摘 要：滚镀光亮镍常用于体积小、批量大的零件生产以提高零件的耐蚀性和导电性。文章介绍了滚镀光亮镍工艺，镀液中各成分的作用以及镀液的保养，讨论了有关影响因素及解决方法。
关键词：滚镀；镀镍；光亮
前言
随着科学技术的日益发展，工业上对电镀生产的要求越来越高，不仅要求耐腐蚀，而且要求生产效率高并且美观，还可以用于一些特殊用途。随着时代的前进，电镀的方法也越来越多，不仅有挂镀，而且有滚镀、复合镀、真空镀等等。其中，采用滚镀不仅可以节省大量的装卸零件的时间，增加镀槽的一次性装载量，提高劳动生产率。而且，不需要挂具，减少了挂具上的无效镀层，节约了电能和金属。滚镀作为电镀方法的一种，适用于零件小、批量大，成堆翻滚时不易产生永久变形的零件；不易相互粘贴或在镀液中不易漂浮的薄片零件；孔内不要求有均匀镀层或者不要求保持棱角的零件等[1]。
采用滚镀光亮镍工艺，可以保证产品的良好镀层质量和强耐蚀性，并且此工艺易于操作和控制，镀液容易保养维护，经济实用。
1 原理
电镀镍，在镀液中含有NiSO4、NaCl等物质。以金属镍板为阳极，挂在挂具上的钢铁零件基体为阴极。在阳极：Ni原子失去电子被氧化为Ni2+，而在阴极：Ni2+得到电子还原为Ni原子，从而在阴极生成Ni镀层。实际上，电镀的过程就是电子的移动过程[2]。滚镀光亮镍就是根据电镀学的原理，利用滚筒等滚镀设备，通过光亮剂和电流的作用，在阴极（零件基体）上发生还原反应，生成一层光亮Ni层。
2 工艺流程
除锈除油→清水洗净→镀前活化→清水洗净→入槽镀镍→出槽→清水洗净→镀后活化→清水洗净→中和→清水洗净→防锈封闭液浸泡→漂洗→干燥
2.1 除锈除油
除锈：35-45%HCl 时间：5-8min；除油：除油剂：H2O（体积比）=1：1；时间：20-30min。
2.2 镀前活化
10%H2SO4 时间：1-2min。
2.3 电镀镍溶液
镀液成分含量：NiSO4：250-400g/l；NiCl2：15-30g/l；H3BO3：30-45g/l；90#-A：8-11ml/l；90#-B：1-2ml/l。
2.4 电镀参数
PH值：4.4-4.8 Dk：0.5-0.8A/dm2；T：50-60℃ 时间：25-40min；V：6-12r/min。
2.5 镀后活化
1-2% H2SO4 时间：30-60s。
2.6 中和
2-4% Na2CO3 时间：30-60s。
2.7 防锈封闭液浸泡
PH值：7-8 封闭剂：H2O=1：5-7；EDTA：1g/l 时间：30-60s。
3 镀液中各成分的作用
3.1 硫酸镍
镀液中提供二价镍离子的主盐。浓度过高时，阴极电流密度过大，溶液的导电率和电流效率太高，电镀时间短，易获得厚镀层，但溶液的均镀能力差，深镀能力明显下降。浓度太低时，电流密度太小，电镀时间长，且易出现不能镀上镍层的现象。
3.2 氯化镍
镀液中的导电盐。在电流作用下，分解生成的氯离子能提高镀液的电导率和电流效率，加快镀层的生成速度；分解的镍离子也能补充镀液中镍的含量[3]。但含量过高时，阳极溶解加快，二价镍离子含量升高，镀液不稳定，镀层均镀能力差。含量过低时，镀液深镀能力差。
3.3 硼酸
在电镀生产中，可以防止镀液的PH值上升太快，维持PH值的稳定性。硼酸具有一定的表面活性，在一定的电位范围内，它吸附在电极表面并影响氢的析出过程，在PH值4.0-6.0之间的缓冲作用较好。
3.4 添加剂
90#-A、90#-B是滚镀时使用的光亮添加剂。其效果主要是透过在阴极表面的吸附和与金属离子的络合效果，让金属离子在阴极结晶还原的电位变负，导致阴极的极化增加，产生晶核的形成速度大于晶粒的成长速度，结晶变细，产生光亮的效果。
4 镀液的保养
（1）镀液要按时分析，及时补充镀液中的各种成分，保持镀液中各成分的含量稳定。（2）配制镀液，要使用“分析纯”的化学试剂，以免试剂不纯带入的杂质影响。（3）阳极要采用高纯度的镍板，并套上布袋，以保持镀液的纯度，以免带入杂质，影响镀层质量。（4）阳极要定期清洗和去除氧化层，以防止阳极氧化，保持阳极的纯度。（5）定期过滤，清除镀液中积累的光亮剂有机分解物及金属杂质等不溶物。并且要经常测试，调整镀液的PH值，以符合工艺要求，保证镀液的性状稳定。（6）添加光亮剂，特别是低电流密度区的亮度下降时，表明光亮剂不足。镀一般产品时，可按0.5ml/l添加90#-B；镀形状复杂的产品，90#-A与90#-B各占一半加入。根据观察镀层质量，光亮剂要经常添加，加入量不宜太多，并且一定不能过量，否则镀层会产生脆性。（7）镀液经过大处理后，应做试片试验，测定镀层的性能，确保镀液性能的可镀性。
5 有关影响因素及解决方法
5.1 铜的影响
铜杂质含量低可使低电流密度区镀镍层灰暗、粗糙；含量高可使低电流密度区镀层发黑，出现海绵状镀层。解决方法：对少量铜杂质镀镍液，可在PH为2-3，低电流密度下采用电解法去除；较多铜杂质可加入溶解好的亚铁氰化钠溶液，剧烈搅拌约30-40min，然后过滤除去沉淀即可。
5.2 有机物的影响
有机杂质和光亮剂的分解产物会使镀液浑浊和黏度增加，导致镀层出气流和光亮范围缩小，镀层发雾。解决方法：加热镀液至70-80℃，按6g/L左右加入粉状活性炭，充分搅拌，自然沉淀，最好静置一夜，过滤3-4次，除去沉淀即可，并分析调整镀液。
5.3 铁的影响
镀液中带入大量铁杂质致使电阻过高，消耗一部分电流，影响低电流密度部位的光亮度，出现低电流密度处发黑。解决方法：（1）增加电流。（2）处理杂质，沉淀、过滤，调整镀液。
5.4 添加剂的影响
（1）添加剂的加入量过少，镀层表面灰暗、易起皮，需要增加添加量。（2）添加剂的加入量过多，则可能发生镍镀不上。解决方法：稀释镀液，减少有机添加剂的含量。
5.5 电流的影响
（1）电流太小，镀不上镍层，需要增加电流密度。（2）电流很大，但镀镍不上，原因是滚镀设备本该绝缘处变得不绝缘。解决方法：使该绝缘部位不导电。（3）电流过大，镀件发黑，镀层表面出现“黑点”。解决方法：镀件出槽时，必须先断直流电源再出槽。若仍有，可在0.1-0.3A/dm2的小电流下继续镀3-5min，则现象消除。
5.6 温度的影响
温度过高，会降低镀件的光亮度，甚至镀层表面会出现“白斑”；温度过低，电镀时间长，均镀能力与深镀能力差。解决方法：调整温度到工艺范围。
5.7 电镀时间与PH值的影响
时间太长，镀件易起皮；时间太短，均镀能力与深镀能力差，镀件的有些地方可能镀镍不上。PH值过高或过低，都会影响镀液的稳定性，致使镀液的均镀能力与深镀能力差。解决方法：调整相应参数到工艺范围。
参考文献
[1]王秦生.超硬材料电镀工艺学[M].郑州：机械电子部机床工具工业局中国磨料磨具工业公司，1989.
[2]“电镀手册”编写组.电镀手册（下册）[M].国防工业出版社，1990.
[3]“电镀工艺手册”编委会.电镀工艺手册[M].上海科学技术出版社，1989.
作者简介：陈学民（1975，2-），男，湖南长沙人，本科学历，工程师，研究方向：化学化工技术。
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