通過電解或化學(xué)方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法，稱為鍍鎳。鍍鎳分電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳。電鍍鎳是在由鎳鹽（稱主鹽）、導(dǎo)電鹽、pH緩沖劑、潤濕劑組成的電解液中，陽極用金屬鎳，陰極為鍍件，通以直流電，在陰極（鍍件）上沉積上一層均勻、致密的鎳鍍層。從加有光亮劑的鍍液中獲得的是亮鎳，而在沒有加入光亮劑的電解液中獲得的是暗鎳。

化學(xué)鍍又稱為無電解鍍（Electroless plating），也可以稱為自催化電鍍（Autocatalytic plating）[1]。具體過程是指：在一定條件下，水溶液中的金屬離子被還原劑還原，并且沉淀到固態(tài)基體表面上的過程。ASTM B374（ASTM，美國材料與試驗協(xié)會）中定義為Autocatalytic plating is “deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited”。這一過程與置換鍍不同，其鍍層是可以不斷增厚的[2]，且施鍍金屬本身也具有催化能力。

(一）電鍍鎳的特點、性能、用途：

1、 電鍍鎳層在空氣中的穩(wěn)定性很高，由于金屬鎳具有很強(qiáng)的鈍化能力，在表面能迅速生成一層極薄的鈍化

膜，能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。

2 、電鍍鎳結(jié)晶極其細(xì)小，并且具有優(yōu)良的拋光性能。經(jīng)拋光的鎳鍍層可得到鏡面般的光澤外表，同時在大

氣中可長期保持其光澤。所以，電鍍層常用于裝飾。

3、 鎳鍍層的硬度比較高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工業(yè)中常用鍍鎳層來提高鉛表面的硬度。

由于金屬鎳具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，有些化工設(shè)備也常用較厚的鎮(zhèn)鍍層，以防止被介質(zhì)腐蝕。 鍍鎳層

還廣泛的應(yīng)用在功能性方面，如修復(fù)被磨損、被腐蝕的零件，采用刷鍍技術(shù)進(jìn)行局部電鍍。采用電鑄

工藝，用來制造印刷行業(yè)的電鑄版、唱片模以及其它模具。厚的鍍鎳層具有良好的耐磨性，可作為耐

磨鍍層。尤其是近幾年來發(fā)展了復(fù)合電鍍，可沉積出夾有耐磨微粒的復(fù)合鎳鍍層，其硬度和耐磨性比鍍

鎳層更高。若以石墨或氟化石墨作為分散微粒，則獲得的鎳-石墨或鎳-氟化石墨復(fù)合鍍層就具有很好的

自潤滑性，可用作為潤滑鍍層。黑鎳鍍層作為光學(xué)儀器的鍍覆或裝飾鍍覆層亦都有著廣泛的應(yīng)用。

4、 鍍鎳的應(yīng)用面很廣，可作為防護(hù)裝飾性鍍層，在鋼鐵、鋅壓鑄件、鋁合金及銅合金表面上，保護(hù)基體材

料不受腐蝕或起光亮裝飾作用;也常作為其他鍍層的中間鍍層，在其上再鍍一薄層鉻，或鍍一層仿金層，

其抗蝕性更好，外觀更美。在功能性應(yīng)用方面，在特殊行業(yè)的零件上鍍鎳約1~3mm厚，可達(dá)到修復(fù)目

的。特別是在連續(xù)鑄造結(jié)晶器、電子元件表面的模具、合金的壓鑄模具、形狀復(fù)雜的宇航發(fā)動機(jī)

部件和微型電子元件的制造等方應(yīng)用越來越廣泛。

5、 在電鍍中，由于電鍍鎳具有很多優(yōu)異性能，其加工量僅次于電鍍鋅而居第二位，其消耗量占到鎳總產(chǎn)量

的10%左右。

（二）化學(xué)鍍鎳的特點、性能、用途：

1、 厚度均勻性 　厚度均勻和均鍍能力好是化學(xué)鍍鎳的一大特點，也是應(yīng)用廣泛的原因之一，化學(xué)鍍鎳避

免了電鍍層由于電流分布不均勻而帶來的厚度不均勻?；瘜W(xué)鍍時，只要零件表面和鍍液接觸，鍍液中消

耗的成份能及時得到補(bǔ)充，鍍件部位的鍍層厚度都基本相同，即使凹槽、縫隙、盲孔也是如此。

2、 鍍件不會滲氫，沒有氫脆，化學(xué)鍍鎳后不需要除氫。

3、 很多材料和零部件的功能如耐蝕、抗高溫氧化性等比電鍍鎳好。

4、 可沉積在各種材料的表面上，例如：鋼鎳基合金、鋅基合金、鋁合金、玻璃、陶瓷、塑料、半導(dǎo)體等材

料的表面上，從而為提高這些材料的性能創(chuàng)造了條件。

5、 不需要一般電鍍所需的直流電機(jī)或控制設(shè)備。

6、 熱處理溫度低，只要在400℃以下經(jīng)不同保溫時間后，可得到不同的耐蝕性和耐磨性，因此，特別適用

于形狀復(fù)雜，表面要求耐磨和耐蝕的零部件的功能性鍍層等

鍍鎳液的類型主要有硫酸鹽型、氯化物型、氨基磺酸鹽型、檸檬酸鹽型、氟硼酸鹽型等。其中以硫酸鹽型（低氯化物）即稱之謂Watts（瓦特）鍍鎳液在工業(yè)上的應(yīng)用最為普遍。幾種不同鍍鎳溶液中所獲得的鍍鎳層的物理性質(zhì)，如表2-3-45所列。氨基磺酸鹽型、氟硼酸鹽型適用于鍍厚鎳或電鑄。檸檬酸鹽型適用于在鋅壓鑄件上直接鍍鎳。這幾種鍍液的成本比較高。

◆ 普通鍍鎳(暗鍍)

1.普通電鍍又稱暗鎳工藝﹐根據(jù)鍍液的性能和用途﹐普通鍍鎳可以分為低濃度的預(yù)液﹐普通鍍液﹐瓦特液和滾鍍液等。

預(yù)鍍液﹕經(jīng)預(yù)鍍可保證層與銅鐵基體和隨后的鍍銅層結(jié)合力良好。

普通液﹕該鍍液的導(dǎo)電性好﹐可在較低溫度下電鍍﹐節(jié)省能源﹐使用比較方便。

瓦特液﹕滿足小零件的電鍍﹐但鍍液必須要有良好的導(dǎo)電性和覆蓋能力。

2.鍍液配制方法

根據(jù)容積計算好所需要的化學(xué)藥品﹐分別用熱水溶解﹐混合在一個容器中﹐加蒸餾水稀釋到需體積﹐靜置到所需體積﹐靜置澄清﹐用虹汲法或過濾法把鍍液引入鍍槽﹐再加入已經(jīng)溶解的十二基硫酸鈉溶液﹐攪拌均勻﹐取樣分析﹐經(jīng)調(diào)整試鍍合格后﹐即可生產(chǎn)。

3.鍍鎳用陽極

鎳陽極材料的純度是電鍍中最重要的條件﹐鎳的含量>99%﹐不純的陽極導(dǎo)致鍍液污染﹐使鍍層的物理性能變壞。在鍍鎳中比較適宜的鎳陽極有以下幾種﹕1.含碳鎳陽極﹐2.含氧鎳陽極﹐3.含硫鎳陽極。

◆ 光亮鎳

鍍光亮鎳有很多優(yōu)點﹐不僅可以省去繁重的拋光工序﹐改善操作條件﹐節(jié)約電鍍和拋光材料﹐還能提高鍍層的硬度﹐便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)﹐但是光亮鍍鎳層中含硫﹐內(nèi)應(yīng)力和脆性較大﹐耐蝕性不如鍍暗鎳層﹐為了克服這些缺點﹐可采用多層鍍鎳工藝﹐使鍍層的機(jī)械性能和耐蝕性得到顯著的改善。

◆ 高硫鎳

高硫鎳一般含量為0.12~~0.25%。這種鎳具有比銅﹐銅錫合﹐暗鎳﹐光亮鎳﹐半光亮鎳﹐鉻等都高的電化學(xué)活性。高硫鎳鍍層主要用于鋼﹐鋅合金基體的防保-裝飾性組合鍍層的中間層﹐其原理是上層光亮鎳比下層半亮鎳含硫量高﹐因而使兩層間的電位差到100~~140mV﹐這樣使雙層鎳由單層鎳的縱向腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向腐蝕﹐構(gòu)成對鋼鐵基體的電化學(xué)保護(hù)作用。

◆ 鎳封

鎳封是在一般光亮鎳液中加入直徑在0.01~~1um之間的不溶性固體微粒(Sio2等)﹐在適當(dāng)?shù)墓渤练e促進(jìn)劑幫助下﹐使這些微粒與鎳共沉積而形成復(fù)合鍍鎳層。當(dāng)在這種復(fù)合鍍鎳層表上沉積鉻層時﹐由于復(fù)合鍍鎳層表面上的固體微粒不導(dǎo)電﹐鉻不能沉積在微粒表面上﹐因而在整個鍍鉻層上的形成大量微孔﹐即形成微孔鉻層。表面存大的大量微孔﹐可在很大程度上消除普通鉻層中存的巨大內(nèi)應(yīng)力﹐因而減少了鍍層的應(yīng)力腐蝕﹐尤為重要的是鉻層上的大量微孔﹐將鉻層下面的鎳層大面積地暴露出來﹐在腐蝕介質(zhì)的作用下﹐鉻與鎳組成腐蝕電池﹐鉻層為陰極﹐微孔處暴露的鎳層為陽極而遭腐蝕﹐從而改變了大陰極小陽極的腐蝕模式﹐使得腐蝕電流幾乎被分散到整個鍍鎳層上﹐從而防止了產(chǎn)生大而深的直貫基體金屬的少量腐蝕溝紋和凹坑﹐并使鍍層的腐蝕速度減小﹐且向橫向發(fā)展﹐因而保護(hù)了基體金屬﹐顯著的提高了鍍層的耐腐蝕性能。

◆ 緞面鎳

緞面鎳又叫緞狀鎳。緞面鎳與鎳封工藝沒有本質(zhì)的區(qū)別。它具綢緞狀的外觀﹐鍍絡(luò)后不會像光亮鎳鍍層鍍鉻那樣有閃光﹐因而人眼注視后不會覺得疲勞﹐可以作為避免光線反射的防眩鍍層。這類鍍層在汽車反光鏡﹐車輛內(nèi)部注視零件﹐醫(yī)療手術(shù)器械﹐機(jī)床零件﹐眼鏡鏡框等表面已得到廣泛應(yīng)用。

◆ 高應(yīng)力鎳

在特定的鍍鎳液中加入適量的添加劑﹐能獲得應(yīng)力較大的容易龜裂成微裂紋的鎳層﹐這種鎳層﹐叫做高應(yīng)力鎳。

高應(yīng)力鎳是在光亮鎳的表面上再鍍一層1um左右的鎳層。由于高應(yīng)力鎳的內(nèi)應(yīng)力大﹐所以在它的表面按常規(guī)再鍍0.2~~0.3um的普通鉻層后﹐在鉻層與高應(yīng)力鎳應(yīng)力的相互作用處﹐高應(yīng)力鎳層即產(chǎn)生大量微裂紋﹐并導(dǎo)致鉻層表面也形成均勻的微裂紋。與鎳封一樣﹐鉻層成為微間斷鉻﹐只是由高應(yīng)力得到的是微間斷鉻﹐在腐蝕介質(zhì)的作用下﹐這些裂紋部位殂成無數(shù)個微電池﹐使腐蝕電流分散在微裂紋處﹐從而使整個鍍層的耐蝕性能得到明顯的提高。

◆ 鍍多層鎳

鍍多層鎳是在同一基體上﹐選用不同的鍍液成分及工藝條件﹐獲得二層或三層的鍍鎳層﹐目的是在不增加鎳層厚度或減低鎳層的基礎(chǔ)上﹐增加鎳層的耐蝕能力。在生產(chǎn)上應(yīng)用較多的多層鎳/鉻組合層休系有

雙層鎳 半光亮鎳/光亮鎳/鉻

三層鎳 半光亮鎳/高硫鎳/光亮鎳/鉻

半光亮鎳/光亮鎳/鎳封/鉻(微孔鉻)

半光亮鎳/光亮鎳/高應(yīng)力鎳/鉻(微裂紋鉻)

◆ 氨基磺酸鹽鍍鎳

氨基磺酸鹽鍍鎳的主要優(yōu)點是所得到的電鍍層應(yīng)力低﹐鍍液沉積速度快﹐但價格較貴﹐用于電鑄和印刷電路板鍍金前鍍鎳。

◆ 檸檬酸鹽鍍鎳

檸檬酸鹽鍍鎳工藝主要用于鋅壓鑄件的電鍍。主要的維護(hù)措施是﹕控制硫酸鎳與檸檬酸鹽之比在1﹕1.1~~1.2﹐溫度不可過高﹐以防止檸檬酸鹽分解﹐嚴(yán)格控制﹐pH值﹐零件入槽進(jìn)采用沖擊電流(2~3A/dm2)以保證結(jié)合力良好。檸檬酸鹽鍍鎳應(yīng)用還不廣，成功生產(chǎn)的廠家不多。

出現(xiàn)原因

電鍍鎳出現(xiàn)的白色斑點是由一種高碳物引起，高碳物是由熱處理滲碳過程及電鍍前處理時的酸洗過程中產(chǎn)生的。

(1)1018料正常滲碳后表層的碳(主要是Fe、C)

可達(dá)0.8～1.2，突出在鍍層中的顆粒是由于前處理清洗不徹底，使工件表面的顆粒掉入了鍍液中，在電鍍過程中由于有攪拌作用，使這些游離于鍍液中的顆粒與鎳離子產(chǎn)生了共沉積。

(2)鍍層中沒覆蓋的孔洞，主要是前處理酸洗過程產(chǎn)生過腐蝕(表面脫碳)引起的。電鍍廠酸洗液的主要成分是HCl 1:1；H2SO4(98%)50 mL/L；該配方對普通碳鋼可以，對高碳鋼則濃度太高。含碳量越高，酸洗反應(yīng)越劇烈。表面脫碳后，對工件的導(dǎo)電性和鍍層的附著力有很大的影響。鍍層中的孔洞實際上是由于高碳部分導(dǎo)電性差(或附著力差)，鍍層難于覆蓋造成的。

解決辦法

(1)改進(jìn)前處理清洗工序，采用超聲波清洗的方法，使?jié)B碳后附著力差的顆粒在清洗中脫落下來。

(2)及時對鍍液進(jìn)行過濾。

(3)改進(jìn)酸洗工藝：主要是降低酸洗液的濃度、加入合適的緩蝕劑并適當(dāng)控制酸洗的時間，避免過腐蝕。

通過采取上述措施，使該產(chǎn)品電鍍白斑問題得到了根本性的解決。

      鍍鎳溶液的歷史與電鍍相比，比較短暫，在國外其真正應(yīng)用到工業(yè)僅僅是70年代末80年代初的事。 1844年，A.Wurtz發(fā)現(xiàn)金屬鎳可以從金屬鎳鹽的水溶液中被次磷酸鹽還原而沉積出來?；瘜W(xué)鍍鎳技術(shù)的真正發(fā)現(xiàn)并使它應(yīng)用至今是在1944年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的A.Brenner和G.Riddell的發(fā)現(xiàn)，弄清楚了形成涂層的催化特性，發(fā)現(xiàn)了沉積非粉末狀鎳的方法，使化學(xué)鍍鎳技術(shù)工業(yè)應(yīng)用有了可能性。

      但那時的化學(xué)鍍鎳溶液極不穩(wěn)定，因此嚴(yán)格意義上講沒有實際價值。 化學(xué)鍍鎳工藝的應(yīng)用比實驗室研究成果晚了近十年。第二次世界大戰(zhàn)以后，美國通用運(yùn)輸公司對這種工藝發(fā)生了興趣，他們想在運(yùn)輸燒堿筒的內(nèi)表面鍍鎳，而普通的電鍍方法無法實現(xiàn)，五年后他們研究了發(fā)展了化學(xué)鍍鎳磷合金的技術(shù)、公布了許多專利。1955年造成了他們的第一條試驗生產(chǎn)線，并制成了商業(yè)性有用的化學(xué)鍍鎳溶液，這種化學(xué)鍍鎳溶液的商業(yè)名稱為“Kanigen”。

       國外，特別是美國、日本、德國化學(xué)鍍鎳已經(jīng)成為十分成熟的高新技術(shù)，在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用。 　我國的化學(xué)鍍鎳工業(yè)化生產(chǎn)起步較晚，但近幾年的發(fā)展十分迅速，不僅有大量的論文發(fā)表，還舉行了全國性的化學(xué)鍍會議，據(jù)第五屆化學(xué)鍍年會發(fā)表文章的統(tǒng)計就已經(jīng)有300多家廠家，但這一數(shù)字在當(dāng)時應(yīng)是極為保守的。據(jù)推測國內(nèi)每年的化學(xué)鍍鎳市場總規(guī)模應(yīng)在300億元左右，并且以每年10%～15%的速度發(fā)展。