化学镀镍配方

化学镀镍配方

化学镀镍已成为国际上表面处理领域中发展最快的工业技术之一，以其

优良的性能，在几乎所有的工业部门都得到了广泛应用，每年总产值达

10亿美元，而且每年还以5%～7%的速度递增。

一、性质和用途

用次磷酸钠作还原剂获得的镀层实际上是镍磷合金。依含磷量不

同可分为低磷（1%～4%）、中磷（4%～10%）和高磷（10%～12%）。从不同pH 值的镀液中可获得不同含磷量的镀层，在弱酸性液（pH=4～5）中可获得中磷和高磷合金；从弱碱性液（pH=8～10）中可获得低磷和中

磷合金。含磷为8%以上的Ni-P合金是一种非晶态镀层。因无晶界所以

抗腐性能特别优良。经过热处理（300～400?）变成非晶态与晶态的混

合物时硬度可高达HV=1155；化学复合镀层硬度更高，如Ni-P-SiC，镀态

HV=700，350?热处理后可达到HV=1300。非晶态合金是开发新材料的方向，现已成为工程学科的一大热门。

近年低磷化学镀镍是研究开发的又一热点，含磷1%～4%的Ni-P合金，镀态的HV=700，热处理后接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想

镀层，又是可在铝上施镀的好镀种。

化学镀层的种类、性质和主要用途，列于表3-1-2。

化学镀镍层与电镀镍层的性能比较，列于表3-1-3。

表3-1-2 化学镀镍种类性质和主要用途镀种主要性质主要用途

酸性（7%～12%P）工程

上用； Ni-P 耐蚀性

碱性（1%～4%P）电子行

业，代硬铬

酸性（＜3%B）电子工业；

高耐热、硬度高耐磨，

碱性（约5%B）航空工Ni-B

良好的导电性、焊接性

业。

非磁性应用、薄膜电阻

Ni-M-P（M=Cu、W、Cr、耐蚀、耐热、磁性能和

器、金属电阻器、医疗Fe、Zn、Nb、W、Mo）电阻性能

及制药装置、厨房设施 Ni-P/SiC、AlO、人造化工、机械、纺织、造23

金刚石、CFx、PTFE、纸等工业部门，如模具、

耐磨性、自润滑性

TiO泵、阀门、液压轴、内、ZrO、Ni-B/TiO、222

燃机汽化部件ZrO 2

表3-1-3 化学镀镍与电镀镍的性能比较

比较项目电镀镍层化学镀镍层组成 99%以上Ni 92%Ni、8%P（平均值）外观暗至光亮半光亮至光亮结构晶态非晶态密度 8.9 7.9（平均）厚度均匀性差好硬度（镀态） HV=200～400 HV=500～700 加热硬化无变化 HV=900～1300 耐磨性相当好极好耐蚀性好（多孔隙）优良（孔隙少）相对磁化率（%） 36 4

-1电阻率/μΩ?cm 7 60～100 热导率

0.16 0.01～0.02 -1-1-1/J?cm?s??

无润滑油磨损 0.38 有润滑油 0.2 0.2

化学镀镍的脆性较大，在钢上仅能经受2.2%的塑性变形而不出现

裂纹。在620?下退火后，塑性变形能力可提高到6%；当热处理温度达840?时，其塑性还可进一步改善。

化学镀镍层同钢铁、铜及其合金、镍和钴等基体金属有良好的结

合力。在铁上镀覆10～12μm的化学镀镍层，经反复弯曲180?后未出

现任何裂纹和脱落现象。但与高碳钢、不锈钢的结合力比上述金属差；

同非金属材料的结合力会更差些，重要的是取决于非金属材料镀前预处理质量。

化学镀镍层的化学稳定性在大多数介质中都比电镀镍高，在大气

中曝晒试验、盐雾加速试验中，其耐蚀性显著地优于镍；在海水、氨和染料等介质中相当稳定。

化学镀镍层以其高耐蚀、高耐磨、高均匀性、兼有防腐、装饰及

机能方面的作用，故用途十分广泛，诸如电子和计算机、化学和化工、机械、航空航天、石油和天然气、汽车、食品加工、医药和纺织等工业部门。

具体应用举例：

1.计算机工业主要用于数量巨大的硬盘片铝镁合金上化学镀镍，

使其具有足够的硬度以保护铝合金基体不变形和磨损，同时防止基体氧化腐蚀。

2.电子工业除需要耐磨耐蚀的化学镀层外，还大量需要低电阻温

度系数、扩散阻挡层及良好的焊接性能的化学镀层。Ni-Cr-P、Ni-W-P 等多元合金化学镀层具有低电阻温度系数，在薄膜电阻器的制造中很有用。Ni-B、Ni-P-B、Ni-P等化学镀层的钎焊性接近于金镀层。

3.机器制造工业凡需要耐磨或耐蚀的零部件一般都可用化学镀

镍来提高其寿命，如液压轴、曲轴、传动链带、齿轮和离合器、工、卡、

模具等。

4.石油和天然气、化学工业化学镍层对含硫化氢的石油和天然气

环境，对酸、碱、盐等化工腐蚀介质有优良的抗蚀性，所以在采油设备、输油管道中有广泛用途。在普通钢或低合金钢上镀一层50～70μm的Ni-P合金，其寿命可提高3～6倍。化学工业的容器、阀、管道、泵等

的化学镀镍可替代不锈钢和纯镍。

5.汽车工业汽车工业中使用化学镀镍是利用其耐蚀、耐磨性能，

如形状复杂的齿轮、散热器和喷油嘴、制动瓦片、减震器等等。

6.其它航空业中的喷气发动机的一些零件，陶瓷、轴瓦合金、不

锈钢在还原气氛中的结合材料，铝、镁、铍材料制成的航空零部件和电

子元件等。

二、以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍

1.酸性化学镀镍的工艺规范（见表3-1-4）。

2.碱性化学镀镍的工艺规范（见表3-1-5）。

表3-1-4 酸性化学镀镍的工艺规范

配方 1 2 3 4 5 6 7

-1工艺规范含量/g?L

硫酸（NiSO?7HO） 25～30 25 26 30 25 30～35 42

氯化镍（NiCl?6HO） 30 22

次磷酸钠

20～25 30 24 10 10 25 18～22 （NaHPO?HO） 222

醋酸钠（NaCHO） 15 20 10 10 12～17 232

柠檬酸钠

10 10 3～5 （NaCHO?2HO） 36572