CN107245706A - 一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法 - Google Patents

一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法。该方法将预清洗后的金属镍置于镀液中，调整镀液的温度和PH值，待金属镍表面产生气泡时，将镀件紧密贴合于金属镍的表面2‑10min后，取出金属镍，镀件在镀液中继续进行快速镀镍。本发明方法中驱动镀镍反应进行的电动势为金属镍和镀件之间的电势差，不需额外消耗大量的电能，镀件不需经过粗化、敏化和活化等化学处理，十分便捷、经济，镀镍效率高；所得镀件表面镍颗粒间孔隙小，镍层均匀、完整、光洁，与镀件结合牢固，对非颗粒状的金属和非金属材料均可完成镀镍，有利于工业化生产。

Description

一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法
技术领域
本发明涉及材料表面金属化技术，特别涉及材料表面的化学镀镍方法，具体涉及一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法。
背景技术
在金属防腐和材料表面负载催化剂工艺中，镍是一种具有良好抗腐蚀能力和良好催化活性的金属材料，可以运用化学镀和电镀的方法在材料表面获得镍层。但电镀是一种较为耗能的生产方式，且电镀所得镍层不均匀；而化学镀镍所得镀层具有均匀，不脱落，孔隙小，耐磨和耐腐蚀等优点，所以大部分镀镍工厂采用化学镀镍的方式进行加工生产。化学镀镍的产品在航空航天、汽车工业、石油天然气等诸多领域均有运用。航空工业大量使用铝合金件，经化学镀镍表面强化后不仅耐蚀、耐磨，而且可焊，如冲程发动机的活塞头经化学镀镍后提高了使用寿命。其他还有钛合金件、铍合金件均采用低应力和压应力的化学镀镍表面保护等措施。汽车工业利用化学镀镍层的均匀性好的优点，在形状复杂的零件上，如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀镍进行工艺保护，镀上10um左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。
化学镀镍的具体方法是配制镀镍溶液，一般以硫酸镍、乙酸镍等为主盐，次亚磷酸盐、硼氢化钠、硼烷、肼等为还原剂，再添加各种助剂。在90℃的酸性溶液或接近常温的中性溶液、碱性溶液中进行反应。对于镀件需要进行表面清洗、粗化、敏化和活化后，置入镀液中；调整温度和PH值，通过控制化学镀镍的时间，即可获得不同厚度的镍层。这是传统的镀件镀镍方式，因为镀件需用化学试剂进行粗化、敏化和活化处理，过程繁琐，不利于绿色高效生产。
发明内容
本发明目的在于简化镀镍过程，提高镀镍速率和效率，提供了一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法。该方法中镀件不需进行粗化、敏化和活化等化学处理，能有效简化镀镍步骤，加快镀镍速率。同时，该方法所得的镍层的颗粒间孔隙小，镍层均匀，与镀件结合牢固。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，包括如下步骤：
（1）金属镍和镀件的预清洗：将金属镍和镀件置于丙酮中超声清洗，除去金属镍和镀件表面的污染物，超声清洗完毕后，用去离子水将残余丙酮清洗干净，烘干；
（2）镀件表面快速镀镍：将预清洗后的金属镍置于由NaH2PO2·H2O、NiSO4·6H2O、NaC6H5O7·2H2O和NH4Cl组成的镀液中，调整镀液的温度和PH值，待金属镍表面产生气泡时，将镀件紧密贴合于金属镍的表面，接触2~10min后，取出金属镍，镀件在镀液中继续进行镀镍。
进一步地，步骤（1）中，所述镀件为金属材料镀件或非金属材料镀件。
进一步地，步骤（1）中，所述超声清洗的时间为20~30min。
进一步地，步骤（1）中，所述烘干是采用红外烘干机在50~60℃下烘20~30min。
进一步地，步骤（2）中，由NaH2PO2·H2O、NiSO4·6H2O、NaC6H5O7·2H2O和NH4Cl组成的镀液中，NaH2PO2·H2O的浓度为20~25g/L，NiSO4·6H2O的浓度为 40~45 g/L，NaC6H5O7·2H2O的浓度为 100~120 g/L，NH4Cl 的浓度为50~55 g/L。
进一步地，步骤（2）中，调整镀液的温度为60~80℃。
进一步地，步骤（2）中，调整镀液的PH值为8~9。
进一步地，步骤（2）中，通过控制化学镀镍的时间，获得不同厚度的镍层，镀件在镀液中继续进行镀镍的时间根据需求而定，控制镀件继续镀镍时间为10分钟以上。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明方法中镀件不需经过粗化、敏化和活化等化学处理，十分便捷、经济，镀镍效率高。
（2）本发明方法的原理与电镀工艺一致，不同之处在于本发明驱动镀镍反应进行的电动势为金属镍和镀件之间的电势差，因此本发明不需额外消耗大量的电能。
（3）本发明方法所得镀件表面镍颗粒间孔隙小，镍层均匀、完整、光洁，与镀件结合牢固。
（4）本发明方法适用范围广泛，对非颗粒状的金属和非金属材料均可完成镀镍，有利于工业化生产。
附图说明
图1本发明实施例中金属镍辅助镀件表面快速镀镍的过程示意图；
图2为实施例1中碳纤维镀镍后的SEM形貌图。
具体实施方式
为进一步理解本发明，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。但是需要说明的是，本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。该领域的技术人员根据上述发明的内容对本发明作出的一些改进和调整，均将在本发明保护范围内。
本发明实施例中金属镍辅助镀件表面快速镀镍的过程示意图如图1所示，镀镍过程中，将金属镍3置于镀液1中，待金属镍3的表面产生气泡时，将镀件2与金属镍3的表面紧密贴合，进行镀镍反应。
实施例1
本实施例采用长碳纤维为镀件，镀液由NaH2PO2·H2O（20g/L）、NiSO4·6H2O （40g/L）、NaC6H5O7·2H2O（100g/L）、NH4Cl（50g/L）组成。
长碳纤维化学镀镍过程，具体步骤如下：
（1）镍片和碳纤维的预处理：将碳纤维置入真空烧结炉，在400℃下烧结30分钟，除去碳纤维表面的胶质层；然后，将普通φ15mm的泡沫镍片和烧结后的碳纤维置入丙酮中超声清洗30分钟，再用去离子水清洗干净，最后用红外烘干机在60℃下烘干20分钟，得预处理碳纤维和预处理泡沫镍片；
（2）镍片辅助碳纤维镀镍：将预处理泡沫镍片置入盛有200ml镀液的烧杯中，用NH4OH调节PH=8，并加热至60℃；待泡沫镍片表面有气泡产生时，将预处理碳纤维置入镀液中，并使预处理碳纤维紧贴于泡沫镍片表面；待5分钟后，取出泡沫镍片；预处理碳纤维继续进行镀镍反应10分钟，在预处理碳纤维表面得到厚度为2mm的镍层。
图2为碳纤维镀镍后的SEM形貌图，由图2可知，碳纤维表面镍颗粒间孔隙小，镍层均匀、完整，与镀件结合牢固。
实施例2
本实施例采用圆形铜片为镀件，镀液由NaH2PO2·H2O（23g/L）、NiSO4·6H2O （43g/L）、NaC6H5O7·2H2O（110g/L）、NH4Cl（53g/L）组成。
圆形铜片化学镀镍过程：
（1）金属镍和铜片的预处理：将普通φ15mm的泡沫镍片和直径为φ15mm圆形铜片置于丙酮中超声清洗25分钟，再用去离子水清洗干净，最后用红外烘干机在55℃下烘干25分钟，得光洁铜片和泡沫镍片；
（2）镍片辅助铜片镀镍：将泡沫镍片置入盛有200ml镀液的烧杯中，用NH4OH调节PH=9，并加热至70℃；待泡沫镍片表面有气泡产生时，将光洁铜片置入镀液的中，并使光洁铜片紧贴于泡沫镍片表面；待10分钟后，取出泡沫镍片；光洁铜片继续进行镀镍反应10分钟，得到厚度为3mm的镍层。
铜片表面镍颗粒间孔隙小，镍层均匀、完整，与镀件结合牢固。
实施例3
本实施例采用碳纤维毡为镀件，镀液由NaH2PO2·H2O（25g/L）、NiSO4·6H2O （45g/L）、NaC6H5O7·2H2O（120g/L）、NH4Cl（55g/L）组成。
长碳纤维化学镀镍过程，具体步骤如下：
（1）镍片和碳纤维毡的预处理：将碳纤维毡置入真空烧结炉，在400℃下烧结30分钟，除去碳纤维表面的胶质层；然后，将普通φ15mm的泡沫镍片和烧结后的碳纤维毡置入丙酮中超声清洗20分钟，再用去离子水清洗干净，最后用红外烘干机在50℃下烘干30分钟，得预处理碳纤维毡和预处理泡沫镍片；
（2）镍片辅助碳纤维毡镀镍：将预处理泡沫镍片置入盛有200ml镀液的烧杯中，用NH4OH调节PH=8.5，并加热至80℃；待泡沫镍片表面有气泡产生时，将预处理碳纤维毡置入镀液中，并使预处理碳纤维毡紧贴于泡沫镍片表面；待2分钟后，取出泡沫镍片；预处理碳纤维毡继续进行镀镍反应10分钟，在预处理碳纤维表面得到厚度为2mm的镍层。
预处理碳纤维表面镍颗粒间孔隙小，镍层均匀、完整，与镀件结合牢固。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）金属镍和镀件的预清洗：将金属镍和镀件置于丙酮中超声清洗，除去金属镍和镀件表面的污染物，超声清洗完毕后，用去离子水将残余丙酮清洗干净，烘干；
（2）镀件表面快速镀镍：将预清洗后的金属镍置于由NaH2PO2·H2O、NiSO4·6H2O、NaC6H5O7·2H2O和NH4Cl组成的镀液中，调整镀液的温度和PH值，待金属镍表面产生气泡时，将镀件紧密贴合于金属镍的表面，接触2~10min后，取出金属镍，镀件在镀液中继续进行镀镍。
2.根据权利要求1所述的一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述镀件为金属材料镀件或非金属材料镀件。
3.根据权利要求1所述的一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述超声清洗的时间为20~30min。
4.根据权利要求1所述的一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述烘干是采用红外烘干机在50~60℃下烘20~30min。
5.根据权利要求1所述的一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，步骤（2）中，由NaH2PO2·H2O、NiSO4·6H2O、NaC6H5O7·2H2O和NH4Cl组成的镀液中，NaH2PO2·H2O的浓度为20~25g/L，NiSO4·6H2O的浓度为 40~45 g/L，NaC6H5O7·2H2O的浓度为 100~120 g/L，NH4Cl 的浓度为50~55 g/L。
6.根据权利要求1所述的一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，步骤（2）中，调整镀液的温度为60~80℃。
7.根据权利要求1所述的一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，步骤（2）中，调整镀液的PH值为8~9。
8.根据权利要求1所述的一种金属镍辅助镀件表面快速镀镍的方法，其特征在于，步骤（2）中，镀件在镀液中继续进行镀镍的时间根据需求而定，控制镀件继续镀镍时间为10分钟以上。
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