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鋁質(zhì)材料上電鍍鎳及預(yù)處理工藝分析

文檔作者：田長(zhǎng)春文檔來(lái)源：佛山市中科仁昌科技有限公司		更新日期： 2026年05月02日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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241
　綜述
引言
鋁質(zhì)材料具有獨(dú)特的性質(zhì)，電鍍鎳處理難度較高，
這主要是因?yàn)殇X容易與氧發(fā)生反應(yīng)，形成氧化膜，即使
采取化學(xué)手段清除，還會(huì)產(chǎn)生新的氧化膜，并且氧化
膜、鍍層往往不具有良好的結(jié)合能力，影響電鍍鎳處理
效果。因此，要求工作人員應(yīng)圍繞鋁質(zhì)材料電鍍鎳處理
進(jìn)行研究，重點(diǎn)加強(qiáng)預(yù)處理工藝控制，從而得到性能良
好的鍍鎳層，滿足行業(yè)需求。
一、研究背景
鋁質(zhì)材料主要特點(diǎn)為密度低，而且具有良好的延展
性和導(dǎo)熱性，加工較為方便，目前，在航空航天、電
子、建筑及化工等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。為了滿足
行業(yè)特殊要求，往往需要對(duì)鋁制品進(jìn)行電鍍鎳處理（電
鍍工藝原理如圖1所示），從而強(qiáng)化鋁制品焊接性，提升
耐磨性。
圖1　電鍍工藝原理
在20世紀(jì)20年代，行業(yè)就已經(jīng)開(kāi)始嘗試對(duì)鋁材料進(jìn)
行電鍍鎳處理，從而有效提高鋁材料防護(hù)性能。但是考
慮到鋁屬于兩性金屬，親氧性較高，表面具有較高的氧
化風(fēng)險(xiǎn)，并且鋁合金材料熱膨脹系數(shù)較高，將會(huì)進(jìn)一步
增加電鍍鎳處理難度。為提高電鍍鎳處理效果，需要工
作人員明確電鍍鎳工藝，并重點(diǎn)做好預(yù)處理工作。當(dāng)前
電鍍鎳預(yù)處理主要步驟包括表面清理、中間處理、預(yù)處
理三個(gè)方面，其中，表面清理工作要求工作人員需要根
據(jù)專(zhuān)業(yè)要求，做好除油、堿蝕等步驟，預(yù)鍍則需要預(yù)先
做好鍍處理。電鍍鎳工藝、預(yù)處理工藝至關(guān)重要，要求
工作人員應(yīng)梳理電鍍鎳工藝，對(duì)預(yù)處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，
從而得到較好的電鍍鎳工藝處理效果。
二、鋁質(zhì)材料上電鍍鎳工藝流程
電鍍鎳工藝主要指在金屬、非金屬材料中，經(jīng)電解
方法鍍鎳的工藝。該工藝流程如下：第一，準(zhǔn)備工作。
工作人員應(yīng)提前準(zhǔn)備好相關(guān)化學(xué)藥品，根據(jù)電鍍鎳需
求，配套相應(yīng)的設(shè)備，做好設(shè)備檢查工作，確保所有化
學(xué)藥品均處于保質(zhì)期內(nèi)，設(shè)備均能夠正常運(yùn)行。第二，
前處理。經(jīng)清潔、活化處理后，保持鋁質(zhì)材料表面清
潔、平整，有效增強(qiáng)后續(xù)結(jié)合效果。具體操作步驟包括
除油、酸洗、活化等。其中，除油主要指借助機(jī)械、化
學(xué)、涂保護(hù)漆的方式，完成油污處理。酸洗主要指借助
專(zhuān)門(mén)的酸洗液，將材料表面存在的氧化物去除。活化主
要指通過(guò)應(yīng)用活化液處理，強(qiáng)化材料表面活性，促進(jìn)鎳
離子沉積。第三，電鍍過(guò)程。提前準(zhǔn)備好電解液，分別
設(shè)置金屬鎳、鍍工件作為陽(yáng)極、陰極，可通好直流電。
在陰極方面，可做好還原處理，促進(jìn)金屬鎳沉積，呈現(xiàn)
鎳鍍層。第四，后處理。在完成電鍍處理工作后，需要
做好鋁質(zhì)材料后處理工作，在強(qiáng)化鍍層耐腐蝕性的基礎(chǔ)
上，還能夠有效改善外觀質(zhì)量，具體步驟包括清洗、干
燥以及檢驗(yàn)等。其中，清洗主要指對(duì)材料表面進(jìn)行清洗
工作，將電解液以及雜質(zhì)去除。干燥主要指做好工件干
燥處理，以免因?yàn)樗謿埩簦斐筛g情況。檢驗(yàn)主
要指加強(qiáng)鍍層質(zhì)量檢驗(yàn)工作，重點(diǎn)對(duì)外觀、厚度進(jìn)行
檢查，還要做好硬度、附著力測(cè)試工作。第五，調(diào)整處
理。在電鍍期間，需要對(duì)電鍍液進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情
況，做好電鍍液調(diào)整處理，確保材料成分、濃度與要求
鋁質(zhì)材料上電鍍鎳及預(yù)處理工藝分析
田長(zhǎng)春　　佛山市中科仁昌科技有限公司
【摘　要】鋁質(zhì)材料電鍍鎳處理在很早以前就已經(jīng)被應(yīng)用在生產(chǎn)工作中，但是因?yàn)樵趯?shí)際處理期間，受氧化物、熱
膨脹系數(shù)的影響，導(dǎo)致鍍層結(jié)合效果較差，在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用的情況下，還會(huì)導(dǎo)致電鍍鎳質(zhì)量下降。因此，
工作人員應(yīng)提高對(duì)電鍍鎳工藝的關(guān)注度，重點(diǎn)加強(qiáng)預(yù)處理工藝控制。本文結(jié)合當(dāng)前電鍍鎳工藝研究背
景，進(jìn)一步分析了電鍍鎳工藝流程，結(jié)合當(dāng)前傳統(tǒng)電鍍鎳預(yù)處理工藝的缺點(diǎn)，對(duì)電鍍鎳預(yù)處理工藝進(jìn)行
了改進(jìn)，以供參考。
【關(guān)鍵詞】鋁質(zhì)材料；電鍍鎳；預(yù)處理工藝
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2025.19.081
242
　綜述
相符。同時(shí)，還要根據(jù)所有用品使用情況，及時(shí)補(bǔ)充，
包括相關(guān)化學(xué)藥品等，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)工作。
三、鋁質(zhì)材料上電鍍鎳預(yù)處理工藝
1.傳統(tǒng)電鍍鎳預(yù)處理工藝不足
傳統(tǒng)預(yù)處理工藝存在諸多不足，由于整體工藝流程
較長(zhǎng)，涉及工序較多，往往會(huì)影響預(yù)處理效率。同時(shí)，
傳統(tǒng)預(yù)處理工藝還存在工藝復(fù)雜的問(wèn)題，對(duì)工作人員技
術(shù)水平要求較高。特別是部分工藝適用范圍較低，需要
工作人員根據(jù)鋁合金類(lèi)型，對(duì)相關(guān)工藝操作進(jìn)行調(diào)整，
確保能夠滿足工藝需求。目前，行業(yè)對(duì)預(yù)處理工藝要求
嚴(yán)格，整體而言，傳統(tǒng)預(yù)處理工藝下，電鍍合格率相對(duì)
一般。其中，普通電鍍合格率85%～90%，在電鍍處理
后，不需要采取熱震試驗(yàn)處理。而功能性電鍍產(chǎn)品在合
格率方面占據(jù)60%～70%，但是需要采取熱震處理。傳
統(tǒng)預(yù)處理工藝所用的溶液使用壽命較短，僅支持短周期
處理工作。考慮傳統(tǒng)工藝存在著不足，要求行業(yè)應(yīng)高度
重視電鍍鎳預(yù)處理工藝，建立完善的工藝處理流程，加
強(qiáng)細(xì)節(jié)化處理。
2.改進(jìn)電鍍鎳預(yù)處理工藝的優(yōu)勢(shì)
通過(guò)分析傳統(tǒng)預(yù)處理工作存在的缺陷，根據(jù)鋁質(zhì)材
料性能，本文對(duì)原來(lái)的預(yù)處理工藝進(jìn)行了改良。經(jīng)過(guò)改
良處理后，能夠縮短工藝流程，通過(guò)選擇性完成鋁質(zhì)材
料表面融解處理，能夠提高鋁質(zhì)材料表面純度，在整體
上提升鍍層的結(jié)合力。同時(shí)，本次研究采取一次浸鋅處
理即可達(dá)到浸鋅需求，有利于提升鍍層結(jié)合力。改進(jìn)后
的工藝具有較強(qiáng)的通用性，并且在所有鋁合金電鍍前均
能夠適用。與傳統(tǒng)工藝相比，電鍍一次性合格率更高，
能夠有效增強(qiáng)電鍍鎳效果。該項(xiàng)工藝操作簡(jiǎn)單、方便，
能夠提高生產(chǎn)處理效率，并且電鍍鎳處理更加穩(wěn)定。
3.改進(jìn)電鍍鎳預(yù)處理工藝內(nèi)容
（1）毛坯處理
鋁質(zhì)材料電鍍鎳主要存在化學(xué)成分不均勻的情況，
導(dǎo)致偏析嚴(yán)重甚至還會(huì)出現(xiàn)縮孔的問(wèn)題，引發(fā)泡、針狀
麻點(diǎn)。鋁接觸空氣后具有較高的氧化風(fēng)險(xiǎn)，形成氧化
膜，導(dǎo)致鍍層結(jié)合效果較差。因此，在實(shí)際工作中，工
作人員應(yīng)注意盡可能地縮短工件暴露的時(shí)間。工作人員
應(yīng)注意檢驗(yàn)零件表面，重點(diǎn)檢查表面裂紋、氣泡、疏松
等情況，以免影響后續(xù)電鍍鎳質(zhì)量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，應(yīng)
結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，判斷缺陷能否通過(guò)特殊手段處理，
在不能處理的情況下，需要更換毛坯。考慮到在機(jī)械
加工期間，鋁質(zhì)材料機(jī)體表面往往會(huì)因?yàn)檠趸霈F(xiàn)臟
物。因此，應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)表面打磨處理，可通過(guò)從低到高
的方式，完成打磨處理，要求鋁質(zhì)材料表面呈現(xiàn)平整、
光潔狀態(tài)。
（2）除油
可采取堿性除油溶液，經(jīng)皂化、乳化作用，完成除
油處理。一旦零件出現(xiàn)油污情況，將會(huì)嚴(yán)重影響電鍍鎳
效果。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)零件油污后，可將其放入堿性除油
溶液中，皂化油、堿能夠形成一定的反應(yīng)，并且反應(yīng)生
成物均溶于水。非皂化油可借助乳化作用，完成鋁質(zhì)材
料除油處理。因此，在除油液中，需要適當(dāng)添加乳化
劑。乳化劑能夠在鋁質(zhì)材料表面吸附，有效降低油液張
力，并且還能夠擴(kuò)大油、溶液兩者之間的接觸面積，使
溶液能夠順利吸出油液。該工藝能夠借助堿的弱腐蝕
性，使鋁材表面充分暴露，能夠在提高鍍層結(jié)合力的同
時(shí)，提升電鍍鎳的質(zhì)量。
（3）酸洗
該項(xiàng)操作配方為磷酸（85%）、硝酸（15%）、氯離
子適量，溫度條件為50～70℃，時(shí)間為20～30s。磷酸、
硝酸混合后，當(dāng)溫度超過(guò)50℃的情況下，往往具有良好
的拋光效果，能夠快速處理鋁質(zhì)材料氧化情況，并且還
能夠具有一定的選擇性溶解效果，可強(qiáng)化鋁質(zhì)材料純
度。而通過(guò)增加氯離子，能夠形成腐蝕性作用，并產(chǎn)生
紐扣效應(yīng)，在整體上保障結(jié)合力。另外，以行業(yè)整體發(fā)
展作為背景，近年來(lái)，相關(guān)技術(shù)人員逐漸研究出環(huán)保型
材料，例如，RCO鋁材環(huán)保除垢劑，不存在硫酸、硝酸
以及鹽酸，操作環(huán)境良好，污染性較低，并且不需要后
續(xù)采取掛灰處理。
（4）去掛灰
在酸洗操作結(jié)束后，考慮到部分鋁質(zhì)材料表面存在
沉積物，可通過(guò)去掛灰處理，確保鋁質(zhì)材料表面呈現(xiàn)潔
凈狀態(tài)。去掛灰配方為濃硝酸500～600mL/h，氫氟酸
100～150mL/L，處理?xiàng)l件為室溫，時(shí)間為20～30s。
（5）活化處理
經(jīng)過(guò)活化處理，能夠?qū)︿X質(zhì)材料表面出現(xiàn)變形的情
況進(jìn)行處理，并且經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)工序處理，還能夠提高氧化
膜厚度，滿足電鍍鎳處理需求。建立在有效活化處理基
礎(chǔ)上，能夠充分暴露鋁質(zhì)材料基體組織，促進(jìn)鍍層金屬
正常生長(zhǎng)。鋁具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，當(dāng)暴露在空氣中
時(shí)，會(huì)形成氧化物，不利于電鍍鎳處理。因此，在對(duì)鋁
質(zhì)材料進(jìn)行除油處理后，為有效保障后續(xù)的結(jié)合力，應(yīng)
借助弱酸侵蝕，完成活化處理。
本次研究中選擇了兩種處理方案：方案一為選取氯
化氫（3%～5%），在室溫狀態(tài)下處理6s；方案二為硫
243
　綜述
酸（0.5%～1%），經(jīng)室溫處理，選取檸檬酸（3%），
經(jīng)室溫處理，共計(jì)6s。采取方案一處理方法后，試樣呈
現(xiàn)過(guò)腐蝕情況。而采取方案二處理后，基體沒(méi)有呈現(xiàn)強(qiáng)
烈腐蝕情況。觀察兩種方案處理后的試樣情況，方案一
的試樣表面附著腐蝕產(chǎn)物，說(shuō)明在除油期間，鋁材料表
面顯示出了過(guò)腐蝕情況，提示采取方案一的處理方法存
在酸性過(guò)強(qiáng)的問(wèn)題，無(wú)法滿足實(shí)際需求。而方案二處理
后，試樣表面沒(méi)有出現(xiàn)腐蝕情況，說(shuō)明方案二的處理方
式更加適合用于活化處理。
針對(duì)弱酸浸蝕處理，工作人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注浸蝕酸濃
度，以免因?yàn)闈舛炔缓弦?guī)范，導(dǎo)致鋁質(zhì)材料表面氧化膜
沒(méi)有得到充分去除，從而影響表面的整體活化性能。工
作人員應(yīng)結(jié)合鋁質(zhì)材料實(shí)際情況，合理選擇浸蝕酸濃
度，在提升氧化膜清除效果的基礎(chǔ)上，保障活化性能。
本文對(duì)比了兩種濃度的浸蝕酸對(duì)鋁質(zhì)材料表面的影響，
其中，在硫酸含量達(dá)到0.5%的情況下，經(jīng)6s處理后，鋁
質(zhì)材料金屬表面良好，而硫酸含量達(dá)到1%的情況下，經(jīng)
過(guò)6s處理后，鋁質(zhì)材料出現(xiàn)了金屬氧化膜。這說(shuō)明浸蝕
酸濃度達(dá)到1%的情況下，反應(yīng)較為劇烈，并伴隨氣體排
出情況，而應(yīng)用0.5%濃度的浸蝕酸，則能夠滿足氧化膜
去除需求，并且能夠得到符合要求的活化性能。另外，
浸蝕時(shí)間同樣會(huì)對(duì)最終活化性能產(chǎn)生一定的影響，本文
以硫酸0.5%濃度作為固定條件，對(duì)不同浸蝕時(shí)間對(duì)鋁質(zhì)
材料表面的影響進(jìn)行了分析。其中，浸蝕時(shí)間在6s時(shí)，
材料表面呈現(xiàn)良好狀態(tài)，浸蝕時(shí)間在10s時(shí)，材料表面呈
現(xiàn)良好狀態(tài)，浸蝕時(shí)間為15s時(shí)，材料表面觀察到黑色氧
化膜，浸蝕時(shí)間在20s時(shí)，材料表面呈現(xiàn)黑色氧化膜。這
說(shuō)明通過(guò)合理控制浸蝕時(shí)間，在氧化膜清除方面具有徹
底性，并且還能夠暴露鋁質(zhì)材料表面晶格特征，可有效
去除掛灰情況，并且通過(guò)采取弱酸浸蝕處理，能夠在一
定程度上改善活化性能，提高鎳原子附著能力，強(qiáng)化結(jié)
合力，在整體上保障電鍍鎳處理效果。
（6）浸鋅工藝
傳統(tǒng)浸鋅工藝有一定缺陷，鋅處于潮濕、腐蝕環(huán)境
下，在鎳鍍層呈現(xiàn)為陽(yáng)極，在橫向腐蝕的情況下，最終
引發(fā)鋅層剝落。特別是傳統(tǒng)工藝需要采取兩次浸鋅處
理，還涉及硝酸退鋅工序，各項(xiàng)施工操作可能導(dǎo)致生產(chǎn)
環(huán)境受到污染。隨著行業(yè)的發(fā)展，目前行業(yè)僅需要沉鋅
一次即可完成該工藝，并且市場(chǎng)也配套研究出中科仁昌
生產(chǎn)的NCY鋁用浸鋅液，為一次沉鋅處理提供支持。
（7）預(yù)處理工藝注意事項(xiàng)
在預(yù)處理期間，應(yīng)確保各項(xiàng)工藝操作的徹底性，以
免導(dǎo)致鍍層起泡。在已經(jīng)發(fā)生這一情況時(shí)，需要通過(guò)堿
蝕處理，后續(xù)配合水洗、中和處理。鋁材線往往具有較
高的膨脹系數(shù)，在電鍍處理后，需要進(jìn)一步配合熱處
理，要求溫度應(yīng)控制在80℃以下，并做好烘干工作，促
進(jìn)內(nèi)應(yīng)力釋放。在電鍍鎳處理后，需要工作人員加強(qiáng)鈍
化處理，即經(jīng)過(guò)鉻酸鹽溶液浸泡處理，在一定程度上提
升抗氧化能力。針對(duì)復(fù)合鍍層，需要工作人員加強(qiáng)硬度
控制，提高材料耐腐蝕性。
四、結(jié)論
綜上所述，針對(duì)鋁質(zhì)材料容易氧化的問(wèn)題，通過(guò)加
強(qiáng)電鍍鎳工藝以及預(yù)處理工藝，能夠在最大程度上提高
鋁質(zhì)材料表面鍍鎳品質(zhì)，從而強(qiáng)化電鍍鎳質(zhì)量。工作人
員應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)電鍍鎳工藝流程梳理，并重點(diǎn)分析當(dāng)前預(yù)
處理工藝存在的缺陷，從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)工藝進(jìn)行改
進(jìn)，通過(guò)落實(shí)毛坯處理、除油、酸洗、去掛灰、活化處
理、浸鋅等工藝處理，明確相關(guān)注意事項(xiàng)，能夠有效提
升電鍍鎳工藝質(zhì)量。
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作者簡(jiǎn)介：田長(zhǎng)春（1973—），男，漢族，江西贛州
人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：無(wú)氰無(wú)磷無(wú)
氨氮環(huán)保表面處理技術(shù)。

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