| 化学镀镍磷镀层具有高耐腐蚀性、可焊性、高耐磨性和均匀性、防形性等性能，作为功能性镀层在工业部门得到了广泛的应用。但在使用中存在镀液稳定性差、使用寿命短、成本偏高等问题，所以在实际使用中受到一定的限制。
稀土元素因为4f层电子被5S2、5P2电子屏蔽，使用稀土元素拥有许多其它元素没有的特性。作者使用正交实验研究了复合稀土元素对镀液稳定性及沉积速度的影响，并对其所得镀层进行了性能和组织结构的研究，深入研究了稀有土元素在化学镀镍过程中的作用机理。
具体实验过程如下：
1、镀件选用45#钢（规格：15mm×10mm×10mm）。
2、基础镀液组成：硫酸镍28g/L 次磷酸钠25g/L 醋酸钠15g/L 柠檬酸钠10g/L 丁二酸钠5g/L 复合稳定剂1ml/L 温度85±2℃，装载量 1dm2/L 。
3、工艺流程
除油→清洗→活化→清洗→去离子水清洗→化学镀→清洗→去离子水清洗→封闭脱水→压缩空气吹干。
4、测定方法
因为在实际生产过程中，氯化钯试验对溶液使用寿命的反映并不理想，施镀过程中不可避免地有镍析出在槽壁和模底、加热器壁等非催化表面上，所以采用测定稳定常数来考察镀液的稳定性，即在正常操作情况下，以沉积到镀层上的镍量占溶液中消耗镍量的百分比。公式为：
稳定常数b=m1/m2×100%
或中 m1——沉积到镀件上的金属镍量
m2——镀液中消耗的金属镍量
用重量法测沉积速度：
沉积速度V=Δm/s·t
或中 V——沉积速度：mg/cm2·h
s——镀件表面积：cm2
t——施镀时间：h
Δm——施镀前后质量差
5、实验结果
（1）基础镀液的稳定常数为80%，镀速为12um/h，镀液使用寿命为8MTO；加入混合稀土镀液的稳定常数为95%，镀速为15um/h，镀液使用寿命为12MTO。
（2）化学镀镍层硬度检测
测试结果表明加入混合稀土的镀层硬度为596kgf/mm2，基础镀液镀层硬度为560kgf/mm2。
（3）镀层成分分析
通过扫描电镜对加入混合稀土的化学镀镍层进行能谱分析，镍磷所占的质量比分别为86.21%Ni,13.79%P,说明镀层中不含有稀土元素。
（4）镀层的耐磨性实验
在磨损实验机上进行磨损实验，对磨材料使用GCr15，硬度1000HV，转速200转/分钟，加载300N，干磨擦，时间30分钟，用电子天平称量磨损实验前后镀件的质量差值，以磨损率作为耐磨性的指标。结果没有加入混合稀土的镀层磨损率为0.0755mg/min，加入混合稀土的镀层磨损率为0.0163mg/min，可见加入混合稀土后的镀镍层耐磨性有明显的提高。
6、结论
加入适量的混合稀土可以大提高镀液的稳定性各沉积速度；增加镀液的使用寿命，镀层不含有稀土元素，但提高了镀层的硬度及耐磨性能。 |
