化学镀在石油、石化、国防、精密仪器等行业已 广泛应用，化工与石化尤其在换热器、泵叶轮、轴、阀、转子、喷嘴、容器与管道等设备与部件用于防腐、防磨损等。化学镀是在没有外电流的作用下利用溶 液中的还原剂将金属离子还原为金属并沉积在基体 表面上形成金属镀层的过程，其中化学镀 Ni—P 合金是工程上最普遍应用的，由于化学镀 Ni—P 是一个化学还原过程，对基体金属表面进行预处理对于 获得合格的镀层质量至关重要。

　　一、化学镀前清理的重要性

　　1、化学镀层的防腐蚀与防磨损等性能的好坏与镀前处理质量优劣密切相关，正确细致的清洗处理， 除油防锈，以获得完整的附着力良好的，又避免多 孔、粗糙的镀层表面，以满足使用需要。

　　1、 由于化学镀是靠异相表面自催化反应起动， 所以通过清洗处理应尽可能获得均匀一致的基本无 缺陷的清洁表面，以便快速形核与沉积。

　　2、 为了延长镀液的使用寿命，通过严格的彻底的预表面清洗处理，可杜绝待镀表面上一些有机与无机污染带入镀液。

　　镀前必须除去的污染物包括 润滑油、防锈油、抛光剂、氧化膜、焊渣、助焊剂、油漆、铁锈、碳笔标 记。黏性沉积物及其他污物等。

　　总之，良好的表面预处理能确保镀层质量，防止镀层不均匀、粗糙与针孔、结合力不良、镀层剥落与外观晦暗等缺陷。

　　工件在酸溶液中进行阴极或阳极处理去锈层。阳极处理是通过电化学溶解并产生氧气的剥离作用而除锈。阴极处理是通过电化学溶解产生氢气的剥离作用而除锈。

　　1) 黏有盐垢，不仅降低化学镀层的耐蚀等性能，而且影响外观。干燥目的是防止工件表面形成腐蚀电池，保证耐蚀性。

　　1 化学镀前清洗处理实例

　　3. 1 碳钢换热器化学镀前清洗处理

　　目的是通过化学镀 Ni—P 合金提高碳钢换热器在 100 ～ 300 ℃ 含 H2 S 油气及其他介质中的耐腐蚀性与抗冲蚀性。

　　3. 1. 1 换热器镀管程

　　采用循环清洗与循环流镀方法。

　　1) 准备工作。检查待镀换热器制作合格证，并 通过气密试验应合格，仔细清理管口焊渣、飞溅物， 打磨管口内表面 50 mm 深，露出金属本色。安装合适的临时封头。接好临时循环管线，包括出入口管 线、顶部排气管及氮气管线。并将管束斜靠在架子 上，以使换热器底部不产生涡流，顶部无死角区，使 碱液、酸液、镀液与钝化液能均匀地全部浸润在需镀 表面上。

　　2) 碱洗。碱洗液组成为: 氢氧化钠( 50 ～ 70) g / L， 磷酸三钠 30 g / L，碳酸钠 20 g / L，硅酸钠 10 g / L，表面活性剂 0. 1 g / L。

　　配制方法: 槽内放入清水至所需量，然后将上述化工料依次加入，并用空气不断搅拌至溶解，泵打循环，并且不断加热，使温度 < 85 ℃ ，正反循环约 2 h 后，用氮气退出碱液。

　　1) 水洗。先用热清水循环 10 min，主出口pH = 7，再用冷清水循环 10 min，测 pH = 7，确认水洗结束，用氮气退清水。

　　2) 酸洗。酸洗液组成为: 15% ～ 20% HCl，Lan

　　- 826 0. 3% ，

　　配制方法: 清水加至所需量，然后加浓盐酸，再均匀加入缓蚀剂，酸洗温度常温，快速进酸，循环约 ( 10 ～ 20) min 后快速用氮气退酸。当然酸洗时间按工件锈垢情况而定。

　　3) 水洗。先清水循环清洗，拆临时封头后再用高压水射流冲洗换热器两侧管板每根管内及需镀表面。检查工件表面无锈斑，呈灰白色的金属本色。

　　4) 活化。先装临时封头，再用泵打酸循环活化。活化液组成为: 7% ～ 10% HCl，Lan - 826 0. 3% 。

　　配制方法同酸洗，活化时间 1 至数分钟，活化温度常温，活化后快速用氮气压出酸液。

　　5) 水洗。立即用泵打清水循环冲洗，至 pH = 7，

　　用氮气压出清水。

　　6) 化学镀。采用正反循环流镀，镀液一般由镍盐( 硫酸镍) 、还原剂( 次亚磷酸钠) 、络合剂、缓冲剂、促进剂等组成。可购商品 Ni—P 化学镀浓缩液，按规定施镀。化学镀控制指标为: 镍离子( 4. 5 ～ 5) g / L，温度( 85 ～ 90) ℃ ，pH 4 ～ 4. 5 ，镀速( 7 ～ 10) μm / h。镀后快速用氮气压出镀液。其他不再赘述。

　　3. 1. 2 换热器镀壳程

　　采用槽洗与槽镀方法。

　　1) 准备工作。试压合格，用临时封头将管程封死。手工机械清理隔板、支承板焊渣与油漆。准备合适的碱洗槽、酸洗槽、活化槽、钝化槽、清水槽、热水槽与化镀槽，以及行车、吊装用的专用链条( 不得用钢丝绳) 及高压水射流设备等。

　　2) 碱洗。将换热器吊进碱洗槽，配方与配制方法及碱洗工艺同管程 ，碱洗出槽后检查表面无油污，以不挂水珠为标准。

　　3) 水洗。将换热器吊出槽后，用高压水射流冲洗。

　　4) 酸洗。将换热器吊进酸洗槽，配方与配制方法及酸洗工艺同管程。酸洗出槽后检查表面无锈斑与氧化皮。

　　5) 水洗。将换热器吊出槽后，用高压水射流冲洗。

　　6) 活化。将换热器吊进活化槽，配方与配制方法及活化工艺同管程，活化出槽后表面银白色，无黄色锈斑。

　　7) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。控制活化出槽水洗到镀槽时间 < 5 min。

　　8) 化学镀。采用槽镀，镀液及化镀工艺同管程。

　　9) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。

　　10) 钝化。同管程，但在槽中浸入钝化。

　　11) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。

　　12) 吹干。用鼓风机吹干。

　　13) 检查。同管程。

　　3. 2 钛轴套化学镀前清洗处理

　　3. 1. 2 换热器镀壳程

　　采用槽洗与槽镀方法。

　　1) 准备工作。试压合格，用临时封头将管程封死。手工机械清理隔板、支承板焊渣与油漆。准备合适的碱洗槽、酸洗槽、活化槽、钝化槽、清水槽、热水槽与化镀槽，以及行车、吊装用的专用链条( 不得用钢丝绳) 及高压水射流设备等。

　　2) 碱洗。将换热器吊进碱洗槽，配方与配制方法及碱洗工艺同管程 ，碱洗出槽后检查表面无油污，以不挂水珠为标准。

　　3) 水洗。将换热器吊出槽后，用高压水射流冲洗。

　　4) 酸洗。将换热器吊进酸洗槽，配方与配制方法及酸洗工艺同管程。酸洗出槽后检查表面无锈斑与氧化皮。

　　5) 水洗。将换热器吊出槽后，用高压水射流冲洗。

　　6) 活化。将换热器吊进活化槽，配方与配制方法及活化工艺同管程，活化出槽后表面银白色，无黄色锈斑。

　　7) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。控制活化出槽水洗到镀槽时间 < 5 min。

　　8) 化学镀。采用槽镀，镀液及化镀工艺同管程。

　　9) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。

　　10) 钝化。同管程，但在槽中浸入钝化。

　　11) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。

　　12) 吹干。用鼓风机吹干。

　　13) 检查。同管程。

　　3. 2 钛轴套化学镀前清洗处理

　　目的在于提高醋酸泵中钛轴套的耐磨性与耐蚀性，避免表面擦伤、咬死。NI—P 化学镀层硬度优于硬铬电镀层，摩擦因数较小。

　　1) 机械清理。细砂纸打磨，或对较高要求可用碎胡桃壳喷砂。

　　2) 化学除油。可用丙酮擦洗。

　　3) 碱洗。碱液组成为 NaOH 50 g / L，NaCO3

　　50 g / L，温度( 60 ～ 70) ℃ ，时间 10 min

　　4) 热水洗再冷水洗。

　　5) 酸浸蚀。酸液组成为 盐酸 36% ～ 38% 95

　　目的在于提高醋酸泵中钛轴套的耐磨性与耐蚀性，避免表面擦伤、咬死。NI—P 化学镀层硬度优于硬铬电镀层，摩擦因数较小。

　　1) 机械清理。细砂纸打磨，或对较高要求可用碎胡桃壳喷砂。

　　2) 化学除油。可用丙酮擦洗。

　　3) 碱洗。碱液组成为 NaOH 50 g / L，NaCO3

　　50 g / L，温度( 60 ～ 70) ℃ ，时间 10 min

　　4) 热水洗再冷水洗。

　　5) 酸浸蚀。酸液组成为 盐酸 36% ～ 38% 95

　　7) 水洗。同 7) 。

　　8) 钝化。用重铬酸钾 + 碳酸钠溶液循环钝化封孔。钝化后用氮气压出钝化液。

　　9) 水洗。同 7) 。

　　10) 吹干。用鼓风机吹干。

　　11) 检查。打开临时封头，检查外观应为银白色，光亮或半光亮，表面无针孔、无粗糙等缺陷。镀层平均厚度 > 50 μm ，根据 GB 5935—86 铁氰化钾润湿滤纸粘贴法检查，无任何蓝点。

　　3. 1. 2 换热器镀壳程

　　采用槽洗与槽镀方法。

　　1) 准备工作。试压合格，用临时封头将管程封死。手工机械清理隔板、支承板焊渣与油漆。准备合适的碱洗槽、酸洗槽、活化槽、钝化槽、清水槽、热水槽与化镀槽，以及行车、吊装用的专用链条( 不得用钢丝绳) 及高压水射流设备等。

　　2) 碱洗。将换热器吊进碱洗槽，配方与配制方法及碱洗工艺同管程 ，碱洗出槽后检查表面无油污，以不挂水珠为标准。

　　3) 水洗。将换热器吊出槽后，用高压水射流冲洗。

　　4) 酸洗。将换热器吊进酸洗槽，配方与配制方法及酸洗工艺同管程。酸洗出槽后检查表面无锈斑与氧化皮。

　　5) 水洗。将换热器吊出槽后，用高压水射流冲洗。

　　6) 活化。将换热器吊进活化槽，配方与配制方法及活化工艺同管程，活化出槽后表面银白色，无黄色锈斑。

　　7) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。控制活化出槽水洗到镀槽时间 < 5 min。

　　8) 化学镀。采用槽镀，镀液及化镀工艺同管程。

　　9) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。

　　10) 钝化。同管程，但在槽中浸入钝化。

　　11) 水洗。采用槽洗，要用循环流动水浸洗。

　　12) 吹干。用鼓风机吹干。

　　13) 检查。同管程。

　　3. 2 钛轴套化学镀前清洗处理

　　目的在于提高醋酸泵中钛轴套的耐磨性与耐蚀性，避免表面擦伤、咬死。NI—P 化学镀层硬度优于硬铬电镀层，摩擦因数较小。

　　1) 机械清理。细砂纸打磨，或对较高要求可用碎胡桃壳喷砂。

　　2) 化学除油。可用丙酮擦洗。

　　3) 碱洗。碱液组成为 NaOH 50 g / L，NaCO3

　　50 g / L，温度( 60 ～ 70) ℃ ，时间 10 min

　　4) 热水洗再冷水洗。

　　5) 酸浸蚀。酸液组成为 盐酸 36% ～ 38% 95

　　份，氢氟 酸 70% 5 份，室 温 2 min，或 硝酸 65%

　　80 mL / L，氢 氟酸 42% 60 mL / L，过 氧化氢 30%

　　150 mL / L，室温 5 min。

　　1) 蒸馏水洗。

　　2) 活化。活化液组成为盐酸 37% 500 mL / L， 三氯化钛 15% ～ 20% 15 mL / L，磺酸和氨基磺酸混合物 2 g / L，室温 30 min，或 H2 SO4 40% ～ 50% ， H2 O2 ( 3 ～ 8) mL / L，( 80 ～ 90) ℃ ，( 20 ～ 30) min。

　　3) 蒸馏水洗。

　　4) 电刷镀镍打底。

　　5) 化学镀或电刷镀 Ni—P 合金。

　　6) 水洗。

　　12) 热处理。( 280 ± 10) ℃ ，( 1. 0 ～ 1. 5) h( 增加附着力) ，( 350 ～ 400) ℃ 15 min( 提高硬度、耐磨性) 。

　　3. 3 不锈钢( 316) 阀芯化学镀前清洗处理

　　目的提高在醋酸介质中耐磨、抗擦伤、抗应力腐蚀性能。

　　1) 溶剂除油。丙酮或三氯乙烯。

　　2) 碱洗。碱液组成为氢氧化钠( 30 ～ 50) g / L，碳酸钠( 20 ～ 30) g / L，磷酸三钠 20 g / L，硅酸钠( 3 ～ 5) g / L，表面活性剂 0. 1 g / L，( 70 ～ 80) ℃ ，30 min。

　　3) 热水洗、冷水洗。

　　4) 电净除油。组成为柠檬酸钠 75 g / L，氢氧化

　　钠 75 g / L，磷酸钠 450 g / L，润湿剂 1. 5 g / L，阳极材料石墨，电压 5 V，时间( 2 ～ 3) min。

　　1) 热水洗、冷水洗。

　　2) 酸洗。30% HCl，常温，时间 60 s。

　　3) 冷水洗。

　　4) 酸洗。10% H2 SO4 ，温度 60 ℃ ，时间 30 s。

　　5) 蒸馏水洗。

　　6) 预镀镍活化。氯化镍( 200 ～ 400 ) g / L，HCl ( 75 ～ 200) g / L，电极为镍板，阴极电流密度( 2 ～ 3) A / dm2 ，温度为室温，时间( 2 ～ 6) min。

　　7) 蒸馏水洗。室温至 80 ℃ 。

　　8) 复合化学镀 Ni—P + SiC 或电刷镀 Ni—P。

　　9) 水洗。

　　10) 热处理。400 ℃ 15 min( 提高耐磨性) 。

　　4 化学镀 Ni—P 镀层质量与表面预处理的关系

　　化学镀层的质量与镀前表面有重大关系，预处理的优劣很大程度上决定了镀层质量的优劣。当然也不能排除化学镀施镀工艺与镀液管理等的重要作用。总之，镀层质量的优劣，也决定了被施镀的换热器及其他部件耐腐蚀性、耐磨性与抗冲蚀性能的优劣。表 1 为化学镀层质量与表面预处理关系。