电镀后处理

在电场的作用下，带正电的小乳滴向阴极移动，并在阴极吸 附，吸附处电流被乳滴屏蔽，不能够沉积金属，使该部位形 成一个凹穴。
乳滴在阴极表面的吸附和脱附过程不断地交替进行，金属在 电极表面的电沉积也交替地进行，其结果就形成了在镀层的 表面生成无数个相互重叠的圆形凹穴，根据其平均直径的大 小，可以得到不同效果的珍珠镀层。
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化学镍镀层粗糙
前处理过滤不良 水洗槽太脏 化学镍温度太高 化学镍镀槽上镀 过度粗化
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结合力不良
粗化不足 粗化浓度、温度或时间太低 粗化三价铬太高 过度粗化 粗化浓度、温度或时间太高 粗化三价铬太低 塑料应力太高
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挂具上镀
粗化浓度、温度或时间太低 粗化三价铬太高 中和浓度、温度或时间太高 钯活化浓度、温度或时间太高 解胶浓度、温度或时间太低 化学镍温度太高或活性太强 挂具太新 挂具质量不良
封口镍
在普通的光亮镀镍液中，加入二氧化硅、硫酸钡等非导电微粒， 通过搅拌，使这些微粒悬浮在镀液中，在电流作用下，这些微 粒与金属镍发生共沉积。再在镍封上面镀铬时,不导电的颗粒上 面沉不上铬层,因此铬层表面形成很多微孔。
微孔数在10000～40000个/cm2最为理想。铬层厚度也不能过 厚，一般为0.25~0.5 um左右。铬层过厚，会在微孔上出现 “搭桥”现象，达不到微孔铬的目的。
镍缸光剂失调 半光镍有硫污染物 铜杂质太高 多层镍pH或温度超出控制范围 有机污染 镍封厚度太低
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镍镀层应力太高
pH太高 光剂含量太高 有机物污染 柔软剂含量太低
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源自文库
微孔数不够
镍封搅拌不良 微孔剂含量太低 镍封厚度太低 铬镀层太厚 有机物污染 PH异常
多层镍的电位关系
CASS测试腐蚀状态
含硫化合物在镍结晶过层中会夹杂在晶格之间， 使镍镀层的电势降低，其防腐蚀能力也降低。
镍铬体系镀层的抗腐蚀机理
由于铬在大气中容易钝化，电位明显趋正，因此， 铬与镍组成的腐蚀电池，铬是阴极，镍是阳极。 当腐蚀由铬层裂纹开始时，腐蚀首先是纵向发展， 光亮镍层先腐蚀，当腐蚀抵达半光镍层界面时， 光镍层仍然是阳极，腐蚀继续横向扩展，延缓了 半光镍层的腐蚀。
电镀后处理
主讲人：陈善铃 2015-9-22
目录
一、选择性电镀 二、常见杂色工艺 三、常见电镀不良
一、选择性电镀
焦
光
前 处 理
铜 、 瓦 特
光 铜
半 光 镍
镍 、 珍 珠
镍
镍
封
六
口
价
镍 、 裂
光 铬 、
烘 烤
纹
黒
镍
铬
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焦铜
加镀一层0.5 um左右的焦铜用以提高镀层的导电 能力，减少化镍层的烧焦。
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珍珠镍
在瓦特镍的基础上加入辅助剂及非离子表面活性剂， 利用非离子表面活性剂的溶解特点，以得到外观略呈 乳白色微观有起伏的镀层；
珍珠镍不仅外表美观，并具有良好的防腐性能，其厚 度管控一般都参照光镍；
珍珠镍层电势比光镍稍低约10mv；
阳极：镍角
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具体机理
镀液中加入非离子表面活性剂，在合适的工艺条件下(浓度、 温度)可在镀液中形成乳液，使小乳滴均匀弥散于镀液中。
美国的Alecra－3(英国Alpright&wilson公司)和Enviro－
Chrome(英国Caning公司)和美国的Tri－Chrome(美国哈
桑公司)，美国罗门哈斯TCR-Gleam，安美特（TRI-
CHROMEPLUS）等以及国内达志的TRC系列，瑞期化
工等。
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三价铬镀铬体系的组成及作用
半光镍镀层为柱状结构，镍镀层中，一般 半光镍的厚度不低于总镍的50%，外饰件 为60%。
阳极：镍角
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光镍
在半光镍基础上加入初级光亮剂，其中镀层 含硫量为0.04~0.08%。
电位比半光镍负100~200mV、比封口镍负 10~40mV。
厚度一般不超过总镍层40%； 阳极：镍饼
低，镀液分散能力好，镀层结晶细致，但阴极电 流效率和极限电流密度低，沉积速度慢；硫酸镍 含量高，允许使用的电流密度大，沉积速度快， 但镀液分散能力稍差。
氯化镍：提供氯离子，促进阳极溶解，提高镀
液电导率。氯离子含量过高，产生大量阳极泥， 降低镀层质量。
硼酸：缓冲剂，保持镀液pH值相对稳定。
操作条件
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镍镀层不光亮
电流太低 光剂浓度太低 pH太低 阳极太少 镀液含铜或铬污染物 有机污染 光剂失调 镍封镀液微孔剂含量太高
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镍镀层烧焦
电流太高 空气搅拌太低 有机物污染 温度太低 硼酸太低 硫酸镍太低 工件太接低阳极
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电位差结果不良
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电镀镀层粗糙
阳极袋破洞 挂具点烧焦 工件跌入镀槽 酸铜槽的硫酸铜未溶解 镀镍槽的主盐或硼酸未溶解 打气管路污染 挂具未完全退镀
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针孔
槽液有油性污染物 电镀槽搅拌不良 电镀槽有有机污染物 酸铜光剂失调 镀液表面张力太高 镍镀液的硼酸太低
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操作条件
成份 工艺范围
操作条件
温度℃ 搅拌 阳极 PH
CuSO4.5 H2O
190-230g/l
H2SO4 65-72g/l 25±2℃ 空拌
磷铜
/
Cl- 60-100ppm
瓦特镍
作用与焦铜一样，深镀能力比焦铜差一些。 但其废水处理简单。
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镀液组成及作用
硫酸镍：主盐，镍离子主要来源；硫酸镍含量
硫酸：SO42 –促进Cr3+的生成，为阴极胶体膜的形成创造条件，还会使 胶体膜溶解。当SO42–浓度太低时，胶体膜（Cr(OH)3）不易溶解，还 原为三价铬和金属铬过程受阻，析氢过程占绝对优势, 电流效率降低。 当SO42 –浓度过高时，胶体膜随之变薄，有利于三价铬还原反应的进行， 也使电流效率降低。
三价铬镀铬工艺的优点：
(1)镀液铬浓度低，镀液清洗水不含六价铬，废水稍加处理 即可达到排放标准。
(2)镀液的分散能力和覆盖能力较好，这就为复杂镀件的大 规模生产创造了条件，同时可以断电检查，提高了产品的 合格率。
(3)获得光亮铬的电流密度范围很宽，通常采用电流密度 0.54~100A／dm2，即可电镀，此时的电流效率可达21％ ~60％，此外在电镀过程中电流中断也无影响。
主盐，三价铬以络盐的形式存在。提供三价铬的主盐是氯 化铬或硫酸铬，但比较成功的是氯化铬。
络合剂，为甲酸、乙酸、苹果酸等的有机酸盐，常用的是 甲酸盐。
缓冲剂，硼酸； 导电盐，增加导电率的碱金属氯化物或硫酸盐； 其它添加剂，抑制氯气从阳极析出的溴化铵；降低石墨阳
极电势，从而避免Cr3+氧化至Cr6+的稳定剂以及少量的润湿 剂。
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铬烧焦或白雾
镀铬温度太低 镀铬电流太高 铬酸硫酸比例失调 镍镀层钝化 挂具接触不良 添加剂含量失调 太强或太弱铬酸活化 镍封槽液有有机污染 铬镀液有污染(氯离子、铁、铜或镍等) 铬整流器波纹太高 镀铬前水洗受污染
操作条件 成份 工艺范围
温度℃ 搅拌 阳极 PH
NiSO4.6 H2O
250-280g/l
NiCl2.6 H2O
40-46g/l
55±2℃
H3BO3 35-45g/l
空拌
镍角 3.8-4.3
半光镍
在瓦特镍的基础上加入次级光亮剂，其中 镀层硫含量低于0.005%。
延伸率一般大于8%，它是工程镍中多层 镍的底层；
一般CrO3：SO42 – ≥100:1 阳极：铂、铅、铅锑合金、铅锡合金(含锡6％-8％)等不溶性阳极。
镀三价铬
由于铬酸对周围环境污染的日趋严重，因此，国内外掀 起了三价铬盐研究的高潮，但由于技术难度较高，进展 速度较缓慢，尽管发表文章不少，真正能投人生产的不 多。
目前在工业生产上获得应用的，较著名的三价铬工艺为
阳极：镍角
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封口镍防腐机理
在腐蚀介质到达光镍与封口镍时,形成腐 蚀微电池,由于封口镍微孔的存在,分散了 腐蚀电流,在同样腐蚀电位的情况下,增加 了阳极面积,从而减少了腐蚀速度。
无微孔状态
有微孔状态
裂纹镍
裂纹镍也叫高应力镍，为特殊镀镍，与其它镀镍 不同，其主盐为氯化镍。
微裂纹镍用于光镍层上，厚度一般为1~2.5um。 由于镀层应力大而龟裂产生裂纹，使随后的铬层 也同样产生微裂纹。
焦磷酸盐镀铜，分散能力和覆盖能力较好，阴极 电流效率较高，但成本高，废水不易处理。
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镀液组成及作用
焦磷酸铜 ：主盐， 提供镀液中的铜离子，含量过低， 允许阴极电流密度降低，光泽性，整平性差；过高， 降低阴极极化，镀层粗糙。
焦磷酸钾：络合剂，它和焦磷酸铜络合成焦磷酸铜钾， 可以提高镀液中的铜离子浓度，使铜镀层结晶细致和 提高阴极电流密度。
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三、常见电镀不良
漏镀 化学镍层粗糙 结合力不良 挂具上镀 电镀镀层粗糙 针孔 电镀层结合力不良 酸铜镀层不光亮
镍镀层不光亮 镍镀层烧焦 电位差不良 镍镀层应力过大 微孔数不够 铬镀层烧白或白雾 镀铬后发黄
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漏镀
粗化浓度、时间或温度太低 粗化三价铬浓度太高 塑料应力太高 钯活化剂浓度、时间或温度太低 解胶浓度、时间或温度太低 解胶空气搅拌太强 挂具将粗化液带进其它镀液 化学镍反应速率太慢 绝缘油太多，带进槽液 粗化表面张力太高
六价光铬
由六价铬直接还原为金属铬： 当体系不含硫酸时，阴极上仅有析氢反应，没有
铬层沉积。 由于副反应比较多，所以阴极电流效率非常低，
通常只有8%~18%。
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六价光铬镀液组成及作用
CrO3，是镀液的主盐。CrO3浓度高，镀液导电率高，镀液分散能力好。 CrO3浓度低，电流效率较高，镀层硬度较硬。
(4)镀层为微孔或微裂纹结构，提高了铬层的耐蚀能力。
三价铬镀铬的缺点
体系复杂，设备要求高、成本高，不稳定， 对杂质非常敏感，维护困难；
镀层耐磨性以及耐腐蚀性比光铬要差。 镀层难以增厚。 一般电镀后需要后续钝化处理，操作麻
烦，成本高。
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二、常见杂色工艺
酸铜+光镍/珍珠镍+光铬/三价铬 酸铜+半光镍+珍珠镍+光铬/三价铬 酸铜+半光镍+光镍+珍珠镍+光铬/三价铬 酸铜+半光镍+光镍+光铬/三价铬 酸铜+半光镍+光镍+封口镍+光铬/三价铬 酸铜+半光镍+珍珠镍+封口镍+光铬/三价铬 酸铜+半光镍+珍珠镍/光镍+裂纹镍+光铬
在腐蚀介质作用下，微裂纹部位形成无数个微电 池，使腐蚀电流分散到微裂纹处，镀层耐蚀性提 高，微裂纹数一般在200~800条/cm。
微镍纹镍俄罗斯泥测试优于封口镍，但cass测试 弱于封口镍。
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微裂纹镍与封口镍在俄罗 斯泥上的表现对比
测试时间：168H，参照标准GMW 16862-2013
电镀层结合力不良
铜活化温度太低、时间太短或浓度太低 铜、镍或水洗槽有油质污染 镀层表面钝化
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酸铜镀层不光亮
电流太低 光剂浓度太低 光剂浓度极高 厚度太薄 硫酸铜浓度太高 硫酸浓度太低 有机污染 温度太高 塑料过度粗化 氯离子浓度太高 阳极太少 挂具设计不良
操作条件：
操作条件
成份 工艺范围
温度℃ 搅拌 阳极
pH
Cu2P2O4 32-36g/l
50±2℃ 空拌 电解铜 9.2±0.2 K4P2O4 210-240g/l
复磷酸 调整pH
酸性硫酸盐镀铜
硫酸盐镀铜溶液具有成分简单、稳定性能好、阴 极电流效率高和成本低等优点。
但存在分散能力差和镀层粗糙、不光亮等缺点。 必须加入光亮剂，才能镀出镜面光亮、整平和延 展性能良好的镀层。
ABS塑料和镀层之间的热膨胀系数差异很大，酸 铜层可以缓和温度急速变化而造成的应力作用
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镀液组成及作用
硫酸铜：主盐，提供镀铜所需铜离子。 硫酸：利于阳极溶解，减少阳极钝化。提高镀液的
电导率，并通过同离子效应，降低铜离子的有效浓 度，从而提高阴极极化作用，改善镀液的分散能力 使铜镀层结晶细致。 氯离子：阳极活化剂，帮助阳极均匀溶解，抑制Cu+ 的产生，提高镀层光亮，整平能力，降低镀层内应 力。