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表面處理之鍍鎳(代碼B2)

化學鍍鎳是采用金屬鹽和還原劑,在材料表面上發(fā)生自催化反應獲得鍍層的方法。到目前為止，化學鍍鎳是國外發(fā)展最快的表面處理工藝之一，且應用范圍也最廣。當今世界主要工業(yè)國家大力提倡和推廣的一種新型金屬表面處理技術，被廣泛應用于各類五金零件、機械配件、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)電鍍對比有著諸多的優(yōu)點：化學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極，而化學鍍是依靠在金屬表面所發(fā)生的自催化反應?；瘜W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，鍍層就會非常均勻，幾乎可以達到仿形的效果。電鍍無法對一些形狀復雜的工件進行全表面施鍍，但化學鍍可以對任何形狀工件施鍍。高磷的化學鍍鎳層為非晶態(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。電鍍因為有外加的電流，所以鍍速要比化學鍍快得快，同等厚度的鍍層電鍍要比化學鍍提前完成?；瘜W鍍層的結(jié)合力要普遍高于電鍍層?；瘜W鍍由于大部分使用食品級的添加劑，不使用諸如氰化物等有害物質(zhì)，所以化學鍍比電鍍要環(huán)保一些。化學鍍鎳是一項適合未來工業(yè)發(fā)展要求的一項新技術，它易實現(xiàn)自動化、低污染、低成本的實用技術，其重要功能是提供耐磨及防腐兼?zhèn)涞姆雷o層?；瘜W鍍鎳層常應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%，化學鍍鎳技術之所以得到迅速發(fā)展并獲得如此廣泛的應用，是由于其優(yōu)越的工藝及技術性能特點所決定：

1．化學鍍鎳整個工藝流程有很好的環(huán)保性：它能確保整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)不使用產(chǎn)生對人體和環(huán)境有害的及歐盟ROHS指令規(guī)定的鉛Pb，汞Hg，鎘Cd, 六價鉻Cr，多溴聯(lián)苯PBB，多溴聯(lián)苯醚PBOE六種有害物質(zhì)無毒地味，無三廢排放，屬國家大力推廣的綠色環(huán)保產(chǎn)品，通過SGS國際通標測試符合歐盟標準。

2．耐腐蝕性強：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，其腐蝕速率低于cr18Ni9不銹鋼。是一種均勻的非晶態(tài)結(jié)構，它不存在晶界、位錯、層錯之類的缺陷，且各基體結(jié)合致密，腐蝕介質(zhì)難于通過結(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。(實驗結(jié)果顯示鍍層厚度達到0.02－0.025，中度鹽霧試驗達到100個小時以上。)
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)，有自潤滑性。因此，磨擦系數(shù)小，非粘著性好，耐磨性能高，在潤滑情況下，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，亮度可以保持更長時間。對于鎳磷合金化學鍍層來說，隨著磷含量的增加，鍍層光亮度也增加，在化學鍍液中加入一定量的光亮劑后，鍍層的反光率可以達到80%以上?；瘜W鍍鎳銅磷合金的光亮度好且具有更強的抗變色能力。
5．表面硬度高、耐高溫：化學鍍鎳磷合金元鍍層為非晶體態(tài)結(jié)構，鍍層致密，無孔，耐腐性遠高于電鍍鎳。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570HV同時表面硬度高，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，硬度可達1200HV。而電鍍硬鉻層的硬度為960HV，在加熱時，硬度急劇下降，經(jīng)400℃×1h熱處理的化學鍍鎳層硬度可達1100HV，且在室溫至400℃時，鍍層的硬度變化不大，因此，化學鍍鎳層是一種耐熱鍍層，該催化合金層熔點為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)合強度大： 化學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、無氣泡、不存在氫脆的問題、永不生銹既保持了金屬基件原機械性能，又增加了耐磨性、耐腐蝕性。鍍層有全光亮的外觀，晶粒細，致密，孔隙率低及摩擦系數(shù)小等優(yōu)點。

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的厚度不均勻在尖角或邊緣突出部分，沒有過份明顯的增厚無明顯的邊緣效應，因此特別適合形狀復雜的工件、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．鍍層其它指標性能： 

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

舉例合金元化學催化鍍鎳的性能優(yōu)點應用：
1.二元合金應用化學鍍鎳最廣的是閥門制造業(yè)，鋼鐵制造的球閥，經(jīng)高磷化學鍍鎳12～25um，可提高耐蝕性，其使用壽命延長1倍以上。碳鋼堅固件鍍上25～50um厚的高磷化學鍍鎳層，可代替不銹鋼堅固件。經(jīng)化學鍍鎳保護的抽油泵，壽命長達4年以上，同樣未加保護的抽油泵的壽命只有6個月。中原油田對管道、閥門和泥漿泵等部位進行化學鍍磷合金，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、磁性和熱學性能可用Cu、W、Mo、Sn、Cr、和Co等元素進行改進。我公司將采用多元合金化學催化鍍鎳處理產(chǎn)品來滿足客戶需求。

文章整理：表面處理之鍍鎳