化学镀镍配方

简述电镀槽液加料方法与溶液密度测定方法1.电镀生产现场工艺管理的主要内容：1)控制各槽液成分在工艺配方规范内。遵守规定的化学分析周期。2)保持电镀生产的工艺条件。如温度、电流密度等。3)保持阴极与阳极电接触良好。4)严格的阴极与阳极悬挂位置。5)保持镀液的清洁和控制镀液杂质。6)保持电镀挂具的完好和挂钩、挂齿良好的电接触。2.电镀槽液加料方法：加料要以“勤加”“少加”为原则。2.1固体物料的补充，某些有机固体料先用有机溶剂溶解,再慢慢加入以提高增溶性。若直接加入往往会使镀液混浊。一般的固体物料,可用镀槽中的溶液来分批溶解。即取部分电镀液把要加的料在搅拌下慢慢加入,待静止澄清,把上层清液加入镀槽。未溶解的部分,再加入镀液,搅拌溶解。这样反复作业,直到全部加完。在不影响镀液总体积的情况下,也可以用去离子水或热的去离子水搅拌溶解后加入镀槽。有些固体料易形成团状,影响溶解过程。可以先用少量水调成稀浆糊状,逐步冲稀以避免团状物的形成。2.2液体物料的补充，可以用去离子水适当稀释或用镀液稀释后在搅拌下慢慢加入。严禁将添加剂光亮剂的原液加入镀槽。2.3补充料的时机，加料最好是在停镀时进行。加入后经过充分搅匀再投入生产。在生产中加料,要在工件刚出槽后的“暂休”时段加入。可在循环泵的出液口一方加入,加入速度要慢,药料随着出液口的冲击力很快分散开来。2.4加料方法不当可能造成的后果：2.4 1)如果加入的是光亮剂,则易造成此槽工件色泽差异。2.4.2)如果加入的是没有溶解的固体料,则易造成镀层毛刺或粗糙。2.4.3)如果是加入酸调节pH,会造成槽液内部pH不均匀而局部造成针孔。3.镀液及其它辅助溶液密度的测试方法：3.1要经常测定溶液的密度，新配制的镀液或其它辅助液,都要测定它的密度并作为档案保存起来供以后对比。镀液的密度一般随着槽龄增加而增加。这是由于镀液中杂质离子、添加剂分解产物等积累的结果,因此可以把溶液密度与溶液成分化验数据一起综合进行分析,判断槽液故障原因以利排除。3.2溶液密度测定方法，在电镀生产中,常用密度计或波美计测试溶液密度。密度与波美度可以通过下列公式转换。对重于水的液体密度=145/(145-波美度),波美度=(145x145)/密度,在用波美计测试时,其量程要从小开始试测,若波美计量程选择不当,会损坏波美计。测试密度不要在镀槽内进行,应取出部分镀液在槽外进行。在镀槽中测试,当比重计或波美计万一损坏,镀液会被铅粒污染。应将待测液取出1.5L左右(用2000mL烧杯),热的溶液可用水浴冷却。然后将样液转移至1000mL直形量筒中,装入量为距筒口约20mm处,就可用比重计测量。脉冲电镀电源使用须知脉冲电镀电源使用须知一、脉冲电镀电源与镀槽之间的距离为了确保脉冲电流波形引入镀槽时不畸变，且衰减小，希望在安装时，脉冲电镀电源与镀槽的间距2-3m为佳，否则对脉冲电流波形的后沿（下降沿）影响较大，电镀将不能达到预期效果。二、阴、阳极的导线连接方式直流电源的导线连接方式，不适合脉冲电源的连接，脉冲电镀电源的输出连接，希望两根导线的极间电容能够抵消导线的传输电感效应，因此阴、阳极导线最好的方法就是双绞交叉后，引送到镀槽边，从而保持脉冲波形不变。三、导线的选用1、由于是脉冲电源，为了避免趋夫效应，在导线选择时，应选择多股芯线作脉冲电源到镀槽的连接线，多股芯线绞织，其间的线电容可以抵消其电感效应。2、导线的规格一定要满足其通过的额定电流，因为脉冲电流的电流密度要比平均电流的电流密度大很多很多，因此必须考虑能承受脉冲电源的电流所产生的电流热效应，以确保脉冲电源到镀槽的衰减最小。举例：脉冲电流为1000A，占空比为60%，显然其平均电流为600A，而额定电流为：(100060%)1.3780A，在选择导线时，额定值最好选择800A的导线。化学镀镍化学镀镍化学镀镍已成为国际上表面处理领域中发展最快的工业技术之一，以其优良的性能，在几乎所有的工业部门都得到了广泛应用，每年总产值达10亿美元，而且每年还以5%7%的速度递增一、性质和用途用次磷酸钠作还原剂获得的镀层实际上是镍磷合金。依含磷量不同可分为低磷（1%4%）、中磷（4%10%）和高磷（10%12%）。从不同pH值的镀液中可获得不同含磷量的镀层，在弱酸性液（pH=45）中可获得中磷和高磷合金；从弱碱性液（pH=810）中可获得低磷和中磷合金。含磷为8%以上的Ni-P合金是一种非晶态镀层。因无晶界所以抗腐性能特别优良。经过热处理（300400）变成非晶态与晶态的混合物时硬度可高达HV=1155；化学复合镀层硬度更高，如Ni-P-SiC，镀态HV=700，350热处理后可达到HV=1300。非晶态合金是开发新材料的方向，现已成为工程学科的一大热门。近年低磷化学镀镍是研究开发的又一热点，含磷1%4%的Ni-P合金，镀态的HV=700，热处理后接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想镀层，又是可在铝上施镀的好镀种。化学镀层的种类、性质和主要用途，列于表3-1-2。化学镀镍层与电镀镍层的性能比较，列于表3-1-3。表3-1-2 化学镀镍种类性质和主要用途 镀种 主要性质 主要用途酸性（7%12%P）工程上用；Ni-P 耐蚀性碱性（1%4%P）电子行业，代硬铬Ni-B高耐热、硬度高耐磨，酸性（3%B）电子工4良好的导电性、焊接性业；碱性（约5%B）航空工业。Ni-M-P（M=Cu、W、耐蚀、耐热、磁性能和Cr、Fe、Zn、Nb、W、电阻性能Mo）Ni-P/SiC、Al2O3、人造金刚石、CFx、PTFE、耐磨性、自润滑性泵、阀门、液压轴、内燃机汽化部件表3-1-3 化学镀镍与电镀镍的性能比较比较项目 组成 外观 结构 密度厚度均匀性 硬度（镀态） 加热硬化 耐磨性 耐蚀性电镀镍层 99%以上Ni 暗至光亮 晶态 8.9 差HV=200400 无变化 相当好好（多孔隙）化学镀镍层92%Ni、8%P（平均值）半光亮至光亮 非晶态 7.9（平均） 好HV=500700 HV=9001300 极好优良（孔隙少）及制药装置、厨房设施化工、机械、纺织、造纸等工业部门，如模具、器、金属电阻器、医疗非磁性应用、薄膜电阻TiO2、ZrO2、Ni-B/TiO2、ZrO2相对磁化率（%）电阻率/cm-1 36 7 4 601000.010.020.380.2 热导率/Jcm-1s-1-1 0.16 无润滑油 有润滑油 磨损 0.2化学镀镍的脆性较大，在钢上仅能经受2.2%的塑性变形而不出现裂纹。在620下退火后，塑性变形能力可提高到6%；当热处理温度达840时，其塑性还可进一步改善。化学镀镍层同钢铁、铜及其合金、镍和钴等基体金属有良好的结合力。在铁上镀覆1012m的化学镀镍层，经反复弯曲180后未出现任何裂纹和脱落现象。但与高碳钢、不锈钢的结合力比上述金属差；同非金属材料的结合力会更差些，重要的是取决于非金属材料镀前预处理质量。化学镀镍层的化学稳定性在大多数介质中都比电镀镍高，在大气中曝晒试验、盐雾加速试验中，其耐蚀性显著地优于镍；在海水、氨和染料等介质中相当稳定。化学镀镍层以其高耐蚀、高耐磨、高均匀性、兼有防腐、装饰及机能方面的作用，故用途十分广泛，诸如电子和计算机、化学和化工、机械、航空航天、石油和天然气、汽车、食品加工、医药和纺织等工业部门。具体应用举例：1.计算机工业主要用于数量巨大的硬盘片铝镁合金上化学镀镍，使 6其具有足够的硬度以保护铝合金基体不变形和磨损，同时防止基体氧化腐蚀。2.电子工业除需要耐磨耐蚀的化学镀层外，还大量需要低电阻温度系数、扩散阻挡层及良好的焊接性能的化学镀层。Ni-Cr-P、Ni-W-P等多元合金化学镀层具有低电阻温度系数，在薄膜电阻器的制造中很有用。Ni-B、Ni-P-B、Ni-P等化学镀层的钎焊性接近于金镀层。3.机器制造工业凡需要耐磨或耐蚀的零部件一般都可用化学镀镍来提高其寿命，如液压轴、曲轴、传动链带、齿轮和离合器、工、卡、模具等。4.石油和天然气、化学工业化学镍层对含硫化氢的石油和天然气环境，对酸、碱、盐等化工腐蚀介质有优良的抗蚀性，所以在采油设备、输油管道中有广泛用途。在普通钢或低合金钢上镀一层5070m的Ni-P合金，其寿命可提高36倍。化学工业的容器、阀、管道、泵等的化学镀镍可替代不锈钢和纯镍。5.汽车工业汽车工业中使用化学镀镍是利用其耐蚀、耐磨性能，如形状复杂的齿轮、散热器和喷油嘴、制动瓦片、减震器等等。6.其它航空业中的喷气发动机的一些零件，陶瓷、轴瓦合金、不锈钢在还原气氛中的结合材料，铝、镁、铍材料制成的航空零部件和电子元件等。二、以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍1.酸性化学镀镍的工艺规范（见表3-1-4）。2.碱性化学镀镍的工艺规范（见表3-1-5）表3-1-4 酸性化学镀镍的工艺规范配方 工艺规范1234567含量/gL-126硫酸（NiSO47H2O） 253025氯化镍（NiCl26H2O）3025303530 10次磷酸钠202530（NaH2PO2H2O） 醋酸钠（NaC2H3O2） 15 柠檬酸钠10（Na3C6H5O72H2O） 葡萄糖酸钠 乳酸（C3H6O3）80%/mLL-1丙酸（CH3CH2COOH）24 10 1025 10182212173520103027 2.2硫酸肼铅离子（ppm） 硫脲（ppm） pH值 温度/沉积速度/mh-1 适用基体材料102 224.555 859090 1215204.5 46 46 45 4.659030408590909590 2051025 1015钢铁 钢铁 钢铁 钢铁 陶瓷 玻璃 钢铁3.化学镀镍液的配制方法8化学镀镍配方多，使用成分多，且有弱酸性和弱碱性两种，特别要根据选用的配方采用正确的配制方法，防止因配制不当产生镍的氢氧化物沉淀。这里介绍配制应遵循的顺序： （1）用不锈钢、搪瓷、塑料作镀槽。 （2）用配槽总体积的1/3水量加热溶解镍盐。（3）用另外1/3的水量溶解络合剂、缓冲剂及其它化合物，然后将镍盐溶液在搅拌下倒入其中，澄清过滤。（4）用余下1/3水量溶解次磷酸钠，过滤，在将要使用前在搅拌下倒入上述混和液中，稀至总体积，用1：10的H2SO4或1：4的氨水调pH值。表3-1-5 碱性化学镀镍工艺规范配方 工艺规范硫酸镍（NiSO47H2O） 氯化镍（NiCl26H2O）12345含量/gL-12530402030次磷酸钠（NaH2PO2H2O）10 氯化铵（NH4Cl） 焦磷酸钾（K4P2O7）5025203530 3050柠檬酸铵（(NH4)3C6H5O7） 氢氧化铵（NH4OH）/mLL-1 光亮剂ND-1/ mLL-1 络合剂ND-2/ mLL-150102025 20 40309柠檬酸钠（Na3C6H5O7）pH值温度/时间/min厚度/m适用基体材料 10 910 910或89.5 1011 810 88.5 3040 6575 90 510 510 60 40 3545 0.20.512.5 8 塑料 塑料 金属 金属 塑料 注：配方4为BLE-1光亮低温化学镀镍新工艺，溶液较酸性液稳定、节能、外观光亮平滑。pH=910时获含P2%4%低磷合金，pH=88.5时为含P7%8%的普通化学镍层，南京大学研制。4.化学镀镍简单原理化学镀镍的反应历程如下：第一步：溶液中的次磷酸根在催化表面上催化脱氢，同时氢化物离子转移到催化表面，而本身氧化成亚磷酸根H2PO2+H2OHPO32-+H+2H（吸附于催化表面） 第二步：吸附于催化表面上的活性氢化物与镍离子进行还原反应而沉积镍，而本身氧化成氢气Ni2+2HNi0+H2 总反应式为2H2+2H2O+Ni2+Ni0+H2+4H+2H部分次磷酸根被氢化物还原成单质磷，同时进入镀层H2+H（催化表面）P+H2O+OH10上述还原反应是周期地进行的，其反应速度取决于界面上的pH值。pH值较高时，镍离子还原容易；而pH值较低时磷还原变得容易，所以化学镀镍层中含磷量随pH值升高而降低。除上述反应外，化学镀镍中还有副反应发生，即由于存在副反应，实际每消耗2mol次磷酸钠大约能沉积0.7mol的镍原子。加入槽中的次磷酸盐最终约90%转化为亚磷酸盐，亚磷酸镍溶解度低，当有络合剂存在，游离镍离子少时，不产生沉淀物。当有亚磷酸镍固体沉淀物存在时，将触发溶液的自分解。在化学镀中不可避免地会有微量的镍在槽壁和镀液中析出，容易导致自催化反应在均相中发生，需要用稳定剂加以控制。反应中生成的氢离子将降低镀液pH值，从而降低沉积速度，所以需加pH值缓冲剂和及时调pH值。铝合金化学镀镍工艺研究与应用笔者从1996年开始进行铝合金化学镀镍工艺研究，经反复试验终于研制成功一种既能满足电子设备微波元件外表装饰要求又具有良好物理化学特性(可焊性、耐磨性、三防特性、高低温特性等)，而且附着力优异的铝合金化学镀镍工艺体系。经过一年多的小槽(25L)生产考验后，已于1998年安装了一条小型手动化学镀镍生产线，该生产线具备镀液自动控温、压缩空气搅拌、循环过滤、去离子水漂洗等功能，特别是配置了镀液自动分析和补充仪(美国WALCHEM产品)，它能保证工作过程镀液成分和pH值始终保持在正常工艺范围，从而保证镀层质量可靠。该生产线已成功地应用于镀覆引进放大器铝腔体以及微波开关，振荡器和天线馈 11电架等，满足了设计要求，使用效果良好。 本文对该工艺体系作一简要总结，重点报道二次浸锌和碱性化学镀镍工艺的确定，酸性化学镀镍工艺的优选以及镀层主要物理化学特性。1 二次锌酸盐处理众所周知，铝上电镀(或化学镀)存在许多困难，由于铝化学性质活泼，电化学电位很负(E-1.66V)，对氧有高度亲和力、极易氧化；铝的线膨胀系数比一般金属大(2410-6/)；它又是两性金属，在酸碱中均不稳定，化学反应复杂；镀层有内应力，因而铝上电镀(或化学镀)能否成功，关键是要解决附着力问题。 铝表面的氧化膜经酸碱腐蚀去除后，在空气或水溶液中能迅速重新生成。为此，铝上电镀必须进行特殊前处理，其目的在于去除这些氧化膜，使其不能重新形成，并迅速赋予一层薄而均匀的金属镀层作为进一步按正常工艺电镀的底层。可见，能否置取这样一层理想的金属层乃是获得铝上电镀(化学镀)层附着力良好的工艺关键，习惯置取该金属薄层的工艺方法有浸锌酸盐法、浸锡酸盐法、电镀锌法、磷酸阳氧化法等。浸锌酸盐法由于Zn在强碱溶液中呈络离子存在，它的电位变得比简单盐中的Fe或Ni负得多，与Al十分接近，因而当Al浸入锌酸盐溶液中能得到较薄的均匀Zn层，有助于与铝基体牢固结合，这正是目前应用较普遍的主要原因。两次浸锌处理比一次浸锌处理而言，它能降低Zn含量，使Zn层结晶更细致。有作者经扫描电镜(SEM)观察证明，第一次浸Zn后能看到晶粒之间仍有未变化的铝表面区域，其锌酸盐膜结构呈网状、不连续分布，尺寸为0.21.0m范围。而两次浸Zn膜比第一次浸Zn膜致密得多，晶粒度分布均匀，大致相同(150300mm)，看不到未镀覆铝表面，原因在于除去第一层Zn膜后，重新形成的氧化膜比原先的氧化膜更均匀，故随后第二次浸渍Zn层易于均匀复盖上全部铝表面。为此，我们选择配方(1)、(2)和改进配方(3)、(4)进行比较试验，见表1。并测定了在4种不同锌酸盐溶液中所形成的锌层重量，见表2。表1 锌酸盐溶液/(gL-1)配方1配方2配方3配方4NaOH ZnO ZnSO4 NiSO4 KNaC4H4O6 5012020 45200 100 60 100240 120 60 12012第12/21页FeCl3 211 1 NaNO3 添加剂 10301030表2 不同浸锌工艺的锌层质量处理 浸锌配方1配方2配方3配方4规范 时间mg/dm2mg/dm2mg/dm2mg/dm2一次浸锌1min4.614.335.894.28再次浸锌各1min2.501.820.800.40再次浸锌各2min 0.751.03再次浸锌各3min 0.840.86表2数据证明，两次浸锌得到的锌层比一次浸锌薄，配方2与配方1均是典型的浓溶液与稀溶液，锌层呈光亮，深蓝灰色，配方(1)碱浓度太高，粘度大，工件不易清洗干净，配方(2)碱浓度低，含锌量太少故需经常校正，溶液稳定性差，而改进配方(3)与(4)碱浓度适中，特别是含有镍盐，NaOH对Zn2的摩尔浓度比值由10提高到1314，将酒石酸钾钠含量升高到100120g/L，又引进添加剂，使镍离子呈更稳定络离子形式存在，从而能使镍离子与锌离子一起缓慢而均匀地置换沉积在铝表面，得到的锌镍合金层比配方(1)、(2)更薄更均匀。有文献报导浸Zn层质量大致应在1.61.7mg/dm2范围(最佳3.1mg/dm2)，通过试验，我们发现控制Zn-Ni层质量在12mg/dm2范围的浸锌工艺能充分保证铝上镀层附着力良好。特别是含镍的锌层为随后的化学预镀镍沉积初期提供了充足的催化核心，这是提高随后镍镀层附着力的一个重要因素。132 碱性化学镀镍预镀实践证明，两次浸锌工艺是铝合金获得附着力优异的化学镀镍层的前提条件，但是这层薄而致密的锌层在随后的化学镀镍溶液中会发生化学溶解作用，常规化学镀镍使用酸性溶液(pH45)，工作温度高(90)，显而易见如果铝合金浸锌后直接在酸性镀液中化学镀镍，锌层很快溶解掉，而且溶解的锌会污染镀液，为了减缓锌层的溶解作用，提高化学镀镍层对基体铝合金的结合力，延长化学镀镍溶液的使用寿命，必须采用碱性化学镀镍预镀工艺，这也是铝合金化学镀镍成功与否的关键所在。有人研究了化学镀镍反应初期基体铝上镍镀层的化学成分，发现大部分锌层溶解在化学镀镍溶液中，这种溶解作用的强弱取决于下列五种因素，化学镀镍液的温度、pH值、镍离子浓度、络合配位体种类和络合物浓度。为此，碱性化学镀镍作为预镀底层必须综合考虑镀液pH值、温度、沉积速度、络合剂种类和浓度之间的平衡关系，作者选择了4种代表性配方进行比较。见表3。表3 碱性化学镀镍溶液 /(gL-1)配方1配方2配方3配方4NaCl26H2O21 21NiSO46H2O 25 25NaH2PO22H2O12 20 25 25(NH4)C6H5O745 45络合剂 10 45NH4Cl 30 30 30 30NH4OH 50 5014为保证镀液稳定、沉积速度适中，经过试验改变还原剂和络合剂的浓度，确认配方(4)呈强碱性(pH8.59)，工作温度低(3545)，由于采用复合络合剂，进一步降低镍离子有效浓度，氧化还原反应速度变得缓慢使结晶更细致均匀，从而能有效减弱浸锌层的溶解，而且在锌层被置换的同时即发生镍的自催化沉积，所以最终能在铝表面直接得到一层结晶细小、均匀、结合良好的薄镍层，而几乎不参杂有氧化物或锌层。 通过近两年的生产实践，证明该配方与国外引进的ENPLATEAL-100化学闪镀镍具有相似的功能，经过预镀能在铝表面得到一层薄而均匀、活泼的镍层，是随后酸性化学镀镍的理想底层。3 酸性化学镀镍选择3种酸性化学镀镍配方进行工艺比较见表4。首先观察镀层外观，从配方(1)得到的镍层呈半光亮黄白色，而配方(2)得到镍层色暗，不适用于铝合金，随后比较配方(1)和配方(3)，配方(3)是商品ENPLATE Ni418，其镍离子与次亚磷酸根离子的摩尔浓度比值大约在0.30.4，从而能保证沉积速度适中(1620m/h)，由于含有适当的缓冲剂和稳定剂因而镀液十分稳定。镀液温度保持在8590，温度变化严格控制在1范围，一般随着温度升高，沉积速度加快，含磷量下降，温度波动大时，磷含量变化太大，会生成片状镀层影响结合力和抗腐蚀性。一般随着pH值增大，沉积速度提高，含磷量下降，本工艺控制pH在4.90.1范围。生产过程镍离子和次亚磷酸根离子浓度及pH值逐渐减小，镀层含P量升高。表4 酸性化学镀镍溶液 /(gL-1)配方1 配方2配方3NiSO46H2O23 25NaH2PO4H2O24 2415C3II6O3 2720C4H6O4 C2H5ONa 15Na3C6H5O7 15ENPLATENi-418(mL/L) 60ENPLATENi-418(mL/L) 90本所化学镀镍生产线配置了美国WALCHEM化学镀镍自动分析(添加)仪，实现了镀液自动控温、连续过滤、压缩空气搅拌、镀液在线自动分析与补充。整个化学镀过程工艺条件始终在最佳范围，因而从配方(3)得到的镍层含磷量能稳定在80%左右，镀液稳定。其外观色泽呈光亮黄白色，接近进口的放大器铝腔体，满足了本课题防护、装饰性能的外观要求。4 镀后热处理化学镀镍层和铝基体界面产生的作用力称为应力，一般中磷(5%9%)镀层的拉应力典型值为56176MPa，高磷(10%12%)镀层的压应力28MPa，低磷(2%4%)镀层略有压应力，如果应力足够高而结合力不好则会造成镀层起泡或分离，或者在高、低温环境使用时，由于铝和镍的膨胀系数不同而产生的应力叠加到内应力上，也将导致化学镀镍层起泡。铝合金化学镀镍后进行热处理可能消除镍磷合金中残留的原子氢，使内应力得到缓慢释放，最大限度减少内应力绝对值，同时促使沉积层和基体间发生微量扩散，进一步提高镀层与基体附着力，而不降低耐腐蚀性。热处理应在化学镀后立即进行，在有空气循环的烘箱中缓慢升温，效果较好。根据MIL-C-26074E、AMS2404D、ISO 4527-1987等化学镀镍标准规16定，推荐铝合金提高附着力的热处理规范如下：(a)可热处理强化铝合金，在120140下烘烤11.5h； (b)非热处理强化铝合金，在150180下烘烤11.5h。 5 镀液稳定性与寿命本工艺体系的碱性镀镍液和酸性镀镍液本身均十分稳定，经补充镍盐与还原剂，溶液可以连续使用，商品ENPLATE 418的镍离子更新累计质量可达3750g/L。镀液煮沸也不会分解。但是任何镀液的寿命都是有限的，为了在生产过程延长镀液使用寿命，关键在于严格的管理和维护。首先要根据生产负荷，定期或不定期分析镍离子和还原剂浓度，少量或经常补充消耗的镀液成分，使镀液始终工作在最佳工艺范围，与此同时生产过程要严格控制温度和pH值在工艺范围，这是保持镀液稳定，延长寿命的基本要求。必须防止镀液成分过分偏低，一次性大量补充试剂，造成溶液不平衡，影响工作寿命。保持镀液尽量干净是延长化学镀镍液寿命的重要措施之一，配制镀液要用去离子水和分析纯试剂。任何金属杂质的引入都会对化学镀镍溶液产生不利影响，如果试剂纯度不够，金属杂质含量高，镀液中杂质微粒会发生自催化反应而析出金属镍，导致镀液混浊。另外，尽管采用聚丙烯塑料镀槽，理论上镍不会沉积在镀槽壁上，然而由于空气尘埃会带入颗粒状物质，同样会成为自催化核心，所以在局部过热的加热管壁和槽底，在生产一定周期后仍会堆积少量镍，如果不及时清除将会严重影响镀液稳定性。每班工作结束要及时抽出化学镀镍液，使其迅速冷却到60以下，以减少镍的自发析出。要经常检查加热管壁、滤芯、槽底、槽壁有无镍析出，定期用稀硝酸浸泡、清洗，但是必须将残存的酸迹清洗干净，因为硝酸是降低镀液寿命的有害杂质。严格控制装载量也是延长化学镀镍溶液寿命的一个重要因素。装载量过大会使反应过分剧烈，次亚磷酸钠可能分解为亚磷酸钠，析出的镍会脱落，溶液易浑浊甚至分解，同样在空载和压缩空气强烈搅拌下也会第17/21页加速次亚磷酸钠氧化成亚磷酸钠，影响镀液稳定性。为延长镀液寿命，生产中应该将装载量控制在最佳范围0.51.0dm2/L，应当尽可能将足够量的工件集中一起施镀，有效利用槽液的负载能力，避免过载和空载。 6 典型工艺体系铝件有机溶剂去油碱性除油(碱腐蚀)硝酸浸蚀浸锌去膜第二次浸锌碱性化学镀镍酸性化学镀镍去离子水漂洗热处理。7 镀层物理化学特性7.1 镀层化学成分及结晶形态用电子显微镜及X射线能谱分析铝上化学镀镍层成分与形态见表5。表5 不同化学镀镍工艺镀层成分与组织形态 酸性镀镍 酸性镀镍碱性镀镍(0)(配方3) (配方1)化学镀 Ni89.95% Ni86.82% Ni93.79 %镍层成分P10.05% P13.18% P6.21%镀层光亮、连续镀层发暗，呈粒镀层半光亮，基厚度均匀，有少状不连续，厚度本连续有孔隙 结晶形态量孔隙，晶粒大不均匀晶粒大区，晶粒大小小为亚微米 小为4m 为亚微米从表5的镀层外观及结晶形态看出，酸性镀镍(配方3)最好，碱性镀镍0组较好，酸性镀镍(配方1)较差。据报道，含磷量8%的化学镍镀层为晶态结构，有磁性，但比电镀镍小，但随着含磷量增加，从晶态向非晶态转变，含磷量8%时呈亚晶态结构，呈弱磁性，经热处理能显著提高磁性。含磷量在10%12%时为第18/21页非晶态镍磷(Ni-P)合金，完全无磁性，不存在晶界、位错等晶体缺陷。因而，化学镀镍层耐腐蚀性随着含磷量增加而提高，通过X射线能谱分析证实从配方(3)得到的化学镀镍层含P量为8%10%，属于中磷化学镀镍层。7.2 镀层附着力按标准ISO 4527-1987(附录B)规定，采用热震试验方法，将铝合金LY12CZ化学镀镍试样及零件放在电热烘箱中加热至250，保温1h，经冷水骤冷，未见鼓泡与起皮。7.3 高低温冲击试验铝腔体10个(化学镀镍15m)，按标准GJB 150.5-86规定，经高温125，低温-55，进行6个循环冲击，未见鼓泡与起皮。7.4 湿热试验铝试样(LY12CZ)100mm50mm1mm三件及铝腔体2个(化学镀镍15m)，按标准GJB150.10-86规定，进行恒定湿热试验168h(温度40、相对湿度95%)，镀层表面没有变化。7.5 中性盐