化学镀镍溶液的成分分析.doc

化学镀镍溶液的成分分析为了保证化学镀镍的质量，必须始终保持镀浴的化学成分、工艺技术参数在最佳范围（状态），这就要求操作者经常进行镀液化学成分的分析与调整。 1.Ni2浓度 镀液中镍离子浓度常规测定方法是用EDTA络合滴定,紫脲酸胺为指示剂。 试剂 （1）浓氨水（密度：0.91g/ml）。 （2）紫脲酸胺指示剂（紫脲酸胺：氯化钠=1：100）。 （3）EDTA容液 0.05mol，按常规标定。 分析方法： 用移液管取出10ml冷却后的化学镀镍液于250ml的锥形瓶中，并加入100ml蒸馏水、15ml浓氨水、约0.2g指示剂，用标定后的EDTA溶液滴定，当溶液颜色由浅棕色变至紫色即为终点。 镍含量的计算： C Ni2 = 5.87 MV (g/L) 式中 M标准EDTA溶液的摩尔浓度； V耗用标准EDTA溶液的毫升数。 2还原剂浓度 次亚磷酸钠NaH2PO2H2O浓度的测定 其原理是在酸性条件下，用过量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定自剩余的碘，淀粉为指示剂。 试剂 （1）盐酸 1：1。 （2）碘标准溶液0.1mol按常规标定。 （3）淀粉指示剂1%。 （4）硫代硫酸钠0.1mol按常规标定。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液5ml于带盖的250mL锥形瓶中；加入盐酸25mL碘标准溶液于此锥形瓶中，加盖，置于暗处0.5h（温度不得低于25）；打开瓶盖，加入1mL淀粉指示剂，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点。 计算： C NaH2PO2H2O = 10.6(2M1V1M2V2) (g/L) 式中 M1标准碘溶液的摩尔浓度； V1标准碘溶液毫升数； M2标准硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度； V2耗用标准硫代硫酸钠溶液毫升数。 3NaHPO35H2O的浓度 化学镀镍浴还原剂反应产物中影响最大的是次磷酸钠的反应产物亚磷酸钠。其他种类的还原剂的反应产物的影响较小甚至几乎无影响，如DMAB。其测定原理是在碱性条件下，用过量的碘氧化亚磷酸，但次磷酸不参加反应；然而，用硫代硫酸钠反滴定剩余的碘；淀粉为指示剂。 试剂 （1）碳酸氢钠溶液 5%。 （2）醋酸 98%。 （3）其余试剂同前。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液5ml于250mL的锥形瓶中（可视Na2HPO3含量多少决定吸取镀液体积），加入蒸镏水40mL。 加入碳酸氢钠溶液50mL，使用移液管量取40mL标准碘溶液于锥形瓶中，加盖，放置暗处1h。 开启瓶盖，滴加醋酸至PH0.631.25um的45#钢、镀层含磷8.3%、贴纸法检测小于1点/2、小于2点/82）。从镀层结构可知微晶尺寸越小孔隙尺寸也越小，所以非晶态镀层孔隙率低。已知Cl直径3.64、Fe（CN）63,直径4.3，当微晶尺寸小于20，其间孔隙就不容贴纸法试剂离子进入，也就是孔隙率为零。 化学镀镍层最常见的是针孔形状的气孔,为了防止,除了加表面活性剂外只有加强溶液的流动或工件与镀液间的相对运动来给予解决.镀件上部的落尘面出现的圆孔是细小悬浮粒子造成的.砂眼指的是一直连通到基材的深孔,它与气孔的区别在于其具有不对称性,也不拖尾,产生原因是基材表面不合格(含有夹杂物也会引起镀层出现孔洞)还可能为光亮的化学镀层放大.另外一些颗粒状的瘤状物,周围有砂眼而误认为孔洞,其实是沉积快或其他固体粒子造成的。 镀层表面孔隙率与以下因素有关：（1）施镀工艺 通常碱浴镀层的孔隙率比酸浴大12倍，用肼做还原剂得到的镀层又比用次磷酸盐高。添加剂种类也有影响，镀速快孔隙率增大，施镀过程中的杂质及悬浮物不仅增加表面粗糙度，同时也增加孔隙率。（2）镀件表面粗糙度 镀件表面愈光洁平整其孔隙率愈小。例如某碱浴得到的镀层，基材表面粗糙度Ra=1.02.5um，厚度在811um时孔隙率为67点/cm2，而Ra=0.21.25um，同样厚度孔隙率降到12点/cm2。一般基材表面粗糙度Ra0.631.25um镀78um、Ra510um镀1215um、毛坯必须镀大于25um、喷砂表面镀大于30um才能得到基本无孔的镀层。厚度相同的镀层如分两次施镀也可以降低孔隙率，如某酸浴一次镀10um厚的孔隙率为45点/cm2，分两次镀则降低为1.92.5点/cm2。Hong Deng的研究表明,只用一般的概念来描述基材形貌与孔隙率的关系是远远不够的,这种影响是复杂的。他们用了几种表面粗糙度不同的样品，有喷细SiC(Ra=0.43um)、粗SiC(Ra=0.75um)、未进行机械处理(Ra=1.19um)、干喷玻璃球(Ra=1.70um)以及湿喷玻璃球(Ra=1.69um)的钢板,每种粗糙度样品又分别进行化学抛光、电解抛光和闪镀镍处理,然后在该表面分别镀5um厚的Ni-11%P的镀层,用SO2进行腐蚀试验,结果表明钢材表面形貌是镀层产生孔洞的主要影响因素,不同前处理方法得到的表面形貌亦异,但粗糙度Ra=0.43的表面耐蚀性并不比Ra=0.75um或Ra=1.19um的表面有明显的改善。抛光表面对耐蚀性的改善均不如闪镀1um亮镍的效果好,暗镍的作用也不明显。亮镍作用显著的原因是它有整平作用,且赋予基材一个成分均匀的表面。本实验结果至少说明影响孔隙率的因素不仅是表面粗糙度,还有它的形貌. 研究还发现三维生长的化学镀层绝非在基材表面各个地方等速生长，表面上的孔洞由于其内部的镀液不能充分得到交换、补充，所以孔洞不可能被完全覆盖，但在洞口及上边沿部分镀层较厚，形成一个窄而深的通道，腐蚀过程中该通道增加了介质及产物进出孔洞的困难，也就是增加了腐蚀的阻力。由此可见，真正耐蚀的镀层至少要有50um的厚度为宜。（3）热处理有助于降低镀层的孔隙率 对钢和铝等基材，化学镀镍是阴极性涂层，如果孔洞多将构成大阴极小阳极的腐蚀电池而加速基材的腐蚀。孔隙率作镀层质量检查时只做相对比较用，因为孔隙率测定方法不同结果亦异。镀层使用前最好根据工况先做试验为宜。孔隙率测定方法除贴纸外，还有盐雾试验、不同浓度的SO2试验均能得到可靠的结果。5钝化及点蚀 研究发现Ni-P合金在Cl介质中的局部腐蚀与镀浴组成及PH值有关，腐蚀后形貌还与基材有关。例如，用重金属离子做稳定剂、PH值较低（4.2），得到的镀层较平整，并为层状结构，而且磷量也较高（10%）。这类镀层的钝化能力强，在中性介质或海水中腐蚀电位较高。如发生局部腐蚀则表现为典型的孔蚀，孔径小，其深径比达数百，腐蚀后表面依然保持光亮，但一旦穿透到基材就危险了；如用有机硫化物做稳定剂，PH值较高（4.8），则沉积层表面为花椰菜状纤维结构，且磷量较低（6%）。这种镀层的钝化能力弱，在中性介质中几乎没有钝化区、腐蚀迅速，但不穿孔，表面凹凸不平而且丧失光泽，在纤维边界处显微选择溶解较快。显然，上述两种类型镀层的保护作用不同，第一类高磷镀层在Fe、Pb甚至Cu上均属阴极性涂层，一旦穿孔就加速镀件腐蚀，但第二类低磷镀层则会起阳极保护作用。总之Ni-P合金耐蚀性能随镀层自身和环境变化，使用时必须根据工况条件具体分析进行实验才能收到预期效果。 高磷非晶态的Ni-P合金阳极化曲线与纯Ni不同，H2SO4和HNO3等氧化性介质中，Ni-P合金镀层无明显的钝化区，只是电流密度随磷量增加而明显降低。Ni-P合金腐蚀电位比纯镍正，且随磷量增加而略正移。在还原性酸-盐酸介质中纯镍也无钝化行为，高磷镀层的电位比纯镍正得多。极化曲线表示的腐蚀行为与实际测量结果一致。6应力腐蚀和腐蚀疲劳 因非晶态Ni-P合金优越的抗Cl局部腐蚀能力而促使人们研究它对应力腐蚀开裂的保护作用。在321不锈钢表面镀30um厚的Ni-10%P层，并做去氢处理。用U形弯曲试验及恒载荷拉伸试验测样品在沸MgCl2介质中的应力腐蚀开裂。低载下由于基材变形小镀层不致开裂，因介质与基材被镀层完全隔离，从而抵制了开裂。但在中等应力条件下脆性Ni-P层有可能开裂。即使如此，因为增长了裂纹孕育期也在一定程度上延长了断裂时间。所以，Ni-P镀层不同程度改善了321不锈钢在沸MgCl2介质中抗开裂的能力。研究还发现，在裂纹扩展阶段镀层的作用不大，但因Ni-P合金电位比321不锈钢低，腐蚀过程中作为阳极对基材有保护作用。如果在650热处理使Ni3P聚集长大，基材与镀层交界处出现扩散层，镀层的韧性比400硬化处理时有所改善，使其开裂倾向减小而有利于抑制基材的开裂。 参考文献报导在1Cr18Ni9Ti不锈钢上分别镀Ni和Ni-P，用恒载和慢应变速率试验法测它们在42%沸MgCl2中开裂行为。发现即使在高应力下镀层已出现许多与外加应力方向垂直的平行裂纹，且贯穿到基体，对不锈钢的开裂仍然有很好的保护作用，50h未发生断裂。纯Ni镀层韧性优于Ni-P保护效果更好。Ni-P层具有保护作用原因在于它使不锈钢处于阴极保护电位区（Ni-P层为阳极）。碳钢上Ni-P镀层在35%NaOH溶液中的电位处于碳钢发生开裂的电位敏感区，有缺陷或裂纹的镀层就不能防止碳钢发生开裂。综上所述可见要保护基材不发生开裂对镀层的基本要求是：（1）金属镀层在工作介质中耐蚀性良好，而且不发生开裂；（2）镀层完整、不太厚，韧性好才不易出现损伤；（3）对金属-环境体系所处电位区是开裂不敏感区，选择镀层的腐蚀电位应该就在这一电位域。如镀层电位处在金属-环境的SCC敏感区，有裂纹或缺陷的镀层将加速开裂发生。 关于Ni-P镀层腐蚀疲劳的行为有如下报导。在碳钢上镀Ni-P，用旋转弯曲疲劳试验机、交变应力频率为60Hz，分别在大气和3%的NaCl溶液中进行测量，二者的S-N曲线均光滑过渡，但大气中有明显的疲劳极限。化学镀镍样品在108循环周期下疲劳强度提高约50%，断口观察见到因基材变形使镀层龟裂，但仍与基材结合完好、光亮、无点蚀，裂纹源在未施镀样品上多达十余处、施镀样品上却只有一两处，足见镀层抑制裂纹萌生作用明显。但从Ni-P在NaCl介质中优良的耐蚀性来看，它提高腐蚀疲劳寿命的效果尚不理想，分析这与多次循环应力作用使镀层腐蚀电位负移有关。实验中还发现在循环应力作用下镀层有部分晶化倾向，这样增加了镀层脆性，降低疲劳断裂性能而容易出现疲劳断裂源和裂纹扩展区。 化学镀镍过程中析出大量H2，因此镀层和基材的氢脆问题为人们所关注。有关各种化学镀镍标准文件中严格地规定了施镀完毕后，工件除H2的制度。虽然有人测得化学镀浴因温度较高镀层中含氢量还不及电镀镍，但这并不表明该工艺对基材无影响。我们试验发现对H2敏感的磁性材料Nd-Fe-B用化学镀镍做保护层，未做去氢处理，10um厚的镀层半年内粉化，30um厚12月内粉化，同样厚的电镀层未发生粉化，这与Nd合金具有大量吸氢的能力有关。7高温稳定性 纯镍熔点1455，无论用磷或硼合金化均能使其熔点降低，磷的影响尤甚。从Ni-P金相图可知11%P的镀层热处理后是磷在镍中形成固溶体并与Ni3P组成低共熔点的化合物，这时镀层软化点只有880，磷量不同的镀层其熔点在很大温度范围内变动。磷量小于低共熔点组成的镀层当温度升到880时，则出现镍固相与液相共存；而磷大于低共熔点组成的镀层便为Ni3P固相与液相共存。Ni-B合金熔点比Ni-P高，含硼低的镀层达1350，这时Ni-P已熔化，故称Ni-B层具有红硬性。 化学镀Ni-P具有比电镀Ni更好的抗高温氧化性能。在650空气中做氧化试验，并用未施镀的钢基材对比，结果未施镀的基体钢已强烈氧化，电镀Ni随氧化时间的延长重量增加，但化学镀Ni-P在100h后氧化增重趋于稳定。镀层热处理否变化不大。显然，纯Ni高温氧化膜保护性能不及Ni-P膜好。 试验表明在650过热蒸汽中保温3000h后发现酸浴Ni-P镀层的保护性比碱浴镀层好。一般认为Ni-P在300、Ni-B在350连续使用是安全的，高达500600则必须注意。Ni-P镀层高温稳定性的报导不多，有些还互相矛盾，这说明问题复杂，使用时最好根据工况条件做实验。8如何改善化学镀镍层的耐蚀性 在讨论化学镀镍耐蚀性的同时，人们更关心的问题是如何更加提高或保证它的耐蚀性能。影响化学镀镍性能的因素不外乎基材质量、前处理、镀浴及施镀工艺、沉积层的后处理、各阶段的质量检查等，有的已在其他章节中述及，这里只补充几点与耐蚀性有关的问题。（1）基体金属质量 这是镀层质量的基本保证，但往往被人们忽视。镀前必须了解工件材料的成分、状态、冶金质量及加工成型的过程，不适当的加工会造成应力、微裂纹。工件上不应有折叠、焊屑、毛刺、孔洞及砂眼等缺陷。钢中的夹杂物，尤其是硫化物不仅影响镀层的耐蚀性，还会毒化镀液。（2）镀前处理 基材上原有的润滑油（不饱和脂肪酸）或缓蚀剂膜是很难清洗净的，处理不好不仅会降低镀层结合力，还会产生针孔而降低耐蚀性。除化学清洗法外，碳钢基材常推荐使用电解清洗法，但这种清洗方法明显地影响镀层耐蚀性。例如在碱性介质中阳极清洗会增加镀层孔隙率；阴极清洗虽然孔隙率低，但又可能引起氢脆。用碱性除锈剂，若换向、周期性反复清洗，这样既改善结合力又有利于降低孔隙率。高浓度碱液清洗，即先在85浸泡10min、再阳极清洗2min，效果不如浸泡后改用阴极清洗更耐蚀。阳极清洗剂中用NaCN或H3BO3将降低镀层的耐盐雾试验能力；若碱浸与电解法合用可提高镀层的耐盐雾效果。 活化处理Fe基表面用HCl使镀层腐蚀率上升，以10%H2SO 4为好，且时间愈短愈佳。活性液中绝对不能用缓蚀剂。基材中含Pb将使镀层出现微孔、降低结合力，还毒化镀液。这类基材不宜用H2SO4活化，以25%HBF4为宜，先闪镀一层镍亦可。用10%HBF4做活化剂对提高镀层耐蚀性有利。（3）镀后处理 化学镀镍的后处理不外乎加热除H2提高硬度改善耐磨性或改善结合力，或进一步处理以提高耐蚀性。镀后需要处理的镀层只占总镀层的一小部分。试验表明200OC加热1h的热处理方法还有益于改善镀层的耐点蚀能力。低温短时间加热去除了H2、还继续保持镀层的非晶结构，同时发生了最大的弛预，使其体积缩小、密度增加、孔隙率下降。 铬酸盐封闭处理是提高化学镀层抗变色能力、延长耐盐雾试验时间及耐蚀性能的一种最简单而有效的方法。例如用40g/LH2CrO4在85OC下浸泡镀层5min；或1%10%CrO3、7785OC、浸泡115min；Ni-B镀层用20%CrO3、60OC浸泡10min，由于将镀层表面甚至基体全部钝化而提高了耐蚀性能。 铬酸盐处理镀层后使之钝化，可以从表面电位变化表现出来。在化学镀Ni-P层上涂有机漆不仅可以改善耐蚀性，也有利于耐磨性。浸油或涂石蜡在提高镀层耐蚀性的同时还改善了它的润滑能力。经有机漆等处理后镀层耐盐雾试验能力为：镀态 24h铬酸盐处理 48h水基漆 48h硅酸盐封闭 72h涂油或石蜡 216h9、化学镀镍的腐蚀率 当腐蚀介质已经固定的前提下，影响镀层耐蚀年的因素还很多，如基材成分、组织及表面粗糙度；前处理；镀层成分、状态、应力及孔隙率等；施镀工艺（镀液组成、PH值、使用的循环周期）；后处理；服役环境及时间（以确定镀层厚度）等。再加以各个实验室测定腐蚀率的方法又未必完全一致，所以镀层的耐蚀性能是很难准确描述的。 镀层腐蚀主要沿用经典的静态浸泡法获得。盐雾试验及电化学法也常用来测镀层的耐蚀性，但最简单、适用的快速方法莫过于硝酸法，只需将新鲜镀层洗净、干燥，一半浸入密度1.42g/cm3 的浓硝酸，一半曝露在空气中，室温下记录出现第一个变色点的时间。Beer认为这是耐蚀镀层必须报告的数据之一。但这种方法对于高磷镀层并不适应。 由于现场使用的条件不能与实验完全相同，参考这些数据时必须慎重。如Bayes已经用盐雾试验、线性化法等加速腐蚀试验方法测定了镀层在油、气环境中的腐蚀行为，确认了Ni-P合金长期使用的稳定性及其保护作用，但他仍建议做现场试验后再使用。 从各方面的试验结果均表明化学镀镍比电镀镍好。在稀的还原性酸、碱及盐介质、有机酸及有机溶剂中，化学镀镍均有较好的耐蚀性能，但在氧化性酸或其他氧化介质（CrO42、Fe3、NO3）甚至充足的空气存在，均大大地增加了其腐蚀率而影响应用。Ni-P在大气中耐蚀性良好，但长时间应用会失泽。如有硫化物存在或含硫气氛中使用，因形成硫化物膜而明显地增加耐蚀性能，这一特性增加了化学镀镍在石油及天然气开采中的应用市场。油田环境中高温CO2腐蚀虽然比H2S中严重，但实验表明即使95OC的饱和CO2盐水中75m镀层至少可用10年。化学镀镍在有机溶剂中稳定，值得推广应用，食品工业中也大有市场。低磷镀层在制碱工业中也有很好的应用前景。化学镀镍液不稳定性的原因分析(一)1. 气体从镀液内部缓慢地放出镀液开始自行分解时，气体不仅在镀件的表面放出，而且在整个镀液中缓慢而均匀地放出。2. 气体析出速度加剧出现上述情况的镀液，若不及时采取有效的措施，则气体的逸出速度会越来越快，会产生大量的气泡，使镀液呈泡沫状。3. 形成黑色镀层或沉积物当化学镀镍液出现许多泡沫，镀覆零件及器壁上就开始生成粗糙的黑色镀层，或在镀液中产生许多形状不规则的黑色粒状沉积物。4. 镀液颜色变淡镀液在自行分解过程中，镀液的颜色不断变淡，例如含氨碱性化学镀镍液中，当发生自行分解后，镀液的颜色由深蓝色变成蓝白色，与此同时还可嗅到一股刺鼻的氨味，待氨味消失时，化学镀镍液已完全分解了。二、影响镀液不稳定的主要因素1. 镀液的配比不当 次亚磷酸盐（还原剂）浓度过高提高镀液中次亚磷酸盐的浓度，可以提高沉积速度。但是当沉积速度达到极限时，继续增加次亚磷酸盐的浓度，不仅沉积速度提不高，反而会造成镀液的自行分解。尤其对于酸性镀液，当PH值偏高时，镀液自行分解的趋势愈严重，其原因是：次亚磷酸盐的浓度过高时，镀液的化学能得到提高从而处于更高能位，但化学镀镍是属于液相（镀液）、固相（镀层）、气相（析出的氢气）的多相反应体系。当镀液处于高能位状态时，就加速了液相组元转向固相、气相的趋势，即加速了镀液内部的还原作用。若镀液此时存在其它不稳定因素（如局部温度过高，有浑浊沉淀物等），最容易诱发自行分解。当镀液中次亚磷酸盐的浓度过高时，如果PH值也偏高，就会大大降低镀液中亚磷酸镍的沉淀点，并造成工件表面上有许多颗粒状。 镍盐的浓度过高提高镍盐的浓度，当镀液PH值又偏高时，易生成亚磷酸镍和氢氧化镍沉淀，从而使镀液混浊，极易触发镀液的自行分解，并造成工件表面上有许多颗粒状。 络合剂的浓度过低络合剂的重要作用之一是能提高镀液中亚磷酸镍的沉淀点。镀液在镍盐浓度、温度、PH值一定时，亚磷酸镍在镀液中的溶解度和沉淀点也是一定的。若溶液中络合剂的浓度过低，随着化学镀镍的进行，亚磷酸根将不断地增加，会迅速达到亚磷酸镍的沉淀点，从而出现沉淀的现象。这些沉淀物，将是镀液自行会解的触发剂之一，也是造成工件表面上有许多颗粒状的原因之一。 PH值调整剂的浓度过高在镀液其它成份不变的条件下，如果PH值调整过高，则也容易发生亚磷酸镍和氢氧化镍的沉淀，同时加速还原剂的分解，也是造成工件表面上有许多颗粒状的原因之一。2. 镀液配制方法不当 次亚磷酸盐添加得太快在配制镀液中，次亚磷酸盐未完全溶解或加得太快，都会使镀液局部的次亚磷酸盐浓度过高，也会生成亚磷酸镍的沉淀。 调整PH值不当或过高碱液加得太快，或碱液加得太多，会使镀液局部的PH值过高，容易产生氢氧化镍沉淀，并使工件表面产生许多颗粒。 配制镀液的顺序不当在配制镀液时，如果不按一定的顺序，例如将PH值调整剂加入到不含络合剂、仅含还原剂的镍盐镀液中，不仅要生成镍的氢氧化物，并在溶液中析出，而且会还原出金属镍的颗粒沉淀，尽管在加入络合剂后镀液会逐渐由浑浊变清。但仍有少量的沉积物存在，从而影响镀液的寿命，而且会影响到工件表面的镀层质量。 配制镀液时未进行充分搅拌在配制镀液的过程中，即使预先已将各种药品完全溶解，但在进行混合时，不进行充分搅拌，也会产生肉眼难以发现的镍的化合物。三、镀前处理不彻底1. 镀前处理的影响工件正确的前处理对于镀层质量是至关重要的，如果表面预处理不好，将会造成镀层结合强度不合格，针孔、粗糙、镀层不均匀，外观晦暗等问题。正确的镀前处理是指除去基体金属表面的污染，达到表面清洁、无锈（所谓无氧化物金属表面）。镀前必须去除的污染物通常包括：润滑油、防锈油、抛光剂、氧化膜、焊渣、助焊剂及其他污染脏物。必须根据污染物类型和不同的基体金属，选择不同的前处理方式。除油溶液必须定期更换，以免除油和除锈无效，而造成镀层结合强度下降，起泡或者镀层不均匀。某些金属零件在碱性溶液中除油后，可以直接进行化学镀镍。但是，如果镀前清洗不干净，就可能将碱性溶液及酸性除锈溶液带入镀液内，使化学镀镍液PH值发生变化。如果将其它金属杂质带入镀液，还能成为镀液自行分解的触发剂。因此，金属零件在进入镀液前必须清洗干净。非金属件需要用钯盐活化后才能进行化学镀镍。如果活化未将钯离子清洗干净，而将其带入镀液，将在其上优先还原出镍，对镀液的危险性极大。2. 基体金属表面质量的影响基体金属表面质量不好也可能是发生故障的根源，必须仔细检查。底金属表面质量差所引起施镀质量问题，通常会被错误地诊断，以为是前处理或化学镀液的问题。比如铝件表面的金属间化合物，会造成镀层针孔或者结瘤。另外，某些多孔的铸件或粉末冶金工件表面可能残留溶液而造成镀层外观挂痕和针孔。3. 工件加工方式的影响工件的加工方式，如冲压、铸造、钻孔等都对最终镀层质量有重大影响。比如，不正确的冲压加工可能使工件表面嵌进难以除去的脏物，从而引起镀层外观灰暗，镀层脱落。当铸铝和锌压铸件加工时，控温不正确会造成基体金属表面分层起皮，又会引起镀层外观粗糙。显然，应当十分重视工件自身的表面问题，镀前及时发现问题，以免施镀过程中发生故障。四、化学镀镍液被污染1. 两类污染物影响化学镀镍液的污染物很多，除镀液可过滤除去的固体微粒杂质外，污染物大致可分为两类：有机污染物和无机污染物。2. 有机污染物及其排除有机污染物可能来自未清浩处理的设备，如塑料衬里，过滤机以及某些工艺材料，如粘接剂、屏蔽剂等。来自前处理溶液带入的污染物，如脱脂剂、残存油类、脱膜剂、酸洗缓蚀剂等等。这类污染物会造成镀层外观发花、条索状气带，甚至丧失结合强度。镀液中的有机污染物可使用活性炭吸收除去。但是，应注意活性炭处理后，补加镀液中损失的有效的有机物成分，如：有机光亮剂、稳定剂和络合剂。另一个方面，应防止活性炭处理的二次污染，如未过滤掉的活性炭微粒和不合格的活性炭中的污染物的溶出等等。3. 无机污染物及其排除 阴离子型污染物 （1）硝酸盐来自硝酸钝化化学镀镍槽后，因中和清洗不充分的残留物。低浓镀硝酸盐污染物无明显影响；但是，镀液中硝酸浓度过高时，镀速会降低，甚至造成停镀。（2）硅酸盐污染可能来自前处理清洗剂，其有害在于会在金属表面形成凝胶膜，造成镀层外观发花、针孔。这些弊病，可以采用加强镀前清洗的方法加以克服。或者，干脆不采用含硅酸盐的清洗剂。 阳离子型污染物 （1）金属离子污染物来自化学药品及前处理溶液的带入，基体金属的溶解，清洗不良（甚至清洗用水本身已被污染）。金属离子污染对化学镀镍的影响是深远的，影响最为严重的金属离子主要是铅、镉、铜、铋、砷和钯等。（2）镀液中铅离子来自含铅的底金属的溶解或者含铅稳定剂添加量的错误。镀液中积累铅离子浓度大于510-6g/L之后，会造成镀层灰暗、漏镀、停镀、镀液使用寿命短。（3）铜离子是有害的。当镀液中铜离子浓度达到10010-6g/L时，会在铁金属工件表面生成置换铜，因而造成化学镀镍层结合强度变差的问题。在某些化学镀液中，1510-6g/L的铜离子会造成镀层变色。镀液中铜离子来源于两个方面：一方面是铜质工件或挂具在镀液中的溶解；另一个方面是前处理溶液中铜离子在钢铁工件的表面上生成置换铜，继而在镀液中的溶解。（4）镉离子污染通常来源于未退镀干净的曾经用于镀镉的吊架，受镉离子污染过的前处理溶液，以及含镉稳定剂或光亮剂的添加量错误，镀液中积累的镉离子浓度超过期310-6g/L时，会造成镀层灰暗，孔边起皮和漏镀。（5）钙、镁离子主要来源于工业用水，由于镀液浴蒸发积累，钙、镁离子浓度太大时，会造成镀层粗糙、发雾、针孔；甚至，如果钙、镁离子浓度过高而生成不溶物，则可能造成镀液自发分解。防止钙、镁离子污染的办法是使用去离子水，并经常检查去离子水的纯度质量。（6）钯离子污染来源于非金属或非催化活性金属镀前活化、敏化溶液、如果清洗不干净，带入镀液后将会引起镀液自发分解。 用假镀法除去重金属污染物对于重金属污染物，可用较大面积的电解镍板，经活化洗净后，进入镀液中进行电解，以此去除重金属离子。此法，即所谓的“假镀”（dummy）。“假镀”后，应补充添加镀液成分，以维持镀液中各种化学成分都在工艺范围内。五、操作方法有问题1. 镀液温度 液温过高或过低必须密切监视镀液温度才能获得稳定的高质量的镀层。因此，有必要采用精密温度控制器；并使用合格的温度计检查温度控制器，进一步核实控制温度在正确范围之内。若未经检查，可能会因温度过高而造成镀液分解，也可能因温度过低而镀速太慢。 镀槽液温不均匀由于加热方式或镀液循环过滤方式不均匀，造成镀槽中上下或左右液温有差别，对较大的镀槽（如900L）而言，有时会高达58之差距，对于孔径要求或对镀层厚度要求都较严格时，由于液温温差较大，工件镀层的一致性就差，而且会使工件因尺寸问题而造成报废。 镀液局部过热在操作过程中，如果采用电炉、电加热器、蒸汽直接加热时，就会使镀液局部温度过高（超过工艺规定的温度上限），PH值同时也偏高时，不仅镀层粗糙，而且还容易引起镀液分解。因此，即使PH值正常，镀液直接加热方式也是不可取的。2. 循环过滤化学镀液应保持循环过滤，循环量为每小时610倍镀液容积，滤径尺寸不大于5um，定期地更换滤袋或滤芯，这样，就可以减少甚至消除镀层表面的粗糙问题。由于化学镀是一/L种自催化沉积过程，如果镀液中存在着固体微粒，轻则造成镀层粗糙，重则引起镀液自发分解，全部报废，因此，除去镀液中的固体微粒是很重要的事。3. 镀液搅拌镀液搅拌不良亦会引起质量问题。由于搅拌不良，工件表面镀液流动为层流，传质过程较慢，即参加瓜的物质到达工件表面以及反应产物离开工件的运动受阻，工件溶液界面状况恶化，因而会造成镀层气孔、气滞和镀层外观发化。良好的搅拌，无论是机械搅拌、清洁的压缩空气搅拌或者工件移动，对于获得合作的镀层是重要的。然而，过分地搅拌镀液，也会造成镀速下降，工件尖锐部位漏镀等问题。4. 镀液装载量不当装载量过低或过高都会直接影响镀层的沉积速度。特别是高速沉积时，所获得镀层比较疏松，镍颗粒可能从镀层脱落到镀液中，形成自催化剂还原中心，促进镀液自行分解的趋势，而且在工件的表面上有许多颗粒生成。5. PH值测试不当一般，通过PH计和PH试纸测定镀液的PH值。应当注意的是，某些PH试纸的读数同PH计读数相差可能高达0.5。在某些化学镀镍工艺中，由于镀液中盐离子效应造成PH值读数不准。当化学镀液老化时NH4+、Na+、K+、SO42、Cl等离子的积累都会造成溶液离子强度的改变。结果，PH值试纸对新镀液的反应与对旧镀液的反应不同。不仅如此，由于PH试纸制造方面的原因，不同厂商供应的PH试纸，对于同一化学镀镍液的测量，读数之间的差异高达0.5。因此，PH计测量的读数比较准确，而PH试纸测量的读数只能作参考。为了获得可靠的测量结果，必须对PH计进行校正。影响PH计测量准确度的通常错误，是忽略了温度对PH值的影响。首先，应当考虑校正溶液与被测化学镀镍液的温度应一致，其次，￥应注意使用温度补偿。6. 装挂工具架不合要求如果使用的装挂工具架没有很好地进行防腐处理，那么这些工装挂具架就会在镀液中缓慢地腐蚀，从而增加了镀液中的杂质。这些杂质可能触发镀液的自行分解。装挂工具架的挂钩，没有均匀地合理地排列，使得局部处工件超过11.2dm2/L的装载量。装挂工具架每一次施镀后，退镍不彻底。这些，都会使镀液性能下降，工件上也可能出现气泡等不良的品质。六、接触化学镀镍液的设备要及时硝酸清洗和钝化处理尽管化学镀镍设备用材料为聚丙烯，氯化聚氯乙烯，氟塑料等化学钝性材料，但是长时间接触之后，特别是经过长时间使用，被刻蚀粗化了的设备表面，十分容易镀上镀镍层。设备表面某处被镀上，就会迅速蔓延，使得镀出面积急剧增大，镀液槽负载的急剧变化，造成镀液化学成分严重失去平衡，这就是所谓“镀出”（plate-out）现象，轻则镀件表面粗糙，重则速槽镀液分解报废。同样，对于不锈钢槽，尽管已经连接槽壁保护系统，施加有阳极电流以保护不锈钢槽壁不被镀上，但是，长时间接触镀液仍然会被镀上。因此，无论是塑料衬里，还是不锈钢槽，包括循环泵，热交换器管道内壁，凡接触镀液的表面都必须定期使用硝酸清洗