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1、《電鍍與電解工程》授課教師：葛文職稱：副教授2009年9月第七章電鍍鎳第一節(jié)概述第二節(jié)普通鍍鎳第三節(jié)光亮鍍鎳第四節(jié)鍍鎳工藝的新發(fā)展第五節(jié)鍍黑鎳第六節(jié)不合格鍍鎳層的退除鎳是一種帶微黃的銀白色金屬，具有良好的導電性能和導熱性能。1.1基本物理特性：密度：8.9g/cm3；原子量：58.70熔點：1452℃電極電位為:φ0Ni2＋＝－0.250V電化當量：Ni2＋＝1.095g/(A·h)1.2基本化學特性：鎳在有機酸中很穩(wěn)定，在硫酸、鹽酸中溶解很慢，在濃硝酸中處于鈍化狀態(tài)，但在稀硝酸中則不穩(wěn)定。鎳在空氣中或在潮濕空氣中比鐵穩(wěn)定，在空氣中形成透明的鈍化膜而不再繼續(xù)氧
2、化，耐蝕性好。對鋼鐵基體來說，由于鎳的標準電極電勢比鐵正，鈍化后電勢更正，鎳鍍層是陰極鍍層。第一節(jié)概述1.3鍍鎳層的性能鎳鍍層孔隙率較高，只有當鍍層厚度超過25μm時，才是無孔的，所以，一般不單獨作為鋼鐵的防護性鍍層，而是作為防護裝飾性鍍層體系的中間層和底層。鎳的硬度很高，鍍鎳層可提高制品表面硬度，表面耐磨性。與鍍鋅、銅不同之處在于：鎳不需要特殊的絡合劑和添加劑，主要由于鎳是具備較強的極化作用，在強酸性介質中不可能把它沉積出來，只能使用弱酸性鍍液；自1843年R．班特格爾（R．Bottger）發(fā)明鍍鎳以來，至今已有一百多年的歷史，隨著生產的發(fā)展和科學技術的進步
3、，各種鍍鎳電解液不斷出現(xiàn)和完善。1916年O．P．Watts提出了著名的瓦特型鍍鎳電解液，鍍鎳工藝進入工業(yè)化階段，瓦特型鍍鎳電解液至今仍是光亮鍍鎳、封閉鎳等電解液的基礎。第二次世界大戰(zhàn)以后（1945），隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，半光亮鍍鎳和光亮鍍鎳工藝發(fā)展很快，然而，光亮鎳經鍍絡后，其耐腐蝕性能遠不如暗鎳拋光和半光亮鎳的好，所以促進了人們從鍍層體系，耐腐蝕機理、快速腐蝕試驗方法和鍍層質量評價標準等方面從事研究。1.4鍍鎳工藝發(fā)展歷史：以鍍液種類來分，有硫酸鹽、硫酸鹽一氯化物、全氯化物、氨磺酸鹽、檸檬酸鹽、焦磷酸鹽和氟硼性鹽等鍍鎳。由于鎳在電化學反應中的交換電流密
4、度(i0)比較小，在單鹽鍍液中，就有較大的電化學極化。以鍍層外觀來分，有無光澤鎳(暗鎳)、半光亮鎳、全光亮鎳、緞面鎳、黑鎳等。以鍍層功能來分，有保護性鎳、裝飾性鎳、耐磨性鎳、電鑄(低應力)鎳、高應力鎳、鎳封等。研究工作的主要成果:(1)美國哈夏諾（Har-shaw）化學公司的雙層鍍鎳工藝和美國尤迪萊特（Udylite）公司三層鍍鎳工藝的問世；(2)60年代初期在西歐（荷蘭的N．V·麗塞奇公司）及美國的尤迪萊特公司幾乎同時開發(fā)出一種彌散鍍層（復合鍍層－鎳封閉）。在鎳的復合鍍層上再鍍鉻，形成微孔鉻以提高鍍層的耐腐蝕性能。1.5鍍鎳的類型表7-1部分鍍鎳電解液的成分
5、，操作條件及主要用途類型鍍液組成含量/g·L-1pH值溫度/℃Dk/A·dm-2主要用途硫酸鹽－氯化物NiSO4·6H2ONiCl2·6H2OH3BO333045381.5～4.545～652.5～10多數(shù)鎳電解液的基礎，可用于預鍍，滾鍍，鍍厚鎳等硬鎳NiSO4·6H2ONH4ClH3BO318025305.6~5.943~602.0~10硬度可達HV350~500用作耐磨鍍鎳氯化物NiCl2·6H2OH3BO3300282.050～702.5～10用于鍍厚鎳，修復磨損工具、電鑄；高硬力鎳的基礎液硫酸鹽NiSO4·6H2OH3BO3300403～5462.5~
6、10主要用于印刷線路鍍金前的底層電鍍（采用不溶性陽極）氨磺酸鹽Ni(NH2S03)2H3BO3450303～540～602～30用于鍍厚鎳和電鑄鎳，鍍層內應力低續(xù)表7-1部分鍍鎳電解液的成分，操作條件及主要用途類型鍍液組成含量/g·L-1pH值溫度/℃Dk/A·dm-2主要用途氟硼酸鹽Ni(BF4)2HBFH3BO3300～4505～4030～402.6～3.530~504~10可用于鍍厚鎳和電鑄鎳鍍層內應力低，排出物對環(huán)境有污染焦磷酸鹽Ni2P2O7Na4P2O7·10H2OKCl(NH4)3C6H5O770～80200～25010～1515～208～105
7、0～602～4鍍液呈微堿性，主要用于鋅壓鑄件上直接鍍鎳2.1工藝特點：鍍鎳層結晶細致，易于拋光，韌性好，耐蝕性比亮鎳好，溶液具有相當好的整平能力，可以減少毛坯磨光和省去工序之間拋光，有利于自動化生產，加入添加劑(光亮劑)可以直接鍍出半光亮和全光亮鍍層，鍍液主要使用硫酸鎳、少量氯化物和硼酸為基礎。第二節(jié)普通鍍鎳普通鍍鎳又叫鍍暗鎳，主要用于電鍍某些只要求保持本色的零件，或僅考慮防腐蝕作用而不需考慮外觀裝飾的零件。暗鎳鍍液也用于電鑄等方面。2.2常規(guī)的暗鎳鍍液組成及操作條件表7-2暗鎳鍍液的組成及操作條件成分及操作條件配方常溫鎳液瓦特鎳滾鍍鎳硫酸鎳NiSO4·6H2
8、O/g·L-1氯化鈉NaCl/g·L-
