在凹版印刷行业中的镍镀工艺

发布时间:

2015-08-29

凹版印刷版的镀镍主要确保铜层能够与滚筒核心牢固结合。这是一个需要认真对待的重要步骤。

[One]

滚筒的安装必须稳定，具有良好的导电性，并在轴端有适当的密封，以防止液体泄漏。

[Two]

在电镀之前，必须先清洁滚筒。如果滚筒表面有油，镀镍的质量无法保证，可能导致附着力差和镀层薄等缺陷。步骤如下：

(1) 用清水冲洗版滚筒和保护罩，然后用3%至5%的稀硫酸（H2SO4）激活表面。

(2) 使用特殊的高效去油剂去除杂物（例如，东莞长金公司的高效去油剂：去油效果好，表面无残留；用量少，去油速度快；对工件无腐蚀和防锈；无需加热，可在常温下操作，节能；香味宜人，无醚及其他有机成分，对人体无害；经济环保。）使用时，将清洁剂准备成2%至5%的水溶液，在常温下浸泡和擦洗，加热会产生更好的效果。一般使用600#水砂纸或清洁垫与清洁剂一起均匀有力地抛光滚筒。

(3) 用蒸馏水彻底冲洗版滚筒和保护罩。清洁的标准是版面上没有水滴挂着，完全湿润。清洁不充分会导致镍层起泡和脱落。清洁后，可以放入镀镍槽进行电镀。

[Three]

镍是铁族金属之一，其镀液在电镀过程中具有显著的阴极和阳极极化效应。无需添加络合剂即可获得细密的镍层。镀镍的主要目的是防止铁取代铜（溶液为硫酸镍），使铜层与铁棒牢固结合。

1. 镀镍溶液的主要成分

(1) 硫酸镍（NiSO4·7H2O），镀液中的含量有些公司规定为200~250g/L。如果硫酸镍含量高，镀层颜色均匀，允许更高的电流密度，从而导致更快的沉积速率。

(2) 氯化镍（NiCl2·6H2O）在镀液中的含量有些公司规定为30~50g/L，有些为55~60g/L，还有些为40~50g/L。氯化镍作为阳极活化剂；一方面，氯离子可以激活阳极，另一方面，镍离子可以补充溶液中镍离子的浓度。两者都是有效成分。氯化镍的含量受电镀工艺和产品结构的影响。如果阳极镍块的面积足够，产品直径小，镀液的pH值低，则应选择下限；否则，会产生过多的阳极污泥，镍块的利用效率低。如果工艺条件相反，则应选择上限；否则，阳极镍块边缘会发生氧气吸收，导致镀液的pH值不稳定，逐渐降低，使后续调整更加麻烦。

(3) 硼酸（H3BO3）是一种缓冲剂，可以释放氢离子（H+）和硼酸根离子（H2BO32-）。其在镀液中的含量规定为40~45g/L。硼酸在镀镍溶液中起到稳定pH值的作用。在镀镍过程中，镀液的pH值必须保持在一定范围内，通常规定为4.0~4.6，常设为4.2。如果pH值过低，H+容易排出，降低镍镀层的电流效率，镀层容易出现针孔；如果pH值过高，镀液变得浑浊，阴极周围的金属离子可能以金属氢氧化物的形式被纳入镀层，降低机械性能并使镀层表面粗糙。因此，在生产中严格控制pH值是至关重要的。除了稳定pH值外，硼酸还帮助镀层细晶化，防止烧焦。在使用高电流密度时，镀液中应使用更高的硼酸含量（45g/L）。

2. 镀液的制备方法

首先，测量镀槽的体积，清洗干净，并计算主要成分的用量。然后，向槽中注入70%的纯水，加热至40度。将材料加入槽中，打开镀液循环，等待所有材料溶解。之后，补充纯水至标准液位，继续过滤超过2小时，当镀液清澈时更换滤芯，取样分析镀液成分，并进一步调整至标准含量。进行低电流电解（1V）2小时。然后，可以进行正式的电镀测试。

3. 工艺条件

(1) 镀镍溶液的温度。镀镍溶液的温度一般控制在40℃±1℃。提高镀液的温度可以增强溶液中盐的溶解度和导电性，加快镍离子向阴极的扩散速度，减少浓度极化，降低镀层内部应力，使其柔韧和延展。它还可以加快沉积，提高阳极和阴极的电流效率，具有更高的阴极电流密度。然而，提高温度也会增加镀液的蒸发，镍盐容易发生水解，生成氢氧化镍沉淀。特别是当镀液中的铁杂质水解时，会形成氢氧化铁沉淀，导致镀层中出现更多的针孔和毛刺。因此，在使用高温和高电流密度镀液时，应增加硼酸的用量。

(2) 阴极电流密度。在镀镍过程中，阴极电流密度与温度、镍离子浓度、pH值和搅拌程度密切相关。一般来说，当镀液浓度高、pH值低，并伴随加热和搅拌时，允许更高的阴极电流密度。然而，当镀液的温度和浓度都低时，只能使用较小的阴极电流密度。在实际生产中，镀电流密度为3~4A/dm2。

(3) Bome度（Be°）有些公司标准化为17-20，有些为20-22。注意，高Bome度容易导致坑的形成，因此在实际生产中必须严格控制在最佳范围内。

(4) 镀镍时间一般为5-6分钟。

(5) 镀镍槽中的阳极是电解镍板。