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电镀镍磷合金

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-29  浏览次数:3014
核心提示:用电镀方法可以方便地获得含磷量十分稳定的高磷(14%±0.5%)和低磷(10%.4-0.5%)的镍磷合金。经300%热处理2h可得到高硬质合金,这时合金以Ni2P、Ni3P等结构的金属间化合物散布于镍基质之中,镀层致密光亮,孔隙率很少。

用电镀方法可以方便地获得含磷量十分稳定的高磷(14%±0.5%)和低磷(10%.4-0.5%)的镍磷合金。经300%热处理2h可得到高硬质合金,这时合金以Ni2P、Ni3P等结构的金属间化合物散布于镍基质之中,镀层致密光亮,孔隙率很少。

电镀非晶态合金是提高材料功能的一个工程学科分支,引起了广泛的重视。非晶态材料的结构内部没有晶界,从而大大提高了材料的耐蚀性和热稳定性。在非晶态电镀中镍磷合金是主要的研究和开发的对象。镀层的结构与镀层磷含量有关:含磷1%的合金是过饱和固溶体结晶的非平衡合金;含磷3%晶粒就显著细化;含磷8%以上是单相的非晶态合金,没有晶界等缺陷,耐蚀性极高;当磷含量在15%以上时,镍原子3d不对称电子层由P层给的电子填满,波尔磁子消失。

镍磷合金的磁性随含磷量而变化,含磷小于8%属于磁性镀层,随含磷量升高而磁性减弱,含磷大于l4%属于抗磁体。

镍磷合金具有许多优良的物理化学性能,在电子工业、化工、机械、核能等工业中有广泛的用途,也是高温焊接的优良镀层。

镍磷合金与镀硬铬、光亮镍综合性能比较,列于表4—5—4。

表4—5—4Ni—P合金与硬铬及光亮镍的比较

合金与硬铬及光亮镍的比较

由表4—5—4可知镍磷合金可代硬铬,许多性质优于硬铬和亮镍。由于电镀镍磷比化学镀易管理、成本明显降低,将是获得镍磷合金的主要工艺方法。

(一)电镀镍磷合金的工艺规范(见表4—5—5)

表4—5—5电镀镍磷合金的工艺规范

电镀镍磷合金的工艺规范

(二)主要成分和工艺参数的影响

1.硫酸镍

提供被镀金属的主盐,只有当镍离子达到一定浓度时,镍和磷才能发生共沉积。随镍盐提高,阴极电流效率提高,镀层质量改善,但镍过高镀层粗糙,含磷量降低,以130g/L~200g/L为宜。

2.次磷酸盐和亚磷酸

是镀层中磷成分的来源,它们在阴极还原生成的磷进入镀层。

次磷酸盐和亚磷酸

次磷酸盐和亚磷酸

次磷酸盐在阳极上氧化成亚磷酸,配方7加入适当添加剂能抑制其氧化反应。

有些配方,如N01,N03中次磷酸盐和亚磷酸总计超过15g/L则镀层与基体结合力差。

镀层中的磷随次磷酸盐和亚磷酸的增加而提高,镀层光亮度亦提高,当次磷酸钠达25g/L时镀层中磷含量几乎不再变化。用亚磷酸比用次磷酸盐稳定性好些。

3.pH值的影响

这是电镀镍磷合金的关键参数,pH值由3升高到4镀层中含磷量直线下降,镀层硬度和耐蚀性下降。配方7当pH值为2~3,采用2A/dm2~3A/dm2电镀可获含磷l0%~l2%的光亮镍磷合金,阴极电流效率也超过90%。由于亚磷酸盐溶解度低,所以电镀必须在低PH值下进行。

4.温度的影响

温度对镀层质量特别是内应力产生重要影响。在室温下镀层内应力大,镀层边缘会龟裂剥落。随镀液温度升高,镀层内应力降低,沉积速度加快。一般控制在65℃±2℃左右。

5.电流密度

随电流密度提高,镀层中磷含量相应降低,过高产生边缘效应甚至“烧焦”,产生镀层色泽不均及脱落现象。2A/dm2~3A/dm2之间含磷在10%以上。

6.添加剂

以次磷酸钠作磷的来源时,在电镀过程中次磷酸易被阳极氧化成亚磷酸,积累到一定浓度则有亚磷酸镍析出,添加剂能有效地抑制亚磷酸盐沉淀,提高了镀液的化学稳定性。同时添加剂还有利于提高镀层的性能,减少麻点,降低内应力等作用。

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