化學鍍鎳技術(無電解鎳技術)是當今世界主要工業(yè)國家大力提倡和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、鋁及合金等金屬,化學鍍鎳與傳統(tǒng)電鍍對比有著諸多的優(yōu)點:
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)不使用不產(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, 六價格鉻Cr,多PBB,多醚PBOE六種有害物質。
2.鍍層厚度非常均勻,化學鍍液的分散力接近100%,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、管件內壁等表面施鍍,鍍層表面光潔、平整、美觀。
3.工藝設備簡單,不需整流電源、輸電系統(tǒng)及輔助電板,操作時只需把工件懸掛在鍍液中即可上鍍鎳。
4.化學鍍鎳是靠基材的自催化活性才能起鍍,其結合力一般均優(yōu)于電鍍,鍍層有全光亮的外觀,晶粒細,致,致密,孔隙率低及摩擦系數(shù)小等優(yōu)點。
5.化學鍍鎳磷合金為非晶體態(tài)結構,鍍層致密,無孔,耐腐性遠高于電鍍鎳,化學鎳鍍層硬度較高(hv500-550),鍍后鍍層可進行熱處理來提高其硬度達到(hv800-1200),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)淞肆己玫透c耐磨性能。
6.釬焊性能好,根據(jù)鍍層中含磷量可控制為磁性和非磁性。
7.無毒地味,無三廢排放,屬國家大力的綠環(huán)保產(chǎn)品,通過SGS通標測試符合歐盟標準。
8.由于五金機械、電子計算機、通信等高科技產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,為化學鍍提供了巨大的市場,西方工業(yè)化國家化學鍍鎳應用技術竟爭激烈,年增長速度為15%,這是的發(fā)展速度。
改善不銹鋼化學鍍鎳層的結合力,不銹鋼工件(傳動軸、嚙合件、動配合件等)化學鍍鎳,可改善鍍層的均勻性和自潤滑性,比電鍍鉻好。但不銹鋼化學鍍鎳常因前處理不好而造成鍍層與基體結合力不理想,成為實際生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。原工藝流程:機械拋光→有機溶劑除油→化學除油→熱水洗→電化學除油→熱水洗→冷水洗→30%HCl→冷水洗→20%HCl(50OC)→冷水洗→閃鍍鎳→化學鍍鎳。原工藝的缺點:單獨用HCL除氧化皮效果不好;形狀復雜件閃鍍鎳因覆蓋能力不好而影響到化學鍍鎳的均勻性;因工序較長有可能造成不銹鋼新鮮表面重新被氧化成膜;閃鍍鎳溶液易污染化學鍍鎳溶液等。為此,我們改進工藝。
改進工藝流程:拋光、除油工序同原工藝→混酸除膜(25%HCl+8%HNO3+10%HF)→冷水洗→活化(10%HCl+5%NH4F,60OC)→熱水洗→化學鍍鎳。改進工藝的優(yōu)點:①采用混酸除去不銹鋼表面難溶的FeCrO4氧化膜、Si、SiO2,使基體表面的化學活性增強;②工序簡化,避免了不銹鋼新鮮表面重新被氧化;③增加基體的預熱工序,消除鍍層與基體因溫差而產(chǎn)生的應力。因此,化學鍍鎳與基體結合力好,鍍速快等。
一、DSE-1中磷化學鍍鎳濃縮液的特點:
1、 鍍液穩(wěn)定性好,可循環(huán)使用12-15周期(MTO)。
2、 鍍液具有較快的沉積速度,zui高鍍速可達25um/h。
3、 鍍層外觀光亮并具有鏡面光亮度。
4、 鍍液深鍍能力強、均鍍能力強。
5、 鍍層孔隙率低,15um無孔隙,耐腐蝕能力強。
6、 鍍層擁有較高的硬度和耐磨性。
7、 鍍層為非晶態(tài)、非磁性Ni—P合金。
8、 內應力與壓應力以及延展性.
二、DSE-1化學鍍鎳鍍層的性能指標:
(1)、磷含量:7~9%(wt)
(2)、密度:7.6~7.8g/cm3
(3)、鍍態(tài)硬度:500~550Hv(0.1)
(4)、熱處理后硬度:950~1200Hv(0.1)
(5)、熔點:860~8800C
(6)、結合力:在鋼上400~550Mpa
(7)、電阻率:50-100uΩ·cm
(8)、內應力:鋼上內應力低于6Mpa
(9)、鍍液能在鋼鐵、鑄鐵、合金鋼、不銹鋼、銅合金和鋁合金上上鍍。
三、DSE-1濃縮液使用方法:
本產(chǎn)品采用通用的A、B、C三種濃縮液,以A、B開缸、上鍍過程中根據(jù)分析鎳離子濃度結果,以A、C補加工作液的消耗組分,生產(chǎn)操作極其方便。
1、 開缸配制方法:(以配制1升工作液為例)
DSE-1A 60ml (6%) DSE-1B 150ml (15%)
剩余量為去離子水和氨水(調整PH值4.6-4.8)用稀釋2—3倍的氨水來調整PH值。
a) 槽液配制方法:
先在潔凈的鍍槽中加入一半體積的去離子水,然后加入15%體積的B液,攪拌均勻。并在不斷攪拌下加入6%體積的A液,再用稀釋2—3倍的氨水來調整PH值至4.6-4.8,(新開缸的PH值在4.7)zui后加入去離子水至規(guī)定體積攪拌均勻,加熱鍍液至85-900C即可使用.
b) 鍍液的分析及補加:
工作液Ni2+的濃度為6g/L。Ni2+濃度的分析方法:用移液管吸取冷卻后的鍍液10ml于250ml的三角瓶中。加入100ml純凈水,10ml濃氨水,再加入約0.02g紫脲酸胺指示劑后搖勻(此時溶液的顏應變成淺棕或淺褐),zui后用0.1mol的EDTA溶液滴定至紫為終點。經(jīng)分析Ni2+濃度,鍍液Ni2+含量降低1g/L,則補加A、C各10ml。(A、C按1︰1等比例添加)
A液補加量(ml)=C液補加量(ml)=[60-(6×EDTA用量ml數(shù))]×開缸鍍液體積(L)
c) 分析所用的原料及標準溶液的配制:
分析純:1、濃氨水(密度:0.91g/ml)
2、紫脲酸胺指示劑(紫脲酸胺:氯化鈉=1:100要研磨成均勻粉末)
Ni2+=6×0.1×V(g/L) V=耗用EDTA溶液的毫升數(shù)
也可以查下表進行補加:
Ni2+活度% | Ni2+濃度(g/ L) | 補加A液ml/L | 補加C液ml/L |
100 | 6.0 | 0 | 0 |
95 | 5.7 | 3 | 3 |
90 | 5.4 | 6 | 6 |
85 | 5.1 | 9 | 9 |
80 | 4.8 | 12 | 12 |
75 | 4.5 | 15 | 15 |
70 | 4.2 | 18 | 18 |
四、鍍液的工作參數(shù):
1、溫度:87-900C *溫度為88±20C
2、PH值:4.4-5.0 *PH值為4.6-4.8
3、裝載量:0.5-2.5dm2/L*裝載量為1.5dm2/L
4、沉積速度:12-25um/h
5、Ni2+濃度為6g/L,工作液為6g/L。(注:每次補加不得超過開缸量的15%)
五、鍍液的管理及維護:
1、應經(jīng)常測量鍍液中Ni2+的含量,溫度、PH值。保持在正常工作范圍內并不出現(xiàn)較大的波動。
2、鍍槽材料:適當?shù)牟讳P鋼、高密度聚、有聚襯層的鋼或別低熱耐酸的材
料;有必要連續(xù)的陽極極化保護以避免自發(fā)沉積。
3、過濾:建議采用連續(xù)過濾,光亮鍍層要求采用5um過濾介質連續(xù)過濾,若連續(xù)過濾不可行,鍍液必須在工作期結束時冷卻,然后在下一個工作周期開始前用 3um過濾介質過濾。即使采用連續(xù)過濾,鍍槽、過濾設備、加熱器等設備也要定期用30%稀硝酸退除鎳層,再用清水沖洗,然后用稀氨水或稀碳酸鉀溶液的去離子水沖洗。
4、攪拌:工件水平移動或潔凈無油的低壓空氣攪拌,空氣攪拌時,導管可采用下放有孔的聚管,孔徑約為2.5mm;使用低壓空氣(側面開口鼓風機)。小槽量可以不用空氣攪拌.
5、加熱:須用不銹鋼或特氟隆材料;蒸汽加熱和電加熱均可。采用不銹鋼先要鈍化處理,然后加以陽極保護,防止不銹鋼加熱器鎳析出。加熱過程中應適當攪拌應避免鍍液局部過熱而導致鍍液翻槽。
6、PH值調整:PH值可通過添加50%稀氨水來升高,10%稀來降低。調整PH值時,應緩慢補加的同時適當攪拌鍍液。新鍍液可采用較低的PH值和較低的溫度(PH值:4.6左右,溫度:86℃左右),隨著鍍液的不斷老化,PH值和溫度可逐步升高,這樣有利于獲得較平均的鍍速和磷含量。為了保持*的鍍速和允許補加,鍍液中Ni2+的含量應不低于5.0 g/L,建議補加不要超過Ni2+開缸量的15%,若添加量超過15%,應在每次工作負載中逐步補加,補加時應同時攪拌鍍液。
7、排氣:為保護工人的健康而建議使用。
六、包裝及有效期:
1、25L/桶,DSE-1A、B、C濃縮液有效期為12個月。
七、儲藏:
1、DSE-1濃縮液必須直立放置,裝在密封容器內,儲藏環(huán)境溫度為15—300C的干燥環(huán)境中,不使用時,應密封好。
2、 DSE-1濃縮液應遠離強氧化劑、熱源、火源。
八、安全注意事項:
1、不能吞食DSE-1濃縮液,避免吸入鍍液蒸汽,請勿濺到眼睛、皮膚和衣物上。在處理鍍液時,應穿戴好化學防護眼鏡、手套和工作服。
2、容器上必須安裝排氣裝置。
3、如果直接加熱鍍液,應注意正確的液面位置,以防止過熱引起鍍液自發(fā)分解(特別是在塑料容器中)。
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