Ni-SiC纳米复合电镀工艺与镀液均镀能力

1、作用与特性P C B（是英文Printed Circuie Board印制线路板的简称）上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。

对于重负荷磨损的一些表面，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大提高耐磨性。

当用来作为阻挡层时，镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。

哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，而且能适应热压焊与钎焊的要求，唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB，通常采用光镍/金镀层。

镍镀层厚度一般不低于2.5微米，通常采用4-5微米。

PCB低应力镍的淀积层，通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。

我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半光亮镍），通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。

2、氨基磺酸镍（氨镍）氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。

所获得的淀积层的内应力低、硬度高，且具有极为优越的延展性。

将一种去应力剂加入镀液中，所得到的镀层将稍有一点应力。

有多种不同配方的氨基磺酸盐镀液，典型的氨基磺酸镍镀液配方如下表。

由于镀层的应力低，所以获得广泛的应用，但氨基磺酸镍稳定性差，其成本相对高。

3、改性的瓦特镍（硫镍）改性瓦特镍配方，采用硫酸镍，连同加入溴化镍或氯化镍。

由于内应力的原因，所以大都选用溴化镍。

它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层；并且这种镀层为随后的电镀很容易活化，成本相对底。

4、镀液各组分的作用：主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。

镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同，镍盐允许含量的变化较大。

镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。

但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。

模具制造技术论文模具制造是当前材料科学与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支。

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模具制造技术论文篇一浅谈模具制造中的表面强化技术摘要：在日常生产过程中模具的使用寿命成了工业生产过程中最大的问题，如何提高压铸模具的寿命我们就得在对其的表面处理工艺上下工夫。

本文介绍在模具制造领域中应用较为广泛的几类表面强化技术，并对其性能指标和经济性作了比较。

介绍了稀土表面强化技术在模具制造中的应用进展。

对纳米表面强化技术在模具制造中的应用作了展望。

关键词：模具制造表面强化技术引言表面强化是当前材料科学与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支。

表面工程具有学科的综合性，手段的多样性，广泛的功能性，潜在的创新性，环境的保护性，很强的实用性和巨大的增效性，因而受到各行各业的重视。

表面强化技术在模具制造领域中的应用，在很大程度上弥补了模具材料的不足。

可用于模具制造的表面强化技术十分广泛，既包括传统的表面淬火技术、热扩渗技术、堆焊技术和电镀硬铬技术，又包括近20年来迅速发展起来的激光表面强化技术、物理气相沉积技术(PVD)、化学气相沉积技术(CVC)、离子注入技术、热喷涂技术、热喷焊技术、复合电镀技术、复合电刷镀技术和化学镀技术等。

而稀土表面强化技术的进展和纳米表面强化技术的兴起必将进一步推动模具制造的表面强化技术的发展。

表面强化技术应用于模具型腔表面处理，可达到如下目的：(1)提高模具型腔表面硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能，大幅度提高模具的使用寿命。

提高模具型腔表面抗擦伤能力和脱模能力，从而提高生产率。

(2)经表面涂层或合金化处理过的碳素工具钢或低合金钢，其综合性能可达到甚至超过高合金化模具材料及硬质合金的性能指标，从而可大幅度降低材料成本。

(3)可以简化模具制造加工工艺和热处理工艺，降低生产成本。

(4)可用于模具型腔表面的纹饰，以提高制品的档次和附加值。

化学镍配伍硫酸镍400-460g/L A剂次磷酸钠180-200g/L+络合剂+稳定剂+促进剂 B 剂次磷酸钠480-520g/L+光剂+稳定剂 C剂化学镀镍化学镀镍已成为国际上表面处理领域中发展最快的工业技术之一，以其优良的性能，在几乎所有的工业部门都得到了广泛应用，每年总产值达10亿美元，而且每年还以5%～7%的速度递增。

一、性质和用途用次磷酸钠作还原剂获得的镀层实际上是镍磷合金。

依含磷量不同可分为低磷（1%～4%）、中磷（4%～10%）和高磷（10%～12%）。

从不同pH值的镀液中可获得不同含磷量的镀层，在弱酸性液（pH=4～5）中可获得中磷和高磷合金；从弱碱性液（pH=8～10）中可获得低磷和中磷合金。

含磷为8%以上的Ni-P合金是一种非晶态镀层。

因无晶界所以抗腐性能特别优良。

经过热处理（300～400℃）变成非晶态与晶态的混合物时硬度可高达HV=1155；化学复合镀层硬度更高，如Ni-P-SiC，镀态HV=700，350℃热处理后可达到HV=1300。

非晶态合金是开发新材料的方向，现已成为工程学科的一大热门。

近年低磷化学镀镍是研究开发的又一热点，含磷1%～4%的Ni-P合金，镀态的HV=700，热处理后接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想镀层，又是可在铝上施镀的好镀种。

化学镀层的种类、性质和主要用途，列于表3-1-2。

化学镀镍层与电镀镍层的性能比较，列于表3-1-3。

表3-1-2 化学镀镍种类性质和主要用途表3-1-3 化学镀镍与电镀镍的性能比较化学镀镍的脆性较大，在钢上仅能经受2.2%的塑性变形而不出现裂纹。

在620℃下退火后，塑性变形能力可提高到6%；当热处理温度达840℃时，其塑性还可进一步改善。

化学镀镍层同钢铁、铜及其合金、镍和钴等基体金属有良好的结合力。

在铁上镀覆10～12μm的化学镀镍层，经反复弯曲180°后未出现任何裂纹和脱落现象。

但与高碳钢、不锈钢的结合力比上述金属差；同非金属材料的结合力会更差些，重要的是取决于非金属材料镀前预处理质量。

第1篇摘要：本文主要介绍了电镀锌镍合金工艺的基本原理、工艺流程、工艺参数及质量控制方法。

通过分析电镀锌镍合金的特点和应用，阐述了电镀锌镍合金工艺在工业生产中的重要地位。

一、引言电镀锌镍合金是一种具有优良耐腐蚀性能、耐磨损性能和导电性能的合金材料。

在工业生产中，电镀锌镍合金广泛应用于汽车、电子、航空、船舶等行业。

随着我国经济的快速发展，电镀锌镍合金的需求量逐年增加。

本文旨在探讨电镀锌镍合金工艺的基本原理、工艺流程、工艺参数及质量控制方法，为电镀锌镍合金的生产和应用提供参考。

二、电镀锌镍合金工艺的基本原理电镀锌镍合金工艺是利用电解原理，将锌、镍金属离子在阴极还原沉积，形成锌镍合金层的过程。

该工艺主要包括以下几个步骤：1. 预处理：将被镀工件进行除油、除锈、活化等预处理，以提高镀层的附着力。

2. 电解液配制：根据电镀锌镍合金的要求，选择合适的电解液成分，配制电解液。

3. 电镀：将被镀工件放入电解液中，通以直流电，使锌、镍金属离子在阴极还原沉积，形成锌镍合金层。

4. 后处理：电镀完成后，对工件进行清洗、钝化、烘干等后处理，以提高镀层的性能。

三、电镀锌镍合金工艺流程1. 工件预处理：包括除油、除锈、活化等步骤，以确保镀层具有良好的附着力。

2. 电解液配制：根据工艺要求，选择合适的电解液成分，如硫酸锌、硫酸镍、硫酸等。

3. 电镀：将被镀工件放入电解液中，控制电流密度、温度、时间等工艺参数，使锌、镍金属离子在阴极还原沉积。

4. 清洗：电镀完成后，将工件清洗干净，去除表面残留的电解液和杂质。

5. 钝化：对工件进行钝化处理，以提高镀层的耐腐蚀性能。

6. 烘干：将钝化后的工件进行烘干，去除表面水分。

四、电镀锌镍合金工艺参数1. 电流密度：电流密度对镀层质量有较大影响，一般控制在1-2A/dm²。

2. 温度：温度对镀层质量也有一定影响，一般控制在室温至50℃之间。

3. 时间：电镀时间应根据工件厚度、电流密度等因素进行调整，一般控制在30-60分钟。

文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１６)０３Ｇ０３１０３Ｇ０６电沉积N i ＧW ＧR e x O y 复合镀层组织性能研究∗张雪辉１,李晓闲２,陈㊀颢１,李金辉２,彭㊀超３(１．江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州３４１０００;２．江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州３４１０００;３．湖南有色中央研究院,长沙４１０２００)摘㊀要:㊀通过采用直流电沉积技术在４５＃钢基体表面制备了N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层,利用S E M ㊁E D S 等表征手段分析了复合镀层的组织结构和表面形貌,并对其厚度㊁W 含量㊁显微硬度以及耐蚀性能进行了测定.结果表明,稀土氧化物的加入有利于提高镀液的阴极极化作用,使镀层晶粒组织细化,并且随着添加量的增加,镀层组织由晶态向非晶态发生转变,复合镀层的W 含量㊁显微硬度值㊁耐腐蚀性能逐渐提高.当其添加量为１６g /L 时,复合镀层综合性能最优.关键词:㊀电沉积;N i ＧW 复合镀层;显微组织;耐腐蚀性中图分类号:㊀T Q １５３．２;T G １７文献标识码:AD O I :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００１Ｇ９７３１．２０１６．０３．０１９０㊀引㊀言钨及其合金因其性能优异而广泛应用于国防军工和先进民用制造业等诸多领域.然而,由于钨的熔点高㊁硬度大,难以进行机械加工,因此,研究人员尝试用各种表面改性方法(气相沉积㊁等离子喷涂等)在基体上制备金属钨及其合金表面涂层[１],赋以基体独特性质,拓展其应用领域.其中尤以电沉积技术更具发展前途[２Ｇ３].N i ＧW 系复合镀层具有优异的摩擦学㊁磁学㊁光学㊁电学以及电化学腐蚀学等方面的性能,在代铬镀层㊁微电子系统及微电铸工艺等领域具有广阔的应用前景[４Ｇ５].电沉积过程中,在镀液中添加A l ２O ３[６]㊁S i C [７Ｇ８]㊁S i O ２[９]㊁Z r O ２[１０]㊁C e F ３[１１Ｇ１２]等陶瓷颗粒,不仅能有效降低镀层中气体元素的有害作用,同时可以明显提高镀液的电流效率和分散能力,改善复合镀层的耐腐蚀性㊁力学性能以及焊接性等综合性能[１３Ｇ１４].稀土因其特殊的４f 电子层结构和强吸附特性,作为N i ＧW 系复合镀层的第三组元,使用最为广泛[１５].目前,国内外研究者对N i ＧW 复合镀层的研究主要集中在电沉积工艺㊁添加剂㊁组织性能等方面[１６Ｇ２０],但是关于稀土氧化物在电沉积N i ＧW 系复合镀层中的作用研究及影响机理报道并不多,有待于进一步深入研究.基于此,本文通过直流电沉积技术,在４５＃圆形钢块上制备了N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层,研究了稀土氧化物对复合镀层微观组织结构和性能的影响,并对其作用机制进行了研究.１㊀实㊀验实验采用４５＃圆形钢块(Ø１３mmˑ５mm )作为基体材料,以高纯石墨作为阳极.电沉积工艺流程为基体试样ң切割ң打磨抛光ң丙酮溶液超声波清洗５m i n ң除油ң水洗ң除锈ң水洗ң１０％硫酸溶液活化ң水洗ң电镀ң水洗ң热风吹干ң待用.采用直流电沉积技术制备N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层,基础镀液配方及工艺参数见表１.在基础电镀液中添加含量分别为０,４,１０和１６g /L 的稀土氧化物C e O ２和D y ２O ３,其表面形貌如图１所示,颗粒尺寸为亚微米/纳米级.表１㊀N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层基础镀液配方及工艺参数T a b l e １C o m p o s i t i o n s o f t h eb a t ha n d p a r a m e t e r s u s e d f o rN i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)c o a t i n g s 配方浓度/g L －１工艺参数参数值/单位N a ２WO ４２H ２O ５０~６０D k ４~１５A /d m２N a ３Ci t H ２O ８０~１００T ７５~８０ħN i S O ４６H ２O ３０~５０p H 值８．０N a ２S O ４１０~４０t ６０m i n添加剂表面活性剂微量微量磁力搅拌３０１３０张雪辉等:电沉积N i ＧW ＧR e x O y 复合镀层组织性能研究∗基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１４６４０１３,５１５０４１０４);江西省自然科学基金资助项目(２０１５１B A B ２１６０１５);江西理工大学博士启动基金资助项目(j x x jb s １４０１３)收到初稿日期:２０１５Ｇ０４Ｇ１３收到修改稿日期:２０１５Ｇ０６Ｇ２６通讯作者:张雪辉,E Ｇm a i l :x h z h a n g ＠jx u s t ．e d u ．c n 作者简介:张雪辉㊀(１９８５－),男,江西南昌人,讲师,博士,主要从事高性能钨㊁钼等难熔金属制备及新型金属基复合材料研究.图１㊀稀土氧化物形貌观察F i g１M o r p h o l o g y o b s e r v a t i o no f r a r e e a r t ho x i d e ㊀㊀镀液配制过程中为减少其它杂质元素的污染,采用二次蒸馏水配制镀液,所有化学试剂均为分析纯.为了改善稀土氧化物的活性和分散性,预先将其置于超声波中清洗２０~３０m i n.采用S U S S E X型磁性测厚仪对合金镀层的厚度进行了测定.测定方法及过程参照国家标准G B/T ４９５６Ｇ２００３«磁性基体上非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法»进行.测量过程中,为了减小误差,在不同部位选取１０个点测量,取其平均值作为最后的合金镀层厚度值.采用荷兰P H I L I P SＧX L３０W扫描电子显微镜及附带的能谱仪观察和测定了合金镀层的显微组织㊁表面形貌以及W含量.采用日本F u t u r eＧT e c h全自动F MＧA R S９０００型显微硬度计对合金镀层的显微硬度进行精确测定,载荷为３００g,加载时间为１０s,在不同的位置测量５次取平均值.采用荷兰E c oC h e m i e公司a u t o l a b P G３０２型电化学工作站测定了合金镀层的耐腐蚀性能,扫描电位区间为－１．５~０V,扫描速率为２m V/s,采用三电极工作体系,试样为工作电极(非工作部位采用蜡封),大面积铂电极为辅助电极,参比电极为饱和甘汞电极(S C E),腐蚀液为３．５％的N a C l溶液.２㊀结果与讨论２．１㊀复合镀层表面形貌观察与能谱分析图２所示为N iＧW复合镀层表面与剖面形貌图.由图２可知,合金镀层表面平整光滑,组织均匀致密,近球形和椭球形胞状物质较多,镀层表面未见有气孔㊁微裂纹等明显的组织缺陷;合金镀层与基体之间存在着明显的界面,界面结合紧密.图２㊀N iＧW镀层形貌F i g２M i c r o s t r u c t u r e s o f c o a t i n g㊀㊀N iＧW和N iＧWＧC e O２(D y２O３)复合镀层表面形貌S E M照片如图３和４所示.由图３和４可以看出,N iＧW合金镀层呈现出明显的晶态结构,镀层表面由许多近球形和椭球形胞状组织构成,晶粒组织粗大,尺寸大的胞状组织内部包含有许多细小的组织.该胞状组织是电沉积过程中通过晶核形成并聚积长大实现的,这与电沉积的岛状生长理论相符[２１].镀液中加入稀土氧化物后,稀土易于在金属表面缺陷(如位错㊁台阶等)位置处吸附形核,减缓阴极电子和溶液中放电离子的交换过程,提高阴极极化,有利于晶核的形成,使复合镀层晶粒变得细小,同时使镀层的表面形貌及组织结构发生较大的变化.从图中可以发现,随着稀土添加量的增大,镀层表面胞状组织的数量和尺寸呈显著下降趋势,镀层组织结构从未添加稀土的晶态结构逐渐向非晶态结构发生转变,同时稀土氧化物的吸附量逐渐增多.进一步地观察可以发现,当稀土氧化物的添加量为１６g/L时,晶态组织消失,镀层表面呈现出明显的非晶态特征(图３(d)和图４(d)所示),且镀层表面布满了大量细微的C e O２和D y２O３颗粒.图５为添加稀土氧化物前后复合镀层表面的E D S 能谱分析图谱.从图５可以得出,未添加稀土的复合镀层主要由W和N i两种基体元素的吸收峰组成,而添加稀土氧化物C e O２和D y２O３后,镀层中不仅存在W和N i元素的吸收峰,还出现了稀土元素C e㊁D y以及O元素的吸收峰(图５(b)㊁(c)所示),表明稀土氧化物已通过强烈的吸附作用吸附在金属表面,并对镀层的晶态结构和表面形貌产生影响.４０１３０２０１６年第３期(４７)卷图３㊀N i ＧW ＧC e O ２复合镀层表面形貌F i g ３M i c r o s t r u c t u r e s o fN i ＧW ＧC e O ２co a t i n g 图４㊀N i ＧW ＧD y ２O ３复合镀层表面形貌F i g ４M i c r o s t r u c t u r e s o fN i ＧW ＧD y ２O ３co a t i n g ２．２㊀复合镀层厚度稀土氧化物对N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层厚度的影响如图６所示.观察曲线可以发现,随着稀土氧化物添加量的增加,镀层厚度呈显著递增趋势.未添加稀土氧化物时,合金镀层厚度为１３．３８μm .当稀土氧化物C e O ２和D y ２O ３的添加量为１６g /L 时,镀层厚度分别达３１．６５和３２．６６μm ,增幅明显.这主要是因为稀土氧化物的加入可以有效改善镀液的性能,使电流效率得到提高,并加速电荷转移速率,提高电沉积速率,从而使镀层厚度增加[２２].２．３㊀复合镀层W 含量及显微硬度图７所示为N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层显微硬度值及W 含量随着稀土氧化物添加量的变化而发生改变的曲线图.由图７可见,复合镀层的显微硬度和W 含量均出现了明显的正相关关系,即随着稀土氧化物添加量的增加,复合镀层显微硬度值和W 含量均逐渐增大.当稀土C e O ２和D y ２O ３添加量为１６g /L 时,复合镀层的５０１３０张雪辉等:电沉积N i ＧW ＧR e x O y 复合镀层组织性能研究显微硬度值和W 含量分别为６４７和５３６H v ㊁４２．０７％和４１．１２％(质量分数).图５㊀N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层表面E D S 能谱分析F i g ５E D Ss p e c t r a o fN i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)c o m p o s i t e c o a t i n g s 图６㊀稀土氧化物对N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层厚度的影响F i g ６Ef f e c t o f r a r e e a r t hc o n t e n t o n t h e t h i c k n e s so f c o m p o s i t e c o a t i n gs 图７㊀稀土氧化物对N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层W 含量及显微硬度的影响F i g ７E f f e c t o f t h e r a r e e a r t h c o n t e n t o n t h e t u n gs t e n c o n t e n ta n dt h e m i c r o h a r d n e s so fc o m p o s i t e s c o a t i n gs ㊀㊀产生上述变化的原因在于:N i ＧW 合金电沉积过程中,稀土因其具有特殊的４f 电子层结构和强吸附特性,极易吸附在复合镀层表面,提高阴极过电位,使阴极极化作用增强,有利于晶核的形成;同时,稀土氧化物比较倾向于在晶体生长的活性点和缺陷处结晶形核,使得电沉积过程中的晶核形成速度增大,而晶粒的长大速度得到抑制,从而保证基体金属获得晶粒细小的复合镀层;最后,电沉积N i ＧW 合金过程中,常常伴随有析氢等副反应的发生,使镀液阴极电流效率和分散能力低下,镀层容易产生氢脆㊁鼓泡㊁针孔等现象.而由于稀土元素的强吸附特性,使得氢的阴极析出电位提高,并且稀土元素形成的强吸附膜能进一步阻碍阴极氢等有害气体元素的析出,减小了氢脆㊁鼓泡等现象产生的倾向性和有害气体元素的影响.正是由于上述诸因素的共同影响作用,使得复合镀层的显微硬度值和W 含量随着稀土氧化物的加入明显增大.２．４㊀复合镀层耐腐蚀性能图８显示的是添加稀土氧化物C e O ２和D y ２O ３前后复合镀层在３．５％的N a C l 溶液中的动电位极化曲线对比关系图,相对应的腐蚀电位E c o r r 的数值列于表２.从图８和表２可以看出,当镀液中添加稀土氧化物C e O ２时,复合镀层的腐蚀电位E c o r r 值随着其添加量的增加而明显正移.未添加C e O ２时,E c o r r 值为－０．７８７０V ,当其添加量为１６g /L 时,该值达－０．６４３０V ,显著高于前者.当镀液中添加稀土氧化物D y ２O ３时,复合镀层的腐蚀电位E c o r r 值随着其添加量的增加呈现出先增大后减小的现象,但E c o r r 值均高于未添加稀土氧化物的情形,其最优添加量为１０g /L .这表明稀土氧化物的加入能够有效改善复合镀层的耐腐蚀性能,对基体金属的保护作用得到加强.图８㊀N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层极化曲线测试F i g ８P o l a r i z a t i o n c u r v e s o f N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)c o m p o s i t e s c o a t i n gs ６０１３０２０１６年第３期(４７)卷表２㊀N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层腐蚀电位T a b l e ２C o r r o s i o n p o t e n t i a l (E c o r r )o b t a i n e d f r o mt h e p o l a r i z a t i o nc u r v e s i nF i g ７㊀㊀㊀㊀㊀A d d i t i o n /gL －１E c o r r/V㊀㊀㊀０４１０１６C e O ２－０．７８７０－０．７７２４－０．６８５２－０．６４３０D y ２O ３－０．７８７０－０．６６５０－０．６２８４－０．７０８９３㊀结㊀论采用直流电沉积工艺在４５＃钢基体上制备了N i ＧW ＧC e O ２(D y ２O ３)复合镀层,镀层组织致密,晶粒细小,表面未见有明显的孔隙及裂纹等缺陷,与基体结合良好;稀土氧化物的加入有效改善了镀液的分散能力和电流效率,提高阴极极化作用和电沉积速率,使复合镀层的厚度㊁W 含量㊁显微硬度及耐腐蚀性能较N i ＧW 合金镀层均有了大幅度的提高.参考文献:[１]㊀Y i n g L i x i a ,L i uY i n g ,Y a n g J u n t a o ,e t a l ．T h e p r e p a r a Ｇt i o na n d p r o p e r t i e s s t u d y on a n t i w e a ra n d a n t i f r i c t i o n c o m p o s i t e c o a t i n g N i ＧW ＧP ＧS i C ＧW S ２[J ]．J o u r n a l o fF u n c Ｇt i o n a lM a t e r i a l s ,２０１３,４４(２２):３２４７Ｇ３２５０．㊀㊀应丽霞,刘㊀莹,杨俊涛,等．N i ＧW ＧP ＧS i C ＧW S ２耐磨减摩复合镀层的制备及性能研究[J ]．功能材料,２０１３,４４(２２):３２４７Ｇ３２５０．[２]㊀Z h a n g X u e h u i ,L i nC h e n g u a n g,C u i S h u n ,e t a l ．R e s e a r c h s t a t u s o f t u n g s t e na n di t sa l l o y c o a t i n g [J ]．A c t a A r m a Ｇm e n t a r i i ,２０１３,３４(３):３６５Ｇ３７２．㊀㊀张雪辉,林晨光,崔㊀舜,等．钨及其合金涂层的研究现状[J ]．兵工学报,２０１３,３４(３):３６５Ｇ３７２．[３]㊀A k i r aK ,S h a h r a m S ,N a s r M G．F o r m a t i o no f t u n gs t e n c o a t i n g sb yg a s t u n n e l t y p e p l a s m as p r a y i n g [J ]．S u r f a c e a n dC o a t i n g sT e c h n o l o g y,２００６,２００(１６/１７):４６３０Ｇ４６３５．[４]㊀L e e H u n g b i n ．S y n e r g y be t w e e nc o r r o s i o na n d w e a rof e l e c t r o d e p o s i t e d N i ＧW c o a t i ng [J ]．T r i b o l o g y L e t t e r s ,２０１３,５０(３):４０７Ｇ４１９．[５]㊀Z h e n g Z i q i a o ,L iH o n g y i n g ．R a r e Ｇe a r t hf u n c t i o n a lm a t e r i Ｇa l s [M ]．B e i j i n g :C h e m i c a lI n d u s t r y Pr e s s ,２００３:４６０Ｇ４６６．㊀㊀郑子樵,李红英．稀土功能材料[M ]．北京:化学工业出版社,２００３:４６０Ｇ４６６．[６]㊀B e l t o w s k aLE ,I n d y k aP ,B i g o sA．E l e c t r o d e p o s i t i o no f n a n o c r y s t a l l i n eN i ＧWc o a t i n g s s t r e n g t h e n e d b y ul t r a f i n e a Ｇl u m i n a p a r t i c l e s [J ]．S u r f a c ea n d C o a t i n g s T e c h n o l o g y,２０１２,(２１１):６２Ｇ６６．[７]㊀X uY o u j u n ,Z h uY o n g y o n g ,X i a oG u o r e n ,e t a l ．A p pl i c a Ｇt i o no f a r t i f i c i a l n e u r a l n e t w o r k s t o p r e d i c t c o r r o s i o nb e Ｇh a v i o ro f N i ＧS i Cc o m p o s i t ec o a t i n g sd e p o s i t e db y ul t r a Ｇs o n i c e l e c t r o d e po s i t i o n [J ]．C e r a m i c s I n t e r n a t i o n a l ,２０１４,４０(４):５４２５Ｇ５４３０．[８]㊀M aC h u n y a n g ,L i a n g G u i q i a n g ,Z h u Y o n g y o n g,e ta l ．P r e p a r a t i o na n dc o r r o s i o na s s e s s m e n to fe l e c t r o d e po s i t e d N i ＧS i Cc o m po s i t e t h i nf i l m s [J ]．C e r a m i c s I n t e r n a t i o n a l ,２０１４,４０(２):３３４１Ｇ３３４６．[９]㊀W a n g Y i ,Z h o uQ i o n g y u ,L i K e ,e t a l ．P r e pa r a t i o n o fN i ＧW ＧS i O ２na n o c o m p o s i t e c o a t i n g a n d e v a l u a t i o no f i t s h a r d Ｇn e s s a n d c o r r o s i o nr e s i s t a n c e [J ]．C e r a m i c s I n t e r n a t i o n a l,２０１５,４１(１):７９Ｇ８４．[１０]㊀S u n W a n c h a n g ,F e nP e i ,H o uG u a n qu n ,e t a l ．E f f e c t o f Y (N O ３)３a d d i t i o no nt h e p r o p e r t y o fN i ＧW ＧZ r O ２c o a t Ｇi n g s [J ]．T r i b o l o g y,２０１３,３３(６):６００Ｇ６０５．㊀孙万昌,冯㊀佩,侯冠群,等．稀土钇对N i ＧW ＧZ r O ２复合镀层性能的影响[J ]．摩擦学学报,２０１３,３３(６):６００Ｇ６０５．[１１]㊀H a nB a o l e i ,L uX i n c h u n ．T r i b o l o gi c a l a n da n t i Ｇc o r r o s i o n p r o p e r t i e so fN i ＧW ＧC e O ２co a t i n g sa g a i n s t m o l t e n g l a s s [J ]．S u r f a c e a n dC o a t i n g sT e c h n o l o g y,２００８,２０２(１４):３２５１Ｇ３２５６．[１２]㊀H a nB a o l e i ,L u X i n c h u n ．E f f e c to fn a n o Ｇs i z e dC e F ３on m i c r o s t r u c t u r e ,m e c h a n i c a l ,h i g h t e m pe r a t u r ef r i c t i o n a n dc o r r o s i o nb e h a v i o ro fN i ＧW c o m p o s i t ec o a t i ng s [J ]．S u r f a c ea n d C o a t i n g s T e ch n o l o g y,２００９,２０３:３６５６Ｇ３６６０．[１３]㊀L i uZ h e n ,Z h a n g X u e h u i ,Z h a n g J i a n z h a n g．P e r f o r m a n c e a n de l e c t r o d e p o s i t i o n p r o c e s so fn a n o c r ys t a l l i n e N i ＧW ＧR Ea l l o y c o a t i n g s [J ]．M a t e r i a l sf o r M e c h a n i c a lE n g i Ｇn e e r i n g,２０１０,３４(５):７６Ｇ８０．㊀刘㊀峥,张学会,张建章．电沉积制备纳米晶镍Ｇ钨Ｇ稀土合金镀层工艺及性能[J ]．机械工程材料,２０１０,３４(５):７６Ｇ８０．[１４]㊀C h e n H a o ,Y a n g J i a n ga o ,L i J i n h u i ,e ta l ．M i c r o s t r u c Ｇt u r e a n dw e a r p r o p e r t i e so f c r y s t a l l i n e W a l l o y c o a t i n gs p r e p a r e db y e l e c t r o d e p o s i t i o n [J ]．M a t e r i a l sS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g o fP o w d e r M e t a l l u r g y,２０１４,１９(４):５５３Ｇ５５８．㊀陈㊀颢,羊建高,李金辉,等．电沉积晶态钨基合金镀层组织与磨损性能[J ]．粉末冶金材料科学与工程,２０１４,１９(４):５５３Ｇ５５８．[１５]㊀Z h a n g X u e h u i ,C h e nY i s h e n g ,C h e nH a o ,e t a l ．A p pl i c a Ｇt i o no fR E i nN i ＧWc o a t i n gp r e p a r e db y e l e c t r o d e po s i t i o n [J ]．W o r l dN o n f e r r o u sM e t a l s ,２００９,１２:３６Ｇ３８．㊀张雪辉,陈一胜,陈㊀颢,等．稀土在电沉积N i ＧW 合金中的应用[J ]．世界有色金属,２００９,１２:３６Ｇ３８．[１６]㊀W a n g J i n c h u n ,C h e n g X u d o n 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i n g N iＧWa l l o y s[J]．M a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n go fP o w d e rM e t a l l u r g y,２０１１,１６(２):１６７Ｇ１７４．㊀彭㊀超,殷志伟,陈㊀颢,等．十二烷基硫酸钠和１．４Ｇ丁炔二醇电沉积N iＧW合金的机理[J]．粉末冶金材料科学与工程,２０１１,１６(２):１６７Ｇ１７４．[２０]㊀C h e nY i s h e n g,Z h a n g X u e h u i,C h e nH a o,e t a l．E f f e c t o fh e a tt r e a t m e n to n m i c r o s t r u c t u r e,h a r d n e s sa n dc o r r oＧs i o nr e s i s t a n c eo f N iＧW c o a t i n g s p r e p a r e d b y e l e c t r oＧd e p o s i t i o n[J]．M a t e r i a l sP r o t e c t i o n,２０１１,４４(４):４３Ｇ４６．㊀陈一胜,张雪辉,陈㊀颢,等．热处理对电沉积N iＧW合金镀层组织结构㊁硬度及耐蚀性的影响[J]．材料保护,２０１１,４４(４):４３Ｇ４６．[２１]㊀W a n g M e i l i n g,Y a n g Z h i g a n g,L i uD i a n l o n g,e t a l．S y nＧt h e s i sa n de v a l u a t i o no f p u l s e c u r r e n t a n dd i r e c t c u r r e n te l e c t r o p l a t i n g N iＧW c o a t i n g so ns t e e l[J]．R a r e M e t a lM a t e r i a l s a n dE n g i n e e r i n g,２０１２,４１(s２):７０７Ｇ７１０．[２２]㊀Y a n g G u a n g z h o u,X u a n T i a n p e n g,W a n g W e i r o n g,e ta l．E f f e c to f r a r ee a r t he l e m e n t l a n t h a n u m o nt h e t e c hＧn o l o g y o fN iＧPa l l o y c o a t i n g e l e c t r o d e p o s i t i o n[J]．P l a t i n ga n dF i n i s h i n g,２００６,２８(２):５Ｇ９．㊀杨广舟,宣天鹏,王卫荣,等．稀土L a对电沉积N iＧP合金镀层工艺的影响[J]．电镀与精饰,２００６,２８(２):５Ｇ９．R e s e a r c ho nm i c r o s t r u c t u r e s a n d p r o p e r t i e s o fN iＧWＧR e x O yc o m p o s i t e s c o a t i n g s p r e p a r e db y e l e c t r ode p o s i t i o nZ H A N G X u e h u i１,L IX i a o x i a n２,C H E N H a o１,L I J i n h u i２,P E N GC h a o３(１．S c h o o l o fM a t e r i a l S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,J i a n g x iU n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,G a n z h o u３４１０００,C h i n a;２．S c h o o l o fM e t a l l u r g y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g,J i a n g x iU n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,G a n z h o u３４１０００,C h i n a;３．C e n t r a lA c a d e m e o fH u n a nN o n f e r r o u sM e t a l sL t d．,C h a n g s h a４１０２００,C h i n a)A b s t r a c t:T h eN iＧWＧC e O２(D y２O３)c o m p o s i t e c o a t i n g o n４５＃s t e e l s u b s t r a t ew a s p r e p a r e db y d i r e c t c u r r e n t e l e cＧt r o d e p o s i t i o n p r o c e s s．T h em i c r o s t r u c t u r e a n dm o r p h o l o g y o f t h e c o m p o s i t e c o a t i n g sw e r e a n a l y z e db y S E Ma n d E D S．A t t h e s a m e t i m e,t h e t h i c k n e s s,t u n g s t e n c o n t e n t,m i c r o h a r d n e s s a n d c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f t h e c o a t i n g s w e r em e a s u r e d．R e s u l t s s h o wt h a t t h e a d d i t i o n o f r a r e e a r t h o x i d e p a r t i c l e s c a n s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e t h e c a t h o d e p o l a r i z a t i o ne f f e c t a n d r e f i n e t h e g r a i n s t r u c t u r e．F u r t h e r m o r e,w i t h t h e i n c r e a s i n g o f t h e a d d i t i o n a m o u n t o f t h e r a r e e a r t ho x i d e,t h em i c r o s t r u c t u r e o f t h e c o a t i n g i s c h a n g e d f r o mc r y s t a l l i n e t o a m o r p h o u s s t r u c t u r e,a n d t h e t u n g s t e nc o n t e n t,m i c r o h a r d n e s s,c o r r o s i o n r e s i s t a n c eo f t h eN iＧWＧC e O２(D y２O３)c o m p o s i t ec o a t i n g i n c r e a s e d g r a d u a l l y．W h e nt h ea d d i t i o na m o u n t i s１６g/L,t h ec o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c eo f t h ec o m p o s i t ec o a t i n g i s b e s t．K e y w o r d s:e l e c t r o d e p o s i t i o n;N iＧWc o m p o s i t e c o a t i n g;m i c r o s t r u c t u r e;c o r r o s i o n r e s i s t a n c e ８０１３０２０１６年第３期(４７)卷。

氨基磺酸镍电镀镍工艺一、引言氨基磺酸镍电镀镍工艺是一种常用的金属电镀技术，通过在镍盐溶液中加入氨基磺酸镍作为主要镀镍物质，利用电化学原理将镍离子还原成金属镍沉积在工件表面，实现镀镍的目的。

本文将介绍氨基磺酸镍电镀镍工艺的工作原理、工艺参数以及工艺优点等内容。

二、工作原理氨基磺酸镍电镀镍工艺是一种基于电化学反应的金属电镀技术。

在镀镍过程中，将含有氨基磺酸镍的镍盐溶液作为电解液，加入适量的酸和缓冲剂。

工件作为阴极，与阳极（一般为镍板）相连，通过外加电源提供直流电流。

在电解液的作用下，镍盐溶液中的镍离子（Ni2+）在阳极释放出电子，并在阴极表面还原成金属镍沉积。

三、工艺参数1. 镍盐溶液的配方：一般使用硫酸镍、硫酸氢镍或氯化镍等镍盐作为主要镀镍物质，配合适量的氨基磺酸镍，酸和缓冲剂。

2. 电解液的温度：通常在40-60℃之间，温度过高容易引起气泡和结晶现象，温度过低则影响电镀速度。

3. 电流密度：根据工艺要求和工件的尺寸、形状等因素确定。

电流密度过高可能导致沉积物不均匀，电流密度过低则会降低电镀速度。

4. 镀镍时间：根据工艺要求和工件的需求确定，一般数分钟至数小时不等。

四、工艺优点1. 镀镍层均匀：氨基磺酸镍电镀镍工艺能够在工件表面均匀沉积金属镍，形成致密的镀层。

2. 良好的附着力：氨基磺酸镍电镀镍工艺能够与基材形成良好的结合，镀层与基材之间的附着力强。

3. 具有较高的硬度和耐磨性：镀镍层具有较高的硬度和耐磨性，能够提高工件的使用寿命。

4. 良好的耐腐蚀性：氨基磺酸镍电镀镍工艺形成的镀镍层能够有效防止基材被氧化、腐蚀等。

5. 环保性好：相比其他镀镍工艺，氨基磺酸镍电镀镍工艺不含有毒物质，对环境友好。

六、总结氨基磺酸镍电镀镍工艺是一种常用的金属电镀技术，通过在镍盐溶液中加入氨基磺酸镍作为主要镀镍物质，利用电化学原理将镍离子还原成金属镍沉积在工件表面，实现镀镍的目的。

该工艺具有镀镍层均匀、附着力强、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性好等优点，并且环保性好。

第1篇一、电镀镍工艺原理电镀镍工艺是在电解质溶液中，通过电化学反应在金属表面形成一层镍层的工艺方法。

其基本原理如下：1.阳极反应：在电解质溶液中，镍阳极发生氧化反应，镍离子进入溶液。

Ni(s) → Ni2+(aq) + 2e-2.阴极反应：在电解质溶液中，金属工件作为阴极，镍离子在阴极表面还原，沉积形成镍层。

Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s)3.电化学反应：在电解质溶液中，阳极反应和阴极反应同时进行，实现镍层的沉积。

二、电镀镍工艺流程电镀镍工艺流程主要包括以下步骤：1.工件准备：对工件进行表面处理，如清洗、去油、除锈等，以确保工件表面洁净、无污染。

2.电镀前处理：在电解质溶液中，对工件进行预处理，如活化、钝化等，以提高工件表面活性，增强镍层的结合力。

3.电镀：将工件放入电解质溶液中，通电进行电镀，形成镍层。

4.电镀后处理：电镀完成后，对工件进行后处理，如清洗、烘干等，以去除工件表面的残留物，提高工件表面质量。

5.检验：对电镀后的工件进行检验，确保镍层的质量符合要求。

三、电镀镍工艺参数电镀镍工艺参数主要包括以下内容：1.电解质：常用的电解质有硫酸镍、氯化镍、硼酸镍等，应根据具体要求选择合适的电解质。

2.电流密度：电流密度对镍层的沉积速率和质量有重要影响，一般控制在0.5～2A/dm²。

3.温度：温度对电解质溶液的稳定性和镍层的沉积速率有影响，一般控制在35～50℃。

4.时间：电镀时间根据工件尺寸、电流密度和镍层厚度要求确定，一般控制在10～30分钟。

5.pH值：pH值对电解质溶液的稳定性和镍层的沉积速率有影响，一般控制在4.5～6.5。

6.添加剂：为了提高镍层的结合力、耐腐蚀性等性能，可添加适量的添加剂，如光亮剂、抑制剂等。

四、质量控制1.工件表面处理：确保工件表面洁净、无污染，以增强镍层的结合力。

2.电解质溶液：定期检测电解质溶液的成分、pH值、温度等，确保电解质溶液的稳定性。

化学镀镍工艺化学镀镍以它优良的镀层性能，如硬度高、耐磨性、耐蚀性都很优异，越来越为生产家所接受。

以中磷化学镀层为例，看看它的镀层性能：磷含量6-9% (wt)显微结构非晶态Ni-P合金，非磁性熔点860-880°C（45-48 RCH）硬度镀态450-550VHN热处理后950-1050 VHN结合力钢或铝上结合强度400 MPa以上，大大高于电镀镍、铬内应力钢上内应力低于7 MPa电阻率约75 μΩ.cm耐蚀性6-8μm可通过5% NaCl 24小时9级连续盐雾试验。

化学镀镍工艺在国外发展了40余年，80年代达到开发研究与应用高潮。

目前化学镀镍工艺从溶液使用寿命到自动控制和自动补加都达到相当高的水平，居于领先地位的Atotech，OMI，日本上村工业（株）、奥野制药工业（株）都有系列化的商品出售。

我国化学镀镍的现代工艺及材料研究起步较晚，八十年代中期才起步，我国的高等学校、研究所投入不少人力和财力，使开发研究上升很快，一下跃升到第三代，第四代。

即镍盐+次亚磷酸钠+络合剂+稳定剂（第三代）。

镍盐+次亚磷酸钠+复合络合剂+稳定剂+促进剂+缓冲剂+润湿剂（第四代）。

工艺性能基本上接近国际水平。

如哈尔滨工业大学的EN化学镍和武汉材保所的HN625化学镀镍都有较高的研究深度和应用面，但大多数在功能上的应用为多，此外南京大学、北京科技大学、南京航空学院等都有相当水平的工艺和材料。

国内开发新的复合化学镀镍工艺，在还原剂研究上，应用二甲胺基硼烷或硼氢化钠，为Ni-B的工业化打下基础，但在工艺的设备研究上与国外仍有较大差距。

还没有十分可靠的自动控制系统，自动补加装置作为商品出售。

限制了化学镀镍工艺的扩大应用。

最近几年光亮化学镀镍工艺得到许多电镀厂的青睐，浙江恩森公司从境外带进来的JS-934超光亮化学镀镍就是一个具有镀速高，循环使用寿命长，镀层外观白亮的工艺，在深圳获得大面积应用，它的特点：①溶液稳定性好，可以循环使用，使用寿命达到8-10循环，1个循环的含义是每升镀液将全部镍镀出再补充到原来的镍含量称为1 M.T.O.。

化学镍配伍硫酸镍400-460g/L A剂次磷酸钠180-200g/L+络合剂+稳定剂+促进剂 B 剂次磷酸钠480-520g/L+光剂+稳定剂 C剂化学镀镍化学镀镍已成为国际上表面处理领域中发展最快的工业技术之一，以其优良的性能，在几乎所有的工业部门都得到了广泛应用，每年总产值达10亿美元，而且每年还以5%～7%的速度递增。

一、性质和用途用次磷酸钠作还原剂获得的镀层实际上是镍磷合金。

依含磷量不同可分为低磷（1%～4%）、中磷（4%～10%）和高磷（10%～12%）。

从不同pH值的镀液中可获得不同含磷量的镀层，在弱酸性液（pH=4～5）中可获得中磷和高磷合金；从弱碱性液（pH=8～10）中可获得低磷和中磷合金。

含磷为8%以上的Ni-P合金是一种非晶态镀层。

因无晶界所以抗腐性能特别优良。

经过热处理（300～400℃）变成非晶态与晶态的混合物时硬度可高达HV=1155；化学复合镀层硬度更高，如Ni-P-SiC，镀态HV=700，350℃热处理后可达到HV=1300。

非晶态合金是开发新材料的方向，现已成为工程学科的一大热门。

近年低磷化学镀镍是研究开发的又一热点，含磷1%～4%的Ni-P合金，镀态的HV=700，热处理后接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想镀层，又是可在铝上施镀的好镀种。

化学镀层的种类、性质和主要用途，列于表3-1-2。

化学镀镍层与电镀镍层的性能比较，列于表3-1-3。

表3-1-2 化学镀镍种类性质和主要用途表3-1-3 化学镀镍与电镀镍的性能比较化学镀镍的脆性较大，在钢上仅能经受2.2%的塑性变形而不出现裂纹。

在620℃下退火后，塑性变形能力可提高到6%；当热处理温度达840℃时，其塑性还可进一步改善。

化学镀镍层同钢铁、铜及其合金、镍和钴等基体金属有良好的结合力。

在铁上镀覆10～12μm的化学镀镍层，经反复弯曲180°后未出现任何裂纹和脱落现象。

但与高碳钢、不锈钢的结合力比上述金属差；同非金属材料的结合力会更差些，重要的是取决于非金属材料镀前预处理质量。