添加剂对化学镀镍-钨-钼-磷镀层性能的影响.pdf
四川理工大学材料与化学工程系，四川自贡)为提高化学镀镍钨钼磷工艺的施镀速度、硬度及耐蚀性，利用磁性测厚仪、失重法及显微硬度计研究了促进剂、缓冲剂、稳定剂及表面活性剂对镍钨钼磷镀层施镀速度、硬度、点蚀率、耐蚀性及形貌的影响。结果表明，最佳添加剂配方为10 mg硫酸铵(促进剂)、硼酸(缓冲剂)、碘酸钾(稳定剂)和50 mg十二烷基苯磺酸钠(表面活性剂)。施镀速度较高，镀层性能较好。关键词：化学镀；镍钨钼磷涂层；添加剂； 文章编号：1000-3738(2008)08-0071--iW-Mo--xiao,HAOSh-,-liang,-,,China):e,--iMo-,,,,-iW-Mo--ment,,micro-.):;N-iW-Mo-;;化学镍磷合金涂层具有优异的物理、化学和机械性能，在各个工业领域的应用不断扩大。
随着科学技术的飞速发展，在硬度、耐蚀性等方面已不能满足更高的要求，因此需要引入钨、钼等元素。目前，对三元化学镍钨磷的研究较多，其次是三元化学镍钼磷。目的是获得具有更高的耐磨性、耐蚀性、耐热性、电磁性能和高硬度的镀层。而对四元化学镍钨钼磷镀层的研究较少，有关添加剂对化学镍钨钼磷镀层性能影响的报道就更少了。另外，由于大部分镀液都采用氨性缓冲介质，当操作温度较高时，由于氨的挥发，镀液的pH值变化很大。收稿日期:2007-09-06; 修订日期：2007-11-05基金项目：材料腐蚀与防护四川省高校重点实验室科研基金)作者简介：四川自贡人，副教授，硕士。针对这一问题，作者以45钢为基体，用NaOH控制镀液pH值，研究不同促进剂、缓冲剂、稳定剂、表面活性剂对镍钨钼磷镀层镀速、硬度、点蚀率、耐蚀性的影响，以提高化学镀镍钨钼磷工艺的镀速、硬度、耐蚀性。试样制备所用的化学镀镍钨钼磷合金镀液主要成分为30~40钼酸钠、26.硫酸镍、10.次磷酸钠、30.乳酸。 化学镀温度85~90，pH值控制在9，时间为四种促进剂分别加入，加入量为10。缓冲剂两种，加入量为20。加入量为2mg。表面活性剂三种，加入量为。32Aug.2008化学镀具体流程：45钢研磨y化学除油热水洗y冷水洗y强酸腐蚀（80~150硫脲，温度为30~50时间为5~10min）y冷水洗y化学镀y冷水洗y冷风干燥。
电镀过程中采用机械搅拌，转速为120。电镀速度的测试方法是先用迈F6磁性测厚仪（EPK）检测镀层厚度，然后用厚度除以时间得到电镀速度。镀层硬度用HV-1000显微硬度计测量，溶液组成为10硫酸钾、60氯化钠、30氯化铵。贴上滤纸，静置10分钟。将镀好的样品浸入35氯化钠溶液中20分钟，用失重法测定腐蚀速度。用光学显微镜观察镀层形貌。可以看出，在其他条件相同的情况下，与其他几种促进剂相比，硫酸铵的加入对镀层的电镀速度有明显的改善，镀层的点蚀率和腐蚀速度也有很大的改善。硬度的改善表明它在几种促进剂中对电镀速度和镀层性能的改善效果最好。 主要原因 当硫酸铵在基体表面的吸附能力强于还原剂时，就表现出了加速作用。 促进剂对镀层性能的影响 Tab.促进剂 HV腐蚀速率 5511.1217. 缓冲剂对镀层性能的影响 缓冲剂阴离子会与沉积过程中产生的氢离子结合，形成电离度很小的弱酸分子，从而阻止镀液pH值的剧烈变化。从表中可以看出，醋酸钠大大降低了镀层的电镀速度，点蚀率和腐蚀速度也随之增加，硬度增加不多；而硼酸则大大提高了电镀速度和硬度。 稳定剂对镀层性能的影响 稳定剂能抑制镀液中固体颗粒的催化活性，防止镀层粗糙和镀液瞬间分解，但过量的稳定剂会降低电镀速度，甚至抑制镍的沉积。
可以看出，与不加稳定剂的情况相比，碘酸钾使电镀缓冲液Tab。缓冲液HV腐蚀速率稳定剂Tab。稳定剂HV腐蚀速率和含碘化合物允许添加量范围较宽；醋酸铅使电镀速度降低，点蚀率增大，主要是因为铅离子掩盖了镀液分解的活性晶核；而硫代硫酸钠并不会使电镀速度提高，点蚀率也很大，这是由于对含硫化合物的吸附性较强所致；硫脲对电镀速度和电镀性能都有不利影响。表面活性剂对电镀性能的影响表面活性剂可以降低镀液的表面张力，减少镀针，一般加入50mg表面活性剂即可达到良好的效果。 可见，虽然以磺基水杨酸为表面活性剂时镀速、硬度、耐蚀性较好，但综合镀速、点蚀率及耐蚀性等性能可知，以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂时镀层性能最好。表面活性剂对镀层性能的影响Tab.表面活性剂最佳工艺条件下镀层性能HV腐蚀速率在10硫酸铵(促进剂)、碘酸钾(稳定剂)、50mg十二烷基苯磺酸钠(表面活性剂)条件下，镀层综合性能为镀速5.70Lm、硬度502HV、腐蚀速率0.011。合金镀层表面光滑，镀层均匀致密，外观亮丽。添加剂对化学镍钨钼磷镀层性能的影响。基本看不到裸露的基体，因此镀层对基体的覆盖度和孔隙率较少，其耐蚀性良好。
但镀层表面有少量腐蚀，这是由于电镀过程中有氢产生，未及时溢出所致。最佳条件下镍钨钼磷镀层形貌图N-iW-Mo-最佳添加剂配方为10硼酸（缓冲液）50mg在最佳工艺条件下，镍钨钼磷镀层性能为70Lm硬度502HV，腐蚀速率0.011N-iW-P三元合金化学镀研究[