低磷化学镀镍磷合金工艺的研究

摘要：化学镀镍技术是表面处理行业应用最广泛、最成熟的技术之一，因此广泛应用于航空航天、造船、机械、电子等工业领域。作为化学镀镍技术新的发展方向之一，低磷化学镀镍因其优异的钎焊性、脱模性和硬度，在电子计算机领域具有巨大的潜力，取代镀铬和制碱工业。但由于电镀成本、镀液稳定性和镀液维护等技术问题，该工艺尚未投入规模化生产。因此，低磷化学镀镍技术的研究具有巨大的工业价值。本文主要采用电镀速度、镀层中磷的质量分数、硬度、孔隙率作为评价指标。首先，确定低磷化学镀镍工艺的电镀工艺参数和镀液成分，从而得到基本公式，并通过正交实验进行优化；为了进一步提高镀层的镀态硬度、降低镀层的孔隙率，在低磷体系中添加纳米颗粒，并筛选确定了纳米TiO_2的添加量，以最大限度地提高镀层的硬度。最后将辅助络合剂和表面活性剂过滤。将开发的低磷化学镀镍配方与高磷配方进行了比较。结果表明： 1.经过系统实验得出的最佳低磷化学镀镍配方为：主盐/还原剂最佳摩尔比为0.50、乳酸18 g·L~(?1)、丙酸4 g·L~(?1)、乙二胺 4 ml·L~(?1)、乙酸钠 15 g·L~(?1)、硫脲 2mg·L~(?1)、十二烷基苯磺酸钠 60 mg·L~ (?1)，纳米TiO_2 1 g·L~(?1)，镀液pH=4.8±0.1，负载量1 dm ~2·L~(?1)，镀覆时间1h，镀覆温度85±1℃ ，所得镀层速度为23.62μm/h，镀层磷含量为3.53%，镀层硬度为561.4 HV，孔隙率低至0.35个/cm~2，低磷化学镀镍综合性能好。 2、低磷化学镀镍配方的镀液及镀层与高磷化学镀镍配方的镀液及镀层比较，低磷配方获得镀层的镀速为22.0-25.0μm·h~(? 1)、磷含量为3.53%，硬度高磷配方的涂镀速度约为12 μm·h~(?1)，磷含量为12%，硬度为468.2 HV；低磷镀层经400℃热处理1小时后镀层硬度为691.8 HV，4 MTO后镀速保持在13.3μm·h~(?1)，磷含量保持在3.5%-5%。高磷镀层经300℃热处理1小时后最大硬度为591.4HV。 4MTO后镀速维持在9μm·h~。 (?1)，磷含量为13.8%，热处理后两种涂层的耐腐蚀性能明显提高，且在中性盐雾试验中72小时后两种涂层开始出现红锈。低磷化学镀镍工艺的镀液和镀层性能与高磷工艺相当，具有一定的工业实用价值。