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化学镀镍与电度镍的区别
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化学镀镍与电度镍的区别 化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极，而化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应。 化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。 电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镀过以对任何形状工件施镀。 高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀层。 电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得我，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。 化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。 化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色，而电镀可以实现很多色彩。 不锈钢、合金钢化学镀镍前处理工艺 3.1 工艺流程 机械除油除锈→水洗→化学除油→热水洗→冷水洗→吹干→涂保护漆→酸洗→水洗→阴极活化→水洗→预镀镍→水洗→去离子水洗 3.2 主要步骤的工艺要求 其中的工艺除阴极活化和预镀镍外 ,其余均与碳钢的处理相同。 3.2.1 阴极活化 3.2.1.1活化液配方 10% H 2 SO 4 (体积比) 去离子水(余量) 3.2.1.2工艺条件 温度：室温 时间：3分钟 电流密度：2—4A/dm 2 3.2.2 预镀镍 3.2.2.1镀液配方 采用易镀网专用镀液。 3.2.2.2工艺条件 温度：室温 时间：2-3分钟 电流密度：2-4A/dm 2 化学镀层的物理性质与化学性质 密度：镍的密度在20℃时为8.91。含磷量1%-4%时为8.5；含磷量7%-9%时为8.1；含磷量10%-12%时为7.9。酸性镀液中磷含量与密度关系极为紧密。 热学性质：热膨胀系数是用来表示金属尺寸随温度的变化规律，一般是指线膨胀系数μm/m/℃。化学镀Ni-P（8%-9%）的热膨胀系数在0—100℃内为13μm/m/℃。电镀镍相应值为12.3-13.6μm/m/℃。 电学性质：由于镀层是很薄的一层金属，测定比电阻困难。Ni-P（6%-7%）比电阻为52-68μΩ•cm，碱浴镀层只有28-34μΩ•cm，纯镍镀层的比电阻小，仅为6.05μΩ•cm。镀层比电阻的大小与镀浴的组成、温度、pH值，尤其是磷含关系密切。另外热处理也明显影响着比电阻值的大小。 磁学性质：化学镀Ni-P合金的磁性能决定于磷含量和热处理制度，也就是其结构属性——晶态或者非晶态。P≥8%（wt）的非晶态镀层是非磁性的，含5%-6%P的镀层有很弱的铁磁性，只有P≤3%（wt）的镀层才具有铁磁性，但磁性仍比电镀镍小。 化学镀镍的特点与发展简史 化学镀镍，又称无电解镀镍，是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积出金属镀层的新的成膜技术。 化学镀镍层是磷约为0.5-14%(wt)的镍－磷合金。它具有镀层十分均匀，硬度高，耐磨性和耐蚀性好的特点。含磷8%(wt)以上的化学镀镍层是一种无孔隙和无裂纹的金属玻璃，只要前处理合理，镀层与基体有很好的结合力，远优于电镀层。化学镀镍层外观上很类似于抛光的不锈钢。 化学镀镍层与电镀层相比，有以下优点： • 优异的耐腐性能，即耐酸又耐碱（除硝酸等强氧化性酸外） • 高的表面研度，经热处理可达1100Hv • 桌越的耐磨性，相当于镀硬铬 • 无针孔、分层、裂纹和其他缺陷 • 镀层厚度非常均匀，是基体形状的复制，因此特别适合于复杂零件、管件内壁、盲孔工件的镀覆 • 焊接性好 • 可代替不锈钢等昂贵的金属材料 • 有自然的润滑性能，因而有优良的防止擦伤的性能 • 由于镀层精度高，可省略镀后的研磨，抛光 • 适用于超差和误加工过量的选择性镀 • 搞高仪器整机可靠性 • 操作简便，成本较低 化学镀镍的历史与电镀相比，比较短暂，真正在工业上应用仅仅是七十年代末八十年代初的事。从发现到现在也仅仅五十年。 1844年，Wurtz发现金属镍可以从金属镍盐的水溶液中被次磷酸盐还原而沉积出来。经过了很多年，1911年Bretau等研究者发表了有关次磷酸盐的还原反应的研究报告，认为镍的沉积过程是镍盐与次磷酸盐的催化反应。这一结论使人们对化学镀镍有了突破性的认识。1916年，Roux从柠檬本盐和次磷酸盐溶液中沉积出金属镍，并且申请了第一个化学镀镍专利。但那时的化学镀镍极不稳定，自分解严重，只能得到黑色粉末状镍沉积物或镍镜子附着物镀层，没有实际价值。 化学镀镍技术的真正发现并使它应用至今应该是在1944年，美国国家标准局的A. Brenner和G. Riddell的发现，他们发现了克服沉积出粉末状镍的配方，于1946年和1947年两年中发表了很有价值的研究报告。化学镀镍工艺的应用比实验室研究成果晚了近十年。第二次世界大战以后，美国通用运输公司对这种工艺发生了兴趣，他们想在运输烧碱筒的内表面镀镍，他们用普通电镀的方法得到这种镀层失败了，然后转向用无电解镀来代替。在以后的五年中GATC公司系统地研究和发展了化学镀镍－磷合金的技术，公布了许多专利。1955年造成了他们的第一条试验生产线，并制成了商业性有用的化学镀镍溶液，这种化学镀镍溶液的商业名称为“Danigen”。 除了“Kanigen”工艺以外，七十年代中到末期，发展了Durnicoat工艺，也以次磷酸钠作为还原剂。同时有用硼氢化钠作为还原剂的Nibodur工艺。美国材料试验学会ＡＳＴＭ于1959年召开了首次化学镀镍讨论会，对化学镀镍磷合金作了有价值的总结。1962年Saubestre，1963年Gorbunova-Nikitrorova，1974年Pearlsteir，1979年Gaurialv分别出版了他们的化学镀镍专著，使化学镀镍工艺更趋完善和成熟。 化学镀镍的定义与分类 化学镀镍，又称为无电解镀镍，是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的新的成膜技术。 化学镀镍所镀出的镀层为镍磷合金，按其磷含量的不同可分为低磷、中磷、高磷三大类，磷含量低于3%的称为低磷，磷含量在3-10%的为中磷，高于10%的为高磷，其中中磷的跨度比较大，一般我们常见的中磷镀层为6-9%的磷含量。 当然，本站主要介绍的是化学镀镍磷合金，有时为了方便我们简称化学镀了，而且EN也是化学镀镍简称。但化学镀不仅此一种镀种，比较成熟的还有化学镀铜，化学镀金，化学镀锡，还有一种复合镀层。其它镀种的市场占有量不足总量的1%，本站不做重点介绍。 摩托车电镀零件的保护 一辆摩托车通常由大大小小上千个零件组成，电镀零件是其中一个重要组成部分。摩托车电镀件按镀基材料可以分为金属电镀件和塑料电镀件两种，如车把、挡泥板、车圈、排气管等，属于金属镀基件；而踏板车外壳、仪表、商标、车型标识则属于塑料镀基件。如果摩托车电镀层保持完好则车辆会显得光彩照人。相反，如果镀件有锈蚀、擦痕、凹陷则整车则显得丑陋不堪，并进一步影响车手骑乘形象。像有些豪华型大排量进口摩托车，如商标、排气管锈蚀，车子会很麻烦（因为这些零件非常难买）。所以，车手应该了解电镀零件电镀层的构造及原理，掌握保护电镀零件的知识，保护好自己的爱骑。 一、电镀层的分类及特点 电镀层的分类及特点主要是：电镀层按使用功能可分为保护性、装饰性和功能性三大类。 1、防护性镀层：顾名思义，这种镀层就是用于防止产品和零件的腐蚀，在摩托车生产工艺中通常用镀锌层来保护钢铁主零件。 2、防护——装饰性镀层：这种镀层在摩托车生产工艺中应用最广泛，加工工序要比防护性镀层复杂，起码要镀两层以上，有的还更多。如摩托车的挡泥板、车圈、羊角车把、排气管等；这种镀层除了外观好看之外，还能起到防止主零件锈蚀的作用。 3、功能性镀层：这种镀层通常应用于轴类零件、发动机汽缸和活塞环的摩擦表面，一般采取镀铬的方法增加主零件的耐磨性。 4、其他镀层：生产轮胎时，为了增加钢丝和橡胶之间在热压时的黏合性，一般的方法是在钢丝上镀铜锌合金。由于用途不同，镀的金属也不同，常用的金属有锌、铜、银、铅、铬、镍、黑铬、黑镍等。 二、电镀零件的保护措施 电镀层大多数有腐蚀性的溶液，在有机酸中是稳定的，能长期保持光泽。但是以下几种情况会使电镀层受到腐蚀，需要注意和采取措施予以保护。 1、应防止与食盐、盐酸、苦卤等物质接触。因为镀层很容易溶于上述物质中，所以要避免与84消毒液、漂白粉、洁厕清等物质接触。 2、摩托车不要存放在有煤气、煤球炉、煤烟熏烤的地方。这是因为一氧化碳（CO）会使镀层产生灰黑色网状裂纹而锈蚀。 3、讲究擦拭的方法。平时在一个星期中只需对摩托车电镀层擦一次中性机油，如缝纫机油。注意每次擦油时应先用软布将尘垢擦净；雨天行车后应先用清水将污垢擦净；然后再用软布擦拭，最后蘸机油擦拭。擦油时不要将油碰到漆面及轮胎上，以防止漆面失光及轮胎老化。如果是仪表及其它镀层内部有水雾，应先用电吹风吹干再进行擦拭。 4、对于车条上的镀锌面，由于其表面生成了一层暗灰色的碱式碳酸锌薄膜，能有效地防止内部金属遭受腐蚀，所以在擦拭的时候注意不必将这层暗灰色的镀锌面擦净、擦亮，可以擦一些中性机油加以保护。 5、对于塑料电镀件的擦拭，只能用软布蘸清水（温水）擦拭，不能蘸机油擦拭，因为那样会将塑料电镀件的镀层破坏掉。 6、对于排气管、挡泥板、车圈这样的镀件，不能用钢丝刷刷泥垢，因为钢丝刷的刷丝会擦伤镀层表面。应用清水将泥垢泡松后再按照上述方法进行擦拭。若实在泡不松应用木质棒条轻轻进行除垢。 1 电镀常识 表面处理的基本过程大致分为三个阶段：前处理，中间处理和后处理。 1.1前处理 零件在处理之前，程度不同地存在着毛刺和油污，有的严重腐蚀，给中间处理带来很大困难，给化学或电化学过程增加额外阻力，有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或膜层，还会污染电解液，影响表面处理层的质量。包括除油、浸蚀，磨光、抛光、滚光、吹砂、局部保护、装挂、加辅助电极等。 1.2 中间处理 是赋予零件各种预期性能的主要阶段，是表面处理的核心，表面处理质量的好坏主要取决于这一阶段的处理。 1.3 后处理 是对膜层和镀层的辅助处理。 1.镀镍组成原料的功用？ 硫酸镍(NiSO4•6H2O):硫酸镍为镍离子的主要来源,沉积在镀件上的金属镍就是镍离子还原。 氯化镍(NiCl2•6H2O):氯化镍提供氯离子来帮助阳极溶解,减少阳极极化现象,增加镀液的导电性,并使阴极有较高之电流密度,同时也供应镍离子。 硼酸(H3BO7)：硼酸有缓冲作用，可稳定阴极膜的PH值。硼酸过低，镀层会有针孔，容易变脆。硼酸过高，阴极袋会因硼酸结晶而阻塞，间接增大电阻。 ________________________________________ 2.镀铬的组成原料的功用？ 铬酸：铬酸（铬酐）是镀铬液中的必要成份。铬酸浓度上升时，镀液的导电率会提高，而阴极电流效率则下降。铬酸含量不足时，工件就容易在高电流区烧焦。 硫酸：镀铬液中必须含有一定量的硫酸根，才能使六价铬还原为金属铬。硫酸的含量，并不於其绝对数值的多少，而在於铬酸与硫酸根之比（CrO3/SO4)。与一般传统镀铬工艺不同，镀铬工艺宜控制铬酸/硫酸比在200：1。如此例过高（即硫酸不足），就会减低镀层的沉积速度和光泽度，镀层亦会出现黑色条纹及棕色的铬渍。如比便偏低（即硫酸太多）是，虽然可以提高呈点镀层的光亮程度，但却使阴极电流效率，沉积速度及深镀能力降低。始镀液中硫酸含量过高，可用碳酸钠（BaCO3）沉淀1克的硫酸。 三价铬：新酸镀液经过电解后，必须有三价铬产生。由於在电解时，阴极上产生三价铬，而阳极上将三价铬氧化成六价铬，达到平衡。镀铬液中存在一定量的三价铬是必要的，其含量一般为0.5-3克/升.三价铬过低,沉积速度缓慢,镀层较软,镀液均镀能力差.三价铬过高时,镀层光亮范围缩小,溶液导电率下降。三价铬的浓度受阴阳极之面积比例所影响，小阴极面积、大阳极面积的电解可降低过多的三价铬，反之则可提高三价铬含量。 ________________________________________ 3.电镀层的作用是什么？ 1、提高金属零件在使用环境中的抗蚀性能； 2、装饰零件的外表，使其光亮美观； 3、提高零件的工作性能，如硬度、耐磨性、导电性、电磁性、耐热性等等。 ________________________________________ 4.对电镀层有哪些要求？ 1、镀层与基体，包括镀层与基体之间，应有良好的结合力； 2、镀层在零件的主要表面上，应有比较均匀的厚度和细致的结构； 3、镀层应具有规定的厚度和尽可能少的孔隙； 4、镀层应具有规定的各项指标，例如表面粗糙度、硬度、色彩以及盐雾试验耐试性。 ________________________________________ 5.什么是阴极性镀层和阳极性镀层？ 阴极性镀层是指在一定条件下，镀层的电位正于基体金属的电位的一种镀层,反之则为阳极性镀层。确定镀层为何种镀层，应由该镀层在所处介质条件下的电位与基体金属的电位之差来决定。 ________________________________________ 6.按镀层用途选择所需镀种? 1、防护性镀层：主要作用是保护基体金属免受腐蚀，不规定对产品的装饰要求，如镀锌、镀镉等； 2、防护-装饰性镀层：除保护基体金属外，还使零件美观，如镀镍、镀镍/铬、镀铜/镍/铬等； 3、功能性镀层：除具有一定的保护作用外，主要用于特殊的工作目的，如镀锡、镀银、硬铬等。 ________________________________________ 7.常见电镀层的性质与用途 1、锌镀层 锌镀层在大气条件下对钢铁零件为阳极性镀层，经彩色钝化后，明显地提高了镀层的保护性能并改善了外观。主要用于防止钢铁零件的腐蚀，其镀层价格低廉，耐腐蚀性能优良，应用量大面广。 2、镉镀层 镉镀层在海洋和高温大气的环境中，对钢铁零件为阳极性镀层，镀层比较稳定，耐腐蚀性强，润滑性能好，在航空及电子工业中应用较多。 3、锡镀层 锡镀层对钢铁件为阴极性镀层。因此，只有当镀层无孔隙时才能机械地保护钢铁零件不被腐蚀。它具有较高的化学稳定性，与硫及硫化物几乎不起作用，焊接性能良好，对渗氮有屏蔽作用。 4、铜镀层 铜镀层对锌、铁等金属为阴极性镀层，常常用于钢铁或某些塑料上作为镀铜/镍防护-装饰性镀层的底层或中间层，也可用于印刷电路、电铸模等方面。 5、镍镀层 镍镀层对钢铁零件为阴极性镀层，它具有较高的硬度，抗蚀性比铜高，能耐碱，也比较能耐酸。常用于钢铁零件的镀铜/镍/铬防护-装饰性镀层的中间层及酸性镀铜前的预镀。 6、铬镀层 铬镀层对钢铁零件为阴极性镀层。它具有较高的耐热性，常温下硬度好，耐磨性好，光反射性强，被广泛用于提高零件的耐磨性、光反射性以及修复尺寸和装饰等方面。 7、银镀层 银镀层对于常用金属为阴极镀层，其导电、焊钎性能优良，化学性质稳定，主要用于电器工业中的导电部件及其焊接部位，还用于防护-装饰性镀层，如乐器、餐具、光学仪器及工艺品。 8.镀锌工艺的种类 1、氰化镀锌：分高氰镀锌、中氰镀锌、低氰镀锌； 2、酸性镀锌：硫酸盐镀锌、弱酸性氯化钾镀锌、氨三乙酸－氯化铵镀锌； 3、碱性无氰锌酸盐镀锌。 ________________________________________ 9.镀锌钝化的种类 1、镀锌白色钝化； 2、镀锌蓝白色钝化； 3、镀锌彩色钝化； 4、镀锌军绿色钝化； 5、镀锌黑色钝化。 按照钝化液中的成分又分：三价铬钝化和六价铬钝化。 ________________________________________ 10.各种镀锌工艺的优缺点 1、氰化镀锌 优点：镀层结晶细致，镀液的分散能力和覆盖能力较好，对钢铁设备无腐蚀作用。 缺点：镀液含有剧毒氰化物，排放的废水和废气对环境有危害。 2、硫酸盐镀锌 优点：成本低，镀液稳定，电流效率高，允许的阴极电流密度上限值很高，沉积速度快。 缺点：均镀能力和深镀能力较差，镀层结晶较粗，只适用于镀外形简单的零件。镀液对钢铁设备有腐蚀作用。 3、弱酸性氯化钾镀锌 优点：无氰，镀液成分简单、稳定，投产成本不高，电流效率高，节约电能，沉积速度快，生产效率高，适用于铸铁零件、高碳钢零件镀锌。镀层光亮、细致，整平性好。 缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀作用。如果后处理不好，彩色钝化膜的抗盐雾性能比碱性镀锌差。 4、氨三乙酸－氯化铵镀锌 优点：由于氨三乙酸对锌的络合能力较强，显著增加了锌沉积时的阴极极化作用，镀液的分散能力和覆盖能力较好，镀层比较光亮。 缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀严重。 5、碱性锌酸盐镀锌 优点：无氰，对钢铁设备无腐蚀，钝化膜在湿热的大气中不容易变色发黑。 缺点：在镀层的结合力和脆性方面于氰化镀锌相比有一定的差距。 ________________________________________ 11.镀锌工艺流程 零件上挂—有机溶剂除油—热水洗—化学除油（或电解除油）—水洗—除锈—水洗—酸活化—水洗—电镀—水洗—出光—水洗—钝化—水洗—烘干  |
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