化学镀镍工艺设备的设计与选用.doc

化学镀镍工艺设备的设计与选用 李宣震 王泸万 (长沙华成镀业有限公司长沙华成液相换热研究所410014) 摘要一一本文概述了硫酸镍一次磷酸钠型化学镀镍液的工艺特点，对配套设备(镀槽、加 热、过滤、纯水、搅拌、滚镀、分析试验等)的技术要求、设计与选用。 关键词 一盾己套M艺设备、十 耐温耐蚀 局部过热 过热分解 o ＼ 1前言 化学镀镍系自催化的化学沉积过科，具有镀液纯净度高、工作温度高、组分过热分解、遇杂 质分解、有镍粉产生等1一艺特点，对其工艺设备的要求严格，须合理设计、正确选用。 2化学镀镍槽 2．1化学镀镍对施镀槽的技术要求 2．1．1槽体材料耐化学镀镍液、耐1：1硝酸溶液浸泡： 2．2．2槽体材料耐95℃高温不软化变形； 2．2．3槽体材料不分解释出有害于镀液、镀层的物质； 2．2．4镀槽溶液量要满足．I：艺装载量的要求； 2．2．5镀槽有足够的强度，高温作业F，长期使_【；fj不变形； 2 2．6施镀槽一般按双槽配置，一槽生产，另一槽处理备用。 2．2纯聚丙烯槽(PP) 2．2．1采用不添加任何改性填料的高纯聚丙烯(密度O．9---0．919／em3)，材质量半透明白色 或浅驼灰色，表面平绉光滑，经实践应用证明，取材容易，制作jI：艺成熟，是目前 最适州、经济的槽体材料，已迅速取代传统的搪瓷槽和不锈钢槽； 2．2．2根据镀槽尺寸，在保证强度前提F，选用不同厚度(6=3～30mm)的国产或进口板 材制作 2．2．3为防槽体盛液受压变形，槽体的刚度加周很重要，特别是长槽和深槽。加固材料可 J=I=|本体材料、钢板、角钢、槽钢或工字钢： 2．2．4为稳定化学镀镍液的二[：艺温度，即使塑材导热性差，槽体仍应有保温层，特别是在 冬季，镀液温度与车间环境温度差可达到70．80度，热损耗严重，北方冷季长，更 甚于南方。 2．2．5为减少溶液蒸发和稳定．1：艺温度，防止灰尘、蚊蝇等落入槽中，镀槽加盖非常必要， 镀液在85—95℃高温条件下，水份的蒸发量很大，随之带走的热量亦大，减少热能 消耗和纯水耗量对降低‘l：艺成本至关重要。槽盖的结构要求轻便不变形，有利于 气水同流入槽。 2．3不锈钢槽 2．3．1聚丙烯槽出现之前，不锈钢槽应用广泛 一般采用316L不锈钢，制作工艺成熟 强度好，但价格较贵，维护措施烦杂。 2．3．2活化的不锈钢表面可以沉积化学镀镍层 网此不锈钢槽盛液生产前，须用50Vo硝酸 —_94一  溶液进行钝化处理，为防镍的沉积和去除已沉积的镍粒，需要定期重复处理。 2．3．3施镀过程中，对不锈钢槽体需要采用阳极电流(1mA／dm2)保护。 2．4氯化聚氯乙烯槽(CPVC) 氯化聚氯乙烯耐热、耐蚀性能好，强度高，是较PP更理想的化学镀槽体材料，近年从 国外引进生产，因价格昂贵，取材不易，近期难于推广普及。 2．5 il件本身盛液作镀槽 对于大型的笨重工件，要求内腔化学镀镍时，可将其工件内腔盛液进行施镀，相应解 决好工件预热、溶液加温、循环、过滤、排液、清洗等具体问题。 2．6化学镀镍槽的结构设计还需全面协调溶液循环过滤、溶液搅拌、加热管敷设、液温 监测等配套设备的布置以及槽底的排液、清洗等问题。 3加热设备 3．1化学镀镍对加热设备的技术要求 3．1．1加热器的材质，必须耐化学镀镍液，耐l：1的硝酸溶液； 3．1．2镀镍过程液温的变化对镀层质量和沉积速度影响显著，要求液温稳定、加热均匀 3．1．3严防溶液局部过热，以免液中某些组分过热分解，危及溶液寿命及镀层质量； 3．1．4镀镍过程要严格控制工艺温度范围，须配置有效的液温自控系统。 3．2聚四氟乙烯(PTFE)加热器 聚四氟乙烯加热器系指采用聚四氟乙烯薄壁管材制作的管束式蒸汽加热器和套管式电 加热器(或称特氟隆加热器)，经生产实践应用，已公认为化学镀镍液中最实用的加热设备。 3．2．1聚四氟乙烯俗称塑料王，具有优异的化学稳定性、电绝缘性、表面不粘性、抗老化 性，耐温．150℃～250℃，因而赋予该类加热器独到的使用性能，能全面满足化学镀镍 液的工艺技术要求．且使用寿命长。 3．2．2管束式蒸汽加热器 ·加热管柬采用中4(6=0．4mm)毛细管61,--217根，盘绕成u型或w型，定位于 高纯度PP板制作的框架上形成一体，并配以挂板、可旋转安装板及蒸汽进出接头而 构成。 ·管束换热表面积大，单位表面热负荷相应减小，有利于降低加热管与溶液界面温 度，有效防止溶液局部过热。 ·化学镀镍的加热，供汽压力可采用0．1．-4)．2Mpa，(蒸汽温度110C～120℃)，有利于 防止溶液局部过热和节能，由于管束换热效率高，并不影响加热速度。 3．2．3套管式电加热器 ·套管式电加热器是在金属加热管外再套以特制成型的特氟隆管(6=0．6加．8 mm)， 并使之紧密粘合，