化学镀镍层的耐磨性

镀镍知识点总结

一、镀镍的原理

镀镍的原理是利用电化学原理，通过在金属表面形成一层镍的保护膜，来改良金属表面的性能和外观。镀镍的方法主要包括电化学法、化学法和真空镀等。其中，电化学法是利用电流的作用，在镍离子的溶液中通过电解的方式沉积镍层，化学法则是通过化学反应的方式将镍沉积在基材表面。真空镀则是利用真空技术，在无氧气的环境下将镍蒸发沉积在基材上。这些方法均可实现在金属表面形成一层均匀、致密的镀层。

二、镀镍的优点

1. 良好的耐腐蚀性：镍具有良好的耐腐蚀性，因此镀镍能够有效提高金属材料的耐腐蚀性能。

2. 良好的耐磨性：镀镍层硬度较高，能够提高金属材料的耐磨性，延长使用寿命。

3. 美观性：镀镍可以提供金属表面亮丽的光泽，增加产品的质感和美观度。

4. 导电性：镀镍层具有良好的导电性，可以用于电子元件和导电材料。

三、镀镍的应用

1. 机械工业：镀镍广泛应用于汽车零部件、机床零件、工具和机械配件等，以提高它们的耐腐蚀性和耐磨性。

2. 电子工业：镀镍用于制作电子元件、电阻器、连接器等，以提高其导电性和耐腐蚀性。

3.装饰工业：镀镍可以用于珠宝、钟表、金属餐具等的表面处理，增加其光泽和美观度。

4. 化工工业：在化工设备、管道和阀门上应用镀镍，以提高其耐腐蚀性。

四、镀镍的工艺

1. 预处理：镀镍前的基材表面需要进行清洗、脱脂、除锈等处理，以确保镀层的附着性和均匀性。

2. 化学镀镍：化学镀镍是将金属浸入含有镍化合物的化学溶液中，通过化学反应将镍沉积在基材表面的方法。化学镀镍的优点是工艺简单、成本低，易于控制厚度和均匀性。

3. 电化学镀镍：电化学镀镍是把金属作为阳极，镍盐溶液中的镍离子通过电解的方式沉积在金属表面的方法。电化学镀镍的优点是可控性强，镍层均匀、致密。

五、镀镍的质量控制

1. 镀层厚度：镀层的厚度直接影响其耐腐蚀性和耐磨性，因此需要严格控制镀层的厚度。 2. 镀层均匀性：镀层均匀性是指镀层在基材表面的分布均匀性，需要通过适当的工艺控制来保证。

化 学 镀 镍

1 化学镀的定义

化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法.

Mn+ + ne(由还原剂提供的)

催化表面 M0

2 化学镀与电镀的区别

电镀是利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属的过程。而化学镀是不外加电流，在金属表面的催化作用下经化学还原法进行的金属沉积过程。

3 化学镀的优缺点

优点：

(1) 可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。

(2) 无论零件的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。

(3) 可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸。

(4) 无需电源。

(5) 镀层致密，孔隙小。

(6) 镀层往往具有特殊的化学，机械或磁性能。

缺点：

（1）溶液稳定性差，溶液维护，调整和再生等比较麻烦，成本比电镀高。

（2）镀层常显示出较大的脆性。

4 化学镀镍和电镀镍制品性能比较

比较项目 电镀镍层 化学镀镍层

组成 99%以上Ni 92%Ni，8%P（平均值）

外观 暗至光亮 半光亮至光亮

结构 晶态 非晶态

密度 8．9 7．9（平均）

厚度均匀性 差 好

硬度（镀态） HV=200~400 HV=500~700

加热硬化 无变化 HV=900~1300

耐磨性 相当好 极好

耐蚀性 好（多空隙） 优良（空隙少）

相对磁化率（%） 36 4

电阻率/μΩ・ｃｍ-1 7 60~100

热电导/J・cm-1・s-1・℃-1 0．16 0．01~0。02

无润滑油 磨损 0．38

有润滑油 0．2 0．2

5 化学镀能获得镀层的构成

（1） 纯金属镀层，如Cu Sn Ag Au Ru Pd

（2） 二元合金镀层，如Ni—P Ni—B Co—P Co—B

化学镀镍：镀层性能

发布日期：2013-04-10 浏览次数：14

核心提示：化学镀层，特别是化学镀镍层有着广泛的工业应用，这主要是由于它具有独特的耐蚀性和耐磨性，镀层的结构和化学组成直接决定它们的这些性能及其他重要特性。

1结构

化学镀层，特别是化学镀镍层有着广泛的工业应用，这主要是由于它具有独特的耐蚀性和耐磨性，镀层的结构和化学组成直接决定它们的这些性能及其他重要特性。这些性能同样取决于槽液组成和沉积参数(如，温度和搅拌)，化学镀的另一个重要优点是它能够在任意形状的物体上沉积均匀的镀层。

化学镀镍层依据所使用的还原剂分为两类：一类是Ni—P合金；另一类是N—B合金。

镀态化学镀层是一种亚稳态过饱和合金[13]，在酸性镀槽中用次磷酸盐作还原剂沉积的化学镀层结构为非晶态或液体状[13]，在330℃左右热处理发现(文献[3，13]，见“基本原理”第16章)产生半结晶，面心立方(fcc)镍分布在金属互化物(如，Ni3P和Ni3B)中。沉积过程中不会形成金属互化物，因此镀态化学镀镍层中，P原子不规则地夹杂在Ni原子之间，正如上面所讨论(如图18—3所示)，Ni-P镀层中的P含量取决于镀槽的pH值。通常，槽液pH值越高，镀层的含P量越低，镍的结晶态越高，也就是说，P含量越低，组成膜层的单元镍晶粒的平均尺寸越大。因此，可以认为，P在晶体形成中起抑制剂的作用。可以通过下面简单形式进行解释：当P原子夹杂到Ni原子之间时，P原子的存在，减少了Ni原子之间接触形成延展镍晶体的可能性。沉积过程中伴随H2的逸出，接近生长膜处的pH值将升高，而随后的搅拌使pH值回到原来的较低值，这种周期变化使得P含量随膜层厚度变化，20世纪50年代[14]某些研究人员已经观察到了这一现象。另外，P含量还决定材料密度，图18—4表明，在P含量为0时，镀层的密度接近其金属块的密度[15]。

图18—4合金组成对Ni—P和Ni—B镀层的影响

- 1 - 化学镀镍热处理

化学镀镍是一种常用的表面处理技术，可以增强材料的抗腐蚀性和耐磨性。但是，在使用过程中，化学镀镍件可能会遭受高温或机械力的作用，导致表面出现裂纹或变色等问题。为了解决这些问题，需要对化学镀镍件进行热处理。

化学镀镍热处理的主要目的是改变材料的晶体结构和组织，提高其物理和化学性能。热处理过程中，化学镀层会经历一系列的相变和晶粒长大，使得其晶粒变得更加紧密，表面更加光滑。同时，热处理还可以去除残留应力、提高化学镀层的硬度和耐磨性。

化学镀镍热处理的具体方法包括常规热处理、退火热处理和固溶热处理。常规热处理通常在500℃以上进行，可以使化学镀层中的Ni和Fe元素发生反应，形成NiFe合金，从而提高其硬度和耐蚀性。退火热处理则是在高温下进行，可以使化学镀层中的残余应力得到释放，同时使得晶粒长大，表面更加光滑。固溶热处理则是将化学镀层和基材一起加热，使得两者发生固相反应，形成一层紧密的连接层。

需要注意的是，化学镀镍热处理的方法和温度需要根据具体材料的性质和应用环境进行选择和调整。同时，在热处理过程中需要注意控制温度和时间，以避免过度加热或过长停留时间导致化学镀层的损坏。