电镀工人技术问答（镀镍）
1、镀镍的工艺流程有哪些？
镀镍是电镀工艺中应用最广泛、研究最多的镀层类型，特别是光亮镀镍技术的进步，促进了电镀添加剂中间体的研发和产业化，使镀镍成为选择最广泛的镀层类型。
现在工业化的镀镍工艺有暗镍、半光亮镍、全光亮镍、多层镍、高硫镍、镍封、砂面镍（缎面镍、珠光镍）等。
暗镍主要用于打底镀层或产品功能所需的镀层，此工艺又称为瓦特镍，是所有其他镀镍工艺的基础。
最常用的是光亮镀镍和多层镀镍，其他镀镍工艺也是在瓦特镍中添加各种添加剂形成的新工艺。
2、为什么在钢铁制品上直接镀一层镍就会生锈？
镍是一种具有银白色光泽、硬度较高、化学稳定性好的金属，在空气中易钝化、不易腐蚀，常温下能抵抗水、大气、碱的腐蚀。
镀镍层易于抛光，抛光后表面光亮，使用各种光亮剂可使镀镍层从镀槽中直接获得充分光亮的镀层。
既然镍有这么多的优点，那为什么直接在铁制品上镀镍，特别是镀层很薄的时候，那么容易生锈呢？
这是因为从电化学角度看，镍的电极电位相对于铁来说比较正，特别是由于镍具有特别强的钝化性，其电极电位往往更正，因此镍镀层对铁来说是一种“阴极镀层”，并不起电化学保护作用，镍镀层只有在没有孔隙的情况下，才能保护基体金属（铁及铁合金）不被腐蚀。
镍镀层或多或少存在孔隙，特别是镀层很薄时，这也是镍镀层的缺点。因此，在钢铁制品上镀一层镍时，特别是镀层很薄时，钢铁制品容易生锈。目前镍镀层体系多采用多层镀层，以克服这一缺点。
3、光亮镀镍液pH值最佳范围是多少？如何控制？
光亮镀镍溶液呈弱酸性，阴极电流效率小于100%，因此电镀过程中，除了在阴极上沉积镍外，还有少量的氢气析出，氢气的析出影响溶液的氢离子浓度，pH值的控制范围是镀层质量至关重要的参数。
在各种光亮镀镍配方中，随主盐含量不同，相应镀液pH值控制范围应有所不同，一般规律是：硫酸镍含量高时，允许pH值低一些；硫酸镍含量低时，pH值应高一些。
pH值总的范围应控制在3.8～5.5之间，pH值过低，会降低阴极电流效率，镀层发脆，甚至得不到镀层，只析出氢气；反之，pH值过高，溶液混浊，沉积的镀层雾状、有毛刺，且严重发脆。
光亮镀镍在生产过程中pH值会逐渐升高，这是由于氢离子在阴极被还原析出所致，因此每天下班前应使用pH试纸检查。
若pH值过高，可用10%硫酸调整；若镀液中氯离子过低，也可用1：1盐酸调整，以达到一举两得的目的；若pH值过低，可用5%氢氧化钠或氢氧化钾溶液调整。
注意加入氢氧化钠或氢氧化钾时，应加强搅拌，缓慢加入，避免局部pH值过高，形成氢氧化镍沉淀。
若能用碳酸镍来调节就更好了，其方法是先将不溶于水的碳酸镍用少量热水调成糊状，再用镀液溶解并搅拌均匀，直至PH值达到正常工艺规范为止。
4、添加十二烷基硫酸钠时应注意什么？
十二烷基硫酸钠是一种阴离子表面活性剂，在镀镍溶液中用于防止镀层产生针孔、麻点，故称防针孔剂（或润湿剂），它能降低溶液界面张力，使氢气泡难以滞留在阴极表面，但若镀层针孔、麻点是由其他原因引起的，则无能为力。
光亮镍液中十二烷基硫酸钠的含量一般控制在0.05～0.1g/L范围内。
添加时要注意先用少量水调成糊状，再用100倍以上的开水溶解，最好煮沸10~15分钟，澄清过滤，然后边搅拌边趁热加入镀液中。一般在下班前和停止生产后添加，生产过程中切勿添加。
镀液中不能加入冷的或未溶解的十二烷基硫酸钠，否则镀层易产生“橘皮”或花斑现象。
在高pH值的镀镍溶液中，十二烷基硫酸钠能与镍离子反应，生成不溶性化合物沉淀，因此它的消耗量较大。
即使在pH值较低的溶液中，它也有一定的消耗，所以最好每天添加少量的十二烷基硫酸钠。如果电镀液用活性炭处理后，十二烷基硫酸钠几乎全部被吸附去除，需要再次添加。
还有商业防针孔剂，可根据供应商提供的产品和说明进行添加。
5、光亮镍电镀一次光亮剂与二次光亮剂的主要特点是什么？
光亮镀镍所用的光亮剂有很多种，根据长期实践经验的总结，一般将各种光亮剂分为两大类，即初级光亮剂（或称一级光亮剂）和次级光亮剂（或称二级光亮剂），它们各自的特点是什么？
一级光亮剂具有明显细化镍层晶粒大小的作用，使镍层具有一定的光泽度，但不能产生镜面般光亮的镀层。
同时由于此类光亮剂往往在镀层中产生压应力，抵消了一般镍层中常常存在的拉应力，使镍层具有良好的延展性。
一次光亮剂对阴极电位的影响比二次光亮剂小，一次光亮剂使镀层结晶细密，光泽比较均匀，在电流密度大的地方镀层也显得有光泽。
二次光亮剂的主要特点是能得到充分光亮的镀层，但其在镀层中会产生拉应力，且镀层大多较脆，获得光亮镀层的电流范围较小，在高电流密度区甚至低电流密度区都无法得到充分光亮的镍层。
当二次光亮剂与一次光亮剂配合使用，并适当组合时，可显著扩大光亮电镀范围，并可获得镜面光亮的镀层。
6、如何利用霍尔电池测试来控制镀镍液中的光亮剂？
由于大多数光亮剂没有适当的化学分析方法，因此光亮剂的控制目前都是基于经验的。但经验法则的应用有局限性，因此光亮剂的控制最好采用小型镀槽试验进行。
其中霍尔电池测试是一种比较有效的小型镀槽测试方法，因为霍尔电池测试可以在相当宽的电流密度范围内反映其阴极样品上镀层的质量，而光亮剂含量的多少往往可以反映出阴极板上的不同现象，为故障排除提供了可靠的依据。
例如以1,4-丁二醇和糖精为添加剂的镀镍工艺，在一般光亮镀镍的霍尔电池阴极样品上获得的镀层虽然均匀光亮，但达不到镜面光亮的程度，可能是因为1,4-丁二醇的含量太少。
例如，如果阴极样品上的镀层光亮如镜，但高电流密度区却发脆，则可能是1,4-丁炔二醇含量过多；如果高电流密度区暗淡或发灰，而其余区域光亮如镜，则可能是糖精含量过少。
这样就能定性地判断电镀液中哪种光亮剂含量不合适，然后对其含量进行分析。
首先根据光亮镀镍液中几种光亮剂的含量，制成几个不同的霍尔槽阴极试样作为比较标准，然后将前面定性试验的结果与之进行比较，从而确定光亮剂的含量。
根据总体测试结果，将不足的光亮剂加入被测镀液中，进行霍尔电池测试，直至阴极样品达到镜面光亮表面，此时根据测试结果计算出光亮剂的添加量。
如果准备几种霍尔电池阴极样品作为标准，并将它们保存在密封的干燥器中以备将来使用，测试就会变得简单。
镀液配比及工艺条件如下：
项目
最超值
范围
硫酸镍
200克/升
180~220克/升
氯化镍
45克/升
40~60克/升
硼酸
45克/升
35~50克/升
镍初级光亮剂
MK338
0.5毫升/升
0.3~0.5毫升/升
镍软化剂
MK372
8毫升/升
6~10毫升/升
镍润湿剂
MK386
0.6毫升/升
0.2~0.8毫升/升
温度
52℃
50~60℃
pH
4.4
4.2~4.7
当前密度
4.5安/平方厘米
（本文出自刘仁志主编的《电镀工技术问答》一书，本文作者为张永陈平衡，版权归原作者所有，本文未完待续，敬请期待。）
结尾
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