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化學(xué)鍍鎳技術(shù)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(xué)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?;瘜W(xué)鍍鎳之所以得到迅速發(fā)展,是由于其優(yōu)越的工藝特點(diǎn)所決定。
一、化學(xué)鍍鎳層的工藝特點(diǎn)
1. 厚度均勻性
厚度均勻和均鍍能力好是化學(xué)鍍鎳的一大特點(diǎn),也是應用廣泛的原因之一,化學(xué)鍍鎳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,電鍍層的厚度在整個(gè)零件,尤其是形狀復雜的零件上差異很大,在零件的邊角和離陽(yáng)極近的部位,鍍層較厚,而在內表面或離陽(yáng)極遠的地方鍍層很薄,甚至鍍不到,采用化學(xué)鍍可避免電鍍的這一不足?;瘜W(xué)鍍時(shí),只要零件表面和鍍液接觸,鍍液中消耗的成份能及時(shí)得到補充,任何部位的鍍層厚度都基本相同,即使凹槽、縫隙、盲孔也是如此。
2. 不存在氫脆的問(wèn)題
電鍍是利用電源能將鎳陽(yáng)離子轉換成金屬鎳沉積到陽(yáng)極上,用化學(xué)還原的方法是使鎳陽(yáng)離子還原成金屬鎳并沉積在基體金屬表面上,試驗表明,鍍層中氫的夾入與化學(xué)還原反應無(wú)關(guān),而與電鍍條件有很大關(guān)系,通常鍍層中的含氫量隨電流密度的增加而上升。
在電鍍鎳液中,除了一小部分氫是由NiSO4和H2PO3反應產(chǎn)生以外,大部分氫是由于兩極通電時(shí)發(fā)生電極反應引起的水解而產(chǎn)生,在陽(yáng)極反應中,伴隨著(zhù)大量氫的產(chǎn)生,陰極上的氫與金屬Ni—P合金同時(shí)析出,形成(Ni—P)H,附著(zhù)在沉積層中,由于陰極表面形成超數量的原子氫,一部分脫附生成H2,而來(lái)不及脫附的就留在鍍層內,留在鍍層內的一部分氫擴散到基體金屬中,而另一部分氫在基體金屬和鍍層的缺陷處聚集形成氫氣團,該氣團有很高的壓力,在壓力作用下,缺陷處導致了裂紋,在應力作用下,形成斷裂源,從而導致氫脆斷裂。氫不僅滲透到基體金屬中,而且也滲透到鍍層中,據報道,電鍍鎳要在400℃×18h或230℃×48h的熱處理之后才能基本上除去鍍層中的氫,所以電鍍鎳除氫是很困難的,而化學(xué)鍍鎳不需要除氫。
3. 很多材料和零部件的功能如耐蝕、抗高溫氧化性等均是由材料和零部件的表面層體現出來(lái),在一般情況下可以采用某些具有特殊功能的化學(xué)鍍鎳層取代用其他方法制備的整體實(shí)心材料,也可以用廉價(jià)的基體材料化學(xué)鍍鎳代替有貴重原材料制造的零部件,因此,化學(xué)鍍鎳的經(jīng)濟效益是非常大的。
4. 可沉積在各種材料的表面上,例如:鋼鎳基合金、鋅基合金、玻璃、陶瓷、塑料、半導體等材料的表面上,從而為提高這些材料的性能創(chuàng )造了條件。
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℃以下經(jīng)不同保溫時(shí)間后,可得到不同的耐蝕性和耐磨性,因此,它不存在熱處理變形的問(wèn)題,特別適用于加工一些形狀復雜,表面要求耐磨和耐蝕的零部件等。
6. 化學(xué)沉積層的厚度可控,其工藝簡(jiǎn)單,操作方便,溫度低,成本比其它表面處理防護低,適用于在中、小型工廠(chǎng)或小批量生產(chǎn)。