钢铁件化学镀镍_磷合金前处理工艺的改进
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引言概述:
化学镀镍磷合金工艺是一种常用的金属表面处理方法,具有较高的耐腐蚀性和耐磨性。
本文旨在综述相关的研究文献,深入探讨化学镀镍磷合金工艺的研究进展、工艺参数优化、合金特性及其应用领域。
正文内容:
1.工艺研究进展
1.1传统化学镀镍磷合金工艺
1.2改进型化学镀镍磷合金工艺
2.工艺参数优化
2.1镀液成分优化
2.2温度和镀液pH值优化
2.3电流密度和镀液搅拌速度优化
2.4镀液中添加剂优化
3.合金特性研究
3.1镀层结构和成分分析
3.2镀层显微硬度和耐磨性研究
3.3镀层的结晶性质和晶体生长机制
4.应用领域
4.1电子电镀应用
4.2汽车工业应用
4.3航空航天应用
4.4冶金工业应用
4.5其他领域应用
5.工艺优缺点及未来发展趋势
5.1工艺优点
5.2工艺缺点
5.3未来发展趋势
总结:
综合上述研究文献,化学镀镍磷合金工艺在金属表面处理中具有广泛的应用前景。
不论是传统工艺还是改进工艺,都可以通过优化工艺参数来提高镀层的性能。
相关的合金特性研究有助于深入了解镀层的显微硬度、耐磨性等性能指标。
不同领域都可以找到该工艺的应用,例如电子电镀、汽车工业和航空航天等。
该工艺也存在一些缺点,如镀层中可能含有杂质等。
未来的发展趋势应该在提高工艺的经济性、环境友好性和镀层性能方面进行进一步的研究与改进。
金刚石化学镀镍预处理工艺的改进王树元;李晓箐【摘要】为了改进金刚石切割片中的树脂结合剂与磨粒之间相互的粘结程度,以希望达到覆着刺状金属层效果,文中对金刚石化学镀的预处理工艺进行了优化改进.采用了将金刚石粉末加入铬酸洗液中进行浸泡11h的亲水处理,选择了离子钯活化液实现活化处理.实验结果表明:未经亲水化处理的镍-磷镀层,部分晶面出现漏层现象,而亲水处理过的镀层无此现象;改进工艺能够实现凹凸不平的较厚的镀层的形成;酸性镀液的沉积速率相对较快,但采用该镀液获得的镀层的形貌大都平整光滑,很少出现刺状镀层,碱性镀液沉积速率虽然较低,但施镀温度低,镀液络合稳定常数较高,镀液更稳定,且在碱性镀液中更容易实现人造金刚石表面的刺状镀层的获得.%In order to improve the bonding degree between resin binder and abrasive particles of diamond slicing disk and to achieve the spiny coating covered effect,the pretreatment process for electroless nickel plating on diamond was improved.The diamond powder was added into chromic acid bath and soaked for 11 hours for hydrophilic treatment,and ionic palladium activation solution was chose to realize the activa tion treatment.The experimental results showed that,leakage on the part of the surface could be observed on the coating without hydrophilic treatment,but same phenomenon did not occurred on the coating treated by hydrophilic.The uneven and thick coating can be obtained by the improved process.The plating rate of acid plating bath was relatively fast,but the morphology of the coating obtained in this plating bath was mostly smooth,and there was few barbed coating.Although the plating rate of alkaline solution waslow,the plating temperature was low,the complexing stability constant of this plating solution was higher,the plating solution was more stable,and it was easier to obtain the thorn like coating on the surface of synthetic diamond in alkaline.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2017(039)011【总页数】4页(P5-8)【关键词】金刚石;镍-磷合金;化学镀;亲水;离子钯活化液【作者】王树元;李晓箐【作者单位】河北科技师范学院,河北秦皇岛066004;河北科技师范学院,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TQ153.3随着近年来微电子、光电子行业的迅速崛起,硅基的各类芯片不断被工业化生产,对单晶硅片的需求也有了快速的提高[1-3]。
镀镍磷处理工艺流程
1、工件前处理:前处理对镀层质量至关重要,要使镀前的工件表面无污染,并且是处于活化状态,此过程主要有:除油,除锈,抛光,水洗
2、酸洗活化:用酸洗活化剂浸泡工件2-3分钟,再水洗干净
3、用热的去离子水冲洗工件,使工件升温,以避免下一步施镀时,冷工件吸收镀液热量而降温,导致停镀
4、按照0.5-1.5dm2/升的装载比分散地吊挂在镀液中,控制镀液温度在意85-92摄氏度
5、施镀过程中要有适度的轻搅拌,使温度及镀液分布均匀,从而保证化学镀镍的稳定进行,和镀层的一致性
同时,要对镀液进行循环过滤
滤网:孔径1-8微米,耐100摄氏度,耐酸。
钢的化学镀镍磷DC金属3090****** 材料科学与工程学院摘要:本文简要介绍了钢铁化学镀镍磷的原理与工艺流程,简述了镀层的性能及技术指标,随之分析了影响镀层性能的主要因素,并据此给出了工艺中的除锈配方和镀液配方,最后对试验参数进行了测定与比较,得出了一定的结论,由此论证了化学镀镍磷的重要作用和这一工艺对钢铁性能改进的重要影响。
关键词:原子氢态理论镀层工艺热处理参数测定前言:化学镀镍磷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学镀特性的认识,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,化学镀镍磷能够显著提高设备的耐磨、耐蚀性能,延长其寿命,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]。
一、实验原理化学镀镍磷合金是一种在不加电流的情况下,利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍磷镀层的方法。
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根离子碰撞时,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,另外次亚磷酸根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。
以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍磷工艺,其反应机理,现普遍被接受的是“原子氢态理论”和“氢化物理论”。
下面介绍“原子氢态理论”,其过程可分为以下四步:1、化学沉积镍磷合金镀液加热时不起反应,而是通过金属的催化作用,次亚磷酸根在水溶液中脱氢而形成亚磷酸根,同时放出初生态原子氢。
H2PO2-+H2O→HPO3-+2H+H-2、初生态原子氢被吸附在催化金属表面上而使其活化,使镀液中的镍阳离子还原,在催化金属表面上沉积金属镍。
高磷化学镀镍磷合金工艺优化李雨;杨晨;刘定富【摘要】采用正交试验对化学镀镍-磷合金镀液的添加剂进行优化.基础镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 26 g/L,NaH2PO2·H2O 30 g/L,CH3COONa·3H2O 16 g/L,柠檬酸21.5 g/L,88%乳酸5 mL/L,OP-10 5 mg/L,pH 4.80±0.2,温度(88±2)℃,时间2h.探讨了添加剂苯骈三氮唑(BAT)、苯并咪唑(BMI)、氨三乙酸(NTA)和硫酸高铈对镀速、镀层光泽度和磷含量的影响.4种添加剂的最优组成为:BAT 1.0mg/L,BMI 10 mg/L,NTA 0.5 g/L,Ce(SO4)2·4H2O 6 mg/L.采用该组合添加剂进行化学镀Ni-P合金时,镀速为10.92μm/h,镀层光泽度和磷含量分别为225 Gs和12.96%,表面均匀、致密、平整.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2014(033)023【总页数】3页(P1024-1026)【关键词】镍-磷合金;化学镀;高磷;镀速;光泽度【作者】李雨;杨晨;刘定富【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550025;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550025;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TQ153.12化学镀镍–磷合金由于具有均镀能力好、硬度高、耐腐蚀性和耐磨性强等特性,已在工业领域中获得较广泛的应用[1-3]。
镍–磷合金有低磷(1%~4%)、中磷(5%~8%)和高磷(9%~12%)3种[4]。
其中,高磷镍–磷合金具有良好的耐蚀性和稳定的非磁性,是一种良好的功能性镀层,其应用和开发已得到迅速发展[5-7]。
本文主要以化学镀镍沉积速率、镀层磷含量、镀层光泽度和镀层微观形貌为评价指标,通过正交优化得到了沉积速率高于10 μm/h 的高磷酸性化学镀镍–磷合金工艺,制得光泽度大于200 Gs、P 质量分数在12%以上、结构均匀、致密的层状镀层,为实际生产提供一定的理论指导。
化学镀镍磷合金工艺研究王孝镕顾慰中摘要化学镀镍磷合金由于其优良的性能在工业上得到了广泛应用。
为改进传统工艺所存在的不足,采用乳酸-柠檬酸混合络合剂体系研究了络合剂、温度、pH值及稳定剂对沉积速度的影响。
优选出一种最佳工艺。
该工艺稳定、沉积速度高、成本低,所得镀层平整、光亮、孔隙率低、硬度高,具有很好的应用价值。
关键词: 化学镀镍磷合金Study of Electroless Nickel-Phosphorus Plating ProcessWANG Xiaorong GU WeizhongAbstract: Electroless nickel-phosphorus alloy deposits have been widely adopted in industries for theirexcellent properties. In view of the weaknesses of traditional techniques, acidic system with mixed complexant of latic acid and sodium citrate was adopted. The effect of complexant, temperature, pH value and stabilizer on deposition rate was studied. A process has been optimized with strengths such as high stability, fast plating rate, low cost, smooth and bright deposits, low porosity and high hardness.Keywords: electroless plating, nickel-phosphorus1 引言化学镀镍磷含金由于其优良的耐磨、耐蚀、磁屏蔽性以及适用于各种材料(包括非金属材料)的复杂零件的施镀,已广泛应用于航空、航天、电子、石油和化工等工业。
化学镀处理中的镀层工艺优化与改进化学镀处理是一种常用的表面处理方法,它可以使金属表面得到镀层的保护,同时也可以改善金属表面的物理和化学性质,增强其耐腐蚀性、耐磨性、抗氧化性以及导电性等。
然而,化学镀处理中的镀层工艺还存在着一些问题,例如涂层质量不稳定、成本高昂、环境污染等。
因此,我们有必要对化学镀处理中的镀层工艺进行优化和改进,以实现更高效、更环保、更经济的生产模式。
一、镀层质量稳定性改进在化学镀处理过程中,由于许多因素的影响,例如电流密度、温度、pH值、镀液组成等因素,导致镀层在质量上存在一定的波动性。
因此,在化学镀处理过程中,需要对这些影响因素进行控制,以提高镀层质量的稳定性。
具体措施如下:1.合理控制电流密度。
针对不同的金属基材和镀液配方,制定合理的电流密度范围,确保镀层的厚度和均匀性。
2.优化温度控制。
选择合适的温度范围,并进行精确的控制,以避免温度过高或者过低引起的问题。
3.调节pH值。
pH值对镀液中的金属离子含量有着重要的影响。
在不同的镀液配方中,需要针对性地调整pH值,以避免过高或者过低的pH值对镀层稳定性造成不良影响。
4.控制镀液中的杂质含量。
在化学镀处理过程中,镀液中可能会存在一些杂质物质,例如氧气、杂质金属离子、重金属盐等,这些杂质可能会对镀层质量造成一定的影响。
因此,需要采取措施,降低镀液中的杂质含量。
二、生产成本降低化学镀处理的过程中,成本是一个重要的考虑因素。
为了降低生产成本,需要采取一些有效的措施。
1.优化镀液配方。
镀液配方的优化可以减少镀层产生的浪费,优化镀液的成分可以减轻成本压力,特别是在采购成分较为昂贵的情况下会更加减轻成本。
2.延长使用寿命。
是否能够将镀液反复使用,对于工厂来说是非常重要的。
处理液反复使用的前提在于能够保持一定的质量水平,因而会采用化学等方法对其进行处理,这样可以大幅度降低成本。
3.减少浪费。
化学镀处理的过程中,会产生一定的污水和废料,这些废料不仅会对环境造成污染,而且也是成本的一大来源。
如何改善化学镀镍的耐腐蚀性能化学镀镍是一种常用的表面处理技术,可以为金属表面提供一层均匀的镍层,以提高金属材料的耐腐蚀性能。
然而,在一些特定的环境中,镀镍层的耐腐蚀性能可能不够理想。
为了改善化学镀镍的耐腐蚀性能,可以采取以下几种方法:1.选择适当的化学镀镍工艺:不同的镀镍工艺会对镀层的性能产生影响,因此在选择化学镀镍工艺时应考虑到所需的耐腐蚀性能。
例如,添加适量的硼酸可以提高镀层的硬度和耐蚀性。
2.使用合适的镀液配方:镀液中的成分和配方也是决定镀层性能的重要因素。
例如,添加一些有机添加剂可以改善镀层的均匀性和致密性,从而提高耐腐蚀性能。
3.控制镀液的pH值和温度:镀液的pH值和温度也会对镀层的性能产生影响。
通常情况下,较高的温度和较低的pH值可以提高镀层的致密性和结晶度,从而提高耐腐蚀性能。
4.进行适当的预处理:在进行化学镀镍之前,金属材料的表面需要进行适当的预处理,以去除表面污染物和氧化物。
常用的预处理方法包括机械抛光、酸洗和电解清洗等。
通过适当的预处理可以提高镀层与基材的结合力,从而提高耐腐蚀性能。
5.采用多层镀膜:镀膜的厚度对镀层的耐腐蚀性能有一定影响,通常情况下,越厚的镀层耐腐蚀性能越好。
因此,在一些特殊情况下,可以考虑采用多层镀膜的方式来增加镀层的厚度,从而提高耐腐蚀性能。
6.进行后处理:在进行化学镀镍之后,可以进行适当的后处理来进一步改善镀层的耐腐蚀性能。
例如,通过热处理或电沉积的方式,可以增加镀层的结晶度和致密性,从而提高耐腐蚀性能。
总之,通过选择适当的化学镀镍工艺、使用合适的镀液配方、控制镀液的pH值和温度、进行适当的预处理、采用多层镀膜以及进行适当的后处理等方法,可以有效地改善化学镀镍的耐腐蚀性能。
超光亮化学镀镍配方的改进与应用首先,超光亮化学镀镍配方的改进可以从镀镍液的成分和配比入手。
通过调整镀镍液中镍盐、酸、络合剂和助镀剂等物质的比例和类型,可以改变镀层的质量和性能。
例如,可以选择高纯度的镍盐和酸,减少杂质的含量,提高镀层的均匀性和耐腐蚀性。
其次,可以改进超光亮化学镀镍的工艺参数。
在实际的镀镍过程中,镀液的温度、酸度、电压和镀液搅拌速度等因素都会影响镀层的质量。
通过优化这些工艺参数,可以获得更加均匀、光亮的镀层。
此外,还可以采用电流脉冲技术,控制电镀过程中的电流密度和时间,减少氢气的析出和镀层的微孔缺陷。
另外,可以引入一些新型的添加剂,改善超光亮化学镀镍的性能。
例如,可以添加一些有机膜形成剂,形成一层致密的有机膜,提高镀层的耐腐蚀性和耐磨性。
还可以添加一些功能性添加剂,如硬化剂、涂层剂等,增加镀层的硬度和附着力。
对于超光亮化学镀镍配方的应用,主要体现在以下几个方面。
首先,超光亮化学镀镍可以广泛应用于金属制品的表面处理。
例如,可以将其应用于不锈钢制品的表面镀饰,提高产品的外观质量和使用寿命。
此外,还可以将其应用于汽车零部件、家电产品等金属制品的镀饰,起到美观、防锈和防腐蚀的作用。
其次,超光亮化学镀镍还可以用于电子行业。
在电子器件和电路板的制作过程中,常常需要进行金属镀层的处理,以提高电子器件的导电性和耐腐蚀性。
超光亮化学镀镍具有较高的导电性和耐腐蚀性,适用于各种电子器件的镀层处理。
另外,超光亮化学镀镍还可以应用于航空航天工业。
在航空器和航天器的制造过程中,常常需要对金属材料进行防腐蚀处理,以保证其在极端环境下的使用性能。
超光亮化学镀镍可以形成一层致密的镀层,具有较强的防腐蚀性,适用于航空航天器材料的保护。
综上所述,超光亮化学镀镍配方的改进与应用具有重要意义。
通过改进配方和工艺参数,可以获得更好的镀层质量和性能。
而其广泛的应用领域,也表明其在金属制品表面处理和功能性材料制备方面的重要性。
文章编号:1001-3849(2010)01-0029-02
钢铁件化学镀镍-磷合金前处理工艺的改进
赵予川
(杰昌金属表面处理厂,广东深圳 518105)
摘要:通过生产实践提出了一种化学镀镍-磷合金前处理工艺:采用专用的商品活化剂活化,活化后增加了一道阳极电解工序,以除去活化处理后表面残留的挂灰,在化学镀前增加了能促进化学镀触发反应的预浸氨水工序,获得了结合力良好的化学镀镍-磷合金镀层。
关 键 词:化学镀;N i-P合金镀层;预浸;阳极电解;前处理
中图分类号:T Q153.2 文献标识码:B
I m p r o v e m e n t o n P r e t r e a t m e n t T e c h n o l o g y o f N i c k e l-p h o s p h o r u s
A l l o y E l e c t r o l e s s P l a t i n g f o r S t e e l P a r t s
Z H A OY u-c h u a n
引 言
钢铁件化学镀镍-磷合金技术已经在工业领域中得到了广泛的应用。
在实践应用中发现,由于钢材种类繁多,采用普通的除油工艺,盐酸浸蚀,预镀等前处理方式,在高碳钢及热处理后的合金钢表面往往难以得到结合力良好的化学镀层,本文提出了一种新的化学镀镍-磷合金前处理工艺,适用材料范围广,在各种钢材表面都可获得结合力优良的化学镀镍层。
1 工艺流程
除油※活化剂活化※阳极电解※预浸※化学镀镍-磷合金※水洗※烘干。
1.1 工艺流程的几点说明
1)除油工序可根据零件表面的油污程度灵活安排。
2)常规浸蚀往往采用盐酸来去除金属表面氧化膜、氧化皮及锈蚀产物,但在高碳钢及热处理后的高硬度合金钢表面活化效果则不理想,难以通过更严格的结合力测试实验。
活化剂为复配的酸性物质,对普通碳钢,尤其是高碳钢及热处理后的合金钢有明显的活化作用,能显著提高镀层与基体的结合力。
3)经活化剂处理后,试样表面会有少量挂灰,需要通过后续的阳极电解工序加以去除。
4)预浸溶液为低浓度的氨水,预浸后的零件进入镀液中可迅速触发反应,对于保证高孔隙率工件镀镍层的结合力特别有好处。
另外,预浸后工件表面会有一层微碱性的膜层,可避免生产中的很多潜在问题发生。
1.2 阳极电解溶液组成及操作条件
阳极电解采用碱性溶液,其组成及电解条件如下:
N a O H20~50g/L
N a2C O320~40g/L
N a3P O4·12H2O30~50g/L
θ55~60℃
t1~3m i n
活化剂活化后零件表面会有一层黑色挂灰,可
·
29
·
2010年1月 电镀与精饰 第32卷第1期(总202期)
①收稿日期:2009-07-23 修回日期:2009-08-13
作者简介:赵予川(1978-),男,河南许昌人,杰昌金属表面处理厂工程师.
通过阳极电解加以去除,否则会影响镀层的结合力。
1.3 活化剂活化
D I T -105活化剂
10%~20%盐酸100~200m L /L
t
2~5m i n
不同钢材活化时间不同,时间过短,结合力差;
时间过长,零件容易发生过腐蚀。
1.4 预 浸
化学镀前的预浸工序的溶液组成及操作条件如下:
N H 3·H 2O
0.3%~0.5%
t
5~25s
θ室温
氨水容易挥发,可定期补加,长期使用后,需及时更换。
1.5 化学镀镍-磷合金
化学镀N i -P 合金的镀液为商品浓缩液,镀液组成及操作条件如下:
E N -900A 60m L /L E N -900B 150m L /L
p H
4.6~
5.0
θ
87~92℃
镀速16~21μm /h
E N -900A /B /C 系列为配置好的化学镀镍商品浓缩液,其中E N 900A ,E N 900B 组成开槽液,平时补加E N 900A 和E N 900C ,预浸后无须水洗,直接入槽。
预浸用的氨水浓度很低,加之化学镍槽生产过程中p H 会下降,往往需要调高p H ,因此预浸氨水对化学镀镍槽的p H 几乎无影响。
2 镀层结合力检测
1)将镀件放在温度为(250±10)℃烘箱里,保温2h ,取出后迅速投入冷水中骤冷,5m i n 后取出,镀层无起泡,无脱皮。
2)将镀件弯曲180度,折弯处无起泡,无脱皮。
3)将镀件装配于某设备上,反复摩擦1000次,镀层无脱皮,无起泡。
3 结 论
改进后的化学镀镍-磷合金前处理工艺已应用一年多,工艺稳定,对改善化学镀镍层的结合力效果
显著,产品受到客户的好评。
巧用波美计
波美度(B e )是代表溶液中溶质的实际含量,B e 和相对密度(d )之间的关系为:
B e =144.3-(144.3/d )
用化学分析方法测定镀液组分的质量浓度,数据更准确,但需要一定的时间。
对于某些组分适用浓度范围较宽的镀液,例如镀铬溶液,用波美计测量,查表后就可快速得到铬酸的含量。
使用波美计,也同样可快速知道镀镍液中硫酸镍的质量浓度。
如B e 为17,则ρ(硫酸镍)为170g /L ;若B e 为20则ρ(硫酸镍)为200g /L 。
笔者利用波美计为某电镀厂测定光亮镀镍液的B e 为25,即ρ(硫酸镍)为250g /L ,同时将样液到化验室进行化学分析,结果ρ(硫酸镍)为249g /L ,仅相差1g /L 。
对于氰化镀铜工艺,若B e 为9,ρ(铜盐)约为30g /L ;B e 为17,ρ(铜盐)为50g /L 左右。
值得注意的是,对于碱性镀液,新配液与旧镀液具有相同的主盐质量浓度,但波美度不一样,新配液的要低一些。
例如,某公司新配氰化镀银槽ρ(A g +
)为20g /L ,
ρ(K C N )游离为120g /L ,B e 为14。
旧镀液与新配液有相同的ρ(A g +
),但B e 是17。
原因很清楚,因为
在碱性镀液中,旧镀液中的K C N 和O H -长时间与空气中的C O 2作用,生成碳酸盐而累积于镀液中,使波美度升高。
因此,在实践中这是要注意的。
在氰化钾镀锌溶液中,用测定的波美度估计K C l 的含量,比化验的结果更准确。
化验结果一般都要偏高很多,因为加入的自来水中、补加的
Z n C l 2、调p H 用的H C l 都会将C l -引入镀液,用测定C l -来计算ρ(K C l ),必然使结果偏高。
因此,笔者通常不化验K C l ,只化验锌和H 3B O 3,用波美度来估算ρ(K C l )。
若测得B e 为16,ρ(K C l )则为160g /L 。
如果工艺要求ρ(K C l )为180g /L ,只要补加20g /L 就可。
根据这一实践经验,进行加料补充,从来没有发生差错。
实践证明,在特殊情况下,使用波美计快速测定组分含量是可行的。
陈勿初
(厦门华泰利表面处理有限公司)
·30· J a n .2010 P l a t i n g a n d F i n i s h i n g V o l .32N o .1S e r i a l N o .202。