镍磷化学镀镀液的稳定性分析

1 前言化学镀Ni-P从发明到现在已有四十多年的历史,现在已广泛应用于汽车、宇宙航空、计算机、电子元件、食品工业,化工机械工业,石油、塑料等领域。各种镀液已成功地实现生产应用。镀液在使用过程中,由于某些原因,可能出现过早失效,没有达到镀液理想的利用率,不但影响镀件的质量而且还使Ni-P化学镀的成本增加。因此,合理使用镀液对Ni-P化学镀的生产和扩大其应用领域具有重大意义。     

稀土对亮镍镀液及镀层性能的影响

以普通亮镍镀液为基础，测定加入稀土元素前后镀液的极化能力；分别制备亮镍和镍镧镀层表面及截面试样，用显微硬度计观察表面、断面组织并测定硬度。研究结果表明，在镀液中添加稀土可以提高亮镍镀液的极化能力和镀层的硬度。     

含稀土镀液电沉积镍镀层耐蚀性的研究

借用扫描电镜、电化学分析和腐蚀失重实验方法研究了镀液中添加RE经直流和单向脉冲电沉积方法制备的镍镀层的耐蚀性。结果表明：单向脉冲法制备的镍镀层抗腐蚀能力优于直流法制备的镍镀层抗腐蚀能力，其原因主要归于单向脉冲镀层结晶比较细小致密，直流镀层结晶较粗大且致密性差。     

化学镀Ni-P合金镀液稳定剂研究

通过不同稳定剂对酸性化学镀液稳定性、镀速以及使用周期影响情况的试验考查,发现用量为4-5 mg/L的复合型稳定剂稳定效果优于单一稳定剂;在同样施镀条件下,添加复合稳定剂后使用周期由原来的4-5个周期提高到8-9个周期。     

稀土对Ni-Fe合金镀液性能的影响

本文以获得含铁量为20％的镍铁台金镀层的电镀工艺为基础．在简单硫酸盐镀液中．全面系统地研究了穑土添加剂对该体系镀渡性能的影响。结果表明：(1)稀土有稳定镀液、减少F03 的作用；(2)稀土可扩大获得光亮镀层的电流密度范围；（3)稀土可明显提高镀渡分散能力和阴极电流效率．促使阴极饺化增大；(4)稀土的最佳添加量为0.2-0.5g/100文中还阐明了稀土的作用机理。     

化学镀Ni-P合金稳定剂的研究

研究了几种稳定剂对化学镀Ni-P合金镀液的影响.采用对比试验比较了镀速和稳定性的变化规律.研究结果表明:稳定剂浓度增大时,镀速先增加至最高值,然后下降.痕量的稳定剂对镀液的稳定性有决定性的影响.得出了较合适的各稳定剂用量范围:稳定剂B和Pb(Ac)2为1～2mg/L;KIO3为6～10mg/L;Na2S2O3为2.5mg/L.对相关稳定剂的机理进行了探讨.     

镀液成分对等离子电沉积镍镀层的影响

通过对镀镍液成分的改变、SEM观察、称重测量和硬度对比等方法确立了在等离子电沉积作用下,主盐和添加剂的种类及含量对镀层的结构、生长速度、表面硬度的影响规律。结果表明,以NiSO4为主盐的镀液,其含量不可过高,在100 g/L为宜,含量过高会导致表面结构疏松,镀层硬度下降;以NiCl2为主盐的镀液主盐含量可维持较大值在150～200 g/L,镀速和镀层硬度随主盐含量增加而增加;以C6H5O7Na3为添加剂的镀液,随C6H5O7Na3的含量增加镀层可逐渐变得致密,镀速先增加后减少,硬度则逐渐得到提升;以C12H25SO4Na为添加剂的镀液,随C12H25SO4Na含量的增加,镀层的生长速度变化不大,硬度却有逐步缓慢下降的趋势。     

镀液组分对高Sn含量Ni-Sn-P镀层组织和镀速的影响

为获得耐蚀性较好的NiSnP镀层及其最佳镀液配方,利用正交试验方法设计了9种不同的镀液组分,利用化学镀技术在L245低碳钢上镀制了高Sn含量的NiSnP三元镀层。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对镀层的成分、结构以及镀速进行分析,并采用盐雾腐蚀实验评价镀层的耐蚀效果。结果表明： 高Sn含量的NiSnP镀层组织以非晶态结构为主,表面形态为典型的胞状结构。当乳酸和硫酸镍为较低浓度,氯化锡和柠檬酸钠为高浓度时,NiSnP镀层的形核率较高,镀层表面形貌较好。镀液中柠檬酸钠和硫酸镍对镀层的沉积过程有利,浓度越大,镀层沉积越快,而乳酸对镀层的沉积不利。35 g/L硫酸镍、35 g/L氯化锡、25 g/L柠檬酸钠和40 mL/L乳酸为最佳镀液组分,在该条件下获得的NiSnP镀层耐蚀效果最好。     

Ni-P合金化学镀复合稳定剂优化试验研究

确定了化学镀Ni-P合金工艺试验技术路线,选取影响工艺性能的3个工艺参数,设计了L9(34)正交试验方案,探讨了各种稳定剂化学镀对Ni-P合金镀液和镀层性能的影响,用极差法分析了各工艺参数对工艺性能影响的主次顺序,确定了最佳工艺配方,优化验证试验结果表明:该工艺不仅镀层性能优良,而且镀液镀速高、稳定性好,具有很好的推广应用价值.     

镀液成分对化学镀镍层性能的影响

研究了镀液成分对Q235钢化学镀镍层性能的影响.由正交试验分析可知,硫酸镍对镀速的影响最大,次亚磷酸钠次之,乳酸的影响最小;综合考虑各因素,得到的化学镀镍最佳工艺配方为硫酸镍30 g/L,次亚磷酸钠25 g/L,乳酸30 mL/L,温度70 ℃,pH值为5.0.试验结果表明,镀层耐腐蚀性能良好,腐蚀速率低至0.0002 μm/h,镀层镀态硬度高达490.8 HV0.05,经热处理后硬度达1351 HV0.05.由扫描电子显微镜分析显示,镀层表面光滑平整、致密;通过能谱仪分析可知,镀层中Ni含量为91.92%(wt),P含量为6.53%(wt).     

提高HEDP酸性化学镀Ni—P槽液稳定性的途径

以生产实践为基础,概括了提高HEDP酸性化学镀Ni-P槽液稳定性的方法。亦即适当提高镍盐与HEDP的络合稳定性、控制稳定剂N的含量和次亚磷酸钠与硫酸镍含量比、防止金属与非金属杂质的混入和槽液局部过热、维持适量的装载量和保持槽内壁的洁净等。     

化学镀镍施镀过程稳定性分析

以化学镀镍反应机理为依据,针对一种酸性化学镀镍体系,就主盐浓度(硫酸镍)、还原剂(次磷酸钠)、pH值、温度等因素对施镀过程中镀液稳定性的影响进行了分析。结果表明:在Ni2+质量浓度5.8 g/L、H2PO2-质量浓度17.4 g/L、pH值4.4、温度82℃的条件下施镀,化学镀镍施镀过程稳定性最佳。     

盐浴渗氮技术的现状和发展思考

结合多年的盐浴渗氮工艺研究和技术服务经验,采用对比法对传统的盐浴渗氮的优缺点,应用现状,污染,处理效率和自动化等问题进行了剖析,提出了盐浴渗氮进一步发展的思路。     

空气预氧化与盐浴预氧化对盐浴渗氮催渗效果的对比

以45钢为试验材料,采用空气炉和盐浴炉两种方式进行预氧化,随后进行相同工艺的盐浴渗氮处理。对比分析两种预氧化方式对盐浴渗氮效率和组织性能的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电化学工作站和扫描电镜对样品的显微组织、物相、硬度、耐蚀性和表面形貌进行了测试和分析。预氧化试样表层物相分析发现,盐浴预氧化和空气预氧化处理45钢表面均形成含有Fe_3O_4的氧化膜,但是随着保温时间延长盐浴预氧化处理试样表面氧化膜中的Fe_3O_4含量增速更快、含量更高,且具有更大的比表面积,在随后的渗氮处理中容易被还原。盐浴预氧化(350℃×45 min)后进行盐浴渗氮(560℃×120 min),化合物层厚度达到了20.8μm,显著地提高盐浴渗氮效率,是相同工艺参数空气预氧化后盐浴渗氮所获得化合物层厚的1.6倍。同时能改善渗层组织性能,耐腐蚀性能提高。     

稀土元素对酸性化学镀镍的影响*

在酸性化学镀镍磷合金镀液中添加稀土元素(La、Pr、Nd),研究了其对镀速的影响。对镀层进行了XRD分析,用SEM观测表面形貌,EDX分析镀层组成,并进行了耐腐蚀极化曲线测定。结果表明在镀液中添加稀土离子能显著降低镀速,甚至完全终止Ni-P的沉积。镀液中添加稀土时,镀层中不含稀土元素,镀层仍为非晶态结构,但P含量略有降低,镀层的表面形貌发生了变化。镀液中含稀土(La、Pr、Nd)时,所得镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位降低,腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性降低。     

Ni-Zn-P三元合金化学镀镀液配方优化研究

研究了镀液配方对化学镀Ni-Zn-P三元合金施镀效果的影响,探明了镀速、镀层硬度及其腐蚀防护性,以及镀层Ni,Zn和P含量的变化规律,确定了含Zn 9.50~16.57和P 7.55~13.59 (质量分数,%) 的Ni-Zn-P镀层制备工艺。对典型试样进行了SEM和XRD分析以及耐酸、耐碱及耐盐溶液腐蚀性能测试,结果表明：镀层表面平整、均匀,结构致密,具有典型的胞状/球状及条带状微观形貌;镀层主要由非晶、微晶或其混合相组成,其中Zn和P固溶于fcc的Ni晶格中;镀层耐盐、耐碱腐蚀能力较强。     

Effect of PTFE Addition on the Properties of Electroless Ni-Cu-P-PTFE Deposits

采用化学镀的方法,调整化学镀工艺参数,在低碳钢表面获得了PTFE含量不同的Ni-Cu-P-PTFE镀层,研究了PTFE粒子对Ni-Cu-P-PTFE镀层表面形貌、相、显微硬度、结合强度以及摩擦等性能的影响。结果表明,Ni-Cu-P-PTFE镀层的沉积速度随着PTFE浓度的增加而升高。进一步的实验结果表明,由于PTFE颗粒自身的疏松结构和软质特性,PTFE颗粒在镀层中的共沉积会引起Ni-Cu-P-PTFE镀层的显微硬度下降。同时Ni-Cu-P-PTFE镀层的结合强度会随着PTFE浓度的增加而减小。此外,PTFE的添加会使Ni-Cu-P-PTFE镀层的摩擦系数降低,这些结果与PTFE粒子在Ni-Cu-P-PTFE镀层中的含量成反比,而与镀液中PTFE粒子的浓度没有良好的对应关系。     

镀液组成对黄铜表面中温化学镀Ni-P 合金的影响

以硫酸镍为主盐,次磷酸钠为还原剂,乳酸+冰乙酸为复合络合剂,硫酸铵为加速剂,在酸性、中温(70 ℃) 条件下,采用化学镀法在黄铜表面镀覆Ni-P 合金镀层,并研究了主盐与还原剂的配比、络合剂和加速剂的用量对化学镀的影响规律,确定了镀液的最优配方。结果表明:硫酸镍与次磷酸钠的配比对沉积速率和镀层显微硬度均有较大的影响;复合络合剂中的乳酸主要起络合剂的作用,冰乙酸主要起缓冲剂的作用;添加硫酸铵可增加次磷酸根的活性,使沉积速率增大。     

45钢低温盐浴渗铬工艺的研究

研究了４５ 钢低温盐浴渗铬工艺。通过电子显微镜、Ｘ射线能谱仪及衍射仪对渗层进行分析,表明采用本文的盐浴渗剂,可在７７０～８６０℃对４５ 钢进行盐浴渗铬,并得到较厚的渗铬层。     

Zn-Fe合金镀层耐蚀性研究

通过改变工艺条件,可以从碱性溶液中获得含 Fe0.4～0.8%的 Zn-Fe合金镀层。试验表明这种镀层的耐蚀性是普通镀锌层的2倍。含 Fe 量不同的镀层其耐蚀性也不同。含 Fe 在0.4～0.8%的镀层在5%NaCl 溶液中在稳定电位条件下处于钝化区,而且镀层的极化电阻比较大,是镀锌层的2倍以上,而镀锌层在同样溶液中处于活化溶解区,有很大的溶解电流,而且极化电阻较小。腐蚀后形貌观察也表明 Zn-Fe 合金镀层与镀锌层的特征不同,呈花球状形貌。正是由于上述差异决定了 Zn-Fe 合金镀层的耐蚀性是优良的。