电镀镍与化学镍相比成本高?谁能耐用?

化学镀相比电镀其主要特点如下：

①.化学镀可用于各种基体，包括金属、半导体及非金属。

②.化学镀厚度均匀，无论工件如何复杂，只要采取适当的技术措施，就可以在工件上得到均一镀层。

③.对于能自动催化的化学镀而言，可获得任意厚度的镀层，甚至可以电铸。

④.化学镀所得到的镀层具有很好的化学、机械和磁学性能（如镀层致密、硬度高等）。

由于化学镀具有一些优于电镀的特性，所以获得了广泛的应用。化学镀最先开始于化学镀镍，目前已经发展到化学的铜、化学镀钴、化学镀锡及化学镀金、银、铂等其他贵金属以及多元合金，且在电子及微电子工业上得到了高速的发展。

电镀较化学镀发展历史久，技术成熟，在工业行业中有着极其广泛的应用。相比于化学镀，电镀层更容易获得，且与基体结合力较强，性能稳定。

电镀、刷镀和化学镀

电镀

电镀是一种用电化学方法在镀件表面上沉积所需形态的金属覆层工艺。其目的是改善材料的外观，提高材料的各种物理化学性能，赋予材料表面特殊的耐蚀性、耐磨性、装饰性、焊接性及电、磁、光学性能等。电镀时将零件作为阴极放在含有欲镀金属的盐类电解质溶液中，通过电解作用而在阴极上(即零件)发生电沉积现象形成电镀层。镀层材料可以是金属、合金、半导体等，基体材料主要是金属也可以是陶瓷、高分子材料。

1)单金属电镀

单金属电镀是指电镀液中只含一种金属离子，电沉积后形成单一金属镀层的方法。常用的单金属电镀有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀锡等，其中以镀铬最为常见。

镀铬主要用于装饰性镀层和耐蚀、耐磨镀层。其中，镀铬层是最常用的耐磨镀层，它可用于铁基及非铁金属的电镀。镀铬的镀液由铬酐(CrO3)和硫酸(H2SO4)按一定比例配制而成。在一定的电流密度(30A/dm2)和一定的温度下(50～60℃)可在工件上镀出一定厚度的铬层，一般约为10～50μm。镀硬铬可以获得相当高的硬度(800～1300HV)和耐磨性，而且摩擦系数小，广泛用于机械(汽车、自行车等)及仪器等领域中，尤其是重负荷、高摩擦的工况下，例如细纱机的重要零件钢领，采用镀铬后其使用寿命比不镀铬的钢领提高近5倍，其经济效益非常显著。

2)合金电镀

在零件上同时电沉积出两种或两种以上金属的镀层称为合金电镀。与单金属镀层相比，合金镀层有如下主要特点：

(1)合金镀层结晶更细致，镀层更平整、光亮。

(2)可以获得非晶结构镀层，如Ni—P镀层。

(3)合金镀层具有单金属所没有的特殊物理性能，例如导磁性、减摩性(自润滑性)、钎焊性。

(4)合金镀层可具备比组成它们的单金属层更耐磨、耐蚀，更耐高温，并有更高硬度和强度。但塑性和韧性通常有所降低。

(5)不能从水溶液中单独电沉积的W、Mo、Ti、V等金属可与铁族元素(Fe、Co、Ni)共沉积形成分金。

(6)通过成分设计和工艺控制，可得到不同色调的合金镀层，例如银合金、彩色镀镍及仿金合金等，具有更好的装饰效果。

合金电镀中以电镀铅锡合金在工业上应用最广，其镀层成份不同，具有不同的用途。wSn=6%～10%的Pb-Sn合金镀层具有良好的减摩性，可用于轴瓦、轴套表面；wSn=15%～25%的Pb-Sn合金镀层主要用作钢带表面保护(耐蚀)、润滑(减摩)、助焊；wSn=45%～55%的Pb-Sn合金镀层的耐蚀性优良，主要用作防止大气、海水或其它介质腐蚀的耐蚀镀层；wSn=55%～65%的Pb-Sn合金常用于钢、铜、铅等表面，以改善其焊接性能，如印刷板焊接镀层。

3)复合电镀

复合镀是将固体微粒子加入镀液中与金属或合金共沉积，形成一种金属基的表面复合材料的过程。镀层中，固体微粒均匀弥散地分布在基体中，故又称为分散镀或弥散镀。任何金属镀层都可以成为复合镀层的基体材料，但研究利应用得较多的有镍、钢、铁、铬、钴、锌、银、金、铅、镍—磷、镍—硼、镍—铁、铅—锡、铜—锡等。固体微粒主要有金属氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等无机化合物分散刘，尼龙、聚四氟乙烯、聚氯乙烯等有机分散剂，石墨以及不溶于镀液的金属粉末都可作分散剂。由于固体粒子的共沉积，赋予镀层一些特殊的功能，大大扩大了镀层的应用范围和效果。复合镀层可用电镀法和化学镀法获得。

复合镀层的性能由镀层金属的特性和粒子特性共同决定。将硬质粒子加入到镀层中，可大幅度地提高金属或合金镀层的耐磨性，得到耐磨镀层。镀层的硬度随粒子质量分数及粒子硬度升高而升高。在耐磨性复合镀层中加入的粒子大多选用金钢石、WC、SiC、Al2O3、TiC等粒子。这种高耐磨性复合镀层在中、高温条件下更显示其独特的耐磨性能，在航空、机械、汽车等工业中已被广泛应用，如为提高汽车发动机气缸内腔表面耐磨性而采用的Ni-SiC复合镀层。将剪切强度低、摩擦系数小的固体粒子加人到某些金属和合金中，可形成具有自润滑功能的减摩复合镀层。常用的分散剂有石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯(PTFE)、MoS2和六方氮化硼等。在宇航、真空和无油润滑的条件下，轴承、导轨等摩擦副是这类减摩复合镀层充分发挥其自润滑功能的地方，如为改善热压塑料模的自润滑特性易于脱模而采用的Ni-PTFE复合镀层。

电刷镀

电刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷，在被镀的阴极上移动，从而将镀液刷到工件(阴极)上的一种电镀方法。

电刷镀的基本原理是应用电化学沉积的原理，在能导电的零件表面的选定部位，快速沉积金属镀层。如图4-50所示，电刷镀不需要镀槽，而使用专门研制的系列刷镀溶液，带有不溶性阳极的镀笔，以及专用的直流电源。工作时，零件接电源的负极，不溶性仿形阳极接电源正极。阳极前端包裹棉花，用耐磨的涤棉套浸满镀液，与零件表面接触，并保持适当的压力，这样，当阳极与被镀零件以一定的相对运动速度移动时，在电场作用下，镀液中的金属离子定向迁移到零件表面，在表面获得电子被还原成金属原子在零件表面结晶形成镀层。镀层的厚度由电流密度的大小和镀覆时间的长短确定。

电刷镀广泛应用于以下几方面：

1)表面修复

在为了获得小面积、薄厚度的镀层时；在需要局部不解体现场修理时；在遇到大型、精密的零件不便于应用其他方法修理时；在机械磨损、腐蚀、加工等原因造成零件表面尺寸和零件形状与位置精度超差时，运用电刷镀修复常可达到令人十分满意的效果。但是，电刷镀技术不适宜用于大面积、大厚度修复零件。

2)表面强化

刷镀层的硬度一般可达45HRC以上，高于槽镀层，可以强化新产品表面，使其具有较高的表面硬度、耐磨性、减磨性等力学性能和较高的表面耐腐蚀、抗氧化，耐高温等物化性能。

3)表面改性

应用电刷镀技术，可以改善甚至改变零件材料的某些表面性能，如钎焊性、导电性、导磁性、热性能、光性能等，还可用于表面装饰。

化学镀

化学镀是一种不使用外电源，而是利用还原剂使溶液中的金属离子在基体表面还原沉积的化学处理方法。

与电镀相比，化学镀有如下的特点：①镀覆过程不需外电源驱动，设备简单；②均镀能力好，形状复杂，有内孔、内腔的镀件均可获得均匀的镀层；③镀层致密，孔隙率低；④适用的基体材料范围广，可在金属、非金属以及有机物上沉积镀层；⑤容易制取非晶态合金和某些持殊功能薄膜，如磁学、光学、电学等功能镀层。化学镀的主要缺点是镀液寿命短、稳定性差，镀覆速度较慢。

化学镀层一般具有良好的耐蚀性、耐磨性、钎焊性及其它特殊的电学或磁学等性能。不同成分的镀层，其性能变化很大，因此在电子、石油、化工、航空航天、核能、汽车、印刷、纺织、机械等工业中获得广泛的应用。

化学镀镀覆的金属和合金种类较多，其中应用最广的是化学镀镍和化学镀铜。

化学镀镍是化学镀中应用最为广泛的一种方法，所用还原剂主要为次磷酸盐，也有用硼氢化钠和二甲基胺硼烷等。用次磷酸盐作还原剂的化学镀镍溶液中镀得的镀层含有4％～12％的磷，是一种镍磷合金。以硼氢化物或胺基硼烷作还原剂得到的镀层为含硼0.2％～5％的镍硼合金。刚沉积出来的化学镀镍层是无定型的，呈非晶型薄片状结构。化学镀镍层比电镀的硬度高得多，而且更耐磨，电镀镍层的硬度仅为160～180HV，而化学镀镍层的硬度一般为300～800HV。用热处理方法可大大提高化学镀镍层的硬度，在400℃加热1h后，硬度的最高值约可达1000HV。

汽车工业上利用化学镀镍优良的耐磨、耐蚀、散热性能，用于发动机主轴、差动小齿轮、发电机散热器、制动器接头等零件，如：通常燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔扩大，因此喷油量增大，使汽车发动机的马力超出设计标准，加快发动机的损坏。用在喷油器上的化学镀镍层能有效地防止喷油器腐蚀磨损，提供了良好的抗燃油腐蚀和磨损性能，提高了可靠性和使用寿命。化学镀镍用于石油、化学化工行业的耐蚀零件，可代替不锈钢与部分昂贵的耐蚀合金，经济效益显著，如对于量大面广的钢铁制造的阀门零件球阀、闸阀、旋塞、止逆阀和蝶阀等等，经高磷化学镀镍12～25μm，可提高耐腐蚀性，寿命提高一倍以上。化学镀镍用于强化模具(尤其是形状复杂的模具)，可提高模具表面硬度、耐磨性、抗擦伤与抗咬合能力，脱模容易，寿命成倍延长。

此外，多元合金镀层如Ni-Cu-P、Ni-Mo-P等，具有更好的综合性能和特殊功能。在化学镀镍的基础上进一步添加固体润滑剂如石墨、聚四氟乙烯微粒得到自润滑复合镀层或添加第二相不溶性硬质微粒如碳化硅、三氧化二铝得到耐磨复合镀层将获得更高的耐磨性。

SEM全称是扫描电子显微镜。

一般常用微观形貌观测模式。电流大小是由电流密度和镀件面积决定的，电流密度是由各电镀工艺决定的。那么，知道了这几个条件怎样计算镀层厚度或者时间呢？首先要了解电化当量的概念，所谓电化当量，就是单位电流和单位时间内能够镀出的金属的质量（重量），电镀常用的电化当量单位是克/安培小时，不同的金属有不同的电化当量，可以查相关资料得到，也可以自己计算出来，计算方法是金属的克当量（就是金属的原子量除以它的价数）除以26.8。

比如，镍的原子量是58.69，价数是2，它的克当量就是58.69/2=29.35，它的电化当量就是29.35/26.8=1.095（克/安培小时）。怎样由电化当量计算镀层厚度呢？举个例子，比如镀镍，已知电化当量是1.095克/安培小时，假定给的电流密度是3A/平方分米，那么1平方分米面积，镀1小时，就是3安培小时，就会镀出1.095乘以3，等于3.225克镍，这么多的镍分布在1平方分米的面积上，镍的密度（比重）是8.9，不难算出镀层厚度是3.6丝，考虑到电流效率不是100%，镀镍电流效率一般为95%，修正后镀层厚度就是3.6乘以0.95=3.4丝。

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