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表面處理之鍍鎳(代碼B2)

化學(xué)鍍鎳是采用金屬鹽和還原劑,在材料表面上發(fā)生自催化反應(yīng)獲得鍍層的方法。到目前為止，化學(xué)鍍鎳是國(guó)外發(fā)展最快的表面處理工藝之一，且應(yīng)用范圍也最廣。當(dāng)今世界主要工業(yè)國(guó)家大力提倡和推廣的一種新型金屬表面處理技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各類五金零件、機(jī)械配件、電子連接零件、模具及航天通訊零件等，均可上鍍于鋼鐵、銅、鋁及合金，與傳統(tǒng)電鍍對(duì)比有著諸多的優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)鍍與電鍍從原理上的區(qū)別就是電鍍需要外加的電流和陽(yáng)極，而化學(xué)鍍是依靠在金屬表面所發(fā)生的自催化反應(yīng)?；瘜W(xué)鍍鎳層是極為均勻的，只要鍍液能浸泡得到，溶質(zhì)交換充分，鍍層就會(huì)非常均勻，幾乎可以達(dá)到仿形的效果。電鍍無(wú)法對(duì)一些形狀復(fù)雜的工件進(jìn)行全表面施鍍，但化學(xué)鍍可以對(duì)任何形狀工件施鍍。高磷的化學(xué)鍍鎳層為非晶態(tài)，鍍層表面沒有任何晶體間隙，而電鍍層為典型的晶態(tài)鍍層。電鍍因?yàn)橛型饧拥碾娏鳎藻兯僖然瘜W(xué)鍍快得快，同等厚度的鍍層電鍍要比化學(xué)鍍提前完成?；瘜W(xué)鍍層的結(jié)合力要普遍高于電鍍層?；瘜W(xué)鍍由于大部分使用食品級(jí)的添加劑，不使用諸如氰化物等有害物質(zhì)，所以化學(xué)鍍比電鍍要環(huán)保一些。化學(xué)鍍鎳是一項(xiàng)適合未來(lái)工業(yè)發(fā)展要求的一項(xiàng)新技術(shù)，它易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、低污染、低成本的實(shí)用技術(shù)，其重要功能是提供耐磨及防腐兼?zhèn)涞姆雷o(hù)層?；瘜W(xué)鍍鎳層常應(yīng)用在以下基體材料上：鋼和鐵占71%、鋁及鋁合金上占20%、工具鋼及高合金鋼上占6%、其它材料上占3%，化學(xué)鍍鎳技術(shù)之所以得到迅速發(fā)展并獲得如此廣泛的應(yīng)用，是由于其優(yōu)越的工藝及技術(shù)性能特點(diǎn)所決定：

1．化學(xué)鍍鎳整個(gè)工藝流程有很好的環(huán)保性：它能確保整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)不使用產(chǎn)生對(duì)人體和環(huán)境有害的及歐盟ROHS指令規(guī)定的鉛Pb，汞Hg，鎘Cd, 六價(jià)鉻Cr，多溴聯(lián)苯PBB，多溴聯(lián)苯醚PBOE六種有害物質(zhì)無(wú)毒地味，無(wú)三廢排放，屬國(guó)家大力推廣的綠色環(huán)保產(chǎn)品，通過(guò)SGS國(guó)際通標(biāo)測(cè)試符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

2．耐腐蝕性強(qiáng)：該工藝處理后的金屬表面為非晶態(tài)鍍層，抗腐蝕性特別優(yōu)良，經(jīng)硫酸、鹽酸、燒堿、鹽水同比試驗(yàn)，其腐蝕速率低于cr18Ni9不銹鋼。是一種均勻的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，它不存在晶界、位錯(cuò)、層錯(cuò)之類的缺陷，且各基體結(jié)合致密，腐蝕介質(zhì)難于通過(guò)結(jié)合界面而侵蝕到基體金屬，耐腐蝕性比電鍍鉻要好。另外，化學(xué)鍍鎳幾乎不受海水、鹽水、淡水的侵蝕，在HCL和硫酸中的耐腐蝕性比不銹鋼要好，它能耐多種介質(zhì)的侵蝕，例如高濃度燒堿、硫化氫、乳酸等。(實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鍍層厚度達(dá)到0.02－0.025，中度鹽霧試驗(yàn)達(dá)到100個(gè)小時(shí)以上。)
3．耐磨性好：由于催化處理后的表面為非晶態(tài)鍍層，即處于基本平面狀態(tài)，有自潤(rùn)滑性。因此，磨擦系數(shù)小，非粘著性好，耐磨性能高，在潤(rùn)滑情況下，可替代硬鉻使用，為了提高鎳磷鍍層的耐磨性，在鎳磷鍍層中加入硬度極高的W，形成三元合金鍍層，其耐磨性能大幅提高，并擁有較好的自潤(rùn)滑性能。
4．光澤度高：催化后的鍍件表面光澤度為LZ或8-10△可與不銹鋼制品媲美，呈白亮不銹鋼顏色。鍍層的光亮度，與淡黃色的電鍍鎳相比，大多數(shù)化學(xué)鍍鎳層為銀白色，具有優(yōu)良的耐變色性能，亮度可以保持更長(zhǎng)時(shí)間。對(duì)于鎳磷合金化學(xué)鍍層來(lái)說(shuō)，隨著磷含量的增加，鍍層光亮度也增加，在化學(xué)鍍液中加入一定量的光亮劑后，鍍層的反光率可以達(dá)到80%以上。化學(xué)鍍鎳銅磷合金的光亮度好且具有更強(qiáng)的抗變色能力。
5．表面硬度高、耐高溫：化學(xué)鍍鎳磷合金元鍍層為非晶體態(tài)結(jié)構(gòu)，鍍層致密，無(wú)孔，耐腐性遠(yuǎn)高于電鍍鎳。所以在某些情況下甚至可代替鍍硬鉻或不銹鋼使用，更可貴的是化學(xué)鍍鎳層兼?zhèn)淞肆己玫哪透c耐磨性能，金屬表面硬度可提高一倍以上，在鋼鐵及銅表面可達(dá)570HV同時(shí)表面硬度高，經(jīng)熱處理后，其鍍層表面形成非晶態(tài)和晶態(tài)的混合物時(shí)，硬度可達(dá)1200HV。而電鍍硬鉻層的硬度為960HV，在加熱時(shí)，硬度急劇下降，經(jīng)400℃×1h熱處理的化學(xué)鍍鎳層硬度可達(dá)1100HV，且在室溫至400℃時(shí)，鍍層的硬度變化不大，因此，化學(xué)鍍鎳層是一種耐熱鍍層，該催化合金層熔點(diǎn)為850-890℃.適合于摩擦生熱的情形下使用，而電鍍硬鉻層只能適用于常溫下使用。
6．結(jié)合強(qiáng)度大： 化學(xué)鍍鎳是靠基材的自催化活性才能起鍍，其結(jié)合力一般均優(yōu)于電鍍，一般在350-400Mpa條件下不起皮、不脫落、無(wú)氣泡、不存在氫脆的問(wèn)題、永不生銹既保持了金屬基件原機(jī)械性能，又增加了耐磨性、耐腐蝕性。鍍層有全光亮的外觀，晶粒細(xì)，致密，孔隙率低及摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。

7．厚度均勻性仿型性好：鍍后不需磨削加工，沉積層的厚度和成份非常均勻，化學(xué)鍍液的分散力接近100%，避免了電鍍層由于電流分布不均勻而帶來(lái)的厚度不均勻在尖角或邊緣突出部分，沒有過(guò)份明顯的增厚無(wú)明顯的邊緣效應(yīng)，因此特別適合形狀復(fù)雜的工件、腔體件、深孔件、盲孔件、管件內(nèi)壁等表面可得到均勻鍍層，鍍層表面光潔、平整、美觀，厚度可控（可控制絲桿外徑公差）。  

8．鍍層其它指標(biāo)性能： 

顯微結(jié)構(gòu)：非晶態(tài)合金，非磁性
融點(diǎn)：860℃~880℃ 密度：7.8g/cm3 內(nèi)應(yīng)力：鋼上內(nèi)應(yīng)力低于7Pa
硬度：鍍態(tài)550HV，適當(dāng)熱處理后可達(dá)1200HV 光澤度：L2或8~11個(gè)△ 
結(jié)合力：鋼或鋁上結(jié)合強(qiáng)度400MPa以上，大高于電鍍鎳、鉻等. 

舉例合金元化學(xué)催化鍍鎳的性能優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用：
1.二元合金應(yīng)用化學(xué)鍍鎳最廣的是閥門制造業(yè)，鋼鐵制造的球閥，經(jīng)高磷化學(xué)鍍鎳12～25um，可提高耐蝕性，其使用壽命延長(zhǎng)1倍以上。碳鋼堅(jiān)固件鍍上25～50um厚的高磷化學(xué)鍍鎳層，可代替不銹鋼堅(jiān)固件。經(jīng)化學(xué)鍍鎳保護(hù)的抽油泵，壽命長(zhǎng)達(dá)4年以上，同樣未加保護(hù)的抽油泵的壽命只有6個(gè)月。中原油田對(duì)管道、閥門和泥漿泵等部位進(jìn)行化學(xué)鍍磷合金，從而使這些零件具有抗HS和HCL腐蝕的能力，大大提高其使用壽命。
2.多元合金，多元鎳合金層是由3種以上元素所組成的鎳基合金，能提高合金的性能。鍍層的硬度、耐磨性、耐蝕性、磁性和熱學(xué)性能可用Cu、W、Mo、Sn、Cr、和Co等元素進(jìn)行改進(jìn)。我公司將采用多元合金化學(xué)催化鍍鎳處理產(chǎn)品來(lái)滿足客戶需求。

文章整理：表面處理之鍍鎳 ywxulai.cn