铝合金电镀镀铜镀银工艺

原因是多方面的，主要原因是铝上直接镀银比镀铜再镀银要困难，不是不能镀，只是良率低的很，还有就是铜的导电性比铝好，多镀铜可以少镀银。很多铝合金有很多的细小砂孔，镀厚铜可以覆盖掉一部分，减少以后的腐蚀。

活化处理液为：NiSO4.6H2024~30g/L,HEDP 40~50g/L,稳定剂N25~30ml/L,Ph（NaOH调整）>12,室温,4min.控制活化时间至关重要,对某一具体配方,可通过实验杰确定最佳浸清时间,即当表面完全呈均匀灰色时,进行化学镀镍可得到最佳镀层质量.

8 如何保证电子微组铝件化学镀镍的质量

微组铝件（放大器铝腔体、微波开关、振荡器和天线蚀电架等）化学镀镍取代铝镀银工艺必须保证外观装饰性、优异附着力、耐腐蚀性和理想的物理、化学特性（电磁屏蔽、焊接性、高硬度、耐磨、高低温等）.关键在于优化工艺配方和镀层组合.

典型工艺流程：有机溶剂支油（LYC2被镀铝件）→碱性除油（或碱腐蚀） →硝酸浸蚀→二次浸锌→碱性化学镀镍→酸性化学镀镍→热处理

（1）改良特殊预处理工艺

选择了含镍盐和辅助络合剂的改良锌酸盐酸方,碱浓度适中,特别是含有镍盐,并将酒石酸钾钠含量升高,又增加添加剂,使镍离子呈较稳定络离子开式存在,从而使镍离子与锌离子一起缓慢而均匀地置换沉积在铝表面,得到的锌镍合金层比从传统浸锌液中获得的浸锌层更薄更均匀.且控制Zn-Ni层重量在1~2mg/dm2范围,能充分保证铝上镀层附着力和抗蚀性良好；特别是含镍的锌层为随后的化学镀镍沉积初期提供了充足的催化核心,得到均匀细小晶核,这是提高随后镀镍层附着力的一上重要因素.

改良锌酸盐配方：NaOH 240g/L,ZnSO4 120g/L,NiSO4 60g/L,KnaC4H4O6 120g/L,添加剂10~30g/L,室温,3min.

（2）改善预镀底层

由于锌层不耐性液腐蚀,必须预镀碱性化学镀镍作底层.但碱性镀镍液存在沉积速度较慢（5~10m）,含P量较低（4%~6%）,抗蚀性较差等缺点.要求改变还剂和络合剂浓度,选择最佳期PH值范围,保证镀液稳定,镀速适中,并能在浸锌层表面得到一层结晶细小、均匀与基体结合良好的预镀薄镍层.

改进碱性镀镍配方：NiSO4.6H2O 25g/L,NaH2PO.H2O 25g/L,Na3C6H5O7 45g/L NH4Cl 30g/L,35~45Oc,Ph=8~9

（3）提高镀层的防护性与装饰性

优选酸性化学镀镍配方,含有少量学亮剂,镍离子与次亚磷酸根子的摩尔浓度比值控制在0.4左右,保证镀速适中(16~20m/h),溶液稳定（6周期以上,即使煮沸镀液也不会分解）.此外加入复合络合剂,防止生成亚磷酸镍沉淀.从本久液中可镀出呈学亮黄白色的镍层（含磷量8%~10%）,耐蚀性好（镍层厚度25μm经中性盐雾试验48h,耐蚀等级9.5）.建议在海上或恶劣环境使用的工件化学镀镍厚度设计为≥25μm.

优良酸性化学镀镍溶液：NiSO4.6H2O 27g/L,NaH2PO2H2O 29g/L,C2H5Ona 25g/L,Na3C6H3O7 25g/L,络合剂适量,学亮剂少量,pH=5,85~90oC,装截量0.1.5dm2/L.日常生产根据分析结果加镍盐、还原剂.

（4）适当的后处理

铝合金化学镀镍后进行热处理(150~200oC,3h),可以消除层中残留的H原子,松驰内应力,进一步提高镀层与基体附着力和硬度.

9 铸铝轮毂化学镀镍的工艺过程

铸铝轮毂化学镀镍能提高其使用性能和装饰性能,具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、外型复制好等特点.铸铝合金（AlSi7MgO3）化学镀镍工艺流程：手工除油（洗衣粉溶液）→化学除油→化学浸蚀→二次浸锌→碱性化学镀镍→酸性化学镀镍→烘干

工业中常采用机械处理方法来清理、强化及光整金属表面，如喷丸处理、滚压加工、内孔挤压以及磨光和抛光等，其中喷丸处理、抛光处理在生产中应用很广泛。

（一）喷丸处理

喷丸处理是利用高速喷射的沙丸或铁丸，对工件表面进行强烈的冲击，使其表面发生塑性变形，从而达到强化表面和改变表面状态的一种工艺方法。喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。常用的喷丸有以下几种：铸铁弹丸、钢弹丸、玻璃弹丸、砂丸等，其中黑色金属常选用铸铁弹丸、钢弹丸和玻璃弹丸，而有色金属与不锈钢常用玻璃弹丸和不锈钢弹丸。

喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但工作环境较差。喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等。还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。

（二）磨光和抛光

1．磨光磨光是用磨光轮对零件表面进行加工，以获得平整光滑磨面的一种表面处理方法。其作用在于去掉零件表面的锈蚀、砂眼、焊渣、划痕等缺陷，提高零件的表面平整度。

磨光分粗磨和细磨两种。粗磨是将粗糙的表面和不规则的外形修正成形，可用手工或机械操作。手工操作多数用于有色金属；机械操作用于钢材，一般在砂轮上进行；经过粗磨后金属表面磨痕很深，需要通过细磨加以消除，为抛光做准备。细磨有手工细磨和机械细磨。手工细磨是由粗到细在各号金相砂轮上进行；机械细磨常用预磨机、蜡盘、抛光膏加速细磨过程。

磨光用的磨料，对于青铜、黄铜、铸铁、锌等软材料用人造金刚砂；对于钢用人造刚玉。金刚砂可用于所有金属的磨光，尤其适用于软韧金属材料。

2．抛光抛光是镀层表面或零件表面装饰加工的最后一道工序，其目的是消除磨光工序后残留在表面上的细微磨痕,获得光亮的外观。

抛光方法有机械、化学、电解等多种，常用的方法是抛光轮抛光，它是将数层圆形的布、呢绒、毛毯等叠缝成车轮状，安装在抛光机轴上使其旋转进行抛光。抛光轮的载体种类很多，有棉、麻、毛、纸、皮革、塑料及其混合物等；研磨材料颗粒细而均匀，外形呈多角形、刃口锋利。常用抛光粉的种类、性能、用途如表2－1所示。粗抛光时用粘结剂将研磨粉粘在抛光轮上，可用金刚石、氧化铁研磨粉，也可用氧化铬研磨粉，或者使用半固态或液态的研磨剂。

二、转化膜处理

转化膜处理是将工件浸入某些溶液中，在一定条件下使其表面产生一层致密的保护膜，提高工件防腐蚀的能力，增加装饰作用。常用的转化膜处理有氧化处理和磷化处理。

（一）氧化处理

1．钢的氧化处理钢的氧化处理是将钢件在空气—水蒸气或化学药物中加热到适当温度，使其表面形成一层蓝色(或黑色)的氧化膜，以改善钢的耐蚀性和外观，这种工艺称为氧化处理，又叫发蓝处理。氧化膜是一层致密而牢固的Fe3O4薄膜，只有0.5~1.5mm厚，对钢件的尺寸精度无影响。氧化处理后的钢件还要进行肥皂液浸渍处理和浸油处理，以提高氧化膜的防腐蚀能力和润滑性能。

钢的氧化处理有以下基本工艺过程：

氧化处理过程中溶液中的氧化剂含量越高，生成氧化膜速度也越快，而且膜层致密、牢固。溶液中碱的浓度适当增大，获得氧化膜的厚度增大，碱含量过低，氧化膜薄而脆弱。溶液的温度适当升高，可以提高氧化致密度。工件含碳量越高，越容易氧化，氧化时间越短。氧化处理时间主要根据钢件的含碳量和工件氧化要求来调整。氧化处理工艺不影响零件的精度，常用于仪器、仪表、工具、枪械及某些机械零件的表面，使其达到耐磨、耐蚀以及防护与装饰的目的。

2．铝及其合金的氧化处理铝(或铝合金)在自然条件下很容易生成致密的氧化膜，可以防止空气中水分和有害气体的氧化和侵蚀，但是在碱性和酸性溶液中易被腐蚀。为了在铝和铝合金表面获得更好的保护氧化膜，应该进行氧化处理。常用的处理方法有化学氧化法与电化学氧化法。

化学氧化法是把铝(或铝合金)零件放人化学溶液中进行氧化处理而获得牢固的氧化膜，其厚度为0.3～4mm。按处理溶液的性质可分碱性和酸性溶液氧化处理。例如，碱性氧化液为Na2CO3(50 g/L)、Na2CrO4(15 g/L)、NaOH(25 g/L)，处理温度：80～100°C，处理时间：10～20min。经氧化处理后的铝表面呈现厚度为0.5～1mm的金黄色氧化膜。此方法适用于纯铝、铝镁、铝锰合金。化学氧化法主要用于提高铝和铝合金的耐蚀性和耐磨性，并且此工艺方法操作简单，成本低，适于大批量生产。

电化学氧化法是在电解液中使铝和铝合金表面形成氧化膜的方法，又称阳极氧化法，将以铝(或铝合金)为阳极的工件置于电解液中，通电后阳极上产生氧气，使铝或铝合金发生化学或电化学溶解，结果在阳极表面形成一层氧化膜。阳极氧化膜不仅具有良好的力学性能与抗蚀性能，而且还具有较强的吸附性，采用不同的着色方法后，还可获得各种不同颜色的装饰外观。

为了在铝及铝合金表面获得不同性质的氧化膜，常采用不同种类的电解液来实现。常用的电解液有硫酸、铬酸和草酸等。

铝及铝合金氧化处理的基本工艺过程如下：

由于阳极氧化膜的多孔结构和强吸附性能，表面易被污染，特别是腐蚀介质进人孔内易引起腐蚀。因此阳极氧化膜形成后，必须进行封闭处理，封闭氧化膜的孔隙，提高抗蚀、绝缘和耐磨等性能，减弱对杂质或油污的吸附。常用的封闭方法有蒸汽封闭法和石蜡、油类、树脂封闭法等。

（二）磷化处理

把钢件浸人磷酸盐为主的溶液中使其表面沉积，形成不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程称为磷化处理。常用的磷化处理溶液为磷酸锰铁盐和磷酸锌溶液，磷化处理后的磷化膜厚度一般为5～15mm，其抗腐蚀能力是发蓝处理的2～10倍。磷化膜与基体结合力较强，有较好的防蚀能力和较高的绝缘性能，在大气、油类、苯及甲苯等介质中均有很好的抗蚀能力，对油、蜡、颜料及漆等具有极佳的吸收力，适合做油漆底层。但磷化膜本身的强度、硬度较低，有一定的脆性，当钢材变形较大时易出现细小裂纹，不耐冲击，在酸、碱、海水及水蒸气中耐蚀性较差。在磷化处理后进行表面浸漆、浸油处理，抗蚀能力可较大提高。

磷化处理所需设备简单，操作方便，成本低，生产效率高。在一般机械设备中可作为钢铁材料零件的防护层，也可作为各种武器的润滑层和防护层。

（三）电镀与化学镀

1．电镀电镀是将被镀金属制品作为阴极，外加直流电，使金属盐溶液的阳离子在工件表面沉积形成电镀层。电镀实质上是一种电解过程，其阴极上析出物质的重量与电流强度、时间成正比。欲进行电镀必要的三个条件是：电源、渡槽(度液)及电极。

电镀可以为材料或零件覆盖一层比较均匀、具有良好结合力的镀层，以改变其表面特性和外观，达到材料保护或装饰的目的。电镀除了可使产品美观、耐用外，还可获得特殊的功能，可提高金属制品的耐蚀性、耐磨性、耐热性、反光性、导电性、润滑性、表面硬度以及修复磨损零件尺寸及表面缺陷等，如在半导体器件上镀金，可以获得很低的接触电阻；在电子元件上镀铝—锡合金可以获得很好的钎焊性能；在活塞环及轴上镀铬可以获得很高的耐磨性；防止局部渗碳的镀铜、防止局部渗氮的镀锡等。目前，广泛应用的电镀工艺有镀铜、镀镍、镀铬、镀锌、镀银、镀金等。

2．化学镀化学镀亦称无外接电源镀。其原理是:在水溶液中金属沉积一般按下式进行：

M2+ + 2e → M

即溶液中存在两个正价电荷的金属离子M，当它接受两个电子后转变为金属原子M，在适当条件下沉积于工件表面形成镀层。化学镀获得电子是通过化学反应直接在溶液中产生的，它一般有电荷交换沉积、接触沉积、还原沉积等几种。目前，化学镀镍、镀铜、镀银、镀金、镀钴、镀钯、镀铂、镀锡等已在工业生产中应用，尤其在电子工业中应用更为广泛。

前处理工艺包括表面整理、内应力检查、除油和粗化。分述如下。

①表面整理。在ABS塑料进行各项处理之前，要对其进行表面整理，这是因为在塑料注塑成型过程中会有应力残留。特别浇口和与浇口对应的部位，会有内应力产生。如果不加以消除，这些部位会在电镀中产生镀层起泡现象。在电镀过程中如果发现某一件产品的同一部位容易起泡，就要检查是否是浇口或与浇口对应的部位，并进行内应力检查，但是为了防患于未然，预先进行去应力是必要的。

一般性表面整理可以在20%丙酮溶液中浸5～10s。

去应力的方法是在80℃恒温下用烘箱或者水浴处理至少8h。

②内应力检查方法。在室温下将注塑成型的ABS塑料制品放人冰醋酸中浸2～3min，然后仔细地清洗表面，晾干。在40倍放大镜或立体显微镜下观察表面，如果呈白色表面且裂纹很多，说明塑料的内应力较大，不能马上电镀，要进行去应力处理。如果呈现塑料原色，则说明没有内应力或内应力很小。内应力严重时，经过上述处理，不用放大镜就能够看到塑料表面的裂纹。

③除油。可以有很多商业的除油剂选用，也可以采用以下配方：

磷酸钠 20g/L

乳化剂 lmL/L

氢氧化钠 5g/L

温度 60℃

碳酸钠 20g/L

时间 30min

除油之后，先在热水中清洗，然后在清水中清洗干净，再在5%的硫酸中中和后，再清洗，才进入粗化工序，这样可以保护粗化液，使之寿命得以延长。

④粗化。ABS塑料的粗化方法有三类，即高硫酸型、高铬酸型和磷酸型，从环境保护的角度看，现在宜采用高硫酸型。

a．高硫酸型粗化液

硫酸（质量分数） 80%

温度 50～60℃

铬酸（质量分数） 4%

时间 5～15 min

这种粗化液的效果没有高铬酸型的好，因此时间上长一些好。

b．高铬酸型粗化液

铬酐（质量分数） 26%～28%

温度 50～60℃

硫酸（质量分数） 13%～23%

时间 5～10 min

这种粗化液通用性比较好，适合于不同牌号的ABS，对于含8成分较少的要适当延长时间或提高一点温度。

c．磷酸型粗化液

磷酸（质量分数） 20%

温度 60℃

硫酸（质量分数） 50%

时间 5～15min

铬酐 30g/L

这种粗化液的粗化效果较好，时间也是以长一点为好，但是成分多一种，成本也会增加一些，所以一般不大用。

所有粗化液的寿命是以所处理塑料制品的量和时间成正比的。随着粗化量的加大和时间的延长，三价铬的量会上升，粗化液的作用会下降，可以分析加以补加，但是当三价铬太多时，处理液的颜色会呈现墨绿色，要弃掉一部分旧液后再补加铬酸。

粗化完毕的制件要充分清洗。由于铬酸浓度很高，首先要在回收槽中加以回收，再经过多次清洗，并浸5%的盐酸后，再经过清洗方可进入以下流程。

（2）化学镀工艺

化学镀工艺包括敏化、活化、化学镀铜或者化学镀镍。由于化学镀铜和化学镀镍要用到不同的工艺，所以将分别介绍两组不同的工艺。

①化学镀铜工艺

a．敏化

氯化亚锡 l0g/L

温度 l5～30℃

盐酸 40mL/L

时间 l～3min

在敏化液中要放人纯锡块，可以抑制四价锡的产生。经敏化处理后的制件在清洗后要经过蒸馏水清才能进入活化，以防止氯离子带入而消耗银离子。

b．银盐活化

硝酸银 3～5g/L

温度 室温

氨水 加至透明

时间 5～lOmin

这种活化液的优点是成本较低，并且较容易根据活化表面的颜色变化来判断活化的效果。因为硝酸银还原为金属银活化层的颜色是棕色的，如果颜色很淡，活化就不够，或者延长时间，或者活化液要补料。也可以采用钯活化法，这时可以用前面已经介绍过的胶体钯法，也可以采用下述分步活化法。如果是胶体钯法，则上道敏化可以不要，活化后加一道解胶。

C．钯盐活化

氯化钯 0．2～O．4g/L

温度 25～40℃

盐酸 l～3mL/L

时间 3～5min

经过活化处理并充分清洗后的塑料制品可以进入化学镀流程。活化液没有清洗干净的制品如果进入化学镀液，将会引起化学镀的自催化分解，这一点务必加以注意。

d．化学镀铜

硫酸铜 7g/L

甲醛 25mL/L

氯化镍 lg/L

温度 20～25℃

氢氧化钠 5g/L

pH值 11～12．5

酒石酸钾钠 20g/L

时间 l0～30min

化学镀铜的最大问题是稳定性不够，所以要小心维护，采用空气搅拌的同时能够进行过滤更好。在补加消耗原料时，以lg金属4mL还原剂计算。

②化学镀镍工艺

a．敏化

氯化亚锡 5～20g/L

温度 25～35℃

盐酸 2～10mL/L

时间 3～5min

b．活化

氯化钯 0．4～0．6g/L

温度 25～40℃

盐酸 376mL/L

时间 3～5min

化学镀镍只能用钯做活化剂而很难用银催化，同时钯离子的浓度也要高一些。现在大多数已经采用一步活化法进行化学镀镍。也就是采用胶体钯法一步活化。由于表面活性剂技术的进步，在商业活化剂中，金属钯的含量已经大大降低，0．1g/L的钯盐就可以起到活化作用。

c．化学镀镍

硫酸镍 10～20g/L

pH值（氨水调） 8～9

柠檬酸钠 30～60g/L

温度 40～50℃

氯化钠 30～60g/L

时间 5～15min

次亚磷酸钠 5～20g/L

化学镀镍的导电性、光泽性都优于化学镀铜，同时溶液本身的稳定性也比较高。平时的补加可以采用镍盐浓度比色法进行。补充时硫酸镍和次亚磷酸钠各按新配量的50%～60%加入即可。每班次操作完成后，可以用硫酸将pH值调低至3～4，这样可以较长时间存放而不失效。加工量大时每天都应当过滤，平时至少每周过滤一次。

（3）电镀工艺

电镀工艺分为加厚电镀、装饰性电镀和功能性电镀三类。

①加厚电镀。由于化学镀层非常薄，要使塑料达到金属化的效果，’镀层必须要有一定的厚度，因此要在化学镀后进行加厚电镀。同时，加厚电镀也为后面进一步的装饰或者功能性电镀增加了可靠性，如果不进行加厚镀，很多场合，镀层在各种常规电镀液内会出现质量问题，主要是上镀不全或局部化学镀层溶解导致出现废品。

a．第一种加厚液

硫酸镍 150～250g/L

pH值 3～5

氯化镍 30～50g/L

阴极电流密 度0．5～1．5A/dm2

硼酸 30～50g/L

时间 视要求而定

温度 30～40℃

b．第二种加厚液

硫酸铜 150～200g/L

硫酸 47～65g/L

温度 l5～25℃

添加剂 0．5～2mL/L

阴极电流密度 0．5～1．5A/dm2。

阳极 酸性镀铜专用磷铜阳极

阴极移动或镀液搅拌

时间：视要求而定其中电镀添加剂可以用任何一种市场有售的商业光亮剂。

c．第三种加厚液

焦磷酸铜 80～100g/L

pH值 8～9

焦磷酸钾 260～320g/L

温度 40～45℃

氨水 3～6mL/L

阴极电流密度 0．3～1A/dm2

以上三种加厚镀液对于化学镀镍都适用，但以镀镍加厚为宜，而化学镀铜则采用硫酸盐镀铜即可。

②装饰性电镀

a．酸性光亮镀铜

硫酸铜 185～220g/L

阴极电流密度 2～5A/dm2

硫酸 55～65g/L

商业光亮剂 1～5mL/L

阳极 酸性镀铜用磷铜阳极

温度 l5～25℃

时间 30min阴极移动

阳极移动

b．光亮镀镍

硫酸镍 280～320g/L

温度 40～50℃

氯化镍 40～45f/L

pH值 4～5

硼酸 30～40f/L

阴极电流密度 3～3．5A/dm2

商业光亮剂 2～5mL/L

时间 l0～15min．

以上两种工艺都要求阴极移动或镀液的搅拌。最好是采用循环过滤，既可以搅拌镀液，又可以保持镀液的干净。

装饰性电镀可以是铜一镍一铬工艺，也可以是光亮铜再进行其他精饰，比如刷光后古铜化处理，也可以在光亮铜后加镀光亮镍，再镀仿金等。

c．装饰性镀铬

铬酸 280～360g/L

槽电压 3．5～8V

氟硅酸钠 5～10g/L

阴极电流密度 3～10A/dm2

硅酸 0．2～lg/L

时间 2～5min

温度 35～40℃

这是适合于塑料电镀的低温型装饰镀铬，但是由于铬的使用越来越受到限制，将会有许多其他代铬镀层可供选用。

推荐的代铬镀液如下：

氯化亚锡 26～30g/L

氯化锌 2～5g/L

嚣氯化钴 8～12g/L

焦磷酸钾 220—300g/L

代铬－90添加剂 20～30mL/L

阴极电流密度 0．1～1A/dm2

代铬稳定剂 2～8mL/L

阳极 纯锡板（0号锡）

pH值 8．5～9．5

时间 l～5min

温度 20～45℃

阴极移动或循环过滤

代铬－90添加剂是目前国内通用的商业添加剂。

③功能性电镀。前面已经谈到过，塑料电镀除了大量用于装饰件以外，在结构和功能性器件中的应用也很多。而功能性用途的功能实际上主要是靠表面电镀的镀层的性质来体现的。实际上，从广义的角度看，装饰也是一种功能，但是这里所说的功能，还是指的物理或化学的或电学的性能。比如导电镀层、反光镀层、电磁屏蔽镀层、焊接性镀层等。

1、金属原子的半径越小，金属键越强，硬度越大。

2、单位体积内的金属的价电子数越多，金属键越强,硬度越大。

一般来讲，对主族金属，

从左到右，同周期，原子半径减小，价电子数增多，所以硬度增大。

从上到下，同主族，原子半径增大，价电子数相同，所以硬度减小。

对于过渡元素，从左到右，半径减小，但是价电子数先增多后减小，因此规律可能就没有主族那么明显，但是，硬度较大的元素一般处于同周期过渡元素的中部。

二、外部因素

一般来说，温度越高，金属越软。温度越低，金属越硬越脆。

镀银层“氧化”变黄、变褐色、变黑，都是接触了硫化物造成的，银对硫化物敏感，对氧不敏感。

首饰之类的小件，若变色后想修复，可用牙膏+软布蘸水轻擦，可恢复光亮，若镀层太薄，镀层会被擦没有了。也可以用粉底+软布蘸水轻擦，效果与用牙膏擦类似。

擦拭过的镀银零件，不能保持长时间不变色。因为银对硫化物敏感，汗液、和空气中都有硫化物存在。若想保持时间长一些，需在表面涂清漆保护。

因其化学性质极其活跃，与氧的结合力很强，去除氧化层后能迅速形成新的氧化层。

另因铝的电极电位很低，极易和其他金属离子形成置换镀层，这种镀层酥松粗糙，和铝基层黏附很差。

建议在镀银前采用进行化学浸锌工艺，杜绝表面氧化。