黑鎳鍍層是一種金屬物相與非金屬物相混合沉積的鍍層，并不是鎳和鋅形成的合金固溶體。鍍液配方不同，其形成的鍍層的成分也略有差異;但從鎳鹽、鋅鹽及硫氰酸鹽類鍍液中獲得的黑鎳鍍層基本上含鎳40%～60%，鋅20%～30%，硫l0%～l5%，有機物10%左右。鍍液中的金屬離子并非單獨在陰極上放電沉積，而是與陰極上硫氰酸鹽還原出的硫離子作用，生成NiS及ZnS，這些非金屬相的硫化物隨鎳離子在陰極上放電沉積而沉積，從而形成黑鎳鍍層。在含硫氰酸鹽的鍍液中，鋅離子可促使陰極電位變負，從而使硫氰酸鹽在陰極上還原，游離出的硫離子與鍍液中的Zn2+、N反應(yīng)，生成致鍍層黑色的硫化鎳和硫化鋅。在鍍黑鎳的全過程中，最重要的是使鍍液中的NiSO、ZnSO4和NH4SCN按一定的比例存在，即(Niz+)/胛(Zn)=1.8～2.0，(S一)/n(Zn)=0.7～0.9，否則會對鍍層產(chǎn)生不良的影響。黑鎳鍍層厚度一般在2gm左右。由于鍍層性能及結(jié)構(gòu)的原因，其耐蝕性及耐磨性都較差;在鋼鐵基材上鍍黑鎳，其結(jié)合力很差。因此，要在鋼鐵上鍍黑鎳，應(yīng)先鍍覆銅或鎳作底層，以提高其與基材的結(jié)合力，增強其耐蝕性及耐磨性。黑鎳鍍層主要用于光學(xué)工業(yè)、武器制造業(yè)、建材、裝飾性日用品及銘牌加工行業(yè)等。黑鎳對太陽能的輻射具有很高的吸收率，現(xiàn)又被大量用于太陽能集熱板，為節(jié)能做出應(yīng)有的貢獻。

　　鍍黑鎳液的配方、工藝流程及工藝規(guī)

　　工藝流程

　　鋼鐵件：化學(xué)除油一電解除油一清洗一活化一清洗一鍍紅銅一清洗一浸稀酸一清洗一鍍酸銅一清洗一鍍黑鎳。黃銅件：化學(xué)除油一清洗一活化一氰化鍍銅一清洗一浸稀酸一清洗一鍍黑鎳。

 

　　常見故障及其排除方法

　　沉積時間較長，鍍層不黑且呈灰色或黃褐色，甚至出現(xiàn)條紋鍍液溫度太高，電解密度過大都會產(chǎn)生這r·故障，但主要仍是L大J為鍍液中鋅含量太少。當(dāng)鍍液中ZnSO4太少，Zn影響陰撇電位變負的功能就小，硫氰酸鹽無法在陰極上還原出足夠的硫離子與Ni2+、Zn2+反應(yīng)而生成NiS、ZnS，也就沒有足夠的非金屬相硫化物隨Ni在陰極上沉積，導(dǎo)致鍍層不黑，發(fā)灰或呈黃褐色。發(fā)生該故障時，應(yīng)按工藝要求調(diào)節(jié)鍍液溫度及電流密度。若仍未見效，則要求分折鍍液中ZnSO4(或ZnC12)的含量，然后按工藝規(guī)范補充。

　　鍍層起皮、脫落這類故障一般是零件除油不徹底或PH過高造成的;但當(dāng)鍍液中硫氰酸鹽太多而ZnSO4太少時，也會出現(xiàn)鍍層起皮、脫落現(xiàn)象。因為ZnSO4含量太少會影響陰極變負的功能，人黽硫氰酸鹽浮于鍍件表面，鍍液中Ni需穿過稀薄H.不均勻的硫氰酸鹽浮層存陰極放電沉積，致使鍍層起皮、脫落。解決的方法是加強鍍前處理，將pH調(diào)至工藝規(guī)范。此后若故障還存，則需要分析鍍液中ZnSO4及NH4SCN的含量。若硫氰酸鹽太多，應(yīng)以電解米清除過多的硫氰酸;ZnSO4太少則應(yīng)補允其至藝規(guī)范。

　　鍍層呈不規(guī)則的彩色出現(xiàn)如此故障，大多是因為電流密度過低或?qū)щ姴涣迹练e時問太短。當(dāng)硫氰酸含量偏低時，即使陰極變負的情況良好，也無法游離很多的S2+與Ni2+、Zn作用而生成硫化物。缺少硫化物夾雜的鍍層就不夠黑，只能出現(xiàn)深淺小均的彩色鍍。排除該故障的方法是：拎查導(dǎo)電系統(tǒng)的導(dǎo)電情況，調(diào)整電流密度至工藝規(guī)范，延長沉積時間。倘若鍍層仍似彩色，應(yīng)分析鍍液中硫氰酸鹽的含量，然后按工藝配方的要求進行調(diào)節(jié)。

 

　　鍍層粗糙、不均、發(fā)花

　　鍍液溫度太低或電流密度過大會造成鍍液中金屬離子傳遞的功能下降，非金屬相硫化物難以夾雜在Ni沉積物中。由于電流過大，電流強制少許金屬離子央雜著少量硫化物存陰極上沉積。根據(jù)犬端放電原理，零件邊緣的沉積暈火，鍍層厚向粗糙，色洋較深;零件中心區(qū)域電流較小，鍍層較薄，色澤淺淡。如此情況出現(xiàn)在同一個零什表而上，便會形成粗糙、不均、發(fā)花的鍍層。提高鍍液溫度，降低電流密度至工藝范圍即可解決這一故障。

 

　　鍍層呈不規(guī)則的黑色條紋

　　產(chǎn)牛原因：鍍液中鋅鹽和硫氰酸鹽都太少。由于電化學(xué)機理致使鍍液中非金屬相的硫化物偏低，少量的硫化物夾雜在N中在陰極放電沉積，電化學(xué)沉積又優(yōu)先在高電位區(qū)域，低電位區(qū)的沉積層就薄：因此在同一個零件表面卜就沉積出不吲規(guī)則、不同厚度的黑鎳鍍層。出現(xiàn)該故障后，瞳按照鍍液分析報告，補充鋅鹽及硫氰酸鹽至工藝規(guī)范。

　　同一掛具上，靠近鍍槽底部的零件鍍層泛白點鍍液pH過低，鍍液中有機雜質(zhì)太多所造成鍍液黏度過大，前道鍍鎳液中潤濕劑太少，氫氣泡吸附在底部鍍件表面而無法逸出等情況，都會造成底部鍍件上產(chǎn)生白點。調(diào)節(jié)pH至工藝規(guī)范，用活性炭處理有機雜質(zhì)，補充前道鍍鎳液中潤濕劑的含量，增強陰極移動或空氣攪拌使氫氣泡無法在鍍件表面停留等措施，都可消除該故障。

 

　　注意事項

　　(1)黑鎳鍍層是金屬相與非金屬相及有機物混合的鍍層，其沉積層的導(dǎo)電性比純金屬差，因此掛具在鍍槽內(nèi)用過3～4次后就應(yīng)放入鹽酸液中浸泡，退掉其表面的黑鎳層，以提高掛具的導(dǎo)電性。

　　(2)黑鎳層因受其性能及結(jié)構(gòu)影響，鍍后需要進行防銹處理。

　　(3)應(yīng)帶電入槽，嚴(yán)防中途斷電。

 

　　結(jié)語

　　黑鎳鍍層是由金屬鎳、鋅，硫化鎳、硫化鋅，及有機物混合而成的沉積層，因此在電鍍過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鍍液中Ni與Zn及S一與Zn的含量之比，促使它們在一定條件下相互轉(zhuǎn)變或結(jié)合。除此之外，還要遵守操作規(guī)范(如電流密度、鍍液溫度及pH應(yīng)控制在工藝范圍之內(nèi))，為反應(yīng)創(chuàng)造良好的條件，才能獲得合格的黑鎳鍍層。

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