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多层镀镍有什么特性

更新更新时间:2023-07-05      点击次数:966

多层镀镍有什么特性?

多层镀镍是指在同一基体上,用不同的镀液和工作条件,镀上两层或三层镍。其目的是为提高镍镀层的耐腐蚀能力。

1、 双层镍

双层镍即半光亮镍/光亮镍。其镀镍工艺是,首先在基体上沉积一层半光亮、整平性较好、含硫量很低、柱状组织的镍层,然后再镀上一层含硫量较高的、层状组织的全光亮镍层。半光亮镍层的厚度占镀层总厚度的70%~80%。

双层镍耐蚀性提高的机理是,两层镍的含硫量不同,使它们的电极电位不同,含硫量的光亮镍电位较负,含硫量低的半光亮镍电位较正,当腐蚀性介质通过铬层的孔隙或裂纹腐蚀光亮镍层,并穿透光亮镍层到达半光亮镍层时,两层镍层组成腐蚀微电池,光亮镍层优先腐蚀,这样使腐蚀的方向由纵向转为横向发展,半光亮镍层受到保护,从而保护了基体金属。

2、 三层镍

(1) 半光亮镍/冲击镍(高硫镍)/光亮镍 即双层镍之间施镀一层冲击镍层。冲击镍层厚度为1μm,含硫0.1%~0.2%,比光亮镍层高,因此双称为高硫镍。

三层镍耐蚀性提高的机理是,当光亮镍层被腐蚀穿透时,裸露的冲击镍层与光亮镍层之间组成腐蚀微电池,冲击镍层优先腐蚀,使腐蚀由横向发展,从而延缓了半光亮镍层的腐蚀,也即是保护了基体金属。它的耐蚀性比双层镍更高。

(2) 半光亮镍/光亮镍/镍复合镀层(镍封闭) 即在双层镍上再施镀一层镍复合镀层,也就是在镀镍溶液中沉积一层由镍和不溶于水的固体微粒的镍镀层,它能减少镍镀层的孔隙。

经镍封闭电镀后镀铬,可使铬层形成很多微孔,叫微孔铬。这主要是由于在镍封闭镀层上镀铬时,由于非金属固体微粒不导电,微粒上无铬沉积,从而使得铬镀层为微孔型的。微孔铬能够提高耐腐蚀性能,因为微孔数目多且均匀,因而每个微孔处腐蚀电流将远远小于常规镀铬粗裂纹下镍层的腐蚀电流,使镍层腐蚀速度减缓,而且横向发展,从而保护了基体金属。

  

多层镀镍有什么特性?

 

多层镍是指在同一基体上,镀取二层或三层镍的组合镀层,恰当的组合能提高镀层对基体的防护能力,并能在同样防护能力下减少镍镀层的厚度。当前多层镍工艺主要应用于汽车、摩托车行业,为减少镍镀层的厚度,节约成本,提高效率。
 

    这些组合有:半光亮镍/光亮镍/;半光亮镍/高硫镍/光亮镍/;半光亮镍/光亮镍/镍封/微孔铬;半光亮镍/光亮镍/高应力镍/微裂纹铬;半光亮镍/高硫镍/光亮镍/镍封/微孔铬。多层镍耐蚀机理简图

 

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双层镍是由半光亮镍和光亮镍两层组成,半光亮镍厚度占总厚度印%so%。对铁基体而言,半光亮镍层厚度取高限;对锌基体而言,半光亮镍层厚度取低限。由于两层镍的硫含量不同,含硫的光亮镍电位较负。光亮镍的牺牲性保护作用,使双层镍镀层对基体的保护能力高于同样厚度的单层镍。

    双层镍的抗蚀能力取决于两镀层间的电位差。实践证明,两层镍的电位差在100125 mV之间,具有较好的抗蚀能力。

    双层镍之间的电位差主要取决于半光亮镍的电位。因为光亮镍的硫含量相当稳定,不会因为添加剂种类和添加量的变化而发生很大波动。当然可以设想采用提供高硫量的添加剂提高镀层的硫含量,使硫质量分数>0.08%,从而提高双层镍间的电位差。这样做的后果是:非常活泼的光亮镍会受到加速腐蚀,并可能在镀层表面造成严重的蚀点,影响镀层外观。同时光亮镍镀层含硫质量分数高于0.08%时,为保持光亮度,镀层会变得很脆,导致无实际应用价值。因此,光亮镍含硫质量分数>0.08%是不适宜的。

    半光亮镍镀层的关键是添加剂基本不含硫,保证镀层中含硫质量分数<0.005%。目前市售添加剂多为炔醇类、醛类、芳香族9基梭酸等。

    做好双层镍需要严格维护半光亮镍和光亮镍镀液,并经常检测两层的电位差。其中最重要的是防止含硫添加剂污染半光亮镍镀液。在操作过程中,零件从半光亮镍镀层可直接进入光亮镍镀槽,不必经过水洗。

    2)三层镍
 

    ①半光亮镍/高硫镍l光亮镍。高硫镍夹在半光与光亮镍之间,厚度0.5 - 1um,由于高硫镍硫含量高于光亮镍,当腐蚀纵向深人到半光亮镍、高硫镍和光亮镍时,由于高硫镍的电位最负,所以做为腐蚀原电池的阳极,使腐蚀向横向发展,延缓了腐蚀的进度。与同样厚度的双层镍相比,三层镍的抗蚀性更好。三层镍的厚度分别为:半光亮镍厚度大于总厚度的50%,光亮镍厚度大于总厚度的20%,高硫镍小于总厚度的10%.

    三层镍实施的关键在于保证三层之间电位差的稳定和镀层的结合力,因此对电镀添加剂选择要慎重,对电镀工艺条件的控制要严格。

    ②半光亮镍/光亮镍/镍封/微孔铬。在镍封镀层上镀铬时,形成微孔铬,微孔铬镀层厚度0.20.5 um,铬镀层过厚,会将镍镀层表面的微粒遮盖达不到微孔铬的目的。当镀层受到腐蚀时,铬层为阴极,微孔处暴露的镍层为阳极,由于微孔数目很多,使腐蚀电流分散从而降低了腐蚀速度,并使腐蚀向横向发展,大大提高了镀层对基体的保护能力。因此镍封的保护能力与表面微孔数有关,微孔数达加000/cm,抗蚀能力开始提高,一般以500008000/cm2效果较好。

    与此同时,镍封电位比光亮镍正20 mV,当腐蚀发生时,由于它的镀层薄,迅速将腐蚀转移到光亮镍镀层,此时,较好地保护了镀层的表面光泽。

    ③半光亮镍/光亮镍/高应力镍/微裂纹铬。在12um高应力镍上镀铬,由于镍层内应力高,使铬层产生了龟裂状微裂纹。微裂纹铬对基本的保护作用与微孔铬相似,两者统称为微间断铬。

    与镍封相比,高应力镍镀液是均一相,便于操作,只要高应力镍层有足够的厚度就可以使铬层产生裂纹,而且裂纹条数与铬层厚度无关。但由于是高氯化物镀液,零件镀铬前必须清洗,防止氯离子带人铬槽。同时高氯离子对设备带来腐蚀,也需引起注意。对于形状复杂的零件,镀层厚度不够均匀,低电流区微裂纹数密度不够,这也是它的缺点。
 

    ④半光亮镍/高硫镍/光亮镍/镍封/微孔铬。由于电位差的作用,四层镍的组合配合以微孔铬,其抗蚀能力大大高于同等厚度的双层镍镀铬。由于镍层数增多,保证层与层之间的结合力,保持层与层之间稳定的电位差就显得十分重要,因此,实施多层镍电镀必须加强工艺管理。 

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