電鍍鎳是比較常見(jiàn)的工藝，它不僅可以提供高耐腐蝕性能，還可以提供美麗的外觀，然而，在電鍍過(guò)程中，我們會(huì)遇到很多問(wèn)題，[敏感詞]我們不放來(lái)了解一下它們的工藝要點(diǎn)及其常見(jiàn)問(wèn)題的解決方式。

電鍍普通鎳所采用的鍍液，其核心成分包括硫酸鎳、氯化鎳（或氯化鈉）以及硼酸等。這種鍍液不僅能為暗鎳鍍層提供均勻的色澤，還是其他多種鍍鎳溶液的基礎(chǔ)。例如，半光亮鎳、光亮鎳、高硫鎳、緞狀鎳以及鎳封等工藝，都是在普通鎳鍍液的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的。

此外，根據(jù)不同的應(yīng)用需求，電鍍普通鎳所使用的鍍液可分為多種類型，如低濃度的預(yù)鍍液、普通的鍍液、瓦特鍍液和滾鍍液等。低濃度的預(yù)鍍液因其出色的分散能力而聞名，它能確保鍍層與鋼鐵基體以及后續(xù)的鍍銅層實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)合。普通鍍液則以其優(yōu)良的導(dǎo)電性和節(jié)能特性受到青睞，它能在較低的溫度下進(jìn)行電鍍，既方便又經(jīng)濟(jì)。瓦特鍍液以其快速的沉積速度和簡(jiǎn)單的成分受到推崇，而滾鍍液則因其出色的導(dǎo)電性和覆蓋能力，成為小零件電鍍的理想選擇。

電鍍普通鎳的鍍液組分及工藝條件

鍍液的配制

配制鍍液的過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。首先，將計(jì)算量的硫酸鎳、氯化鎳或氯化鈉放入備用槽中，加入約一半的水量，然后加熱并攪拌直至這些鹽類完全溶解。接下來(lái)，在另一個(gè)非金屬容器中，用熱水溶解計(jì)算量的硼酸。由于硼酸的溶解度較低，所以需要充分?jǐn)嚢枰源_保其完全溶化。一旦硼酸完全溶解，就將其倒入上述已溶解好的鎳鹽溶液中。如果需要添加導(dǎo)電鹽，也可以分別溶解后加入到鎳鹽溶液中。隨后，加入1~2g/L的活性炭，攪拌大約60分鐘，然后靜置并過(guò)濾。最后，加水至規(guī)定體積，并調(diào)整pH值后即可進(jìn)行試鍍。

值得注意的是，用于配槽的硫酸鎳和氯化鎳的純度應(yīng)相對(duì)較高，特別是要盡可能降低銅、鋅、鉛等金屬雜質(zhì)的含量，[敏感詞]控制在005%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以下。同時(shí)，應(yīng)避免使用含有硝酸根的鎳鹽。

鍍液中各成分的作用

（1）鎳鹽

電鍍鎳所使用的主鹽主要是硫酸鎳。硫酸根在電極上不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，因此非常穩(wěn)定。而且，硫酸鎳價(jià)格適中且在水中的溶解度大，因此成為理想的鎳鹽選擇。工業(yè)上常用的硫酸鎳有六水和七水兩種規(guī)格，其中前者鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，后者為9%，目前以含六個(gè)結(jié)晶水的硫酸鎳為主。

鍍液中硫酸鎳的質(zhì)量濃度一般控制在150～300g/L范圍內(nèi)。當(dāng)鎳鹽含量較低時(shí)，鍍液的分散能力會(huì)更好，鍍層結(jié)晶更細(xì)致且易于拋光。然而，陰極極限電流密度和電流效率會(huì)相對(duì)較低，沉積速度也會(huì)較慢，這可能導(dǎo)致零件的邊角和[敏感詞]出現(xiàn)粗糙或燒焦的現(xiàn)象。相反，若鎳鹽含量較高，雖然允許采用更高的電流密度和更快的沉積速度，但鍍液的帶出損失也會(huì)相應(yīng)增加。

（2）緩沖劑

緩沖劑的作用是維持鍍液中pH值的穩(wěn)定。在鍍鎳過(guò)程中，鍍液的pH值應(yīng)保持在8~6的范圍內(nèi)。pH值過(guò)低會(huì)導(dǎo)致H?容易放電，從而降低陰極電流效率，并可能導(dǎo)致鍍層產(chǎn)生針孔。而pH值過(guò)高則會(huì)使鍍液變得混濁，陰極附近的金屬離子會(huì)以金屬氫氧化物的形式存在，這會(huì)影響鍍層的力學(xué)性能并導(dǎo)致外觀粗糙。常用的緩沖劑是硼酸，它是一種弱酸，在水溶液中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。當(dāng)鍍液的pH值上升時(shí)，硼酸會(huì)離解以補(bǔ)充H?；而當(dāng)鍍液pH值降低時(shí)，由于同離子效應(yīng)，反應(yīng)會(huì)向左進(jìn)行，從而減小H?的含量。因此，硼酸能有效維持鍍液的pH值穩(wěn)定。但需注意，硼酸的緩沖作用僅限于一定pH值范圍內(nèi)，因此建議將鍍液的pH值控制在8至6之間。適宜的硼酸添加量為25至50g/L，若含量過(guò)低，緩沖作用將不明顯，導(dǎo)致pH值不穩(wěn)定和針孔現(xiàn)象；而含量過(guò)高則可能因硼酸溶解度低而結(jié)晶析出，造成浪費(fèi)并影響鍍層質(zhì)量。

此外，硼酸還能使鍍層結(jié)晶更加細(xì)致，降低燒焦的風(fēng)險(xiǎn)。在高電流密度操作時(shí)，建議使用硼酸含量較高的鍍液。

為了解決鎳陽(yáng)極在溶解過(guò)程中容易鈍化的問(wèn)題，通常會(huì)加入氯化物作為陽(yáng)極活化劑。氯離子能降低陽(yáng)極極化，確保陽(yáng)極正常溶解，同時(shí)還能增強(qiáng)鍍液的導(dǎo)電性，從而改善鍍層的質(zhì)量。實(shí)用的鍍液多采用氯化鎳作為陽(yáng)極活化劑，這樣既簡(jiǎn)化了鍍液的組分，又方便了管理。但需注意，氯化鎳成本較高，因此部分工廠仍采用氯化鈉作為陽(yáng)極活化劑。

在添加導(dǎo)電鹽時(shí)，需謹(jǐn)慎控制其含量。雖然硫酸鈉和硫酸鎂等導(dǎo)電鹽能提高鍍液的導(dǎo)電能力，但過(guò)量引入的Na?離子等異種金屬離子可能對(duì)鍍層的物理力學(xué)性能產(chǎn)生不良影響。因此，通常不推薦使用鈉鹽。

(5) 防針孔劑在電鍍鎳的過(guò)程中，盡管陰極電流效率較高，但仍然會(huì)有少量的H?參與放電，并在陰極以氫氣的形式析出。這些氫氣中，大部分會(huì)以氣體形式逸出溶液，然而，仍有少量氫氣泡會(huì)吸附在陰極表面，導(dǎo)致溶液與電極之間的界面張力增加。因此，這些氫氣泡容易滯留在陰極表面，進(jìn)而造成鍍層針孔。

為了解決這一問(wèn)題，常在電鍍鎳時(shí)加入防針孔劑，如十二烷基硫酸鈉和乙基己基硫酸鈉。這些表面活性劑的加入，能夠降低鍍液的表面張力，增強(qiáng)鍍液對(duì)工件表面的潤(rùn)濕作用。這樣一來(lái)，氣體便難以滯留在陰極表面，從而消除了針孔的產(chǎn)生。此外，過(guò)氧化氫也具有一定的防針孔作用，其原理在于氧化陰極反應(yīng)產(chǎn)生的H，進(jìn)而抑制氫氣泡的產(chǎn)生。同時(shí)，通過(guò)空氣攪拌也可以使氫氣泡不易滯留在陰極表面，達(dá)到防針孔的效果。

(6) 工藝條件的影響

首先，鍍液溫度的升高可以增加鹽類的溶解度和電導(dǎo)率，同時(shí)加速鎳離子向陰極的擴(kuò)散速度。高溫鍍液允許采用更高的電流密度，從而加快沉積速度。然而，高溫也會(huì)增加鍍液的蒸發(fā)量和鎳鹽的水解風(fēng)險(xiǎn)，可能導(dǎo)致氫氧化鎳沉淀和鍍層針孔、毛刺等問(wèn)題。因此，在使用高溫和高電流密度操作的鍍液時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高硼酸含量。

其次，電流密度也是影響電鍍過(guò)程的關(guān)鍵因素。其大小與鍍液濃度、溫度、pH值以及攪拌程度等密切相關(guān)。在正常電流密度范圍內(nèi)，隨著電流密度的增加，電流效率也會(huì)相應(yīng)提高。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用較高的電流密度進(jìn)行電鍍。(3) pH值pH值對(duì)鎳的沉積過(guò)程及其所得鍍層的力學(xué)性能產(chǎn)生顯著影響。在較高的pH值環(huán)境下，鍍液的分散能力會(huì)得以改善，同時(shí)陰極電流效率也會(huì)有所提高。然而，這可能導(dǎo)致鍍層中夾入氫氧化鎳等雜質(zhì)，從而使得鍍層變得粗糙且脆硬。因此，通常僅在較低的電流密度條件下，才允許使用較高的pH值。

當(dāng)pH值降低時(shí)，雖然操作電流密度可以得到提升，增強(qiáng)鍍液的導(dǎo)電性并提高陽(yáng)極電流效率，但這樣會(huì)導(dǎo)致氫氣析出量增多，進(jìn)而降低陰極電流效率，并可能使鍍層產(chǎn)生針孔。不過(guò)，通過(guò)相應(yīng)地提高鎳鹽含量和操作溫度，并采用較高的電流密度，可以彌補(bǔ)這一缺陷。目前，大多數(shù)鍍液將pH值控制在8至6的范圍內(nèi)。

(4) 攪拌

攪拌鍍液對(duì)于防止?jié)獠顦O化、保持鍍液成分和溫度分布均勻、提升電流密度上限以及加速沉積速度都至關(guān)重要。同時(shí)，它還有助于工件表面氫氣泡的析出，從而減少鍍層針孔的產(chǎn)生。

攪拌方式包括陰極移動(dòng)、空氣攪拌和鍍液循環(huán)等。但在實(shí)施任何攪拌方式時(shí)，都必須注意確保掛具與陰極導(dǎo)電棒之間的良好接觸，并防止掛具上工件的漂浮、斷電或脫落，以確保鍍層具有良好的結(jié)合力。

(1) 鐵雜質(zhì)的影響與去除

鐵是鍍液中最常見(jiàn)的雜質(zhì)來(lái)源，它可能來(lái)自于工件落入后的腐蝕溶解，或者是不通孔或管狀工件帶入等。鐵雜質(zhì)的存在會(huì)增大鍍層的孔隙率，增加其脆性，并降低耐蝕性。當(dāng)鐵的質(zhì)量濃度超過(guò)1g/L時(shí)，鍍液會(huì)變得混濁，出現(xiàn)絮狀懸浮物，它們會(huì)沉積在陽(yáng)極袋周圍并堵塞袋孔，從而影響陽(yáng)極的正常溶解。

為了去除這些鐵雜質(zhì)，通常需要在酸性條件下，通過(guò)過(guò)氧化氫或高錳酸鉀將低價(jià)鐵氧化為高價(jià)鐵。高價(jià)鐵隨后以氫氧化鐵的形式沉淀下來(lái)，并通過(guò)過(guò)濾的方法將其除去。(2) 銅雜質(zhì)

銅雜質(zhì)的積累主要源自鍍銅工件落入鍍液及銅質(zhì)導(dǎo)電棒的腐蝕溶解。隨著銅含量的升高，鐵質(zhì)工件在未通電時(shí)即會(huì)有銅以置換形式析出，嚴(yán)重影響鍍層的結(jié)合力。銅雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致低電流密度區(qū)域的鍍鎳層色澤暗淡，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)海綿狀的疏松鍍層。為去除銅雜質(zhì)，可采用1～3A/dm2的陰極電流密度進(jìn)行電解，或利用QT去銅劑使銅雜質(zhì)沉淀后過(guò)濾除去。

(3) 鉻雜質(zhì)

鉻雜質(zhì)可能由于掛具清洗不徹底、絕緣層破損或鉻霧飛散等原因混入。即使微量鉻雜質(zhì)也會(huì)使鍍鎳層色澤發(fā)暗，降低其覆蓋能力，增加脆性，并損害結(jié)合力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致陰極大量析氫，影響鎳的沉積。為去除鉻雜質(zhì)，需先將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，通常使用二亞硫酸鈉（保險(xiǎn)粉）作為還原劑，再將生成的三價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀并過(guò)濾除去。過(guò)量的保險(xiǎn)粉則可用過(guò)氧化氫進(jìn)行清除。

(4) 鋅雜質(zhì)

鋅雜質(zhì)可能來(lái)源于鋅鑄件或黃銅工件落入鍍槽，或凈化處理時(shí)誤用含鋅量較高的工業(yè)活性炭。鋅的存在會(huì)使鍍鎳層出現(xiàn)條紋，降低鍍液的覆蓋能力，嚴(yán)重時(shí)甚至形成黑色鍍層。為去除鋅雜質(zhì)，可采用2~4A/dm2的小電流密度進(jìn)行電解，或調(diào)整pH值至2左右后利用碳酸鈣沉淀將鋅轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅與硫酸鈣的混合沉淀物并過(guò)濾除去。

(5) 硝酸根

硝酸根主要來(lái)自硫酸鎳純度不足。其存在會(huì)使鍍鎳層變得脆硬、色澤灰暗甚至發(fā)黑，同時(shí)顯著降低電流效率。硝酸根的去除較為困難，通常需要在pH值為1~2的酸性條件下先以1A/dm2的電流密度進(jìn)行電解處理，然后再以2A/dm2的電流密度進(jìn)行電解直至鍍層恢復(fù)正常。(6) 有機(jī)雜質(zhì)

有機(jī)雜質(zhì)可能源自化學(xué)原料的不純，但更主要的是添加劑分解的產(chǎn)物。這些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致鍍鎳層出現(xiàn)針孔、發(fā)花等缺陷。為去除這些雜質(zhì)，通常會(huì)采用2~3g/L的活性炭進(jìn)行吸附。值得注意的是，不同種類的活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附能力有所差異，因此，在鍍鎳槽的凈化過(guò)程中，通常會(huì)選用粉末狀的化學(xué)純或醫(yī)藥用活性炭。

常見(jiàn)故障及處理方法

在電鍍普通鎳的過(guò)程中，可能會(huì)遇到多種故障。針對(duì)這些故障，我們可以采取相應(yīng)的處理方法。具體的故障及處理方法，可以參考表2。

以上便是電鍍鎳的工藝要點(diǎn)與常見(jiàn)問(wèn)題解決指南，通過(guò)對(duì)其詳細(xì)的了解，我們可以預(yù)防很多電鍍鎳問(wèn)題的發(fā)生，從而提高電鍍的品質(zhì)。

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