化学镀方法概要?
发布网友
发布时间：2022-04-29 05:33
共2个回答
热心网友
时间：2022-06-19 17:41
化学镀是指没有外电流通过，利用还原剂将溶液中金属离子化学还原在呈催化活性的机件表面，使之形成金属镀层的工艺过程。机械维修中以镀化学镍最为实用。化学镀最大特点是镀液的分散力强，凡接触镀液部位均有厚度基本相等的金属镀层镀上，而且镀层外观好、致密、耐腐蚀。
一、化学镀技术简介
1、原理
化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
2、化学镀特点
化学镀是无电沉积镀层，选择合适的化学镀溶液，将被镀工件表面去除油污后直接放入镀液中。根据设定的厚度确定浸镀的时间即可。一般只要有塑料或聚四氟容器，加热方式灵活，备有（如蒸汽、油炉、煤气）烧水装置均可！这三种方法获得的镀层中，对于大多数金属镀层结合强度及硬度等来说无明显差异！化学镀优点是： （1）工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极，只要一般操作人员均可操作。（2）镀层与基体的结合强度好。（3）成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少。（4）无毒，有利于环保。（5）投资少，数百元设备即可，见效快。
化学镀不及电镀、电刷镀沉积速度快！前者阳极形状比较灵活，特别适于局部镀和工件修复；后者阳极材料、形状要求比较高，可获得厚镀层，适于批量生产。但电镀、电刷镀均需电沉积镀层！需要上万至数万元的设备，工艺复杂。电镀、电刷镀铜、锌、银等不同程度地使用氰化物剧*，三废处理比较麻烦，成本高！
二、化学镀技术应用
化学镀在金属材料表面上的应用
铝或钢材料这类非贵金属基底可以用化学镀镍技术防护，并可避免用难以加工的个锈钢来提高它们的表面性质。比较软的、不耐磨的基底可以用化学镀镍赋予坚硬耐磨的表面。在许多情况下，用化学镀镍代替镀硬铬有许多优点。特别对内部镀层和镀复杂形状的零件，以及硬铬层需要镀后机械加工的情况。一些基底使用化学镀镍可使之容易钎焊或改善它们的表面性质。
1. 化学镀镍由于化学镀镍层具有优良的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀等综合物理化学性能，该项技术在国外已经得到广泛应用。化学镀镍在各个工业中应用的比例大致如下：航空航天工业：9％；汽车工业：5％；电子计算机工业：15％；食品工业：5％；机械工业：15％；核工业：2％；石油化工：10％；塑料工业：5％；电力输送：3％；印刷工业：3％；阀门制造业：17％；其他：11％。
如发电厂的发电机组凝汽器黄铜管内表层化学镀镍可大大地提高抗腐蚀性，延长凝汽管使用寿命；铝合金镀镍，可提高铝合金硬度及防护性能。改善铝合金表面性质，扩大铝合金的应用范围。
2. 化学镀镍合金
（1）. 镍-磷二元之合金镀层：硬度HV550~600，导电性好！焊接性好，耐蚀，用于IC顶盖，引线框架，模具，按钮等；
（2）. 高磷镍合金镀层，无磁性，大量用于电子仪器，半导体电子设备防电磁干扰的屏蔽层等。
（3）. 镍-硼-磷三元合金，镀层硬度HV680，用于压电陶瓷电极，传动装置，阀。
（4）. 镍-B-W硬度HV800，电子模具，触点材料等。
（5）. 45#钢齿轮面刷镀镍磷和镍钴合金金属，能显著地提高45#钢齿轮接触面、疲劳寿命
3.化学镀银主要用于电子部件的焊接点、印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能。还广泛用于各种装饰品，如装配杯、高级旅行保温杯、扣件等。铍青铜在通讯行业应用广泛，为进一步提高铍青铜弹性的导电性，可在铍青铜上镀银。
化学镀在非金属材料表面的应用
非导体可以用化学镀镍镀一种或几种金属，在装饰和功能（例如电磁干扰屏蔽）两方面部重要。在许多场合下，许多工程塑料已考虑作为金属的代用品。其中有些具有良好的耐高温性能。所有这些塑料都比金属轻，而且更耐腐蚀，其中包括聚碳酸脂、聚芳基酮醚、聚醚酰亚胺树脂等。需要导电性或电屏蔽的场合，塑料需要金属化，可用化学镀镍达到这个目的。
1. 尼龙表面镀银、镀铜、镀镍：如尼龙表面化学镀镍、银、铜用来代替金属或装饰；采用化学镀的新工艺将纯银镀敷在特殊的尼龙基布上，使尼龙布具有良好的防电磁辐射性能。
2塑料工件表面装饰镀，如钮扣、车辆上的扣件、防护板等。采用化学镀既简单又方便，能满足市场的需要。
3丙纶纤维上化学镀铜，可用于化工制药纺织等工业过滤、防护等，丙纶非织造布镀铜复合材料增加了丙纶材料的导电性，可消除静电的危害，可用于制造抗静电防护服包装材料、装饰材料等，有着广泛的应用前景。
4化学浸镀铜：以高强塑料镀铜，代替金属铜材，可取得铜一样的表面性能和效果，比铸造、锻压的工艺难度小，且减少了设备投资，节约了大量铜材。高强塑料镀金属，可提高塑料的抗老化性能，消除塑料的静电吸尘作用。
热心网友
时间：2022-06-19 17:42
化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
化学镀技术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的沉积过程。与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、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。另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
本研究所经过十余年的化学镀技术研究开发工作，已具备化学镀镍(中磷、低磷、高磷)工艺，可根据客户提供的部件的使用工况，制定出具体的化学镀工艺方案，并承接对外加工服务。目前，结合汽车铝质活塞表面处理工艺，开发出一种全新的化学镀Ni-P-B工艺，成功通过本田公司150小时台架试验，化学镀镀层的表面硬度及耐磨性比一般的化学镀有大幅度提高，表面硬度Hv>800。
化学镀Ni-P
一、化学镀Ni-P主要技术指标：
镀层厚度10-50μm，硬度Hv 550-1100（相当于HRC 55～72），结合强度大于15kg/mm²，耐腐蚀性能大大优于不锈钢。
二、化学镀Ni-P主要技术特点：
1．硬度高，耐磨性好：化学镀镀层经热处理后硬度达Hv 1100，工模具镀膜后一般寿命提高3倍以上。
2．耐腐蚀强：化学镀镀层在酸、碱、盐、氨和海水等介质中都具有很好的耐蚀性，其耐蚀性好于不锈钢。
3．表面光洁、光亮：工件经化学镀镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光。
4．可镀形状复杂：工件形状不受*，不变形，可化学镀较深的盲孔和形状复杂的内腔。
5．被镀材料广泛：可在模具钢、不锈钢、铜、铝、塑料、尼龙、玻璃、橡胶、木材等材料上化学镀。
三、化学镀Ni-P主要应用部件
1．各类模具：注塑模、橡胶模、玻璃模、电木模、压铸模等。
2．石油化工耐腐蚀部件：反应器、阀门、管道、泵体、转子叶片等。
3．机械部件：汽车零部件，纺织机械以及各种需耐磨耐腐蚀的机械零部件。如齿轮、齿轮轴、编织针导向杆、大型针盘、针筒。
化学镀镍溶液的组成及其作用
主盐：
化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，一般采用氯化镍或硫酸镍，有时也采用氨基磺酸镍、醋酸镍等无机盐。早期酸性镀镍液中多采用氯化镍，但氯化镍会增加镀层的应力，现大多采用硫酸镍。目前已有专利介绍采用次亚磷酸镍作为镍和次亚磷酸根的来源，一个优点是避免了硫酸根离子的存在，同时在补加镍盐时，能使碱金属离子的累积量达到最小值。但存在的问题是次亚磷酸镍的溶解度有限，饱和时仅为35g/L。次亚磷酸镍的制备也是一个问题，价格较高。如果次亚磷酸镍的制备方法成熟以及溶解度问题能够解决的话，这种镍盐将会有很好的前景。
还原剂：
化学镀镍的反应过程是一个自催化的氧化还原过程，镀液中可应用的还原剂有次亚磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷及肼等。在这些还原剂中以次亚磷酸钠用的最多，这是因为其价格便宜，且镀液容易控制，镀层抗腐蚀性能好等优点。
络合剂：
化学镀镍溶液中的络合剂除了能控制可供反应的游离镍离子的浓度外，还能抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀液的稳定性，延长镀液的使用寿命。有的络合剂还能起到缓冲剂和促进剂的作用，提高镀液的沉积速度。化学镀镍的络合剂一般含有羟基、羧基、氨基等。
在镀液配方中，络合剂的量不仅取决于镍离子的浓度，而且也取决于自身的化学结构。在镀液中每一个镍离子可与6个水分子微弱结合，当它们被羟基，羟基，氨基取代时，则形成一个稳定的镍配位体。如果络合剂含有一个以上的官能团，则通过氧和氮配位键可以生成一个镍的闭环配合物。在含有0.1mol的镍离子镀液中，为了络合所有的镍离子，则需要含量大约0.3mol的双配位体的络合剂。当镀液中无络合剂时，镀液使用几个周期后，由于亚磷酸根聚集，浓度增大，产生亚磷酸镍沉淀，镀液加热时呈现糊状，加络合剂后能够大幅度提高亚磷酸镍的沉淀点，即提高了镀液对亚磷酸镍的容忍量，延长了镀液的使用寿命。
不同络合剂对镀层沉积速率、表面形状、磷含量、耐腐蚀性等均有影响，因此选择络合剂不仅要使镀液沉积速率快，而且要使镀液稳定性好，使用寿命长，镀层质量好。
缓冲剂：
由于在化学镀镍反应过程中，副产物氢离子的产生，导致镀液pH值会下降。试验表明，每消耗1mol的Ni2+ 同时生成3mol的H+，即就是在1L镀液中，若消耗0.02mol的硫酸镍就会生成0.06mol的H+。所以为了稳定镀速和保证镀层质量，镀液必须具备缓冲能力。缓冲剂能有效的稳定镀液的pH值，使镀液的pH值维持在正常范围内。一般能够用作PH值缓冲剂的为强碱弱酸盐，如醋酸钠、硼砂、焦磷酸钾等。
稳定剂：
化学镀镍液是一个热力学不稳定体系，常常在镀件表面以外的地方发生还原反应，当镀液中产生一些有催化效应的活性微粒——催化核心时，镀液容易产生激烈的自催化反应，即自分解反应而产生大量镍-磷黑色粉末，导致镀液寿命终止，造成经济损失。
在镀液中加入一定量的吸附性强的无机或有机化合物，它们能优先吸附在微粒表面抑制催化反应从而稳定镀液，使镍离子的还原只发生在被镀表面上。但必须注意的是，稳定剂是一种化学镀镍毒化剂，即负催化剂，稳定剂不能使用过量，过量后轻则降低镀速，重则不再起镀，因此使用必须慎重。
所有稳定剂都具有一定的催化毒性作用，并且会因过量使用而阻止沉积反应，同时也会影响镀层的韧性和颜色，导致镀层变脆而降低其防腐蚀性能。试验证明，稀土也可以作为稳定剂，而且复合稀土的稳定性比单一稀土要好。
加速剂：
在化学镀溶液中加入一些加速催化剂，能提高化学镀镍的沉积速率。加速剂的使用机理可以认为是还原剂次磷酸根中氧原子被外来的酸根取代形成配位化合物，导致分子中H和P原子之间键合变弱，使氢在被催化表面上更容易移动和吸附。也可以说促进剂能起活化次磷酸根离子的作用。常用的加速剂有丙二酸、丁二酸、氨基乙酸、丙酸、氟化钠等。
其他添加剂：
在化学镀镍溶液中，有时镀件表面上连续产生的氢气泡会使底层产生条纹或麻点。加入一些表面活性剂有助于工件表面气体的逸出，降低镀层的孔隙率。常用的表面活性剂有十二烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐和正辛基硫酸钠等。
稀土元素在电镀液中可以改善镀液的深镀能力、分散能力和电流效率。研究表明，稀土元素在化学镀中同样对镀液的镀层性能有显著改善。少量的稀土元素能加快化学沉积速率，提高镀液稳定性，镀层耐磨性和搞腐蚀性能。
