镁合金化学镀
论文
课程名称：轻金属表面处理技术班级：
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专业：应用化学
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镁合金化学镀技术研究进展
摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状，重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发，在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。
关键词镁合金化学镀表面改性
Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated.
Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification
1.引言
镁作为最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。随着镁加工工艺的改进，特别是环保标准的提高，镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料，在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景，但是镁合金化学性质活泼，在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏，至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用，因此，表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。其中化学镀技术以其设备投资少、不受工件尺寸和形状限制、镀层性能优越等优势日益受到关注。
常规金属的化学镀技术在20世纪40年代由A.Brenner和G.Riddell研制成功。经过几十年的努力，针对铁基、铝基等处理对象，现已解决诸如镀液再生、镀液稳定性、镀层组织结构性能测试等问题。化学镀技术已逐渐趋于成熟，并在航空航天、汽车、石化、机械、矿业、军事、3C等领域得到了广泛应用。
与铁基和铝基材料相比，镁合金属于难镀基材，其化学镀工艺更复杂、更困难。原因如下：①镁化学性质活泼，自氧化薄膜在合金表面迅速生成，妨碍了沉积金属与基底形成金属－金属键，影响镀层/基体的结合强度；②镁在普通镀液中与其它金属离子置换反应剧烈，容易导致沉积的镀层疏松、多孔、结合力差；
③镁合金的基体相和第二相有不同的电极电位，易形成腐蚀微电池，造成基体严重腐蚀，进而导致镀层沉积不均匀；④镁的标准电极电位低，镀层一般呈阴极性，
必须保证无孔，否则会使基体金属产生严重的电化学腐蚀；⑤由于难以得到质量满意的镁合金铸件，基底表面的孔隙和夹杂可能成为镀层孔隙的来源。因此，常规化学镀工艺并不适用于镁合金。
镁合金化学镀技术包括化学镀镍、化学镀铜、化学镀银等，其中，化学镀镍技术发展最快。化学镀镍的基本原理是在不通电的情况下，用还原剂将镀液中的Ni２＋还原沉积在具有催化活性的基体表面，形成镍合金镀层。根据所用还原剂的不同，化学镀技术可分为Ni-P镀、Ni-B镀等。其中Ni-P镀所得镀层因具有良好的耐蚀性、耐磨性、焊接性和装饰性而应用最广，因此，镁合金化学镀一般指Ni-P化学镀。
镁合金化学镀工艺主要有浸锌法和直接化学镀镍法。浸锌法所得镀层性能优良，与基体结力好，但是浸锌和预镀铜过程工艺复杂，控制难度大，并且使用了剧毒的氰化物，对环境和人体健康有严重危害。此外，浸锌法不适用于高铝镁合金。直接化学镀镍法解决了上述问题，成为目前最常用的镁合金化学镀方法之一。虽然Dow直接化学镀镍法已被纳入美国ASTM标准，但由于镀前处理工序繁杂，且工艺配方中存在对环境和人体有害的铬酐、氟化氢等化合物，阻碍了该工艺的广泛应用。另外，随着工业生产的发展，人们对镁合金化学镀技术提出了更高的要求。因此，开展镁合金化学镀技术的深入研发成为重要的课题。目前，对于镁合金化学镀镍技术的研究，主要集中于对直接化学镀镍法的改进和提高，包括前处理工艺的革新、镀液配方的优化、多元镀及复合镀技术的开发等。
2.前处理工艺的革新
2.1 常规镀前处理工艺的改进
化学镀镀前处理的实质是在预镀材料表面以一种保护膜取代另一种保护膜的过程，一般包括碱洗除油、酸性浸蚀和活化阶段。前处理对镁合金化学镀成功与否起着决定性作用，不适当的前处理会引起镀层外观变差、结合力降低及孔隙率增加等严重质量问题。工艺配方的无毒化是前处理工艺改进的主要方向。目前的研究主要集中于酸洗和活化工艺的改进。如胡文彬等用120g/L CrO3+1g/L KF 替代ASTM B480标准的酸洗配方，得到了耐蚀性更高的Ni-P合金镀层。刘玉芬等对常用的两种酸洗配方和4种活化配方进行对比研究，通过正交实验得出最佳的前处理工艺组合，其中酸洗配方为H3PO4＋钼酸钠，避免了六价铬的使用，镁合金腐蚀电位由基体的－1.6V提高至－0.38V，腐蚀电流大大降低。杨金花等研究了酸洗各因素对镀速、镀层表面状态、自腐蚀电流密度的影响，以及活化时间
对基体表面形貌的影响，通过镀层对耐蚀性和耐磨性的测试，得出最佳酸洗工艺为CrO3240g/L，HNO3(68%)40ml/L，时间30s，室温。
2.2 新型镀前处理工艺的开发
常规前处理工艺一般难以摆脱毒害化学品六价铬化合物以及氟化物等的使用。近年来，科技工作者尝试将其他表面处理方法与镁合金化学镀镀前处理工艺相结合，取得了良好的效果。涉及复合技术主要包括化学转化-化学镀、预镀-化学镀、微弧氧化-化学镀等。
化学转化膜一般较薄，耐蚀性有限，一般只能作防护底层。以化学转化作为镁合金化学镀镀前处理的研究较为普遍。如宋影伟等以焦磷酸钠为主要成分进行碱浸，先在基体表面得到一层磷化膜，增加基体表面粗糙度，再进行化学镀镍，避免了使用氢氟酸和六价铬等有毒物质，实现了镁合金化学镀无Cr６＋前处理。杨培霞等采用环保型磷化工艺对镁合金进行化学镀镍前处理，镀层耐蚀性随磷化时间的延长先增加后减小，当磷化时间为75s时，镀层腐蚀电位比直接化学镀镍层正移640mv，腐蚀电流密度下降3个数量级。崔作兴等利用高锰酸盐和磷酸盐为主要成分的酸性转化液进行镀前处理，所得镀层腐蚀电位正移了830mv。霍宏伟等尝试了锡酸盐转化膜上化学镀镍，所得镀层结构致密，且极化过程中出现明显的钝化现象。XipingLei等在钼酸盐转化膜上成功制得了高耐蚀的化学镀层。XiufangCui等利用植酸盐化学转化处理作为镀前处理，有效利用植酸特殊的结构性能，实现了转化膜与镀层之间的完美结合。腐蚀电流密度由镀前的3.02μA/cm2降至镀后的0.13μA/cm2。
国栋等通过在金属置换镍膜上进行化学镀镍，不仅简化了工艺过程，避免了酸洗和活化带来的环境问题，且所得镀层自腐蚀电位约为－0.35V，钝化区间达700mv。贺忠臣等尝试了AZ31镁合金表面先碱性化学预镀镍之后二次镀镍的工艺，所得非晶态高镀层钝化区间接近800mv，钝化区的腐蚀电流密度小于0.01μA/cm2，耐腐蚀性能明显优于单一的化学镀镍层。电镀具有镀速快、镀层平整的特点，焦亮等将电镀锌作为化学镀镍的镀前处理技术，所得镀层均匀、致密，外观质量良好且与基体结合牢固。
微弧氧化与化学镀工艺有效结合用于镁合金表面处理，最早由LiuZhenmin 做了大胆尝试。李建中等做了类似研究，通过对微弧氧化膜进行敏化、活化、还原，再进行化学镀镍得到了致密、颗粒细小、硬度高达10195MPa且耐蚀性能显著提高的化学镀层，并实现了“绿色无氟”的化学镀镍处理。蒋百灵等对镁合金
微弧氧化处理后，通过碱性预镀镍后再进行化学镀镍，所得镀层腐蚀电位达－1.0V左右。张永君基于对镀覆技术和微弧氧化技术相关机制的认识，充分利用两者的优势尤其是微弧氧化陶瓷膜兼具耐蚀性和多孔性的特征，将表面陶瓷化和表面合金化技术有机结合起来，解决了现有镀覆技术中存在的工序繁杂、成本高、污染大、效果不尽理想等诸多问题，成功开发出以氟化钠和磷酸盐为电解液主要成分的微弧氧化镀前处理新技术，利用该技术镁合金经微弧氧化处理后可直接进行化学镀镍，免去了敏化、活化等步骤，大大简化了工艺，降低了成本，且所得镀层综合性能远远优于Dow接化学镀镍层。
3.镀液配方的优化
3.1 镍盐及还原剂筛选
镍盐和还原剂是化学镀液的最主要成分。镁合金化学镀用镍盐主要包括次磷酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍和碱式碳酸镍等。其中次磷酸镍和醋酸镍因价格昂贵，不适合规模化工业应用，研发价值不大。镁合金在含SO4２－或/和Cl-的水基介质中，具有较大的腐蚀速度，易在表面形成松散的粉状沉积物，导致镀液过早分解，无法得到致密的镀层。因此，在镁合金化学镀技术研发和应用的早期阶段，多以碱式碳酸镍为主盐。但是碱式碳酸镍存在成本高、水溶性差、镀液寿命短等突出问题。针对这些问题，刘新宽等使用硫酸镍代替碱式碳酸镍作为镍源，通过添加适量的Ｆ－抑制基体腐蚀，在AZ91D合金上制得了耐蚀性好、硬度和结合力较高的镍磷镀层。随后胡波年、JianzhongLi等先后对硫酸镍和碱式碳酸镍进行了对比研究，都以硫酸镍为主盐获得了性能优异的镀层，进一步验证了硫酸镍作为镁合金化学镀镍主盐的可行性，大大降低了镀液成本，也扩大了镁合金化学镀技术的应用空间。
次磷酸钠(NaH2PO3·H2O)是强还原剂，可将金、银、汞、镍、铬、钴等金属离子还原成原子，以其价格低廉、水溶性好、镀液易控制等优点成为镁合金化学镀Ni-P还原剂的首选。次磷酸钠还原性强，因此其在镀液中的浓度不宜过高，否则氧化－还原反应生成高浓度的H2PO3－会与溶液中的Ni２＋形成亚磷酸镍沉淀，造成镀液失效。研究表明，镀液中镍离子与还原剂的最佳物质的量比为0.4左右时，镀液使用寿命最长，且镀层质量良好。
3.2 添加剂
镀液中除主盐和还原剂外还包括各种添加剂，主要有配位剂、稳定剂、加速剂、pH调节剂以及光亮剂、抑制剂和表面活性剂等。配位剂即络合剂，是镀液
的主要成分之一。镀液性能的差异、寿命主要取决于配位剂的选用及其配伍。常用的配位剂有十二磺基水杨酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸及其钠盐、乙酸钠等，其中柠檬酸应用最广。陈志勇等对十二磺基水杨酸、柠檬酸钠和柠檬酸3种配位剂做了对比研究，结果表明，柠檬酸络合性能最好，镀层含磷量最高，且利于镀液稳定，起到了稳定剂的作用；十二磺基水杨酸性能最差。配位剂是化学镀液的改进重点之一，正朝着复合应用的方向发展，如邵红红等对单一络合剂和复合络合剂进行对比研究，发现以柠檬酸和乳酸组成的双络合剂效果最佳，所得镀层表面光亮，均匀致密。
稳定剂可抑制镍磷共沉积反应在镀液中的杂质微粒上发生，起到抑制镀液分解、延长镀液寿命的作用。常见的稳定剂可分为5类：第ⅥA、族元素硫、硒、碲的化合物，如硫脲、硫代硫酸钠等；含碘化合物；重金属离子如Pb2+、Bi3+、Cd2+等；水溶性有机物(含双极性的有机阴离子)，如不饱和脂肪酸马来酸；稀土元素如镧、铈、镱等的化合物。陈志勇等在络合剂实验研究中证实，柠檬酸同时起到络合Ni2+和稳定镀液的作用。近年来，使用复配稳定剂的研究越来越多。薛燕等对比了KI、KIO3、PbAc2、KIO3＋PbAc3和KIO3＋硫脲5种稳定剂对镁合金化学镀液稳定性、镀层表面形貌及性能的影响，发现复合稳定剂比单一稳定剂具有更佳性能，并得出了KIO3＋硫脲最优复合配方。
4.多元镀及复合镀技术的开发
随着科技的进步、生产的发展，Ni-P二元合金镀层已经不能满足人们对更高性能及特殊性能的需求，三元及多元合金复合镀的研究正在不断增多。其中，Ni-Cu-P三元复合镀的研究较多，如肖鑫等对镁合金Ni-Cu-P镀层进行了大量研究，所得镀层与基体结合良好，具有良好的导电性和耐蚀性能。沈波等研究证实，将微量的Cu加入到Ni-P镀层中，可以明显细化胞状组织，使镀层结晶细致，从而提高镀层的耐蚀性能。马壮等对镁合金Ni-Cu-P配方进行了研究，得出当硫酸铜含量为0.5g/L时镀层耐蚀性最好，而且热振25次未出现起皮现象，结合强度高。张颖等对镁合金化学镀Ni-Cu-P三元合金工艺进行了研究，制得性能优良的Ni-Cu-P三元合金镀层，并通过正交试验得出了最佳工艺配方。李光玉等研究了双层化学镀Ni-P/Ni-W-P，镀层硬度达622HKV，在10%HCl中浸泡3h无明显腐蚀现象。
另外，将纳米级的不溶性固体颗粒引入镀层的复合镀已成为镁合金化学镀技术的另一发展趋势。马壮等通过在镀液中添加CeO2纳米颗粒制得(Ni-P)-CeO2复
合镀层，其在3.5%NaCl溶液中腐蚀速率降低到镀前的1/8。杨友在AZ91D镁合金表面制备(Ni-P)-SiC耐高温复合镀层，硬度可达到9380MPa，耐磨性相比于Ni-P合金镀层的也有显著提高。王红艳等对(Ni-P)-TiO2化学复合镀做了研究，所得镀层耐盐雾性可达10级，而且具有良好的抗菌性能。此外，TiN、SiC、Si3N4等纳米复合镀层的研究也逐渐引起人们的重视。
5.展望
近年来，镁合金化学镀技术取得了迅猛发展，综合性能更强的镀层及其镀覆技术层出不穷，使得镁合金应用的局限性越来越小。同时，随着社会的发展，对镁合金的性能要求越来越高。镁合金化学镀机理复杂，影响因素繁多，因此开发简便、经济、环保、高效的新工艺仍将是未来镁合金化学镀技术研发的主要方向，具体包括：①进一步减少有毒有害物质的使用，开发环保的复合型前处理工艺；
②探究性能更高的多元镀、复合镀技术，并处理好各镀层间的结合问题；③着力探究镀液反应机理，从而宏观指导镀液配方优化，延长镀液使用周期，并促进镁合金化学镀技术规范化。
参考文献
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化学镀
1.化学镀的发展 化学镀的发展史主要就是化学镀镍的发展史。虽然早在1844年A.Wurtz就发现次磷酸盐在水溶液中还原出金属镍，但化学镀镍技术的奠基人是美国国家标准局的 A.Brenner和G.Ridell。他们在1947年提出了沉积非粉末状镍的方法，弄清楚了形成涂层的催化特性，使化学镀镍技术工业应用有了可能性。所以，化学镀镍技术的历史还很短暂，真正大规模工业还是70年代末期的事。早期只有含磷5%-8%（重量）的中磷镀层，80年代初发展出磷含量为9%-12%的高磷非晶结构镀层，使化学镀镍向前迈进一步。80年代末到90年代初又发展了磷含量为1%-4%的低磷镀层。含磷量不同的镀层物理化学镀性能也不同。化学镀镍的最早工业应用是二战后在美国通用运输公司（GATC）。他们在系统研究该技术后于1955年建立的第一条生产线，发展出的化学镀镍溶液商品名称为"Kanigen"（是Catalytic Nickel Gene Ration学缩写)。70年代又发展出仍以次磷酸钠还原剂的Durnicoat工艺、用硼氢化钠做还原剂Ni-B层的Nibodur工艺，以后又出现了用肼做还原剂的化学镀镍方法。 化学镀镍技术的核心是镀液的组成及性能，所以化学镀镍发展史中最值得注意的是镀液本身的进步。在60年代之前由于镀液化学知识贫乏，只有中磷镀液配方，镀液不稳定，往往只能稳定数小时，因此为了避免镀液分解只有间接加热，在溶液配制、镀液管理及施镀操作方面必须十分小心，为此制定了许多操作规程给以限制。此外，还存在沉积速度慢、镀液寿命短等缺点。为了降低成本，延长镀液使用周期，只好使镀液“再生”，再生的实质就是除去镀液中还原剂的反应产物，次磷酸根氧化产生的亚磷酸根。当时使用的方法有弃去部分旧镀液添加新镀液、加FeCl3或Fe2(SO4)3以沉淀亚磷酸根（形成Na2［Fe(OH)(HPO3)2］）·20H2O黄色沉淀）、离子交换法等，这些方法既麻烦又不适用。70年代以后多种络合剂、稳定剂等添加剂的出现，经过大量的试验研究、筛选、复配以后，新发展的镀液均采用“双络合、双稳定”、甚至“双络合、双稳定、双促进”配方，这样不仅使镀液稳定性提高、镀速加快，更主要的是大幅度增加了镀液对亚磷酸根容忍量，最高达600-800g/LNa2HPO3·5H2O，这就使镀液寿命大大延长，一般均能达到4-6个周期，甚至10-12个周期，镀速达17－25μm/h。这样，无论从产品质量和经济效益角度
化学镀工艺流程
化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅；8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌；增力电动搅拌机。 化学镀工艺流程：机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 机械粗化：用机械法或化学方法对工件表面进行处理（机械磨损或化学腐蚀），从而在工件表面得到一种微观粗糙的结构，使之由憎水性变为亲水性，以提高镀层与制件表面之间结合力的一种非导电材料化学镀前处理工艺。 1.1 化学除油 镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污，为保证预处理效果，必须首先进行除油处理，去除其表面污物，增加基体表面的亲水性，以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。化学除油试剂分有机除油剂和碱性除油剂两种；有机除油剂为丙酮(或乙醇)等有机溶剂，一般用于无机基体如鳞片状石墨、膨胀石墨、碳纤维等除油；碱性除油剂的配方为：NaOH：80g/l，Na2CO3(无水)：15g/l，Na3PO4：30g/l，洗洁精：5ml/l，用于有机基体如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等除油；无论使用哪种除油试剂，作用时都需要进行充分搅拌。 1.2 化学粗化 化学粗化的目的是利用强氧化性试剂的氧化侵蚀作用改变基体表面微观形状，使基体表面形成微孔或刻蚀沟槽,并除去表面其它杂质，提高基体表面的亲水性和形成适当的粗糙度，以增强基体和镀层金属的结合力,以保证镀层有良好的附着力。粗化是影响镀层附着力大小的很关键的工序，若粗化效果不好，就会直接影响后序的活化和化学镀效果。化学粗化试剂的配方为：CrO3：40g/l，浓H2SO4：35g/l，浓H3PO4(85%)：5g/l。化学粗化的本质是对基体表面的轻度腐蚀作用；因此，有机基体采用此处理过程，无机基体因不能被粗化液腐蚀而不需此处理。 1.3 敏化 敏化处理是使粗化后的有机基体(或除油后的无机基体)表面吸附一层具有还原性的二价锡离子Sn2+，以便在随后的活化处理时，将银或钯离子由金属离子还原为具有催化性能的银或钯原子。敏化液配方为：SnCl2·2H2O：20g/l，浓HCl：40ml/l，少量锡粒；加入锡粒的目的是防止二价锡离子的氧化。 1.4 活化 活化处理是化学镀预处理工艺中最关键的步骤, 活化程度的好坏，直接影响后序的施镀效果。化学镀镀前预处理的其它各个工序归根结底都是为了优化活化效果，以保证催化剂在镀件表面附着的均匀性和选择性,从而决定化学镀层与镀件基体的结合力以及镀层本身的连续性。活化处理的目的是使活化液中的钯离子Pd2+或银离子Ag＋离子被镀件基体表面的Sn2+离子还原成金属钯或银微粒并紧附于基体表面，形成均匀催化结晶中心的贵金属层, 使化学镀能自发进行。目前，普遍采用的活化液有银氨活化液和胶体钯活化液两种；化学镀铜比较容易，用银即能催化；化学镀钴、化学镀镍较困难，用银不能催化，必须使用催
镁合金表面化学镀镍
镁合金表面化学镀镍处理 摘要：本实验研究以硫酸镍为主盐的AZ91镁合金化学镀镍。选择适合的工艺流程、对实验材料进行化学镀镍处理、对化学镀镍层进行宏观或微观形貌观察、测量镀镍层的硬度、检验化学镀镍层的耐蚀性。实验表明，用该工艺能够在AZ91合金表面上生成化学镀镍层，镀层表面为胞状结构而且胞表面的晶界和缺陷较多，化学镀镍层较好地提高了镁合金的耐腐蚀性能，硬度有所提高。 关键词：AZ91D镁合金化学镀镍腐蚀性硬度 The chemical nickel plated of the surface of Magnesium alloy Abstract: The experimental study the nickel plating of Magnesium alloys of AZ91 that the sulfuric acid salt of nickel is the mainly electroless. Select the appropriate process, chemical nickel plating for experimental material, macro-or micro-morphology of electroless nickel deposits, measuring the hardness of nickel-plated, testing chemical corrosion resistance of nickel plating. Experiments show, we can generated plating layer on the surface of the AZ91 alloy with this technology, and the surface of the plating is the cell structure and there are more grain boundaries and defects on the cell surface ,the sulfuric processed chemical nickel plating layer is good to improve the magnesium alloy corrosion resistance, and the hardness is improved. Keywords: AZ91D magnesium alloy electroless nickel plating corrosive hardness t
化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别
化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 (2012-05-21 09:46:29) 转载▼ 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 1. 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。 2. 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。 3. 化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应，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。 4. 化学镀过以对任何形状工件施镀，但电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀。 5. 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。 6. 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。 7. 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。 8. 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。关于化学镀镍层的工艺特点 1. 厚度均匀性 厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀，电镀层的厚度在整个零件，尤其是形状复杂的零件上差异很大，在零件的边角和离阳极近的部位，镀层较厚，而在内表面或离阳极远的地方镀层很薄，甚至镀不到，采用化学镀可避免电镀的这一不足。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消耗的成份能及时得到补充，任何部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 2. 不存在氢脆的问题 电镀是利用电源能将镍阳离子转换成金属镍沉积到阳极上，用化学还原的方法是使镍阳离子还原成金属镍并沉积在基 体金属表面上，试验表明，镀层中氢的夹入与化学还原反应无关，而与电镀条件有很大关系，通常镀层中的含氢量随电流密度的增加而上升。3. 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等均是由材料和零部件的表面层体现出来，在一般情况下可以采用某些具有特殊功能的化学镀镍层取代 用其他方法制备的整体实心材料，也可以用廉价的基体材料化学镀镍代替有贵重原材料制造的零部件，因此，化学镀镍
环保型化学镀镍技术
环保型化学镀镍技术 化学镀镍工艺简便，成本低廉，镀层厚度均匀，可大面积涂覆，镀层可焊性良好，若配合适当的前处理工艺，可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层，因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。例如不锈钢钢件转动轴、动配合件等的化学镀镍，可改善镀层的均匀性和自润滑性；磷肥厂的风叶轮原来使用橡胶或玻璃钢衬层防腐，因磷酸尾气中含有氟化氢等强酸性气体，且使用温度高，使用寿命仅有4个月左右（发生脱层和脆性破裂现象），改为化学镀镍后使用寿命延至两年左右，保证了生产的安全运行，又节约了4%的资金；汽车工业利用化学镀镍层非常均匀的优点，在形状复杂的零件上，如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀工艺保护。镀上10微米左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。齿轮上化学镀后尺寸误差十分容易地保持±0.3～0.5微米。用在喷油器上的化学镀镍层，可以提供良好的抗燃油腐蚀和磨损性能，通常，燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔的扩大，因此喷油量增大，使汽车发动机的马力超出设计标准，加快发动机的损坏。化学镀镍层可以有效地防止喷油器的腐蚀、磨损，提高发动机的可靠性和使用寿命。化学镀镍具有高耐蚀性、高耐磨性和高均匀性“三高特性”，因此化学镀镍由于自身的突出特点和优异性能，越来越被广大用户认同和接受。 环保型化学镀镍工艺 但是镍是最常见的致敏性金属，约有20%左右的人对镍离子过敏，女性患者的人数要高于男性患者，在与人体接触时，镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去，从而引起皮肤过敏发炎，其临床表现为皮炎和湿疹。一旦出现致敏，镍过敏能常无限期持续。患者所受的压力、汗液、大气与皮肤的湿度和磨擦会加重镍过敏的症状。所以化学镀镍的环保问题值得关注。 由于光亮型中磷化学镀镍在数量上占据化学镀镍市场中最大份额，因此，人们研发的兴趣集中于新的不添加Pb、Cd的化学镀镍溶液，即所谓的LFCF化学镀镍。随着形势的发展，近年新开发的化学镀镍技术包括高、中、低磷, 全光亮、半光亮，复合镀全面停止添加Pb、Cd，而且选择新的原材料，以降低Pb、Cd杂质含量。 表环保型化学镀镍工艺简介 公司化学镀镍外观硬度耐蚀性/h 耐磨性备注
(完整版)PCB化学镀铜工艺流程解读(一)
PCB化学镀铜工艺流程解读（一） 化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。PCB孔金属化工艺流程如下： 钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理（加速）→双水洗→沉铜→双水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干 一、镀前处理 1．去毛刺 钻孔后的覆铜泊板，其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺，这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。最简单去毛刺的方法是用200～400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。一般的去毛刺机在去除毛刺时，在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁，改进型的磨板机，具有双向转动带摆动尼龙刷辊，消除了除了这种弊病。 2．整孔清洁处理 对多层PCB有整孔要求，目的是除去钻污及孔微蚀处理。以前多用浓硫酸除钻污，而现在多用碱性高锰酸钾处理法，随后清洁调整处理。 孔金属化时，化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。如果某些部位不清洁，就会影响化学镀铜层和印制导线铜箔间的结合强度，所以在化学镀铜前必须进行基体的清洁处理。最常用的清洗液及操作条件列于表如下：
铝型材表面处理工艺
表面处理简介 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层.在自然界中能达到稳定状态,增加机体的抗蚀性和增加产品的美观,从而提升产品的价值.表面处理种类的选择首先要从使用环境,使用寿命,人为欣赏的角度出发,当然经济价值也是考虑的核心所在. 表面处理的流程包括前处理,成膜,膜后处理.包装,入库.出货等工序,其中前处理包括机械处理,化学处理。 .机械处理包括喷吵,抛丸,打磨,抛光,打蜡等工序.机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平,补救表面其它外观不良现象. 化学处理使产品表面的油污锈迹去除,并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体,确保镀层有一个稳定状态,增加保护层的结合力,从而达到保护机体的作用。 第一章，铝材表面处理 一,铝材常见的化学处理有铬化,喷漆,电镀,化学镀,阳极氧化，电泳等工艺。.其中机械处理有拉丝,抛光,喷吵,打磨,等工艺： 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜,膜层厚度在0.5-4um,这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好,是电子产品的最好选项,如手机电池内导电
条,磁电设备等.该膜层适合所有铝及铝合金产品.但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂铝酸脱铬化包装入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求：1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2）膜层厚度0.3-4um。 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀,致密的氧化层,(Al2O3。6H2O俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV),如果特种产品可以做硬质阳极氧化,产品表面硬度可达400-1200HV,因而硬质阳极氧化是油缸,传动,不可缺的表面处理工艺.,另外这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天相关产品的必用工艺.阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色,装饰性比硬质氧化要好的多.施工要点:阳极氧化对材质要求很严格,不同的材质表面有不同的装饰效果,常用的材质有6061,6063,7075,2024等,其中,2024相对效果要差一些,由于材质中CU的含量不同,因此7075硬质氧化呈黄色,6061,6063呈褐色,但普通阳极氧化6061,6063,7075没多大的差别,但2024就容易出现很多金斑.. 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色,拉丝亮面本色,拉丝亮面染色,雾面拉丝染色(可染成任何色系).抛光亮面本色,抛光雾面本色,抛光亮
化学镀工艺流程详解.
化学镀工艺流程 化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。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;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。 近年来, 化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。 化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。
镁合金防腐蚀方案汇总
镁合金防腐蚀方案汇总 化学转化处理 镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。 传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr则具有很好的自修复功能，耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。 有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。 化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。 阳极氧化 阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。 传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，也损害人类健康。近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。优良
的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。 一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X 射线衍射相结构。 但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。 金属涂层 镁及镁合金是最难镀的金属，其原因如下： (1)镁合金表面极易形成的氧化镁，不易清除干净，严重影响镀层结合力; (2)镁的电化学活性太高，所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀，或与其它金属离子的置换反应十分强烈，置换后的镀层结合十分松散; (3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的电化学特性，可能导致沉积不均匀; (4)镀层标准电位远高于镁合金基体，任何一处通孔都会增大腐蚀电流，引起严重的电化学腐蚀，而镁的电极电位很负，施镀时造成针孔的析氢很难避免; (5)镁合金铸件的致密性都不是很高，表面存在杂质，可能成为
铝合金化学镀镍
铝合金化学镀镍 前言：所谓化学镀就是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化—还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。化学镀液组成一般包括金属盐、还原剂、络合剂、pH缓冲剂、稳定剂、润湿剂和光亮剂等。当镀件进入化学镀溶液时，镀件表面被镀层金属覆盖以后，镀层本身对上述氧化和还原反应的催化作用保证了金属离子的还原沉积得以在镀件上继续进行下去。目前已能用化学镀方法得到镍、铜、钴、钯、铂、金、银、锡等金属或合金的镀层。化学镀既可以作为单独的加工工艺，用来改善材料的表面性能，也可以用来获得非金属材料电镀前的导电层。化学镀在电子、石油化工、航空航天、汽车制造、机械等领域有着广泛的应用。化学镀具有以下优点：表面硬度高，耐磨性能好；硬化层的厚度及其均匀，处理部件不受形状限制，不变形，特别是适用于形状复杂，深盲孔及精度要求高的细小及大型部件的表面强化处理；具有优良的抗耐蚀性能，在许多酸、碱、盐、氨和海水中具有良好的耐蚀性，其耐蚀性要比不锈钢优越的多；处理后的部件，表面光洁度高，表面光亮，不需要重新的机械加工和抛光，可直接装机使用；镀层与基体的结合力高，不易剥落，其结合力比电镀硬铬和离子镀要高；可处理的基体材料广泛。〔1〕 化学镀分类（广义分类）： 1.置换镀（离子交换或电荷交换沉积）：一种金属浸在第二种金属的金属盐溶液中，第一种金属的表面上发生局部溶解，同时在其表面自发沉积上第二种金属上。在离子交换的情况下，基体金属本身就是还原剂。 2.接触镀：将欲镀的金属与另一种或另一块相同的金属接触，并沉浸在沉积金属的盐溶液中的沉积法。当欲镀的导电基体底表面与比溶液中待沉积的金属更为活泼的金属接触时，便构成接触沉积。 3.真正的化学镀：从含有还原剂的溶液中沉积金属〔1〕。 日前工业上应用最多的是化学镀镍和化学镀铜。可以使用化学镀进行表面加工的金属及合金有很多，下面以铝合金镀镍为例进行说明，而铝合金化学镀镍属于化学镀的第三种即真正的化学镀。 铝合金简介 铝合金具有机械强度高、密度小、导热导电性好、韧性好、易加工等特点，因而在工业部门，特别是航空航天、国防工业，乃至人们的日常生活中，都有较广泛的应用。铝合金表面覆盖一层致密的氧化膜，它可将铝合金与周围环境隔离开来，避免被氧化。但是这层氧化膜易受到强酸和强碱的腐蚀，同时铝合金易产生晶间腐蚀，表面硬度低，不耐磨。化学镀是赋予铝合金表面良好性能的新型工艺手段之一，它不仅是其抗蚀性、耐磨性、可焊性、和电接触能得到提高，镀层与铝合金机体间结合力好，镀层外观漂亮，而且通过镀覆不同的镍基合金，可以赋予铝合金各种新性能，如磁性能、润滑性等。〔2〕 铝合金化学镀镍原理： 化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂次亚磷酸钠的作用下，使镍离子还原成金属镍，同时次磷酸钠分解析出磷，因而在具有催化表面的镀件上，获得镍磷合金镀层。 对于次磷酸钠还原镍离子的总反应可以写成： 3NaH 2PO 2 +3H 2 O+NiSO 4 -----3 NaH 2 PO 3 +H 2 SO 4 +2H 2 +Ni 同样的反应可写成如下离子式： 2 H 2PO 2 -+ Ni2++2H 2 O-----2 H 2 PO 3 -+ H 2 +2H++ Ni 或写成另一种形式：Ni 2+＋H 2 PO 2 -＋H 2 O------H 2 PO 3 -＋Ni＋2H+ 所有这些反应都发生在催化活性表面上，需要外界提供能量，即在较高温度（60≤T≤
电镀镍与化学镀镍
电镀镍的特点、性能、用途： 1、电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化 膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。 2 、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大 气中可长期保持其光泽。所以，电镀层常用于装饰。 3、镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。 由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镇镀层，以防止被介质腐蚀。镀镍层 还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸 工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐 磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀 镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的 自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。 4、镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材 料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层， 其抗蚀性更好，外观更美。在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目
的。特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机 部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。 5、在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量 的10%左右。 化学镀镍的特点、性能、用途： 1、厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避 免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消 耗的成份能及时得到补充，镀件部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 2、镀件不会渗氢，没有氢脆，化学镀镍后不需要除氢。 3、很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。 4、可沉积在各种材料的表面上，例如：钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材 料的表面上，从而为提高这些材料的性能创造了条件。 5、不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。 6、热处理温度低，只要在400℃以下经不同保温时间后，可得到不同的耐蚀性和耐磨性，因此，特别适用 于形状复杂，表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等
化学镀镍工艺
化学镀镍工艺 化学镀镍机理： 1)原子氢析出机理。原子氢析出机理是1946年提出的，核心是还原镍的物质是原子氢，其反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2H Ni2++2H→Ni+2H+ H2P02-+H++H→2H20+P 2H→H2 水和次磷酸根反应产生了吸附在催化表面上的原子氢，吸附氢在催化表面上还原镍离子。同时，吸附氢在催化表面上也产生磷的还原过程。原子态的氢相互结合也析出氢气。2）电子还原机理(电化学理论)电子还原机理反应过程如下： H2P02-+H20→HP032-+H++2e Ni2++2e→Ni H2P02-+2H++e→2H20+P 2H++2e→H2 酸性溶液中，次磷酸根与水反应产生的电子使镍离子还原成金属镍。在此过程中电子也同时使少部分磷得到还原。 3）正负氢离子机理。该理论最大特点在于，次磷酸根离子与磷相连的氢离解产生还原性非常强的负氢离子，还原镍离子、次磷酸根后自身分解为氢气。 H2P02-+H20→HP032-+H++H- Ni2++2H-→Ni+H2 H2P02-+2H++H-→2H20+P +1/2H2 H-+H+→H2 分析上述机理，可以发现核心在于次磷酸根的P-H键。次磷酸根的空间结构是以磷为中心的空间四面体。空间四面体的4个角顶分别被氧原子和氢原子占据，其分子结构式为： 各种化学镀镍反应机理中共同点是P-H键的断裂。P-H键吸附在金属镍表面的活性点上，在镍的催化作用下，P-H键发生断裂。如果次磷酸根的两个P-H键同时被吸附在镍表面的活性点上，键的断裂难以发生，只会造成亚磷酸盐缓慢生成。对于P-H键断裂后，P-H间共用电子对的去向，各种理论具有不同的解释。如电子在磷、氢之间平均分配，这就是原子氢析出理论；如果电子都转移至氢，则属于正负氢理论；而电子还原机理则认为电子自由游离出来参与还原反应。因此，可以根据化学镀镍机理的核心对各种宏观工艺问题进行分析解释。 化学镀镍工艺过程 化学镀镍前处理工艺 一：除油：
镁合金化学镀
论文 课程名称：轻金属表面处理技术班级： 学号： 姓名： 专业：应用化学 成绩：
镁合金化学镀技术研究进展 摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状，重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发，在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。 关键词镁合金化学镀表面改性 Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated. Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification 1.引言 镁作为最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。随着镁加工工艺的改进，特别是环保标准的提高，镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料，在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景，但是镁合金化学性质活泼，在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏，至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用，因此，表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。其中化学镀技术以其设备投资少、不受工件尺寸和形状限制、镀层性能优越等优势日益受到关注。 常规金属的化学镀技术在20世纪40年代由A.Brenner和G.Riddell研制成功。经过几十年的努力，针对铁基、铝基等处理对象，现已解决诸如镀液再生、镀液稳定性、镀层组织结构性能测试等问题。化学镀技术已逐渐趋于成熟，并在航空航天、汽车、石化、机械、矿业、军事、3C等领域得到了广泛应用。 与铁基和铝基材料相比，镁合金属于难镀基材，其化学镀工艺更复杂、更困难。原因如下：①镁化学性质活泼，自氧化薄膜在合金表面迅速生成，妨碍了沉积金属与基底形成金属－金属键，影响镀层/基体的结合强度；②镁在普通镀液中与其它金属离子置换反应剧烈，容易导致沉积的镀层疏松、多孔、结合力差； ③镁合金的基体相和第二相有不同的电极电位，易形成腐蚀微电池，造成基体严重腐蚀，进而导致镀层沉积不均匀；④镁的标准电极电位低，镀层一般呈阴极性，
如何在铝上化学镀铜
铝上化学镀铜 一、概述 铝及铝合金是应用最广泛的金属之一，其具有导电性好、传热快、比重轻、强度高、易于成型等优点。但是，铝及铝合金也存在硬度低、不耐磨、易于发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点，影响其应用范围和使用寿命。铝及其合金经过表面处理后可扬长避短，延长其使用寿命和扩大应用范围，赋予其防护、装饰等用途。 铝合金的表面处理技术包括阳极氧化、电镀、化学镀等方法。铝上电镀比其他金属上电镀要困难得多，容易出现气泡和脱皮，结合力不良等问题。究其原因是铝合金在空气中极易氧化。因此，在进行一般的除油、碱液腐蚀和浸蚀后，暴露出制件的活化表面，在电镀之前的瞬间又重新被氧化，形成的氧化膜严重地影响了镀层的结合力，造成镀层起泡和脱落。为了解决这一问题，目前普遍采用化学镀的方法。 铝合金表面化学镀因具有诸多的优良性能及特性而在电子工业、石油化工、机械和航天等领域的应用而不断增加，如何优化工艺、提高质量日益成为人们关注的焦点。所谓化学镀，是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化-还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。 铝及铝合金属于化学镀难镀基材，因此在其基体上进行化学镀有其自身的特点：①铝是一种化学性质比较活泼的金属，在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜，即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上，也会重新生成氧化膜，严重影响镀层与基体的结合力。②铝的电极电位很低（-1.56V），极易失去电子，当浸入镀液时，能与多种金属离子发生置换反应，析出的金属与铝表面形成接触镀层。这种接触性镀层疏松粗糙，与基体的结合力强度差，严重影响了镀层与基体的结合力。③铝属于两性金属，在酸、碱溶液中都不稳定，往往使化学镀过程复杂化。由此可知，要在铝及铝合金制品上得到良好的化学镀层，最关键的就是结合力问题，而结合力取决于化学镀的前处理。因此，对于铝及其合金来说，镀前处理是十分重要的。 二、铝的预处理 采用传统的二次浸锌法，其流程为：除油→浸蚀→第一次浸锌→硝酸退除→第二次浸锌。由于铝的电极电势较负，极易氧化，在化学除油、酸浸蚀等工序中铝试件表面易重新形成很薄的氧化膜，经化学镀后往往形成输送的金属沉积层，其结合力差，无使用价值。因此在化学镀之前，先进行两次浸锌预处理的方法，达到理想的果，使化学镀正常进行，这也是本工艺的最关键的步骤。研究发现，进行一次浸锌处理效果不佳，退除第一次浸锌预处理时所形成的粗糙的锌层后，使铝件表面呈现活化状态，再进行第二次浸锌处理，可获得均匀、细致的锌层，增强了基体金属的结合力，以利于化学镀的顺利进行。
铝合金表面处理工艺
精心整理【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 第一节 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在0.5-4um，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程：
脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2）膜层厚度0.3-4um。 之处:不 相对效 色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。 二，阳极氧化工艺流程 除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和 阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
三，常见品质异常判断 A?表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至，处理办法，重新热处理。或更换材质。 B表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致。，上挂时松动，造成产品导电不良。，处理办法，退电重新阳极处理。 C，表面碰伤，刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中，作业大意所致，处理办法，退 D 1）?? 2）? 3）?? 具有导电性好，传热快，比重轻，易于成型等优点，但铝及铝合金有硬度低，不耐磨，易发生晶间腐蚀，不易焊接，等缺点，影响到使用范围。故为了扬长避短，现代工业中，利用电镀解决了这一问题。 二，铝材电镀的优点
铝合金化学镀
铝合金化学镀 一、概述 铝及铝合金是应用最广泛的金属之一，其具有导电性好、传热快、比重轻、强度高、易于成型等优点。但是，铝及铝合金也存在硬度低、不耐磨、易于发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点，影响其应用范围和使用寿命。铝及其合金经过表面处理后可扬长避短，延长其使用寿命和扩大应用范围，赋予其防护、装饰等用途。 铝合金的表面处理技术包括阳极氧化、电镀、化学镀等方法。铝上电镀比其他金属上电镀要困难得多，容易出现气泡和脱皮，结合力不良等问题。究其原因是铝合金在空气中极易氧化。因此，在进行一般的除油、碱液腐蚀和浸蚀后，暴露出制件的活化表面，在电镀之前的瞬间又重新被氧化，形成的氧化膜严重地影响了镀层的结合力，造成镀层起泡和脱落。为了解决这一问题，目前普遍采用化学镀的方法。 铝合金表面化学镀因具有诸多的优良性能及特性而在电子工业、石油化工、机械和航天等领域的应用而不断增加，如何优化工艺、提高质量日益成为人们关注的焦点。所谓化学镀，是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化-还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。 铝及铝合金属于化学镀难镀基材，因此在其基体上进行化学镀有其自身的特点：①铝是一种化学性质比较活泼的金属，在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜，即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上，也会重新生成氧化膜，严重影响镀层与基体的结合力。②铝的电极电位很低（-1.56V），极易失去电子，当浸入镀液时，能与多种金属离子发生置换反应，析出的金属与铝表面形成接触镀层。这种接触性镀层疏松粗糙，与基体的结合力强度差，严重影响了镀层与基体的结合力。③铝属于两性金属，在酸、碱溶液中都不稳定，往往使化学镀过程复杂化。由此可知，要在铝及铝合金制品上得到良好的化学镀层，最关键的就是结合力问题，而结合力取决于化学镀的前处理。因此，对于铝及其合金来说，镀前处理是十分重要的。【1】 化学镀目前使用最广泛的是化学镀镍，本文以铝合金化学镀镍为例，讲述其机理、体系、工艺及其应用等内容。 二、化学镀镍原理 由化学镀镍溶液中次亚磷酸阴离子引起的镍析出反应，首先镀液中的次亚磷酸阴离子与触媒金属接触后，在触媒金属形成（PO2）—离子： （H2PO2）—→（PO2）—+ 2[H] (1) 由（1）式反应生成的（PO2）-再次在相同的触媒上引起脱氢反应形成亚磷酸离子： （PO2）—+ H2O →H++ (HPO3)2—(2) 该反应因为伴随有[H]和H+的生成，所以反应（1）和（2）都显示出对pH的依存性。反应（1）与（2）是同时进行的。反应（1）生成的氢原子被触媒金属表面吸附，即形成所谓的缩合层，具有很强的活性。由于该氢原子的存在使镀液中的镍离子被还原生成金属镍的同时也产生氢离子。 Ni2++ 2[H] →Ni + 2H+(3) 另外，因次亚磷酸阴离子的脱水反应生成的活性化的磷与镍一起析出生成非晶态Ni-P 合金，附着在被镀金属表面。 （H2PO2）—+ [H] →H2O + OH—+ P (4) 一部分氢原子生成气体状的氢分子 2[H] →H2↑（5） 反应（1）、（2）、（3）在高pH时被促进，而反应（4）在高pH时被抑制。反应（3）析
化学镀的特点原理及应用
化学镀的特点、原理及应用 一、特点 化学镀就是在不通电的情况下，利用氧化还原反应在具有催化表面的镀件上，获得金属合金的方法。它是新近发展起来的一门新技术。美、英、日、德等国，其工业产值正以每年15%的速度递增。它广泛地应用于机械、电子、塑料、模具、冶金、石油化工、陶瓷、水力、航空航天等工业部门，是一项很有发展前途的高新技术之一。其特点如下： 1、表面硬度高，耐磨性能好： 其表面硬度可在Hv 0.1 =550-1100kg/mm2（相当于HRc =55-72）的范围内任意控制选择。处理后的机械部件，耐磨性能好，使用寿命长，一般可提高3-4倍，有的可达8倍以上。 2、硬化层的厚度极其均匀，处理部件不受形状限制，不变形。 特别适用于形状复杂、深盲孔及精度要求高的细小及大型部件的表面强化处理。 3、具有优良的抗腐蚀性能： 它在许多酸、碱、盐、氨和海水中具有很好的耐蚀性，其耐蚀性比不锈钢要优越得多，如表（1）所示。 表（1）Ni-12P合金镀层在下列介质中的腐蚀速率 腐蚀介质温度℃腐蚀速率（mm/年） Ni-12P合金 锈钢 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 42%NaOH 沸腾<0.048 >1.5 45%NaOH 20℃没有0.5 37%HCl 30℃0.14 1.5-1.8 10%H 2 SO 4 30℃0.031 >1.5 10% H 2 SO 4 70℃0.048 >1.5 水（海水）3.5%盐95℃没有0.5-1.4 40%HF 30℃0.0141 >1.5 4、处理后的部件，表面光洁度高，表面光亮，不需重新机械加工和抛光，即可直接装机使用。 5、镀层与基体的结合力高，不易剥落，其结合力比电镀硬铬和离子镀要高。 6、可处理的基体材料广泛： 可处理材料有各种模具合金钢、不锈钢、铜、铝、锌、钛、塑料、尼龙、玻璃、橡胶、粉末、木头等。
化学镀
无电镀 14.1 无电镀(Electroless Plating) 无电镀又称之为化学镀(chemical plating)或自身催化电镀(autocatalyticplating)。无电镀是指于水溶液中之金属离子被在控制之环境下，予以化学还元，而不需电力镀在基材(substrate)上。ASTM B374之标准定义为Autocatalyticplating －〝deposition of a metallic coating by a controlled chemicalreduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited〞。其过程(process)不同于浸镀(immersion plating)，它的金属镀层是连续的(continu-ous)、自身具有催化性的(autocatalytic)。 14.2 无电镀的特性 优点： 1. 镀层非常均匀，也就是均一性(throwing power)非常好，因它没有电流分布不均的困难，镀件内外都显出均匀，锐边及角等节状镀层(nodular deposits )情形可完全消除。 2.镀层孔率较少，其耐蚀性比电镀为佳。 3.电源、电器接线、导电棒、汇流及电器仪表都可省略，减少装架及各种附属设备。 4 可镀在非导体上(需做适当前处理)。 5 镀层具有独特的物理、化学、机械性质及磁性。 6 复合镀层(co-deposit)，多元合金(polyalloy)可形成。 7 密着性、耐磨性良好。 8操作较简单。 9精密零件、管子、深孔内部可完全镀上。应用在如轴心、半导体制造。 10制品与导体接触也可完全镀上。 缺点： 1.价格较贵。 2.镀层厚度受限制(理论上应无限制)。 3.工业上应用较多、装饰性光泽较不易达成。 应用： 1. 非导体的电镀，如塑料电镀。 2. 精密零件，如轴心。 3. 半导体、印刷电路板、电子零件。 4. 须特别耐蚀的化学机械零件，如管件内部。 5. 复合、多元合金镀层制作。 14.3 无电镀浴的组成及其作用 1.金属离子(metal ions)为镀层金属的来源。 2.还元剂(reducing agent)：将金属离子还原成金属。 3. 催化剂(catalyst)：使基材表面具有催化性。 4.错合剂(complexing agent)：防止氢氧化物沉淀、调节析出速率、防止镀浴分解，使镀浴安定。 5. 安定剂(stabilizer)：吸着微粒杂质防止镀浴自然分解，以延长镀浴寿命。 6. 缓冲剂(buffer)：控制pH值在操作范围内。