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碱性化学镀镍配方

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碱性无氨化学镀镍溶液化学镀镍的方法
化学镀镍,又称为无电解镀镍或自催化镀镍,是通过溶液中适当的还原剂使镍离 子在金属表面靠自催化的还原作用而进行的镍沉积过程。化学镀Ni-P合金镀层的耐磨性、 耐蚀性、可焊性优良、镀层具有硬度高和磁屏蔽性的特性,而且镀层厚度均匀,适用于各种 材料(包括非金属材料)复杂零件的施镀,在航天航空、石油化工、电子工业、交通运输、IT产 业等方面得到了广泛的应用。
酸性化学镀Ni-P工艺中施镀温度通常在较高的温度下进行。在镀液温度高时,虽 然酸性化学镀镍液溶液沉积速度快,但高温对镀槽及加热设备要求较高,能耗大,镀液易挥 发,镀液稳定性差,次亚磷酸盐的利用率低,同时带来工艺控制和维护的困难。因此,目前非 金属卷对卷化学镀镍,一般采用碱性化学镀镍。现有的碱性化学镀镍镀液 中必须添加氨水,起到络合主盐金属离子和pH值调整作用,但是氨水的存在也产生不少弊 端。在生产过程中,镀液中会挥发出刺激性的氨气,对人体造成危害,而且环保对氨氮的控 制越来越严格,含氨的废水处理难度大,处理成本非常高。
本碱性无氨化学镀镍溶液的pH值为7.8-8.4。
1、本技术不使用氨水,用氢氧化钠调节pH,并且将主盐硫酸镍或者氯化镍换成氨 基磺酸镍,加入柠檬酸钠,避免使用氨水在生产过程中挥发出刺激性的氨气,对人体造成危 害,产生的废水也较少,生产成本降低。
2、本技术对非金属基材经过预浸液预浸后,再加入镀液中,并且将预浸液和 化学镀镍溶液以及其中的各成分含量控制在本技术的范围内,使得基材化学镀的过程中能 够降低漏镀的风险,化学镀的时间大大缩短,提高了化学镀的效率,操作简便,安全,废水处 理难度及处理成本大幅降低。
3、本技术化学镀镍工艺操作简便,安全,废水处理难度及处理成本大幅降低。

化学镀镍镀液及工艺
化学镀是在金属的催化作用下,通过可控制的氧化还原反应产生金属沉积 的过程。它也被称为自催化镀或无电镀。
实现化学镀应具备下述条件:(1)溶液中还原剂被氧化的电位要显著低于 金属离子被还原的电位,以使金属有可能在基材上被沉积出来;(2)配好的溶 液不产生自发分解,当与催化表面接触时,才发生金属沉积过程;(3)调节溶 液的pH、温度时,可以控制金属的还原速度,即可以调节镀覆速度;(4)被 还原析出的金属应具有催化活性,这样镀层才能增厚;(5)反应生成物不妨碍 镀覆过程的正常进行,即溶液有足够的使用寿命。
化学镀溶液的成分包括金属盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、pH调节剂、稳 定剂、加速剂、润湿剂和光亮剂等。与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、 针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。 但成本比电镀高,主要用于不适于电镀的特殊场合。
化学镀镍磷层主要用作化工设备的抗蚀镀层、复杂机械零件的耐磨镀层、 电子元器件的钎焊镀层、电子仪器的电磁屏蔽层及非导体的金属化等。
化学镀镍分为酸性化学镀镍和碱性化学镀镍,一般酸性化学镀镍操作温度 高(一般在80℃以上),能耗大,镀液不稳定,成分复杂,而一般碱性化学镀 镍,虽然操作温度较低,但须加入大量氨水来维持镀液的pH值,药品消耗多, 生产成本高,并且由于氨水的挥发性,造成操作环境很差。化学镀镍的镀液一 般含有:例如氯化镍、碳酸镍、或硫酸镍等的待沉积的金属的盐,一种能将金 属离子还原为金属的还原剂,一种络合剂和pH调节剂。目前最广泛的是应用 次磷酸盐为还原剂,以及氨水作为pH调节剂,在离子沉积过程中,因为反应 产生气态和离子态的氢,因此必须不断加入大量氨水来维持镀液的pH值,而 氨水的挥发性产生强烈的气味,造成操作环境很差,且废水处理复杂。而非挥 发性的碱,如碱金属氢氧化物,由于在先前的研究中表明会对镀液的稳定性、 以及对金属镀层的质量产生不利影响,在某些情况下,甚至会导致镀液失效的 严重后果,因此一直未用于控制此类型的化学镀镍镀液的pH值。但由于碱金 属氢氧化物与氨水相比,具有对环境污染较少,废液处理容易等明显优点,因 此如何才能采用碱金属氢氧化物调节镀液pH值仍然是目前镀液开发的主要方 向。
为解决上述问题,本化学镀镍镀液及工艺,其采用 碱金属氢氧化物来调节镀液的pH值,而无须特别的工艺流程,实现了中温碱 性化学镀镍。

中温中磷碱性化学镀镍磷镀液化学镀工艺
化学镀镍磷合金由于具有优良的耐蚀性、耐磨性及高硬度等突出性能而被广泛应 用在工业领域,中磷含量的镍磷合金(磷含量为6%-9%)在工业上的应用最广泛。
当前化学镀镍磷合金工艺的工作温度一般在85℃以上,镀液稳定性差,对镀槽和 设备的要求较高,且容易造成镀件的变形。化学镀镍磷合金工艺就电解液而言,可分为酸性 和碱性两种。酸性化学镀镍磷合金在中温条件下镀速非常低,因此关于中温化学镀镍磷合 金工艺多采用碱性镀液。
碱性化学镀镍磷合金工艺的镀速较快,有利于在中温下进行化学镀镍镍磷合金, 但碱性化学镀镍磷合金工艺仍然面临镀液稳定性差,镀层磷含量低等缺点。因此,现有的碱 性化学镀镍磷镀液仍有待改进。

镁合金无氟化学镀镍溶液镀镍工艺
镁合金有许多独特的优点,如密度低、比强度和比刚度高,且阻尼性、切削性、铸造 性能优越,在汽车工业、航天航空工业、电子工业上得到了日益广泛的应用。虽然镁原料丰 富,在自然资源中处于第八位,但作为结构材料,其耐蚀性差制约了它更广泛的使用。
镁合金化学镀镍时,需要避免镁基底与镀液成分强烈的腐蚀反应和置换反应,才 能成功施镀。镁合金化学镀液与其它基体的化学镀液的不同点在于:(1)不能含有对镁合金 有强烈腐蚀作用的成分或离子(如Cl-,H+);(2)需要含有使镁合金基体钝化的物质(F-, OH-)。镁合金在以下两种情况下是很稳定的:(1)在酸性镀液中有氟化镁膜形成可减缓镁合 金的腐蚀;(2)强碱性镀液 (pH>10.5)中生成氢氧化镁膜可以保护镁合金基底,避免强烈 腐蚀。
镁合金在一般镀液中容易被腐蚀,如果在酸性或中性不含氟离子的镀液中镁合金 基底更加容易腐蚀而不能施镀。目前,镁合金化学镀镍液主要以硫酸镍和碳酸镍为主盐,其 他镍源(如醋酸镍、次亚磷酸镍、氨基磺酸镍等)的价格昂贵,应用很少。
碱性化学镀镍受到重视,碱性化学镀液成本低,操作方便,镀速快,启镀温度较低, 有的碱性镀镍工艺在室温下进行,能耗低,且镀液中不含对环境污染的氟离子,镀液后处理 简单。但是,大多数碱性化学镀镍液应用于一些非金属材料(如PVC)的金属镀层,镀层晶粒 间可能产生孔隙,与基体结合力较差,镀层耐蚀性不好等问题,而酸性化学镀层为非晶态特 征明显的高磷镍镀层,镀层均匀致密,镀层与基体结合力良好,所以在化学镀镍工业应用方 面碱性化学镀远不及酸性化学镀广泛。
镁合金基材非常容易在中性和酸性条件下腐蚀,采用碱性化学镀镍可以保证镁合 金基材的安全,然而一次性碱性化学镀镍其镀层致密性差,耐蚀性不好。一次性酸性直接化 学镀镍离不开含氟镀液的使用,造成镀液处理的困难。所以,一次性化学镀镍,无论是酸性 镀还是碱性镀都不是理想的镁合金施镀工艺。
本技术所要解决的技术问题是,为克服上述技术缺陷,提供一种既能避免使用氟 化物,又能在镁合金表面形成具有良好结合力、高耐蚀性和高致密性镍镀层的镁合金无氟 化学镀镍溶液。
(1)本技术镀液中不含氟,取代了现有的含氟镀液,有效的降低了水处理的成本和 环境污染的风险,有利于工业废液的安全排放;
(2)采用本技术镀液进行镀镍后的镁合金复合镀层,外观光亮,未见起皮或脱落, 盐雾实验腐蚀等级大于9级,也就是腐蚀率小于0.25%,说明结合力及耐蚀性较好;
(3)采用本技术工艺所得复合镀镍层镀层致密,说明整个镀层之间结合力良好,其 中,复合镀镍层:内层是以晶态为主的低磷(P含量为3.35 wt%)镍磷合金,为后续酸性无氟 化学镍磷提供良好的沉积活性和防腐蚀层,外层是经过再次酸性无氟化学镀获得的以非晶 态为主的高磷(P含量为12.01 wt%)镍磷合金,研究表明,高磷镀层具有良好耐蚀性;
(4)本技术无氟化学镀液组成安全,不污染环境、镀液易于维护和处理,施镀成本 低;

(5)本技术无氟化学镀镍工艺操作简便,可以很方便的取代现有的酸性含氟镀液 工艺,而无需额外的添加步骤与设备,具有良好的工业应用前景。


技术资料费380元,包括生产配方、原料介绍、工艺流程等。

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