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行業資訊

化學鍍鎳的工藝特點和耐腐蝕性研究進展

文章出處:東莞市長安俊威五金制品廠 點擊次數:0 發布日期:2021-12-13

化學鍍鎳技術是利用金屬鹽和還原劑在材料表面發生自催化反應來獲得涂層的方法。

到目前為止,化學鍍鎳是國外發展最快的表面處理工藝之一,應用最廣泛。

由于其優越的工藝特點,化學鍍鎳發展迅速。

化學鍍鎳

一、化學鍍鎳的特點是1.厚度均勻鍍鎳是化學鍍鎳的一大特點,也是應用廣泛的原因之一?;瘜W鍍鎳避免了電鍍層由于電流分布不均勻而導致的厚度不均勻。電鍍層的厚度在整個零件中差異很大,尤其是形狀復雜的零件。在零件的角落和離陽極近的部位,涂層很厚,而在內表面或離陽極遠的地方鍍層很薄,甚至鍍不到,采用化學鍍可避免電鍍的這一不足。

化學鍍時,只要零件表面與鍍液接觸,及時補充鍍液中消耗的成分,任何部位的鍍層厚度基本相同,即使是凹槽、縫隙、盲孔。

不存在氫脆的問題,常轉化為鎳離子

在電鍍鎳液中,除了少量氫是由NiSO4和H2PO3反應產生外,大多數氫是由兩極通電時電極反應引起的水解產生的。在陽極反應中,隨著大量氫氣的產生,陰極上的氫氣與金屬Ni-P合金同時沉淀,形成(Ni-P)H,附著在沉積層中。由于陰極表面形成大量原子氫,部分脫附產生H2。如果沒有時間脫附,留在涂層中的一部分氫氣會擴散到基體金屬中,而另一部分氫氣會聚集在基體金屬和涂層的缺陷處形成氫氣團。氣團壓力高。在壓力作用下,缺陷會導致裂紋,在應力作用下形成斷裂源,導致氫脆斷裂。

氫不僅滲透到基體金屬中,還滲透到涂層中。據報道,電鍍鎳只有在400℃×18h或230℃×48h熱處理后才能基本去除,因此電鍍鎳很難去除氫,而化學鍍鎳不需要去除氫。

3.許多材料和零件的功能,如耐腐蝕性和耐高溫氧化性,都反映在材料和零件的表面層上。一般來說,一些具有特殊功能的化學鍍鎳層可以用其他方法制備的整體實心材料代替,也可以用廉價的基體材料代替用貴重原料制成的零件。因此,化學鍍鎳具有很大的經濟效益。

4.可沉積在鋼鎳合金、鋅合金、玻璃、陶瓷、塑料、半導體等各種材料表面,為提高這些材料的性能創造條件。

5.不需要一般電鍍所需的直流電機或控制設備,熱處理溫度低。只要在400℃以下的不同保溫時間后,就可以獲得不同的耐腐蝕性和耐磨性。因此,不存在熱處理變形的問題,特別適用于加工一些形狀復雜、表面耐磨、耐腐蝕的零件。

6.化學沉積層厚度可控,工藝簡單,操作方便,溫度低,成本低于其他表面處理保護,適用于中小工廠或小批量生產。

二、化學鍍鎳具有良好的耐腐蝕性,但電鍍鉻層因應力高而開裂,不能保護基質金屬免受腐蝕。

化學鍍鎳的耐腐蝕性優于電鍍鉻,因為化學鍍鎳是一種非晶態結構,非晶態是一種均勻的單相組織,沒有晶界、位錯、層錯等缺陷,因此在腐蝕介質中不易形成腐蝕性微電池。

同時,化學鍍鎳層與基體結合均勻致密,腐蝕介質難以通過鍍層浸蝕基體,具有優異的耐腐蝕性。

化學鍍鎳磷非晶態合金涂層幾乎不受堿液、中性鹽液、水和海水的腐蝕?;瘜W鍍鎳層在HCL和H2SO4中的耐腐蝕性遠優于不銹鋼,能承受各種化學介質的腐蝕。

例如,非氧化鹽、高溫高濃度燒堿、硫化氫、乳酸等。

化學鍍鎳-P二元合金層均勻致密,耐腐蝕性好,但不能滿足用戶要求。為了提高二元化鍍鎳的耐腐蝕性,人們在原二元系的基礎上引入了一些新的金屬成分,形成了三元合金涂層,具有更好的耐腐蝕性。

在10%H2SO4溶液中,Ni-Cu-P合金涂層的耐腐蝕性遠優于Ni-P合金涂層。在磷含量相近的情況下,銅含量越高,耐腐蝕性越好。

在腐蝕系統中,加入適量的銅可以促進陰極鈍化,產生穩定的鈍化膜。

研究結果表明,Cr是一種易鈍化的金屬,因此Ni-Cr-P合金層的耐腐蝕性顯著提高。在3.5%的NaCl腐蝕介質中,Ni-Cr-P合金層除了形成富磷磷酸鹽保護膜外,涂層中Cr的腐蝕溶解可以產生Cr2O3,增強了保護膜的作用。因此,它比Ni-P合金層具有更高的耐腐蝕性。

Ni-W-P合金涂層與基體結合牢固,結構致密,在液/固雙相流腐蝕介質中具有優異的耐沖刷腐蝕性。此外,Ni-W-P合金涂層比Ni-P合金涂層穩定性更高。

實驗表明,Ni-Mo-P合金涂層為非晶態結構,具有良好的耐有機溶劑、有機酸和鹽性能。

三、結束語

由于高科技產業的迅猛發展,為化學鍍鎳技術提供了巨大的市場,近二十年是化學鍍鎳技術的研究、開發和應用的飛躍發展時期,我國的化學鍍鎳市場與國際市場相比還有一定的差距,相信在今后幾年越來越廣泛的應用該項技術會逐步走向穩定和成熟。

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