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环保化学镀镍技术

2017-09-18      844

化学镀镍技术(无电解镍技术)是当今世界主要工业国家大力提倡和的一种新型金属表面处理技术,被广泛应用于各类五金零件、机械配件、电子连接零件、模具及航天通讯零件等,均可上镀于钢、铁、铜、铝及合金等金属,化学镀镍与传统电镀对比有着诸多的优点:

1.化学镀镍整个工艺流程有很好的环保性,它能确保整个生产环节不使用不产生对人体和环境有害的及欧盟ROHS指令规定的铅Pb,汞Hg,镉Cd, 六价格铬Cr,多PBB,多醚PBOE六种有害物质。

2.镀层厚度非常均匀,化学镀液的分散力接近100%,无明显的边缘效应,因此特别适合形状复杂的工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件内壁等表面施镀,镀层表面光洁、平整、美观。         

3.工艺设备简单,不需整流电源、输电系统及辅助电板,操作时只需把工件悬挂在镀液中即可上镀镍。

4.化学镀镍是靠基材的自催化活性才能起镀,其结合力一般均优于电镀,镀层有全光亮的外观,晶粒细,致,致密,孔隙率低及摩擦系数小等优点。

5.化学镀镍磷合金为非晶体态结构,镀层致密,无孔,耐腐性远高于电镀镍,化学镍镀层硬度较高(hv500-550),镀后镀层可进行热处理来提高其硬度达到(hv800-1200),所以在某些情况下甚至可代替镀硬铬或不锈钢使用,更可贵的是化学镀镍层兼备了良好低腐与耐磨性能。

6.钎焊性能好,根据镀层中含磷量可控制为磁性和非磁性。

7.无毒地味,无三废排放,属国家大力的绿环保产品,通过SGS国际通标测试符合欧盟标准。

8.由于五金机械、电子计算机、通信等高科技产业的迅速发展,为化学镀提供了巨大的市场,西方工业化国家化学镀镍应用技术竟争激烈,年增长速度为15%,这是的发展速度。

改善不锈钢化学镀镍层的结合力,不锈钢工件(传动轴、啮合件、动配合件等)化学镀镍,可改善镀层的均匀性和自润滑性,比电镀铬好。但不锈钢化学镀镍常因前处理不好而造成镀层与基体结合力不理想,成为实际生产中迫切需要解决的问题。原工艺流程:机械抛光有机溶剂除油化学除油热水洗电化学除油热水洗冷水洗→30%HCl→冷水洗→20%HCl(50OC)→冷水洗闪镀镍化学镀镍。原工艺的缺点:单独用HCL除氧化皮效果不好;形状复杂件闪镀镍因覆盖能力不好而影响到化学镀镍的均匀性;因工序较长有可能造成不锈钢新鲜表面重新被氧化成膜;闪镀镍溶液易污染化学镀镍溶液等。为此,我们改进工艺。

改进工艺流程:抛光、除油工序同原工艺混酸除膜(25%HCl+8%HNO+10%HF)→冷水洗活化(10%HCl+5%NHF60OC)→热水洗化学镀镍。改进工艺的优点:采用混酸除去不锈钢表面难溶的FeCrO4氧化膜、SiSiO2,使基体表面的化学活性增强;工序简化,避免了不锈钢新鲜表面重新被氧化;增加基体的预热工序,消除镀层与基体因温差而产生的应力。因此,化学镀镍与基体结合力好,镀速快等。

 

一、DSE-1中磷化学镀镍浓缩液的特点:

1 镀液稳定性好,可循环使用12-15周期(MTO)。

2 镀液具有较快的沉积速度,zui高镀速可达25um/h

3 镀层外观光亮并具有镜面光亮度。

4 镀液深镀能力强、均镀能力强。

5 镀层孔隙率低,15um无孔隙,耐腐蚀能力强。

6 镀层拥有较高的硬度和耐磨性。

7 镀层为非晶态、非磁性NiP合金。

8 内应力与压应力以及延展性.

二、DSE-1化学镀镍镀层的性能指标:

(1)、磷含量:7~9%wt         

(2)、密度:7.6~7.8g/cm3

(3)、镀态硬度:500~550Hv(0.1)  

(4)、热处理后硬度:950~1200Hv(0.1)

(5)、熔点:860~8800C             

(6)、结合力:在钢上400~550Mpa

(7)、电阻率:50-100uΩ·cm         

(8)、内应力:钢上内应力低于6Mpa

(9)、镀液能在钢铁、铸铁、合金钢、不锈钢、铜合金和铝合金上上镀。

三、DSE-1浓缩液使用方法:

本产品采用国际通用的ABC三种浓缩液,以AB开缸、上镀过程中根据分析镍离子浓度结果,以AC补加工作液的消耗组分,生产操作极其方便。

1 开缸配制方法:(以配制1升工作液为例)

DSE-1A   60ml (6%)  DSE-1B   150ml (15%)

剩余量为去离子水和氨水(调整PH4.6-4.8)用稀释2—3倍的氨水来调整PH值。

a)        槽液配制方法:

先在洁净的镀槽中加入一半体积的去离子水,然后加入15%体积的B液,搅拌均匀。并在不断搅拌下加入6%体积的A液,再用稀释2—3倍的氨水来调整PH值至4.6-4.8,(新开缸的PH值在4.7zui后加入去离子水至规定体积搅拌均匀,加热镀液至85-900C即可使用.

b)       镀液的分析及补加:

工作液Ni2+的浓度为6g/LNi2+浓度的分析方法:用移液管吸取冷却后的镀液10ml250ml的三角瓶中。加入100ml纯净水,10ml浓氨水,再加入约0.02g紫脲酸胺指示剂后摇匀(此时溶液的颜应变成浅棕或浅褐),zui后用0.1molEDTA溶液滴定至紫为终点。经分析Ni2+浓度,镀液Ni2+含量降低1g/L,则补加AC10ml。(AC11等比例添加)

A液补加量(ml)=C液补加量(ml)=[60-(6×EDTA用量ml数)]×开缸镀液体积(L

c)        分析所用的原料及标准溶液的配制:

分析纯:1、浓氨水(密度:0.91g/ml

2、紫脲酸胺指示剂(紫脲酸胺:氯化钠=1:100要研磨成均匀粉末)

Ni2+6×0.1×Vg/L   V=耗用EDTA溶液的毫升数

也可以查下表进行补加:

Ni2+活度%

Ni2+浓度(g/ L)

补加Aml/L

补加Cml/L

100

6.0

0

0

95

5.7

3

3

90

5.4

6

6

85

5.1

9

9

80

4.8

12

12

75

4.5

15

15

70

4.2

18

18

四、镀液的工作参数:

1、温度:87-900C    zui佳温度为88±20C

2PH值:4.4-5.0      zui佳PH值为4.6-4.8

3、装载量:0.5-2.5dm2/Lzui佳装载量为1.5dm2/L

4、沉积速度:12-25um/h

5Ni2+浓度为6g/L,工作液为6g/L(注:每次补加不得超过开缸量的15%

五、镀液的管理及维护:

1应经常测量镀液中Ni2+的含量,温度、PH值。保持在正常工作范围内并不出现较大的波动。

2、镀槽材料:适当的不锈钢、高密度聚、有聚衬层的钢或别低热耐酸的材

料;有必要连续的阳极极化保护以避免自发沉积。

3、过滤:建议采用连续过滤,光亮镀层要求采用5um过滤介质连续过滤,若连续过滤不可行,镀液必须在工作期结束时冷却,然后在下一个工作周期开始前用 3um过滤介质过滤。即使采用连续过滤,镀槽、过滤设备、加热器等设备也要定期用30%稀硝酸退除镍层,再用清水冲洗,然后用稀氨水或稀碳酸钾溶液的去离子水冲洗。

4、搅拌:工件水平移动或洁净无油的低压空气搅拌,空气搅拌时,导管可采用下放有孔的聚管,孔径约为2.5mm;使用低压空气(侧面开口鼓风机)。小槽量可以不用空气搅拌.

5、加热:须用不锈钢或特氟隆材料;蒸汽加热和电加热均可。采用不锈钢先要钝化处理,然后加以阳极保护,防止不锈钢加热器镍析出。加热过程中应适当搅拌应避免镀液局部过热而导致镀液翻槽。

6、PH值调整:PH值可通过添加50%稀氨水来升高,10%稀来降低。调整PH值时,应缓慢补加的同时适当搅拌镀液。新镀液可采用较低的PH值和较低的温度(PH值:4.6左右,温度:86℃左右),随着镀液的不断老化,PH值和温度可逐步升高,这样有利于获得较平均的镀速和磷含量。为了保持zui佳的镀速和允许补加,镀液中Ni2+的含量应不低于5.0 g/L,建议补加不要超过Ni2+开缸量的15%,若添加量超过15%,应在每次工作负载中逐步补加,补加时应同时搅拌镀液。

7、排气:为保护工人的健康而建议使用。

六、包装及有效期:

125L/桶,DSE-1ABC浓缩液有效期为12个月。

七、储藏:

1DSE-1浓缩液必须直立放置,装在密封容器内,储藏环境温度为15300C的干燥环境中,不使用时,应密封好。

2  DSE-1浓缩液应远离强氧化剂、热源、火源。

八、安全注意事项:

1、不能吞食DSE-1浓缩液,避免吸入镀液蒸汽,请勿溅到眼睛、皮肤和衣物上。在处理镀液时,应穿戴好化学防护眼镜、手套和工作服。

2、容器上必须安装排气装置。

3、如果直接加热镀液,应注意正确的液面位置,以防止过热引起镀液自发分解(特别是在塑料容器中)。

 

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