化学镀镍与电镀镍工艺及相互之间的区别.doc

化学镀镍与电镀镍工艺及互相之间的区别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，在零件上就会沉积出金属镍镀层。电镀镍的配方及工艺条件见表1。 电镀镍的工艺流程为：清洗金属化瓷件；稀盐酸浸泡；冲净；浸入镀液；调节电流进行电镀； 自镀液中取出；冲净；去离子水设备煮；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 100-170 2130 1430 412 室温 56 0.5 电镀镍的优点是镀层结晶细致，平滑光亮，内应力较小，与陶瓷金属化层结合力强。电镀镍的缺陷是：受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净限度的影响大，导致电镀后金属化瓷件的缺陷较多，例如起皮，起泡，麻点，黑点等；极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响，导致均镀能力差，此外金属化瓷件之间的互相遮挡也会导致瓷件表面有阴阳面的现象；对于形状复杂或有细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面；需要用镍丝捆绑金属化瓷件，对于形状复杂、尺寸较小、数量多的生产情况下，需花费大量的人力。 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，运用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层，当镍层沉积到活化的零件表面后由于镍具有自催化能力，所以该过程将自动进行下去。一般化学镀镍得到的为合金镀层，常见的是Ni-P合金和Ni-B合金。相较Ni-P合金而言，NiB合金的熔焊能力更好，共晶温度高，内应力较小，是一种更为抱负的化学镀镍方式。但本文着重讨论的是Ni-P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 /0C PH值 硫酸镍 次磷酸钠 柠檬酸钠 氯化铵 4550 4560 2030 58 85 9.5 化学镀镍的工艺流程为：清洗金属化瓷件；去离子水设备冲洗；活化液浸泡；冲净；还原液浸泡；浸入镀液并不时调节pH值；自镀液中取出；冲净；去离子水设备煮；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，能在复杂零件表面沉积，深镀能力强，抗蚀性能好，镀镍的速度快，镀层厚度可达1050,um，镀层在烧氢后无起皮、镍泡等缺陷。 化学镀镍的缺陷是镀层为非晶态的层状结构，虽然进行热解决后，镀层结晶化，其层状结构逐渐消失，但是对陶瓷一金属封接件的抗拉强度有所减少；镀液的成本高，寿命短，耗能大；镀液对杂质敏感，需经常解决，因而使工艺的可操作性变的相对复杂。 3电镀镍与化学镀镍 31镀镍层厚度比较 两种方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 方法 电镀 时间 平均 厚度/um 平均 偏差 c.o.v / % 最大值 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 32抗拉强度 拉力实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 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 拉力实验以88 mm X 183 mm管壳为试样，采用三点法，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 二次金属化方式 编号 1 2 3 平均值 化学镀镍/MPa 1# 2# 265 240 169 210 255 145 229.7 198.3 电镀镍/MPa 3# 4# 315 340 130 172 166 144 203.7 218 33气密性 作者曾在366184 mm的陶瓷件上焊接30个08 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-19680的温度下进行温度冲击，每次循环30 rain，次数10次，最终检漏以拟定是否合格。在实验中发现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，而反复补镀后有些部位又呈现镍色光亮，将该金属化瓷件通过镀后烧氢的工艺解决后镍色光亮部位出现起泡现象。将电镀镍的工艺改成化学镀镍后，记录整个封接件气密性的成品率数据见表6。 表6化学镀镍和电镀镍的封接件气密性的成品率 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：成品率的计算方法为经下一道工序解决后合格瓷封件与上一道工序的比例。 4 总结 综上所述，作者来全面比较两种镀镍方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 成本 工艺可操作性 工艺稳定性 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 较复杂 差 好 好 90 MPa 120 MPa 少粘 好 好 好 好 低 简朴 好 差 差 90 MPa 120 MPa 少粘或粘 较好 好 一般 一般 由表7可知，化学镀镍工艺并不是尽善尽美的，但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拟的。目前，二次金属化用化学镀镍工艺已在美国和韩国得到广泛使用，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，气密性等性能差别不大的情况下，针对电真空器件中日益复杂、细小的瓷件结构，化学镀镍工艺应当逐步得到更广泛的推广使用。 电镀零件常规价格 电镀零件常规价格 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 8-15 平方分米 0.40 2 镍 8-15 平方分米 1.00 3 光亮镍 8-15 平方分米 1.25 4 铜锌合金 6-8 平方分米 0.60 5 铜锡合金 6-8 平方分米 0.60 6 金 0.1-0.5 平方分米 40.00 7 银 6-8 平方分米 4.00 8 铜 10-20 平方分米 0.55 9 锡 8-10 平方分米 1.20 二、原材、型材镀锌价格：11.5元/Kg 三、滚镀价格 序号 镀种 镀层厚度（微米） 计量单位 单价：元 1 锌 6-10 平方分米 2.50 2 镍 6-10 平方分米 10.50 3 铜 6-10 平方分米 5.50 注：滚镀锌件以面积计价时，单件10dm以下的价格5元，10dm以上的，每增长1dm加价0.25元， 例：20dm价格为7.5元。滚镀镍件以面积计价时，单价10dm以下的价格12.5元，10dm以上的，每增 加1dm加价0.6元，例：20dm价格18.5元。 四、装饰镀铬价格 序号 镀种 镀层厚度（微米） 计量单位 单价：元 1 光亮铜镍铬 10-20 平方分米 1.85 2 铜镍铬 10-20 平方分米 1.65 3 铜镍仿金 10-20 平方分米 1.75 4 塑料电镀 8-15 平方分米 1.75 五、镀硬铬价格 镀层厚度（m） 元/10m.dm 10丝 2 10100（每丝） 1.5 大于100（每丝） 0.7 六、发兰、磷化、酸洗价格 种类 基体 元/Kg 元/dm 发兰 铁 1.5 0.15 磷化 铁 1.5 0.15 酸洗 铁 0.65 0.15 酸洗 铜 2 0.25 酸洗钝化 不锈钢 0.3 七、研磨、抛光、光亮价格（元/dm） 种类 研磨 抛光 光亮 一般 复杂 一般 复杂 一般 复杂 黑色金属 0.3 0.5 0.2 0.3 0.2 0.3 有色金属 0.3 0.5 0.2 0.3 0.2 0.3 合金不锈钢 0.4 0.6 0.3 0.5 硬铬件 0.6 0.7 0.6 0.7 八、铝阳极氧化 种类 元/dm 草酸氧化 6 铬酸氧化 2.5 硫酸氧化 0.4 九、化学镀镍4元/dm 十、热喷锌1元/dm