不含添加剂的瓦特镍溶液形成的镀层较为柔软并有延展性,但外观暗淡。而使用添加剂可以显著地改变外观和性质。添加剂由有机化合物及部分金属化合物组成,它们可以使镀层变亮、整平。如“装饰性电镀”章节进一步阐述的那样,添加剂可以用于生成半光亮、光亮或缎面镍镀层。光亮镍电镀光亮镍电镀采用四类主要的添加剂:“载体”(令人困惑的是,它们有时也称作一类光亮剂、次级光亮剂或控制助剂)这些通常是含硫的芳香族有机化合物,例如苯磺酸、1,3,6-萘磺酸(钠盐)、对磺酰胺、糖精和基磺酸。载体的主要功能是改善晶粒结构并在一定程度上提高光泽度(与无添加剂的溶液相比)。
很多载体(例如糖精)也有明显的降低应力的特性。载体将硫引入镀层中,其影响在“装饰性电镀”章节中论述。载体主要通过带出而消耗,因为电解并不能迅速消耗它们。“光亮剂”(也称作二类光亮剂、初级光亮剂、整平剂)光亮剂与载体结合,在较宽的电流密度范围内,能产生具有良好延展性和整平性的光亮镀层。使用的光亮剂有很多种(一般作为混合物提供),包括水合三氯甲醛、邻、基磺酸、1,4-、、香豆素等。
镀液受Cu2+污染,会使镀件低电流密度区光亮度差,过多的Cu2+还会造成镀层脆性增大及结合力不良的弊病。在光亮镀镍液中,铜离子浓度(Cu2+)应小于0.01g/L。去除镀液中的Cu2+有以下几种方法。1.电解法即用低电流密度使镀液中的Cu2+沉积在处理阴极板上的方法。用于处理的阴极板有波纹板、锯齿板和平面板三种型式。波纹板在施加一定电流电解时,阴极板上电流密度范围较广,波峰处电流密度较大,波谷处电流密度较小,所以能使Cu2+和其他金属杂质同时沉积,达到去除多种杂质的目的。锯齿形阴极板受效应的影响,电解过程中Ni2+和Cu2+同时沉积,造成镀液中镍盐损失增加。采用平板阴极可以使用不同的电流密度,达到有选择地去除金属杂质的目的。据经验,电流密度为0.5A/dm2时有利于Cu2+在阴极析出。
不论采用哪种型式的阴极进行电解处理都应注意几个问题:a.长时间电解处理时,应定期清洗电解板,防止电解板上疏松镀层脱落重新污染镀液;b.采用阴极移动或空气搅拌可以提高处理效果;c.电解处理中使用的阳极板必须是的镍阳极板,否则将影响处理效果,造成不必要的浪费。2.化学沉淀剂法常见的有QT除铜剂,该沉淀剂主要成分是亚铁,在镀液中与Cu2+生成亚铁沉淀,然后过滤出沉淀,达到去除铜杂质的目的。此方法的缺点是需要进行精密过滤,比较费时。3.螯合剂法螯合剂一般为芳环或杂环结构的有机物,在镀液中与Cu2+形成螯合物,由于在电解中,螯合物和Ni2+共沉积,可以使镀液中铜离子浓度(Cu2+)不至于过高。这种方法简单易行,是目前处理镀镍液中杂质较好和有效的方法。在应用时必须选用的螯合剂,特别是要确保不能对镀层产生不良的影响。
电镀工艺过程一般包括电镀前处理,电镀及镀后处理三个阶段。如果只是认为电镀加工只有电镀这项工艺,那就错啦!电镀前,要做这些步骤:步,使表面粗糙度达到一定要求,可通过表面磨光、抛光等工艺方法来实现。第二步,去油脂,可采用溶剂溶解以及化学,电化学等方法来实现。第三步,除锈,可用机械、酸洗以及电化学方法除锈。第四步,活化处理,一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。做完上述步骤,才开始电镀。电镀了还没完事,还要做简单的后处理,的后处理包括热水清洗和干燥,根据金属的用途或设计目的,又可以将其后处理分为三类,即提高或增强防护性、装饰性和功能性。
(1)防护性后处理除了镀铬以外,所有其他防护性镀层如果是作为表面镀层时,都必须进行适当的后处理,以保持或增强其防护性能。常用的后处理方法是钝化法。对防护要求比较高的还要进行表面涂覆处理,比如进行罩光涂料处理,从环保和成本方面考虑,可以采用水性透明涂料。(2)装饰性后处理装饰性后处理是非金属电镀中较多见的处理流程。比如镀层的仿金、仿银、仿古铜、刷光、着色或者染色以及其他艺术处理。这些处理也大都需要表面再涂覆透明罩光涂料。有时还要用彩色透明涂料,比如仿金色、红色、绿色、紫色等颜色的涂料。(3)功能性后处理有些非金属电镀制品是出于功能需要而设计的,在电镀之后还要进行某些功能性处理。比如作为磁屏蔽层的表面涂膜,用作焊接性镀层的表面焊料涂覆等。改革开放以来,我国的电镀行业取得了迅猛的发展。无论是规模、产量还是产值都已进入世界电镀大国之列。电镀加工生产中,我们一定要遵循电镀行业发展规律,科学生产。
1 复合镀沉积三种方式
(1)以微粒子为弥散相,使之悬浮于镀液中进行电沉积或化学沉积,这种方法称为弥散沉积法。
(2)粒子大或重时,让粒子先沉积于基体表面,再用析出金属填补粒子间隙,这种方法称为沉积共析法。
(3)把长纤维埋人或卷缠于基体表面后进行沉积,这种方法称为埋置沉积法。
习惯上把前两种方法称为复合镀,而把后一种方法称为纤维强化复合镀。
2 复合镀的过程是物理过程和化学过程的有机结合
一般认为,弥散复合电镀时,微粒与金属共沉积过程分为镀液中的微粒向阴极表面附近输送、微粒吸附于被镀金属表面、金属离子在阴极表面放电沉积形成晶格并将固体微粒埋入金属层中等几个步骤。共析出的粒子在沉积的金属中形成不规则分布的弥散相。在纤维强化复合镀中,卷缠的长纤维呈现有规则的排列。化学镀同样可以制备高质量的复合镀层。
3 复合镀的一些注意事项
微粒向阴极表面附近的输送主要取决于镀液的搅拌方式和强度,以及阴极的形状和排布状况。微粒在阴极表面的吸附受到微粒与电极间作用力等各种因素的影响,如微粒和电极的特性、镀液的成分和性能及电镀的操作条件等。一般来说,只有在微粒周围的金属层厚度大于微粒粒径的一半时,才认为微粒已被金属嵌人。因此,微粒在阴极表面的吸附程度、流动的溶液对阴极上微粒的冲击作用、金属电沉积的速度等都会对微粒在基质金属中的嵌人产生影响。
4 附注
要制备理想的复合镀层,不仅要求微粒和纤维自身稳定,而且还应不促使镀液分解。微粒的粒径或纤维的直径要适当,通常为0.1~10μm,但以0.5~3μm*。此外,适当的搅拌也必不可少。
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