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电镀化学镀的区别

作者:[本站] 时间:[2019/05/23]

化学镀镍是目前化学镀应用上最为广泛的一种方法,而且目前在国内生产上所使用的还原剂只要有次磷酸盐、肼、硼氢化钠和二甲基胺硼烷等。主要是因为硼氢化钠和二甲基胺硼烷因价格较贵,所以大部分工业选择原材料上采用的是次磷酸钠作还原剂,但是一般使用上只会少量使用。
化学镀是依靠在金属表面发生的自催化的反映,与电镀从原理上的区别就是电镀需要电流和阳极外加。化学镀镍层的外形极为均匀的,只有在镀液中得到浸泡,才会充分进行溶质交换,这样镀层就能达到仿形的效果,表面看起来也会非常的均匀。化学镀还能对任何形状的工件进行施镀,但是电镀对一些形状复杂的工件就不能进行全表面的施镀,因为电镀需要外加电流和阳极。 
一般非晶态的化学镀镍层的表面没有一般晶体那样的间隙,所以在晶态镀层中最为经典的便是电镀层。电镀层因为有外加电流,所以同等厚度的镀层来讲,电镀要比化学镀的速度提前很多,在完成速度上也能提前很多。这是因为化学镀层的结合力在很大程度上高于电镀层。 
到目前为止,在国外发展最快的表面处理工艺且应用范围也比较广泛之一的就是化学镀镍技术。化学镀镍之所以能够在国内外得到迅速发展,是因为化学镀镍有很多优越的工艺特点。主要表现在以下几个方面上,其一是在环保性能上,因为化学镀大部分都是在食品级的添加剂中使用,本身没有电镀中含有的一些氰化物等有害物质,所以化学镀比电镀要环保一些。其二在色彩上,虽然化学镀没有电镀的颜色那么艳丽,在目前市场上只有一种纯镍磷合金的颜色,但是有害物质比电镀小很多。其三在化学镀镍技术是采用金属盐和还原剂,在材料表面上发生自催化反应获得镀层的方法 
表层的厚度均匀性。化学镀镍最有的特点之一,也是被广泛应用的原因之一就是其厚度的均匀,匀镀的能力感强,这也是最为显著的两个特征。由于电镀层在厚度分布上需要电流在分布修正,但是镀层分布不均,而化学镀镍则避免了由于电流分布不均匀而造成的层面厚度不均匀的情况,这点优越于电镀层,所以两者的厚度在整个零件中存在一定的差异,尤其是形状更为复杂的零件上的差异更为明显。电镀层的镀层在零件的边角和离阳很近的部位,镀层比较厚,但是在内表面等一些较远的地方镀层就比较薄弱,甚至于镀不到,但是化学镀就避免了电镀的这些不足,更均匀的使镀层均匀。化学镀时,只要零件表面和镀液接触,镀液中消耗的成份能及时得到补充,任何部位的镀层厚度都基本相同,即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 
不存在氢脆的问题。电镀是利用电源能将镍阳离子转换成金属镍沉积到阳极上,用化学还原的方法是使镍阳离子还原成金属镍并沉积在基体金属表面上,试验表明,镀层中氢的夹入与化学还原反应无关,而与电镀条件有很大关系,通常镀层中的含氢量随电流密度的增加而上升。在电镀镍液中,除了一小部分氢是由NiSO4和H2PO3反应产生以外,大部分氢是由于两极通电时发生电极反应引起的水解而产生,在阳极反应中,伴随着大量氢的产生,阴极上的氢与金属Ni—P合金同时析出,形成(Ni—P)H,附着在沉积层中,由于阴极表面形成超数量的原子氢,一部分脱附生成H2,而来不及脱附的就留在镀层内,留在镀层内的一部分氢扩散到基体金属中,而另一部分氢在基体金属和镀层的缺陷处聚集形成氢气团,该气团有很高的压力,在压力作用下,缺陷处导致了裂纹,在应力作用下,形成断裂源,从而导致氢脆断裂。氢不仅渗透到基体金属中,而且也渗透到镀层中,据报道,电镀镍要在400℃×18h或230℃×48h的热处理之后才能基本上除去镀层中的氢,所以电镀镍除氢是很困难的,而化学镀镍不需要除氢。 
很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等均是由材料和零部件的表面层体现出来,在一般情况下可以采用某些具有特殊功能的化学镀镍层取代用其他方法制备的整体实心材料,也可以用廉价的基体材料化学镀镍代替有贵重原材料制造的零部件,因此,化学镀镍的经济效益是非常大的。 
可沉积在各种材料的表面上,例如:钢镍基合金、锌基合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材料的表面上,从而为提高这些材料的性能创造了条件。 
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℃以下经不同保温时间后,可得到不同的耐蚀性和耐磨性,因此,它不存在热处理变形的问题,特别适用于加工一些形状复杂,表面要求耐磨和耐蚀的零部件等。 
化学沉积层的厚度可控,其工艺简单,操作方便,温度低,成本比其它表面处理防护低,适用于在中、小型工厂或小批量生产。电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程。电镀镍是将零件浸入镍盐的溶液中作为阴极,金属镍板作为阳极,接通直流电源后,在零件上就会沉积出金属镍镀层。电镀镍的工艺流程为:①清洗金属化瓷件;②稀盐酸浸泡;③冲净;④浸入镀液;⑤调节电流进行电镀;⑥自镀液中取出;⑦冲净;⑧去离子水设备煮;⑨烘干。 
电镀镍的优点是镀层结晶细致,平滑光亮,内应力较小,与陶瓷金属化层结合力强。电镀镍的缺点是:①受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净程度的影响大,造成电镀后金属化瓷件的缺陷较多,例如起皮,起泡,麻点,黑点等;②极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响,造成均镀能力差,此外金属化瓷件之间的相互遮挡也会造成瓷件表面有阴阳面的现象;③对于形状复杂或有细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面;④需要用镍丝捆绑金属化瓷件,对于形状复杂、尺寸较小、数量多的生产情况下,需耗费大量的人力。化学镀镍又称无电镀或自催化镀,它是一种不加外在电流的情况下,利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层,当镍层沉积到活化的零件表面后由于镍具有自催化能力,所以该过程将自动进行下去。一般化学镀镍得到的为合金镀层,常见的是Ni-P合金和Ni-B合金。相较Ni-P合金而言,Ni—B合金的熔焊能力更好,共晶温度高,内应力较小,是一种更为理想的化学镀镍方式。但本文着重讨论的是Ni-P合金镀层。 

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