一：什麽是鍍鎳？ 通過電解或化學方法在金屬或某些非金屬上金上一層鎳的方法，稱為鍍鎳。鍍鎳分電鍍鎳和化學鍍鎳。電鍍鎳是在由鎳鹽（稱主鹽）、導電鹽、pH緩衝劑、潤濕劑組成的電解液中，陽極用金屬鎳，陰極為鍍件，通以直流電，在陰極（鍍件）上沉積上一層均勻、致密的鎳鍍層。從加有光亮劑的鍍液中獲得的是亮鎳，而在沒有加入光亮劑的電解液中獲得的是暗鎳。化學鍍鎳是在加有金屬鹽和還原劑等的溶液中,通過自催化反應在材料表麵上獲得鍍鎳層的方法。 二：鍍鎳的特點、性質、用途 (一）電鍍鎳的特點、性能、用途： 1 電鍍鎳層在空氣中的穩定性很高，由於金屬鎳具有很強的鈍化能力，在表麵能迅速生成一層極薄的鈍化膜，能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。 2 電鍍鎳結晶極其細小，並且具有優良的拋光性能。經拋光的鎳鍍層可得到鏡麵般的光澤外表，同時在大氣中可長期保持其光澤。所以，電鍍層常用於裝飾。 3 鎳鍍層的硬度比較高，可以提高製品表麵的耐磨性，在印刷工業中常用鍍媒層來提高鉛 表麵的硬度。由於金屬鎳具有較高的化學穩定性，有些化工設備也常用較厚的鎮鍍層，以防止被介質腐蝕。 鍍鎳層還廣泛的應用在功能性方麵，如修複被磨損、被腐蝕的零件，采用刷鍍技術進行局部電鍍。采用電鑄工藝，用來製造印刷行業的電鑄版、唱片模以及其它模具。厚的鍍鎳層具有良好的耐磨性，可作為耐磨鍍層。尤其是近幾年來發展了複合電鍍，可沉積出夾有耐磨微粒的複合鎳鍍層，其硬度和耐磨性比鍍鎳層更高。若以石墨或氟化石墨作為分散微粒，則獲得的鎳-石墨或鎳-氟化石墨複合鍍層就具有很好的自潤滑性，可用作為潤滑鍍層。黑鎳鍍層作為光學儀器的鍍覆或裝飾鍍覆層亦都有著廣泛的應用。 4 鍍鎳的應用麵很廣，可作為防護裝飾性鍍層，在鋼鐵、鋅壓鑄件、鋁合金及銅合金表麵上，保護基體材料不受腐蝕或起光亮裝飾作用;也常作為其他鍍層的中間鍍層，在其上再鍍一薄層鉻，或鍍一層仿金層，其抗蝕性更好，外觀更美。在功能性應用方麵，在特殊行業的零件上鍍鎳約1~3mm厚，可達到修複目的。特別是近年來在連續鑄造結晶器、電子元件表麵的模具、合金的壓鑄模具、形狀複雜的宇航發動機部件和微型電子元件的製造等方應用越來越廣泛。 5 在電鍍中，由於電鍍鎳具有很多優異性能，其加工量僅次於電鍍鋅而居第二位，其消耗量占到鎳總產量的10%左右。 （二）化學鍍鎳的特點、性能、用途： 1 厚度均勻性 厚度均勻和均鍍能力好是化學鍍鎳的一大特點，也是應用廣泛的原因之一，化學鍍鎳避免了電鍍層由於電流分布不均勻而帶來的厚度不均勻。化學鍍時，隻要零件表麵和鍍液接觸，鍍液中消耗的成份能及時得到補充，鍍件部位的鍍層厚度都基本相同，即使凹槽、縫隙、盲孔也是如此。 2. 鍍件不會滲氫，沒有氫脆，化學鍍鎳後不需要除氫。 3. 很多材料和零部件的功能如耐蝕、抗高溫氧化性等比電鍍鎳好。 4. 可沉積在各種材料的表麵上，例如：鋼鎳基合金、鋅基合金、鋁合金、玻璃、陶瓷、塑料、半導體等材料的表麵上，從而為提高這些材料的性能創造了條件。 5. 不需要一般電鍍所需的直流電機或控製設備。 6 熱處理溫度低，隻要在400℃以下經不同保溫時間後，可得到不同的耐蝕性和耐磨性，因此，特別適用於形狀複雜，表麵要求耐磨和耐蝕的零部件的功能性鍍層等三：鍍鎳溶液的類型
鍍鎳液的類型主要有硫酸鹽型、氯化物型、氨基磺酸鹽型、檸檬酸鹽型、氟硼酸鹽型等。其中以硫酸鹽型（低氯化物）即稱之謂Watts（瓦特）鍍鎳液在工業上的應用最為普遍。幾種不同鍍鎳溶液中所獲得的鍍鎳層的物理性質，如表2-3-45所列。氨基磺酸鹽型、氟硼酸鹽型適用於鍍厚鎳或電鑄。檸檬酸鹽型適用於在鋅壓鑄件上直接鍍鎳。這幾種鍍液的成本比較高。
◆ 普通鍍鎳(暗鍍)
1.普通電鍍又稱暗鎳工藝﹐根據鍍液的性能和用途﹐普通鍍鎳可以分為低濃度的預液﹐普通鍍液﹐瓦特液和滾鍍液等。
預鍍液﹕經預鍍可保證層與銅鐵基體和隨後的鍍銅層結合力良好。
普通液﹕該鍍液的導電性好﹐可在較低溫度下電鍍﹐節省能源﹐使用比較方便。
瓦特液﹕滿足小零件的電鍍﹐但鍍液必須要有良好的導電性和覆蓋能力。
2.鍍液配製方法
根據容積計算好所需要的化學藥品﹐分別用熱水溶解﹐混合在一個容器中﹐加蒸餾水稀釋到需體積﹐靜置到所需體積﹐靜置澄清﹐用虹汲法或過濾法把鍍液引入鍍槽﹐再加入已經溶解的十二基硫酸鈉溶液﹐攪拌均勻﹐取樣分析﹐經調整試鍍合格後﹐即可生產。
3.鍍鎳用陽極
鎳陽極材料的純度是電鍍中最重要的條件﹐鎳的含量>99%﹐不純的陽極導致鍍液汙染﹐使鍍層的物理性能變壞。在鍍鎳中比較適宜的鎳陽極有以下幾種﹕1.含碳鎳陽極﹐2.含氧鎳陽極﹐3.含硫鎳陽極。
◆ 光亮鎳
鍍光亮鎳有很多優點﹐不僅可以省去繁重的拋光工序﹐改善操作條件﹐節約電鍍和拋光材料﹐還能提高鍍層的硬度﹐便於實現自動化生產﹐但是光亮鍍鎳層中含硫﹐內應力和脆性較大﹐耐蝕性不如鍍暗鎳層﹐為了克服這些缺點﹐可采用多層鍍鎳工藝﹐使鍍層的機械性能和耐蝕性得到顯著的改善。
◆ 高硫鎳
高硫鎳一般含量為0.12~~0.25%。這種鎳具有比銅﹐銅錫合﹐暗鎳﹐光亮鎳﹐半光亮鎳﹐鉻等都高的電化學活性。高硫鎳鍍層主要用於鋼﹐鋅合金基體的防保-裝飾性組合鍍層的中間層﹐其原理是上層這鎳比下層半亮鎳含硫量高﹐因而使兩層間的電位差到100~~140mV﹐這樣使雙層鎳由單層鎳的縱向腐蝕轉變為橫向腐蝕﹐構成對鋼鐵基體的電化學保護作用。
◆ 鎳封
鎳封是在一般光亮鎳液中加入直徑在0.01~~1um之間的不溶性固體微粒(Sio2等)﹐在適當的共沉積促進劑幫助下﹐使這些微粒與鎳共沉積而形成複合鍍鎳層。當在這種複合鍍鎳層表上沉積鉻層時﹐由於複合鍍鎳層表麵上的固體微粒不導電﹐鉻不能沉積在微粒表麵上﹐因而在整個鍍鉻層上的形成大量微孔﹐即形成微孔鉻層。表麵存大的大量微孔﹐可在很大程度上消除普通鉻層中存的巨大內應力﹐因而減少了鍍層的應力腐蝕﹐尤為重要的是鉻層上的大量微孔﹐將鉻層下麵的鎳層大麵積地暴露出來﹐在腐蝕介質的作用下﹐鉻與鎳組成腐蝕電池﹐鉻層為陰極﹐微孔處暴露的鎳層為陽極而遭腐蝕﹐從而改變了大陰極小陽極的腐蝕模式﹐使得腐蝕電流幾乎被分散到整個鍍鎳層上﹐從而防止了產生大而深的直貫基體金屬的少量腐蝕溝紋和凹坑﹐並使鍍層的腐蝕速度減小﹐且向橫向發展﹐因而保護了基體金屬﹐顯著的提高了鍍層的耐腐蝕性能。
◆ 緞麵鎳
緞麵鎳又叫緞狀鎳。緞麵鎳與鎳封工藝沒有本質的區別。它具綢緞狀的外觀﹐鍍絡後不會像光亮鎳鍍層鍍鉻那樣有閃光﹐因而人眼注視後不會覺得疲勞﹐可以作為避免光線反射的防眩鍍層。這類鍍層在汽車反光鏡﹐車輛內部注視零件﹐醫療手術器械﹐機床零件﹐眼鏡鏡框等表麵已得到廣泛應用。
◆ 高應力鎳
在特定的鍍鎳液中加入適量的添加劑﹐能獲得應力較大的容易龜裂成微裂紋的鎳層﹐這種鎳層﹐叫做高應力鎳。
高應力鎳是在光亮鎳的表麵上再鍍一層1um左右的鎳層。由於高應力鎳的內應力大﹐所以在它的表麵按常規再鍍0.2~~0.3um的普通鉻層後﹐在鉻層與高應力鎳應力的相互作用處﹐高應力鎳層即產生大量微裂紋﹐並導致鉻層表麵也形成均勻的微裂紋。與鎳封一樣﹐鉻層成為微間斷鉻﹐隻是由高應力得到的是微間斷鉻﹐在腐蝕介質的作用下﹐這些裂紋部位殂成無數個微電池﹐使腐蝕電流分散在微裂紋處﹐從而使整個鍍層的而蝕性能得到明顯的提高
◆ 鍍多層鎳
鍍多層鎳是在同一基體上﹐選用不同的鍍液成分及工藝條件﹐獲得二層或三層的鍍鎳層﹐目的是在不增加鎳層厚度或減低鎳層的基礎上﹐增加鎳層的耐蝕能力。目前在生產上應用較多的多層鎳/鉻組合層休係有
雙層鎳 半光亮鎳/光亮鎳/鉻
三層鎳 半光這鎳/高硫鎳/光亮鎳/鉻
半光這鎳/光亮鎳/鎳封/鉻(微孔鉻)
半光這鎳/光亮鎳/高應力鎳/鉻(微裂紋鉻)
◆ 氨基磺酸鹽鍍鎳
氨基磺酸鹽鍍鎳的主要優點是所得到的電鍍層應力低﹐鍍液沉積速度快﹐但價格較貴﹐用於電鑄和印刷電路板鍍金前鍍鎳。
◆ 檸檬酸鹽鍍鎳
檸檬酸鹽鍍鎳工藝主要用於鋅壓鑄件的電鍍。主要的維護措施是﹕控製硫酸鎳與檸檬酸鹽之比在1﹕1.1~~1.2﹐溫度不可過高﹐以防止檸檬酸鹽分解﹐嚴格控製﹐pH值﹐零件入槽進采用衝擊電流(2~3A/dm2)以保證結合力良好。檸檬酸鹽鍍鎳應用還不廣，成功生產的廠家不多 |
