第5章化學鍍(2)ppt

1、化學鍍化學鍍第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 化學鍍鎳化學鍍鎳第三節(jié)第三節(jié) 化學鍍鎳溶液化學鍍鎳溶液第四節(jié)第四節(jié) 化學鍍鎳工藝化學鍍鎳工藝 第五節(jié)第五節(jié) 化學鍍鎳工藝過程化學鍍鎳工藝過程 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述化學鍍是在金屬表面的催化作用下化學鍍是在金屬表面的催化作用下,經(jīng)控制化學還原反應進經(jīng)控制化學還原反應進行的金屬沉積過程。反應必須在具有自催化性的材料表面行的金屬沉積過程。反應必須在具有自催化性的材料表面進行，金屬的沉積過程是純化學反應（催化作用當然是重進行，金屬的沉積過程是純化學反應（催化作用當然是重要的要的,因不用外電源也為稱無電鍍或不通電鍍因不用外電源也為稱無電鍍或不通電鍍 。在

2、化學鍍中，金屬離子是依靠在溶液中得到所需的電子而還原成金屬?；瘜W鍍?nèi)芤旱慕M成及其相應工作條件必須是反應只限在具有催化作用的制件表面，而溶液不應自己本身發(fā)生氧化還原，以免溶液自然分解，造成溶液過快地失效。化學鍍鎳已形成了較完善的工藝,一般以次亞磷酸鹽為還原劑的高溫槽液，常用于鋼和其它金屬上的沉積鎳層，以次亞磷酸鹽為還原劑的中溫堿性槽液，用于塑料和其它非金屬基體上沉積鎳層。以硼氫化合物為還原劑的堿性槽液，常用于銅和銅合金基體上的沉積鎳。以胺基硼烷為還原劑的槽液溫度略低于酸性槽液，用于非金屬或塑料基體上的沉積鎳。 以次亞磷酸鹽為還原劑的化學鍍鎳獲得的鍍層是NiP合金。 這種鍍層是一種獨特的工程材料。

3、它具有鍍層厚度均勻、硬度高、脆性大、光滑、易于釬焊和抗蝕性優(yōu)異等一系列特點。 鍍層經(jīng)低溫熱處理可彌散強化，獲得不同的硬度，提高耐磨性。 化學鍍與電鍍工藝相比1.鍍層厚度非常均勻，化學鍍液的分散力接近100%，無明顯的邊緣效應，幾乎是基材（工件）形狀的復制，因此特別適合形狀復雜工件、腔體件、深孔件、盲孔件、管件內(nèi)壁等表面施鍍。電鍍法因受電力線分布不均勻的限制是很難做到的。由于化學鍍層厚度均勻、又易于控制，表面光潔平整，一般均不需要鍍后加工，適宜做加工件超差的修復及選擇性施鍍；2.通過敏化、活化等前處理，化學鍍可以在非金屬（非導體）如塑料、玻璃、陶瓷及半導體材料表面上進行，而電鍍法只能在導體表面上

4、施鍍，所以化學鍍工藝是非金屬表面金屬化的常用方法，也是非導體材料電鍍前做導電底層的方法；具有以下特點3. 工藝設(shè)備簡單，不需要電源、輸電系統(tǒng)及輔助電極，操作時只需把工件正確懸掛在鍍液中即可；4. 化學鍍是靠基材的自催化活性才能起鍍，其結(jié)合力一般均優(yōu)于電鍍。鍍層有光亮或半光亮的外觀、晶粒細、致密、孔隙率低，某些化學鍍層還具有特殊的物理化學性能。 電鍍工藝也有其不能為化學鍍所代替的優(yōu)點，首先是可以沉積的金屬及合金品種遠多于化學鍍，其次是價格價格比化學鍍低得多，工藝成熟，鍍液簡單易于控制。 在化學鍍鎳溶液質(zhì)量提高的基礎(chǔ)上，化學鍍鎳生產(chǎn)線的裝備和技術(shù)發(fā)展很快，逐漸從小槽到大槽，從手工操作、斷續(xù)過濾、人

5、工測定施鍍過程中各種參數(shù)到自動控溫、槽液循環(huán)過濾和攪拌。化學鍍發(fā)展 化學鍍鎳發(fā)展中最值得注意的是鍍液本身的進步。在1960年代之前由于鍍液化學知識貧乏，只有中磷鍍液配方，鍍液不穩(wěn)定，往往只能穩(wěn)定數(shù)小時，因此為了避免鍍液分解只有間接加熱，在溶液配制、鍍液管理及施鍍操作方面必須十分小心，為此制定了許多操作規(guī)程予以限制。此外，還存在沉積速度慢、鍍液壽命短（使用的循環(huán)周期少）等缺點。為了降低成本，延長鍍液使用周期，只好使鍍液“再生”，再生的實質(zhì)就是除去鍍液中還原劑的反應產(chǎn)物，次磷酸根氧化產(chǎn)生的亞磷酸根。70年代以后多種絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑等添加劑的出現(xiàn)，經(jīng)過大量的試驗研究、篩選、復配以后，鍍液壽命大大延長，

6、一般均能達到46個周期，甚至1012個周期，鍍速達1725 m/h 。這樣，無論從產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益角度考慮，鍍液已不值得進行“再生”，而直接做廢液處理?；瘜W鍍層的用途 化學鍍鎳層目前被廣泛應用在電子、航空、航天、機械、精密儀器、電器、日用五金和化工等各個方面?；瘜W鍍層結(jié)晶細致，孔隙率低，硬度高，鍍層均勻，化學穩(wěn)定性好，它具有很好的耐蝕性，耐磨性，潤滑，釬焊性，同時，磨損和超差的表面均可加厚和修復。 非金屬材科上應用化學鍍鎳也越來越多，尤其是塑樹制品經(jīng)化學鍍鎳后即可按常規(guī)的電鍍方法鍍上所需的金屬鍍層，這樣可以得到有金屬效果的外觀。 在化學和石油器材方面象攪拌機軸和油管等等大量零部件為了防腐蝕和

7、抗磨損，用化學鍍鎳層是很必要的?；瘜W鍍鎳層在原子能工業(yè)用途也很廣泛。如在生產(chǎn)核燃料系統(tǒng)中的零件和容器以及火箭、導彈、噴氣式發(fā)動機的零部件上都己被采用。 化學鍍鎳層還能改善鋁、銅，不銹鋼等材料的焊接性能，減少轉(zhuǎn)動部分的磨耗，減少不銹鋼與鈦合金的應力腐蝕。用化學鍍鎳層代替鍍硬鉻，可以用在高硬度、耐磨的零件上。化學沉積過程可分為三類 置換法置換法：將還原性較強的金屬（基材、待鍍的工件）放入另一種氧化性較強的金屬鹽溶液中，還原性強的金屬是還原劑，它給出的電子被溶液中金屬離子接收后，在基體金屬表面沉積出溶液中所含的那種金屬離子的金屬涂層。最常見的例子是鐵件放在硫酸銅溶液中沉積出一層薄薄的銅。這種工藝又稱

8、為化學浸鍍，應用不多。原因是基體金屬溶解放出電子的過程是在基材表面進行，該表面被溶液中析出的金屬完全覆蓋后，還原反應就立刻停止，所以鍍層很薄。再由于反應是基于基體金屬的腐蝕才得以進行，使鍍層與基體結(jié)合力不佳。另外，適合浸鍍工藝的金屬基材和鍍液的體系也不多。置換法置換法 接觸鍍 還原法接觸鍍接觸鍍：將待鍍的金屬工件與另一種輔助金屬接觸后浸入沉積金屬鹽的溶液中，輔助金屬的電位應低于沉積出的金屬。金屬工件與輔助金屬浸入溶液后構(gòu)成原電池，后者活性強是陽極，被溶解放出電子，陰極（工件）上就會沉積出溶液中金屬離子還原出的金屬層。接觸鍍與電鍍相似，只不過前者的電流是靠化學反應供給，而后者是靠外電源。本法雖然

9、缺乏實際應用意義，但想在非催化活性基材上引發(fā)化學鍍過程時是可以應用的。還原法還原法：在溶液中添加還原劑，由它被氧化后提供的電子還原沉積出金屬鍍層。這種化學反應如不加以控制，在整個溶液中進行沉積是沒有實用價值的。目前討論的還原法是專指在具有催化能力的活性表面上沉積出金屬涂層，由于施鍍過程中沉積層仍具有自催化能力，使該工藝可以連續(xù)不斷的沉積形成一定厚度且有實用價值的金屬涂層。這就是我們所指的“化學鍍”工藝，前面討論的兩種方法只不過在原理上同屬于化學反應范疇，不用外電源而已。用還原劑在自催化活性表面實現(xiàn)金屬沉積的方法是唯一能用來代替電鍍法的濕法沉積過程。第二節(jié)第二節(jié) 化學鍍鎳化學鍍鎳該氧化還原反應能

10、否自發(fā)進行的熱力學判據(jù)是反應自由能的變化 次磷酸鹽還原劑化學鍍鎳的反應 一、化學鍍鎳的熱力學一、化學鍍鎳的熱力學 F298=10621（-23070）= -12458卡/克分子 二、化學鍍鎳的動力學二、化學鍍鎳的動力學（1）沉積Ni的同時伴隨著H2析出。（2）鍍層中除Ni外，還含有與還原劑有關(guān)的P、B或N等元素。（3）還原反應只發(fā)生在某些具有催化活性的金屬表面上，但一定會在已經(jīng)沉積的鎳層上繼續(xù)沉積。（4）產(chǎn)生的副產(chǎn)物H+促使槽液pH值降低。（5）還原劑的利用率小于100%?；瘜W鍍的催化作用屬于多相催化，反應是在固相催化劑表面上進行。不同材質(zhì)表面的催化能力不同，因為它們存在的催化活性中心數(shù)量不同

11、，而催化作用正是靠這些活性中心吸附反應物分子增加反應激活能而加速反應進行的。在實際化學鍍中工件的催化活性大小與工藝密切相關(guān)。Ni2+H2PO2-H2O H2PO2-Ni2H+ 基本步驟： 反應物（Ni2+、H2PO2等）向表面擴散； 反應物在催化表面上吸附； 在催化表面上發(fā)生化學反應； 產(chǎn)物（H+、 H2、 H2PO3等）從表面層脫附； 產(chǎn)物擴散離開表面。 這些步驟中按化學動力學基本原理,最慢的步驟是整個沉積反應的控制步驟 原子氫理論 H2PO2H2O HPO32-2HabH+ H2PO2 PO22 HabNi2+2 Hab Ni2H+ H2PO2H H2OOHP H2PO2 H2PO3 H2

12、O2 OH2 P H2PO2 H2O H2PO3H22 Hab H2 原子氫理論認為真正的還原物質(zhì)是被吸附的原子態(tài)活性氫，并不是H2PO2與Ni2+直接作用，還原劑H2PO2是活性氫的來源。 H2PO2不止放出活性氫原子，它還分解形成H2PO3 、H2、析出P，所以還原劑NaH2PO2H2O的利用率一般只有30%40%，不可能100%。原子H理論普遍為人接受，它較好的解釋了Ni-P的沉積過程，還不排斥反應過程的氧化還原特征。第三節(jié)第三節(jié) 化學鍍鎳溶液及其影響因素化學鍍鎳溶液及其影響因素 化學鍍鎳溶液由主鹽-鎳鹽、還原劑、緩沖劑、穩(wěn)定劑、加速劑、表面活性劑及光亮劑等組成 1. 主鹽：硫酸鎳醋酸鎳

13、Ni(CH3COO)2氨基磺酸鎳Ni(NH2SO3)2次磷酸鎳Ni(H2PO2)2 同硫酸鎳相比用醋酸鎳做主鹽對鍍層性能的有益貢獻因其價格昂貴而被抵消 最理想的Ni2+來源是次磷酸鎳，使用它不至于在鍍浴中積存大量的SO 42-，也不至于在補加時帶入過多的Na+，但其價格貴。 目前使用的主鹽主要是硫酸鎳目前使用的主鹽主要是硫酸鎳 2還原劑 次磷酸鈉 硼氫化鈉 烷基胺硼烷 肼 用得最多的還原劑是次磷酸鈉用得最多的還原劑是次磷酸鈉 價格低、鍍液容易控制，產(chǎn)品NiP合金鍍層性能優(yōu)良 次磷酸鈉的制備 4P3NaOH3H2O 3 NaH2PO2 PH3 4H3PO2 2PH3 + 2H3PO4 化學鍍鎳溶

14、液空載長期加熱對次磷酸鹽是不適宜的 鍍Ni-B合金用得最多的還原劑是硼氫化鈉3.絡(luò)合劑絡(luò)合劑 丁二酸或鹽 檸檬酸或鹽 乳酸或鹽 蘋果酸或鹽 甘氨酸或鹽 堿浴中：焦磷酸鹽、檸檬酸鹽及銨鹽 鍍液性能的差異、壽命長短主要決定于絡(luò)合劑的選用及其搭配關(guān)系 絡(luò)合劑的作用防止鍍液析出沉淀 ；提高沉積速度；提高鍍浴工作的PH值范圍 ；改善鍍層質(zhì)量鍍液中加絡(luò)合劑后鍍出的工件光潔致密 4穩(wěn)定劑 化學鍍鎳溶液是一個熱力學不穩(wěn)定體系，由于種種原因，如局部過熱PH值過高，或某些雜質(zhì)影響不可避免的會在鍍液中出現(xiàn)一些活性微粒催化核心，使鍍液發(fā)生激烈的自催化反應產(chǎn)生大量NiP黑色粉末，導致鍍液短期內(nèi)發(fā)生分解，逸出大量氣泡。

15、穩(wěn)定劑的作用就在于抑制鍍液的自發(fā)分解，使施鍍過程在控制下有序進行。 硫脲是常用的穩(wěn)定劑 穩(wěn)定劑是一種毒化劑，即反催化劑，只需加入痕量就可以抑制鍍液自發(fā)分解。穩(wěn)定劑不能使用過量，過量后輕則減低鍍速，重則不再起鍍。 5.加速劑 丙二酸 丁二酸 戊二酸 已二酸 氨基乙酸 丙酸 加速劑的作用機理被認為是還原劑H2PO2中氧原子可以被一種外來的酸根取代形成配位化合物，或者說加速劑的陰離子的催化作用是由于形成了雜多酸所致。在空間位阻作用下使HP鍵能減弱，有利于次磷酸根離子脫氫，或者說增加了H2PO2的活性。 6.緩沖劑化學鍍鎳過程中由于有H產(chǎn)生，使溶液PH值隨施鍍進程而逐漸降低，為了穩(wěn)定鍍速及保證鍍層質(zhì)量

16、，化學鍍鎳體系必須具備緩沖能力，也就是說使之在施鍍過程中PH值不至于變化太大，能維持在一定PH值范圍內(nèi)的正常值。緩沖劑緩沖性能好壞可用PH值與酸濃度變化圖來表示，顯然，酸濃度在一定范圍內(nèi)波動而PH值卻基本不變的體系緩沖性能好。 與電鍍鎳一樣，在化學鍍鎳溶液中也加入少許的表面活性劑，它有助于氣體（H2）逸出、降低鍍層的孔隙率。另外，由于使用的表面活性劑兼有發(fā)泡劑作用，施鍍過程中在逸出大量氣體攪拌情況下，鍍液表面形成一層白色泡沫，它不僅可以保溫、降低鍍液的蒸發(fā)損失、減少酸味，還使許多懸浮的臟物夾在泡沫中而易于清除，以保持鍍件和鍍液的清潔。 最重要的是要認識到化學鍍鎳溶液中加入的任何有機添加劑，在施

17、鍍過程中都可能產(chǎn)生化學反應，這些反應產(chǎn)物必須對鍍液和鍍層無負面影響才能應用。選用穩(wěn)定劑時還要考慮它們對鍍層性能的影響，如磷含量及應力狀態(tài)等。硫脲能提高次磷酸鹽利用率，使鍍層中磷量降低。添加劑在使用過程中由于吸附和自身的化學反應損失，必須定期補充。研究化學鍍液配方時，添加劑的選用及其搭配關(guān)系、尋找最佳使用量及補加量都必須由大量實驗室及現(xiàn)場來確定，并且施鍍條件發(fā)生變化時還必須做適當調(diào)整。第四節(jié)第四節(jié) 化學鍍鎳工藝化學鍍鎳工藝 化學鍍鎳工藝工藝包括鍍前處理、施鍍操作、鍍后處理各部分工藝序列組成 1.基體材料 比鎳活潑的金屬材料 比鎳穩(wěn)定的金屬 通過施加陰極脈沖電流或者使被鍍表面與一片比鎳活潑的金屬接

18、觸 非金屬材料這些材料 預先在表面上沉積比鎳活潑的金屬材料,催化活性金屬 鉛、鎘、鉍、銻、錫、鉬、汞、砷、硫均屬催化毒性材料 2.鍍浴溫度 化學鍍鎳過程涉及的氧化還原反應需要熱能。 化學鍍鎳沉積速度為鍍浴溫度的指數(shù)函數(shù)；某些化學鍍浴溫度升高1，沉積速度增加57 。 每種鍍浴都存大一個最佳操作溫度范圍 。 溫度不僅影響鍍速，而且包括鍍層應力、鍍層含磷量等。 操作中應該注意的是溫度傳感器盡可能靠近鍍件，采用均勻的加熱加上攪拌等方式使鍍浴各處的溫差盡可能地減小，溫度自動控制儀應定期采用標準溫度計加以校正。 3.鍍浴pH值 化學鍍鎳是鍍浴中氫離子濃度持續(xù)升高的過程，盡管鍍浴中含有大量的緩沖劑，仍然需要

19、不斷加入pH值調(diào)整劑，即加入堿才能維持鍍浴的pH值。 不同的化學鍍鎳溶液有著不同的pH值操作范圍 ，通常限制在最佳值0.2范圍之內(nèi) 。 商品鍍浴是將pH值調(diào)整劑與還原劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑復配成水溶液，可在操作溫度下調(diào)整pH值，溶液保持穩(wěn)定 。在調(diào)整pH值時應盡可能使用稀堿溶液；無論是手工還是采用計量泵調(diào)整鍍浴，都應在攪拌下采取少量多次的方式進行。 4.鍍浴化學成分 化學鍍鎳實際操作中不僅需要使某一化學成分維持在最佳范圍內(nèi)，而且需要使其他各種相關(guān)化學成分及技術(shù)參數(shù)保持在相應的最佳比例范圍之內(nèi)。 高質(zhì)量的商品化學鍍浴是通過將各種化學成分按最佳配比預制成濃縮的方式提供使用的，通常每種化學鍍浴由24種濃

20、縮液配套，使復雜多變的因素簡化，目的在于施鍍操作方便。 商品化鍍液一般分開缸液和補加液兩種，均配制成高倍的濃縮液，使用時按比例稀釋即可。 化學鍍鎳溶液必須用蒸餾水或去離子水配制。 注意注意：化學鍍浴中主要化學成分的影響是十分重要的而且是復雜多變的 典型的商品鍍浴的組成 化學鍍鎳濃縮液化學鍍鎳濃縮液ABC化學成分化學成分鎳鹽，絡(luò)合劑、鎳鹽，絡(luò)合劑、加速劑加速劑還原劑，緩沖劑，還原劑，緩沖劑，潤濕劑，穩(wěn)定劑潤濕劑，穩(wěn)定劑還原劑，穩(wěn)定劑，還原劑，穩(wěn)定劑，pH值值調(diào)整劑調(diào)整劑顏色顏色綠色透明綠色透明淺色透明淺色透明無色透明無色透明pH值值3.05.112.0開缸添加量開缸添加量mLL165150施鍍添

21、加量槽負載施鍍添加量槽負載ldm2/L時（時（mL/h）7.214.4主要成分的克分子濃度比為：(Ni2)/(H2PO2)/(絡(luò)合劑)1.0/2.05/2.0沉積1g鎳實際上至少需要消耗4.55.4g次磷酸鈉，還原效率低于40。 定時分析檢測鍍浴中鎳鹽和次磷酸鹽的濃度并及時添加補充。 開缸鍍浴中鎳鹽和還原劑的消耗量達到10左右就應補充添加。 實測濃度與其設(shè)定最佳值的偏差始終不超過5。 絡(luò)合劑被認為是參入化學沉積過程，自身并不發(fā)生氧化還原反應，因此是非消耗性的化學成分。由于絡(luò)合劑自身化學穩(wěn)定性的不同，在化學鍍鎳過程中絡(luò)合劑或多或少有所消耗。加上施鍍過程中工作的帶出損失，傳質(zhì)和過濾時的物理性消耗等

22、，所以化學鍍中同樣需要正確地補充絡(luò)合劑。 穩(wěn)定劑，特別是當采用水溶性有機酸、無機含氧酸鹽作為穩(wěn)定劑時，存在相類似的消耗性補充問題。 操作操作管理管理5攪拌的影響 攪拌改變了工件溶液界面擴散層內(nèi)的化學成分和pH值，因此，攪拌的影響是重要的。 攪拌鍍浴不僅可防止漏鍍、針空，提高鍍層外觀質(zhì)量，而且可以防止局部過熱，這有利于鍍浴的穩(wěn)定性。硫酸鎳 40g/L 檸檬酸鈉 50g/L 次磷酸鈉 35g/L pH值 612 溫度 60 攪拌對鍍層含磷量的影響PH無機械空氣超聲波攪拌方式614.528.2811.4212.09磷含量(%)(重量)810.024.114.546.51105.763.284.724

23、.58123.512.743.593.35攪拌對鍍速的影響PH無機械空氣超聲波旋轉(zhuǎn)盤電極攪拌方式61.52.22.41.51.9鍍速/mh-186.79.310.19.78.01012.215.811.816.914.21213.410.96.216.510.16.鍍浴老化及壽命 亞磷酸離子濃度累集； 工件進出鍍浴時總會有帶入污染和帶出損失； 主鹽：鎳鹽、常用硫酸鎳；作用、提供還原用的金屬離子；主鹽及還原劑濃度增加、沉積速度加快，達一定值后趨于穩(wěn)定或下降；主鹽與還原劑比例Ni2+?H2PO20.30.1，沉積速度最快；主鹽濃度過高，則鍍液穩(wěn)定性下降；主鹽一般控制在20g/L35 g/L。總結(jié)：

24、總結(jié)：化學鍍鎳鍍液組成和工藝條件絡(luò)合劑：作用是酸性鍍液中防止自發(fā)分解，調(diào)節(jié)沉積速度，堿性鍍液中防止產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀；酸性鍍液中常用檸檬酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸等及其鹽類，堿性鍍液常用焦磷酸鹽、銨鹽。一般隨絡(luò)合劑濃度增加沉積速度降低、但乳酸、乙醇酸、丙二酸、琥珀酸等使沉積速度提高。穩(wěn)定劑作用是抑制鍍液自發(fā)分解；穩(wěn)定劑吸附在固體表面抑制次磷酸根的脫氫反應，但不阻止次磷酸鹽的氧化作用。常用一些硫化物如硫脲，一些含氧化合物如MoO3，一些重金屬離子如Pb2+、Sn2，加入量為痕量，過高則引起沉積速度降低，甚至停鍍。pH與pH調(diào)節(jié)劑、緩沖劑：作用是調(diào)節(jié)pH 、控制反應速度、防止鍍液pH波動。調(diào)節(jié)劑如Na

25、OH，NH4OH，緩沖劑為某些無機弱酸(或堿)及其鹽。如NH4Cl與氨水、硼酸、醋酸鈉、硼砂與碳酸鈉、乙二酸、琥珀酸等的鹽類。酸性鍍液pH 3，次磷酸鹽還原反應才能進行； pH增加，沉積速度加快； pH 6鍍液易自發(fā)分解。一般控制在4.05.0之間；堿性溶液PH范圍較寬，過高溶液穩(wěn)定性降低；pH增加，鍍層磷含量降低；一般新配制溶液控制在規(guī)定范圍上限，舊溶液控制在下限。溫度：溫度升高，沉積速度提高，過高，則反應過快，易失控，一般在8095之間；溫度升高，磷含量降低，孔隙率增加。 次亞磷酸鹽化學鍍鎳工藝條件次亞磷酸鹽化學鍍鎳工藝條件組分組分g/L堿性槽液堿性槽液酸性槽液酸性槽液氯化鎳氯化鎳4530

26、硫酸鎳硫酸鎳30243010次亞磷酸鈉次亞磷酸鈉113010243510氯化銨氯化銨50焦磷酸鈉焦磷酸鈉60檸檬酸鈉檸檬酸鈉100氨水氨水三乙醇胺三乙醇胺ml/L100乳酸乳酸28蘋果酸蘋果酸35醋酸銨醋酸銨40丙酸丙酸2.2醋酸醋酸10琥珀酸琥珀酸10鉛鉛ppm1硫脲硫脲ppm1工藝條件工藝條件pH8.5109.510.5464.34.64.55.54.55.5溫度溫度909535558895889588958895沉積速度沉積速度m/h10310252525 工藝條件：溫度必須保護恒定并均勻波動不超過2，以保證鍍層成分均勻防止產(chǎn)生層狀組織。最好采用間接加熱（如在恒溫浴中加熱）；如直接加熱一

27、定要有攪拌防止局部過熱引起自發(fā)分解。PH要及時調(diào)整。調(diào)整時要降溫并充分攪拌，加入稀釋后的酸、堿或氨水； 主鹽和還原劑消耗最快，要及時補充。添加的材料不得以固體形式直接加入必須把溶液溫度降低后將已溶解完全的溶液的攪拌條件下分別緩慢加入。中低溫鍍液補加鎳鹽時，應先與氨水、乙醇胺絡(luò)合再加入。 鍍液要定期或連續(xù)地過濾，去除鍍液中沉淀，定期用1?1的HNO3浸漬，以清除鍍槽壁上沉淀的鎳層。鍍液用后過濾、降溫保存。 裝載量過高或過低都會導致溶液不穩(wěn)定，一般以0.5dm2/L1.5 dm2/L為宜，在工作溫度下盡量不要空載。操作維護注意事項操作維護注意事項 胺基硼烷和硼氫化物的化學鍍鎳 鎳硼鍍層熔點高，為1

28、450（鎳磷層890）；釬焊性能好，有優(yōu)良高溫釬焊性；電阻率低；鍍層硬度可達800HV ，耐磨性高于P-Ni鍍層，尤其適合于不能承受熱處理的基材（如塑料、高強鋁合金等）作耐磨鍍層用。 以次磷酸鈉、胺基硼烷或硼氫化物為還原劑的化學鍍鎳工藝都有還原劑的氧化產(chǎn)物在鍍液中積累而導致鍍液性能逐漸惡化，最后無法使用的問題。而用阱作還原劑就不會存在類似問題，因為阱的氧化產(chǎn)物是氨和水。N二甲基胺硼烷(CH3)2NHBH3，N二乙基胺硼烷(C2H5)2NHBH3 胺基硼烷和硼氫化物的化學鍍鎳工藝條件組分組分g/L胺基硼烷胺基硼烷硼氫化物硼氫化物硫酸鎳硫酸鎳50氯化鎳氯化鎳52030242820N二甲基胺硼烷二甲

29、基胺硼烷1.5634.83N二乙基胺硼烷二乙基胺硼烷異丙醇異丙醇ml50酒石酸鈉酒石酸鈉741檸檬酸鈉檸檬酸鈉10琥珀酸鈉琥珀酸鈉20醋酸鉀醋酸鉀1837焦磷酸鉀焦磷酸鉀100硼氫化鈉硼氫化鈉0.4氫氧化鈉氫氧化鈉90乙二胺乙二胺90硫酸鉈硫酸鉈0.04工藝條件工藝條件pH5.55.75.51014溫度溫度7065702595沉積速度沉積速度m/h7127127121520鍍液的配制 按配方稱量出各種藥品。硼氫化鈉用少量的氫氧化鈉溶液溶解，二乙基胺基硼烷用甲醇或乙醇溶解，其余各固體藥品用少量的蒸餾水（加熱）溶解。溶解完全后在不斷攪拌條件下，按下列順序混合各種溶液。 混合絡(luò)合劑溶液和緩沖劑溶液后

30、，加入鎳鹽溶液。對于含氨水和氯化銨的堿性溶液，應將鎳鹽溶液和氯化銨溶液混合后，加入氨水至溶液呈深藍色，再與絡(luò)合劑溶液混合。 把除還原劑以外的各種溶液加入到上述溶液中。 進行化學鍍時，緩慢地加入還原劑溶液。攪拌均勻后，用水稀釋至規(guī)定體積。 用硫酸、堿液或稀氨水調(diào)至規(guī)定值，用經(jīng)過濾后即可使用?；瘜W鍍鎳層為得到最高硬度值通常采用400、1h的熱處理。 第五節(jié)第五節(jié) 化學鍍鎳工藝過程化學鍍鎳工藝過程 一、一、 化學鍍鎳鍍前準備化學鍍鎳鍍前準備 二、二、 制品表面前處理制品表面前處理 三、化學鍍鎳的操作三、化學鍍鎳的操作 四、如何改善化學鍍鎳的耐腐蝕性能四、如何改善化學鍍鎳的耐腐蝕性能 五、對鍍層的質(zhì)量

31、要求五、對鍍層的質(zhì)量要求 六、鍍后熱處理六、鍍后熱處理 一、一、 化學鍍鎳鍍前準備化學鍍鎳鍍前準備 鍍前首先需要了解的內(nèi)容： 鍍層厚度，熟悉圖紙，了解待鍍表面和不需要化學鍍的部位，基體金屬的冶金狀態(tài)，化學組成；預處理和熱處理的要求。 鍍前消除應力的熱處理條件鋼的最大抗張強度，MPa熱處理溫度，時間，h1050無要求1050145019022011450180019022018180019022024合金類型；工件的制造歷史；工件的維修歷史；工件的幾何尺寸；工件非鍍面的阻鍍問題消除應力二、制品表面前處理二、制品表面前處理 在化學鍍鎳前，金屬制品表面前處理包括： 研磨拋光、除油、除銹、活化等過程。

32、 正確的化學鍍鎳的前處理非常關(guān)鍵 1. 所有的金屬都是不同的。2. 不同的金屬需要不同的前處理，除油劑工序以及具體地操作方法。3. 沒有“萬金油式”的除油劑。4. 更沒有“放置四海皆準”的前處理工藝。5. 從沒有哪個來源，可以提供經(jīng)證實的適用于所有金屬的前工藝。6. 許多發(fā)表的前處理工藝都有再思考的必要。7. 我們唯一的方法就是不停地嘗試，不斷地調(diào)整和改進。 除油 1.化學除油應該去除所有的油污及其成份 2.電解除油劑是用來去除某些特定的東西，而不是油污 3.通常只是一種油污在作怪，找到它然后除掉。 4.除油劑的使用壽命，與工件上的油污種類、數(shù)量有關(guān) 5.化學除油槽之后水洗，能顯著改善水洗效果

33、及延長除油劑的使用壽命 6.水溶性的油污易于用低溫、低堿性除油劑去除。堿性越高就能更好地去除這類油污。 7.拋光膏、研磨膏成份則在熱堿性除油劑中可以去除 8.一些污漬可以在除油劑中泡掉 9.當出現(xiàn)故障時，不要急于提高除油劑的溫度、濃度來解決，而應該先查清問題的來源 10. 電解除油槽應該用正確的電極來提高效率，不要用槽壁做電極。 除油劑的壽命 前處理工序?qū)δ撤N基材上的某種油污很有效，但不一定對同一基材上的另一種油污就一樣有效。而且同一種油污，是沖壓、車削，還是熱處理操作搞上去的這些條件、方法不同也會變得難以去除。 大多數(shù)標準的除油劑滴定方法都是基于以酚酞指示劑確定終點的。而在許多情況下，這會導

34、致很大的誤差。除油劑中的氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉，用酚酞做指示的滴定值可能會保持恒定或增大。 用三種指示劑做酸堿滴定。紫羅藍指示劑（pH 1113)、酚酞指示劑 (pH8.59.7)、甲基紅溴酚綠混合指示劑（pH 4.25.4)三種指示劑來滴定堿性除油液。 水洗 水洗是化鍍生產(chǎn)中，除了化學鍍鎳工序之外最重要的操作 廢水處理 可以通過增加空氣攪拌、水洗時間增長（可以長至兩分鐘）、逆流、超聲波水洗等方法來提高水洗效率。 水質(zhì) 導電儀來檢測、控制水洗質(zhì)量的方法 首先我們選定控制點：除油之后、酸洗之后、化鍍之后。然后在實驗室內(nèi)，配出各主要工序工作液的體積百分比濃度標準液。就是將電解除油液，酸洗

35、液，新舊化鍍液分別以 0.5%；1.0%；3%；5%；8%；10%；15%；20%的比例加入到水洗水樣中。用導電儀測出各個樣品值并繪出圖樣。這就基本上對這條生產(chǎn)線的水洗情況做了一個描述。然后通過一段時間的生產(chǎn)，就可以總結(jié)出針對這一生產(chǎn)線各個工序后的水洗的極限值。 活化 要求鍍層的抗腐蝕性能時，由于氯離子會影響沉鎳，所以就不能使用鹽酸 緩蝕劑有負作用。 表面潤濕劑能降低表面張力，因為它比緩蝕劑易于清洗，從而經(jīng)常被加到酸性活化劑中。但是這種表面潤濕劑要與加入到化學鍍鎳溶液中的表面活性劑，必須屬于同一類才行。 活化是第二重要的工序 鋼鐵制品，化學弱浸蝕可用35% 的硫酸或鹽酸，室溫下浸蝕一分鐘左右。

36、陽極弱浸蝕可用13% 的硫酸，陽極電流密度510A/dm2。 到底工件表面有多少氧化皮？工件表面有沒有污漬？是否正確的活化了基材的每一種成份？活化后是否水洗烘干？怎樣作？活化液對鍍液是否影響？預浸 預浸往往在化鍍生產(chǎn)中，發(fā)揮很重要的作用。 當遇到有結(jié)合力的問題或在工件上有污漬時，化鍍之前進行氨水預浸，是一個非常有效的解決辦法。 在化鍍槽前，使用濃度為0.250.50%的氨水是一種很好的“去膜劑”，而且?guī)牖瘜W鍍液不會有影響。 有助于化學鍍鎳在工件表面的引發(fā)。在批量比較大的生產(chǎn)中，工件本身的溫度變化對沉積有很大影響時，化學鍍鎳的引發(fā)特別關(guān)鍵。因為氨水可以快速引發(fā)孔隙部分的反應，所以對于那些孔隙率比較高的工件特別有好處。 在酸性的化學鍍鎳前，使工件表面有一層微堿性的膜層，在許多生產(chǎn)中可以減少潛在問題的發(fā)生。在化