电镀镍-磷合金工艺

化学镀镍磷合金技术高性能的镍磷合金化学镀工艺是近年来迅速发展起来的一种新型表面保护和表面强化技术手段，具有广泛的应用前景。

目前化学镀镍磷合金已广泛地应用在石油化工、石油炼制、电子能源、汽车、化工等行业。

石油炼制和石油化工是其最大的市场，并且随着人们对这一化镀特性的认识，它的应用也越来越广泛，主要用在石油炼制、石油化工的冷换设备上，并且成功地为许多厂家进行了施镀。

经用户实际应用，能提高设备的耐磨、耐蚀性能，延长其寿命3倍以上，性能优于目前使用的有机涂料，而且适用于碳钢、铸铁、有色金属等不同基材。

1、化学镀镍磷合金的原理其主要反应为应用次亚磷酸钠还原镍离子为金属镍，即在水溶液中镍离子和次亚磷酸阴离子碰撞时，由于镍触媒作用析出原子态氢，而原子态氢又被催化金属吸附并使之活化，把水溶液中的镍离子还原为金属镍形成镀层，另外次亚磷酸阴离子由于在催化表面析出原子态氢的作用，被还原成活性磷，与镍结合形成Ni-P合金镀层。

2、镀层的特性及技术指标（1）镀层均匀性好非晶态Ni-P合金镀层是通过化学沉积的方法获得，凡是镀液能浸到的部位，任何形态复杂的零件，都得到均匀的镀层。

不需外加电流，是非晶态均一单相组织，不存在晶界位错，也无化学成份偏析，且避免了电镀形成的边角效应等缺陷。

另外，还具有较高的光洁度。

（2）镀层附着力好镀层在钢体上产生压应力（4MPa)而镀层与钢的热膨胀系数相当，所以具有优良的附着力，一般为300-400MPa。

（3）镀层硬度高，抗磨性能优良镀层具有高硬度，低韧性和较低热导率、电导率，它的抗拉强度超过700MPa，与很多合金钢相似，镀层硬度和延伸率都超过了电镀铬，弯曲无裂纹，但不适合反复弯折和拉抻等剧烈变形的部件，经热处理硬度可达HV1100，但在320℃时开始发生晶型转变，耐磨性能增强，耐蚀性能减弱。

（4）优良的抗腐蚀性能由于镀层属非晶态不存在晶界、位错等晶体缺陷，是单一均匀组织，不易形成电偶腐蚀，决定其有较高的耐蚀性，镍—磷镀层均匀性好，拉应力小，致密性好，为防腐蚀提供了理想的阻挡层。

化学镀镍的一般操作规范简介成形的化学镀镍工艺是在1946年被发现及发展的，1955年美国通用运输公司（GA TC）建成了第一条化学镀镍生产线和第一个商品化学镀镍溶液。

20世纪80年代，化学镀镍工艺有了巨大的发展，研究和应用达到一个新的水平。

按照合金成分分类，化学镀镍可以分为镍-磷合金和镍-硼合金两大类。

从应用领域来讲，镍-磷合金使用更为普遍。

化学镀镍-磷合金按照溶液的pH可以分为碱性和酸性化学镀镍，碱性化学镀镍主要用于预镀的打底层，以提高电镀层与基体的结合力，在铝轮毂的电镀中有较成功的应用。

酸性化学镀镍工艺是目前化学镀镍中应用最为广泛的工艺，按镀层中的磷含量又可分为低磷（2%~5%）、中磷（6%~9%）和高磷（10%以上）。

化学镀镍工艺因为镀层均匀，亮度好，耐蚀性及耐磨性优良而被广泛应用于多个领域。

1. 化学镀镍的周期定义化学镀镍溶液在使用中的管理与维护非常重要，它与电镀液的管理与维护不同，化学镀镍液中的镍离子等多种成分时刻在不断变化，均需要外加补充，否则溶液不能正常进行。

化学镀镍溶液的好坏一般通过能够获得质量稳定镀层的周期（循环系数MTO）来评判。

目前市场销售的化学镀镍溶液多数分为A、B、C三种组份，周期数可以做到6~8，对镀层质量要求不严格的可以做到12个周期甚至以上。

1个周期的定义是，当溶液中主盐的添加量达到了开缸剂量时为一个周期，以1L溶液为例，开缸量一般为60毫升/升，在使用过程中，当A剂的补充量达到了60毫升时，该化学镀镍溶液就已使用一个周期。

2. 化学镀镍溶液的过程控制2.1应准确计算槽体容积和零件的表面积看似再简单不过的问题，但很多时候都难以做到。

化学镀镍溶液的消耗及补充与装载量有直接的关系，因此，溶液的装载量应得到重视。

装载量就是所要施镀零件的表面积与溶液体积之比值。

一般控制在1~1.5 dm2/L为最佳，过大（>2.5 dm2/L）或过小（<0.5 dm2/L）对溶液的稳定性都不好。

化学镀镍（ENP）工艺技术化学镀镍，镍磷镀ENP（Electroless Nickel plating）工艺是一种用非电镀（化学）的方法，在零部件表面沉镀出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷硼合金镀层的先进表面处理工艺。

它兼有高匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和无漏镀缺陷及仿真性极好六大优点，其综合性能优于电镀铬。

在很多环境介质中甚至比不锈钢更耐腐蚀，用来代替不锈钢可以降低工件成本。

在工艺方面，化学镀镍是靠化学方法形成镀层，不受零件形状和尺寸的限制，任何复杂形状的零件各部位镀层厚度均匀一致，施镀过程中厚度精度为±2μm，能够满足各种复杂精密部件的尺寸要求，而且镍合金镀层质密光滑，镀后无需任何加工，还可以反复修镀。

该技术是目前发达国家重点推广的表面处理新技术。

一、化学镀镍，镍磷镀ENP的基本原理化学镀镍，镍磷镀ENP的基本原理是以次亚磷酸盐为还原剂，将镍盐还原成镍，同时使金属层中含有一定的磷，沉淀的镍膜具有催化性，可使反应继续进行下去。

关于ENP的具体反应机理，目前尚无统一认识，现为大多数人所接受的原子氢态理论是： 1、镀液在加热时，通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢，而形成亚磷酸根，同时放出生态原子氢，即：H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2[H]2、初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化，使镀液中的镍离子还原，在催化金属表面上沉积金属镍：Ni2++2[H]→Nio+2H+3、随着次亚磷酸根的分解，还原成磷：H2PO2-+[H]→H2O+OH-+Po镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金，因此，ENP的基本原理也就是通过镀液中离子还原，同时伴随着次亚磷酸盐的分解而产生磷原子进入镀层，形成过饱和的Ni-P固溶体。

二、化学镀镍，镍磷镀ENP工艺特点1、该工艺从原料到操作对环境无毒无污染，属于环保型表面处理工艺。

2、属于热化学镀，靠化学反应在零件表面生成镀层。

3、工艺独特，对任何复杂形状的零件，只要浸到镀液，就能获得各个部位完全均匀一致的镀层（彻底弥补了电镀工艺的漏镀缺陷）。

电子接插件镍-磷合金中间层电镀工艺摘要: 对电子接插件镍-磷合金(氨基磺酸镍-磷合金)中间层电镀工艺进行了简单综述,包括工艺流程,镀液成分、操作条件等对镀层结构和物性的影响、初步并介绍了合金镀层的维护与管理方法、以及杂质处理此外,本文还介绍了一种较成熟卷对卷连续(电子行业接触件连续电镀生产线)电镀镍-磷合金工艺电镀。

引言氨基磺酸镍是一种优良的电镀主盐，因其内应力低、电镀速度快，溶解度大，无污染等，而成为近年国际上发展较快的一种电镀主盐。

由于电子接插件镍-磷合金中间层电镀工艺由于不存在晶界位错等缺陷,因此不会产生晶间腐蚀现象,耐点蚀的性能远比晶态(化学镍-磷) 合金要好,除此之外它还具有镀层致密/耐化学药品性好以及耐摩性/能屏蔽电磁波比硫酸镍磷合金好等特性/已广泛应用于汽车电子、航空电子、计算机电子、精密电子电镀、化学工业等领域特适用于卷对卷连续电镀中间层电镀工艺。

目前获取镍-磷合金中间层的方法有硫酸镍磷合金与氨基磺酸镍磷合金电两种, 本文综述了作为电子接插件镍-磷合金中间层(电镀氨基磺酸镍为主盐的镍-磷合金层)工艺, 氨基磺酸镍中间层合金工艺较硫酸镍磷合金工艺中间层工艺相比具有很多优点:1.沉积速度快、使用氨基磺酸镍可以通过的电流密度为1-20 A/dm2可根据法拉第两大定律导出下列公式:Z=2.448CTM/ND其中Z代表厚度(单位为微英寸); C 代表电流密度(单位为A/dm2) ;T代表时间(单位为分钟); M代表镍的原子量;N代表镍的电荷量;D代表镍的密度.(1)而硫酸镍电镀镍-磷合金可以通过的电流密度为1-5 A/dm2在相同时间内厚度是硫酸镍电镀镍-磷合金的1-4倍之间.2. 氨基磺酸镍镀液稳定性高、较硫酸镍电镀镍-磷合金有很好的柔软性, 折弯一般不因厚度而产生折弯龟裂现象。

3.氨基磺酸镍镀液有很高的溶解度(目前没有办法确定)至少在常温能溶解≥180g/lNi2+,而硫酸镍是≤100 g/lNi2+ (50℃),适用于高浓度电镀工艺.1氨基磺酸镍镍-磷合金工艺1.1氨基磺酸镍的制备可以用碱式碳酸镍和氨基磺酸来制备氨基磺酸镍镀液。

化学镀Ni-P合金工艺方法是一种常见的表面处理工艺，它可以显著改善钢材的耐蚀性、耐磨性和耐疲劳性。

对于高强度钢材来说，化学镀Ni-P合金工艺显得尤为重要，因为它可以有效提高钢材的使用寿命和性能稳定性。

本文将针对适用于高强度钢的化学镀Ni-P合金工艺方法展开详细介绍。

一、工艺原理化学镀Ni-P合金工艺是通过在钢材表面沉积一层Ni-P合金涂层来实现对钢材表面性能的改善。

在化学镀过程中，钢材作为阴极，镀液中的镍盐和磷酸盐则作为阳极，通过电化学反应在钢材表面沉积出Ni-P合金层。

Ni-P合金层的成分可以根据需要进行调节，通常可以控制磷的含量，从而调节合金层的硬度、耐蚀性等性能。

二、工艺流程1. 预处理：将钢材表面进行除油、除锈、酸洗等处理，以确保钢材表面干净、光滑，有利于镀涂层的附着力和质量。

2. 化学镀涂：将预处理后的钢材浸泡在镀液中，作为阴极进行电镀。

镀液中通常含有镍盐、磷酸盐等主要成分，同时还会加入一些添加剂，如稳定剂、增溶剂等，以调节镀层的成分和性能。

3. 清洗和干燥：将镀涂后的钢材进行清洗、烘干等处理，以确保镀层表面的干净和光滑。

4. 热处理：对镀涂后的钢材进行热处理，以提高合金层的结晶度和硬度，进一步改善钢材的性能。

三、工艺优点1. 良好的耐蚀性：镀Ni-P合金层可以有效阻隔钢材表面与外界介质的接触，提高钢材的抗腐蚀性能。

2. 优秀的耐磨性：Ni-P合金层的硬度较高，可以有效提高钢材的耐磨性，延长使用寿命。

3. 良好的光洁度：化学镀Ni-P合金工艺可以在钢材表面形成光滑、均匀的镀层，提高钢材的外观质量。

4. 镀涂层可调性好：可以根据需要调节合金层的成分和厚度，以适应不同的使用环境和要求。

四、工艺应用1. 汽车零部件：汽车发动机缸套、气门、传动轴等零部件往往需要具备良好的耐磨和耐蚀性，化学镀Ni-P合金工艺可以满足这些零部件的性能要求。

2. 航空航天领域：对于飞机发动机、导弹部件等需要高强度和耐高温性能的零部件，化学镀Ni-P合金工艺也广泛应用。

摘要:对电沉积镍-磷合金的工艺与性能进行了综述,包括镀液成分、镀覆条件、阳极组成等工艺条件的研究现状,并介绍了合金镀层的物相结构、非晶态与晶态之间的转化和不同成分的镀层的硬度、耐磨性、耐蚀性及影响这些性质的因素。

引言当镀层中磷的质量分数超过8%时,镍-磷镀层是一种非晶态合金,具有高耐蚀、耐磨、可焊性、磁性屏蔽、高硬度、高强度、高导电性等优异的性能,已广泛应用于汽车、航空、计算机、电子、化工和石油等领域。

近年来,由于环保的要求,以其它镀层代替铬镀层的技术越来越受到重视。

镍-磷合金镀层经热处理后的硬度接近或超过硬铬镀层,并且电镀镍-磷合金镀层具有很多优点,在成本和性能方面代替硬铬镀层是可行的。

目前用于制备镍-磷合金的方法有化学镀和电镀两种,电镀法与化学镀法相比具有很多优点,例如沉积速度快、镀液工作温度相对较低、镀液稳定性高、可制得更厚的镀层、成本较低等。

本文综述了电镀镍-磷合金的研究进展。

1 镍-磷合金的制备工艺目前,用于制备镍-磷合金的电镀一般有氨基磺酸盐、次磷酸盐和亚磷酸盐体系。

总体来说,这些镀液通常是由镍源(硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍等)、磷源(亚磷酸或次磷酸)、缓冲剂、络合剂及添加剂等组成。

1.1 镍源的影响研究表明,镀液中镍离子浓度低会导致沉积速度变慢,析氢严重。

随着镍离子浓度的增加,一般阴极电流效率会随之增高,镀层质量得到改善。

但镍离子浓度过高,镀层的沉积速度过快将导致镀层粗糙,镀层中磷的含量也会下降。

所以镀液中的镍离子要保持在一合适的浓度范围内。

对于不同的镍源,其阴离子也会对电镀产生影响。

BrennerA[1]的研究表明,硫酸镍的加入将有利于提高阴极电流效率。

余维平[2]等认为,硫酸根可能会在阴极还原,使镀层中夹杂少量硫。

1.2 磷源的影响次磷酸盐和亚磷酸是目前研究最多的两种磷源。

有研究认为以次磷酸为磷源的镀液制得的镀层有更好的光亮度[3],张春丽等[4]认为采用次磷酸为磷源的镀液有更高的镀速以及镀层硬度。

化学镀镍（EPN）工艺技术ENP俗称化学镀镍或自催化镀镍或镍磷镀及无电镀镍，是一种用化学的方法，在金属表面沉积出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷（硼）合金镀层的表面处理工艺技术。

它具有高均匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀及绿色环保等品质特征。

化学镀镍（ENP）工艺技术ENP（Electroless Nickel plating）工艺是一种用非电镀（化学）的方法，在零部件表面沉镀出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷硼合金镀层的先进表面处理工艺。

它兼有高匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和无漏镀缺陷及仿真性极好六大优点，其综合性能优于电镀铬。

在很多环境介质中甚至比不锈钢更耐腐蚀，用来代替不锈钢可以降低工件成本。

在工艺方面，化学镀镍是靠化学方法形成镀层，不受零件形状和尺寸的限制，任何复杂形状的零件各部位镀层厚度均匀一致，施镀过程中厚度精度为±2μm，能够满足各种复杂精密部件的尺寸要求，而且镍合金镀层质密光滑，镀后无需任何加工，还可以反复修镀。

该技术是目前发达国家重点推广的表面处理新技术。

一、ENP的基本原理ENP的基本原理是以次亚磷酸盐为还原剂，将镍盐还原成镍，同时使金属层中含有一定的磷，沉淀的镍膜具有催化性，可使反应继续进行下去。

关于ENP的具体反应机理，目前尚无统一认识，现为大多数人所接受的原子氢态理论是：1、镀液在加热时，通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢，而形成亚磷酸根，同时放出生态原子氢，即：H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2[H]2、初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化，使镀液中的镍离子还原，在催化金属表面上沉积金属镍：Ni2++2[H]→Nio+2H+3、随着次亚磷酸根的分解，还原成磷：H2PO2-+[H]→H2O+OH-+Po镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金，因此，ENP的基本原理也就是通过镀液中离子还原，同时伴随着次亚磷酸盐的分解而产生磷原子进入镀层，形成过饱和的Ni-P固溶体。