铝合金化学镀镍
铝合金化学镀镍工艺研究(一)
铝合金化学镀镍工艺研究(一)摘要：研究了铝合金表面化学镀Ni-P合金的预处理、镀液配方及镀后热处理。
采用碱性化学镀镍作底层，然后进行酸性化学镀镍,能在铝合金表面获得光亮、平整、附着力良好化学镀镍(Ni-P)层。
镀层硬度为686HV，含磷量为11.17%。
关键词：铝合金;预处理;化学镀镍;附着力1引言化学镀Ni-P具有厚度均匀、硬度高、抗蚀性优异等特点，因此镀层广泛被应用于需耐磨的工件。
但是，铝合金表面即使在空气中停留时间极短也会迅速地形成一层氧化膜，以致影响镀层质量，降低镀层与基体的结合力。
本项研究得出了比较好的预处理方案，从而得到结合力良好，表面比较光亮的Ni-P镀层。
2实验方法2.1实验工艺流程试样制备→配制除油溶液→化学除油→水洗→侵蚀→水洗→超声波水洗→去离子水洗→一次锓锌→水洗→退锌→水洗→超声波水洗→去离子水洗→二次锓锌→水洗→去离子水洗→碱性镀→水洗→酸性镀→去离子水洗→吹干→冷却2.2除油配方及工艺除油：Na3PO4．12H2O(30g/L)NaCO3(30g/L)温度（65℃）时间（3min）2.3浸锌配方及工艺温度（42℃）一次浸锌时间（90S）二次浸锌时间（18S）2.4镀液配方与工艺碱性预镀液NiSO4．6H2O（30g/l）NaH2PO2．H2O（25g/l）．H2O（100g/l）温度（65℃）PH值（8.2）施镀时间（8min）酸性镀液NiSO4．6H2O（30g/l）NaH2PO2．H2O（25g/l）NH4C6H5O7．H2O（10g/l）乳酸C3H6O3（40ml/l）NaC2H302（10g/L）温度（85℃）PH值（4.8）施镀时间（120min）。
(完整版)铝合金轮毂直接化学镀镍新工艺
铝合金轮毂直接化学镀镍新工艺采用特种活化剂在铝合金轮毂直接化学镀镍的新工艺铝及铝合金直接化学镀镍活化剂是经过多年研制开发出来的具有国内外先进水平的无毒、无味、无污染、独一无二的绿色环保型新产品。
相对传统的沉锌工艺来说，即减少了污染排放，又降低了产品成本，提高了一次性电镀合格率。
1利用特种活化剂直接化学镀镍工艺的优势1.1 省去二次侵锌置换工艺，使技术管理、镀液管理、废水处理都简单化。
1.1.1 工件经特种活化剂活化后只需一次水洗或不经水洗，直接进行化学镀镍或闪镀化学镍，省去繁杂的二次锌置换工艺，减少了生产工序，提高了生产效率，使技术管理、镀液管理、废水处理都简单化。
1.1.2 使用特种活化剂直接进行化学镀镍只需7道工序即可完成全部工作，使用沉锌剂进行二次浸锌处理需要17道工序才能完成电镀镍工作。
1.2 镀层均匀致密，结合力强，镀件质量好1.2.1 使用特种活化剂直接化学镀镍，由于没有电流的影响，均镀能力特强，无孔不入，可以把很小的针孔、渣孔完整的镀起来，凡是活化剂渗透到的部位就有镀层，使经过活化后的铝轮毂压铸铝材料像钢铁零件一样顺利的在其表面沉积一层光亮、致密、结合力良好的化学镀镍层，镀层致密，镀件质量好。
1.2.2 克服了电解液容易受到二次浸锌溶液中有害杂质影响，污染化学镀镍溶液，使镀层质量不能保持稳定，操作程序复杂，技术难度大，需经常调整、更换化学镀镍溶液等所有不足之处。
镀层与基体结合力：试件采用A356压铸铝合金。
经化学镀镍后的工件在烤箱中加温至200℃,恒温2小时，然后在室温的水中多次骤冷，镀层未发现起泡现象。
锉刀法、锯条法、胶带法试验均优于二次浸锌工艺。
1.3 一次性合格率高，大幅度的降低了产品成本。
1.3.1 二次沉锌方法在铝轮毂因压铸材料成分晶界偏析富集引起的低电位区易露镀、起泡，使一次性合格率一直在80%左右波动，有的甚至更低。
1.3.2 退镀后的铝轮毂，再抛光、再电镀镍，成本大幅度的上升。
一种铝合金化学镀镍混合金属活化的方法与流程
一种铝合金化学镀镍混合金属活化的方法与流程《一种铝合金化学镀镍混合金属活化的方法与流程》铝合金化学镀镍可是一个很有趣的化学过程呢。
咱们先来了解一些基础的化学概念，这样就能更好地理解这个活化方法啦。
一、化学键咱们先说说化学键这个东西。
你可以把化学键想象成原子之间的小钩子。
原子们就靠着这些小钩子连接在一起，形成分子或者化合物。
这里面有两种特别的“小钩子”，一种是离子键，一种是共价键。
离子键就像是带正电和带负电的原子之间像超强磁铁一样吸在一起。
比如说氯化钠（NaCl），钠原子（Na）特别大方，它容易失去一个电子，就变成了带正电的钠离子（Na⁺），而氯原子（Cl）特别爱收集电子，得到了钠原子给的电子后变成了带负电的氯离子（Cl⁻）。
这正离子和负离子就像磁铁的南北极一样，紧紧地吸在一起，这种吸引力就是离子键。
共价键呢，是原子们共用“小钩子”来连接。
就好比两个人一起抬一个东西，大家都出点力。
比如说水分子（H₂O），氧原子和氢原子之间就是靠共价键连接的。
氧原子拿出两个“小钩子”，每个氢原子拿出一个“小钩子”，这样就形成了一个稳定的水分子。
二、化学平衡化学平衡就像一场拔河比赛。
反应物和生成物就像是两队人。
在反应开始的时候，反应物这边人很多，力气大，反应就朝着生成物那边进行。
但是随着反应的进行，生成物这边的人也慢慢多起来了，力气也变大了。
最后就会达到一种状态，就是两队人用力的速度一样了，这个时候正反应和逆反应的速率相等了，就像拔河的时候两边谁也拉不动谁了。
而且这时候反应物和生成物的浓度也不再变化了，这就是化学平衡。
比如说氮气（N₂）和氢气（H₂）反应生成氨气（NH₃）的反应，一开始氮气和氢气多，反应朝着生成氨气的方向进行，到了一定程度，氨气的量也多了，氮气、氢气变成氨气的速度和氨气分解成氮气和氢气的速度就一样了，达到了化学平衡。
三、分子的极性分子的极性就像小磁针一样。
比如说水（H₂O），它是极性分子。
你可以把氧原子那一端想象成小磁针的南极，带负电，氢原子那一端想象成北极，带正电。
铝合金化学镀镍及阳极氧化着色研究
东北大学硕士学位论文第章前言第一章前言铝是一种轻金属具有银白色的金属光泽。
铝具有熔点低、密度小、电阻率小、再生利用率高等优点。
铝可以和多种金属构成合金。
随着铝工业的发展及铝合金应用领域的扩大以及表面处理技术的不断提高人们对铝合金的表面性能要求越来越高尤其体现在装饰性、耐蚀性等方面为此对铝合金进行有目的的表面处理具有重要的实际意义。
铝合金阳极化技术是比较传统的表面处理方法目前应用仍十分广泛随着化学镀技术的快速发展铝合金化学镀镍技术也渐渐成了研究的热点。
铝合金腐蚀和表面处理方法。
铝合金腐蚀种类铝虽然是化学性质活泼的金属在自然条件下表面会生成一层致密的氧化膜使铝不受腐蚀。
但铝在碱性介质中耐蚀性差在并存在氯离子的条件下腐蚀增大一铝在酸、碱中的腐蚀主要有以下几种类型均匀腐蚀铝及铝合金表面受到均匀侵蚀时称之为均匀腐蚀。
这时有两种情况一种是只有表面的氧化膜被侵蚀另一种是进一步侵蚀到铝台金的基体上。
后者表面受侵蚀的程度根据特定溶液及其浓度、温度的不周而改变。
自然氧化膜的固有颜色是银白色一般在被腐蚀后颜色有所改变。
这要根据铝合金的种类和氧化的程度而定有的变为闪光色、白色、褐色还有的变为灰色。
如将铝浸渍在强酸盐酸或强碱氡氧化钠中则表面上自然形成的氧化膜很快被溶解掉介质与基体金属间急剧反应产生氢气在这种场合下溶液的浓度、值、温度、接触时间等因素对腐蚀的影响很大。
东北大学硕士学位论文第一章前言黑色腐蚀产生黑色腐蚀的原因主要有两种一是由于偏析出的细微状态的异种金属元素附着在铝表面上以及铝基体外露降低了铝表面的反射率二是附着在铝表面上的析出金属元素和露出的基体金属元素与介质发生反应生成氧化物、氢氯化物局部腐蚀在铝制品上容易发生的局部腐蚀是孔蚀它是以局部分散的形式出现的。
铝及铝合金在润湿环境中表面氧化膜的缺陷部分孔吸附着”离子通过化学反应孔周围氧化膜被溶化掉在铝的基体上形成细微的小孔。
在这些小孔里面铝被溶解下来与所产生的铝离子相平衡的一离于等从表面上浸入、扩散、并且提高了小孔中的酸度促进铝的进一步溶解。
铝合金化学镀
铝合金化学镀一、概述铝及铝合金是应用最广泛的金属之一，其具有导电性好、传热快、比重轻、强度高、易于成型等优点。
但是，铝及铝合金也存在硬度低、不耐磨、易于发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点，影响其应用范围和使用寿命。
铝及其合金经过表面处理后可扬长避短，延长其使用寿命和扩大应用范围，赋予其防护、装饰等用途。
铝合金的表面处理技术包括阳极氧化、电镀、化学镀等方法。
铝上电镀比其他金属上电镀要困难得多，容易出现气泡和脱皮，结合力不良等问题。
究其原因是铝合金在空气中极易氧化。
因此，在进行一般的除油、碱液腐蚀和浸蚀后，暴露出制件的活化表面，在电镀之前的瞬间又重新被氧化，形成的氧化膜严重地影响了镀层的结合力，造成镀层起泡和脱落。
为了解决这一问题，目前普遍采用化学镀的方法。
铝合金表面化学镀因具有诸多的优良性能及特性而在电子工业、石油化工、机械和航天等领域的应用而不断增加，如何优化工艺、提高质量日益成为人们关注的焦点。
所谓化学镀，是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化-还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。
铝及铝合金属于化学镀难镀基材，因此在其基体上进行化学镀有其自身的特点：①铝是一种化学性质比较活泼的金属，在大气中易生成一层薄而致密的氧化膜，即使在刚刚除去氧化膜的新鲜表面上，也会重新生成氧化膜，严重影响镀层与基体的结合力。
②铝的电极电位很低（-1.56V），极易失去电子，当浸入镀液时，能与多种金属离子发生置换反应，析出的金属与铝表面形成接触镀层。
这种接触性镀层疏松粗糙，与基体的结合力强度差，严重影响了镀层与基体的结合力。
③铝属于两性金属，在酸、碱溶液中都不稳定，往往使化学镀过程复杂化。
由此可知，要在铝及铝合金制品上得到良好的化学镀层，最关键的就是结合力问题，而结合力取决于化学镀的前处理。
因此，对于铝及其合金来说，镀前处理是十分重要的。
【1】化学镀目前使用最广泛的是化学镀镍，本文以铝合金化学镀镍为例，讲述其机理、体系、工艺及其应用等内容。
典型的铝及铝合金化学镀镍的工艺
一、典型的铝及铝合金化学镀镍的工艺铝零件除油浸蚀第一次浸锌硝酸退除第二次浸锌化学镀镍二制程说明1）除油铝是一种活泼金属，与酸碱都能剧烈反应，因此相比钢铁基体铝的除油溶液碱性不能太强，以免对铝基体产生过度的腐蚀。
因此除油的配方中氢氧化钠的含量一般较低，以磷酸钠、硅酸钠和碳酸钠为主。
除油液中的硅酸钠对铝很好的作用，即使除油液温度较高，除油时间较长，铝的腐蚀也很小，因此可以用于零件精度较高的除油，但是含硅酸盐的碱液必须彻底清洗干净，否则，残留的硅酸盐在浸蚀时遇酸会生成不溶于水的、难以去除的硅酸膜，造成镀层结合力不强，除油最好先用热水清洗、再用冷水，而且应尽快清洗。
在除油的过程中，切忘高温碱液因增发而干结在零件上，从而导致零件腐蚀。
2）浸蚀浸蚀是前处理中重要的工序。
其目的是为了进一步去除铝表面的缺陷，并从铝合金表面去除各种合金元素和杂质，形成均匀的铝表面，为后一道工序提供良好的底材。
铝合金中含有铜、镁、硅、锰和锌等合金元素。
如果不能去除干净，在这些合金成份上不能直接化学镀镍，容易产生结合力不强或针孔。
浸蚀可以用碱浸蚀或酸浸湿。
用酸浸蚀对铝的腐蚀小，不仅不可保证表面的光洁度，而且由于合金元素去除较彻底，所达的结合里较高。
酸性浸蚀的腐蚀远低于碱性浸蚀，由于合金的腐蚀一般驶电化学腐蚀，合金元素与铝元素基体形成原电池，浸蚀发生在合金元素的周围，当浸蚀严重时容易产生毛细孔洞，这种空洞进入的溶液很难清洗，当溶液进入化学镍溶液时，空洞中的脏污会慢慢溢出，轻则造成镀层粗糙，重则引发针孔起泡。
对于有些合金采取碱性浸蚀的效果更好。
另外对于表面光洁较差或者经加工车削后有螺纹的零件，碱性浸蚀有助于去除化学镍难以完整覆盖的毛刺和锐边。
此外，碱性浸蚀有助于在氧化严重的铸件上获得更薄、更均匀的去除氧化膜的新鲜表面。
3）第一次浸锌化学镀镍时，铝的表面有一层致密的氧化膜，这层膜大约有5~20um，不去除它就很难形成很的镀层。
就氧化层本身来说，去除并不困难，问题是在去除氧化膜后的表面与空气接触的表面会迅速形成氧化膜，浸锌的目的一方面是去除这层氧化膜，另一方面是去除氧化膜的同时再铝的表面形成锌的置换层，起阻挡作用，使去除了氧化膜的表面与大气隔绝，免受氧化。
6063铝合金化学镀镍-磷合金镀层的性能
6063铝合金化学镀镍-磷合金镀层的性能李兴奎【摘要】以6063铝合金为基体进行化学镀Ni-P合金镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 25～28 g/L,NaH2PO2·H2O 20～25 g/L,NH4HF2 20～23g/L,CH3COONa·3H2O 15～20 g/L,C6H8O78g/L,KIO3 0.1 g/L,温度(80±2)℃,pH 5.5～6.0,时间2h.表征了Ni-P镀层的形貌、结构、结合力、孔隙率以及耐蚀性等性能.结果表明,Ni-P镀层表面致密,呈非晶态,厚度为15μm,显微硬度为476 HV,结合力良好,耐蚀性明显优于基体.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2014(033)013【总页数】3页(P550-552)【关键词】铝合金;镍-磷合金;化学镀;结构;显微硬度;结合力;耐蚀性【作者】李兴奎【作者单位】四川建筑职业技术学院材料工程系,四川德阳618000【正文语种】中文【中图分类】TG153.26063铝合金具有抗拉强度高、条件屈服强度高、伸长率高等优点，但其耐酸、碱和盐腐蚀的性能较差，并且硬度低、耐磨性差，严重阻碍了其应用。
因此，在一些场合需要对其进行表面处理以提高耐蚀性。
采用电镀、化学转化、涂装、高能束表面改性等技术可防止或减缓铝合金的腐蚀，其中化学镀 Ni–P具有耐蚀性和耐磨性优异、结合力好、硬度高等优点，已成为很多金属及合金的常用表面防护方法[1-4]。
有关铝合金化学镀镍的报道也较多[5-9]。
贺忠臣等[10]研究了热处理温度对6063铝合金化学镀镍层耐蚀性的影响。
刘开云[11]研究了高压阳极氧化及中温直接化学镀镍对6063铝合金性能的影响。
冯立明等[12]针对6063铝合金开发了一种仅包含脱脂、浸锌及水洗等前处理工序的化学镀镍磷合金工艺，所得镀镍层光泽度高、结合力强、颜色稳定、结构致密，磷含量在10%～12%之间，镀态硬度在500 HV以上，远高于阳极硬质氧化层。
铝合金化学镀镍工艺分析研究与应用
铝合金化学镀镍工艺研究与应用化学镀电子工艺技术990507 电子工艺技术 ELECTRONICS PROCESS TECHNOLOGY 1999年第20卷第5期Vol.20 No.5 1999 铝合金化学镀镍工艺研究与应用黄昌明摘要：报道一种在铝合金元件上实施化学镀镍的工艺方法。
该方法包括在改进的锌酸盐溶液中经二次浸锌处理后，以碱性化学镀镍作底层，然后进行酸性化学镀镍，能在铝合金(LY12cz、LD31等>表面获得光亮的、具有优异附着力和良好的防腐蚀性能及其综合物理、化学特性的化学镀镍(Ni-P>层。
关键词：铝合金；二次浸锌；化学镀镍；附着力 Technology and Application of Electroless Nickel on Aluminum Alloys HUANG Chang-ming Electronics The 29th Research Institute of Information Industry Ministry,Chengdu 610036, China Abstract:Report technology method of electroless nickel on aluninum alloys.After being immersed in zincate solution improved twotimes,taking alkaline electroless nickel as the laying,then implementing acidelectroless nickel,it can be got that the electroless nickel layer with bright,excellent adhesion,good corrosion prevention and synthesis physical chemistry properties. Key words:Aluminun alloys。
铝合金中温直接化学镀镍
４０８ ， １ ０ ２
２ 湖 南 工 学 院 材 料 与化 学 工 程 系 ， 南 衡 阳 。 湖
４ １０ ） ２ ０ ８
摘
要 ： 了实现 铝 合金 在 中温（ ０℃） 件 下 直接化 学镀 镍 ， 化 学镀 液 中加入 活化 为 ７ 条 在
剂（ 氟化合 物） 并 对主 配合 荆进行调 整． 宜浓度 的 活化 荆 可 以加 快化 学沉 积镍 的速度 ， 含 ， 适 改善镀 层的 综合性 能 ； 氨基 乙酸为主 配合 剂 ，能明显 改善镀 层 的耐蚀性 能 ， 高 了镀 层 腐蚀 提 电势 ， 降低 腐蚀 电流 ， 强镀层 的抗 色变性 能 ； 增 在含 有 ２ｇ・ ｍ ＫＦ和 ８ｇ・ ｍ 氨基 乙酸 ｄ ｄ
的镀 液 中化 学镀镍 ， 能得 到综 合性 能 良好 的 Ｎｉ — Ｐ镀层 ．
关键词 ： 铝合金 ； 学镀镍 ； 化 活化 剂 ； 主配合 剂 ， 温度
中图分 类号 ： ＴＱ１ ３ ５ ．１ 文献标 识 码 ： Ａ
Ｄｉｅ ｔＥｌ ｃ ｒ ｌ ｓ ｃ ｅ ａ ｉ ｇ ｏ ｕ ｎ ｍ ｌ ｙ ｒ ｃ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ Ｎｉｋ ｌ Ｐｌ ｔ ｎ Ａｌ ｍｉ ｕ Ａｌ ｓ ｎ ｏ
ａ ｅ ｉ ｔＭ ｄ ｕｍ ｍｐｅ ａ ｕ ｅ Ｔｅ ｒｔ ｒ
Ｔａ ｈ ｔＴｒ ｎ ｎｎ ａ ａ ，ＹＵ ｎ ” ， Ｕ ｉｙ ｎ ＬＩ Ｌｉ ｇ ｓ ｎｇ ， Ｕ — ｉ ｎ Ｇａ ｇ ＬＩ Ｋａ— ｕ ， Ｕ ｎ — ｏ Ｈ Ｂｏ ｎ ａ 。
（ ． ｔｔ ｙＬ ｂ ｒ ｔｒ ｆ ｈ ｍ ／ ｉ ｅ ｓ ｇ ａ ｄ Ｃ ｅ ｍｅｒ ｓ Ｈｕ ａ ｉ ． ｈ ｎ ｓ ａ Ｈｕ ａ ４ ０ ８ － ｈｎ ； １ Ｓ ａｅＫｅ ａ ｏ ａｏ ｙｏ ｅ ０ Ｂ ｏ ｎ ｉ ｎ ｈ ｍｏ ｔｉ 。 ｎ ｎ Ｕｎ Ｃ ａ ｇ ｈ 。 ｎ ｎ １ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｃ ｓ ｎ ｃ ｖ
铝合金化学镀镍
铝合金化学镀镍前言：所谓化学镀就是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化—还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。
化学镀液组成一般包括金属盐、还原剂、络合剂、pH缓冲剂、稳定剂、润湿剂和光亮剂等。
当镀件进入化学镀溶液时，镀件表面被镀层金属覆盖以后，镀层本身对上述氧化和还原反应的催化作用保证了金属离子的还原沉积得以在镀件上继续进行下去。
目前已能用化学镀方法得到镍、铜、钴、钯、铂、金、银、锡等金属或合金的镀层。
化学镀既可以作为单独的加工工艺，用来改善材料的表面性能，也可以用来获得非金属材料电镀前的导电层。
化学镀在电子、石油化工、航空航天、汽车制造、机械等领域有着广泛的应用。
化学镀具有以下优点：表面硬度高，耐磨性能好；硬化层的厚度及其均匀，处理部件不受形状限制，不变形，特别是适用于形状复杂，深盲孔及精度要求高的细小及大型部件的表面强化处理；具有优良的抗耐蚀性能，在许多酸、碱、盐、氨和海水中具有良好的耐蚀性，其耐蚀性要比不锈钢优越的多；处理后的部件，表面光洁度高，表面光亮，不需要重新的机械加工和抛光，可直接装机使用；镀层与基体的结合力高，不易剥落，其结合力比电镀硬铬和离子镀要高；可处理的基体材料广泛。
〔1〕化学镀分类（广义分类）：1.置换镀（离子交换或电荷交换沉积）：一种金属浸在第二种金属的金属盐溶液中，第一种金属的表面上发生局部溶解，同时在其表面自发沉积上第二种金属上。
在离子交换的情况下，基体金属本身就是还原剂。
2.接触镀：将欲镀的金属与另一种或另一块相同的金属接触，并沉浸在沉积金属的盐溶液中的沉积法。
当欲镀的导电基体底表面与比溶液中待沉积的金属更为活泼的金属接触时，便构成接触沉积。
3.真正的化学镀：从含有还原剂的溶液中沉积金属〔1〕。
日前工业上应用最多的是化学镀镍和化学镀铜。
可以使用化学镀进行表面加工的金属及合金有很多，下面以铝合金镀镍为例进行说明，而铝合金化学镀镍属于化学镀的第三种即真正的化学镀。
铝合金真空高磷化学镀镍热处理工艺流程
铝合金真空高磷化学镀镍热处理工艺流程1. 引言1.1 概述本文旨在研究铝合金真空高磷化学镀镍工艺流程，通过对该工艺的详细介绍和分析，探讨其在实际应用领域中的潜力和优势。
对于铝合金材料而言，表面镀层的质量和性能直接关系到其耐腐蚀、抗氧化以及机械性能等方面，因此寻找一种高效可靠的表面处理技术具有重要意义。
1.2 研究背景随着工业技术的不断发展，铝合金材料在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
然而，由于铝合金本身与外界环境存在化学反应的可能性较大，导致其容易产生氧化物或其他形式的腐蚀物质。
因此，为了提高铝合金材料的耐腐蚀性能以及整体品质，并满足不同工业领域对产品性能的要求，研究人员开始关注改善表面处理技术。
1.3 目的和意义本文旨在深入探究铝合金真空高磷化学镀镍工艺的相关技术细节，明确其在铝合金表面处理方面的重要性和实用性。
通过对工艺流程、参数优化与控制等方面的探讨，我们希望能够提供一种可行、有效的铝合金表面处理方法，为相关行业的应用提供参考和指导。
同时，通过实验结果的总结与分析，评价该工艺在提升产品性能以及未来改进方向上的潜力和局限性。
最终目标是推动铝合金材料在不同领域中的广泛应用，并为相关领域的发展做出贡献。
2. 铝合金真空高磷化学镀镍介绍2.1 铝合金特点:铝合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优良性能。
因此，在航空航天、汽车、建筑和电子等领域广泛应用。
铝合金还具有良好的导热性和导电性，使其成为制造散热器和电子元器件的首选材料。
2.2 真空高磷化学镀镍工艺概述:真空高磷化学镀镍是一种表面处理技术，通过在铝合金表面形成一层均匀且致密的镍磷合金涂层，以提高其耐腐蚀性能和抗磨损性能。
该工艺在真空条件下进行，可消除氢脆和氧化问题，并可以在复杂形状的铝合金表面得到均匀的涂层。
2.3 应用领域分析:2.3.1 航空航天领域：由于航空航天部件对于轻质和高强度材料的需求，铝合金真空高磷化学镀镍技术得到广泛应用，可为飞机发动机部件、航空器外壳和结构件提供优良的耐腐蚀性能。
铝合金光亮化学镀镍工艺研究
0 前言铝及其合金由于其优良性能，已广泛应用于建筑、航天、电器、电子产品及日用品等各个方面，其产量和用途均已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。
随着现代科技的发展，对铝合金表面性能的要求越来越高，如耐蚀性、耐磨性和装饰性等等，铝合金表面处理技术正是在这种背景下产生并不断发展的。
为了拓展铝合金的应用范围，目前铝合金的表面处理方法主要有电镀、化学镀、化学氧化、阳极氧化及微弧氧化等，其中化学镀镍的应用比较普遍。
铝合金化学镀镍可以改善其耐蚀性和耐磨性，使其具有钎焊性[1]。
化学镀镍是铝及铝合金理想的表面改性技术之一。
它不仅使其抗蚀性、耐磨性、可焊性和电接触性能提高，而且通过镀覆不同的镍基合金，可赋予铝及铝合金各种新的功能，如磁性能、润滑性能等。
但铝是一种难镀的金属基体。
因为铝与氧有很强的亲和力，铝表面极易生成氧化膜，即使用化学方法去除，在镀覆其它金属之前又会形成新的氧化膜。
这种氧化膜与镀层的结合力很差。
另外，铝的标准电极电位很负(-1.66V)，在镀液中容易与电位较正的金属离子发生置换反应生成疏松层，影响镀层结合力。
因此，要在铝表面获得结合力强、性能优良的镀镍层，镀前预处理是关键[2]。
目前，国内外解决这一问题的研究可归纳为2种技术途径：直接化学镀镍和浸锌预镀层法。
直接镀是对铝基除油后酸浸蚀，除去表面脏物及氧化膜，新生成的氧化膜在酸性和碱性镀液中去除，并获得置换层的一种工艺。
由其反应机理Al2O3+6H+ =2A13+ +3H2O，2Al+3Ni2+=2Al3++3Ni可知，直接镀可以简化铝基化学镀镍的前处理工艺，提高效率、降低成本，其难点是镀液中络合剂与Ni的摩尔比及pH值较难控制[3]。
迄今为止，研究开发和已经生产验证的工艺方法相对集中于采用浸锌预镀层法。
通过第一次浸锌除去铝基表面氧化膜，并使活性较强的铝表面变成活性相对较弱的锌表面，从而防止铝基表面在除去氧化铝膜后再次生成氧化膜。
第二次浸锌在退除第一次浸锌时所获得的较粗糙、覆盖不完全且含有夹杂物的锌层后进行，以获得更薄、更均匀、更致密的浸锌层。
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铝合金化学镀镍前言：所谓化学镀就是指不使用外电源，而是依靠金属的催化作用，通过可控制的氧化—还原反应，使镀液中的金属离子沉积到镀件上去的方法，因而化学镀也被称为自催化镀或无电镀。
化学镀液组成一般包括金属盐、还原剂、络合剂、pH缓冲剂、稳定剂、润湿剂和光亮剂等。
当镀件进入化学镀溶液时，镀件表面被镀层金属覆盖以后，镀层本身对上述氧化和还原反应的催化作用保证了金属离子的还原沉积得以在镀件上继续进行下去。
目前已能用化学镀方法得到镍、铜、钴、钯、铂、金、银、锡等金属或合金的镀层。
化学镀既可以作为单独的加工工艺，用来改善材料的表面性能，也可以用来获得非金属材料电镀前的导电层。
化学镀在电子、石油化工、航空航天、汽车制造、机械等领域有着广泛的应用。
化学镀具有以下优点：表面硬度高，耐磨性能好；硬化层的厚度及其均匀，处理部件不受形状限制，不变形，特别是适用于形状复杂，深盲孔及精度要求高的细小及大型部件的表面强化处理；具有优良的抗耐蚀性能，在许多酸、碱、盐、氨和海水中具有良好的耐蚀性，其耐蚀性要比不锈钢优越的多；处理后的部件，表面光洁度高，表面光亮，不需要重新的机械加工和抛光，可直接装机使用；镀层与基体的结合力高，不易剥落，其结合力比电镀硬铬和离子镀要高；可处理的基体材料广泛。
〔1〕化学镀分类（广义分类）：1.置换镀（离子交换或电荷交换沉积）：一种金属浸在第二种金属的金属盐溶液中，第一种金属的表面上发生局部溶解，同时在其表面自发沉积上第二种金属上。
在离子交换的情况下，基体金属本身就是还原剂。
2.接触镀：将欲镀的金属与另一种或另一块相同的金属接触，并沉浸在沉积金属的盐溶液中的沉积法。
当欲镀的导电基体底表面与比溶液中待沉积的金属更为活泼的金属接触时，便构成接触沉积。
3.真正的化学镀：从含有还原剂的溶液中沉积金属〔1〕。
日前工业上应用最多的是化学镀镍和化学镀铜。
可以使用化学镀进行表面加工的金属及合金有很多，下面以铝合金镀镍为例进行说明，而铝合金化学镀镍属于化学镀的第三种即真正的化学镀。
铝合金简介铝合金具有机械强度高、密度小、导热导电性好、韧性好、易加工等特点，因而在工业部门，特别是航空航天、国防工业，乃至人们的日常生活中，都有较广泛的应用。
铝合金表面覆盖一层致密的氧化膜，它可将铝合金与周围环境隔离开来，避免被氧化。
但是这层氧化膜易受到强酸和强碱的腐蚀，同时铝合金易产生晶间腐蚀，表面硬度低，不耐磨。
化学镀是赋予铝合金表面良好性能的新型工艺手段之一，它不仅是其抗蚀性、耐磨性、可焊性、和电接触能得到提高，镀层与铝合金机体间结合力好，镀层外观漂亮，而且通过镀覆不同的镍基合金，可以赋予铝合金各种新性能，如磁性能、润滑性等。
〔2〕铝合金化学镀镍原理：化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂次亚磷酸钠的作用下，使镍离子还原成金属镍，同时次磷酸钠分解析出磷，因而在具有催化表面的镀件上，获得镍磷合金镀层。
对于次磷酸钠还原镍离子的总反应可以写成：3NaH2PO2+3H2O+NiSO4-----3 NaH2PO3+H2SO4+2H2+Ni同样的反应可写成如下离子式：2 H2PO2-+ Ni2++2H2O-----2 H2PO3-+ H2+2H++ Ni或写成另一种形式：Ni2+＋H2PO2-＋H2O------H2PO3-＋Ni＋2H+所有这些反应都发生在催化活性表面上，需要外界提供能量，即在较高温度（60≤T≤95℃）下，除了金属镍之外，还形成分子氢。
此外，形成的氢离子使镀液变得更加酸性，同时还生成亚磷酸离子H2PO3-。
〔1〕化学镀镍溶液的组成及作用：(1)镍盐通常采用的镍盐为硫酸镍，但也可以是氯化镍、碳酸镍等。
提高镀液中镍盐的浓度可以提高沉积速度，但镀液的稳定性下降。
(2)还原剂次亚磷酸钠，镀液中次磷酸钠的用量主要取决于镍盐浓度，镍盐与次磷酸钠含量比过低时，镀层发暗，镀液稳定性下降，比值过高时沉积速度很慢。
这一比值还直接影响镀层中的磷含量，比值越低，磷含量越高。
(3)络合剂络合剂通过和镍产生成稳定的络合物，阻止氢氧化镍和亚磷酸镍沉淀的生成，从而避免镀液的自然分且有利于得到结晶细致光亮的镀层。
镀液中常用的络合剂有柠檬酸、乳酸、乙醋酸、苹果酸、琥珀酸、焦磷酸钠、氯化铵等。
(4)pH缓冲剂出于化学镀镍溶液的稳定性、沉积速度及镀层质量受镀液pH的影响很大，需加入pH缓冲剂以稳定镀液的pH。
常用的pH缓冲剂有醋酸钠、硼酸、氯化铵和柠檬酸钠等。
(5)稳定剂化学镀镍溶液中常有一些胶粒和固体微粒存在，它们作为催化中心将加速镀液的自分解。
为此，常在镀液中加入微量稳定剂，它们优先吸附在胶粒和固体微粒表面，阻碍了镍在这些粒子上的还原，从而提高了镀液的稳定性。
常用的稳定剂有硫代硫酸盐、硫脲、磺原酸乙酯、钼酸盐、铅离子、镉离子等。
(6)光亮剂化学镀镍是一种功能性镀层，通常为半光亮外观，然而近年来人们对化学镀银的光亮性的要求越来超高。
由于化学镀镍体系操作温度一般较高，而且位于镀液中工件的表面要大量不断地析出氢气，特别是与电镀不同，工件不被阴极极化，因而无论酸性镀液还是碱性镀液，其光亮剂的选择都是十分困难和重要的。
7)促进剂化学镀镍溶液中的配位剂和稳定剂往往会使沉积速率下降。
因此，常常在镀液中添加少量的能提高沉积速率的物质，即所谓促进剂，也称为加速剂。
促进剂的加入，能促使次磷酸盐分子中氢和磷原子之间键变弱，使氢在被催化表面上更容易移动和吸附。
也可以说促进剂能起活化次磷酸根离子的作用。
可用作促进剂的物质有氨基羧酸、可溶性氟化物和某些溶剂等。
（8）镀液的pH值（9）温度化学镀液的配制：(1)称取计算量的镍盐、还原剂、络合剂、pH缓冲剂和添加剂，将它们分别用蒸馏水溶解。
(2)将络合剂和缓冲剂溶液相互混合，然后将镍盐溶液加入并充分搅拌。
(3)在搅拌状态下将除还原剂以外的其他溶液依次加入并搅拌均匀。
(4)在强搅拌下加人还原剂溶液。
(5)用蒸馏水稀释至规定体积，再用酸或碱调溶液pH至规定体积。
(6)过滤溶液。
铝合金化学镀镍工艺流程（浸锌预镀层法）：铝合金零件—除油—浸蚀—第一次浸锌—硝酸退除—第二次浸锌—碱性化学欲镀镍—烘烤—成品〔3〕铝合金化学镀镍配方（碱性）：硫酸镍 33g∕L；次磷酸钠15 g∕L；柠檬酸钠 50 g∕L；pH为8；温度90℃〔5〕铝合金化学镀镍主要工艺过程：由于铝合金是一种难镀的金属基体，其表面极易生成氧化膜，这种氧化膜与镀层的结合力很差；此外，铝的标准电极电位很负，在镀液中容易与电位较正的金属离子发生置换反应生成疏松层，也会影响镀层与铝基体的结合力，鉴于此，铝合金化学镀镍的前处理尤为重要。
〔4〕一般铝合金化学镀镍前处理主要用浸渍的方法，它包括蒸汽脱脂，喷水和流动水洗，酸洗等工序。
除油最好用超声波的方法。
但也可以用搅拌或移动零件的方法。
碱性除油是在高温下进行，效果也很好。
在进入化学镀镍前最好在高温水中清洗。
若水洗槽温度达不到化学镀镍槽的温度，可以用高温预镀槽进行几分钟化学镀，再进行正式的化学镀镍。
〔5〕两次浸锌均在室温下进行，采用相同的溶液，其组成为：120 g∕L ZnO；,500 g∕L NaOH，1 g∕L FeCl3,15 g∕L KNaC4H4O6。
第一次浸锌时间40～50s，此时锌层颜色深，均匀性差，需采用硝酸进行退锌处理后再进行第二次浸锌（时间为30s）两次浸锌后所得的锌膜层致密，色泽均匀。
〔6〕镀后热处理：一般认为镀态的镀层，是由镍和磷的原子随机排列堆积起来的，还有些微晶区为无定形的非晶态，此时镀层抵抗局部塑性变形能力差，硬度较低，为HV500～600左右。
使非晶态转化为晶态〔7〕，才能提高硬度。
镀层硬度随热处理温度的升高而升高。
当温度到400℃以后，硬度随温度升高反而下降。
热处理温度应根据工件的用途来选择，若需要防腐蚀，可低于200℃低温处理；若需要高硬度，以提高耐磨性，可用400℃热处理。
对镀后热处理，国外采用真空炉或控气氛炉，在400℃，保温1h，硬度900～1000。
我们对工件进行技术保护后，在空气电阻炉中保温1h，硬度可达HV1100～1200.〔8〕铝合金化学镀镍磷镀层的性能：这种镀层具有厚度均匀，硬度高，脆性大，光滑，易于钎焊和耐蚀性好等特点。
是一种独特的工程材料。
镀层经低温处理后可弥散强化，获得不同硬度，提高耐磨性。
因此，镀镍磷镀层在工业中得到广泛应用，并可代替贵重金属和不易加工的合金。
〔6〕化学镀镍层厚度的均匀性很好，是电镀层无法比拟的。
化学镀镍只要表面能通过液槽都可获得均匀的厚度，无论形状多么复杂，均可得到均匀厚度的镀层。
只有在沉积过程中气泡在表面聚集，阻碍槽液到达零件表面，才会造成镀层厚度不均，所以在放零件时要避免上诉情况的出现。
在多数情况下，化学镀层能精确控制厚度，所以可以省去镀后加工的问题。
〔6〕对于铝合金这种易钝化的金属基体，开始时表面不发生置换反应，附着力差，但经过适当的处理和活化，镀层的键合强度大大增强，在使用高强度铝合金外的其他铝基体零件，经化学镀镍后，必须在200℃左右下处理1.5h，用以提高镀层和基体的结合力。
镀后热处理即可使镀层与基体间相互扩散，也有除氢的作用。
若铝基零件不进行处理，对其结合强度有很大的影响。
〔6〕硬度和耐磨性在工程上是非常重要的指标。
未经任何热处理的化学镀镍层与许多硬化合金钢的硬度差不多。
若经过热处理，由于镀层的时效硬化，它的硬度可达到1100HV100，与常用的镀硬铬层强度相等。
有时，镀层不允许高温热处理，因为在高温条件下可使零件变形或可能降低零件的强度。
所以，有时在较低温度下经过较长时间的热处理也可能获得所需要的硬度。
〔6〕因为化学镀镍层的硬度高，所以，不管镀层是否经过热处理，它都具有较好的耐磨损性和耐腐蚀性。
〔6〕磁性能：化学镀镍的磁性能取决于含磷量和热处理温度。
含磷量超过8%的镀层是弱磁性的，含磷量在11.4%以上，完全没有磁性；含磷量低于8%的镀层才具有磁性，但它的磁性比电镀镍层小，热处理后磁性能有显著提高。
〔10〕电阻率：化学镀镍的电阻率与含磷量有关，一般含磷量越高，则电阻率越大。
在碱性溶液中所获得的化学镀镍层，其电阻率要比在酸性溶液中所获得的化学镀镍的电阻率小。
化学镀镍的电阻率经热处理后会明显下降。
〔10〕铝合金在实际应用中在高温状态或瞬时高温时易烧蚀破坏，在铝合金表面进行化学镀镍是一种很好的表面强化方法，它可以使铝合金表面具有高的硬度、高的防腐蚀性和高的耐磨性。
化学镀镍工艺作为铝合金一种重要的表面改性技术，能够弥补铝合金易腐蚀、不耐磨、高温性能差等缺点。
〔9〕化学镀镍磷合金膜层好坏有很多的影响因素，例如在碱性化学镀镍液中，镍盐的浓度在20g／L以下时，提高镍盐浓度使化学沉积速度有明显的提高；但当镍盐的浓度高于25g／L以上时，虽继续提高镍盐含量，其沉积速度趋于稳定。