電鍍工藝-電鍍鎳

1、123 鎳在空氣中或在潮濕空氣中比鐵穩(wěn)定，在空氣中形成透鎳在空氣中或在潮濕空氣中比鐵穩(wěn)定，在空氣中形成透明的鈍化膜而不再繼續(xù)氧化，耐蝕性好。明的鈍化膜而不再繼續(xù)氧化，耐蝕性好。 對(duì)鋼鐵基體來(lái)說(shuō)，由于鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鐵正，鈍化對(duì)鋼鐵基體來(lái)說(shuō)，由于鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鐵正，鈍化后電勢(shì)更正，鎳鍍層是陰極鍍層。后電勢(shì)更正，鎳鍍層是陰極鍍層。 鎳鍍層孔隙率較高，只有當(dāng)鍍層厚度超過(guò)鎳鍍層孔隙率較高，只有當(dāng)鍍層厚度超過(guò)25m時(shí)，才是時(shí)，才是無(wú)孔的，所以，一般不單獨(dú)作為鋼鐵的防護(hù)性鍍層，而是作無(wú)孔的，所以，一般不單獨(dú)作為鋼鐵的防護(hù)性鍍層，而是作為防護(hù)裝飾性鍍層體系的中間層和底層。在工程領(lǐng)域里，也為防護(hù)裝飾性鍍

2、層體系的中間層和底層。在工程領(lǐng)域里，也有鍍有鍍50 m以上的厚鎳層來(lái)防止鋼鐵件的腐蝕或用來(lái)修復(fù)被以上的厚鎳層來(lái)防止鋼鐵件的腐蝕或用來(lái)修復(fù)被磨蝕的零部件。磨蝕的零部件。 在電鍍中，由于鎳鍍層具有很多優(yōu)異性能，其加工量?jī)H次在電鍍中，由于鎳鍍層具有很多優(yōu)異性能，其加工量?jī)H次于鋅鍍層而居第二位，其消耗量約占鎳總產(chǎn)量的于鋅鍍層而居第二位，其消耗量約占鎳總產(chǎn)量的10左右左右 4 自自1843年年R班特格爾（班特格爾（RBottger）發(fā)明鍍鎳以來(lái)，）發(fā)明鍍鎳以來(lái)，至今已有一百多年的歷史，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的至今已有一百多年的歷史，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn) 步 ， 各 種 鍍 鎳 電 解 液 不

3、斷 出 現(xiàn) 和 完 善 。進(jìn) 步 ， 各 種 鍍 鎳 電 解 液 不 斷 出 現(xiàn) 和 完 善 。 1 9 1 6 年年OPWatts提出了著名的瓦特型鍍鎳電解液，鍍鎳工藝提出了著名的瓦特型鍍鎳電解液，鍍鎳工藝進(jìn)入工業(yè)化階段，瓦特型鍍鎳電解液至今仍是光亮鍍鎳、進(jìn)入工業(yè)化階段，瓦特型鍍鎳電解液至今仍是光亮鍍鎳、封閉鎳等電解液的基礎(chǔ)。封閉鎳等電解液的基礎(chǔ)。5 第二次世界大戰(zhàn)以后（第二次世界大戰(zhàn)以后（1945），隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)），隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，半光亮鍍鎳和光亮鍍鎳工藝發(fā)展很快，然而，光亮鎳展，半光亮鍍鎳和光亮鍍鎳工藝發(fā)展很快，然而，光亮鎳經(jīng)鍍絡(luò)后，其耐腐蝕性能遠(yuǎn)不如暗鎳拋光和半光亮鎳的

4、好，經(jīng)鍍絡(luò)后，其耐腐蝕性能遠(yuǎn)不如暗鎳拋光和半光亮鎳的好，所以促進(jìn)了人們所以促進(jìn)了人們從鍍層體系，耐腐蝕機(jī)理、快速腐蝕試驗(yàn)從鍍層體系，耐腐蝕機(jī)理、快速腐蝕試驗(yàn)方法和鍍層質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方法和鍍層質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面從事研究。美國(guó)哈夏諾等方面從事研究。美國(guó)哈夏諾（Har-shaw）化學(xué)公司的雙層鍍鎳工藝和美國(guó)尤迪萊特）化學(xué)公司的雙層鍍鎳工藝和美國(guó)尤迪萊特（Udylite）公司三層鍍鎳工藝的問(wèn)世，就是這些研究工作）公司三層鍍鎳工藝的問(wèn)世，就是這些研究工作的杰出成果之一。的杰出成果之一。 60年代初期在西歐（荷蘭的年代初期在西歐（荷蘭的NV麗塞麗塞奇公司）及美國(guó)的尤迪萊特公司幾乎同時(shí)開(kāi)發(fā)出一種彌散奇公司）及

5、美國(guó)的尤迪萊特公司幾乎同時(shí)開(kāi)發(fā)出一種彌散鍍層（復(fù)合鍍層鎳封閉）。在鎳的復(fù)合鍍層上再鍍鉻，鍍層（復(fù)合鍍層鎳封閉）。在鎳的復(fù)合鍍層上再鍍鉻，形成微孔鉻以提高鍍層的耐腐蝕性能。形成微孔鉻以提高鍍層的耐腐蝕性能。6 鍍鎳的類(lèi)型很多。若以鍍液種類(lèi)來(lái)分，有硫酸鹽、硫酸鍍鎳的類(lèi)型很多。若以鍍液種類(lèi)來(lái)分，有硫酸鹽、硫酸鹽一氯化物、全氯化物、氨磺酸鹽、檸檬酸鹽、焦磷酸鹽和鹽一氯化物、全氯化物、氨磺酸鹽、檸檬酸鹽、焦磷酸鹽和氟硼性鹽等鍍鎳。由于鎳在電化學(xué)反應(yīng)中的氟硼性鹽等鍍鎳。由于鎳在電化學(xué)反應(yīng)中的交換電流密度交換電流密度(i0)比較小比較小，在單鹽鍍液中，就有，在單鹽鍍液中，就有較大的電化學(xué)極化較大的電化學(xué)極化

6、。 以鍍層外觀來(lái)分，有無(wú)光澤鎳以鍍層外觀來(lái)分，有無(wú)光澤鎳(暗鎳暗鎳)、半光亮鎳、全光亮、半光亮鎳、全光亮鎳、緞面鎳、黑鎳等。鎳、緞面鎳、黑鎳等。 以鍍層功能來(lái)分，有保護(hù)性鎳、裝飾性鎳、耐磨性鎳、電以鍍層功能來(lái)分，有保護(hù)性鎳、裝飾性鎳、耐磨性鎳、電鑄鑄(低應(yīng)力低應(yīng)力)鎳、高應(yīng)力鎳、鎳封等。鎳、高應(yīng)力鎳、鎳封等。7表表8-1 部分鍍鎳電解液的成分，操作條件及主要用途部分鍍鎳電解液的成分，操作條件及主要用途類(lèi)型鍍液組成含量/gL-1pH值溫度/Dk/Adm-2主要用途硫酸鹽氯化物NiSO46H2ONiCl2 6H2OH3BO333045381.54.545652.510多數(shù)鎳電解液的基礎(chǔ)，可用于預(yù)鍍

7、，滾鍍，鍍厚鎳等硬鎳NiSO46H2ONH4ClH3BO318025305.65.943602.010硬度可達(dá)HV350 500用作耐磨鍍鎳氯化物NiCl2 6H2OH3BO3300282.050702.510用于鍍厚鎳，修復(fù)磨損工具、電鑄；高硬力鎳的基礎(chǔ)液硫酸鹽NiSO46H2OH3BO33004035462.510主要用于印刷線路鍍金前的底層電鍍（采用不溶性陽(yáng)極）氨磺酸鹽Ni(NH2S03)2H3BO345030354060230用于鍍厚鎳和電鑄鎳，鍍層內(nèi)應(yīng)力低8表表8-1 部分鍍鎳電解液的成分，操作條件及主要用途部分鍍鎳電解液的成分，操作條件及主要用途類(lèi)型鍍液組成含量/gL-1pH值溫度

8、/Dk/Adm-2主要用途氟硼酸鹽Ni(BF4)2HBFH3BO330045054030402.63.53050410可用于鍍厚鎳和電鑄鎳鍍層內(nèi)應(yīng)力低，排出物對(duì)環(huán)境有污染焦磷酸鹽Ni2P2O7Na4P2O710H2OKCl(NH4)3C6H5O7708020025010151520810506024鍍液呈微堿性，主要用于鋅壓鑄件上直接鍍鎳9 普通鍍鎳即鍍暗鎳。根據(jù)使用目的不同，通常又可分為普通鍍鎳即鍍暗鎳。根據(jù)使用目的不同，通常又可分為預(yù)鍍鎳和常規(guī)鍍鎳兩類(lèi)。即使同樣是預(yù)鍍液，也因基體材預(yù)鍍鎳和常規(guī)鍍鎳兩類(lèi)。即使同樣是預(yù)鍍液，也因基體材料情況不同而采用不同的組分。料情況不同而采用不同的組分。 1

9、鍍液的組成及操作條件鍍液的組成及操作條件 采用預(yù)鍍鎳的目的，主要是為了保證鍍層與基體有良好采用預(yù)鍍鎳的目的，主要是為了保證鍍層與基體有良好的結(jié)合力，因而，要根據(jù)基體材料的特性而選用不的結(jié)合力，因而，要根據(jù)基體材料的特性而選用不 同的預(yù)同的預(yù)鍍液。鍍液。 對(duì)預(yù)鍍層不要求過(guò)厚，但結(jié)晶應(yīng)細(xì)致，以保證整個(gè)鍍層對(duì)預(yù)鍍層不要求過(guò)厚，但結(jié)晶應(yīng)細(xì)致，以保證整個(gè)鍍層體系表面平滑、光潔。體系表面平滑、光潔。10預(yù)鍍液的組成及操作條件預(yù)鍍液的組成及操作條件 成分及操作條件 配 方弱酸性預(yù)鍍液強(qiáng)酸性沖擊預(yù)鍍液 中性預(yù)鍍液硫酸鎳NiSO46H2O /gL-1氯化鈉NaCl /gL-1硼酸H3BO3 /gL-1硫酸鈉Na

10、2SO4 /gL-1十二烷基硫酸鈉C12H25SO4Na /gL-1氯化鎳NiCl26H2O /gL-1鹽酸HCl(38%) /mLL-1檸檬酸鈉Na3C6H5O72H2O /gL-1硫酸鎂MgS047H2O /gL -1pH值溫度 /陰極電流密度 /Adm-1時(shí)間 /min120150712304560800.0515.05.625350.81.53524026012013010355202412018010201523010206.67.035400.51.246適用的基體材料鋼鐵不銹鋼鋅合金及鋁合金經(jīng)浸鋅處理的表面11 鍍暗鎳工藝，主要用于電鍍某些只要求保持本色的零件，鍍暗鎳工藝，主要用

11、于電鍍某些只要求保持本色的零件，或僅考慮防腐蝕作用而不需考慮外觀裝飾的零件。暗鎳鍍液或僅考慮防腐蝕作用而不需考慮外觀裝飾的零件。暗鎳鍍液也用于電鑄等方面。常規(guī)的暗鎳鍍液組成及操作條件也用于電鑄等方面。常規(guī)的暗鎳鍍液組成及操作條件暗鎳鍍液的組成及操作條件 成分及操作條件配 方常溫鎳液瓦特鎳滾鍍鎳硫酸鎳NiSO46H2O /gL-1氯化鈉NaCl /gL-1氯化鎳NiCl26H2O /gL-1硼酸H3BO3 /gL-1硫酸鈉Na2SO4 /gL-1硫酸鎂MgSO47H2O /gL-1十二烷基硫酸鈉C12H25SO4Na /gL-1 pH值溫度 / 陰極電流密度 /Adm-2150250810303

12、5608050804.85.415350.81.5250320405035450.050.13.84.445601320025081240504.04.6455011.512 1916年，由年，由OPWatts提出的鍍鎳溶液原配方為：提出的鍍鎳溶液原配方為： 硫酸鎳硫酸鎳 240g/L 氯化鎳氯化鎳20g/L 硼酸硼酸20g/L 這是現(xiàn)在工業(yè)上普遍采用的暗鎳工藝，而且是目前許多這是現(xiàn)在工業(yè)上普遍采用的暗鎳工藝，而且是目前許多如半光亮鎳、光亮鎳、高硫鎳、緞面鎳等鍍鎳的基礎(chǔ)電解如半光亮鎳、光亮鎳、高硫鎳、緞面鎳等鍍鎳的基礎(chǔ)電解液。液。132鍍液中主要成分的作用及操作條件對(duì)鍍層性能的影鍍液中主要成分

13、的作用及操作條件對(duì)鍍層性能的影響響 (1)硫酸鎳硫酸鎳 是鍍液的主要成分，是鎳離子的來(lái)源，在是鍍液的主要成分，是鎳離子的來(lái)源，在暗鎳鍍液中，一般含量是暗鎳鍍液中，一般含量是150g/L300g/L。硫酸鎳含量。硫酸鎳含量低，鍍液分散能力好，鍍層結(jié)晶細(xì)致，易拋光，但陰極低，鍍液分散能力好，鍍層結(jié)晶細(xì)致，易拋光，但陰極電流效率和極限電流密度低，沉積速度慢，硫酸鎳含量電流效率和極限電流密度低，沉積速度慢，硫酸鎳含量高，允許使用的電流密度大，沉積速度快，但鍍液分散高，允許使用的電流密度大，沉積速度快，但鍍液分散能力稍差。能力稍差。14 (2) 氯化鎳或氯化鈉氯化鎳或氯化鈉 只有硫酸鎳的鍍液，通電后鎳陽(yáng)

14、極的表面很易鈍化，影只有硫酸鎳的鍍液，通電后鎳陽(yáng)極的表面很易鈍化，影響鎳陽(yáng)極的正常溶解，鍍液中鎳離子含量迅速減少，導(dǎo)致鍍響鎳陽(yáng)極的正常溶解，鍍液中鎳離子含量迅速減少，導(dǎo)致鍍液性能惡化。加入氯離子，能顯著改善陽(yáng)極的溶解性，還能液性能惡化。加入氯離子，能顯著改善陽(yáng)極的溶解性，還能提高鍍液的導(dǎo)電率，改善鍍液的分散能力，因而提高鍍液的導(dǎo)電率，改善鍍液的分散能力，因而氯離子是鍍氯離子是鍍鎳液中不可缺少的成分鎳液中不可缺少的成分。但氯離子含量不能過(guò)高，否則會(huì)引。但氯離子含量不能過(guò)高，否則會(huì)引起陽(yáng)極過(guò)腐蝕或不規(guī)則溶解，產(chǎn)生大量起陽(yáng)極過(guò)腐蝕或不規(guī)則溶解，產(chǎn)生大量陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥，懸浮于鍍液，懸浮于鍍液中，使鍍層粗

15、糙或形成毛刺。因此，氯離子含量應(yīng)嚴(yán)格控制。中，使鍍層粗糙或形成毛刺。因此，氯離子含量應(yīng)嚴(yán)格控制。在常溫暗鎳鍍液中，可用氯化鈉提供氯離子。但有人對(duì)鍍鎳在常溫暗鎳鍍液中，可用氯化鈉提供氯離子。但有人對(duì)鍍鎳層結(jié)構(gòu)的研究表明，鍍液中層結(jié)構(gòu)的研究表明，鍍液中鈉離子影響鎳鍍層的結(jié)構(gòu)鈉離子影響鎳鍍層的結(jié)構(gòu)，使鍍，使鍍層硬而脆，內(nèi)應(yīng)力高，因此，在其他鍍鎳液中為避免鈉離子層硬而脆，內(nèi)應(yīng)力高，因此，在其他鍍鎳液中為避免鈉離子的影響，一般用氯化鎳為宜。的影響，一般用氯化鎳為宜。15(3) 硼酸硼酸 在鍍鎳時(shí)，由于氫離子在陰極上放電，會(huì)使鍍液在鍍鎳時(shí)，由于氫離子在陰極上放電，會(huì)使鍍液的的pH值逐漸上升，當(dāng)值逐漸上升，

16、當(dāng)pH值過(guò)高時(shí)，陰極表面附近的氫氧根值過(guò)高時(shí)，陰極表面附近的氫氧根離子會(huì)與金屬離子形成氫氧化物夾雜于鍍層中，使鍍層外觀離子會(huì)與金屬離子形成氫氧化物夾雜于鍍層中，使鍍層外觀和機(jī)械性能惡化。加入硼酸后，硼酸在水溶液中會(huì)解離出氫和機(jī)械性能惡化。加入硼酸后，硼酸在水溶液中會(huì)解離出氫離子，對(duì)鍍液的離子，對(duì)鍍液的pH值起緩沖作用，保持鍍液值起緩沖作用，保持鍍液pH值相對(duì)穩(wěn)定。值相對(duì)穩(wěn)定。除硼酸外，其他如檸檬酸、醋酸以及它們的堿金屬鹽類(lèi)也具除硼酸外，其他如檸檬酸、醋酸以及它們的堿金屬鹽類(lèi)也具有緩沖作用，但以硼酸的緩沖效果最好。有緩沖作用，但以硼酸的緩沖效果最好。 硼酸含量硼酸含量過(guò)低過(guò)低，緩沖作用太弱，緩沖

17、作用太弱，pH值不穩(wěn)定值不穩(wěn)定 過(guò)高過(guò)高，因硼酸的溶解度小，在室溫時(shí)容易析出，因硼酸的溶解度小，在室溫時(shí)容易析出，16 (4) 導(dǎo)電鹽導(dǎo)電鹽 硫酸鈉和硫酸鎂是鍍鎳液中良好的導(dǎo)電鹽。硫酸鈉和硫酸鎂是鍍鎳液中良好的導(dǎo)電鹽。它們加入后，最大的特點(diǎn)是使鍍暗鎳能在常溫下進(jìn)行。它們加入后，最大的特點(diǎn)是使鍍暗鎳能在常溫下進(jìn)行。另外，鎂離子還能使鍍層柔軟、光滑、增加白度。一般另外，鎂離子還能使鍍層柔軟、光滑、增加白度。一般來(lái)說(shuō)，鍍鎳液中主鹽濃度較高，因此，主鹽兼起著導(dǎo)電來(lái)說(shuō)，鍍鎳液中主鹽濃度較高，因此，主鹽兼起著導(dǎo)電鹽的作用。含氯化鎳的鍍液，其導(dǎo)電率更高，因此，目鹽的作用。含氯化鎳的鍍液，其導(dǎo)電率更高，因此，

18、目前除低濃度鍍鎳液外，一般不另加導(dǎo)電鹽。前除低濃度鍍鎳液外，一般不另加導(dǎo)電鹽。17 (5) 潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕劑 在電鍍過(guò)程中，陰極上往往發(fā)生著析氫副反應(yīng)。氫的析在電鍍過(guò)程中，陰極上往往發(fā)生著析氫副反應(yīng)。氫的析出，不僅降低了陰極電流效率，而且由于氫氣泡在電極表出，不僅降低了陰極電流效率，而且由于氫氣泡在電極表面上的滯留，會(huì)使鍍層出現(xiàn)針孔。為了防止針孔產(chǎn)生，應(yīng)面上的滯留，會(huì)使鍍層出現(xiàn)針孔。為了防止針孔產(chǎn)生，應(yīng)向鍍液中加入少量潤(rùn)濕劑，如十二烷基硫酸鈉。它是一種向鍍液中加入少量潤(rùn)濕劑，如十二烷基硫酸鈉。它是一種陰離子型的表面活性劑，能吸附在陰極表面上，降低了電陰離子型的表面活性劑，能吸附在陰極表面上，降低了

19、電極與溶液間界面的張力，從而使氣泡容易離開(kāi)電極表面，極與溶液間界面的張力，從而使氣泡容易離開(kāi)電極表面，防止鍍層產(chǎn)生針孔。對(duì)使用壓縮空氣攪拌鍍液的體系，為防止鍍層產(chǎn)生針孔。對(duì)使用壓縮空氣攪拌鍍液的體系，為了減少泡沫，也可加入如辛基硫酸鈉或了減少泡沫，也可加入如辛基硫酸鈉或2-乙基已烷基硫酸乙基已烷基硫酸鈉等低泡潤(rùn)濕劑。鈉等低泡潤(rùn)濕劑。18 (6) 鎳陽(yáng)極鎳陽(yáng)極 除硫酸鹽型鍍鎳時(shí)使用不溶性陽(yáng)極外，其他類(lèi)除硫酸鹽型鍍鎳時(shí)使用不溶性陽(yáng)極外，其他類(lèi)型鍍液均采用可溶性陽(yáng)極。鎳陽(yáng)極種類(lèi)很多，常用的有電解型鍍液均采用可溶性陽(yáng)極。鎳陽(yáng)極種類(lèi)很多，常用的有電解鎳，鑄造鎳、含硫鎳、含氧鎳等。在暗鎳鍍液中，可用鑄造鎳

20、，鑄造鎳、含硫鎳、含氧鎳等。在暗鎳鍍液中，可用鑄造鎳，也可將電解鎳與鑄造鎳搭配使用。為了防止陽(yáng)極泥進(jìn)入鎳，也可將電解鎳與鑄造鎳搭配使用。為了防止陽(yáng)極泥進(jìn)入鍍液，產(chǎn)生毛刺，一般用陽(yáng)極袋屏蔽。鍍液，產(chǎn)生毛刺，一般用陽(yáng)極袋屏蔽。 (7) pH值值 一般情況下，暗鎳鍍液的一般情況下，暗鎳鍍液的pH值可控制在值可控制在4.55.4范圍內(nèi)，對(duì)硼酸緩沖作用最好。當(dāng)其他條件一定時(shí)，鍍液范圍內(nèi)，對(duì)硼酸緩沖作用最好。當(dāng)其他條件一定時(shí)，鍍液pH值低，溶液導(dǎo)電性增加，陰極極限電流密度上升，陽(yáng)極效率值低，溶液導(dǎo)電性增加，陰極極限電流密度上升，陽(yáng)極效率提高，但陰極效率降低。如瓦茨液的提高，但陰極效率降低。如瓦茨液的pH值

21、在值在5以上時(shí)，鍍層以上時(shí)，鍍層的硬度、內(nèi)應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度將迅速增加，延伸率下降。因此，的硬度、內(nèi)應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度將迅速增加，延伸率下降。因此，對(duì)瓦茨液來(lái)說(shuō)，對(duì)瓦茨液來(lái)說(shuō)，pH值一般應(yīng)控制在值一般應(yīng)控制在3.84.4較適宜，通常較適宜，通常只只有在常溫條件下有在常溫條件下使用的鍍液才允許使用較高的使用的鍍液才允許使用較高的pH值。值。19 (8) 溫度溫度 根據(jù)暗鎳鍍液組成的不同，鍍液的操作溫度可在根據(jù)暗鎳鍍液組成的不同，鍍液的操作溫度可在1560 的范圍內(nèi)變化。添加導(dǎo)電鹽的鍍液可以在常溫下電的范圍內(nèi)變化。添加導(dǎo)電鹽的鍍液可以在常溫下電鍍。而使用瓦茨液的目的是為了加快沉積速度，因此，可采用鍍。而使

22、用瓦茨液的目的是為了加快沉積速度，因此，可采用較高的溫度。若其他條件相同，通常提高鍍液溫度，可使用較較高的溫度。若其他條件相同，通常提高鍍液溫度，可使用較大的電流密度而不致燒焦，同時(shí)鍍層硬度低，韌性較好。大的電流密度而不致燒焦，同時(shí)鍍層硬度低，韌性較好。 (9) 陰極電流密度陰極電流密度 在瓦茨液中，通常陰極電流密度的變化，在瓦茨液中，通常陰極電流密度的變化，對(duì)鍍層內(nèi)應(yīng)力的影響不顯著，從生產(chǎn)效率考慮，只要鍍層不燒對(duì)鍍層內(nèi)應(yīng)力的影響不顯著，從生產(chǎn)效率考慮，只要鍍層不燒焦，一般都希望采用較高的電流密度。焦，一般都希望采用較高的電流密度。 203鍍鎳的電極反應(yīng)鍍鎳的電極反應(yīng) (1)陰極反應(yīng)陰極反應(yīng)

23、鍍鎳時(shí)，陰極上的主反應(yīng)是鎳離子還原鍍鎳時(shí)，陰極上的主反應(yīng)是鎳離子還原 Ni2+2e=Ni 由于暗鎳鍍液為微酸性，因此，陰極上還有由于暗鎳鍍液為微酸性，因此，陰極上還有H+離子還原離子還原為為H2的副反應(yīng)發(fā)生的副反應(yīng)發(fā)生 2 H+ +2e= H221 (2) 陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng) 鍍鎳時(shí)，陽(yáng)極上的主反應(yīng)為金屬鎳的電化學(xué)溶解：鍍鎳時(shí)，陽(yáng)極上的主反應(yīng)為金屬鎳的電化學(xué)溶解： Ni2e=Ni2+ 當(dāng)陽(yáng)極電流密度過(guò)高，鍍液中又缺乏陽(yáng)極活化劑時(shí)，將當(dāng)陽(yáng)極電流密度過(guò)高，鍍液中又缺乏陽(yáng)極活化劑時(shí)，將會(huì)發(fā)生陽(yáng)極鈍化，并有析出氧氣的副反應(yīng)：會(huì)發(fā)生陽(yáng)極鈍化，并有析出氧氣的副反應(yīng)： 2H2O 4e = O2+4H+ 加入加

24、入C1-離子可以防止陽(yáng)極鈍化，但也可能發(fā)生析出氯離子可以防止陽(yáng)極鈍化，但也可能發(fā)生析出氯氣的副反應(yīng)：氣的副反應(yīng)： 2C1- 2e = Cl2 22 4暗鎳鍍液的配制暗鎳鍍液的配制(以瓦特鎳為例以瓦特鎳為例) (1)在預(yù)備槽中放入所需在預(yù)備槽中放入所需1/2的水量，加入計(jì)算過(guò)的硫的水量，加入計(jì)算過(guò)的硫酸鎳、氯化鎳等，邊加溫、邊攪拌至全部溶解。酸鎳、氯化鎳等，邊加溫、邊攪拌至全部溶解。 (2)在另一容器中溶解計(jì)算所需的硼酸，可適當(dāng)提高在另一容器中溶解計(jì)算所需的硼酸，可適當(dāng)提高液溫，至硼酸全部溶解后倒入已溶解好的鎳鹽溶液中。液溫，至硼酸全部溶解后倒入已溶解好的鎳鹽溶液中。 (3)維持液溫在維持液溫在

25、50左右，用稀硫酸降低左右，用稀硫酸降低pH值至值至3.5，加加H2O2(30)3mL/L，攪拌，攪拌1h，提高液溫至，提高液溫至65 70 ，維持維持2h，使殘余，使殘余H2O2分解。分解。23 (4)加化學(xué)純活性炭加化學(xué)純活性炭3g/L，攪拌，攪拌1h，用稀氫氧化鈉，用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液調(diào)節(jié)pH值到值到5，攪拌，攪拌1h，待活性炭沉淀。，待活性炭沉淀。 (5)用過(guò)濾機(jī)把鍍液從預(yù)備槽里過(guò)濾到鍍槽中，加用過(guò)濾機(jī)把鍍液從預(yù)備槽里過(guò)濾到鍍槽中，加入十二烷基硫酸鈉攪拌均勻后，即可試鍍。入十二烷基硫酸鈉攪拌均勻后，即可試鍍。 應(yīng)先用蒸餾水溶解并煮沸數(shù)分鐘直至溶液呈透明狀應(yīng)先用蒸餾水溶解并煮沸數(shù)分鐘

26、直至溶液呈透明狀后待用，切不可以粉狀物直接加入鍍液后待用，切不可以粉狀物直接加入鍍液24 5暗鎳鍍層的質(zhì)量檢驗(yàn)暗鎳鍍層的質(zhì)量檢驗(yàn) (1)外觀，應(yīng)是結(jié)晶細(xì)致，呈略帶淡黃色彩的銀白色。外觀，應(yīng)是結(jié)晶細(xì)致，呈略帶淡黃色彩的銀白色。不應(yīng)有燒焦、裂紋、起泡、脫皮、暗魔、麻點(diǎn)及條紋等缺不應(yīng)有燒焦、裂紋、起泡、脫皮、暗魔、麻點(diǎn)及條紋等缺陷。不應(yīng)有未鍍上的地方陷。不應(yīng)有未鍍上的地方(夾具印除外夾具印除外)。 (2)厚度檢查厚度檢查 鍍層厚度可用千分尺，深度規(guī)等直接測(cè)鍍層厚度可用千分尺，深度規(guī)等直接測(cè)量，也可按量，也可按GB6462規(guī)定用顯微鏡法測(cè)定，或按規(guī)定用顯微鏡法測(cè)定，或按GB4955規(guī)規(guī)定用陽(yáng)極溶解庫(kù)侖

27、法測(cè)定。定用陽(yáng)極溶解庫(kù)侖法測(cè)定。 (3)結(jié)合力結(jié)合力 按按GB5270規(guī)定試驗(yàn)后，鍍層與基體、鍍層規(guī)定試驗(yàn)后，鍍層與基體、鍍層與底層之間結(jié)合良好，不應(yīng)有任何分離。與底層之間結(jié)合良好，不應(yīng)有任何分離。25(4) 孔隙率孔隙率 鋼鐵零件上鍍鎳層孔隙率試驗(yàn)方法為：將有一鋼鐵零件上鍍鎳層孔隙率試驗(yàn)方法為：將有一定濕強(qiáng)度的濾紙條浸入一微熱定濕強(qiáng)度的濾紙條浸入一微熱(約約35)的、含的、含50g/L氯化鈉氯化鈉和和50g/L明膠的溶液中，然后將其干燥備用。試驗(yàn)時(shí)，先明膠的溶液中，然后將其干燥備用。試驗(yàn)時(shí)，先將濾紙浸入含將濾紙浸入含50g/L氯化鈉和氯化鈉和1g/L非離子型潤(rùn)濕劑的溶液非離子型潤(rùn)濕劑的溶液中

28、。然后取出濾紙，將其緊密地貼附在凈化后待試驗(yàn)的鎳中。然后取出濾紙，將其緊密地貼附在凈化后待試驗(yàn)的鎳表面上，用氯化鈉溶液保持濾紙潤(rùn)濕，經(jīng)表面上，用氯化鈉溶液保持濾紙潤(rùn)濕，經(jīng)10min后，取下后，取下濾紙，立刻將其浸入到含濾紙，立刻將其浸入到含10g/L的鐵氰化鉀溶液中，取出的鐵氰化鉀溶液中，取出觀察濾紙上的藍(lán)色印痕，進(jìn)行評(píng)級(jí)。觀察濾紙上的藍(lán)色印痕，進(jìn)行評(píng)級(jí)。26 光亮鍍鎳鍍液在目前鍍鎳工藝中應(yīng)用最普遍、最廣光亮鍍鎳鍍液在目前鍍鎳工藝中應(yīng)用最普遍、最廣泛。它的特點(diǎn)是依靠不同光亮劑的良好配合，能夠在鍍泛。它的特點(diǎn)是依靠不同光亮劑的良好配合，能夠在鍍液中直接獲得全光亮并具有一定整平性的鍍層，液中直接獲

29、得全光亮并具有一定整平性的鍍層， 現(xiàn)代光亮鍍鎳工藝，絕大多數(shù)是在瓦茨型鍍鎳液中現(xiàn)代光亮鍍鎳工藝，絕大多數(shù)是在瓦茨型鍍鎳液中加入光亮劑而獲得的。加入光亮劑而獲得的。271鍍鎳光亮劑鍍鎳光亮劑 根據(jù)光亮劑的作用，一般將鍍鎳光亮劑分成兩類(lèi)，即初根據(jù)光亮劑的作用，一般將鍍鎳光亮劑分成兩類(lèi)，即初級(jí)光亮劑級(jí)光亮劑(或稱第一類(lèi)光亮劑或稱第一類(lèi)光亮劑)和次級(jí)光亮劑和次級(jí)光亮劑(或稱第二類(lèi)光亮或稱第二類(lèi)光亮劑劑)。 (1) 初級(jí)光亮劑初級(jí)光亮劑 具有顯著細(xì)化鍍層晶粒的作用，使鍍層產(chǎn)具有顯著細(xì)化鍍層晶粒的作用，使鍍層產(chǎn)生柔和的光澤，但不能產(chǎn)生鏡面光澤。鍍液中加入初級(jí)光亮生柔和的光澤，但不能產(chǎn)生鏡面光澤。鍍液中加入

30、初級(jí)光亮劑后，會(huì)使鍍層出現(xiàn)劑后，會(huì)使鍍層出現(xiàn)壓應(yīng)力壓應(yīng)力，加入量適當(dāng)，可以抵消原來(lái)鍍，加入量適當(dāng)，可以抵消原來(lái)鍍暗鎳時(shí)產(chǎn)生的張應(yīng)力。另外鍍層中添加次級(jí)光亮劑后，也會(huì)暗鎳時(shí)產(chǎn)生的張應(yīng)力。另外鍍層中添加次級(jí)光亮劑后，也會(huì)產(chǎn)生張應(yīng)力，因此，初級(jí)光亮劑也能抵消次級(jí)光亮劑所產(chǎn)生產(chǎn)生張應(yīng)力，因此，初級(jí)光亮劑也能抵消次級(jí)光亮劑所產(chǎn)生的張應(yīng)力。如果兩種光亮劑的量配合得當(dāng)，能大大降低鍍層的張應(yīng)力。如果兩種光亮劑的量配合得當(dāng)，能大大降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力，從而提提高鍍層的韌性和延展性。的內(nèi)應(yīng)力，從而提提高鍍層的韌性和延展性。28 初級(jí)光亮劑對(duì)陰極極化的影響比較小，當(dāng)濃度較低時(shí)，一初級(jí)光亮劑對(duì)陰極極化的影響比較小，當(dāng)濃度

31、較低時(shí)，一般使陰極超電勢(shì)增加般使陰極超電勢(shì)增加 5 mV45 mV；濃度提高時(shí)，超電勢(shì)不；濃度提高時(shí)，超電勢(shì)不再明顯增加。初級(jí)光亮劑大都含有再明顯增加。初級(jí)光亮劑大都含有 結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)構(gòu)的有機(jī)含硫化合物。它們的不飽鍵大多在芳香基上，如苯環(huán)、萘環(huán)、含硫化合物。它們的不飽鍵大多在芳香基上，如苯環(huán)、萘環(huán)、常見(jiàn)的有：常見(jiàn)的有：2CSO29苯亞磺酸苯亞磺酸1,3,6萘三磺萘三磺酸酸鄰磺酰苯酰亞鄰磺酰苯酰亞胺（糖精）胺（糖精）（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱BSI）SOOHSOONH2CH3SOOOHSOOOHSOOOH對(duì)甲苯磺酰胺對(duì)甲苯磺酰胺雙苯磺酰亞胺雙苯磺酰亞胺（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱BBI）SOONHSOOSOONHO30 其中

32、糖精是使用最廣泛的鍍鎳初級(jí)光亮劑，后來(lái)出其中糖精是使用最廣泛的鍍鎳初級(jí)光亮劑，后來(lái)出現(xiàn)的雙苯現(xiàn)的雙苯-磺酰亞胺，除具有與糖精相似作用，即細(xì)化晶磺酰亞胺，除具有與糖精相似作用，即細(xì)化晶粒，使鍍層產(chǎn)生壓應(yīng)力，提高鍍層的韌性及與基體的結(jié)粒，使鍍層產(chǎn)生壓應(yīng)力，提高鍍層的韌性及與基體的結(jié)合力之外，還能增加鍍液對(duì)雜質(zhì)的容忍度，擴(kuò)大光亮電合力之外，還能增加鍍液對(duì)雜質(zhì)的容忍度，擴(kuò)大光亮電流密度范圍等作用，但價(jià)格較貴。初級(jí)光亮劑參與電極流密度范圍等作用，但價(jià)格較貴。初級(jí)光亮劑參與電極反應(yīng)后，分子中的硫被還原成硫化物，以硫化鎳反應(yīng)后，分子中的硫被還原成硫化物，以硫化鎳(NiS或或Ni:S3)的形式進(jìn)入鍍層，是鍍層

33、中含硫的來(lái)源。的形式進(jìn)入鍍層，是鍍層中含硫的來(lái)源。31 (2) 次級(jí)光亮劑次級(jí)光亮劑 必須與初級(jí)光亮劑配合使用，才能獲得具有鏡面光澤和延展必須與初級(jí)光亮劑配合使用，才能獲得具有鏡面光澤和延展性良好的鎳鍍層，若單獨(dú)使用，雖然可獲得光亮鍍層，但光亮性良好的鎳鍍層，若單獨(dú)使用，雖然可獲得光亮鍍層，但光亮區(qū)電流密度范圍狹窄，區(qū)電流密度范圍狹窄，鍍層張應(yīng)力和脆性大鍍層張應(yīng)力和脆性大。有些次級(jí)光亮劑。有些次級(jí)光亮劑還兼具整平作用，對(duì)基體表面原有的微細(xì)粗糙處還兼具整平作用，對(duì)基體表面原有的微細(xì)粗糙處(包括拋光過(guò)包括拋光過(guò)程中產(chǎn)生的絲痕程中產(chǎn)生的絲痕)起到補(bǔ)漏、填平作用。次級(jí)光亮劑能大幅度起到補(bǔ)漏、填平作用。

34、次級(jí)光亮劑能大幅度提高陰極極化，有的提高陰極極化，有的可達(dá)數(shù)百毫伏可達(dá)數(shù)百毫伏；因此，能較好地改善鍍液；因此，能較好地改善鍍液的分散能力。次級(jí)光亮劑種類(lèi)很多，特征是分子中存在著不飽的分散能力。次級(jí)光亮劑種類(lèi)很多，特征是分子中存在著不飽和基團(tuán)，常見(jiàn)的有和基團(tuán)，常見(jiàn)的有CCC =CCN32 目前，市場(chǎng)上出售的次級(jí)光亮劑，多半屬組合型。中目前，市場(chǎng)上出售的次級(jí)光亮劑，多半屬組合型。中間體中多數(shù)是炔醇與環(huán)氧化合物的縮合物及氮雜環(huán)化合間體中多數(shù)是炔醇與環(huán)氧化合物的縮合物及氮雜環(huán)化合物的衍生物。表物的衍生物。表84列出了部份中間體的名稱及在鍍液列出了部份中間體的名稱及在鍍液中的參考用量。中的參考用量。33

35、部分中間體的名稱及在鍍液中的參考用量部分中間體的名稱及在鍍液中的參考用量 名 稱 簡(jiǎn) 稱 用 途 參考用量/gL11，4丁炔二醇 BOZ弱型次級(jí)光劑 0.10.2二乙氧基丁炔二醇 BEO中強(qiáng)型次級(jí)光劑 0.020.05丙氧基丁炔二醇 BMP中強(qiáng)型次級(jí)光劑 0.050.15乙氧基丙炔醇 PME強(qiáng)次級(jí)光劑，整平劑 0.010.03丙氧基丙炔醇 PAP強(qiáng)次級(jí)光劑，整平劑 0.010.03二乙基丙炔胺 DEF強(qiáng)次級(jí)光劑，整平劑 0.0010.01硫酸丙烷吡啶 PPS 光亮劑、特效整平劑 0.10.334 1,4 丁炔二醇的環(huán)氧合成物，價(jià)格較低，具有光亮和弱整平丁炔二醇的環(huán)氧合成物，價(jià)格較低，具有光亮和

36、弱整平作用，鍍層脆性小，是用得較多的一種次級(jí)光亮劑。作用，鍍層脆性小，是用得較多的一種次級(jí)光亮劑。 丙炔醇與環(huán)氧的化合物，有很好的光亮和整平作用，只須丙炔醇與環(huán)氧的化合物，有很好的光亮和整平作用，只須很少用量即可產(chǎn)生明顯的效果。很少用量即可產(chǎn)生明顯的效果。 炔胺類(lèi)具有良好的光亮整平作用，用量極少就能起明顯的炔胺類(lèi)具有良好的光亮整平作用，用量極少就能起明顯的效果。效果。吡啶衍生物具有優(yōu)異的整平能力，尤其在高、中電流密度吡啶衍生物具有優(yōu)異的整平能力，尤其在高、中電流密度區(qū)，即使在鍍層很薄的情況下，也有較好的整平能力，但它區(qū)，即使在鍍層很薄的情況下，也有較好的整平能力，但它的脆性較大，用量必須控制。

37、的脆性較大，用量必須控制。35 輔助光亮劑的有機(jī)物。它們的特點(diǎn)是，在分子中既含有初輔助光亮劑的有機(jī)物。它們的特點(diǎn)是，在分子中既含有初級(jí)光亮劑的級(jí)光亮劑的C-S基團(tuán)，又含有次級(jí)光亮劑的基團(tuán)，又含有次級(jí)光亮劑的CC基團(tuán)。它們基團(tuán)。它們?cè)趩为?dú)使用時(shí)，并不能得到光亮鍍層，但與其它光亮劑配合在單獨(dú)使用時(shí)，并不能得到光亮鍍層，但與其它光亮劑配合使用時(shí)，有如下幾方面的作用：使用時(shí)，有如下幾方面的作用： 改善鍍層的覆蓋能力；改善鍍層的覆蓋能力； 降低鍍液對(duì)金屬雜質(zhì)的敏感性，減少針孔；降低鍍液對(duì)金屬雜質(zhì)的敏感性，減少針孔； 縮短獲得光亮和整平鍍層所需的電鍍時(shí)間，即所謂出光速縮短獲得光亮和整平鍍層所需的電鍍時(shí)間，

38、即所謂出光速度加快，有利于采用厚銅薄鎳工藝；度加快，有利于采用厚銅薄鎳工藝； 降低次級(jí)光亮劑的消耗量降低次級(jí)光亮劑的消耗量36部分輔助光亮劑中間體的名稱、分子式及參考用量部分輔助光亮劑中間體的名稱、分子式及參考用量 名名 稱稱 分子式分子式 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 稱稱 參考用量參考用量/gL1烯丙基磺酸鈉乙烯磺酸鈉炔丙基磺酸鈉 CH2=CHCH2SO3Na CH2=CHSO3Na HCCCH2SO3Na AVS VS PS 310 24 0.0050.15 其中其中炔丙基磺酸鈉炔丙基磺酸鈉改善鍍液在低電流密度區(qū)的整平能力，改善鍍液在低電流密度區(qū)的整平能力，分散能力和抗雜質(zhì)影響方面的效果尤為顯著。分散能力和抗雜

39、質(zhì)影響方面的效果尤為顯著。37 (3) 有機(jī)光亮劑的消耗有機(jī)光亮劑的消耗 鍍鎳有機(jī)光亮劑的消耗主要發(fā)生在鍍鎳有機(jī)光亮劑的消耗主要發(fā)生在電鍍過(guò)程中的分解。如前所述，初級(jí)光亮劑多半含有電鍍過(guò)程中的分解。如前所述，初級(jí)光亮劑多半含有CS基團(tuán)，基團(tuán)，次級(jí)光亮劑則一般含有不飽和鍵，輔助光亮劑則二者兼有。它次級(jí)光亮劑則一般含有不飽和鍵，輔助光亮劑則二者兼有。它們的分解是通過(guò)兩極上的反應(yīng)進(jìn)行的。們的分解是通過(guò)兩極上的反應(yīng)進(jìn)行的。 初級(jí)光亮劑的初級(jí)光亮劑的CS鍵在陰極上新生鎳的催化作用下與原子鍵在陰極上新生鎳的催化作用下與原子氫作用而分解的現(xiàn)象，稱為氫解。例如苯亞磺酸的氫解：氫作用而分解的現(xiàn)象，稱為氫解。例如

40、苯亞磺酸的氫解：苯磺酰胺的氫解：苯磺酰胺的氫解：分解產(chǎn)物中所含的分解產(chǎn)物中所含的SO2，可以繼續(xù)被氫還原為硫化物，并以，可以繼續(xù)被氫還原為硫化物，并以硫化鎳的形式進(jìn)入鍍層：硫化鎳的形式進(jìn)入鍍層： SO2S2 NiS (或或Ni2S3)38 次級(jí)光亮劑中不飽和鍵會(huì)與陰極上的氫進(jìn)行加成反應(yīng)而稱次級(jí)光亮劑中不飽和鍵會(huì)與陰極上的氫進(jìn)行加成反應(yīng)而稱為氫化，例如，為氫化，例如，1,4丁炔二醇在陰極上加氫后形成丁烯二醇：丁炔二醇在陰極上加氫后形成丁烯二醇：丁烯二醇可繼續(xù)氫化成丁二醇：丁烯二醇可繼續(xù)氫化成丁二醇：這些氫化物會(huì)對(duì)鍍層產(chǎn)生不利影響，如引起鍍層脆性增加，低這些氫化物會(huì)對(duì)鍍層產(chǎn)生不利影響，如引起鍍層脆

41、性增加，低電流密度區(qū)發(fā)暗等。電流密度區(qū)發(fā)暗等。 另外，有機(jī)光亮劑也會(huì)在陽(yáng)極上被氧化而消耗。另外，有機(jī)光亮劑也會(huì)在陽(yáng)極上被氧化而消耗。 22222HOCHCCCH OHHHOCHCHCHCH OH 22224HOCHCHCHCH OHHHO(CH )OH 39 2光亮鍍鎳液光亮鍍鎳液 (1) 鍍液組成及操作條件鍍液組成及操作條件 常見(jiàn)的光亮鍍鎳液的組成及操作條件：常見(jiàn)的光亮鍍鎳液的組成及操作條件：暗鎳鍍液的組成及操作條件 成分及操作條件配 方1硫酸鎳NiSO46H2O /gL-1氯化鈉NaCl /gL-1氯化鎳NiCl26H2O /gL-1硼酸H3BO3 /gL-1光亮劑 /gL-1糖精 /gL

42、-1十二烷基硫酸鈉C12H25SO4Na /gL-1 pH值溫度 / 陰極電流密度 /Adm-2攪拌 r/min280 3408 10405030 35適量1 30.10.23.5 4.555 650.8 1.5122040 (2)鍍液組成及操作條件的影響與暗鎳不同之處：鍍液組成及操作條件的影響與暗鎳不同之處： 光亮鍍鎳液中，必須加入光亮劑，而且光亮劑中必須包括光亮鍍鎳液中，必須加入光亮劑，而且光亮劑中必須包括初級(jí)光亮劑和次級(jí)光亮劑兩類(lèi)初級(jí)光亮劑和次級(jí)光亮劑兩類(lèi)(有時(shí)還加入一定量的輔助光有時(shí)還加入一定量的輔助光亮劑亮劑)。初級(jí)光亮劑。初級(jí)光亮劑(或稱柔軟劑或稱柔軟劑)經(jīng)常用的是糖精，也有以糖經(jīng)

43、常用的是糖精，也有以糖精為主，再?gòu)?fù)配一些其它成分；次級(jí)光亮劑晶牌雖多，但都精為主，再?gòu)?fù)配一些其它成分；次級(jí)光亮劑晶牌雖多，但都是以提高鍍層的光亮度和整平性為目的。次級(jí)光亮劑的質(zhì)量是以提高鍍層的光亮度和整平性為目的。次級(jí)光亮劑的質(zhì)量和價(jià)格差別較大，可以根據(jù)產(chǎn)品要求，謹(jǐn)慎選擇。和價(jià)格差別較大，可以根據(jù)產(chǎn)品要求，謹(jǐn)慎選擇。 從操作條件比較來(lái)看，光亮鍍鎳的從操作條件比較來(lái)看，光亮鍍鎳的pH值比暗鎳的要低值比暗鎳的要低，溫度則比暗鎳高溫度則比暗鎳高，加上采用攪拌鍍液的措施，故，加上采用攪拌鍍液的措施，故允許用的電允許用的電流密度比暗鎳大，因此沉積速度也比暗鎳快。流密度比暗鎳大，因此沉積速度也比暗鎳快。4

44、1 3)雖然電解鎳和鑄造鎳是常用的陽(yáng)極材料，但對(duì)光亮鎳來(lái)雖然電解鎳和鑄造鎳是常用的陽(yáng)極材料，但對(duì)光亮鎳來(lái)說(shuō)，說(shuō)，含硫鎳陽(yáng)極含硫鎳陽(yáng)極具有更好的效果。它不僅溶解電壓低，溶解性具有更好的效果。它不僅溶解電壓低，溶解性能好，而且陽(yáng)極中所含的微量硫，隨陽(yáng)極溶解而進(jìn)入鍍液，可能好，而且陽(yáng)極中所含的微量硫，隨陽(yáng)極溶解而進(jìn)入鍍液，可以把鍍液中銅雜質(zhì)等沉淀，有凈化鍍液中某些金屬雜質(zhì)的作用。以把鍍液中銅雜質(zhì)等沉淀，有凈化鍍液中某些金屬雜質(zhì)的作用。42 8.1.4 電鍍多層鎳電鍍多層鎳 對(duì)鋼鐵來(lái)說(shuō)，鎳鍍層是陰極鍍層，且多孔隙，故電對(duì)鋼鐵來(lái)說(shuō)，鎳鍍層是陰極鍍層，且多孔隙，故電鍍鍍單層鎳只有靠增加鍍層的厚度單層鎳只有

45、靠增加鍍層的厚度來(lái)提高對(duì)基體材料的防來(lái)提高對(duì)基體材料的防護(hù)性。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)和研究發(fā)現(xiàn)，多層鎳比單層鎳對(duì)基護(hù)性。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)和研究發(fā)現(xiàn)，多層鎳比單層鎳對(duì)基體的防護(hù)性要好得多，且可減薄鍍層厚度，節(jié)約材料和體的防護(hù)性要好得多，且可減薄鍍層厚度，節(jié)約材料和工時(shí)。工時(shí)。431鍍雙層鎳和三層鎳鍍雙層鎳和三層鎳 所謂雙層鎳是在鋼鐵基體上先鍍一層低硫所謂雙層鎳是在鋼鐵基體上先鍍一層低硫(S0.005)的半光亮鎳，再在半光亮鎳上鍍一層含硫的半光亮鎳，再在半光亮鎳上鍍一層含硫(0.04S0.15)，最后鍍鉻。因?yàn)楦吡蜴?，最后鍍鉻。因?yàn)楦吡蜴噷又械膶又械暮蛄勘裙饬伶嚫?，在三層鎳中電?shì)最負(fù)含硫量比光亮鎳更高，在三

46、層鎳中電勢(shì)最負(fù)，當(dāng)，當(dāng)腐蝕介質(zhì)通過(guò)鉻、光亮鎳、高硫鎳的孔隙，到達(dá)半光亮腐蝕介質(zhì)通過(guò)鉻、光亮鎳、高硫鎳的孔隙，到達(dá)半光亮鎳表面時(shí)，半光亮鎳與高硫鎳之間的電勢(shì)差比雙層鎳更鎳表面時(shí)，半光亮鎳與高硫鎳之間的電勢(shì)差比雙層鎳更大，而且相對(duì)于光亮鎳來(lái)說(shuō)，大，而且相對(duì)于光亮鎳來(lái)說(shuō)，高硫鎳是陽(yáng)極鍍層高硫鎳是陽(yáng)極鍍層，它能，它能犧牲自己，保護(hù)光亮鎳和半光亮鎳不受腐蝕，從而進(jìn)一犧牲自己，保護(hù)光亮鎳和半光亮鎳不受腐蝕，從而進(jìn)一步延緩腐蝕介質(zhì)沿垂直方向穿透的速度。所以三層鎳的步延緩腐蝕介質(zhì)沿垂直方向穿透的速度。所以三層鎳的防護(hù)性比雙層鎳更為優(yōu)越。防護(hù)性比雙層鎳更為優(yōu)越。4647 1 鎳鉻 2 鎳鎳鉻 3 鎳鎳鎳鉻 4

47、鎳封閉鉻多層鎳腐蝕機(jī)理示意圖多層鎳腐蝕機(jī)理示意圖（日（日 小慕秀夫，大谷和弘小慕秀夫，大谷和弘1963）沖擊鎳：含硫0.10.248 1 Ni-Cr（1） 2 Cu-Ni-Cr （1） 3 Ni-Ni-Cr （3） 4 Ni-Ni-Ni-Cr（3） 72h氣體試驗(yàn)后的外觀 （日（日 小慕秀夫，大谷和弘小慕秀夫，大谷和弘1963）49電鍍雙層NiCr（經(jīng)過(guò)2.5年大氣腐蝕后）的腐蝕位置，說(shuō)明表明光亮Ni層中含硫的影響0.4Cu0.65半光亮Ni0.25光亮Ni0.01Cr光亮Ni含S 0.17 左； 0.05 右美美 W.H. Safranek Metal Progress Vol.82,No.

48、 4 1962鼓泡50Cr亮亮Ni半亮半亮Ni上 Zn0.65半光亮Ni0.55光亮Ni0.01Cr下 Zn0.9 半光亮Ni0.3 光亮Ni0.01Cr35 醋酸，15硝酸侵蝕美美 W.H. Safranek Metal Progress Vol.82,No. 4 1962（500倍）510.4 Cu 0.4 Cu 0.8 亮Ni 0.5 無(wú)S半亮Ni0.01Cr 0.3 亮Ni 0.01Cr壓鑄件試片壓鑄件試片CASS試驗(yàn)試驗(yàn)（美 M.M. Beckwith Plating Vol.47,No.4 1960）521.3 亮Ni 1.0 無(wú)S半亮Ni0.01Cr 0.3 亮Ni 0.01Cr

49、鋼試片Corrodkote試驗(yàn)（美 M.M. Beckwith Plating Vol.47,No.4 1960）531.0 亮Ni 0.7 無(wú)S半亮Ni0.01Cr 0.3 亮Ni 0.01Cr鋼試片 室外暴露試驗(yàn)（美 M.M. Beckwith Plating Vol.47,No.4 1960）540.4 Cu 0.4 Cu 0.5 無(wú)S半亮Ni 0.8 亮Ni 0.3 亮Ni0.01Cr 0.01Cr壓鑄件室外暴露試驗(yàn)（美 M.M. Beckwith Plating Vol.47,No.4 1960）55 2 多層鎳鍍液的組成及操作條件多層鎳鍍液的組成及操作條件半亮鎳，高硫鎳鍍液組成及操

50、作條件半亮鎳，高硫鎳鍍液組成及操作條件 成分及操作條件 配 方 半光亮高硫鎳硫酸鎳NiSO46H2O/gL1氯化鎳NiCl26H2O/gL1硼酸H3BO3/gL1十二烷基硫酸鈉/gL1半光亮鎳添加劑/mLL1高硫鎳添加劑 /mLL1溫度/t pH值 陰極電流密度/Adm2攪拌厚度/m 240280 3540 3540 0.10.2 適量 4560 4.24.8 35 需要 總厚度的 60 28030035403540 0.10.2 適量 4560 33.5 35 需要12(高硫+光亮 總厚度40)563多層鎳的質(zhì)量控制多層鎳的質(zhì)量控制 從鍍液維護(hù)的角度來(lái)看，多層鍍鎳時(shí)，含硫光亮劑絕從鍍液維護(hù)的

51、角度來(lái)看，多層鍍鎳時(shí)，含硫光亮劑絕對(duì)不可以帶入半光亮鎳鍍液中，這是保證多層鎳鍍層有良對(duì)不可以帶入半光亮鎳鍍液中，這是保證多層鎳鍍層有良好耐蝕性的關(guān)鍵。好耐蝕性的關(guān)鍵。 為了確保各層之間電勢(shì)差及各層厚度是否達(dá)到要求，為了確保各層之間電勢(shì)差及各層厚度是否達(dá)到要求，應(yīng)定期測(cè)定多層鎳之間的電勢(shì)差及各層厚度，作為多層鎳應(yīng)定期測(cè)定多層鎳之間的電勢(shì)差及各層厚度，作為多層鎳質(zhì)量控制的重要措施。質(zhì)量控制的重要措施。 常用的方法是常用的方法是STEP法法，即一種同時(shí)測(cè)量多層鎳中各層鎳，即一種同時(shí)測(cè)量多層鎳中各層鎳的厚度及各層鎳之間電勢(shì)差的試驗(yàn)方法，所用的儀器是測(cè)的厚度及各層鎳之間電勢(shì)差的試驗(yàn)方法，所用的儀器是測(cè)量

52、鍍層厚度的陽(yáng)極溶解庫(kù)侖法量鍍層厚度的陽(yáng)極溶解庫(kù)侖法(見(jiàn)見(jiàn)GB4955)的擴(kuò)充應(yīng)用。的擴(kuò)充應(yīng)用。 對(duì)多層鎳的各項(xiàng)要求，可參考對(duì)多層鎳的各項(xiàng)要求，可參考GB9797的規(guī)定。的規(guī)定。5758 8.1.5 鎳封閉鎳封閉 1概述概述 所謂鎳封閉，其實(shí)質(zhì)是一種復(fù)合電鍍工藝，目的是獲得微孔鉻層，使鍍所謂鎳封閉，其實(shí)質(zhì)是一種復(fù)合電鍍工藝，目的是獲得微孔鉻層，使鍍層的耐蝕性進(jìn)一步提高。鎳封層的耐蝕性進(jìn)一步提高。鎳封I藝是在普通的光亮鍍鎳液中，加入某些非導(dǎo)藝是在普通的光亮鍍鎳液中，加入某些非導(dǎo)體微粒體微粒(粒徑控制在粒徑控制在0.0l m0.5 m)，通過(guò)攪拌，使這些微粒懸浮在鍍液中，通過(guò)攪拌，使這些微粒懸浮在鍍

53、液中，在電流作用下，將這些微粒與金屬鎳發(fā)生共沉積，形成鎳與微粒組成的復(fù)合在電流作用下，將這些微粒與金屬鎳發(fā)生共沉積，形成鎳與微粒組成的復(fù)合鍍層，然后在這一復(fù)合鍍層上鍍鉻。由于微粒不導(dǎo)電，鉻不能在微粒表面沉鍍層，然后在這一復(fù)合鍍層上鍍鉻。由于微粒不導(dǎo)電，鉻不能在微粒表面沉積，使鉻鍍層上形成大量微孔，即所謂微孔鉻。鎳封層的微孔數(shù)在積，使鉻鍍層上形成大量微孔，即所謂微孔鉻。鎳封層的微孔數(shù)在20000個(gè)個(gè)/cm240000個(gè)個(gè)/cm2最為理想，微孔數(shù)過(guò)少，耐蝕性提高不明顯；微孔數(shù)過(guò)最為理想，微孔數(shù)過(guò)少，耐蝕性提高不明顯；微孔數(shù)過(guò)多多(如達(dá)如達(dá)80000個(gè)個(gè)/cm2)，鉻層出現(xiàn)倒光現(xiàn)象，影響裝飾性。同時(shí)

54、鉻層厚度也，鉻層出現(xiàn)倒光現(xiàn)象，影響裝飾性。同時(shí)鉻層厚度也不能過(guò)厚，一般為不能過(guò)厚，一般為0.25 m左右。如鉻層過(guò)厚，會(huì)在微孔上出現(xiàn)左右。如鉻層過(guò)厚，會(huì)在微孔上出現(xiàn)“搭橋搭橋”現(xiàn)現(xiàn)象，把微粒表面遮住，達(dá)不到微孔鉻的目的。象，把微粒表面遮住，達(dá)不到微孔鉻的目的。59在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，鉻是陰極，鎳是陽(yáng)極，當(dāng)鉻層表面微在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，鉻是陰極，鎳是陽(yáng)極，當(dāng)鉻層表面微孔大量增加時(shí)，陽(yáng)極鎳的腐蝕電流密度大為降低，也即減慢孔大量增加時(shí)，陽(yáng)極鎳的腐蝕電流密度大為降低，也即減慢了鎳層的腐蝕速度，使鍍層體系的耐蝕性明顯提高。了鎳層的腐蝕速度，使鍍層體系的耐蝕性明顯提高。 2鎳封鍍液組成及操作條件鎳封鍍液組

55、成及操作條件 鎳封工藝采用的固體微粒有二氧化硅、在氧化二鋁、硫鎳封工藝采用的固體微粒有二氧化硅、在氧化二鋁、硫酸鋇等。早期鎳封工藝采用硫酸鋇微粒較多，現(xiàn)在則采用二酸鋇等。早期鎳封工藝采用硫酸鋇微粒較多，現(xiàn)在則采用二氧化硅較多，并加入一定量的共沉積促進(jìn)劑。鍍液組成及操氧化硅較多，并加入一定量的共沉積促進(jìn)劑。鍍液組成及操作條件，如表作條件，如表8-7所列。所列。60鎳封鍍液的組成及操作條件鎳封鍍液的組成及操作條件成分及操作條件 1 2 硫酸鎳NiSO46H2O /gL-1氧化鎳NiCl26H2O /gL -1硼酸H3BO3 /gL -1 糖精 /gL -1光亮劑 /mLL 1乙二胺四乙酸二鈉鹽 /

56、gL -1硫酸鋁A12(SO4)318H2O /gL -1硫酸鋇BaSO4(0.20.4 m) /gL-1二氧化硅SiO2(0.02 m) /gL -1pH值溫度 /陰極電流密度 /Adm-2 時(shí)間 (min) 攪拌 280320406035451.22.5適量1015102044.555604535空氣攪拌250300506040451.52.5適量6100.6110203450554625空氣攪拌61 8.1.6 鍍鍍高應(yīng)力鎳高應(yīng)力鎳1概述概述 所謂高應(yīng)力鎳是在特定的鍍鎳液中沉積具有非常高內(nèi)應(yīng)力的鎳鍍層。所謂高應(yīng)力鎳是在特定的鍍鎳液中沉積具有非常高內(nèi)應(yīng)力的鎳鍍層。其目的是利用高應(yīng)力的特性，

57、在鍍鉻后獲得光亮的微裂紋鉻鍍層，最終其目的是利用高應(yīng)力的特性，在鍍鉻后獲得光亮的微裂紋鉻鍍層，最終目的也是提高整個(gè)鍍層體系的耐蝕性。具體工藝過(guò)程是在鍍亮鎳后的表目的也是提高整個(gè)鍍層體系的耐蝕性。具體工藝過(guò)程是在鍍亮鎳后的表面，再鍍一層厚約面，再鍍一層厚約lm的高應(yīng)力鎳，然后鍍約的高應(yīng)力鎳，然后鍍約0.25 m的普通鉻，就可以的普通鉻，就可以獲得網(wǎng)狀裂紋的微裂紋鉻。裂紋數(shù)目獲得網(wǎng)狀裂紋的微裂紋鉻。裂紋數(shù)目 約為約為250條條/cm800條條/cm。在電化。在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，與微孔鉻相似，能夠分散鎳鉻鍍層間的腐蝕電流，使鍍學(xué)腐蝕過(guò)程中，與微孔鉻相似，能夠分散鎳鉻鍍層間的腐蝕電流，使鍍層的耐蝕性顯

58、著提高。層的耐蝕性顯著提高。 微微裂紋裂紋鉻工藝比鉻工藝比微孔微孔鉻工藝的優(yōu)點(diǎn)是鍍液穩(wěn)定，容易控制，裂紋重鉻工藝的優(yōu)點(diǎn)是鍍液穩(wěn)定，容易控制，裂紋重現(xiàn)性好，目前主要用于電鍍汽車(chē)保險(xiǎn)杠等零件?，F(xiàn)性好，目前主要用于電鍍汽車(chē)保險(xiǎn)杠等零件。62高應(yīng)力鎳鍍液組成及操作條件高應(yīng)力鎳鍍液組成及操作條件成分及操作條件123氯化鎳NiCl26H2O /gL-1氯化銨NH4Cl /gL-1醋酸銨NH4C2H3O2 /gL-1醋酸CH3COOH(96) /mLL-1醋酸鈉NaC2H3O2 /gL-1異煙肼 /gL-1 2-乙基巳基硫酸鈉 /mLL-14-吡啶丙烯酸 /mLL-1 pH值 溫度 / 陰極電流密度 /Ad

59、m-2時(shí)間 min 180220160200406015203.84.21525480.51020024060800.150.3133435453100.53160200120.30.53.44.035503100.532鍍液組成及操作條件鍍液組成及操作條件63 為確保沉積的鎳鍍層具有高應(yīng)力，應(yīng)明確以下各點(diǎn)：為確保沉積的鎳鍍層具有高應(yīng)力，應(yīng)明確以下各點(diǎn)： (1)表表8-1已指出，含氯化物鍍鎳液是高應(yīng)力鎳的基礎(chǔ)液，故鍍液中已指出，含氯化物鍍鎳液是高應(yīng)力鎳的基礎(chǔ)液，故鍍液中的鎳鹽，均選用氯化鎳。的鎳鹽，均選用氯化鎳。 (2)銨離子、鈉離子和醋酸根具有增加鍍層應(yīng)力的效果。銨離子、鈉離子和醋酸根具有增

60、加鍍層應(yīng)力的效果。 (3)低溫、低低溫、低pH值、高電流密度有利于增加鍍層應(yīng)力。值、高電流密度有利于增加鍍層應(yīng)力。 (4)異煙肼等有機(jī)添加劑的加入，可以在較高液溫下獲得高應(yīng)力鎳。異煙肼等有機(jī)添加劑的加入，可以在較高液溫下獲得高應(yīng)力鎳。 還須指出，電鍍高應(yīng)力鎳的零件，經(jīng)鍍鉻后，應(yīng)用熱水浸漬，使還須指出，電鍍高應(yīng)力鎳的零件，經(jīng)鍍鉻后，應(yīng)用熱水浸漬，使鍍層的應(yīng)力能充分釋放完全，否則零件在存放過(guò)程中，由于殘余應(yīng)力鍍層的應(yīng)力能充分釋放完全，否則零件在存放過(guò)程中，由于殘余應(yīng)力的作用會(huì)產(chǎn)生大裂紋，造成產(chǎn)品大量返工。同時(shí)，高應(yīng)力鎳鍍液中含的作用會(huì)產(chǎn)生大裂紋，造成產(chǎn)品大量返工。同時(shí)，高應(yīng)力鎳鍍液中含有大量氯離于