化学镀镍的工艺特点和耐蚀性研究进展
本文介绍了化学镀镍的工艺特点以及二元和三元化学镀镍合金层耐腐蚀性能的研究，阐述了化学镀镍技术发展的良好前景。
化学镀镍技术是利用金属盐和还原剂在材料表面产生自催化反应而获得镀层。 迄今为止，化学镀镍是国外发展最快、应用范围最广的表面处理工艺之一。 化学镀镍的快速发展得益于其优越的工艺特性。
1、化学镀镍层的工艺特点
1、厚度均匀性
厚度均匀、深镀能力好是化学镀镍的一大特点，这也是其广泛应用的原因之一。 化学镀镍避免了由于电流分布不均匀而导致电镀层厚度不均匀的情况。 电镀层的厚度在整个零件中，特别是形状复杂的零件，变化很大。 零件的拐角处和靠近阳极的部位镀层较厚，而内表面或远离阳极的地方镀层很薄甚至无法电镀。 采用化学涂层。 电镀可以避免电镀的这个缺点。 化学镀时，只要零件表面与镀液接触，镀液中消耗的成分就能得到及时补充，任何部位的镀层厚度基本相同，即使是凹槽、间隙和盲孔。
2、不存在氢脆问题
电镀利用电能将镍阳离子转化为金属镍并将其沉积在阳极上。 采用化学还原法将镍阳离子还原成金属镍并沉积在母材表面。 试验表明，镀层中氢的截留与化学还原反应无关，而与电镀条件有很大关系。 通常，镀层中的氢含量随着电流密度的增加而增加。
镀镍液中，除NiSO4与H2PO3反应产生少量氢气外，大部分氢气是由于两极通电时电极反应引起水解而产生的。 在阳极反应中，伴随着大量氢气的产生，阴极上的氢气与金属Ni-P合金同时析出，形成(Ni-P)H，附着在沉积层上。 由于阴极表面形成的原子氢过多，部分氢解吸生成H2，其余未及时解吸的部分残留下来。 在涂层中，残留在涂层中的一部分氢扩散到基体金属中，而另一部分氢则聚集在基体金属和涂层的缺陷处，形成氢气团。 该气体组具有非常高的压力。 在压力作用下，缺陷产生裂纹，在应力作用下，形成断裂源，导致氢脆断裂。 氢不仅渗透到基体金属中，而且还渗透到涂层中。 据介绍，电镀镍需要经过400℃×18h或230℃×48h的热处理才能基本去除镀层中的氢，因此电镀镍中的氢去除起来非常困难。 困难，而化学镀镍不需要除氢。
3、许多材料和零件的功能，如耐腐蚀、抗高温氧化等，都是通过材料和零件的表层来体现的。 一般情况下，一些具有特殊功能的化学镀镍层可以代替其他用这种方法制备的整体固体材料，也可以用化学镀镍代替，作为贵重原材料制成的零件的廉价基材。 因此，化学镀镍的经济效益非常大。
4.可沉积在各种材料的表面，如：钢镍基合金、锌基合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材料，从而为提高这些材料的性能创造了条件。
5、不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。 热处理温度低。 只要在400℃以下保温不同的保温时间，即可获得不同的耐蚀性和耐磨性。 因此，不存在热处理变形。 特别适合加工形状复杂、表面要求耐磨、耐腐蚀的零件。
6、化学沉积层厚度可控，工艺简单，操作方便，温度低，成本低于其他表面处理保护。 适合中小型工厂或小批量生产。
2、化学镀镍层的耐腐蚀性能
与化学镀铬一样，化学镀镍也是一种屏障涂层，将基体金属与外部腐蚀环境隔离，以达到防护目的。 铬具有良好的耐腐蚀性。 然而，电镀铬层因高应力而产生裂纹，并且不能保护基体金属免受腐蚀。 化学镀镍的耐腐蚀性能优于化学镀铬。 这是因为化学镀镍具有非晶结构。 非晶态是均匀的单相结构，不存在晶界、位错、堆垛层错等缺陷。 因此，在腐蚀性介质中不易形成腐蚀性微电池。 同时，化学镀镍层与基体结合均匀致密，腐蚀介质难以渗透镀层并浸蚀基体，具有优异的耐腐蚀性能。 化学镀镍磷非晶合金镀层几乎不被碱液、中性盐溶液、水和海水腐蚀。 化学镀镍层在HCl和H2SO4中的耐蚀性比不锈钢好得多。 它可以耐受多种化学品。 介质的侵蚀。 例如非氧化性盐类、高温高浓度烧碱、硫化氢、乳酸等。
化学镀Ni-P二元合金层均匀致密，具有良好的耐腐蚀性能，但不能满足用户的要求。 为了提高二元化学镀镍的耐腐蚀性能，人们引入了一种新的金属成分，形成了三元合金镀层，具有更好的耐腐蚀性能。 在10%H2SO4溶液中，Ni-Cu-P合金镀层的耐腐蚀性能明显优于Ni-P合金镀层。 当磷含量相近时，镀层铜含量越高，耐蚀性越好。 在腐蚀体系中，添加适量的铜可以促进阴极钝化，形成稳定的钝化膜。 研究结果表明，Cr是一种容易钝化的金属，因此Ni-Cr-P合金层的耐腐蚀性能显着提高。 在3.5% NaCl腐蚀介质中，Ni-Cr-P合金层不仅形成富磷的磷酸盐保护膜外，镀层中Cr的腐蚀溶解可生成Cr2O3，强化了保护膜的作用。 因此，它比Ni-P合金层表现出更高的耐腐蚀性。 Ni-WP合金镀层与基体结合牢固，结构致密。 在液/固两相流腐蚀介质中具有优异的耐冲刷腐蚀性能。 此外，Ni-WP合金镀层比Ni-P合金层具有更好的耐腐蚀性能。 稳定性高。 实验表明，Ni-Mo-P合金镀层具有非晶结构，镀层具有良好的耐有机溶剂、有机酸和盐的性能。
三、结论
由于高新技术产业的快速发展，为化学镀镍技术提供了巨大的市场。 过去二十年是化学镀镍技术研究、开发和应用快速发展的时期。 与国际市场相比，我国化学镀镍市场还存在一定差距。 相信在未来的几年里，这项技术的应用将会越来越广泛，并且会逐渐变得稳定和成熟。