暗 pb+2: 5mg/l , 結(jié)合力差，鍍層有脆性。 sn+2: 5mg/l , 低電流密度區(qū)鍍層黑暗。 zn+2: 100mg/l,鍍層無光澤，低電流密度區(qū)鍍層黑暗 fe+3: 50mg/l, 鍍層粗糙 （在ph3.5）。 cr+6: 3mg/l, 漏鍍，結(jié)合力差。 cr+3: 50mg/l, 降低極限電流密度。 al+3: 20mg/l, 降低極限電流密度。 no3-: 降低極限電流密度。 po4-3: 鍍層粗糙。 鍍鎳溶液的碳處理基本上都同時配合采用高ph處理以除去金屬雜質(zhì)和無機(jī)雜質(zhì)，如鐵和磷酸鹽 注意要使用碳酸

10、鎳來提高鍍鎳溶液ph。由于鈉/鈣都是雜質(zhì)，故不能采用氫氧化鈉或氧化鈣來提高ph。鍍鎳溶液的碳處理鍍鎳溶液的碳處理 從光亮鍍鎳溶液中除這些金屬雜質(zhì)最有效的方法是-在單獨的處理槽中以低電流密度電解，或在設(shè)于鍍槽中的連續(xù)凈化室中凈化! 假陰極放入處理槽中，陰極面積應(yīng)盡可能多。波浪狀鋼片最好, 以低電流密度（大約0.2a/dm2）電解8小時或更長時間（或在處理室中連續(xù)電解），操作良好的體系使陰極深凹處（低電流密度區(qū)）鍍層黑暗。鍍鎳溶液的電解處理鍍鎳溶液的電解處理銅和鋅污會使鍍件低電流密度區(qū)鍍層黑暗。銅污染可能來源于導(dǎo)電桿維護(hù)不好或掉入的工件，而鋅污染可能來自掉入的工件或在沉鋅的鋁件上電鍍。 凈凈 化化

11、 室室槽的1/5尺寸每小時35個循環(huán)電解陽極陰極電流密度： 5 - 10 a/ft2陽極電流密度： 5 - 10 a/ft2 氨基磺鹽鍍鎳溶液如果能通過電解連續(xù)凈化, 就能提供更 穩(wěn)定的鍍層（有關(guān)應(yīng)力）。 溶液被泵入凈化室中，通過重力流回，每小時3-5個循環(huán)。 凈化室中的陽極為非硫化的電解鎳。 陰陽極面積必須仔細(xì)控制, 一般輔助整流器用于凈化槽。 雙雙 層層 鎳鎳 半亮鎳上的光亮鎳對半亮鎳產(chǎn)生大約100mv的陰極保護(hù)。 鎳不能對普通的鍍件如鋼、鋅和鋁提供犧牲保護(hù)。因而 鍍層必須相對厚以消除孔隙。 單層亮鎳層不適用于嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境。嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境， 一般需要厚度為25微米的雙層鎳。 雙層鎳鍍層的

12、第一層為高整平、無硫鎳層。第二層也就 是最外層為光亮鎳，含有來自第一類光亮劑的硫。因為 底層為不含硫的半光亮鎳層其電化學(xué)性比上層的光亮鎳 隋性，因而腐蝕侵害會優(yōu)先朝光亮鎳的方向進(jìn)行，形成 平底的凹洞。 含高硫鎳的三層鎳用于非常嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，或用于延 長鍍層使用壽命。兩層鎳之間的電化學(xué)電位差兩層鎳之間的電化學(xué)電位差 ? ?90120mv !# 由于有大量亮鎳要腐蝕從而雙層鎳有效延遲孔蝕作 用，防止進(jìn)一步穿透鍍層。再通過最后加上微孔鉻 或微裂紋鉻，鋼和鋅件的耐蝕性進(jìn)一步得以提高。單層亮鎳單層亮鎳bright nickelcopperchromiumcorrosion sitepd/sn laye

13、rcu-linknickel corrosion on plastic雙層鎳雙層鎳bright nickelcopperchromiumcorrosion sitesemi bright nickelduplex systemabs/pc plasticcu-linkpd/sn layernickel corrosion on plastic三層鎳三層鎳bright nickelchromiumcorrosion sitesemi bright nickeltriplex systemhigh sulfur layerabs/pc plasticpd/sn layercu-link layer

14、nickel corrosion on plastic4 4層鎳層鎳bright nickelchromiumcorrosion sitessemi bright nickelquadruple systemhigh sulfur layerparticle nickelcopperabs/pc layercu-link layerpd/sn layernickel corrosion on plastic氯化鎳 30 oz/gal鹽酸 8 oz/gal電流密度 100 - 300 a/ft2伍德沖擊鎳和氨基磺酸鹽沖擊鎳是用于在不銹鋼上電鍍獲得良好的結(jié)合力的最普遍的方法。不銹鋼暴露在空氣中立即

15、就會形成氧化膜，與大多數(shù)鍍層的結(jié)合力差。這些沖擊鎳能提供很薄的鍍層，而且同時析出大量氫氣清洗表面，用化學(xué)方法清除氧化 “伍德伍德”沖擊鎳沖擊鎳氨基磺酸鎳 320 g/l氨基磺酸 150 g/l溫度 50電流密度 50 a/ft2用于在不銹鋼，熱處理鋼和高碳鋼上電鍍 獲得良好結(jié)合力氨基磺酸鹽沖擊鎳氨基磺酸鹽沖擊鎳氨基磺酸鹽鍍鎳溶液氨基磺酸鹽鍍鎳溶液ni(nh2so3)2 60 oz/galh3bo3 4 oz/gal防針孔劑 0.05 oz/galph 3.0 - 5.0溫度 38 - 60電流密度 100 - 300 a/ft2mgcl2 , nicl2 (任選的) 2 oz/gal電鑄是在易

16、處理的或可重復(fù)使用的芯模上沉積重金屬鍍層的生產(chǎn)。用于電鑄的最普遍的鍍鎳是氨基磺酸鹽鍍鎳。氨基磺酸鹽鍍鎳比瓦特鍍鎳具有顯著的優(yōu)點，所產(chǎn)生的鍍層具有很低的張應(yīng)力* * 張應(yīng)力會造成芯模與鍍層之間的斷裂張應(yīng)力會造成芯模與鍍層之間的斷裂! ! 對于氨基磺酸鹽鍍鎳溶液，多花一些成本盡量 用純的純的化學(xué)原料來配制溶液，比節(jié)省材料之后 再來提純補救要好。 尤其重要的是重金屬銨離子和硫酸根含量要低。 鉛要嚴(yán)格地排斥在氨基磺酸鹽溶液所用的所有 設(shè)備外。 氨基磺酸鹽鍍鎳溶液之用料氨基磺酸鹽鍍鎳溶液之用料張張 應(yīng)應(yīng) 力力 隨氯化物含量升高而增大 隨ph升高而增大 隨電流密度升高而稍增 隨無機(jī)物污染而增大 隨有機(jī)物污

17、染而增大 隨添加氟化物而減小 隨周期換向/脈沖電流而減小 受溫度變化的影響 壓應(yīng)力和張應(yīng)力壓應(yīng)力和張應(yīng)力 壓應(yīng)力的鍍層使工件將趨向背離鍍層的方向彎曲 張應(yīng)力的鍍層使工件將趨向朝著鍍層的方向彎曲 鍍層鍍層壓應(yīng)力張應(yīng)力不良影響較大第二二類光亮劑產(chǎn)生的第一類光亮劑產(chǎn)生的雜質(zhì)對應(yīng)力的影響雜質(zhì)對應(yīng)力的影響雜質(zhì) ppm 應(yīng)力 每ppm雜質(zhì)對應(yīng)力的變化影響 (psi) kg/mm2 (psi) kg/mm2new - 2500 1.75 - - nh4+ 400 6040 4.25 8.0 0.006 cr+3 100 10650 7.5 82 0.058 cr+6 2 12800 9.0 5330 3.75 cu+2 100 2400 1.75 24 0.0175 fe+2 400 3550 2.5 2.8 0.002 pb+2 400 4975 3.5 5.7 0.004 zn+2 100 3270 2.3 8.5 0.006 br- 8000 7100 5.0 0.5 0.0004 cl- 8000 8530 6.0 1.1 0.0008 so4= 500 5330 3.75 5.7 0.004