化学镀镍与电镀镍工艺及相互之间的区别之欧阳化创编

欧阳化创编202102.12 化学镀镍与电镀镍工艺及 相互之间的区别 时间：2021.02.12创作人：欧阳化 1 电镀镍 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，在零件上就会聚积出金属镍镀层。电镀镍的 配方及工艺条件见表 1。 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。 表 1 电镀镍的配方及工艺条件 成分含量/g/L 温度 /0C PH 值 电流密度 /A/dm2 硫酸镍 硫酸镁 硼酸 氯化钠 100170 21－30 14－30 4－12 室温 5－6 0.5 电镀镍的优点是镀层结晶细致，平滑光亮，内应力较小，与 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 陶瓷金属化层结合力强。电镀镍的缺点是：①受金属化瓷件 概略的清洁和镀液纯洁水平的影响年夜，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合的影响，造成均镀能力差， 另外金属化瓷件之间的相互遮挡也会造成瓷件概略有阴阳 面的现象；③对形状庞杂或有细小的深孔或盲孔的瓷件不克 不及获得较好的电镀概略；④需要用镍丝捆绑金属化瓷件， 对形状庞杂、尺寸较小、数量多的生产情况下，需耗费年夜 量的人力。 2 化学镀镍 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概略上自催化还原聚积获得 镍层，当镍层聚积到活化的零件概略后由于镍具有自催化能 力，所以该过程将自动进行下去。一般化学镀镍获得的为合 金镀层， 罕见的是 NiP 合金和 NiB 合金。 相较 NiP 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法。但本文着重讨论的是 NiP 合 金镀层。 化学镀镍的配方及工艺条件见表 2。 表 2 化学镀镍的配方及工艺条件 成分含量/g/L 温度 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 /0C PH 值 硫酸镍 次磷酸钠 柠檬酸钠 氯化铵 45－50 45－60 20－30 5－8 85 9.5 化学镀镍的工艺流程为：①清洗金属化瓷件；②去离子水设 备冲刷；③活化液浸泡；④冲净；⑤还原液浸泡；⑥浸入镀 液其实不时调节 pH 值；⑦自镀液中取出；⑧冲净；⑨去离 子水设备煮；⑩烘干。 化学镀镍的优点是不需要电流电源设备，厚度均匀致密，针 孑 L 少，均镀性好，仿真能力强，能在庞杂零件概略聚积， 深镀能力强， 抗蚀性能好， 镀镍的速度快， 镀层厚度可达 10～ 50,um，镀层在烧氢后无起皮、镍泡等缺陷。 化学镀镍的缺点是①镀层为非晶态的层状结构，虽然进行热 处理后，镀层结晶化，其层状结构逐渐消失，可是对陶瓷一 金属封接件的抗拉强度有所降低； ②镀液的本钱高， 寿命短， 耗能年夜；③镀液对杂质敏感，需经常处理，因而使工艺的 可操纵性变的相对庞杂。 3 电镀镍与化学镀镍 3．1 镀镍层厚度比较 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 两种办法镀镍后镀镍层厚度情况比较见表 3。 表 3 化学镀镍与电镀镍的镍层厚度比较 办法 电镀 时间 平均 厚度/um 平均 偏差 c.o.v / % 最年夜值 最小值 化学镀镍 电镀镍 25 min 40 min 4.23 4.26 0.582 0.938 13.76 22.02 5.33 6.36 3.34 2.83 3．2 抗拉强度 拉力试验以标准抗拉件为试样，Ag 焊料，抗拉强度见表 4。 表 4 化学镀镍和电镀镍抗拉件的抗拉强度比较 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 二次金属化学式 化学镀镍/MPa 电镀镍/MPa 1 2 3 4 平均值 87.7 98.4 95.1 87.7 92.2 100.8 111.5 93.4 109.8 103.9 拉力试验以 88 mm X 183 mm 管壳为试样，采取三点法， HlAgCu28 焊料，抗拉强度见表 5。 表 5 化学镀镍和电镀镍管壳的抗拉强度比较 二次金属化方法 编号 1 2 3 平均值 化学镀镍/MPa 1# 2# 265 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 240 169 210 255 145 229.7 198.3 电镀镍/MPa 3# 4# 315 340 130 172 166 144 203.7 218 3．3 气密性 作者曾在 36．6×18．4 mm 的陶瓷件上焊接 30 个 0．8 mm 的可伐针，焊接工艺为一次针封用 Ag 焊料，检漏合格后进 行二次焊接(HlAgCu28 焊料)，再度检漏合格后，将整个瓷 封件置于 196～80℃的温度下进行温度冲击，每次循环 30 rain，次数 10 次，最终检漏以确定是否合格。在试验中发 明针封处的金属化层在电镀后经常有局部的 Ni 层薄甚至没 有镍层，而频频补镀后有些部位又呈现镍色光亮，将该金属 化瓷件经过镀后烧氢的工艺处理后镍色光亮部位呈现起泡 现象。将电镀镍的工艺改成化学镀镍后，统计整个封接件气 密性的制品率数据见表 6。 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 表 6 化学镀镍和电镀镍的封接件气密性的制品率 化学镀镍 电镀镍 一次针封 二次焊接 温度冲击 100％ 78％ 100％ 86％ 66％ 50％ 注：制品率的计算办法为经下一道工序处理后合格瓷封件与 上一道工序的百分比。 4 总结 综上所述，作者来全面比较两种镀镍办法各项性能的区别见 表 7。 表 7 化学镀镍和电镀镍的各项性能比较 性能 化学镀镍 电镀镍 本钱 工艺可操纵性 工艺稳定性 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 均镀能力 深镀能力 抗拉强度（以抗拉件计） 抗拉强度（以管壳计） 粘瓷情况 焊料润湿性 气密性 耐磨性 耐蚀性 高 较庞杂 差 好 好 ≥90 MPa ≥120 MPa 少粘 好 好 好 好 低 简单 好 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 差 差 ≥90 MPa ≥120 MPa 少粘或粘 较好 好 一般 一般 由表 7 可知，化学镀镍工艺其实不是尽善尽美的，可是该工 艺所具有的均镀能力和深镀能力是电镀镍工艺所无法比较 的。目前，二次金属化用化学镀镍工艺已在美国和韩国获得 广泛使用，而在国内还仅限于印刷电路板和固体器件上的使 用。相较两种工艺在抗拉强度，气密性等性能不同不年夜的 情况下，针对电真空器件中日益庞杂、细小的瓷件结构，化 学镀镍工艺应该逐步获得更广泛的推广使用。 电镀零件惯例价格 电镀零件惯例价格 一、吊镀价格（仅供参考，以时价为准） 序号 镀种 镀层厚度（微米） 计量单位 单价：元 1 锌 815 平方分米 0.40 欧阳化创编202102.12 欧阳化创编202102.12 2 镍 815 平方分米 1.00 3 光亮镍 815 平方分米 1.25 4 铜锌合金 68 平方分米 0.60 5 铜锡合金 68 平方分米 0