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前处理工艺

前处理工艺
前处理工艺

化学镀镍的一般前处理工艺

在化学镀镍前,金属制品表面前处理包括:研磨抛光、除油、除锈、活化等过程,化学镀镍中经常使用的金属前处理方法与电镀工艺中的类似。研磨、抛光等物理方法,我们不做讨论。下面主要介绍一些化学镀方法。

除油

除油方法可分为有机溶液除油、化学除油。

有机溶液除油的特点是除油速度快,一般不腐蚀金属,但除油容易不彻底,需用化学法或电化学方法进行补充除油,常用的有机溶剂有:汽油、煤油、苯类、酮类、某些氯化烷烃及烯烃。有机溶剂除油还有一个优点即经除油后的溶剂还可回收再利用。有机溶剂一般属易燃品,使用时要格外小心。

化学除油是利用碱溶液对皂化作用和表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用,除去工件表面上的各种油污的。化学除油的温度通常取在60-80度之间,工件除油效果一般为目测,即工件表面能完全被水润湿就是油污完全除尽的标志。一般的除油液由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、水玻璃、乳化剂等组成。

电化学除油分阴极除油和阳极除油,在相同的电流下,阴极除油产生的氢气比阳极除油产生的氧气多一倍,气泡小而密乳化能力大,除油效果更好。但容易造成工件渗透氢,引起氢脆和杂质在阴极析出的现象。阳极除油虽没有这些缺点但可能造成工件表面氧化和溶解。目前常用联合电化学除油法。电化学除油液配方与化学除油的配方相同。

除锈

除锈方法有机械法、化学法和电化学法。

机械法除锈是对工件表面进行喷砂、研磨、滚光或擦光等机械处理,在工件表面得到整平的同时除去表面锈层。

化学法除锈是用酸或碱溶液对金属制品进行强浸蚀处理使制品表面的锈层通过化学作用和浸蚀过程所产生氢气泡的机械剥离作用而除去。

电化学除锈是在酸或碱溶液中对金属制品进行阴极或阳极处理除去锈层。阳极除锈是化学溶解、电化学溶解和电极反应析出的氧气泡的机械剥离作用的加合。阴极除锈是化学溶解和阴极析出氢气的机械剥离作用的加合。

用于化学镀镍前处理除锈工艺基本与电镀的除锈工艺相同。

活化

活化是使零件能获得充分活化的表面,这种酸蚀对于不同材质的零件所用的酸液是不同的。

一般钢铁件的活化可用10%的硫酸或1:1的盐酸进行,站长认识硫酸效果好些低碳钢的活化时间比高碳钢的活化时间要长些。活化的标准一般为工件表面冒出细小均匀的气泡。不锈钢件的活化可加大酸的浓度,并且加热至50度酸蚀。严格讲,不锈钢的化学镀镍应该进行闪镀后再进行化学镀镍,也就是先打一个电镀镍的底层。

化学镀层的物理性质与化学性质

密度:镍的密度在20℃时为8.91。含磷量1%-4%时为8.5;含磷量7%-9%时为8.1;

含磷量10%-12%时为7.9。酸性镀液中磷含量与密度关系极为紧密。

热学性质:热膨胀系数是用来表示金属尺寸随温度的变化规律,一般是指线膨胀

系数μm/m/℃。化学镀Ni-P(8%-9%)的热膨胀系数在0—100℃内为13μm/m/℃。

电镀镍相应值为12.3-13.6μm/m/℃。

电学性质:由于镀层是很薄的一层金属,测定比电阻困难。Ni-P(6%-7%)比电

阻为52-68μΩ·cm,碱浴镀层只有28-34μΩ·cm,纯镍镀层的比电阻小,仅

为6.05μΩ·cm。镀层比电阻的大小与镀浴的组成、温度、pH值,尤其是磷含

关系密切。另外热处理也明显影响着比电阻值的大小。

磁学性质:化学镀Ni-P合金的磁性能决定于磷含量和热处理制度,也就是其结

构属性——晶态或者非晶态。P≥8%(wt)的非晶态镀层是非磁性的,含5%-6%P

的镀层有很弱的铁磁性,只有P≤3%(wt)的镀层才具有铁磁性,但磁性仍比电

镀镍小。

化学镀镍与电度镍的区别

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,而化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应。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。电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀,但化学镀过以对任何形状工件施镀。

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。

电镀因为有外加的电流,所以镀速要比化学镀快得多,同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。

化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。

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。

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。

化学镀镍的定义与分类

化学镀镍,又称为无电解镀镍,是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的新的成膜技术。化学镀镍所镀出的镀层为镍磷合金,按其磷

含量的不同可分为低磷、中磷、高磷三大类,磷含量低于3%的称为低磷,磷含量在3-10%的为中磷,高于10%的为高磷,其中中磷的跨度比较大,一般我们常见的中磷镀层为6-9%的磷含量。

当然,本站主要介绍的是化学镀镍磷合金,有时为了方便我们简称化学镀了,而且EN也是化学镀镍简称。但化学镀不仅此一种镀种,比较成熟的还有化学镀铜,化学镀金,化学镀锡,还有一种复合镀层。其它镀种的市场占有量不足总量的1%,本站不做重点介绍。

金属腐蚀的概述

金属有许多优良的性质,例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。金属材料至今依然是最重要的结构材料,广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。金属制品在生产和使用的过程中,受到各种损坏,例如,机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。

1、金属腐蚀的定义

金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。金属的腐蚀还有其他的表述。所谓环境是指和金属接触的物质。例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等,以及生产生活用的原材料和产品。由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀,在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。金属发生腐蚀的部分,由单质变成化合物,至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。因此,在绝大多数的情况下,金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。

2、金属腐蚀的分类

有多种分类方法。

(1)按腐蚀过程的分,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀,非电解质对金属的腐蚀等。引起金属化学腐蚀的介质不能导电。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏,在腐蚀过程中有电流产生。引起电化学腐蚀的介质都能导电。例如,金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程,而化学腐蚀没有这个特点。电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。

(2)按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布,分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀,是指腐蚀分布于整个金属的表面。全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀;也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。尽管此种腐蚀的腐蚀量不大,但是由于其局部腐蚀速度很大,可造成设备的严重破坏,甚至爆炸,因此,其危害更大。金属在不同的环境条件下可以发生不同的局部腐蚀。例如孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀;干腐蚀和湿腐蚀等。

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