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超硬材料表面镀覆 一.化学镀 电镀是工业上最常用的表面镀方法，但电镀的基体必须是导电材料。因此电镀前必须首先利用化学镀在超硬材料上镀一薄层导电的金属。 化学镀是指借助于合适的还原剂使溶液中的金属离子被还原为金属，并沉积在基体表面上的一种镀覆金属。 化学镀与电镀比有如下特点： （1）可以在各种材料上镀覆。 （2）无论基体几何形状如何复杂，都可获得厚度均匀的镀层。 （3）化学镀层具有较高的硬度，显示出较大的脆性。 （4）化学镀溶液稳定性差，维护、调整和再生比较麻烦。 1.金刚石化学镀前处理方法 （1）净化处理。用碱溶液化学除油使表面清洁。 （2）粗糙化处理。化学镀层与非金属基体之间 是靠分子间力结合的。这种结合力较弱，想获得足够的结合力，需要部分地依靠机械联结，因此需要使基体表面粗糙化。对于超硬材料，唯一可行的是化学粗糙化，即用硝酸盐在熔融状态处理，使其表面因受到轻微腐蚀而变得粗糙。 （3）亲水化处理。超硬材料是疏水的，因此必须采用酸液处理，使表面变成亲水的。 可采用1：1盐酸，煮沸10-20min。 （4）敏化处理。 敏化就是使非金属表面形成一层具有还原作用的还原液体膜。这种具有还原作用的处理液就是敏化剂。 好的敏化效果要求具有还原作用的离子在一定条件下能较长时间保持其还原能力，并且能控制其还原反应的速度，要点是敏化所要还原出来的不是连续的镀层，而只是活化点。 目前，对于非金属化学镀镍用得最多的是Pd（钯）活化工艺。当吸附有Sn（锡）的非金属表面接触到Pd活化液时，Pd会被Sn还原而沉积到非金属表面形成活化中心，从而顺利进行化学镀。 工序 目的 方法 工艺条件 备注 净化 脱脂 碱性化学液 热煮 有机溶液 浸泡 粗化 表面粗糙化 熔融苛性碱类或硝酸钠、钾 400℃ 1～2h 慎用 亲水化 亲水除污 硫酸、硝酸、磷酸混合液 加热 10～30min 敏化 吸附敏化剂为活化准备 SnCl2·2H2O 10～20g·L－1 HCl 40ml·L－1 锡粒少量 室温搅拌1～5min 氯化亚锡先用盐酸溶解 活化 形成催化活性中心： Sn2++Pd2+→Sn4++Pd↓ PdCl2 0.1～0.25g·L－1 HCl 2.5～5ml·L－1 室温3min或煮沸1min 还原 防止污染化学镀液 甲醛（37％） 100ml·L－1 室温＜1min 镀铜用 次磷酸钠 30g·L－1 镀镍用 化学镀及电镀前的表面预处理 重新画 4.化学镀铜工艺规范 镀液成分及工作条件 1 2 3 4 硫酸铜（CuSO4·5H2O） 甲醛（HCHO，37％）ml·L－1 氯化镍（NiCl2·6H2O） 14 20 4 3.5 13.2 1 10 20～40 10 40 酒石酸钾钠（NaKC4H4O6·4H2O） 氢氧化钠（NaOH） 碳酸钠（Na2CO3） 30～50 6～9 4 34.5 6.8 3.2 40 10 10 35 10 20 pH值 温度（℃） 搅拌或滚镀 12 室温 需要 12 室温 需要 12～13 室温 需要 12.5 25 需要 化学镀铜工艺规范（含量/g·L－1） 5.化学镀镍工艺规范 镀液成分及工艺条件 1 2 3 4 5 氯化镍（NiCl2·6H2O） 20～28 40～50 37 硫酸镍（NiSO4·7H2O） 20～25 30 次磷酸钠NaH2PO2·H2O 20～25 30～60 15～20 10 34 琥珀酸钠Na2C4H4O4·6H2O 20～25 27 柠檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O 60～90 10 100 醋酸钠CH3COONa·3H2O 10 羟基乙酸CH2OHCOOH 10～30 氯化铵NH4Cl 50 pH值 4.5～5.6 5～6 4.1～4.4 10 4.5～5.5 温度（℃） 90～95 60～65 85～90 25～45 95 搅拌或滚镀 需要 需要 需要 需要 化学镀镍工艺规范（含量/g·L－1） 二.电镀 化学镀溶液不稳定，使用寿命短，化学镀镀层薄，厚的镀层会发生脆裂和脱落现象。因此，常采用电镀的方法在化学镀基底上继续加厚。 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。 金属电沉积是指在直流电的作用下．电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成有定性能的金属镀层的过程。 装置：三要素，外电路，电镀溶液，阴阳极。 常用的电镀装置 电镀装置中镀瓶工作原理 电镀液 超硬材料颗粒 国产JX41-Ⅱ型电镀装置原理图 电镀Cu 镀液成分及工艺条件 1 2 3 4 焦磷酸铜（Cu2P2O7·3H2O） 60～70 70～100 70～90 硫酸铜（CuSO4·5H2O） 37～43 焦磷酸钾（K