化学镀黑镍工艺研究.doc

摘要：论述Ni2+Cu2+NaH2PO2体系进行化学镀黑镍的工艺条件和各种因素，对镀层性能的影响作了较详细的研究。试验结果表明该工艺具有能耗低，工艺简单，发黑效果较好，成本低等优点。
主题词化学镀；镍；发黑
分类号TQ153.12
STUDYOFELECTROLESSBLACKNICKELPLATINGTECHNOLOGY
ZhouShutianYangRunchangLiuYongdong
(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan,411105，China)
AbstractThispaperpresentsthesolutionandcontrolledoperatingcharacteristicsofelectrolysesblacknickelplating(Ni2+Cu2+PO23-).Theeffectsofcompositonofallusionsonthecapabilityoftheblackfinishhavealsobeendiscussed。Theresultsofexperimentdemonstratethatthesolutionhasmassivesuperioritysuchaslittleexpressiveenergy,simpleprocess,goodblacknickelfineries,nopoisonoustoenvironmentandlowcostetc。
Subjectwordselectrolessplating,nickel,blackening
化学镀NiCuP合金镀层有极其优良的耐蚀性能，抗磨性能，抗磁以及其它优良的化学性能，其应用领域不断扩大，尤其是在石化、电子、汽车等工业中具有很大的潜力。在光学仪表、太阳能装置、计算机等领域中，许多工件的表面往往需要进行黑化处理，形成黑化膜，以达到具有颜色区别、暗色调隐蔽、装饰性色彩以及消光、散热、太阳能吸收等光学和热功能的目的。这为化学镀层提出了新课题，也为化学镀镍进入新的市场获得更广泛的应用创造了条件。DavidChunks提出了热氧化和电沉积两种方法，前者炉温控制较严，得到的色彩均匀性不好，后者则是另一金属层的发黑。［1～3］
将镀件浸入硝酸或混合酸中，使镀件表面形成孔状网络，因微孔能吸收光线从而使表面呈现黑色。Johnson在这方面作了大量研究工作，并取得了一系列专利。但该法得到的镀层结构疏松多孔，耐蚀性差［4］。
还有高锰酸钾氧化发黑方法，但它的控制条件很精密，否则易使镀层疏松多孔．［5,6］
将镀件浸入亚硒酸中发黑，则硒有毒易造成环境污染．
目前使用的硫化物发黑大多是与电镀相配套，与化学镀相比，它的工艺复杂、能耗大、成本高．为此，本文进行了硫化物化学镀黑镍的配方、工艺的研究．
1实验部分1.1工艺及配方1.1.1试验材料及规格本试验采用A3碳钢材料，试片规格50mm×30mm．1.1.2工艺流程水洗→碱洗除油→水洗→酸洗除锈→水洗→化学镀镍→水洗→后处理．1.1.3工艺规范碱洗除油配方及工艺条件如下：
NaOH100g／LNa2CO360g／LNa3PO460g／LNa2SiO310g／L十二烷基硫酸钠0。5g／L温度70～80℃时间20～30min酸洗除锈配方及工艺条件为：
磷酸(密度1。71)480ml丙酮500ml对苯二酚20g蒸馏水2～2。51温度常温时间8～10min化学镀黑镍配方及工艺条件为：
NiSO4。XH2O50～70g／LCuSO4。5H2O1～3g／LNaH2PO2。H2O30～50g／LKCNS。H2O4～8g／LpH6。5～7。5温度60～80℃另外镀液中还有柠檬酸三钠、醋酸钠、硼酸等物质．1。2化学镀黑镍镀层性能评价化学镀黑镍镀层性能的好坏用下列指标评价．色度(V)：按镀层呈灰铜色、铜色中带灰、灰褐色、黑褐色、深黑色等计分．均匀度(W)：在显微镜下(100倍)，观察晶粒间隙、小孔数目，表面斑点数等计分．结合力(X)：用脱脂棉来回擦至出现金属基体的次数，并在显微镜下(100倍)观察镀层有无裂纹、起泡、剥落等现象计分．光滑度(Y)：手感好坏，以及在显微镜下(100倍)，观察平整情况计分．综合指标(Z)：用式Z=0。35V+0。3W+0。2X+0。15Y计算．1。3实验结果与分析在探索性实验和因素实验的基础上，进一步进行了正交实验．选用正交表为L9(34)，共进行了两个正交实验．第一个正交实验，选硫酸镍(A)、硫酸铜(B)、次磷酸钠(C)、硫氰化钾(D)等添加量作4个影响因素，其结果分析见图1；第二个正交实验，选柠檬酸三钠(A)、次磷酸钠(B)、醋酸铵(C)、硫酸铜(D)等添加量作四个影响因素，其