电镀前处理的重要性及化学镀镍槽的正确看待

电镀前处理的重要性及化学镀镍槽的正确看待

正确的电镀前处理非常重要，特别是化学镀镍。前处理的重要性及其对最终镀层的影响是造成电镀生产失败的首要因素，但往往被人们忽视。而容易把焦点集中在化学镀镍槽上。本文的重要目的之一就是希望大家能够正确看待这个问题。

要解释这一点，其实很简单。化学镀镍前处理的重要性与我们日常生活中遇到的情况有很多相似之处。例如，当我们想在家里给一件家具上漆时，我们面临的问题与电镀操作人员遇到的情况非常相似。在某些情况下，我们可以忽略颜色的选择。其他问题，如油漆的类型，则更为关键。油漆的种类很多，包括环氧漆、搪瓷漆、聚酯漆等。我们可以列举出很多。选择哪种油漆取决于其性能，以及家具的用途和环境。如果你在上漆前没有做必要的表面准备，恐怕你会花费更多的时间、更多的金钱，并忍受不必要的麻烦。我希望每个人都能从这个例子中学到一些东西。

化学镀镍也是如此，当我们有了一定的经验后，就会立刻意识到选择合理的前处理技术和工艺与选择好的化学镀镍溶液同样重要。作为一名电镀从业者，我见过电镀生产线上许多不足之处甚至错误。每当我试图指出这些不足之处时，总会听到这样的话：“我们要赶生产，没有多余的时间花在除油和水洗上，也没有多余的空间放置其他槽。我们不能停止生产，只要什么事都没发生就够了。”任何操作都会有一定的后果，无论正确与否，都会反映在最终工件涂层的质量上。不幸的是，许多负面后果只有在造成质量问题甚至废品时才能逐渐意识到：这是由于没有调整那些工艺缺陷造成的。下面讨论的正确指导原则以及一些有效的操作程序可以为生产提供保障。有许多基本概念和规则会影响涂层的最终质量。以下几点为大家提供一些基本参考：

1. 所有金属都是不同的。

2、不同的金属需要不同的前处理、脱脂工艺和具体的操作方法。

3.没有“万能”的除油剂。

4、不存在“普遍适用”的预处理工艺。

5. 没有任何单一来源能够提供所有金属的经过验证的预处理信息，但是此类信息随处可见。

6. 许多已发表的预处理流程需要重新考虑。

7.我们唯一的法宝就是不断尝试、调整和进步。

上述概念在有些紧迫的化学镀生产安排中，常常被误用、误解、不被认识或被忽视。然而，当镀件上发现问题时，人们首先关注的焦点是化学镀液。当然，我们无法清楚地感受到在上述几点上会浪费多少不必要的精力。但我们却不能停止一遍又一遍地强调：“已证实90-95%的电镀故障与除油或预处理有关。”从许多有关电镀的专业杂志和书籍的文章中，你可以看到这一点。其实，这些概念很简单，但却一次又一次地被遗忘和忽视。例如，铁件、铜件、黄铜件在同一条生产线上用同样的工艺和程序进行加工。

正确的工艺实例有很多，但这也需要经过一些试生产才能选定最佳的操作工艺。如果我们假设任何工件都是一致的，比如热处理造成的氧化皮相同，油量相同，镀液稳定，那么脱脂和电镀操作就简单得多。虽然我们使用的化学品都是非常好的产品，但在为特定工件基材选择正确的前处理工艺时，仍有很多调整工作要做。

另外，生活中的很多思维方法也适用于化学镀生产。比如人们总是“先看到森林，才能看清是槐树还是杨树”，这句话搬到化学镀镍生产中，简单来说就是：处理故障时，先看基本明显的方面，再考虑那些比较特殊、不清楚的地方。另外，还有“带进来，带出去”，简单来说就是：一个成功的化学镀镍工艺需要一系列的步骤，而这些步骤就是：前面的预处理工序把工件表面的一些东西去除掉。比如在脱脂工序中，零件上的油污被去除了，同时我们也知道，脱脂剂中难免会有些东西留在工件表面。我们可以简单地把化学镀镍生产分解成几个单步：每一步都是把表面上的一些东西去除掉，下一步，表面上又会有些别的东西。为了顺利生产而不出问题，必须贯彻这一理念：某一工艺步骤在表面形成的膜必须与下一工序兼容，不能出问题。化学镀镍生产中的这些简单步骤是脱脂、酸活化、镍沉积和后处理。认识到这一事实，对于任何金属来说，预处理只是一个简单的过程。然而，为所加工的特定基材选择正确的活化工艺是我们目前生产中需要处理的难点。

现在我们回到正题，解释一下本文标题中的“五字经”。曾几何时，镀镍质量似乎是镀镍操作人员的责任。其实，现在的ISO、QS或其他质量体系都教导我们，化学镀镍零件的质量责任应该由质检、设计、加工、热处理、电镀和最终用户共同承担。对于镀镍操作人员来说，首先要了解“五字经”。“五字经”代表：基材、脱脂、水洗、活化和镀镍工艺。希望大家能好好利用这几点。

当生产出现问题时，人们往往会心烦意乱。在这种烦躁的情绪下，想要在短时间内解决问题往往是一件令人头痛的事情。如果问题解决了，最好先找出原因，找出需要纠正、调整和注意的地方。以避免以后生产中出现类似的问题。希望大家能用“五字经”来理清思绪。也许可以减少一些痛苦。

《五字经》化学镀镍中的基材本身就具有许多特性，可以应用于许多材料表面，提供或增强这些材料本身的性能。大家都明白，化学镀镍层的质量与金属基材的质量息息相关，因为化学镀镍没有整平能力，不能掩盖基材的缺陷。事实是，基材上的许多缺陷在工件镀镍后会变得更加明显。化学镀镍很少，如果有的话，可以掩盖基材上的问题，例如机械加工或研磨后留下的针孔、线条等。工件的冲孔、压合、钻孔或热处理方式对化学镀质量有很大影响。那些难以去除的油污或其他嵌入工件表面的东西，会造成镀层出现白点、结合力差，甚至没有镍。在正常的生产线上加工工件时，必须清楚工件上线前是否经过热处理或表面硬化处理。因为这可能需要对前处理工艺的操作进行一些调整。这里需要指出的是，在生产线上镀镍前必须检查来料的表面状况。由于一些机械加工不良而导致的镀镍质量事故不能完全由镀镍操作人员承担。这就需要机加工车间、五金厂、质检和镀镍操作人员加强沟通，共同努力，生产出高质量、稳定的化学镀层。

对于化学镀镍，并非所有基材都会自发反应。镍、铁和铝在标准预处理程序后可以自发反应；铜和黄铜不能自发反应，需要额外的活化操作才能确保引发反应。重要的是要了解，某些基材在能否良好镀层方面存在局限性。

《五字经》中的脱脂我们说到脱脂，指的是预处理中的第一步：碱性化学脱脂。需要强调脱脂剂的作用机理，这有助于解释这么多脱脂剂的不同效果。需要去除的油的类型和基材的类型决定了针对特定脱脂问题的解决方案和方法：

基材除油方法

适用于铁和铁合金零件的热、强碱性脱脂剂和强酸

铜、黄铜件热、低碱性脱脂剂及酸盐

用于锌压铸件的热、弱碱性或中性脱脂剂和特殊活性酸

铝合金件低温下，弱碱性或中性脱脂剂和硝酸氟化物混合

请记住，对某种基材上的某种油污有效的预处理工艺，对同一基材上的另一种油污可能就不那么有效。这一点经常被忽视，直到产生废料时，人们才意识到油污不仅有自己的特性，而且由于所用的条件和方法不同，同一类型的油污也会变得难以去除。工件上的油污是由冲压、车削或热处理操作引起的吗？在电镀厂，你可以看到各种各样的油污，包括：切削油、润滑油、研磨膏、硫化油、氯化油和蜡，它们可以在工艺周期的脱脂部分中去除。还有许多其他类型的东西也可以被认为是油污，比如：污渍、残留物、氧化物、铁锈和热处理引起的硬皮，它们可以通过活化工艺来处理。

一旦选定了脱脂工艺，操作温度、浓度和搅拌都是需要考虑的重要因素。通常，温度是影响脱脂剂脱脂效果的最重要因素。即使只提高3、4度，脱脂效果也会大大提高。在去除某些磨料膏和氯化蜡时，提高温度可以软化并完全分解这些油污。而且这种化学脱脂剂必须配制成在高温下操作。否则，超过其温度操作范围将导致脱脂问题。如果脱脂剂的配方不是针对高温操作的，表面活性剂会因浊点问题而分离。浊点代表：表面活性剂在特定浓度和温度下稳定性的指标。简单地说，浊点是衡量表面活性剂组分在脱脂剂中溶解度的指标。一旦出现这种情况，不仅脱脂效果会降低，而且还会带入后续工艺中。对于任何脱脂剂来说，其表面活性剂体系都是最关键的。表面活性剂可以溶解、分解、乳化、降解油及其成分，电解脱脂剂则是利用电流达到清洗效果，因为电解脱脂剂的主要作用并不是去除油污，所以这种情况放在活化部分讨论，说电解脱脂剂起活化作用似乎更合适。

对于脱脂：需要记住以下几点：

1.化学除油应除去所有油污及其成分

2.电解脱脂剂用于去除某些东西，而不是油污

3. 通常只是一种油污导致问题。找到它并去除它。电镀溶液不够智能，无法选择性地去除某些问题。

4、除油剂的使用寿命与工件上的油污种类、数量有关。

5.化学脱脂槽后进行水洗，可明显提高清洗效果，延长脱脂剂的使用寿命

6、水溶性油污可用低温、低碱度的脱脂剂轻松去除，碱度越高，去除此类油污的效果越好。

7. 抛光膏和研磨膏成分可在热碱性脱脂剂中去除

8. 一些污渍可以通过浸泡在脱脂剂中去除

9、当出现故障时，不要急于提高除油剂的温度和浓度来解决，而要先找出故障的根源。

10、电解除油槽应使用正确的电极，以提高效率。切勿用槽壁作为电极。

《五字经》中的水洗 水洗是化学镀生产中除化学镀镍工序外最重要的操作，但却常常被人们忽视。在电镀行业中，废水处理、环境保护等问题常常与水洗在生产中的重要性相冲突，有的地方甚至比化学镀本身更受关注。然而，我们只要想一想：“电镀生产过程无非就是一系列去除某种东西的步骤。”就能明白水洗在这个过程中的作用。化学脱脂后工件表面有什么？正常情况下有烧碱残渣、残油、润湿剂、表面活性剂等。增加水洗时间可以有效去除这些表面的东西，虽然还会有一层含有少量润湿剂或表面活性剂的水膜。大多数情况下，这并不会影响下一道工序（通常是电解脱脂工序）。简单地在水中上下摇晃是起不到什么效果的。就好比我们洗手时，涮一两遍，但洗不掉手上的肥皂。增加化学脱脂后的洗涤时间（最多两分钟）对这个问题很有好处。也可以通过增加空气搅动、逆流洗涤等方法来提高洗涤效率。清水应从水槽底部流入，方向与洗涤方向相反。这种设计使清水从高水槽底部流向低水槽的液面出口。

在化学脱脂槽与电解脱脂槽之间增加一个水洗槽，对减少生产线上的油污染非常有效。在很多生产线上，化学脱脂直接进入电解脱脂槽，中间没有水洗。这确实简化了工艺步骤，但从化学脱脂槽带出的乳化油和其他副产物会污染后续工序，缩短电解脱脂剂的使用寿命。你会时不时感受到这个小变化带来的区别。

环保对减少废水的要求越来越严格，这实际上也影响到提高水洗效率的能力。另外，水洗也是一个需要严格控制的关键工序。水是除油活化液的主要成分。因此，在准备新槽时，要特别注意水的质量。其中的杂质，如钙或镁，会增加整个水的硬度。这些杂质会使有效成分沉淀成不溶性物质，从而影响整体的除油效果，增加槽底的沉积物。

《五字经》中的活化是前处理工序中除水洗之外最重要的工序。在去除表面油污后，需要去除所有氧化物，使镀层与基体形成正确的原子态结合。由于适合镀镍的基体成分多，需要对各成分进行正确的活化，选择正确的活化效果就变得非常困难。工件表面氧化皮有多少？工件表面有没有污渍？这些都是活化工序需要考虑的重要因素。

活化工艺可分为不同的类别，最常见的类型是基于酸盐的酸性活化剂，矿物酸如硫酸、盐酸和柠檬酸。酸及其浓度的选择取决于基材金属的类型和表面状况。是冲压件还是铸件？表面是否容易产生残留物？当客户要求涂层具有耐腐蚀性时，不能使用盐酸，因为氯离子会影响镍沉积。通过一些简单的实验即可确定特定应用的最佳活化工艺。脱脂部分中的其他活化剂包括电解脱脂、酸性电解和冲击镀镍或预镀铜。对于非导电基材，通常使用钯活化工艺。在这些情况下，基材的最佳活化工艺是化学镀镍的关键。

酸性活化剂：根据基材的类型，酸性活化剂的选择有很多种。基于酸式盐或过硫酸盐的酸性活化剂使用电流可以提高对多种基材的活化效果。许多300系列不锈钢对这种类型的活化过程非常有效。活化在电镀生产中的关键作用是去除基材上的氧化膜、残留物和污渍。此外，酸性活化剂的浓度、时间和温度的控制非常重要，就像使用化学脱脂剂一样。有时在矿物酸如盐酸或硫酸型酸性活化剂中加入少量腐蚀抑制剂，以减少对基材的腐蚀，但这些腐蚀抑制剂有负面作用。因为它会在各种基材表面形成难以清洗的粘性膜。这会导致涂层质量问题，如针孔或深色涂层。如果这些杂质残留物没有立即显示为这些可见缺陷，那么在附着力测试中就会发现附着力差。表面润湿剂可以降低表面张力，经常被添加到酸性活化剂中，因为它们比缓蚀剂更容易清洗。但是，这种表面润湿剂必须与化学镀镍溶液中添加的表面活性剂属于同一类别。这种兼容性确保后续的化学镀镍溶液不会受到污染，因此必须清除酸槽中的任何油污和油渣。否则，当工件从酸槽出来时，工件表面可能会沾上油污。酸槽中有油污表明工件脱脂或清洗不够。氧化皮较重的工件更容易在脱脂过程中出现难以去除的油污。在酸活化操作后，这些油渣会被带入酸中。在酸活化槽中加入少量的表面润湿剂会减少此问题的影响，但不能完全解决这个问题。

碱性活化剂：电解脱脂一般被认为是脱脂过程的一部分。它通过施加电流去除表面污染物的同时去除化学脱脂残留物。如果我们检查电解脱脂剂的成分，我们会发现它们并没有太多的脱脂能力。高碱性是为了给溶液提供导电性。电解脱脂剂的成分中也有少量的表面活性剂。因此，电解脱脂剂更适合作为碱性活化剂。为什么？电解脱脂剂在阴极或工件表面产生氧气或氢气，这取决于它是阳极还是阴极。当直接连接到阴极时，工件表面会产生氢气。这种氢气是一种很好的活化剂。阴极脱脂的缺点是油和其他污染物可能会重新沉积在工件上。如果采用阴极脱脂，脱脂溶液必须保持相对清洁，无污染物。阳极脱脂通常被用作标准的电解脱脂操作，因为阳极反应可以去除工件上的颗粒污染物。由于工件中会产生氧气，就像镍含量高的合金一样，因此很容易形成氧化物。在这些情况下，电解脱脂后的酸活化过程必须非常谨慎地选择。循环电流的使用对于许多基材非常有用。使用阳极电流或循环电流可以减少高应力合金的氢脆。阴极和阳极循环之间的交替可以达到非常好的活化效果，用于去除污渍和氧化物。在这种情况下，最好在阳极阶段将工件从电解脱脂槽中取出。

很多镀镍缺陷的产生，都可以追溯到电解脱脂工艺。比如有位客户就曾遇到过这样的问题，镀层端面有一种花状外观。在确认化学镍液正常后，观察了其他工艺，发现是电解脱脂槽的工艺参数不在正常范围内，工件从电解脱脂槽出来后，基体就变黑了。基体在电解脱脂槽里怎么会变黑呢？电压过高、电流过小、电解脱脂剂浓度低都会出现这种情况。但工件上没有明显的迹象，这层黑色层可以在后续的活化工艺中去除。遗憾的是，即使活化工艺正常，经过化学镀镍后，工件上还是会有缺陷。

碱性高锰酸钾是比较老的工艺，可用于热处理氧化皮或碳化残留物较多的工件。高锰酸钾和氢氧化钠的质量比为1:3的混合溶液，操作温度为65-85度。此方法适用于铁基体，可以去除较重的氧化皮，而不会腐蚀基体金属。在很多情况下，这也是一种真正有效的方法。

对于高应力、高碳含量、不锈铜或其他镍铬合金材料，在化学镀镍前通常建议进行预镀，这可显著改善镀层与基体的结合力。这些预镀大多基于电镀镍配方，包括伍顿镍、瓦特镍和氨基磺酸镍工艺，也有使用氰化物镀铜。然而，铜在化学镀镍中不能自发反应，需要额外的活化过程。虽然氰化物镀铜溶液是一种良好的脱脂剂，但镀铜作为预镀层会对镀层的耐腐蚀性产生负面影响。

任何化学镀镍工艺都可以沉积在任何经过​​适当预处理的表面上。当表面预处理失败时，化学镀镍层的性能将受到影响。涂层性能（如耐腐蚀性）与表面预处理的成败密切相关。预处理中的任何步骤都可能产生由污渍引起的孔隙、针孔或点蚀，这会对耐腐蚀性产生负面影响。未经清洗而残留的薄膜上沉积镍可能是附着力差的根本原因，或会增加涂层的孔隙率。

化学镀镍一个非常有趣的特点是：“所见即所得”。化学镀镍层会重现基材表面状况。化学镀镍与电镀镍有很多不同之处，其中之一就是化学镀镍没有整平能力，如果基材表面有线条或痕迹，化学镀镍后这些状况会更加清晰可见，而化学镀镍层无法掩盖这些问题。这些在化学镀镍层上可见的线条和污渍，以前被认为是化学镀镍中稳定剂不平衡造成的，其实只要加强前处理的水洗，就可以轻松去除。现在，通过加强与工件加工厂家的沟通与合作，化学镀前处理相关的问题就可以轻松解决。ISO等质量标准就是为了更好地理解和解决问题。汽车行业在这方面做得非常有效，他们的做法是直接参与电镀厂的质量控制。

水膜破裂试验是解决问题的工具，它经常被用来观察工件表面是否清洁。这是基于适当脱脂的表面能够保持一层水膜而不破裂的能力。不幸的是，这种观察在某些情况下是错误的。当表面呈碱性或含有表面活性剂时，或者当亲水性污渍沉积在表面上时，也会出现问题。在正常情况下，表面很脏，水膜就会破裂。当脱脂效率低下造成的污渍残留在工件表面时，水膜不一定会破裂。如果在观察前将工件浸入稀释的酸性溶液中，水膜通常会破裂。而那些用含有润湿剂的酸性溶液处理的工件表面在特定时间不会破裂水膜。如果要解决这类脱脂和水洗问题，则需要使用其他方法，例如PEE和其他仪器测试。这里不再进一步讨论。

电导率仪可以用来检测和控制洗涤质量，它的工作原理与洗涤中的污染程度有关。当然，使用电导率仪本身并不能保证良好的洗涤质量。有效的洗涤取决于洗涤时间、水温和工件和水的污染程度。很多时候当问题出现时，只要“洗两分钟”，你就会发现问题基本解决了。回想一下你洗手的时候！你用冷水要洗多久才能洗干净？

电导率仪其实就是用来控制流动水洗槽流量的，先把电导率仪的探头调到一个极限值，然后放在水箱里，直到水因工件污染程度超过这个设定值，水流才停止，这表明是时候添加清水了，这有助于保持水洗的质量。使用电导率仪时需要关注的问题是：“对于一个特定的水洗工艺，最佳的电导率值是多少？”这个问题很难回答，你在任何一本书里都找不到这个问题的答案。因为化学镀镍的影响因素太多，必须具体情况具体分析。水洗温度等因素都会影响这个电导率值，很可能需要先控制好这些因素，才能帮助控制电导率仪。

我们一起来用这个方法吧，首先选定控制点：电解脱脂后、酸洗后、化学镀后。采用逆流水洗。然后在实验室里配制好各主要工序工作液的体积百分比浓度标准溶液。也就是分别按照0.5%、1.0%、3%、5%、8%、10%、15%、20%的比例加入到水洗水样中。用电导率仪测出每个样品的数值，画出图样。这样基本就描述了这条生产线的水洗情况。然后经过一段时间的生产，我们就可以总结出这条生产线每道工序后的水洗极限值。这样就能很好的控制水洗了。

降低液体的另一种控制方法必须面对这样的问题：在哪些情况下再次使用液体，脱脂剂的性能会导致浪费？ ATOR（pH 11-13），苯酚指标（pH 8.5-9.7），甲基红苯酚绿色混合指标（pH 4.2-5.4）三个指标，以滴定碱性液体，以供紫氧化物滴定在自由质量的材料中。滴定液体中的所有碱性物质。大多数标准的脱脂剂滴定方法是基于苯酚指标确定终点。

使用苯酚的标准滴定的第一个问题表明，氢氧化钠在脱脂剂中吸收二氧化碳的含量，因为这种吸收会产生含量的含量。二氧化碳生成碳酸钠，苯甲酰蛋白所指示的滴定值可能会导致运行误差。降低液体的衰减越高。这些污染物可以是腐烂的物质，脂肪酸，脂肪油和胺。解决。

当出现问题时，唯一可以限制我们的思维方式的努力是无效的，有时甚至是我们采用正常的方法，我们就无法解决该问题。

尽管在预处理过程中没有提到这种过程，但在化学镀上的过程中，浸入式的粘合物或在工件上遇到污渍时起着重要的作用，在化学板上使用氨水浸入化学水平是一种非常有效的解决方案。在化学镀术中，将有任何效果。 Aline膜层是在工件表面上制造的，这可以减少许多作品中潜在问题的发生。碳酸钾也可以在化学镍板之前进行预浸。

当生产中出现问题时，似乎没有太多需要改善该过程的方法，因此，即使由于某些限制而没有进行更改，因此在处理过程中没有办法进行一些更改，例如，尝试将这种方法用于多年来，并且在中等层次的层次上，也没有做出任何限制。在良性状态下，这家工厂希望从磷的过程中切换到4％的磷过程，例如，在低磷处理的情况下，不久的是，在生产中， co 的磷; Ating特性以及由不同的电镀溶液公式引起的镍的差异，通常会有相反的影响。在这种材料上，以前只有2.5％的速度为了解决这种现象，需要对旧过程进行一些变化。酸的循环逆转降解和氨的浸入，并且效果非常好，除了添加前与以前的速度一样，相同的过程只有0.8％的速度。人们通常只是考虑改变解决方案的供应商。

可以追溯到底物条件与其反应之间的关系，并且在治疗过程中的反应和变化必须不时地在化学镍板上进行，因此不时地强调了最佳的化学镍镀料。 ！