表面处理说明

CNC 加工件：镀金层会变色吗？

镀金层变色确实存在，但几乎从来不是金本身失效。本页说明加工件上实际发生了什么、哪些厚度与基材组合能撑住，以及什么情况下镀金对你的应用是错误选择。

0.05–5 μm Au镍阻挡层ENIG 与硬金基材很关键

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基础概念

镀金是用金盐镀液和直流电在导电表面沉积一层薄金。在 CNC 加工件上，这层厚度通常为 0.05 至 5 μm。这很薄。一根头发直径约 70 μm，0.5 μm 的镀层大约只有它的 1/140。

纯金在室温空气中不会氧化，也不会像银那样形成硫化膜。所以当客户说镀金层出现变色时，那层膜通常不是氧化金，而是氧化镍、硫化铜、残留镀液或有机污染物，附着在多孔或过薄的金层之上。

这个区别决定了怎么修。在同一受污染的基材上重新镀更厚的金，还会再次失效。修好阻挡层和清洗流程，通常就能解决。

原理

电镀金以柱状晶结构生长，柱与柱之间并不总能完全贴合。在交界处会形成微孔和晶界，一直通到下一层。在铜上镀 0.1 μm 的金闪层，每平方厘米可能有数百处孔隙直达铜层。

多孔金层下的铜会与空气中的硫和氯反应。反应产物沿孔隙向上迁移，并在金表面横向扩散。你看到的是棕色或深色膜。金还在，变色的是铜。

镍阻挡层的表现不同。镍氧化缓慢，会形成一层薄钝化膜。如果金层薄于约 0.1 μm，这层氧化镍会透出来，表现为发雾、略带黄灰的变色。它不是结构意义上的腐蚀，但在外观检验线上会被判为变色。

厚度

厚度是最可控的单一变量。低于 0.1 μm 时，金只是闪镀层，提供可焊性和金色外观，不提供连续阻挡。任何实际尺寸的零件上，孔隙在统计上都是必然存在的。

0.1 至 0.5 μm 时，孔隙密度下降但不会归零。这个范围适用于清洁、干燥空气中的室内电子产品，常见于连接器壳体和射频壳体，金主要用于控制接触电阻。

高于 1 μm，尤其是 2 至 5 μm 时，镀层趋于致密。2–5 μm 含钴或镍共沉积的硬金是边缘连接器和滑动触点的标准做法，可承受数千次插拔，并抵抗会暴露阻挡层的磨损。

基材

金不能直接良好地镀在铝或钛上。两者暴露在空气中几秒内就会形成牢固氧化膜。电镀厂先用浸锌或镍冲击层做出可结合表面。这一步若赶工，金层可能起皮或起泡，翘起的边缘会残留电解液，之后渗出形成污渍。

不锈钢 304 和 316 在镀金前需要活化步骤，通常用 Wood's 镍冲击。跳过这一步，镀层在挂具上可能看着没问题，一周后胶带测试就失败。

加工后的表面状态也很关键。Ra 0.2–0.8 μm 的抛光面比 Ra 3.2 μm 的加工面镀得更均匀。深的加工刀纹形成凹谷，局部电流密度下降，金层在那里更薄。

环境

湿度、硫和氯会推动反应。40–60% RH 的室内温控壳体属于温和环境。沿海工厂有空气悬浮氯化物，或靠近橡胶和硫化设备的环境，则属于严苛环境。

硫是铜基基材的特定问题。橡胶垫片、某些包装泡棉和部分润滑剂会随时间释放硫化物。零件与不合适的泡棉一起存放在密闭箱中，几周内就可能出现变色。

温度循环会叠加机械应力。金与底层镍的膨胀速率不同。经过多次循环，金可能在晶界处开裂，为基材反应打开新通道。这就是汽车发动机舱电子很少只用薄金作为唯一防护的原因。

边界

金价格高，纯金又软。如果零件是大型加工壳体、只需要防腐蚀，铝件做阳极氧化或钢件做化学镀镍成本低得多，在户外也比薄金层更耐久。

如果要求滑动表面的耐磨性，2–5 μm 的硬金可以胜任，但硬质阳极氧化或 DLC 涂层在单件成本更低的情况下同样可行。当同时需要低且稳定的接触电阻时，才选金。

如果零件会接触盐雾、硫或氯，任何合理的金层厚度都无法替代合格的密封壳体。金是接触材料，不是海洋环境涂层。

工艺

选型表

以下作为起点，再对照你的测试标准确认。

问题排查

先按症状对照下表，再改规格。