铝合金化学镀镍工艺分析研究与应用
1 / 6 铝合金化学镀镍工艺研究与应用
化学镀
电子工艺技术990507
电子工艺技术 ELECTRONICS PROCESS TECHNOLOGY 1999年 第20卷 第5期
Vol.20 No.5 1999 铝合金化学镀镍工艺研究与应用黄昌明 摘 要：报道一种在铝合金元件上实施化学镀镍的工艺方法。该方法包括在改进的 锌酸盐溶液中经二次浸锌处理后，以碱性化学镀镍作底层，然后进行酸性化学镀镍，能 在铝合金(LY12cz、LD31等>表面获得光亮的、具有优异附着力和良好的防腐蚀性能及其 综合物理、化学特性的化学镀镍(Ni-P>层。 关键词：铝合金；二次浸锌；化学镀镍；附着力 Technology and Application of Electroless Nickel on Aluminum Alloys
HUANG Chang-ming Electronics The 29th Research Institute of Information Industry
Ministry,Chengdu 610036, China Abstract:Report technology method of electroless
nickel on aluninum alloys.After being immersed in zincate solution improved two
times,taking alkaline electroless nickel as the laying,then implementing acid
electroless nickel,it can be got that the electroless nickel layer with bright,excellent
adhesion,good corrosion prevention and synthesis physical chemistry properties. Key
words:Aluminun alloys。Immersed in zincate solution two times。Electroless nickel。
Adhesion
笔者从1996年开始进行铝合金化学镀镍工艺研究，经反复实验终于研制成功一种既
能满足电子设备微波元件外表装饰要求又具有良好物理化学特性(可焊性、耐磨性、三 防特性、高低温特性等>，而且附着力优异的铝合金化学镀镍工艺体系。 经过一年多的小槽(25L>生产考验后，已于1998年安装了一条小型手动化学镀镍生产 线，该生产线具备镀液自动控温、压缩空气搅拌、循环过滤、去离子水漂洗等功能，特 别是配置了镀液自动分析和补充仪(美国WALCHEM产品>，它能保证工作过程镀液成分 和pH值始终保持在正常工艺范围，从而保证镀层质量可靠。该生产线已成功地应用于 镀覆引进放大器铝腔体以及微波开关，振荡器和天线馈电架等，满足了设计要求，使用 效果良好。 本文对该工艺体系作一简要总结，重点报道二次浸锌和碱性化学镀镍工艺的确定， 酸性化学镀镍工艺的优选以及镀层主要物理化学特性。
file:///E|/qk/dzgyjs/dzgy99/dzgy9905/990507.htm存在许多困难，由于铝化学性质活泼，电化学电位 很负(E＝-1.66V>，对氧有高度亲和力、极易氧化；铝的线膨胀系数比一般金属大
(24×10-6/℃>；它又是两性金属，在酸碱中均不稳定，化学反应复杂；镀层有内应力， 因而铝上电镀(或化学镀>能否成功，关键是要解决附着力问题。 铝表面的氧化膜经酸碱腐蚀去除后，在空气或水溶液中能迅速重新生成。为此，铝 上电镀必须进行特殊前处理，其目的在于去除这些氧化膜，使其不能重新形成，并迅速 赋予一层薄而均匀的金属镀层作为进一步按正常工艺电镀的底层。可见，能否置取这样 一层理想的金属层乃是获得铝上电镀(化学镀>层附着力良好的工艺关键，习惯置取该金 属薄层的工艺方法有浸锌酸盐法、浸锡酸盐法、电镀锌法、磷酸阳氧化法等。浸锌酸盐 法由于Zn在强碱溶液中呈络离子存在，它的电位变得比简单盐中的Fe或Ni负得多，与Al 十分接近，因而当Al浸入锌酸盐溶液中能得到较薄的均匀Zn层，有助于与铝基体牢固结 合，这正是目前应用较普遍的主要原因。 两次浸锌处理比一次浸锌处理而言，它能降低Zn含量，使Zn层结晶更细致。有作 者经扫描电镜(SEM>观察证明，第一次浸Zn后能看到晶粒之间仍有未变化的铝表面区 域，其锌酸盐膜结构呈网状、不连续分布，尺寸为0.2～1.0μm范围。而两次浸Zn膜比 第一次浸Zn膜致密得多，晶粒度分布均匀，大致相同(150～300mm>，看不到未镀覆铝 表面，原因在于除去第一层Zn膜后，重新形成的氧化膜比原先的氧化膜更均匀，故随 后第二次浸渍Zn层易于均匀复盖上全部铝表面。为此，我们选择配方(1>、(2>和改进配 方(3>、(4>进行比较实验，见表1。并测定了在4种不同锌酸盐溶液中所形成的锌层重 量，见表2。 表1 锌酸盐溶液 ρ/(g．L-1> 配方1 配方2 配方3
配方4 NaOH 500 120 200 240 ZnO 100 20 ZnSO4 100 120 NiSO4 KNaC4H4O6 FeCl3
NaNO3 添加剂 50 2 1 45 1 1 60 100 60 120 10～30 10～30 表2 不同浸锌工艺的锌层质量 处理 浸锌 配方1 配方2 配方3 配方4 规范 时间 mg/dm2 mg/dm2 mg/dm2
mg/dm2 一次浸锌 1min 4.61 4.33 5.89 4.28 再次浸锌 各1min 2.50 1.82 0.80 0.40
file:///E|/qk/dzgyjs/dzgy99/dzgy9905/990507.htm碱浓度太高，粘度大，工件不易清洗干 净，配方(2>碱浓度低，含锌量太少故需经常校正，溶液稳定性差，而改进配方(3>与 (4>碱浓度适中，特别是含有镍盐，NaOH对Zn2＋的摩尔浓度比值由10提高到13～14， 将酒石酸钾钠含量升高到100～120g/L，又引进添加剂，使镍离子呈更稳定络离子形式 存在，从而能使镍离子与锌离子一起缓慢而均匀地置换沉积在铝表面，得到的锌镍合 金层比配方(1>、(2>更薄更均匀。 有文献报导浸Zn层质量大致应在1.6～1.7mg/dm2范围(最佳＜3.1mg/dm2>，通过试 验，我们发现控制Zn-Ni层质量在1～2mg/dm2范围的浸锌工艺能充分保证铝上镀层附 着力良好。特别是含镍的锌层为随后的化学预镀镍沉积初期提供了充足的催化核心， 这是提高随后镍镀层附着力的一个重要因素。 2 碱性化学镀镍预镀 实践证明，两次浸锌工艺是铝合金获得附着力优异的化学镀镍层的前提条件，但 是这层薄而致密的锌层在随后的化学镀镍溶液中会发生化学溶解作用，常规化学镀镍 使用酸性溶液(pH＝4～5>，工作温度高(90℃>，显而易见如果铝合金浸锌后直接在酸 性镀液中化学镀镍，锌层很快溶解掉，而且溶解的锌会污染镀液，为了减缓锌层的溶 解作用，提高化学镀镍层对基体铝合金的结合力，延长化学镀镍溶液的使用寿命，必 须采用碱性化学镀镍预镀工艺，这也是铝合金化学镀镍成功与否的关键所在。
有人研究了化学镀镍反应初期基体铝上镍镀层的化学成分，发现大部分锌层溶解 在化学镀镍溶液中，这种溶解作用的强弱取决于下列五种因素，化学镀镍液的温度、 pH值、镍离子浓度、络合配位体种类和络合物浓度。为此，碱性化学镀镍作为预镀底 层必须综合考虑镀液pH值、温度、沉积速度、络合剂种类和浓度之间的平衡关系，作 者选择了4种代表性配方进行比较。见表3。 表3 碱性化学镀镍溶液 ρ/(g．L-1> NaCl2．6H2O NiSO4．6H2O NaH2PO2．2H2O (NH4>C6H5O7 络合剂
NH4Cl NH4OH 配方1 配方2 配方3 配方4 21 12 45 30 50 21 20 45 30 25 25
10 30 25 25 45 30 50 file:///E|/qk/dzgyjs/dzgy99/dzgy9905/990507.htm
页）2018-3-22 18:28:57 电子工艺技术990507 为保证镀液稳定、沉积速度适中，经过实验改变还原剂和络合剂的浓度，确认配 方(4>呈强碱性(pH＝8.5～9>，工作温度低(35～45℃>，由于采用复合络合剂，进一步降 低镍离子有效浓度，氧化还原反应速度变得缓慢使结晶更细致均匀，从而能有效减弱 浸锌层的溶解，而且在锌层被置换的同时即发生镍的自催化沉积，所以最终能在铝表 面直接得到一层结晶细小、均匀、结合良好的薄镍层，而几乎不参杂有氧化物或锌 层。 通过近两年的生产实践，证明该配方与国外引进的ENPLATEAL-100化学闪镀镍具 有相似的功能，经过预镀能在铝表面得到一层薄而均匀、活泼的镍层，是随后酸性化 学镀镍的理想底层。 3 酸性化学镀镍 选择3种酸性化学镀镍配方进行工艺比较见表4。首先观察镀层外观，从配方(1>得 到的镍层呈半光亮黄白色，而配方(2>得到镍层色暗，不适用于铝合金，随后比较配方 (1>和配方(3>，配方(3>是商品ENPLATE Ni418，其镍离子与次亚磷酸根离子的摩尔浓度 比值大约在0.3～0.4，从而能保证沉积速度适中(16～20μm/h>，由于含有适当的缓冲剂 和稳定剂因而镀液十分稳定。镀液温度保持在85～90℃，温度变化严格控制在±1℃范 围，一般随着温度升高，沉积速度加快，含磷量下降，温度波动大时，磷含量变化太 大，会生成片状镀层影响结合力和抗腐蚀性。一般随着pH值增大，沉积速度提高，含 磷量下降，本工艺控制pH在4.9±0.1范围。生产过程镍离子和次亚磷酸根离子浓度及 pH值逐渐减小，镀层含P量升高。 表4 酸性化学镀镍溶液 ρ/(g．L-1> NiSO4．6H2O NaH2PO4．H2O C3II6O3 C4H6O4 C2H5ONa Na3C6H5O7 ENPLATE ENPLATE 配方1 23 24 27 20 Ni-418(mL/L>
Ni-418(mL/L> 配方2 配方3 25 24 15 15 60 90
file:///E|/qk/dzgyjs/dzgy99/dzgy9905/990507.htm仪，实现了 镀液自动控温、连续过滤、压缩空气搅拌、镀液在线自动分析与补充。整个化学镀过 程工艺条件始终在最佳范围，因而从配方(3>得到的镍层含磷量能稳定在80%左右，镀 液稳定。其外观色泽呈光亮黄白色，接近进口的放大器铝腔体，满足了本课题防护、 装饰性能的外观要求。 4 镀后热处理 化学镀镍层和铝基体界面产生的作用力称为应力，一般中磷(5%～9%>镀层的拉应 力典型值为56～176MPa，高磷(10%～12%>镀层的压应力＜28MPa，低磷(2%～4%>镀层 略有压应力，如果应力足够高而结合力不好则会造成镀层起泡或分离，或者在高、低 温环境使用时，由于铝和镍的膨胀系数不同而产生的应力叠加到内应力上，也将导致 化学镀镍层起泡。铝合金化学镀镍后进行热处理可能消除镍—磷合金中残留的原子 氢，使内应力得到缓慢释放，最大限度减少内应力绝对值，同时促使沉积层和基体间 发生微量扩散，进一步提高镀层与基体附着力，而不降低耐腐蚀性。热处理应在化学 镀后立即进行，在有空气循环的烘箱中缓慢升温，效果较好。 根据MIL-C-26074E、AMS2404D、ISO
铝合金电镀镍前处理工艺
铝合金电镀镍前处理工艺
铝合金化学镀镍前采用二次浸锌最普通，但浸锌存大的缺陷：①锌层易溶解于酸性化学镀镍溶液中;②由于基体与镍层之间夹杂锌层，在腐蚀介质中形成电偶腐蚀(Al-Zn-Ni)，将导致镀层鼓泡或脱落，降低耐蚀性;③经浸锌后化学镀镍，不宜进行400oC热处理，会造成浸锌层空松。同时铝和镍膨胀系数相差悬殊，在高温时会引起足够的应力，使镀层与铝之间产生破裂。而以活化代替浸锌，为化学镀镍提供了一个较好的底层，镀层与在材有结合力能达到同浸锌一样好的结果，是一种很有用途的铝合金前处理新工艺。
活化处理液为：NiSO4。6H2024~30g/L，HEDP40~50g/L，稳定剂N25~30ml/L，Ph(NaOH调整)>12，室温，1~4min。控制活化时间至关重要，对某一具体配方，可通过实验杰确定最佳浸清时间，即当表面完全呈均匀灰色时，进行化学镀镍可得到最佳镀层质量。
7075铝合金表面处理
7075铝合金表面处理
1. 化学镀镍、渗氮、热扩渗都是传统的铝合金表面强化技术，能够改善材料的表面性能。研究化学镀镍加气体渗氮的复合方法处理7075铝合金表面的工艺和性能以及7075铝合金与Mg-Zn合金相互扩散过程。对带有镍层表面的7075铝合金进行气体渗氮，增大了铝合金的表面硬度,其硬度最高达700HV,是基体硬度的7-8倍。
2. 7075铝合金表面镀硬铬工艺。
3. 化学镀技术：在铝合金基体上制备Ni-Cu-P合金镀层、Ni-P/纳米金刚石或者Ni-Co-P/Si3N4化学复合镀层。
4. 铝合金复合涂层技术，研究硬质阳极氧化处理，发展具有减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层。将铝先进行硬质阳极氧化,然后采用热浸法引入聚四氟乙烯微粒至氧化膜膜孔及表面,通过真空精密热处理后形成复合涂层。
5. 复合电镀：利用复合电镀技术，在铝合金基体上电镀Ni／微米Al2O3／纳米Al2O3复合镀层。
6. 喷涂方法：在铝合金表面喷涂烧结型WC-17Co粉末，制备WC涂层,以提高铝合金基体的耐磨性。
7. 激光熔覆技术
用激光熔覆技术对铝合金表面进行改性，在铝合金表面激光熔覆制备各种性能的硅涂层。利用横流CO2高激光器，以铝合金为基材，在其表面预置硅粉后进行激光处理，研究熔覆工艺参数优化、组织形貌、热处理研究。
8. 低温常压化学气相沉积（APCVD）技术，在铝及其合金基底上制备硅氧化物陶瓷薄膜。沉积温度为400℃，有效提高铝及铝合金表面的耐磨性。
9. 强流脉冲电子束表面改性：高能电子束在很短的脉冲时间内将能量注入材料表面极薄的一层。利用Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置研究了对6063铝合金化学镀的影响和YG8硬质合金的改性研究。
10. 铝合金表面镀渗复合改性处理工艺：利用闭合场非平衡磁控溅射预先在铝合金表面制备一层Ti膜，再进行脉冲等离子体渗氮处理，探索了铝合金表面镀渗复合改性处理工艺。复合改性后与未处理铝合金的磨损率相比,下降了64.7%。
铝表面镀镍
铝表面镀镍
通过电解或化学方法在铝上沉上一层镍的方法，称为镀镍。镀镍分电镀镍和化学镀镍。
电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍，而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等的溶液中,通过自催化反应在材料表面上获得镀镍层的方法。
硬质氧化：
硬质氧化全称硬质阳极氧化处理。 铝合金的硬质阳极氧化处理主要用于工程或军事目的，它既适用于变形铝合金，更多可能用于压铸造合金零件部件。铝是钝化型金属，与钛、钽、铌等金属一样，表面钝态氧化膜是提供保护的重要因素，因此，阳极氧化是一种非常有效的金属保护手段。铝及铝合金的阳极氧化膜，已不具备金属的导电性质，而成为良好的绝缘材料。
（1）硬度较高。
(2) 有较高的耐蚀性。
(3)有较强的吸附能力。
4）有很好的绝缘性能。
(5) 绝热抗热性能强。阳极氧化膜可耐温1500℃左右，而纯铝只能耐660℃。
硬质氧化后，铝及铝合金的阳极氧化膜，已不具备金属的导电性质，而成为良好的绝缘材料。所以表面不能焊接东西。而镀镍表面还是金属材质，可以焊接。
常用的检验项目为：
1.膜厚；2.装配检查；3.镀层附着力；4.硬度测试; 5.耐磨测试；6.耐酒精测试；7.高温高湿测试；8.冷热冲击测试；9.盐雾测试；10.排汗测试；11外观；12包装；
一．膜厚：
1．膜厚为电镀检测基本项目，使用基本工具为萤光膜厚仪（X-RAY），其原理是使用X射线照射镀层，收集镀层返回的能量光谱，膜厚一般为0.02mm,最大不超过0.03mm.
2.检查周期：每批；
3.测试数量：n>5pcs
二．装配检查：
1.确认是否符合图面标出的重要尺寸；装配后有否影响外观及功能，手感；
2.检查周期：每批；
3.测试数量：n>2pcs ；
化学镀镍
化学镀工艺
化学镀，又称为无电解镀。因为在工件施镀的过程中，虽说有电子转移，
但无须外接电源，工件表面镀层完全是靠化学氧化还原反应实现的。
化学镀是指在无外加电流的状态下，利用一种合适的还原剂，使镀液中的金
属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程。或者说，化学镀是将零件浸入
到溶液中在催化剂的作用下在表面发生的金属的沉积，是一个在界面上发生的催
化沉积的过程。因此和电镀不同，化学镀过程不需要整流电源和阳极。金属沉积
仅在零件表面上进行，电子是通过溶解于溶液中的化学还原剂提供的。
完成化学镀的过程有三种方式：
(1)置换沉积利用被镀金属的电位比沉积金属负，将沉积金属离子从溶液中
置换在工件表面上。其化学反应可表述为
Me1+Me2n+→Me2+Me1m+
溶液中金属离子被还原沉积的同时，伴随着基体金属的溶解，当基体金属表
面被沉积金属完全覆盖时，反应即自动停止。所以，采用这种方法得到的镀层非
常薄。
(2)接触沉积 利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属接触，让被镀
金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。其化学反应实际上与
置换沉积相同，只是Me，不是基体金属，而是第三金属。其缺点是第三金属离
子会在溶液中积累。
(3)还原沉积利用还原剂被氧化时释放出的自由电子，把沉积金属还原在镀
件表面；其反应过程可表述为：
Men++Re→Me+OX
式中 Me——沉积金属；
Re——表示还原剂；
0X——表示氧化剂。
一般意义上的化学镀是指这种还原沉积化学镀。它只在具有催化作用的表面
上发生。如果沉积金属(如镍：铜等)本身就是反应的催化剂，该化学镀过程就称
为自催化化学镀，它可以得到所需的镀层厚度。如果在催化表面上沉积的金属本
身不能作为反应的催化剂，一旦催化表面被沉积金属覆盖，沉积反应就会自动终
止，所以只能获得有限厚度的镀层．
化学镀可以在金属、半导体和非导体材料上直接进行，由于没有电流分布的
化学镀镍 2
化学镀镍ENP简介
化学镀镍技术是采用金属盐和还原剂,在材料表面上发生自催化反应获得镀层的方法。到目前为止，化学镀镍是国外发展最快的表面处理工艺之一，且应用范围也最广。化学镀镍之所以得到迅速发展，是由于其优越的工艺特点所决定。
一、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。
在电镀镍液中，除了一小部分氢是由NiSO4和H2PO3反应产生以外，大部分氢是由于两极通电时发生电极反应引起的水解而产生，在阳极反应中，伴随着大量氢的产生，阴极上的氢与金属Ni-P合金同时析出，形成（Ni-P）H，附着在沉积层中，由于阴极表面形成超数量的原子氢，一部分脱附生成H2，而来不及脱附的就留在镀层内，留在镀层内的一部分氢扩散到基体金属中，而另一部分氢在基体金属和镀层的缺陷处聚集形成氢气团，该气团有很高的压力，在压力作用下，缺陷处导致了裂纹，在应力作用下，形成断裂源，从而导致氢脆断裂。氢不仅渗透到基体金属中，而且也渗透到镀层中，据报道，电镀镍要在400℃×18h或230℃×48h的热处理之后才能基本上除去镀层中的氢，所以电镀镍除氢是很困难的，而化学镀镍不需要除氢。
7075表面处理
7075铝合金表面处理
1. 化学镀镍、渗氮、热扩渗都是传统的铝合金表面强化技术，能够改善材料的表面性能。研究化学镀镍加气体渗氮的复合方法处理7075铝合金表面的工艺和性能以及7075铝合金与Mg-Zn合金相互扩散过程。对带有镍层表面的7075铝合金进行气体渗氮，增大了铝合金的表面硬度,其硬度最高达700HV,是基体硬度的7-8倍。
2. 7075铝合金表面镀硬铬工艺。
3. 化学镀技术：在铝合金基体上制备Ni-Cu-P合金镀层、Ni-P/纳米金刚石或者Ni-Co-P/Si3N4化学复合镀层。
4. 铝合金复合涂层技术，研究硬质阳极氧化处理，发展具有减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层。将铝先进行硬质阳极氧化,然后采用热浸法引入聚四氟乙烯微粒至氧化膜膜孔及表面,通过真空精密热处理后形成复合涂层。
5. 复合电镀：利用复合电镀技术，在铝合金基体上电镀Ni／微米Al2O3／纳米Al2O3复合镀层。
6. 喷涂方法：在铝合金表面喷涂烧结型WC-17Co粉末，制备WC涂层,以提高铝合金基体的耐磨性。
7. 激光熔覆技术
用激光熔覆技术对铝合金表面进行改性，在铝合金表面激光熔覆制备各种性能的硅涂层。利用横流CO2高激光器，以铝合金为基材，在其表面预置硅粉后进行激光处理，研究熔覆工艺参数优化、组织形貌、热处理研究。
8. 低温常压化学气相沉积（APCVD）技术，在铝及其合金基底上制备硅氧化物陶瓷薄膜。沉积温度为400℃，有效提高铝及铝合金表面的耐磨性。
9. 强流脉冲电子束表面改性：高能电子束在很短的脉冲时间内将能量注入材料表面极薄的一层。利用Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置研究了对6063铝合金化学镀的影响和YG8硬质合金的改性研究。
10. 铝合金表面镀渗复合改性处理工艺：利用闭合场非平衡磁控溅射预先在铝合金表面制备一层Ti膜，再进行脉冲等离子体渗氮处理，探索了铝合金表面镀渗复合改性处理工艺。复合改性后与未处理铝合金的磨损率相比,下降了64.7%。
铝合金真空高磷化学镀镍热处理工艺流程
英文回复：
Aluminium alloy vacuum， high phosphorus plating chemical
thermal process is one of the important processes in the surface
treatment of aluminium alloy。 Chemically plating nickel and
thermal processes can effectively improve the surface
performance of aluminium alloys and enhance their corrosive
and mechanical properties。 Aluminium alloy surfaces need to
be pretreated， including deoiling， rusting and cleaning， in
the vacuum high phosphorus chemically plating nickel process。
Uponpletion of pre—treatment， aluminium alloys were placed
in vacuum—plating nickel equipment， using high phosphorus
chemical—plating nickel fluid for nickel plating。 High
phosphorous chemically plating nickel can increase the surface
performance of aluminium alloys by forming a flat layer of
nickel phosphorous alloys on the surface of aluminium alloys，
化学镀镍的配方及实际使用实例
1 铸铁复合化学镀镍前的活化工艺
铸铁复合化学镀镍前处理工艺为：机械抛光→除油除锈→活化处理。但不同的活化方法，直接影响镀层的结合力和孔隙率。筛选最佳阴极活化工艺为：70%Ｈ２SO４，室温(最佳200OC)，DＫ=8A/dm２，10s。本活化液可保证镀层结合力最大、孔隙率均为零。
2、如何改善不锈钢化学镀镍层的结合力
不锈钢件(传动轴、啮合件、动配合件等)化学镀镍，可改善镀层的均匀性和自润滑性，比电镀铬好。但不锈钢化学镀镍常因前处理不好而造成镀层与基体结合力不理想，成为实际生产中迫切需要解决的问题。
原工艺流程：机械抛光→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→电化学除油→热水洗→冷水洗→30%HCl→冷水洗→20%HCl(50OC)→冷水洗→闪镀镍→化学镀镍。
原工艺的缺点：单独用HCL除氧化皮效果不好；形状复杂件闪镀镍因覆盖能力不好而影响到化学镀镍的均匀性；因工序较长有可能造成不锈钢新鲜表面重新被氧化成膜；闪镀镍溶液易污染化学镀镍溶液等。为此，有人改进工艺。
改进工艺流程：抛光、除油工序同原工艺→混酸除膜(25%HCl+8%HNO３+10%HF)→冷水洗→活化(10%HCl+5%NH４F，60OC)→热水洗→化学镀镍。
改进工艺的优点：①采用混酸除去不锈钢表面难溶的FeCrO４氧化膜、Si、SiO２，使基体表面的化学活性增强；②工序简化，避免了不锈钢新鲜表面重新被氧化；③增加基体的预热工序，消除镀层与基体因温差而产生的应力。因此，化学镀镍与基体结合力好，镀速快等。3 如何进行减压化学镀镍
减压化学镀镍，用镀液的动态载荷取代静态载荷，大大扩展了化学镀镍的应用范围，镀层光亮平整、针孔隙低、耐蚀性好。本法适用小口径长管内壁化学镀镍(φ内≥4cm以上各种细其整平性)。解决办法：系列压力差(P0—P1)控制在(-5.3×-66.7)×10３Pa内，管径细，适当减少压差，降低镀液流速；管径粗，可适当增加压差，提高镀液流速。本工艺系统负压不高，操作安全简便。
铝合金中温直接化学镀镍
第３ ９卷 ２ Ｏ １ ２ 第７期 年７月 湖南大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｖｏｌ＿３９，Ｎｏ．７ Ｊｕ１．２ ０ １ ２
文章编号：１６７４—２９７４（２０１２）０７—００６０—０５
铝合金中温直接化学镀镍
陈晋日 ，余 刚”，刘开云 ，刘岭松
（Ｉ．湖南大学化学生物传感国家重点实验室，湖南 ，胡渡年
长沙４１００８２， ２。湖南工学院材料与化学工程系，湖南衡阳４２１００８）
摘要：为了实现铝合金在中温（７０℃）条件下直接化学镀镍，在化学镀液中加入活化
剂（含氟化合物），并对主配合荆进行调整．适宜浓度的活化荆可以加快化学沉积镍的速度， 改善镀层的综合性能；氨基乙酸为主配合剂，能明显改善镀层的耐蚀性能，提高了镀层腐蚀
电势，降低腐蚀电流，增强镀层的抗色变性能；在含有２ ｇ・ｄｍ ＫＦ和８ ｇ・ｄｍ 氨基乙酸 的镀液中化学镀镍，能得到综合性能良好的Ｎｉ—Ｐ镀层．
关键词：铝合金；化学镀镍；活化剂；主配合剂，温度 中图分类号：ＴＱ１５３．１ 文献标识码：Ａ
Ｄｉｒｅｃｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉｃｋｅｌ Ｐｌａｔｉｎｇ ｏｎ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ
ａｔ Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｔａｎｎｈａｔ Ｔｒａｎ ，ＹＵ Ｇａｎｇ”，ＬＩＵ Ｋａｉ—ｙｕｎ ，ＬＩＵ Ｌｉｎｇ—ｓｏｎｇ ，ＨＵ Ｂｏ—ｎｉａｎ。
（１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｈｅｍ０／Ｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ｃｈｅｍｏｍｅｔｒｉｃｓ。Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖ．Ｃｈａｎｇｓｈａ。Ｈｕｎａｎ ４１００８２－Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｌ Ｈｅｎｇｙａｎｇ，Ｈｕｎａｎ ４２１００８－Ｃｈｉｎａ）
化学镀镍工艺
化学镀镍工艺
化学镀镍以它优良的镀层性能，如硬度高、耐磨性、耐蚀性都很优异，越来越为生
产家所接受。以中磷化学镀层为例，看看它的镀层性能：
磷含量6-9% (wt)
显微结构非晶态Ni-P合金，非磁性
熔点860-880°C
硬度镀态450-550VHN （45-48 RCH）
热处理后950-1050 VHN
结合力钢或铝上结合强度400 MPa以上，大大高于电镀镍、铬
内应力钢上内应力低于7 MPa
电阻率约75 μΩ.cm
耐蚀性6-8μm可通过5% NaCl 24小时9级连续盐雾试验。
化学镀镍工艺在国外发展了40余年，80年代达到开发研究与应用高潮。目前化学
镀镍工艺从溶液使用寿命到自动控制和自动补加都达到相当高的水平，居于领先地位的Atotech，OMI，日本上村工业（株）、奥野制药工业（株）都有系列化的商品出售。
我国化学镀镍的现代工艺及材料研究起步较晚，八十年代中期才起步，我国的高等
学校、研究所投入不少人力和财力，使开发研究上升很快，一下跃升到第三代，第四代。
即镍盐+次亚磷酸钠+络合剂+稳定剂（第三代）。
镍盐+次亚磷酸钠+复合络合剂+稳定剂+促进剂+缓冲剂+润湿剂（第四代）。工艺
性能基本上接近国际水平。
如哈尔滨工业大学的EN化学镍和武汉材保所的HN625化学镀镍都有较高的研究深
度和应用面，但大多数在功能上的应用为多，此外南京大学、北京科技大学、南京航空
学院等都有相当水平的工艺和材料。
国内开发新的复合化学镀镍工艺，在还原剂研究上，应用二甲胺基硼烷或硼氢化钠，
为Ni-B的工业化打下基础，但在工艺的设备研究上与国外仍有较大差距。还没有十分
可靠的自动控制系统，自动补加装置作为商品出售。限制了化学镀镍工艺的扩大应用。
最近几年光亮化学镀镍工艺得到许多电镀厂的青睐，浙江恩森公司从境外带进来的JS-934超光亮化学镀镍就是一个具有镀速高，循环使用寿命长，镀层外观白亮的工艺，
在深圳获得大面积应用，它的特点：
①溶液稳定性好，可以循环使用，使用寿命达到8-10循环，1个循环的含义是每