黑鎳鍍層呈黑色，具有很強(qiáng)的消光能力，常應(yīng)用于光學(xué)儀器和攝影設(shè)備等某些有特殊要求的行業(yè)，黑鎳鍍層對(duì)太陽(yáng)能有著較高的吸收率，可用于太陽(yáng)能集熱板。近來(lái)，在國(guó)內(nèi)的裝飾應(yīng)用方面呈上升趨勢(shì)，尤其在鐘表、燈具、皮革飾件等方面廣泛流行。黑鎳鍍層比較硬，耐磨性及耐蝕性較差，而且直接在鋼鐵件上鍍黑鎳，鍍層與基體的結(jié)合力差，經(jīng)拋光后顏色會(huì)變淺。一般是在光亮鍍鎳層上閃鍍一層較薄的黑鎳層(只有2?左右)，再進(jìn)行鍍后涂漆或浸油處理，從而獲得典雅、別具一格的槍黑色鎳光亮鍍層。

黑鎳鍍層可由Ni—Zn合金鍍液，Ni—Sn合金鍍液獲得。在Ni—Zn黑鎳鍍層中，含有較高的非金屬相，如鎳的硫化物，鋅的硫化物和有機(jī)物等的混合物，硫化物的形成，是由于硫氰酸根在陰極上還原游離出硫離子，現(xiàn)鍍液中鎳離子、鋅離子形成，在陰極上與鎳共沉積，至于黑色是鍍層中存在黑色硫化鎳所致，或者鍍層結(jié)構(gòu)本身所呈現(xiàn)的顏色。 從黒鎳鍍液中鍍得的黑鎳鍍層，含鎳40——60%、鋅20——30%、硫10——15%、有機(jī)物10%

左右。硫氰酸鹽的分解產(chǎn)物則是鍍層中有機(jī)物的主要來(lái)源。

淺談黑鎳電鍍

[摘 要]:介紹Zn-Ni黑鎳電鍍的工藝配方、流程及操作注意事項(xiàng)等。給出了單鎳電鍍黑鎳新工藝。

[關(guān)鍵詞]:黑鎳 Zn-Ni合金

1、前言

在儀器、儀表、光學(xué)和電子工業(yè)中，有相當(dāng)數(shù)量的零件要求黑化，消除反光和改變熱性能，而黑鎳電鍍則可滿足工藝要求。黑鎳工藝應(yīng)用較多的是Zn-Ni合金。目前，黑鎳更多地應(yīng)用于高檔五金件的仿古電鍍。本文參見了國(guó)內(nèi)最新研究資料，詳述了Zn-Ni合金電鍍黑鎳的工藝配方，操作規(guī)程及注意事項(xiàng)等。介紹了最新的單鹽電鍍黑鎳新工藝。

2、典型工藝配方

配方一:

硫酸鎳 100 g/L

硫酸鋅 50 g/L

硫氰酸銨 55 g/L

硼酸 30g/L

硫酸鎳銨 50g/L

三乙醇胺 1ml/L

pH值 4.5~5.5

溫度 35~40。C

DK 0.4~0.6A/dm2 配方二:

硫酸鎳 110~120 g/L 硫酸鋅 25~40 g/L 硫酸鈉 40~50 g/L 硫氰酸銨 20~25 g/L

硼酸 25~35 g/L 溫度 25~30。C

DK 0.1~0.5A/dm2 配方三:

硫酸鎳 90~120 g/L 硫酸鋅 40~60 g/L 硫酸銨 20~30 g/L 硫氰酸銨 25~35 g/L

硼酸 25~35 g/L pH值 5~6

溫度 30~35。C

3、溶液成分及參數(shù)的作用及影響

3.1硫氰酸鹽，是提供黑鎳鍍液中硫和有機(jī)質(zhì)的重要原料，當(dāng)

溶液中硫氰酸鹽含量不足時(shí)，鍍出黑鎳層呈灰色且粗糙，結(jié)合力降

低。

3.2硫酸鎳、主鹽、與硫氰酸根離子中的S反應(yīng)生成黑色的Nis，

在黑鎳中，含Ni約40%~60%。

3.3硫酸鋅、主鹽、黑鎳中含鋅約20%~35%，由于Zn、Ni與S

的參與，鍍出的鎳呈黑色，所以溶液中各組分的比例甚為嚴(yán)格，當(dāng)

各組分比例失調(diào)時(shí)，鍍出的黑鎳層即會(huì)失去真黑，如鋅與鎳的比值過(guò)小時(shí)，鍍層呈淺黃色，出現(xiàn)條紋，鍍層結(jié)合力降低，鋅與鎳比值過(guò)大時(shí)，鍍層呈灰色，為保持比值穩(wěn)定，應(yīng)采用不溶性陽(yáng)極。

3.4硫酸鹽、導(dǎo)電鹽、提高鍍液導(dǎo)電性，可用硫酸鈉，或硫酸銨等。

3.5硼酸、緩沖劑，保持鍍液pH值穩(wěn)定。

3.6溫度、黑鎳電鍍最適宜的溫度范圍為20~30。C，溫度過(guò)高鍍層呈淺黃色至棕色，深鍍能力降低。

3.7PH值 PH值一般在5~6左右，PH值過(guò)高，含有氫氧化物沉淀生成，使鋅離子和鎳離子的有效濃度降低，導(dǎo)致鍍層脫落。PH值過(guò)低，鍍層發(fā)脆，結(jié)合力差，難以獲得純正的黑色鍍層，PH值過(guò)低時(shí)，可用碳酸鋅或碳酸鎳調(diào)整。

4 操作注意事項(xiàng)

4(1帶電入槽，一般中途不能斷電

4(2掛具應(yīng)退去鍍層再用，以免接觸不良，得不到黑色鍍層，而是彩色鍍層。

4(3采用陰極移動(dòng)可驅(qū)除鍍層表面氫氣泡，以防止鍍層出現(xiàn)針孔。

4(4為防止工件中途斷電，鍍黑鎳件不宜采取掛具，可采取彈夾方式，也可采取緊扎方式吊鍍。

5 黑鎳鍍后處理

5(1鈍化

鉻酐 (CrO3) 2.5g/L

PH值 1.5~5

溫度 10~30。C

時(shí)間 10~20S

5(2 噴漆

為提高黑鎳層的黑度，提高抗蝕性，鈍化后應(yīng)涂覆一層保護(hù)涂料，所用保護(hù)涂料須具備:透明無(wú)色，與金屬表面結(jié)合力好，硬度高，耐磨及抗腐蝕性能優(yōu)良，常用有丙烯酸清漆，聚氨酯漬漆及陰極電泳漆等。

6、黑鎳在仿古銅工藝中應(yīng)用

電鍍黑鎳常用于高檔裝飾五金的仿古銅電鍍(仿青古銅、紅古銅)，其典型電鍍工藝如下:

6.1鋅基合金壓鑄件

拋光?三氯乙烯除脂?上掛?化學(xué)除油?水洗 超聲波清洗?水洗?電解除油?酸洗?水洗?預(yù)鍍堿銅?回收?水洗?H2SO4活化?水洗?焦磷酸鹽鍍銅?回收?水洗?H2SO4活化?水洗?酸性光亮鍍銅?回收?水洗

a、鍍黑鎳?水洗?鈍化?水洗?干燥?拉絲?噴漆(紅古銅)

b、仿金?回收?水洗?黑鎳?水洗?鈍化?水洗 ?干燥?拉絲?噴漆?干燥(青古銅)

6.2鋼鐵件(銅件)

拋光?超聲波清洗?上掛?化學(xué)除油?陰極電解除油?陽(yáng)極電解除油?水洗?酸洗?水洗?預(yù)鍍堿銅 回收?水洗?H2SO4活化?水洗(紅古銅、青古銅與鋅基合金件相同)

7、單鹽電鍍黑鎳新工藝

傳統(tǒng)的黑鎳工藝存在的主要問(wèn)題是鍍液穩(wěn)定性差，色度不均勻，不易控制，中原電鍍技術(shù)實(shí)業(yè)公司與有關(guān)科研部門合作，開發(fā)了新型單鹽黑鎳新工藝，該工藝優(yōu)點(diǎn)是:鍍液穩(wěn)定性好，且金屬含量低，鍍層色澤均勻，易控制，提高了生產(chǎn)效率。

工藝規(guī)范:

硫酸鎳 20 g/L

硫酸鈉 30 g/L

硫氰酸鉀 10 g/L

硼酸 30 g/L

有機(jī)胺1號(hào) 8~10 ml/L

有機(jī)胺2號(hào) 1~1.5 ml/L

DK 0.2~0.6 A/dm2

溫度 35~40。C

時(shí)間 0.5~5分鐘

電 鍍 黑 鎳

從黑鎳鍍渡中鍍得的黑鎳鍍層，大致上含鎳40%,60%、鋅20%,30%、硫10%,15%、有機(jī)物10%左右。在電鍍過(guò)程中，硫氰酸離子中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)榱螂x子，并與鎳生成黑色的硫化鎳。硫氰酸鹽的分解產(chǎn)物則是鍍層中有機(jī)物的主要來(lái)源。

黑鎳鍍層具有很好的消光性能，常用于光學(xué)儀器和攝影設(shè)備零部件。黑鎳鍍層對(duì)太陽(yáng)的輻射

有著較高的吸收率，可用于太陽(yáng)能集熱板。80年代以后，以裝飾為目的黑鎳層和轉(zhuǎn)化層，使黑鎳層的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，黑鎳層的耐磨性和耐腐蝕性能較差，而且直接在鋼鐵件上鍍黑鎳，鍍層與基體的結(jié)合能力較差。因此在正常生產(chǎn)過(guò)程中，一般都是先鍍亮鎳或暗鎳然后再鍍黑鎳或者用鍍鋅層或鍍銅層做中間層。黑鎳鍍層很薄，若底層光亮，能獲得帶光澤的黑色鍍層，若底色為無(wú)光澤表面，則黑鎳為無(wú)光澤的暗黑色。為了增加其耐磨性和耐腐蝕性能，一般在鍍黑鎳之后可進(jìn)行浸油或涂漆處理。

電鍍黑鎳的工藝規(guī)范，列于表1-1和表1-2。

工藝規(guī)范 含量[g.L¯¹]&配方1 含量[g.L¯¹]&配方1 硫酸鎳 ,NiSO?.7H?O, 70,100 100,120

硫酸鋅,ZnSO?.7 H?O, 40,50 22,25

硫氰酸銨,NH?SCN, 25,35

硫氰酸鉀,KSCN, 30,35

硼酸,H?BO?, 25,35 20,30

硫酸鎳銨,NiSO?.(NH)?SO?.6H?O, 40,60 硫酸鈉,Na?SO?, 20,25

PH值 4.5,5.5 5.8,6.2

溫度/? 30,36 18,30

陰極電流密度/A.dm¯² 0.1,0.4 0.1,0.15

表1-2滾鍍黑鎳工藝規(guī)范

工藝規(guī)范 含量[g.L¯¹]

氯化鎳,NiCI?.6H?O, 67.5

氯化銨,NH?CI, 67.5

氯化鈉,NaCI, 22.5

氯化鋅,ZnCI?.7H?O, 11.25

酒石酸鉀鈉,NaKC?H?O?.4H?O, 11.25

溫度/? 24,30

PH值 6.0,6.3   

配制鍍液:

將藥品溶解后混勻，澄清，過(guò)濾，分析和校正，試鍍合格后即可生產(chǎn)。 鍍黑鎳時(shí)應(yīng)注意:

1) 要接通電源后入槽，中途不能斷電

2) 掛具一般使用2,3頭次后應(yīng)退去鍍層再用，以免接觸不良 3) 鑄鋼件及某些底層金屬應(yīng)先鍍銅，再鍍鋅，最后再鍍黑鎳，這樣效果較好。

常見故障及糾正方法如表1-3

故障現(xiàn)象 不生原因及糾正方法

鍍層起皮脫落 1)表面油污沒有除盡

2)鋅含量過(guò)高

3)PH值過(guò)高