镀镍合金是获得更多品种、更优性能且节约镍资源的电镀方法之一。本书包括镀层性能、镀液配制与使用、电镀工艺原理和影响因素等内容。

本书是《镀镍技术丛书》之一。

第1章镀镍铁合金

1.1概述

1.1.1镍铁合金镀层的性能与用途

1.1.2镍铁合金电镀的国外发展概况

1.1.3镍铁合金电镀的国内发展概况

1.2镀镍铁合金溶液成分和工艺条件

1.3镀镍铁合金工艺流程

1.4镀镍铁合金溶液配制

1.5镀镍溶液的转化

1.6镍铁合金镀液的维护与控制

1.7镍铁镀液成分和工艺条件的影响

1.7.1硫酸镍

1.7.2硫酸亚铁

1.7.3氯化钠

1.7.4硼酸

1.7.5稳定剂

1.7.6工艺条件的影响

1.7.7光亮剂

1.7.8柔软剂

1.8镍铁合金镀液的性能

1.8.1整平能力

1.8.2极化曲线

1.8.3均镀能力

1.8.4深镀能力

1.8.5阴极电流效率

1.8.6镀层光亮范围

1.8.7镀液电导率

1.8.8镀层沉积速度

1.8.9镀液中杂质离子的影响

1.9镍铁合金镀层性能

1.9.1镀层附着强度

1.9.2韧性试验

1.9.3镀层内应力

1.9.4镀层显微硬度

1.9.5镀层稳定电位

1.9.6镀层显微结构

1.9.7镀层耐蚀性

1.10滚镀镍铁合金

1.11稀土元素对镍铁合金的影响

1.12石墨电极在镍铁合金电镀中的应用

1.13镀高铁铁镍合金

1.13.1镀含铁65%（质量分数）的铁镍合金镀层

1.13.2铜基电镀85%铁镍合金镀液

1.14碱性镍铁合金镀液

1.14.1三乙醇胺碱性镀液

1.14.2柠檬酸铵EDTA碱性镀液

1.15氨基磺酸盐电镀镍铁合金

1.16美国专利：葡萄糖酸钠镀镍铁合金镀液

1.17故障排除

1.17.1常见故障及排除方法

1.17.2故障预防和镀液处理

1.18镀镍铁合金经济效益

1.19镍铁合金镀液与镀层分析方法

1.19.1镀液组分分析方法

1.19.2镀层镍铁分析方法

1.20镀镍铁磷合金

1.20.1镍铁磷合金镀层性状

1.20.2氯化物镀镍铁磷合金

1.20.3硫酸盐镀镍铁磷合金

1.21镀镍铁钼合金

1.21.1硫酸盐镀镍铁钼合金溶液组成及工艺条件

1.21.2氨基磺酸盐镀镍铁钼合金

1.22硫酸盐镀镍铁锰合金镀液

……

第2章镀双层或镀多层镍铁合金

第3章镀镍磷合金和镍硼合金

第4章镀镍钴金及镍钻系列三元合金

第5章镀镍钨和镍钨系列三元合金

第6章镀镍铬合金和镍铬系列三元合金

第7章镀镍铜合金

第8章镀锌镍合金

第9章电镀镍锡合金

第10章镀镍钼合金

第11章镀镍钯合金

第12章电镀镍铟合金

第13章镀镍锑合金

第14章镀镍铈硫非晶态三元合金

第15章镍与贵金属的合金镀层 2100433B

本书内容丰富翔实，适合于电镀工艺技术人员阅读，也可供材料、电化学等专业科技人员参考。

勃伦纳方法·电镀镍一磷合金，此法与化学镀法不同之点是：亚磷酸仅作为镀层中磷的来源，金属镍是靠镍离子在阴极上得到电子还原而生成。 1 勃伦纳方法的优点 ①在低温下合金析出的速度较大。 ②镀液稳定性好，金属镍离子的还原与亚磷酸无关，仅提供磷的消耗。 ③镀液成分简单，使用寿命较长。 ④镀层平滑，光泽性良好，耐磨、耐蚀好。 ⑤可控制镀液中亚磷酸添加量，调节镀层中的磷含量。 ⑥沉积速度快，可沉积较厚的镀层。

2 勃伦纳工艺存在的问题 ①pH低、Cl-含量高，导致镍阳极溶解速度大，造成镀液中镍浓度迅速上升。 ②若采用不溶性阳极，则Cl-析出形成Cl2气，将氧化亚磷酸，使镀液中亚磷酸迅速下降； ③阴极反应有镍和氢还原，pH不断上升，pH3.5以上出现亚磷酸镍沉积。 ④镀液分散能力和深镀能力较差。

（1）化学镀镍磷合金在石化工业中：冷换设备、盘管、采注管线、控制阀泵、吸入活塞杆等。

（2）化学镀镍磷合金在汽车和造船工业中：发动机轴、防滑活塞、空气调节器元件、交流发电机和散热片、油箱、燃料喷射器传动推力热圈等。

（3）化学镀镍磷合金在轻纺工业中：塑料模具、刻花滚筒、导布辊、导纸辊、贮槽横机、导轨、针筒、烘缸、织物刀刃、塑料切粒刀等。

（4）化学镀镍磷合金在饲料食品工业中：烤锅、轴承、罐头生产线设备、滑轮、切片装置、分类机、搅拌器等。 2100433B

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。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。