SiCpAl复合材料化学镀镍工艺的研究

铝合金化学镀镍工艺研究(一)摘要：研究了铝合金表面化学镀Ni-P合金的预处理、镀液配方及镀后热处理。

采用碱性化学镀镍作底层，然后进行酸性化学镀镍,能在铝合金表面获得光亮、平整、附着力良好化学镀镍(Ni-P)层。

镀层硬度为686HV，含磷量为11.17%。

关键词：铝合金;预处理;化学镀镍;附着力1引言化学镀Ni-P具有厚度均匀、硬度高、抗蚀性优异等特点，因此镀层广泛被应用于需耐磨的工件。

但是，铝合金表面即使在空气中停留时间极短也会迅速地形成一层氧化膜，以致影响镀层质量，降低镀层与基体的结合力。

本项研究得出了比较好的预处理方案，从而得到结合力良好，表面比较光亮的Ni-P镀层。

2实验方法2.1实验工艺流程试样制备→配制除油溶液→化学除油→水洗→侵蚀→水洗→超声波水洗→去离子水洗→一次锓锌→水洗→退锌→水洗→超声波水洗→去离子水洗→二次锓锌→水洗→去离子水洗→碱性镀→水洗→酸性镀→去离子水洗→吹干→冷却2.2除油配方及工艺除油：Na3PO4．12H2O(30g/L)NaCO3(30g/L)温度（65℃）时间（3min）2.3浸锌配方及工艺温度（42℃）一次浸锌时间（90S）二次浸锌时间（18S）2.4镀液配方与工艺碱性预镀液NiSO4．6H2O（30g/l）NaH2PO2．H2O（25g/l）．H2O（100g/l）温度（65℃）PH值（8.2）施镀时间（8min）酸性镀液NiSO4．6H2O（30g/l）NaH2PO2．H2O（25g/l）NH4C6H5O7．H2O（10g/l）乳酸C3H6O3（40ml/l）NaC2H302（10g/L）温度（85℃）PH值（4.8）施镀时间（120min）。

纤维镀层的 EDS 分 析及镀层 表面元素含 量 。 可看
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Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.14
下半月出版
Material & Heat Treatment 材料热处理技术
(a) Ni
Ni
Ni：100 at%
Ni
(b) Ni：72.02 at% P：27.98 at%
通过比较发现， 采用高温灼烧法和有机溶剂法 相结合，除胶效果更好，能获得良好的镀层。 最佳除 胶条件为：在空气中 400 ℃灼烧 10 min，然后再在有 机溶剂中浸泡 10 min。 2.2 正交试验优化镀镍工艺
通过正交试验， 采用综合平衡法对试验结果进 行分析，得到优化后的镀镍工艺：
电镀镍配方： NiSO4·6H2O 240 g/L；H3BO3 30g/L；NiCl 70g/L； C12H25NaSO4 0.1 g /L；pH 4～5；时 间 7 min；温 度 为 室 温；电流密度 0.32 A/dm2； 化学镀镍配方：
通过正交实验 L9(33) 分析，可得出，在化学镀 液 过程中， 各组分影响镀层质量及镀液稳定性的主次 顺序为：NiSO4·6H2O＞NaH2PO2·H2O＞ C3H6O3。 但是 pH 值 的 高 低 直 接 影 响 镀 层 质 量 和 溶 液 稳 定 性 ，当 pH 值低时， 溶液中的次磷酸盐易水解成正磷酸,镀 液变坏；pH 值高于 6，镀层的光亮度范围狭小、色泽 暗红、粗糙且不均匀。 2.4 镀层结合力测试
用 技 术 研 发 项 目 (CXY08001(3)) 作者简介:叶根(1985- ),男,陕西榆林人,硕士,研究方向为碳纤维增强
金属基复合材料; 电话:13720724800; E-mail:yeroots228@

HPA
60ml/L
HPB
180ml/L
温度
86.0 g/L
一般铝合金：3-4MTO；钢铁件、铜件5-7MTO
镀层耐腐蚀性、耐药性和耐变色性能好，槽液稳 定性佳；镀速10-12微米/小时
化学镀镍工艺流程
1、铁件、铜件的化学镀镍 工件→除油→水洗→酸洗活化→水洗→预镀镍→水洗→化学镀镍→水洗→钝化→水洗→干燥
钢/铝 钢/铝 合金钢
钢 铝合金
钢
提高耐磨性
25
提高耐磨性
25
提高耐腐蚀、耐磨性
18
提高耐腐蚀、均匀、润滑性
25
提高耐磨性
25
提高耐腐蚀、均匀性
化学镀镍的分类
类别（按镀层磷含量）
低磷化学镍
中磷化学镍
高磷化学镍
电镀镍
镀层含磷量
1-4%
5-8%
9-13%
0
PH
7.0-8.0
4.2-5.4
4.2-5.4
3.8-4.6
沉积镀速
12-16微米/小时
10-15微米/小时
5-7微米/小时
25-50微米/小时
耐中性盐雾（黄铜件基材， 镀层6微米）
24-48h
3、石油化工、航天行业
石油化工、航空零部件 过滤器原件 热交换器 涡轮叶片
各种形式的阀门
基体金属 铁 铁 钢 钢
油管和泵
钢
镀层厚度（微米） 25 75 75
25-75
50
使用目的 提高耐腐蚀、耐磨性 提高耐腐蚀 提高耐腐蚀、耐磨性 提高耐腐蚀、润滑性
提高耐腐蚀、耐磨性
除水阀 多向接头 压缩机叶片 伺服阀 活塞头 油嘴元件
使用目的 镀层耐磨 镀层耐腐蚀 镀层耐磨 镀层耐腐蚀饰和润滑 镀层耐磨、耐腐蚀饰和润滑 镀层耐磨 镀层耐磨 镀层耐腐蚀、钎焊、均匀 镀层耐腐蚀、装饰效果 镀层耐磨 镀层耐磨

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