化學(xué)鍍鎳與電鍍鎳工藝及相互之間的區(qū)別

1、化學(xué)鍍鎳與電鍍鎳工藝及相互之間的區(qū)別1 電鍍鎳 電鍍是一種電化學(xué)過(guò)程，也是一種氧化還原過(guò)程。電鍍鎳是將零件浸入鎳鹽的溶液中作為陰極，金屬鎳板作為陽(yáng)極，接通直流電源后，在零件上就會(huì)沉積出金屬鎳鍍層。電鍍鎳的配方及工藝條件見(jiàn)表1。 電鍍鎳的工藝流程為：清洗金屬化瓷件；稀鹽酸浸泡；沖凈；浸入鍍液；調(diào)節(jié)電流進(jìn)行電鍍； 自鍍液中取出；沖凈；去離子水設(shè)備煮；烘干。 表1 電鍍鎳的配方及工藝條件 成分含量/g/L 溫度 /0C PH值 電流密度 /A/dm2 硫酸鎳 硫酸鎂 硼酸 氯化鈉 100-170 2130 1430 412 室溫 56 0.5 電鍍鎳的優(yōu)點(diǎn)是鍍層結(jié)晶細(xì)致，平滑光亮，內(nèi)應(yīng)力較小，與陶瓷

2、金屬化層結(jié)合力強(qiáng)。電鍍鎳的缺點(diǎn)是：受金屬化瓷件表面的清潔和鍍液純凈程度的影響大，造成電鍍后金屬化瓷件的缺陷較多，例如起皮，起泡，麻點(diǎn)，黑點(diǎn)等；極易受電鍍掛具和在鍍缸中位置不同的影響，造成均鍍能力差，此外金屬化瓷件之間的相互遮擋也會(huì)造成瓷件表面有陰陽(yáng)面的現(xiàn)象；對(duì)于形狀復(fù)雜或有細(xì)小的深孔或盲孔的瓷件不能獲得較好的電鍍表面；需要用鎳絲捆綁金屬化瓷件，對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較小、數(shù)量多的生產(chǎn)情況下，需耗費(fèi)大量的人力。 2 化學(xué)鍍鎳 化學(xué)鍍鎳又稱無(wú)電鍍或自催化鍍，它是一種不加外在電流的情況下，利用還原劑在活化零件表面上自催化還原沉積得到鎳層，當(dāng)鎳層沉積到活化的零件表面后由于鎳具有自催化能力，所以該過(guò)程將自動(dòng)

3、進(jìn)行下去。一般化學(xué)鍍鎳得到的為合金鍍層，常見(jiàn)的是Ni-P合金和Ni-B合金。相較Ni-P合金而言，NiB合金的熔焊能力更好，共晶溫度高，內(nèi)應(yīng)力較小，是一種更為理想的化學(xué)鍍鎳方式。但本文著重討論的是Ni-P合金鍍層。 化學(xué)鍍鎳的配方及工藝條件見(jiàn)表2。 表2化學(xué)鍍鎳的配方及工藝條件 成分含量/g/L 溫度 /0C PH值 硫酸鎳 次磷酸鈉 檸檬酸鈉 氯化銨 4550 4560 2030 58 85 9.5 化學(xué)鍍鎳的工藝流程為：清洗金屬化瓷件；去離子水設(shè)備沖洗；活化液浸泡；沖凈；還原液浸泡；浸入鍍液并不時(shí)調(diào)節(jié)pH值；自鍍液中取出；沖凈；去離子水設(shè)備煮；烘干。 化學(xué)鍍鎳的優(yōu)點(diǎn)是不需要電流電源設(shè)備，厚

4、度均勻致密，針孑L少，均鍍性好，仿真能力強(qiáng)，能在復(fù)雜零件表面沉積，深鍍能力強(qiáng)，抗蝕性能好，鍍鎳的速度快，鍍層厚度可達(dá)1050,um，鍍層在燒氫后無(wú)起皮、鎳泡等缺陷。 化學(xué)鍍鎳的缺點(diǎn)是鍍層為非晶態(tài)的層狀結(jié)構(gòu)，雖然進(jìn)行熱處理后，鍍層結(jié)晶化，其層狀結(jié)構(gòu)逐漸消失，但是對(duì)陶瓷一金屬封接件的抗拉強(qiáng)度有所降低；鍍液的成本高，壽命短，耗能大；鍍液對(duì)雜質(zhì)敏感，需經(jīng)常處理，因而使工藝的可操作性變的相對(duì)復(fù)雜。 3電鍍鎳與化學(xué)鍍鎳 31鍍鎳層厚度比較 兩種方法鍍鎳后鍍鎳層厚度情況比較見(jiàn)表3。 表3 化學(xué)鍍鎳與電鍍鎳的鎳層厚度比較 方法 電鍍 時(shí)間 平均 厚度/um 平均 偏差 c.o.v / % 最大值 最小值 化學(xué)

5、鍍鎳 電鍍鎳 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抗拉強(qiáng)度 拉力試驗(yàn)以標(biāo)準(zhǔn)抗拉件為試樣，Ag焊料，抗拉強(qiáng)度見(jiàn)表4。 表4化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳抗拉件的抗拉強(qiáng)度比較 二次金屬化學(xué)式 化學(xué)鍍鎳/MPa 電鍍鎳/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 拉力試驗(yàn)以88 mm X 183 mm管殼為試樣，采用三點(diǎn)法，HlAgCu28焊料，抗拉強(qiáng)度見(jiàn)表5。 表5化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳管殼的抗拉強(qiáng)度比較 二次金屬化方式

6、 編號(hào) 1 2 3 平均值 化學(xué)鍍鎳/MPa 1# 2# 265 240 169 210 255 145 229.7 198.3 電鍍鎳/MPa 3# 4# 315 340 130 172 166 144 203.7 218 33氣密性 作者曾在366×184 mm的陶瓷件上焊接30個(gè)08 mm的可伐針，焊接工藝為一次針?lè)庥肁g焊料，檢漏合格后進(jìn)行二次焊接(HlAgCu28焊料)，再度檢漏合格后，將整個(gè)瓷封件置于-19680的溫度下進(jìn)行溫度沖擊，每次循環(huán)30 rain，次數(shù)10次，最終檢漏以確定是否合格。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)針?lè)馓幍慕饘倩瘜釉陔婂兒蠼?jīng)常有局部的Ni層薄甚至沒(méi)有鎳層，而反復(fù)補(bǔ)鍍

7、后有些部位又呈現(xiàn)鎳色光亮，將該金屬化瓷件經(jīng)過(guò)鍍后燒氫的工藝處理后鎳色光亮部位出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。將電鍍鎳的工藝改成化學(xué)鍍鎳后，統(tǒng)計(jì)整個(gè)封接件氣密性的成品率數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。 表6化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳的封接件氣密性的成品率 化學(xué)鍍鎳 電鍍鎳 一次針?lè)?二次焊接 溫度沖擊 100 78 100 86 66 50 注：成品率的計(jì)算方法為經(jīng)下一道工序處理后合格瓷封件與上一道工序的百分比。 4 總結(jié) 綜上所述，作者來(lái)全面比較兩種鍍鎳方法各項(xiàng)性能的區(qū)別見(jiàn)表7。 表7化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳的各項(xiàng)性能比較 性能 化學(xué)鍍鎳 電鍍鎳 成本 工藝可操作性 工藝穩(wěn)定性 均鍍能力 深鍍能力 抗拉強(qiáng)度（以抗拉件計(jì)） 抗拉強(qiáng)度（以管殼計(jì)） 粘瓷

8、情況 焊料潤(rùn)濕性 氣密性 耐磨性 耐蝕性 高 較復(fù)雜 差 好 好 90 MPa 120 MPa 少粘 好 好 好 好 低 簡(jiǎn)單 好 差 差 90 MPa 120 MPa 少粘或粘 較好 好 一般 一般 由表7可知，化學(xué)鍍鎳工藝并不是盡善盡美的，但是該工藝所具有的均鍍能力和深鍍能力是電鍍鎳工藝所無(wú)法比擬的。目前，二次金屬化用化學(xué)鍍鎳工藝已在美國(guó)和韓國(guó)得到廣泛使用，而在國(guó)內(nèi)還僅限于印刷電路板和固體器件上的使用。相較兩種工藝在抗拉強(qiáng)度，氣密性等性能差別不大的情況下，針對(duì)電真空器件中日益復(fù)雜、細(xì)小的瓷件結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍍鎳工藝應(yīng)該逐步得到更廣泛的推廣使用。 電鍍零件常規(guī)價(jià)格 電鍍零件常規(guī)價(jià)格 一、吊鍍價(jià)格（

9、僅供參考，以時(shí)價(jià)為準(zhǔn)） 序號(hào) 鍍種 鍍層厚度（微米） 計(jì)量單位 單價(jià)：元 1 鋅 8-15 平方分米 0.40 2 鎳 8-15 平方分米 1.00 3 光亮鎳 8-15 平方分米 1.25 4 銅鋅合金 6-8 平方分米 0.60 5 銅錫合金 6-8 平方分米 0.60 6 金 0.1-0.5 平方分米 40.00 7 銀 6-8 平方分米 4.00 8 銅 10-20 平方分米 0.55 9 錫 8-10 平方分米 1.20 二、原材、型材鍍鋅價(jià)格：11.5元/Kg 三、滾鍍價(jià)格 序號(hào) 鍍種 鍍層厚度（微米） 計(jì)量單位 單價(jià)：元 1 鋅 6-10 平方分米 2.50 2 鎳 6-10 平

10、方分米 10.50 3 銅 6-10 平方分米 5.50 注：滾鍍鋅件以面積計(jì)價(jià)時(shí)，單件10dm²以下的價(jià)格5元，10dm²以上的，每增加1dm²加價(jià)0.25元， 例：20dm²價(jià)格為7.5元。滾鍍鎳件以面積計(jì)價(jià)時(shí)，單價(jià)10dm²以下的價(jià)格12.5元，10dm²以上的，每增 加1dm²加價(jià)0.6元，例：20dm²價(jià)格18.5元。 四、裝飾鍍鉻價(jià)格 序號(hào) 鍍種 鍍層厚度（微米） 計(jì)量單位 單價(jià)：元 1 光亮銅鎳鉻 10-20 平方分米 1.85 2 銅鎳鉻 10-20 平方分米 1.65 3 銅鎳仿金 10-20 平方分米 1.75 4 塑料電鍍 8-15 平方分米 1.75 五、鍍硬鉻價(jià)格 鍍層厚度（m） 元/10m.dm² 10絲 2 10100（每絲） 1.5 大于100（每絲） 0.7 六、發(fā)蘭、磷化、酸洗價(jià)格 種類 基體 元/Kg 元/dm² 發(fā)蘭 鐵 1.5 0.15 磷化 鐵 1.5 0.15 酸洗 鐵 0.65 0.15 酸洗 銅 2 0.25 酸洗鈍化 不銹鋼 0.3 七、研磨、拋光、光亮價(jià)格（元/dm²） 種類 研磨 拋光 光亮 一般 復(fù)雜 一般 復(fù)雜 一般 復(fù)雜 黑色金屬 0.3 0