模具电镀镍钨合金工艺和解析

1.前言

传统的镀铬技术尽管工艺成熟，质量比较稳定，但因为六价铬是一种有毒的物质，严重污染环境。因此，消除污染，保护环境，清洁生产，走可持续发展的道路。

电镀镍钨合金是提高模具质量、延长模具寿命、清洁生产的良好选择。镍、钨金属硬度高、耐磨性好，与熔融态基体粘附温度高。

镍钨合金镀层结晶细致光亮、耐磨性好，与基体结合力强、硬度高，高温下维氏硬度达到1000以上。该技术近年来受到各方的关注，将逐步取代模具电镀铬，但是，该技术目前普遍存在镀层粗糙、不均、麻点等缺陷，严重制约其应用发展。

2.镀液配方及工艺流程

镀液主要由钨酸钠、硫酸镍和柠檬酸钠组成，其含量分别为40～45gL、20～30gL、40～50gL。

工艺流程：

喷砂→检查→除油→清洗→电镀→检验

3.镀层质量缺陷及其原因分析

常见镍钨镀层质量缺陷是麻点较多，侧面及球面的镀层粗糙有白色颗粒，中央镀层与侧面、角部和R处严重不均，甚至角部、R处出现微细裂纹等。

3.1 麻点

麻点是镀层上的微小白色、黑色点状缺陷，形状多样，有些明显而规则，易发现，相对好控制;少量的肉眼“看不见”的，只能用仪器检查。

原因分析：

模具基体的砂眼、气孔、点蚀、粘附物等不良引起;

模具在喷砂时粘附砂粒，或砂质不良，或砂质被杂质、油、异物、尘埃等污染引起;

模具在除油时粘附的乳化物、清洗时水中的杂质等;

配液时使用的压缩空气、纯水及其管路、工具及环境中的杂质等污染引起;

镀液、活化液中的未溶化的盐颗粒、酸化的电极金属物等均可引起麻点。

上述麻点直观可见，而模具表面的有些薄层粘附物，经分析主要为镀前污染砂质中的碳类化合物。它牢固，粘附力强逐渐会变成耐酸碱、抗振动的高粘度胶状物。在除油、清洗时不易去除，一旦疏忽，流入电镀工序，必然被镀层覆盖，肉眼不易发现，也无法弥补。

3.2 镀层粗糙

原因分析：

镀液基本组成是硫酸镍、柠檬酸钠、钨酸钠等，还有盐类、有机配合物等。试验发现：模具电镀的缺陷主要与镀液中的杂质含量有关。化学药品的纯度不高，镀液中的异物，镀液的频繁使用，使镀液中金属杂质Cu、Fe、Cr、Co含量超出了允许范围等，均可导致镀层粗糙、麻点增加及白色颗粒。

3.3 镀层厚度严重不均

中央与侧面、角部、R处镀层严重不均，甚至角部、R处出现微细裂纹。