表面处理之镀镍(代码B2)

化学镀镍是采用金属盐和还原剂,在材料表面上发生自催化反应获得镀层的方法。到目前为止，化学镀镍是国外发展最快的表面处理工艺之一，且应用范围也最广。当今世界主要工业国家大力提倡和推广的一种新型金属表面处理技术，被广泛应用于各类五金零件、机械配件、电子连接零件、模具及航天通讯零件等，均可上镀于钢铁、铜、铝及合金，与传统电镀对比有着诸多的优点：化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极，而化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应。化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镀可以对任何形状工件施镀。高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀层。电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得快，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。化学镀镍是一项适合未来工业发展要求的一项新技术，它易实现自动化、低污染、低成本的实用技术，其重要功能是提供耐磨及防腐兼备的防护层。化学镀镍层常应用在以下基体材料上：钢和铁占71%、铝及铝合金上占20%、工具钢及高合金钢上占6%、其它材料上占3%，化学镀镍技术之所以得到迅速发展并获得如此广泛的应用，是由于其优越的工艺及技术性能特点所决定：

1．化学镀镍整个工艺流程有很好的环保性：它能确保整个生产环节不使用产生对人体和环境有害的及欧盟ROHS指令规定的铅Pb，汞Hg，镉Cd, 六价铬Cr，多溴联苯PBB，多溴联苯醚PBOE六种有害物质无毒地味，无三废排放，属国家大力推广的绿色环保产品，通过SGS国际通标测试符合欧盟标准。

2．耐腐蚀性强：该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，抗腐蚀性特别优良，经硫酸、盐酸、烧碱、盐水同比试验，其腐蚀速率低于cr18Ni9不锈钢。是一种均匀的非晶态结构，它不存在晶界、位错、层错之类的缺陷，且各基体结合致密，腐蚀介质难于通过结合界面而侵蚀到基体金属，耐腐蚀性比电镀铬要好。另外，化学镀镍几乎不受海水、盐水、淡水的侵蚀，在HCL和硫酸中的耐腐蚀性比不锈钢要好，它能耐多种介质的侵蚀，例如高浓度烧碱、硫化氢、乳酸等。(实验结果显示镀层厚度达到0.02－0.025，中度盐雾试验达到100个小时以上。)
3．耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态镀层，即处于基本平面状态，有自润滑性。因此，磨擦系数小，非粘着性好，耐磨性能高，在润滑情况下，可替代硬铬使用，为了提高镍磷镀层的耐磨性，在镍磷镀层中加入硬度极高的W，形成三元合金镀层，其耐磨性能大幅提高，并拥有较好的自润滑性能。
4．光泽度高：催化后的镀件表面光泽度为LZ或8-10△可与不锈钢制品媲美，呈白亮不锈钢颜色。镀层的光亮度，与淡黄色的电镀镍相比，大多数化学镀镍层为银白色，具有优良的耐变色性能，亮度可以保持更长时间。对于镍磷合金化学镀层来说，随着磷含量的增加，镀层光亮度也增加，在化学镀液中加入一定量的光亮剂后，镀层的反光率可以达到80%以上。化学镀镍铜磷合金的光亮度好且具有更强的抗变色能力。
5．表面硬度高、耐高温：化学镀镍磷合金元镀层为非晶体态结构，镀层致密，无孔，耐腐性远高于电镀镍。所以在某些情况下甚至可代替镀硬铬或不锈钢使用，更可贵的是化学镀镍层兼备了良好的耐腐与耐磨性能，金属表面硬度可提高一倍以上，在钢铁及铜表面可达570HV同时表面硬度高，经热处理后，其镀层表面形成非晶态和晶态的混合物时，硬度可达1200HV。而电镀硬铬层的硬度为960HV，在加热时，硬度急剧下降，经400℃×1h热处理的化学镀镍层硬度可达1100HV，且在室温至400℃时，镀层的硬度变化不大，因此，化学镀镍层是一种耐热镀层，该催化合金层熔点为850-890℃.适合于摩擦生热的情形下使用，而电镀硬铬层只能适用于常温下使用。
6．结合强度大： 化学镀镍是靠基材的自催化活性才能起镀，其结合力一般均优于电镀，一般在350-400Mpa条件下不起皮、不脱落、无气泡、不存在氢脆的问题、永不生锈既保持了金属基件原机械性能，又增加了耐磨性、耐腐蚀性。镀层有全光亮的外观，晶粒细，致密，孔隙率低及摩擦系数小等优点。

7．厚度均匀性仿型性好：镀后不需磨削加工，沉积层的厚度和成份非常均匀，化学镀液的分散力接近100%，避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀在尖角或边缘突出部分，没有过份明显的增厚无明显的边缘效应，因此特别适合形状复杂的工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件内壁等表面可得到均匀镀层，镀层表面光洁、平整、美观，厚度可控（可控制丝杆外径公差）。  

8．镀层其它指标性能： 

显微结构：非晶态合金，非磁性
融点：860℃~880℃ 密度：7.8g/cm3 内应力：钢上内应力低于7Pa
硬度：镀态550HV，适当热处理后可达1200HV 光泽度：L2或8~11个△ 
结合力：钢或铝上结合强度400MPa以上，大高于电镀镍、铬等. 

举例合金元化学催化镀镍的性能优点应用：
1.二元合金应用化学镀镍最广的是阀门制造业，钢铁制造的球阀，经高磷化学镀镍12～25um，可提高耐蚀性，其使用寿命延长1倍以上。碳钢坚固件镀上25～50um厚的高磷化学镀镍层，可代替不锈钢坚固件。经化学镀镍保护的抽油泵，寿命长达4年以上，同样未加保护的抽油泵的寿命只有6个月。中原油田对管道、阀门和泥浆泵等部位进行化学镀磷合金，从而使这些零件具有抗HS和HCL腐蚀的能力，大大提高其使用寿命。
2.多元合金，多元镍合金层是由3种以上元素所组成的镍基合金，能提高合金的性能。镀层的硬度、耐磨性、耐蚀性、磁性和热学性能可用Cu、W、Mo、Sn、Cr、和Co等元素进行改进。我公司将采用多元合金化学催化镀镍处理产品来满足客户需求。

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