上海奥川精准表面处理有限公司

黑镍表面处理

BLACK NICKEL · ELECTROLESS PLATING

TWO PROCESSES / BLACK FINISH

黑镍

深黑外观,两种工艺选择。

镀后黑化型兼顾深黑外观与连续生产管理;直接成黑型以微细凹凸结构吸收紫外、可见及近红外光,面向光学低反射应用。结合零件形状与生产方式,选择合适的黑镍方案。

直接成黑型黑色镀层实物:轴杆、弹簧、环形板及异形金属零件
直接成黑型黑色镀层 · 实物效果

01 / PRODUCT & FINISH

从实物,了解黑镍质感。

先看外观,再看工艺。视频与图片分别展示对应工艺的处理效果,便于观察零件表面与细节。

镀后黑化型 · 实物效果视频打开视频 ↗
PRODUCT 01镀后黑化 · 连续使用型

镀后黑化型

均一深黑,适配连续生产管理。

无铅型 Ni-P 化学镀体系,经预浸与后续黑化处理获得均一、深黑的外观。镀液可通过分析和补给持续管理,适合需要连续使用镀液的生产场景。

  • 独立黑化工序:化学镀后再完成黑色外观处理。
  • 分析与补给:镀液及黑化液按各自标准管理。
  • 底层配合:通过 Ni-P 底镀提高整体耐蚀性。
化学镀工作温度
86–93℃
化学镀液 pH
5.6± 0.1
后续黑化时间
1.5–5min

黑化处理温度为 20–30℃;1.5–5 分钟仅指黑化步骤,不代表整个镀镍工艺时间。

了解处理流程
直接成黑型处理后的黑色金属零件,展示轴杆、弹簧、环形板和不同形状的部件
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PRODUCT 02直接成黑 · 一次性镀液

直接成黑型

沉积即成黑,兼具吸光与低反射。

本工艺采用无铅碱性化学镀液,镀层在析出过程中自身形成黑色。化学镀的均匀覆膜特点,可用于复杂形状零件;可用于相机、显微镜及精密分析仪器等光学场景。

  • 直接析出黑色:黑色外观随化学镀沉积形成。
  • 宽波段吸光:吸光覆盖紫外、可见与近红外。
  • 均匀覆膜:可处理复杂形状的内外表面。
化学镀工作温度
87–93℃
推荐处理时间
40–60min
推荐膜厚
5–10μm

根据实验室数据,低反射效果受膜厚、波长与处理条件影响,需按实际光学要求确认。

查看吸光数据与 NASA 应用

图片与视频用于展示外观。拍摄光线、观察角度与屏幕会影响颜色呈现,最终外观以相同条件下的实际样件确认为准。

02 / LIGHT ABSORPTION & APPLICATIONS

直接成黑型,让黑色成为吸光表面。

根据实验室数据,直接成黑型兼具宽波段吸光与低反射特性。通过光谱曲线、膜厚变化及材料性能,了解这款功能镀层。

BROAD-SPECTRUM ABSORPTION

覆盖紫外、可见光与近红外。

根据实验室数据,镀层的微细凹凸表面与柱状组织有利于吸收入射光,降低表面反射,可用于对杂散光敏感的光学零件。

  • UV紫外光
  • VISIBLE可见光
  • NEAR IR近红外光

根据实验室数据。具体反射表现随波长、膜厚和表面状态变化。

01 / 微观结构

微细颗粒与柱状组织

表面呈团簇状凹凸,微颗粒尺寸约0.2–0.4 μm。颗粒间沟槽与多孔结构共同形成吸光表面。

02 / 膜厚效应

增加膜厚,降低光泽与反射

随着镀层生长,微观沟槽进一步加深。不同入射角的实验室数据均显示,光泽随膜厚增加而降低。

03 / 均匀覆膜

兼顾复杂形状与精密部件

可在复杂零件的内外表面及锐角处均匀沉积,适合关注膜厚均匀性与尺寸精度的部件。

LABORATORY DATA / 光学与材料数据

用曲线,看见表面性能。

根据实验室数据,展示光谱反射率、膜厚与光泽关系及热处理硬度变化。曲线及表格数值为图上近似读数。

01 / 光谱反射率

波长与反射率

横轴:波长(nm) · 纵轴:反射率(%)

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实验室光谱反射率曲线复刻:短波段贴近零基线,2000nm约0.26%,2500nm约1.05%,2700nm约1.80%

短波段曲线贴近零基线,表中以“<0.1%”表示图上近似低值,不作为绝对零反射率。该曲线仅用于观察所示样品趋势;实际零件应按目标波段、测量角度和膜厚约定检测,不能直接作为验收曲线。

OPTICAL READINGS

光谱反射率参考

以下为所示曲线的近似读数,仅用于理解波长与反射表现的关系,不作为工件保证值。

代表波长数据
波长
nm
反射率
曲线近似值
200<0.1%
500<0.1%
1000<0.1%
1500<0.1%
2000约0.26%
2500约1.05%
2700约1.80%
02 / 膜厚与光泽

膜厚增加,光泽降低

横轴:膜厚(μm) · 纵轴:光泽度(%)

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实验室膜厚与光泽度曲线复刻,保留45度、60度与75度入射角的点形和趋势

图中区分45°、60°、75°入射角。光泽度描述指定角度下的外观响应,与光谱反射率及吸收率分别列示。

图上散点近似读数(光泽度,%)
膜厚
μm
45°60°75°
2<0.5约7.0约32
4<0.5约1.6约15
6<0.5约1.1约9
10<0.5约0.5约2
03 / 热处理与硬度

热处理温度与维氏硬度

横轴:热处理温度(℃) · 纵轴:维氏硬度(HV)

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实验室热处理温度与维氏硬度曲线复刻,约500摄氏度附近达到峰值后下降

根据实验室数据,镀态硬度约220–280 HV;随热处理温度升高而增加,在约500℃附近达到图示峰值,随后下降。该曲线用于说明样品变化趋势。

样品条件

性能试验样品制备条件:90℃、pH 8.5。热处理曲线与当前生产槽液参数分别列示,具体工艺需按工件验证。

查看导电率、相变温度、磁性与表面积数据
导电率与相变温度
项目状态 / 阶段数值
导电率镀态0.06% IACS
导电率300℃热处理后0.3% IACS
熔融温度开始 / 结束884 / 901℃
凝固温度开始 / 结束864 / 853℃
磁性与微观表面积
项目状态 / 条件数值
质量磁矩镀态,5 kOe1.29 emu/g
质量磁矩200℃退火,5 kOe1.5 emu/g
质量磁矩300℃退火,5 kOe4.9 emu/g
投影区域面积平均值9.2×10² μm²
三维表面积平均值8.4×10⁴ μm²

根据实验室数据。凝固过程为冷却降温,因此开始温度高于结束温度;相变温度不代表使用温度。表面积比值约91倍,概述为约100倍,描述的是微观形貌。

APPLICATION / 航天应用

NASA 卫星应用

用于抑制激光反射。

该黑色化学镀层曾用于 NASA 太空卫星,用于抑制激光反射。

历史应用实例。具体零件的膜厚、波段及使用条件需单独确认。

光学与精密测量

相机、显微镜与分析仪器

用于光学装置和分析仪器部件,满足精密测量与膜厚均匀性的应用需求。

半导体制造

设备内的紫外线抑制

该镀层用于半导体制造设备中需要抑制紫外线的部件。

热管理

CPU / LSI 热辐射与散热

丰富的微观凹凸和柱状结构增大了表面积,为热辐射与散热应用提供条件。

LABORATORY COATING PROPERTIES

吸光之外,兼具多种表面性能。

根据实验室数据,以下为样品观察与试验结果。性能试验样品制备条件为90℃、pH 8.5;当前工艺操作参数请见下方对照表。

硬度

220–280 HV

根据实验室数据,镀态维氏硬度约为220–280 HV。热处理后硬度提高,图示在约500℃附近达到峰值。

实验室数据 · 镀态与热处理

热处理后的颜色稳定性

400℃ × 1小时

样品在空气炉中经 400℃ × 1 小时热处理后几乎不变色。此项为指定热处理条件下的外观记录,不代表长期使用温度。

实验室数据 · 热处理外观记录

附着性

弯曲试验未剥离

样品经200℃加热后进行弯曲试验,未见镀层剥离。

实验室数据 · 弯曲试验

配合底镀的耐蚀表现

14 天湿热试验

Ni-P底层2–5 μm,黑色层分别为5、10、15 μm;在35℃、90%相对湿度下放置14天,各样品未见锈蚀。这是湿热试验。

实验室数据 · 带底镀样品

微观表面积

约100 倍

根据实验室激光显微镜测量,实际表面积约为投影区域的100倍。该数值描述表面形貌,不代表散热效率倍数。

实验室数据 · 三维形貌

导电、防尘与润滑

功能性金属表面

膜层本身具有导电性。导电性有利于防尘;微观凹凸减少与对偶材料的接触面积,有助于润滑表现。

实验室数据 · 材料特性

根据实验室数据,以上性能用于说明直接成黑型的镀层特性;实际零件需按基材、膜厚、目标波段及使用环境确认。

试验图表与测试条件

查看不同黑色处理的辐射率与光泽度对照。光泽度图中的黑色化学镀层为直接成黑型;各组测试方法及已知标准列于图下,点击图表可放大查看。

由室温反射光谱推算的全辐射率

由室温反射光谱推算的全辐射率
由室温反射光谱推算的全辐射率 放大查看 ↗

测试方法与条件

来源引用标准
JIS R 1693-2:2012
测量与计算方法
室温测量反射光谱,再计算 50 / 100 / 140 / 200 / 300 ℃ 全辐射率
FTIR / 光源 / 检测器
Perkin Elmer System 2000 / MIR / MIR-TGS
积分球
Labsphere RSA-PE-200-ID;内壁金镀层
入射口 / 测定口
φ16 mm / φ24 mm
波数范围
370–7800 cm⁻¹;有效范围 400–6000 cm⁻¹
扫描次数 / 分辨率
200 次 / 16 cm⁻¹
分束器 / 光路
optimized KBr / N₂ 吹扫
镀厚 / 基材细节
除图中材料标识外,来源未完整提供

日本工厂实验值,非保证值。柱长按原图估读;这是由室温光谱推算的指定温度全辐射率。黑色化学镀层与镀后黑化化学镍是两种不同工艺。

黑色化学镀层与其他黑色处理的光泽度

黑色处理的光泽度对比
黑色处理的光泽度对比 放大查看 ↗

测试方法与条件

指标
光泽度(来源图标单位为 %)

日本工厂实验值,非保证值。柱长按原图估读。图示指标为光泽度;与本页反射率和全辐射率分别展示。

03 / PROCESS COMPARISON

同为黑镍,工艺各有侧重。

两种方案的成黑方式、pH 与槽液管理不同。以下为两种方案的参考工艺条件,用于选型对照。

左右滑动表格,查看两种方案的完整参数 →

两种黑镍工艺的参考操作条件
对照项目镀后黑化型直接成黑型
黑色形成化学镀后,经独立黑化处理成黑在化学镀沉积时直接成黑
槽液管理分析补给,连续使用型一次性溶液
化学镀温度86–93℃87–93℃
化学镀液 pH5.6 ± 0.18.20 ± 0.10
六水硫酸镍浓度22.5 ± 2 g/L25 ± 1 g/L
时间与膜厚黑化:1.5–5 分钟,20–30℃此温度和时间仅对应后续黑化步骤,不用于推定前段镀镍时间或膜厚。推荐镀镍:40–60 分钟对应推荐膜厚 5–10 μm;镀镍 30 分钟以上以形成良好黑色。开缸时、90℃的镀速参考为 8 ± 2 μm/h。
搅拌方式空气搅拌、机械搅拌或工件摇动螺旋桨或循环搅拌,可配合工件摇动禁止空气搅拌;液流过强可能影响颜色均匀性。
耐蚀设计建议采用 Ni-P 底镀建议采用薄层 Ni-P 底镀
选型侧重均一深黑外观;分析补给与连续生产管理直接成黑;复杂形状均匀覆膜;光学低反射用途

两种方案均为无铅型。上表列出的是各自工艺条件,不能作为同条件性能排名;具体工艺应结合基材、前处理、底镀和样件验证确定。

04 / PROCESS SELECTION

按外观目标与生产方式选型。

明确基材、零件形状、目标黑度,以及是否有低反射或耐蚀要求,再确定工艺路线与验证条件。

方案一 / 镀后黑化路线

需要深黑外观,
并持续管理镀液。

将化学镀与黑化分别管理,通过分析和补给维持槽液。一般铁材的参考流程,可作为方案沟通起点。

  1. 01 基材前处理与 Ni-P 底镀
  2. 02 专用 Ni-P 化学镀
  3. 03 预浸 → 黑化处理
  4. 04 中和、干燥及所需后处理
方案二 / 直接成黑路线

需要均匀黑色覆膜,
并关注光学反射。

适用于相机、显微镜、精密分析仪器等零件的黑色低反射需求。结合一次性镀液方式安排批次与负载。

  1. 01 按基材确定前处理
  2. 02 Ni-P 薄层底镀,改善耐蚀性
  3. 03 化学镀沉积并形成黑色
  4. 04 按目标确认外观、膜厚与反射表现
工艺确认时,还需要关注什么?

镀后黑化型:分别管理镀镍与黑化

预浸参考条件为常温、30–60 秒,预浸后不水洗直接进入黑化。实际生产需结合完整工艺确定水洗、分析补给及后处理安排;上方流程是选型概览。

直接成黑型:兼顾负载与液流

参考浴比 V/A 为 60–100 mL/cm²。过强液流会导致颜色不均,镀镍中提拉工件可能产生斑纹。应结合槽体、工件面积与摇动方式确认批次条件。

05 / QUESTIONS & ANSWERS

关于黑镍,您可能关心。

镀后黑化型和直接成黑型的主要区别是什么?

镀后黑化型经化学镀后,再通过独立黑化步骤获得深黑色;其镀液可分析、补给并连续使用。直接成黑型在沉积过程中直接形成黑色,采用一次性镀液。两者的 pH、搅拌方式与生产管理条件不同,需要分别设置工艺。

低反射应用应该关注哪一款?

根据实验室数据,直接成黑型可吸收紫外、可见光与近红外,适用于光学低反射场景。其微细凹凸与柱状结构有利于吸光,增加膜厚可降低光泽与反射。具体表现需按目标波段与零件要求验证。两类黑镍采用不同工艺,其光学参数不能互相套用。

吸收率可以直接由反射率换算吗?

吸收率、总反射率与透射率满足能量守恒。只有在样品不透光、且反射率包含镜面与漫反射的全部反射光时,才可用吸收率≈100%−反射率。因此,应使用对应样品的光学测量记录评价吸收表现,不能把简单换算当作实测结果。

黑色镀层是否就代表足够的耐蚀性?

黑色外观不能单独说明耐蚀能力。两种方案的资料均建议通过 Ni-P 底镀改善耐蚀性;直接成黑型的多孔结构本身对基材的防护有限。应结合基材、底镀与膜厚设定实际耐蚀验证条件。

提供哪些信息,有助于确认处理方案?

建议准备基材材质、零件图纸或样件、待镀面积、尺寸公差、目标黑色样板,以及耐蚀或光学指标。如涉及低反射用途,请补充目标波段与测量条件;如涉及量产,请补充单批数量与现有生产线条件。

数据说明 · 根据实验室数据整理直接成黑型的光学与材料性能,工艺参数分别对应两种方案。实际效果需结合基材、膜厚和样件确认。

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