0前言 化学镀Ni.P除了具有高耐磨性、耐蚀性、磁屏蔽性、高硬度、高导电性等优异性能外，还具有均镀能力和深镀能力好，可在非金属表面镀覆的特点。但相比之下，在沉积速度、镀液稳定性、成本、最大厚度等方面，镍磷合金电镀法具有化学镀法所无法比拟的优越性。镍磷合金镀层经热处理后，硬度已接近或超过了硬铬镀层，在一些场合完全可以取代铬镀层。所以，研究镍磷合金电镀工艺在目前具有非常重要的实际意义。 1试验 试验材料为45钢板，阳极为镍板，工艺流程为：除油一除锈一弱浸蚀一电镀镍磷合金一水洗一吹干。 盐雾试验在DF-27型多用腐蚀试验箱中恒温33～37℃，腐蚀液为3％的NaCI溶液，连续喷雾8h，停16 h为1周期。沉积速度的测定方法：取1块规格与试样相同的不锈钢试片，前处理与施镀工艺规范相同，施镀30 min后取出，洗净，吹干，用小刀将一定面积上的一块镀层刮下，烘干，称其重量，计算沉积速度，镍磷合金的密度取7.9 g／cm3。全浸泡试验条件分别为：2 mol／L HCI溶液，30℃；10％NaOH溶液，30℃，均浸泡24 h。结合力用锉刀试验和划格线试验测试；硬度用Hx-1000型显微硬度计测量；孔隙率用湿润滤纸贴置法测定。 溶液的配制称取所需量的硫酸镍、氯化镍、次亚磷酸钠加蒸馏水(水量约为所配镀液总体积的一半)溶解(可轻微加热促进其溶解，但温度不能过高)，再称取氟化钠和硼酸，用沸水溶解，混合两种溶液，搅拌均匀，然后将pH值调至3.1～4.5之间，并在此pH值下保持30 min以上，再将镀液pH值降到2.0～2.8之间即可进行试镀。 所有试片的电镀时间均为30 min。 2结果与讨论 2.1工艺及配方筛选 (1)配方1工艺条件：
电流密度1.O A／dm2时，试片结晶较粗、光亮性差、结合力好；电流密度1.5 A／dm2时，试片结晶粗大、光亮性差、气流痕严重、结合力好；电流密度3.0 A／dm2时，试片结晶粗大(边角上更严重)、光亮性改善、结合力变差、气流痕加重。 (2)配方2工艺条件：
阴极电流密度2 A／dm2时，试片结晶较细、光亮性差、呈灰白色、结合力好；电流密度4 A／dm2时，试片结晶细致、光亮性提高、有气流痕、结合力好；电流密度6 A／dm2时，试片边缘结晶粗大、光亮性好、边角结合力差、气流痕严重。 (3)配方3工艺条件：
电流密度2 A／dm2时，试片结晶细致、光亮性较好、结合力好；电流密度4 A／dm2时，试片结晶细致、光亮性较好、呈银白色、结合力好；电流密度6A／dm2时，试片结晶细致、光亮性较好、银白色、有轻微边角效应，但中间镀层结合力好。 3种镀液试片在盐雾试验为3周期时间后，其性能比较见表1。
从试片外观结果及性能比较数据可以看出，第3种配方的镀层综合性能均优于前两种。前两种镀液配方均为亚磷酸.镍盐体系，亚磷酸是磷的主要来源，该体系的特点是亚磷酸在较高pH值下溶解度甚低，为保证镀层中磷含量，只能在低pH值下进行电镀(pH值为0.5～1.0)，因而造成阴极大量析氢，镀层产生气流痕现象，且降低阴极电流效率，使阴、阳极电流效率不平衡，从而使镀液中Ni2+增加，导致Ni2+含量过高，磷含量降低，影响镀层的沉积，使镀层的光亮性下降，甚至有镀不上的现象。而第3种电镀液的磷主要来自于次亚磷酸钠，其pH值为2.0～2.8，较亚磷酸体系的pH值高，可以避免以上缺点。配方中氟化钠可以促进硼酸的缓冲效果，提高阴极极限电流密度，因为氟离子与硼酸根作用形成氟硼酸根，但含量过高时会使镀层变脆。 2.2次亚磷酸钠含量的影响 改变镀液中次亚磷酸钠的含量，电流密度4A／dm2，时间30 min，其成分及工艺条件见第3种配方，每组镀液做3次，结果取平均值，结果见表2。
分析结果表明，随着镀液中次亚磷酸钠的增加，镀层中含磷量相应增加，镀层从晶态慢慢转变为非晶态。晶态时，随着含磷量增加而硬度增大；非晶态时，随着含磷量增加而硬度减小.对于耐蚀性来说，非晶态时原子排列是无序的，没有晶粒间隙和位错等品格缺陷，也不存在成分的偏析现象。所以，镀层的耐蚀性随着次亚磷酸钠的增多而增强。 2.3电流密度对硬度的影响(见表3)
分析表明，电流密度从3 A／dm2增大到5A／dm2时，硬度提高，但电流密度继续升高硬度降低。结合镀层外观(见表1)可知，电流密度的较佳值范围为2～5 A／dm2。 2．4配方3的镀层性能 次亚磷酸钠50 g／L，电流密度5 A／dm2，其他成分及工艺条件见第3种配方，所获镀层结晶细致、均匀、光滑、呈银白色；用方形粗锉刀锉镀层，在放大镜下观察无脱落、起皮现象，用刀划格线试验，镀层同样不起皮，说明结合力好；中性盐雾试验能5周期不出锈点；硬度为551 HV的Ni—P试片，400℃热处理1 h后，镀层硬度可达916 HV，接近硬铬镀层；用沉淀滴定分析法测得镀层中磷的含量为12．1％，与化学镀Ni—P相比，两者的硬度以及镀层中的磷含量基本接近，而且电沉积Ni—P合金镀层的耐蚀性与化学镀Ni—P合金耐蚀性在镀层中磷的质量分数相同的情况下差别不大。在导电基体上(如形状比较简单，并要求镀厚Ni—P的工件)，完全可以用电镀Ni—P代替化学镀Ni—P。 3 结 论 (1)次亚磷酸盐型镀液较亚磷酸型镀液的Ni—P电镀层有更好的光亮度、更快的镀速及更高的镀层硬度。 (2)电沉积Ni—P合金镀层的耐蚀性随镀液中配方范围内的次亚磷酸钠含量的增加而增强。 (3)电镀Ni—P的硬度可达550 HV，含磷量可达12％，沉积速度54µm／h。因此，在导电基体上，对形状比较简单、要求镀厚Ni—P的工件，可用具有沉积速度快、镀液温度低、稳定性高、成本低特性的电镀Ni—P来取代化学镀Ni—P。 |
