延长化学镀镍及化学复合镀镀液使用寿命的研究

论文摘要

化学镀镍-磷合金是利用自催化还原反应进行的表面处理工艺,历经半个多世纪的研发,已广泛应用于诸多工业领域。在此基础上,通过改变基质金属和分散微粒,从而获得耐磨性高、硬度高、具有自润滑性能、耐热性和特殊装饰性等优质性能的复合化学镀层,也有着广泛的应用。而化学镀镍及化学复合镀的核心是镀液配方成分和镀液维护、补充,延长镀液寿命可有效地降低成本和减少排放。因此化学镀镀液的维护和延长寿命的研究具有十分重要的意义。本文采用无添加连续施镀、直接添加补充液施镀和间隔取液法施镀三种施镀方式进行化学镀Ni-P实验。测定了三种施镀方式所得镀层的各种性能,以评定镀液的使用寿命。采用间隔取液法进行化学镀Ni-P/Al2O3复合镀层试验,对Ni-P/Al2O3镀层进行性能进行了测试。实验结果表明:无添加连续施镀时,镀液中有机酸分解,碱金属离子、酸根离子浓度增加,使镀液性能变差,仅3次施镀后,镀层的沉积速度下降约50%;采用直接添加补充液施镀时,一定程度上缓解了镀液迅速失效的问题,镀层厚度的变化小,但是施镀6次后,沉积速度由12.2μm/h下降到3.9μm/h,镀液稳定性不够好;采用间隔取液法施镀,镀液连续施镀10次,镀层的性能良好,镀层厚度值和硬度值变化幅度很小,沉积速度稳定,维持在12μm/h左右。采用间隔取液法实施化学镀Ni-P/Al2O3复合镀,镀液连续使用10次,镀层的硬度达到HV700左右,镀层厚度值和硬度值变化幅度较小,沉积速度稳定,维持在7μm/h左右;采用间隔取液法化学镀Ni-P镀层及化学镀Ni-P/Al2O3复合镀镀层均有着较小的孔隙率和较好的耐蚀性。综上所述,通过间隔取液法进行化学镀镍磷和化学复合镀,可以有效地延长镀液的使用寿命,且镀层性能良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 化学镀镍概述
• 1.1.1 化学镀镍的发展历程
• 1.1.2 化学镀镍的优点
• 1.1.3 化学镀Ni-P 合金机理
• 1.1.4 化学复合镀
• 1.2 化学镀镍溶液
• 1.2.1 化学镀镍磷溶液的分类
• 1.2.2 化学镀镍磷合金溶液的组成
• 1.3 化学镀镍液寿命的研究
• 1.3.1 化学镀镍液的不稳定的原因
• 1.3.2 延长化学镀镍液寿命的研究意义及研究现状
• 1.3.3 延长化学镀镍液寿命方法的研究现状及存在的问题
• 1.4 本课题研究目的、意义和内容
• 1.5 本章小结
• 2 试验方法
• 2.1 试验装置与设备
• 2.2 延长镀液使用寿命的试验方法
• 2.2.1 无添加连续施镀
• 2.2.2 直接添加补充液法
• 2.2.3 间隔取液法
• 2.3 前处理工艺
• 2.3.1 试样的材质和规格
• 2.3.2 试样的前处理
• 20₃ 微粒的前处理工艺'>2.3.3 Al₂0₃微粒的前处理工艺
• 2.3.4 装载比的确定
• 2.4 化学镀镍液的配制和组成
• 2.4.1 化学镀液的配制
• 2.4.2 化学镀Ni-P 镀液的组成及工艺条件
• 2.4.3 化学镀Ni-P 基本实验步骤
• 2.4.4 化学镀复合镀镀液的组成及工艺条件
• 2.4.5 化学镀复合镀实验基本步骤
• 2.5 镀层性能及镀液性能的检测方法
• 2.5.1 镀层的外观检验
• 2.5.2 镀层厚度的检测
• 2.5.3 镀层显微硬度的测定
• 2.5.4 镀层孔隙率的检测
• 2.5.5 耐腐蚀性的测试方法
• 2.5.6 沉积速度的测定
• 2.5.7 镍离子浓度的测定
• 2.6 本章小结
• 3 化学镀Ni-P 实验的结果与分析
• 3.1 无添加连续施镀实验结果
• 3.1.1 镀层截面形貌观察
• 3.1.2 镀层的厚度和沉积速度
• 3.1.3 镀层的硬度
• 3.2 直接添加补充液法实验结果
• 3.2.1 镀层截面形貌观察
• 3.2.2 镀层的镀厚和沉积速度
• 3.2.3 镀层截面硬度测定
• 3.3 间隔取液法实验结果
• 3.3.1 镀层截面的形貌观察
• 3.3.2 镀层的厚度和沉积速度
• 3.3.3 镀层能谱分析
• 3.3.4 镀层截面硬度测定
• 3.4 实验结果分析
• 3.5 本章小结
• 20₃实验结果与分析'>4 化学复合镀Ni-P/Al₂0₃实验结果与分析
• 4.1 镀层截面的形貌观察
• 4.2 镀层厚度及沉积速度
• 4.3 镀层截面的能谱分析
• 4.4 镀层硬度的测定
• 4.5 本章小结
• 5 镀层的物理及化学性能
• 5.1 镀层孔隙率的测定
• 5.2 镀层的耐腐蚀性能
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间学术论文及科研情况
• 致谢