过渡层溶液

第二节　过渡层溶液

为了提高基体金属和镀层间的结合强度和防扩散，基体金属经电净、活化处理后一般不直接镀欲镀金属，而是先镀一薄层过渡层或叫打底层。根据欲镀金属种类的不同和基体金属性质的不同，通常选用不同的过镀层。但镉和锌等耐腐蚀的镀层一般不需过渡层。

过渡层的用途归纳起来有如下几个方面。

(1)提高基体与镀层的结合强度。

(2)防止长期工作后对基体产生腐蚀，包括电化学和化学腐蚀。

(3)防止某些镀层金属与基体金属相互扩散。

(4)作为导电镀层。

(5)作为防渗碳、防氮化镀层。

(6)改善钎焊性能。

(7)高强度钢的防渗氢。

下面是一些常用过渡层的举例。

(1)在不锈钢、合金钢、镍、铬及其合金上，镀上一层特殊的镍，使结合强度达到最大值。

(2)在低、中、高碳钢上镀一层特殊镍或钴，以提高与基体的结合强度。

(3)铸铁、铸钢上电刷镀任何一种酸性镀液之前，总要预镀一层中性或弱碱性镍，否则，酸可能会滞留在基体的气孔中，从而引起腐蚀。

(4)对白色金属，如钎焊合金、锌、镉等，在使用碱性溶液之前，必须先用某种碱性或中性电解液进行预镀，否则，溶液中的碱会侵蚀母体。

(5)用酸性铜在钢、铁基材上电刷镀时，需要先镀碱铜或特殊镍，以防止产生疏松的置换层。

(6)电刷镀银之前先镀一层金、钯，其作用是防止结合不良。

(7)在钢及其合金上电刷镀金前，最好先预镀一层镍或铑，这并不是为了得到良好的结合强度，而是为了防止金属间的扩散，从而延长镀层的使用寿命。

(8)在铜和铜合金上镀铑时，最好先镀一层镍或金，可以防止高酸性铑溶液侵蚀铜，进而沉积出暗色脆性的铑合金。

(9)在铝表面上镀一层碱铜，在不锈钢表面镀上一层特殊镍，以改善钎焊性能。

(10)在铝、钛和高合金钢表面镀一层特殊镍，以达到槽镀难以达到的结合力。

一、特殊镍溶液

基体金属如果是钢、合金钢、铜、铝、铬、镍、不锈钢等，则需用特殊镍(或叫专用镍)作过渡层。特殊镍的镀层结晶细密、孔隙率小，过渡层厚度一般为0.001～0.005mm。特殊镍沉积速度慢，但由于镀层表面状态好，硬度较高(HV570左右)，有时也可用于快速镍镀层表面装饰或硬化层，起耐磨和防腐蚀层作用。这时，表14－12中的配方5较合适。

表14－12　镀液的组成及操作规范

续表

为获得过渡层和基体金属的良好结合力，基体金属经酸性活化液活化后，可不经水冲洗，先不通电，用镀笔蘸取特殊镍溶液在基体上擦拭几秒钟，然后施镀。在难镀金属上施镀时，先以高电压(18V)闪镀，立即再降回正常电压(10～14V)施镀。镀液的组成及操作规范见表14－12。

1．溶液的配制方法

将计量的硫酸镍、氯化镍、柠檬酸、乙酸镍等，加热溶解于蒸馏水中，再倒入盐酸、有机酸、浓硫酸等，搅拌均匀加水至刻度即可。如有用硼酸的配方，最好将硼酸单独溶解，再与其他溶液趁热混合。

2．溶液中各组分的作用

硫酸镍、乙酸镍等是主盐，是镍沉积层金属离子的来源，柠檬酸是镍离子的配合剂，有机酸和硼酸主要起缓冲盐的作用。乙酸镍体系不必加缓冲盐。

二、碱铜溶液

1．镀液的组成和操作规范(表14－13)

表14－13　碱铜镀液的组成和操作规范

2．镀液的配制方法

(1)将计量的硫酸铜加适量水加热溶解。

(2)将配合剂用适量蒸馏水稀释冷却后倒入(1)中。

(3)将计量的氨三乙酸加水加热搅拌，并加20%氢氧化钠调pH值至7.5左右，使其溶解，倒入(1)+(2)中。

(4)将相应重量的其他盐溶解后倒入上述体系中。

(5)加适量蒸馏水稀释至一定体积。

3．镀液中各组分的作用

硫酸铜是主盐，是铜离子的主要配合剂，它和铜离子形成稳定的配合物。配合物比一般的配合物要稳定，使阴阳极放电的超电压增大，同时，氨三乙酸和柠檬酸也是铜离子的配合剂，和铜离子形成多元配合物，其结果使铜离子的析出电位显著地负移，防止置换反应发生，电极还原反应的速度变慢。硫酸钠是导电盐。硝酸根具有提高工作电流密度上限的作用，减少镀层针孔。铵离子能改善镀层外观，但若铵离子浓度过高，镀层颜色深红，并有脆性。

三、低氢脆镉溶液

1．溶液的组成和操作规范(表14－14)

表14－14　溶液的组成和操作规范

2．溶液的配制方法

(1)将计量的氧化镉加1/3溶液体积的蒸馏水。

(2)将(1)在通风橱中不断搅拌，慢慢加入甲基磺酸，加热至完全溶解。

(3)将(2)在搅拌下慢慢滴加乙二胺，再慢慢加入甲酸，加热半小时。

(4)加入草酸铵和添加剂。

(5)加蒸馏水稀释到一定体积。

应该注意的是:

(1)镉离子和镉蒸气有剧毒，对人和动物健康危害极大，所以，配制时切莫让镉盐粉尘吸入口中或沾到手上，配制时一定要在通风橱中进行。

(2)用镉溶液进行电刷镀时，最好戴胶皮手套，镉溶液不要碰到手上。

3．溶液中各组分的作用

氧化镉是主盐，有机胺是主要配合剂，甲基磺酸也和镉离子形成配合离子，虽然甲基磺酸是弱配合剂，但它能增加镉离子的溶解度，使溶液稳定。添加剂10起使镀层光亮细致的作用，但也使镉镀层增加脆性，因此不能多加。