电镀镍和化学镀镍的方法、特点及用途全面解析

电镀镍和化学镀镍的方法、特点及用途全面解析

1 简介

用电解或化学的方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法称为镀镍。镀镍分为电镀镍和化学镀镍。

电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，在阴极（被镀件）上沉积一层均匀致密的镍镀层的过程。阳极为镍金属，阴极为被镀件。在电解液中通入直流电流，在阴极（被镀件）上沉积一层均匀致密的镍镀层。在镀液中加入光亮剂可得到光亮镍，在电解液中不加入光亮剂可得到暗镍。

化学镀镍又称无电解镀镍，或自催化镀镍，是指水溶液中的镍离子在一定条件下被还原剂还原，并析出到固体基体表面的过程。

2. 特点

（1）电镀镍的特点、性能及用途：

①电镀镍层在空气中很稳定，由于金属镍有很强的钝化能力，能在表面很快形成一层很薄的钝化膜，这种膜能抵抗大气、碱及某些酸的腐蚀。

②电镀镍晶体极其细小，抛光性能优良。抛光后的镍镀层可获得镜面般的光泽外观，并在大气中能长时间保持其光泽。因此，电镀常用于装饰。

③镀镍层的硬度比较高，可以提高产品表面的耐磨性，在印刷行业中经常会用镀镍来增加铅表面的硬度。

④镀镍用途十分广泛，可作为防护装饰镀层镀在钢铁、锌压铸件、铝合金、铜合金等表面，以保护基材不受腐蚀或起光亮装饰作用，也常用作其它镀层的中间镀层，在其上镀一层薄铬或镀一层仿金层，耐蚀性更佳，外观更美观。

⑤在电镀中，由于电镀镍具有许多优良的性能，其加工量仅次于电镀锌，居第二位，消耗量约占镍总产量的10%左右。

（2）化学镀镍的特点、性能及用途：

①厚度均匀性。厚度均匀、均镀能力好是化学镀镍的主要特点，也是其得到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造成镀层厚度不均匀。化学镀时，只要零件表面与镀液接触，镀液中消耗的成分能得到及时补充，镀件上的镀层厚度基本一致，即使是凹槽、缝隙、盲孔等，镀层厚度也基本一致。

②镀件不会渗氢，不会发生氢脆现象，化学镀镍后不需除氢。

③许多材料和部件的耐腐蚀、抗高温氧化等性能均比电镀镍好。

④可以沉积在各种材料的表面，如钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材料的表面，为改善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。

⑥热处理温度低，只要在400℃以下保温不同的时间，便可得到不同的耐蚀、耐磨性能，因此特别适用于形状复杂、表面要求耐磨、耐蚀的零件的功能涂层。

3.镀镍型

镀镍液种类主要有硫酸盐型、氯化物型、氨基磺酸盐型、柠檬酸盐型、氟硼酸盐型等，其中硫酸盐型（低氯化物）称为瓦茨镀镍液，工业上应用最为广泛。氨基磺酸盐型和氟硼酸盐型适用于厚镀镍或电铸，柠檬酸盐型适用于锌压铸件直接镀镍。这些镀液成本相对较高。

（1）普通镀镍（暗镀）

普通电镀又称暗镍工艺，根据镀液的性能和用途，普通镀镍可分为低浓度预镀液、普通镀液、瓦特镀液和滚镀镀液。

预镀溶液：预镀可以保证该层与铜铁基体以及随后的镀铜层有良好的结合。

普通溶液：此镀液导电性良好，可在较低温度下电镀，节省能源，使用较方便。

瓦液：可用于电镀小件物品，但镀液必须具有良好的导电性和覆盖能力。

（2）光亮镍

光亮镀镍具有很多优点，不仅可以省去繁重的抛光工序，改善操作条件，节省电镀抛光材料，而且可以提高镀层硬度，便于自动化生产。但光亮镀镍层中含有硫，内应力较大，脆性大，耐蚀性不如暗镍镀层。为了克服这些缺点，可采用多层镀镍工艺，使镀层的力学性能和耐蚀性明显提高。

（3）高硫镍

高硫镍一般含硫量为0.12~0.25%。此镍比铜、暗镍、光亮镍、半光亮镍、铬等具有更高的电化学活性。高硫镍镀层主要用作钢铁及锌合金基体上防护-装饰组合镀层的中间层。其原理是上层光亮镍含硫量高于下层半光亮镍，因此两层间电位差达100~140mV，使双层镍由单层镍的纵向腐蚀转变为横向腐蚀，对钢铁基体形成电化学保护作用。

（4）镍密封

镍封孔是将直径为0.01~1um的不溶性固体微粒(如SiO2)加入到一般的光亮镍溶液中，并借助于适当的共沉积促进剂，使这些微粒与镍共沉积，形成复合镀镍层。当铬层沉积在此复合镀镍层表面时，由于复合镀镍层表面的固体微粒不导电，铬不能沉积在微粒表面，于是在整个镀铬层上形成了大量微孔，即形成了微孔铬层。表面大量的微孔可以很大程度上消除普通铬层中巨大的内应力，从而减轻镀层的应力腐蚀。

（5）缎面镍

缎面镍又称拉丝镍，与镍封孔工艺并无本质区别，具有缎面般的外观，没有亮镍镀层、镀铬那样的闪光，因此人眼观看后不会感到疲劳，可作为防眩光镀层，避免光线反射。该类镀层已广泛应用于汽车反光镜、车辆内部观察部件、医疗手术器械、机床零件、眼镜架等表面。

（6）高应力镍

在特定的镀镍液中加入适量的添加剂，可得到具有较高应力、且易裂纹形成的微裂纹镍层，这种镍层称为高应力镍。

（7）多层镀镍

多层镀镍是通过选择不同的镀液成分和工艺条件，在同一基体上获得两层或三层镀镍层，目的是在不增加镍层厚度或减少镍层厚度的前提下，提高镍层的耐腐蚀性能。

（8）氨基磺酸盐镀镍

氨基磺酸盐镀镍的主要优点是所得镀层应力较小，镀液沉积速度快，但价格相对较高，用于电铸前的镀镍、印刷电路板的镀金等。