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镍磷镀的工艺原理以及作用,经过它处理的材料有什么效用?

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镍磷镀的工艺原理以及作用,经过它处理的材料有什么效用?

发布日期:2020-03-03 作者: 点击:

镍磷镀是一种化学溶液,能与碳钢等部件发生化学反应,在钢部件的表面形成一层镍磷镀膜,有效的隔断钢部件与腐蚀性介质的接触,从而达到防腐的目的。它的施工是将工件浸泡在镀液中缓慢反应,由于是全浸透,反应镀层均匀,更形象的讲大家在学校经常做的铁片置换铜离子的试验,与此类似。其中镍占90%左右,其他是磷,镍磷镀的防腐性能很高,而且耐温可以达到500℃。镍磷镀的优点是:1、它镀层的致密性,凡是溶液能渗透的地方都能很好的施镀;2、镀层十分光滑,污垢不容易沉积3、镀层性质与金属类似,不影响换热器的换热系数。

在资料中,他们还对换热器管束的耐腐蚀性能做了对比试验,采用的方法分别为:1、20钢裸露寿命2~3月;2、PPS涂层(一种防腐树脂)寿命为6~12月;3、12Cr2AlMoV(钢材质)寿命为11个月;4、渗铝为10个月;镍磷镀的耐腐蚀寿命为25个月。

价格方面,他们也和国内几种常用的防腐涂料以及各种镀层进行了比较。单从即时费用看,镍磷镀的价格要比我们现在用的防腐涂料高出一些,如果从长远估算,它的投资要小的多。另外,镍磷镀施镀后还有一些后续工作要做。比如,有沉积物时不能用我们厂检修时清理气分管束那样机械清理。所以清理方面,他们引进了国外高压水清理技术,水压高可达270Mpa,根据不同的需要调整水压,能很好的清理杂物。

镍磷镀ENP(Electroless Nickel plating)工艺是一种用非电镀(化学)的方法,在零部件表面沉镀出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷硼合金镀层的先进表面处理工艺。它兼有高匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和无漏镀缺陷及仿真性极好六大优点,其综合性能优于电镀铬。在很多环境介质中甚至比不锈钢更耐腐蚀,用来代替不锈钢可以降低工件成本。在工艺方面,化学镀镍是靠化学方法形成镀层,无锡镍磷镀加工不受零件形状和尺寸的限制,任何复杂形状的零件各部位镀层厚度均匀一致,施镀过程中厚度精度为±2μm,能够满足各种复杂精密部件的尺寸要求,而且镍合金镀层质密光滑,镀后无需任何加工,还可以反复修镀。该技术是目前发达国家重点推广的表面处理新技术。

无锡镍磷镀加工

一、镍磷镀ENP的基本原理

  镍磷镀ENP的基本原理是以次亚磷酸盐为还原剂,将镍盐还原成镍,同时使金属层中含有一定的磷,沉淀的镍膜具有催化性,可使反应继续进行下去。关于ENP的具体反应机理,目前尚无统一认识,现为大多数人所接受的原子氢态理论是: 1、镀液在加热时,通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢,而形成亚磷酸根,同时放出生态原子氢,即:H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2[H]

2、初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化,使镀液中的镍离子还原,在催化金属表面上沉积金属镍:Ni2++2[H]→Nio+2H+

3、随着次亚磷酸根的分解,还原成磷:H2PO2-+[H]→H2O+OH-+Po

镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金,因此,ENP的基本原理也就是通过镀液中离子还原,同时伴随着次亚磷酸盐的分解而产生磷原子进入镀层,形成过饱和的Ni-P固溶体。

二、镍磷镀ENP工艺特点

1、该工艺从原料到操作对环境无毒无污染,属于环保型表面处理工艺。

2、属于热化学镀,靠化学反应在零件表面生成镀层。

3、工艺独特,对任何复杂形状的零件,只要浸到镀液,就能获得各个部位完全均匀一致的镀层(彻底弥补了电镀工艺的漏镀缺陷)。

4、镀层十分光滑均匀,并且厚度能够得到精确控制,镀后无需任何加工处理。

三、镀层性能特点

1、镀层成分:镀层合金(镍磷硼合金),其中镍86-97%,合金成分3-14%。

2、结合力:镀层合金与基体之间是金属键结合,连结坚固,结合力超强。钢或铝合金300-400Mpa,铜140-160Mpa,是电镀的6-8倍,能承受很大的剪切应力而不脱皮。

3、镀层硬度:镀态300-500HV,热处理(350-400℃1h)后可达到800-1000HV,接近电镀硬铬的硬度,但综合性能比硬铬镀层好,是替代硬铬镀层的理想镀层。

4、抗腐蚀性:镀层针孔率底,又是非晶态结构,无晶界面,腐蚀性介质无法渗透通过镀层,其化学稳定性高,具有优良的抗腐蚀性能。特别是高磷镀层,可以耐各种介质的腐蚀,在很多行业中可以代替不锈钢。

5、耐磨性:非晶态的合金结构能起到固体自润滑效果,适当热处理(350-400℃1h)后强化了镀层结构的驰豫现象,镀层延展性、韧性大为改善,硬度大大提高,加上表面质密、均匀、光滑,因此具有极好的耐磨性,性能优于硬铬镀层。

另外,ENP镀层还具有耐高(低)温(-50-890℃)、无磁性、钎焊性能好、电阻率低、导电(热)性能好、膨胀系数低、抗变色能力强等特殊的物理化学性能,使该工艺在电子、石油化工、机械制造等各个工业部门得到广泛的应用。

四、化学镀镍,镍磷镀具体应用

化学镀镍,镍磷镀ENP工艺可在钢、铜、铝等基材上沉镀,并以良好的工艺性和优秀的镀层性能,在电子和计算机、航空航天、化学化工、石油天然气、机械、汽车摩托车、精密仪器、食品机械、医药、纺织、市政路政等行业广泛应用。

1、电子、计算机行业

铝镁合金硬盘、线路板、薄膜电阻器、金属元件等,利用化学镀镍合金可提高其耐磨、耐蚀性能和特殊的物理化学性能。

2、机械制造工业

凡需要耐磨,耐蚀的零部件一般都可以用化学镀镍合金层来提高其寿命,如液压轴、曲轴、传动链带、齿轮、工卡量具等。

3、模具行业

镍合金镀层因其耐磨、耐蚀、结合力强、固体自润滑性能以及工艺上的均匀,可控厚度等的优势,能够起到强化模具的理想效果,大大提高模具的抗磨损、抗擦伤、抗咬伤的能力,脱模容易,既延长了模具寿命,又提高了模加工件的表面质量,用ENP工艺处理模具时表面厚度均匀无变形,模具表面尺寸超差时,可以很精确地修复。

4、石油、化工行业

化学镀镍合金对含硫化氢的石油和天然气以及酸、碱、盐等化学腐蚀介质都具有优良的抗蚀性,所以采油设备、输油气管道中应用广泛。普炭钢、低合金钢上镀一层50-70μm的合金,其寿命可提高3-6倍。化学工业的容器、阀门、管道、泵等可用这种工艺处理,以代替不锈钢和纯镍。又因其兼有优良的抗蚀、耐磨、精确零件的特点,构成了ENP工艺独特的优势。

5、汽车摩托车行业

主要是利用化学镀镍合金层的耐蚀、耐磨性能。如形状复杂的散热器、齿轮、喷油嘴、制动瓦片、减振器等等。

6、其它行业

ENP工艺还适合处理航空、汽车业中一些要求耐磨耐蚀,并且又对称平衡的零件,铝、镁、铍材料制成的航空零部件和电子元器件等。


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