化学镀镍配方
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2023年2月21日发(作者：万贯五金机电城)化学镀镍
化学镀镍已成为国际上表面处理领域中发展最快的工业技术之一，以
其优良的性能，在几乎所有的工业部门都得到了广泛应用，每年总产值
达10亿美元，而且每年还以5%～7%的速度递增。化学镀镍是以次磷酸
盐为还原剂，经自催化电化学反应而沉积出镍磷合金镀层的新技术。镀
履过程由于是无电流通过的条件下进行的，又称无电解镀镍
（ElctrolessNickelplating）简称EN技术。它具有深镀能力强、均
镀能力好、镀层致密、孔隙率低等技术特点，应用范围已扩展到工业生
产的各个领域，目前是全球最优秀的表面处理之一。
一、性质和用途
用次磷酸钠作还原剂获得的镀层实际上是镍磷合金。依含磷量不
同可分为低磷（1%～4%）、中磷（4%～10%）和高磷（10%～12%）。从
不同pH值的镀液中可获得不同含磷量的镀层，在弱酸性液（pH=4～5）
中可获得中磷和高磷合金；从弱碱性液（pH=8～10）中可获得低磷和中
磷合金。含磷为8%以上的Ni-P合金是一种非晶态镀层。因无晶界所以
抗腐性能特别优良。经过热处理（300～400℃）变成非晶态与晶态的混
合物时硬度可高达HV=1155；化学复合镀层硬度更高，如Ni-P-SiC，镀
态HV=700，350℃热处理后可达到HV=1300。非晶态合金是开发新材料
的方向，现已成为工程学科的一大热门。
近年低磷化学镀镍是研究开发的又一热点，含磷1%～4%的Ni-P
合金，镀态的HV=700，热处理后接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想
镀层，又是可在铝上施镀的好镀种。
化学镀层的种类、性质和主要用途，列于表3-1-2。
化学镀镍层与电镀镍层的性能比较，列于表3-1-3。
表3-1-2化学镀镍种类性质和主要用途
镀种主要性质主要用途
Ni-P耐蚀性
酸性（7%～12%P）工程
上用；
碱性（1%～4%P）电子行
业，代硬铬
Ni-B
高耐热、硬度高耐磨，
良好的导电性、焊接性
酸性（＜3%B）电子工业；
碱性（约5%B）航空工
业。
Ni-M-P（M=Cu、W、Cr、
Fe、Zn、Nb、W、Mo）
耐蚀、耐热、磁性能和
电阻性能
非磁性应用、薄膜电阻
器、金属电阻器、医疗
及制药装置、厨房设施
Ni-P/SiC、Al
2
O
3
、人造
金刚石、CFx、PTFE、
TiO
2
、ZrO
2
、Ni-B/TiO
2
、
ZrO
2
耐磨性、自润滑性
化工、机械、纺织、造
纸等工业部门，如模具、
泵、阀门、液压轴、内
燃机汽化部件
表3-1-3化学镀镍与电镀镍的性能比较
比较项目电镀镍层化学镀镍层
组成99%以上Ni92%Ni、8%P（平均值）
外观暗至光亮半光亮至光亮
结构晶态非晶态
密度8.97.9（平均）
厚度均匀性差好
硬度（镀态）HV=200～400HV=500～700
加热硬化无变化HV=900～1300
耐磨性相当好极好
耐蚀性好（多孔隙）优良（孔隙少）
相对磁化率（%）364
电阻率/μΩ·cm-1760～100
热导率
/J·cm-1·s-1·℃-1
0.160.01～0.02
无润滑油磨损0.38
有润滑油0.20.2
化学镀镍的脆性较大，在钢上仅能经受2.2%的塑性变形而不出现
裂纹。在620℃下退火后，塑性变形能力可提高到6%；当热处理温度达
840℃时，其塑性还可进一步改善。
化学镀镍层同钢铁、铜及其合金、镍和钴等基体金属有良好的结
合力。在铁上镀覆10～12μm的化学镀镍层，经反复弯曲180°后未出
现任何裂纹和脱落现象。但与高碳钢、不锈钢的结合力比上述金属差；
同非金属材料的结合力会更差些，重要的是取决于非金属材料镀前预处
理质量。
化学镀镍层的化学稳定性在大多数介质中都比电镀镍高，在大气
中曝晒试验、盐雾加速试验中，其耐蚀性显著地优于镍；在海水、氨和
染料等介质中相当稳定。
化学镀镍层以其高耐蚀、高耐磨、高均匀性、兼有防腐、装饰及
机能方面的作用，故用途十分广泛，诸如电子和计算机、化学和化工、
机械、航空航天、石油和天然气、汽车、食品加工、医药和纺织等工业
部门。
具体应用举例：
1.计算机工业主要用于数量巨大的硬盘片铝镁合金上化学镀镍，
使其具有足够的硬度以保护铝合金基体不变形和磨损，同时防止基体氧
化腐蚀。
2.电子工业除需要耐磨耐蚀的化学镀层外，还大量需要低电阻温
度系数、扩散阻挡层及良好的焊接性能的化学镀层。Ni-Cr-P、Ni-W-P
等多元合金化学镀层具有低电阻温度系数，在薄膜电阻器的制造中很有
用。Ni-B、Ni-P-B、Ni-P等化学镀层的钎焊性接近于金镀层。
3.机器制造工业凡需要耐磨或耐蚀的零部件一般都可用化学镀
镍来提高其寿命，如液压轴、曲轴、传动链带、齿轮和离合器、工、卡、
模具等。
4.石油和天然气、化学工业化学镍层对含硫化氢的石油和天然气
环境，对酸、碱、盐等化工腐蚀介质有优良的抗蚀性，所以在采油设备、
输油管道中有广泛用途。在普通钢或低合金钢上镀一层50～70μm的
Ni-P合金，其寿命可提高3～6倍。化学工业的容器、阀、管道、泵等
的化学镀镍可替代不锈钢和纯镍。
5.汽车工业汽车工业中使用化学镀镍是利用其耐蚀、耐磨性能，
如形状复杂的齿轮、散热器和喷油嘴、制动瓦片、减震器等等。
6.其它航空业中的喷气发动机的一些零件，陶瓷、轴瓦合金、不
锈钢在还原气氛中的结合材料，铝、镁、铍材料制成的航空零部件和电
子元件等。
二、以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍
1.酸性化学镀镍的工艺规范（见表3-1-4）。
2.碱性化学镀镍的工艺规范（见表3-1-5）。
表3-1-4酸性化学镀镍的工艺规范
配方1234567
工艺规范含量/g·L-1
硫酸（NiSO
4
·7H
2
O）25～3～35
氯化镍（NiCl
2
·6H
2
O）30
次磷酸钠
（NaH
2
PO
2
·H
2
O）
20～253～22
醋酸钠（NaC
2
H
3
O
2
）1520101012～17
柠檬酸钠
（Na
3
C
6
H
5
O
7
·2H
2
O）
10103～5
葡萄糖酸钠30
乳酸（C
3
H
6
O
3
）
80%/mL·L-1
27
丙酸（CH
3
CH
2
COOH）2.2
硫酸肼10
铅离子（ppm）22
硫脲（ppm）2
pH值4.5～554.54～64～64～54.6～5
温度/℃85～9090
90～
95
9090
30～
40
85～90
沉积速度/μm·h-112～1520205～102510～15
适用基体材料钢铁钢铁钢铁钢铁陶瓷玻璃钢铁
3.化学镀镍液的配制方法
化学镀镍配方多，使用成分多，且有弱酸性和弱碱性两种，特别
要根据选用的配方采用正确的配制方法，防止因配制不当产生镍的氢氧
化物沉淀。这里介绍配制应遵循的顺序：
（1）用不锈钢、搪瓷、塑料作镀槽。
（2）用配槽总体积的1/3水量加热溶解镍盐。
（3）用另外1/3的水量溶解络合剂、缓冲剂及其它化合物，然
后将镍盐溶液在搅拌下倒入其中，澄清过滤。
（4）用余下1/3水量溶解次磷酸钠，过滤，在将要使用前在搅
拌下倒入上述混和液中，稀至总体积，用1：10的H
2
SO
4
或1：4的氨水
调pH值。
表3-1-5碱性化学镀镍工艺规范
配方12345
工艺规范含量/g·L-1
硫酸镍（NiSO
4
·7H
2
O）25304020
氯化镍（NiCl
2
·6H
2
O）30
次磷酸钠（NaH
2
PO
2
·H
2
O）1025203530
氯化铵（NH
4
Cl）5030
焦磷酸钾（K
4
P
2
O
7
）50
柠檬酸铵（(NH
4
)
3
C
6
H
5
O
7
）50
氢氧化铵（NH
4
OH）/mL·L-110～202530
光亮剂ND-1/mL·L-120
络合剂ND-2/mL·L-140
柠檬酸钠（Na
3
C
6
H
5
O
7
）10
pH值8～9.510～118～10
9～10
或8～
8.5
9～10
温度/℃30～4065～75904035～45
时间/min5～105～1060
厚度/μm0.2～1～2.58
0.5
适用基体材料塑料塑料金属金属塑料
注：配方4为BLE-1光亮低温化学镀镍新工艺，溶液较酸性液稳定、节
能、外观光亮平滑。pH=9～10时获含P2%～4%低磷合金，pH=8～8.5时
为含P7%～8%的普通化学镍层，南京大学研制。
4.化学镀镍简单原理
化学镀镍的反应历程如下：
第一步：溶液中的次磷酸根在催化表面上催化脱氢，同时氢化物
离子转移到催化表面，而本身氧化成亚磷酸根
[H
2
PO
2
]－+H
2
O→[HPO
3
]2-+H++2[H－]（吸附于催化表面）
第二步：吸附于催化表面上的活性氢化物与镍离子进行还原反应
而沉积镍，而本身氧化成氢气
Ni2++2[H－]→Ni0+H
2
↑
总反应式为
2H
2
+2H
2
O+Ni2+→Ni0+H
2
↑+4H++2H
部分次磷酸根被氢化物还原成单质磷，同时进入镀层
H
2
+[H－]（催化表面）→P+H
2
O+OH－
上述还原反应是周期地进行的，其反应速度取决于界面上的pH
值。pH值较高时，镍离子还原容易；而pH值较低时磷还原变得容易，
所以化学镀镍层中含磷量随pH值升高而降低。
除上述反应外，化学镀镍中还有副反应发生，即
由于存在副反应，实际每消耗2mol次磷酸钠大约能沉积0.7mol
的镍原子。
加入槽中的次磷酸盐最终约90%转化为亚磷酸盐，亚磷酸镍溶解
度低，当有络合剂存在，游离镍离子少时，不产生沉淀物。当有亚磷酸
镍固体沉淀物存在时，将触发溶液的自分解。在化学镀中不可避免地会
有微量的镍在槽壁和镀液中析出，容易导致自催化反应在均相中发生，
需要用稳定剂加以控制。反应中生成的氢离子将降低镀液pH值，从而
降低沉积速度，所以需加pH值缓冲剂和及时调pH值。