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      資訊動態

      化學鍍鎳工藝

      發布時間:2017-05-19

      l        標準

       

      GB5267.1 緊固件 電鍍層

       

      l        工藝流程

       

      一、 碳鋼和低合金鋼的前處理工藝流程

       

      機械除油除銹→水洗→化學除油→水洗→酸洗→水洗→活化→→水洗→去離子水洗

       

      主要步驟的工藝要求

       

        1.機械除油除銹

       

        一般的工件表面都有油污和銹蝕,大量油污可用干布擦凈,銹蝕的部位用水砂紙打磨。有的工件表面有銹皮、焊渣、舊漆層等,則需進行機械拋光、振光或噴砂處理。

       

        2.化學除油 除油液配方: 氫氧化鈉 20g/l 碳酸鈉 30g/l 磷酸鈉 30g/l OP-10 1ml/l

       

        工藝條件  溫度: 60-80℃ 時間 3-5分鐘

       

        如果一次除油不徹底,應用水沖洗后再浸入除油液中,如此反復操作,直至油除凈為止。油除凈的標準是基體表面達到完全潤濕狀態,能形成均勻水膜,無掛珠。

       

        3.涂保護漆 如果要求零件局部鍍覆,則需對不要求鍍的部位涂保護漆。涂保護漆時應小心仔細,需保護的部位的涂層應連續均勻,不保護的部位 絕對 不允許沾有保護漆。

       

      保護漆通常采用聚胺脂清漆,涂漆后應放置24小時方可進行化學鍍。

       

        4.酸洗   酸洗液配方:1∶1 鹽酸(體積比)

       

        工藝條件   溫度: 室溫 時間: 15-30秒

       

        酸洗后要求工件表面無銹。

       

        5.活化   活化液配方 10% 硫酸 (體積比) ρ H2SO4 =1.84 g/cm 3

       

        工藝條件 溫度: 室溫 時間: 10-20 秒

       

        一般要求當工件表面有大量細小均勻氣泡溢出時停止活化。

       

      二、不銹鋼、高合金鋼的前處理工藝

       

        由于不銹鋼和高鎳、鉻含量合金鋼的表面上有一層鈍化膜,若按常規鋼鐵件表面預處理的方式進行前處理,化學鍍層的結合強度很差,很難保證結合力。所以在一般除油后要附加在濃酸中進行陽極處理,以改善鍍層的結合強度。為可靠起見,還可以進行預鍍鎳,進行活化。常見工藝如下:

       

        化學除油→熱水清洗→冷水清洗→電解清洗→二次除油→熱水清洗→冷水清洗→電解清洗→預鍍鎳活化→冷水清洗→去離子水洗

       

        工藝配方及工藝說明

       

        化學除油:與普通鋼鐵件除油配方相同,60-80℃;

       

        熱水清洗:60-80℃,約2分鐘;

       

        冷水清洗:兩次逆流漂洗或噴淋清洗,室溫,約2分鐘;

       

        電解清洗:堿性脫脂液配方可與上面的化學除油液配方相同,陽極電流密度為30-55安培/平方分米,15-30秒;

       

        預鍍鎳:閃鍍液配方為: 6水氯化鎳240克/升,鹽酸(30-33%)320ml/L,陽極為鎳板,工件陰極,電流密度,3.5-7.5安培/平方分米,2-4分鐘;

       

       

       

      化學鍍鎳工藝——鍍前處理需知

       

           化學鍍鎳的對象是具體的工件,進廠待鍍的工件狀況,包括工件材質、制造或維護方法,工件尺寸和最終使用情況是不同的;因此前處理方法應有所不同。在確定正確的前處理工藝流程時,必須對工件善有充分的了解。

       

        1.合金類型 為保證鍍層足夠的結合力以及鍍層質量,必須鑒定基體材質。某些含有催化毒性合金成分的材料在鍍前處理時加以表面調整,保證除去這些合金成分后才能進行化學鍍鎳。例如:鉛(含鉛鋼)、硫(含硫鋼)、過量的碳(高碳鋼)、碳化物(滲碳鋼)等。因為這些物質的殘留會產生結合力差和起泡問題。而且,在未除凈這些物質的表面、鍍層會產生針孔和多孔現象。另一種處理方法是在鍍前采用預鍍的方法隔離基體才料中有害合金元素的影響。在不清楚待鍍工件材質而且又不可能進行材料分析的情況下,必須進行預先試驗,試合格后方可處理工作。

       

        2.工件的制造歷史 鋼件表面狀況由于滲碳、滲氮、淬火硬化后提高表面硬度是重要的變化途徑之一。通?;瘜W鍍鎳在硬度范圍HRC58-62的鐵件表面上鍍層的結合力是難以合格的。一方面,上述硬度范圍的工件必須進行特別的清洗方法,即在含氰化物的溶液中周期換向電解活化或其它合適的電解清洗,以便溶解除去表面的無機物質諸如碳化物。另一方面,在施鍍中產生的表面應力,諸如航天工業用的表面有較高張應力的工件,必須在鍍前鍍后進行去應力處理,以獲得合格的結合力。在制造過程中工件表面大量通訊以除去的機械潤滑油和拋光劑等也必須在鍍前清除干凈。

       

        3.工件的維修歷史  工件維修時為除去表面的有機涂層、鐵銹或氧化皮,采用噴砂處理,這種工件是化學鍍前最難處理的。因為這些工件表面不僅嵌進了殘留物質,而且腐蝕產物附著得很牢。在這種情況下,應先采用機械方法清潔表面,以保證后續化學清洗和活化工序的質量。為除去工件表面嵌進的油脂和化學臟污,有時預先烘工件十分有效,盡管這不是唯一的好用的清除方法。

       

        4.工件的幾何尺寸  許多工件的幾何贓妨礙了采用某前處理技術,如大尺寸的容器以及內表面積很大的管件就是如此。通常清洗和活化鋼件應包括電解清洗和活化,在上述情況下,應采用機械清洗、化學清洗和活化更為可行。對于具有盲孔和形狀復雜的零件,需要加強清洗工序以解決除去污垢、氫氣泡逸出和溶液帶出的問題。在工件吊掛和放置方法上也應考慮解決上述問題。

       

        5.工件非鍍面的阻鍍問題  許多工件要求局部化學鍍鎳,因此必須彩屏蔽材料將非鍍部分保護起來。屏蔽材料可用壓敏膠帶、涂料、專用塑料夾具等。當然市場上現在有商品的阻鍍涂料(或叫保護漆)出售,并且高級一點的,可以鍍后輕松除去,用專用溶劑溶解后可以反復使用。

       

        6.化學清洗  浸洗是化學鍍前處理的重要步驟之一,其重要的功能在于清除工件表面的污垢,為保證清洗效果,通常使用清洗劑、機械攪拌和加溫。采用堿性清洗劑時必須加熱至60-80℃,以便徹底清洗污垢,大多數堿性清洗采取浸洗并且強力攪拌,也可以采用噴淋清洗方式。市售的浸洗清潔劑的質量和去污能力差異很大,因此根據工件污染程度選用清潔劑是很重要的。

       

        7.電解清洗  電解清洗化學鍍鎳活化處理前的末道清洗方法,多適用于精密零件。直流電解清洗即阻極電解清洗的優點在于工件表面產生大量的氫氣增加了洗滌效果;其缺點在于工件帶負電,因而吸附清洗溶液中的銅、鋅和其它金屬離子、皂類和某些膠體物質,在工件上形成疏松的電極泥以致帶去。電解清洗時采用周期換向電注,當工件為陽極時,迫使工件表面帶正電荷的離子和污垢脫離。而且工件表面生成的氧氣有利于有效地洗滌掉嵌牢在工件上的污垢,由清洗溶液中的清潔劑去潤濕污垢,乳化轉換掉污垢。

       

        8.水洗  兩個前處理工序之間的水洗工序,目的在于防止上道工序帶出的溶液對下道工序溶液的污染和從工件表面清除污垢、金屬離子污染和電極泥,以保證鍍層結合力合格。水洗工序進行得好壞與設計出一個好的工藝流程是很重要的,應避免共用漂洗,即回頭至先前用過的槽中漂洗的現象出現。

       

      化學鍍鎳的后處理在化學鍍鎳施鍍結束之后必須采取清洗和干燥,目的在于除凈工件表面殘留的化學鍍液、保持鍍層具有良好的外觀,關且防止在工件表面形成“腐蝕電池”條件,保證鍍層的耐蝕性。除上之外,為了不同的目的和技術要求還可能進行許多種后續處理;當然,后處理還包括對不合格鍍層的退除。

       

      三、消除氫脆的鍍后熱處理

       

        如果進行熱處理是為了提高鍍層硬度,不必單獨進行降低氫脆的熱處理。熱處理應在機加工前進行,若鋼鐵基體的抗張弗度大于或等于1400MPa,應及時進行鍍后熱處理。鍍后的鋼鐵零件可按照下表進行除氫處理  

       

      鋼的最大抗張強度值Rm/MPa

      溫度/℃

      時間/h

      鍍后至熱處理時,允許的最長延遲時間/h

      <1050

      無要求

      -

      -

      1050-1450

      190-220

      8

      8

      1450-1800

      190-220

      18

      4

      >1800

      190-220

      24

      0

       

      提高結合強度的熱處理

       

      為了提高基體金屬上的自催化鎳-磷鍍層的結合強度,應按需方規定進行熱處理,鍍層厚度為50μm,或低于50μm的工件可按下表推薦的規范進行熱處理,較厚的鍍層進行較長時間的熱處理。

       

      基體材料

      時間/h

      溫度/℃

      鈹和鈹合金

      1-1.5

      155±5

       

      4

      140±5

      時效-硬化處于是的鋁和鋁合金

      1-1.5

      130±10

      未進行時效-硬化處理的鋁和鋁合金

      1-1.5

      160±10

      鎂和鎂合金

      2-2.5

      190±10

      銅和銅合金

      1-1.5

      190±10

      鎳和鎳合金

      1-1.5

      230±10

      鈦和鈦合金

      10

      280±10

      碳鋼和合金鋼

      1-1.5

      210±10

      鉬和鉬合金

      2-2.5

      200±10

       

        提高鍍層硬度的熱處理

       

        為提高化學鍍鎳層的硬度關達到技術要求的硬度值,熱處理技術條件應綜合考慮熱處理溫度、時間以及鍍層合金成分的影響。通常為獲得最高硬度值,采用得最多的熱處理溫度是400℃下保溫一個小時,當然在低于400℃條件下,考慮延長熱處理時間也可以達到熱處理地效果。一般我們在確定熱處理工藝時,要首先確定化學鍍鎳層的合金成分,通過試驗驗證達到效果后才能進行執處理。

       

      此外,在熱處理過程應避免快速升溫和快速冷卻,在確定熱處理時間時應考慮工件質量。當熱處理溫度超過250℃時,為避免鍍層外觀變色和表面氧化,熱處理應在惰性或者還原氣氛中進行;但是抗張強度超過1400MPa的鋼鐵零件不能在氫氣氣氛中熱處理。應該注意,高溫熱處理對某些基體材料的機械性、尺寸精度和鍍層的耐蝕性將產生不利影響。為了得到所需的最絡硬度值,應該考慮最佳的熱處理時間與溫度組合。

       

        400℃熱處理時保溫時間對硬度的影響HV100

       

      含磷量(%)

      鍍態

      熱處理后/h

       

      1/4

      1/2

      1

      2

      20

       

      2.8

      692

      821

      -

      812

      773

      -

       

      4.5

      732

      811

      911

      923

      951

      977

       

      6.8

      611

      782

      852

      915

      957

      967

       

      7.1

      602

      -

      921

      -

      -

      916

       

      8.7

      584

      863

      890

      893

      913

      -

       

      9.6

      547

      -

      1001

      -

      -

      -

       

      12.1

      509

      845

      827

      890

      766

      -

       

       

       

       

      l         鍍鎳工業現狀

       

      最近的十幾年間,我國的光亮鍍鎳工藝、高裝飾重防護的多層鎳鉻工藝、黑鎳、沙面鎳、深孔鎳的開發與應用迅猛發展,是電鍍行業中的熱門話題。十分重要的一個原因是我國摩托車、汽車及其他制造業飛速發展,全國約1600多萬輛摩托車生產,汽車鋁輪轂的電鍍加工不僅推動了光亮鍍鎳工藝的發展,同時也促進了多層鎳鉻體系的工業化應用,僅廣東省年消耗金屬鎳陽極達8000余噸。BASF在十余年前推出十余種鍍鎳中間體。成功地占領了鍍鎳光亮劑市場,與此同時,國際鎳公司INCO推出高品質的多種鎳陽極和鎳鹽,這些都大大加速了我國光亮鍍鎳工藝與多層鍍鎳工藝的發展,其他的國外品牌如美國的PMC公司推出部分Ni,Cu,Zn光亮劑中間體,天津的天海公司引進印度的系列鍍Ni中間體,德國Dillenberg 公司亦有中間體與光亮劑在國內銷售。國際著名的Atotech 、OMI、 Canning以及我國深圳華美公司,深圳天澤公司的鍍鎳光亮劑行銷全國,廣泛應用。

       

      我國的鍍鎳光亮劑由上海輕工業研究所,上海輕工業??茖W校,上海長征電鍍廠,武漢材保所,廣州電器科學研究所研究較早,著名的791、BE、871都是二十年前的著名品牌。

       

      武漢材保所、廣州電器科學研究所、上海長征電鍍廠還在多層鎳鉻組合鍍層方面作了十余年研究應用。這里特別要提到的是武漢材保所積近四十年開發研究涂層測厚的理論與實踐,供給客戶系列化的step多層鎳層間電位差測量裝置,促進了我國多層鍍鎳工藝的工業應用。他們最近研制的DJH-G 3000型電解式測厚儀,采用Windows XP操作系統,全新數字化測量平臺,大型LCD動態顯示測量過程與結果。還對測量結果儲存;統計分析及打印報告能精確測量多種金屬與非金屬基體上的單金屬、合金、復合鍍層以及多層鎳和層間電位差,分辯率達0.01μm;最新開發的ZD-B智能電解測厚儀除了包羅鍍層厚度,層間電位差的測量與記錄之外,還可以測量電極過程的動態極化曲線,非常適用于大企業,高校和科研單位應用。

       

      武漢風帆表面工程有限公司,率先工業制造丙烷磺內酯,實現鍍鎳光亮劑重要中間體PPS的工業化生產銷,打破了外國公司的壟斷和PPS依賴進口的局面,并出口東南亞和北美,同時為酸性銅光亮劑的新中間體研制奠定了基礎。該公司工業化生產鍍鎳光亮劑中間體20余種。

       

      廣東達志化工有限公司,利用自己的區位優勢,在鍍鎳光亮劑中間體研發上做了不少工作,特別是鍍鎳中間體結構特點與性能的關系。為適應市場對普通光亮鎳、高整平鎳、高光亮鎳、烏光亮鎳、高走位白亮鎳的需求,共推出32個鍍鎳光亮劑中間體

       

      深圳的吉鴻昌化工也是一個在鍍鎳光亮劑及其中間體制造上很有技術實力的單位,鍍鎳中間體亦有近廾種,供給國內、外客戶。

       

      地處河北的金日化工有限公司是一個依托天津技術力量生產電鍍特種助劑而著稱的企業,它為第一代、第二代氯化鉀鍍鋅提供了大量載體,最近引進意大利氣相反應裝置,生產鎳光亮劑中用量較大的BEO、BMP等,毫無疑問,這對提高鍍鎳中間體的品質會大有好處。

       

      幾個公司的實例足以看出我國電鍍光亮劑、中間體制造技術的長足進步。但是我們還要清醒地看到,德國、美國化工原材料品質好,制造、控制設備先進,檢測分析手段齊全。在Ni,Cu,Zn中間體工業化過程中一系列的分離,提純技術有待我們去攻克。擁有100位博士研發的BASF公司,決不是我國一般企業的技術,設備水平所能競爭得了的。但是各發揮其長、避其短,在激烈的市場競爭中都會找到正確的自身的定位。

       

      由于化學鍍鎳層具有優秀的均勻性、硬度、耐磨和耐蝕性等綜合物理化學性能,該項技術已經得到廣泛應用,目前幾乎難以找到一個工業不采用化學鍍鎳技術。據報道,化學鍍鎳在各個工業中應用的比例大致如下:航空航天工業:9%,汽車工業:5%,電子計算機工業:15%,食品工業:5%,機械工業:15%,核工業:2%,石油工業:10%,塑料工業:5%,電力輸送工業:3%,印刷工業:3%,泵制造業:5%,閥門制造業:17%,其他:6%。世界工業化國家的化學鍍鎳的應用經歷了80年代空前的發展,平均年凈增速率高達10%~15%;預計化學鍍鎳的應用將會持續發展,平均年凈值速率將降低至6%左右,而進入發展成熟期。在經濟蓬勃發展的東亞和東南地區,包括中國在內,化學鍍應用正在上升階段,預期仍將保持空前的高速發展。

       

       

       

      l         鍍鎳的應用

       

      一、航空航天工業

       

      航空航天工業為化學鍍鎳的使用大戶之一,比較突出的應用實例是:美國俄克拉荷馬航空后勤中心,自1979年以來,以及西北航空公司自1983年以來均采用化學鍍鎳技術修復飛機發動機零件。普拉特-惠特尼公司的JT8D噴氣發動機雖已經停產,可是迄今仍有上千臺這種發動機在波音727和麥道DC-9飛機上使用,原因是:一種高磷,壓應力的化學鍍鎳技術用于修復JT8D六種型號的噴氣發動機的葉輪,確保了這種發動機的重新使用。在航空發動機的渦輪機或壓縮機的葉片上,通常鎳磷合金化學鍍厚為25~75um,以防止燃氣腐蝕,其疲勞強度的降低比電鍍鉻少25%。俄克拉荷馬航空后勤中心采用超厚層化學鍍鎳修復飛機零件,鍍厚達275~750um。原采用電鍍工藝時的返工率達50%,采用化學鍍鎳后合格率達90%以上,可見取得了明顯的經濟效益。飛機上的輔助發電機(APU)經化學鍍鎳后,其壽命提高3~4倍。重達8.2噸的渦輪發動機的主軸承面經化學鍍鎳100um,以防止開機和停機所引起的振動損壞。

       

      為減輕重量,航空工業大量使用鋁合金件,經化學鍍鎳表面強化后不僅耐蝕、耐磨,而且可焊,如沖程發動機的活塞頭經化學鍍鎳后提高了使用壽命。其他還有鈦合金件、鈹合金件均采用低應力和壓應力的化學鍍鎳表面保護等措施。

       

      鎳+鉈+硼三元合金化學鍍(NTB)被指定為普拉特-惠特尼噴氣發動機上160多種零件的表面強化工藝,以抗擦傷和微動磨損,例如:NTB化學鍍用于噴氣發動機主軸密封。美國空軍要求發動機制造商提供具有4000次戰術周期,此時磨損量達0.178mm,如此必須拆卸重修,經NTB化學鍍后主軸密封面磨損顯著降低,經4000次戰術周期后的磨損量約為0.008mm。

       

      宇航系統廣泛使用著金屬光鏡,其基體為強度高、重量輕的鈹或鋁,經專用化學鍍鎳表面強化,這種含磷量為12.2%~12.7%的化學鍍鎳可拋光至9?,如此高的精度在需要低慣性的宇宙空間里,有著卓越的性能。

       

      我國的化學鍍工業雖然起步較晚,但自九十年代以來經過各科研單位的不懈努力,現已擁有成熟的工藝和經驗,在我國洛陽已建成飛機零件化學鍍鎳加工流水線。

       

      二、汽車工業

       

      解決使用乙醇、汽油混合燃料問題是汽車工業的發展趨勢之一,使用混合燃料,除性能問題之外,還產生了燃油系統的腐蝕問題。在巴西,使用乙醇作為燃料,應用化學鍍鎳技術保護鋅壓鑄件,如汽化器免遭腐蝕已成為工藝規范。在美國,當廣泛用甲醇或甲醇和汽油混合燃料時,汽車工業勢必應用化學鍍鎳作為汽化器、燃油泵送系統的表面保護手段。

       

      差速器行星齒輪是汽車的一個重要零件,鍍上25um厚的化學鍍鎳層以提高耐磨性,有的汽車制造廠在軸上采用聚四氟乙烯復合化學鍍鎳層工藝,這種復合鍍層既有一定的硬度,又兼有好的潤滑性能,提高了軸的使用壽命。

       

      汽車工業利用化學鍍鎳層非常均勻的優點,在形狀復雜的零件上,如齒輪、散熱器和噴油嘴上采用化學鍍工藝保護。鍍上10um左右的化學鍍鎳層的鋁質散熱器具有良好的釬焊性。齒輪上化學鍍后尺寸誤差十分容易地保持在±0.3~0.5um。而如果采用電鍍工藝,則必須鍍后還要進行機加工才能達到合格的工差范圍。用在噴油器上的化學鍍鎳層,可以提供良好的抗燃油腐蝕和磨損性能。通常,燃油腐蝕和磨損會導致噴油孔的擴大,因此噴油量增大,使汽車發動機的馬力超出設計標準,加快發動機的損壞?;瘜W鍍鎳層可以有效地防止噴油器的腐蝕、磨損,提高發動機的可靠性和使用壽命。

       

      三、化學工業

       

      化學工業應用研究化學鍍鎳技術代替昂貴的耐蝕合金以解決腐蝕問題,以便改進化學產品的純度,保護環境,提高操作安全性和生產運輸的可靠性,從而獲得更有利的技術經濟競爭能力。

       

      化學鍍廣泛地應用于大型反應容器的內壁保護。當初非常引人關注的應用實例是:1955年美國通用運輸公司(GATX)采用化學鍍保護槽車內壁,防止苛性堿的腐蝕。如今,化學鍍鎳技術已經獲得長足的進步,能夠在多種化工腐蝕環境下提供可靠的保護。

       

      應用化學鍍鎳最為量大面廣的是閥門制造業。鋼鐵制造的球閥、閘閥、旋閥、止逆閥和蝶閥等等,經高磷化學鍍鎳25~75um,可提高耐腐蝕性和使用壽命?;び帽没瘜W鍍鎳的效果也同樣顯著。在苛性堿腐蝕條件下工作的閥門,應采用鍍層含磷量1%~2%的低磷化學鍍鎳。因為在苛性堿腐蝕條件下,低磷化學鍍鎳層的年腐蝕速率約為2.5um,優于中磷或高磷化學鍍鎳層?;瘜W鍍鎳層在強氧化性酸,如濃硝酸、濃硫酸等介質中不耐蝕。盡管在鹽酸中的腐蝕速率低于奧氏體不銹鋼,耐蝕性仍然是不夠的。因此,對于上述強酸介質,或者可能水解生成上述強酸的介質中,不適于使用化學鍍鎳層。碳鋼緊固件鍍上25~50um厚的高磷化學鍍鎳層,代替不銹鋼緊固件,既克服了奧氏體不銹鋼的應力腐蝕開裂問題,又節省了大量費用。生產低密度聚乙烯的壓力容器內壁25um,以防止鐵污染和因此所造成的聚乙烯變色。如果采用不銹鋼建造,其價格大約是化學鍍方法的兩倍。

       

      四、石油天然氣

       

      石油和天然氣是化學鍍鎳的重要市場之一,油田采油和輸油管道設備廣泛地采用化學鍍鎳技術。典型的石油和天然氣工業腐蝕環境為井下鹽水、二氧化碳、硫化氫,溫度高達170~200℃,并伴有泥沙和其他磨粒沖蝕等等,腐蝕環境相當惡劣。低碳鋼油氣管道在如此苛刻的條件下,僅有2~3個月的壽命。經過50~100um厚的高磷化學鍍鎳層保護之后,其腐蝕速率降低到與哈氏合金相當的程度??紤]到耐蝕合金價格昂貴,從性能價格比上講,碳鋼管道采用化學鍍鎳保護的技術經濟性能最好。

       

      泵殼、葉輪和出口管道等油氣用泵零件,根據腐蝕環境不同,經化學鍍鎳鍍厚25~75um不等,防腐蝕效果優良。抽油泵化學鍍鎳是一種理想的應用實例:在西得克薩斯油田,經化學鍍鎳保護的抽油泵,壽命長達4年以上,同樣末加保護的抽油泵的壽命不超過6個月?;瘜W鍍鎳層耐蝕耐磨,而且由于化學鍍鎳層的高度均勻性,可以使抽油泵筒制成整體件,從而顯著地提高了抽油泵品質,降低生產成本。在油田,高磷化學鍍鎳亦廣泛地應用于油水分離裝置的加熱器表面以防腐蝕,鍍厚通常為25~75um。集油和輸油裝置的閥門、管接頭、管箍等亦采用化學鍍鎳保護。

       

      五、食品加工業

       

      食品加工業為應用化學鍍鎳提供了一個巨大的潛在市場;之所以稱之為潛在的市場,是因為目前化學鍍鎳在食品工業的廣泛應用中存在著障礙。比如在美國,FDA(美國食品和藥物管理署)對于化學鍍鎳在食品工業中的應用尚末制訂出法規標準;通常,對于化學鍍鎳層在應用于直接與食品接觸的情況,FDA采取個案處理的方式予以批準。究其原因,主要是因為經典的化學鍍液配方中含有毒的鉛、鎘等重金屬離子作為穩定劑的緣故。然而,許多現代的化學鍍鎳溶液中已經不使用重金屬離子作穩定劑了;顯然,這個障礙遲早將會被拆除。目前,食品包裝機械中不與食品直接接觸的零件,如:軸承、輥筒、傳送帶、液壓系統和齒輪等為化學鍍鎳在食品工業中的典型應用。

       

      在食品加工過程中,會涉及鹽水、亞硝酸鹽、檸檬酸、醋酸、天然木材的煙薰,揮發性有機酸等腐蝕介質等問題;食品加工溫度范圍為60~200,生產環境中相對濕度很高;在這樣的條件下,食品加工設備存在著金屬腐蝕、疲勞和磨損等問題。對于接觸食品的金屬表面,傳統的保護方式是電鍍硬鉻;可是,在含氯離子酸性介質中,鍍鉻層的耐蝕年并不好;然而,化學鍍鎳在均鍍能力、高耐蝕性、防粘、脫模性等方面具有明顯的優勢。揉面機上與食品接觸的零件采用的化學鍍鎳就是應用成功的實例之一;其他在食品充氣裝罐機、螺桿送料機、拌料鍋、食品模具、烤盤、干燥箱,面包保溫爐等食品機械上越多地采用了化學鍍鎳。

       

      六、采礦工業

       

      采礦工業環境條件惡劣,井下機械不可避免地接觸鹽水、礦酸,以受腐蝕和磨損的考驗。因此,采礦機械需要進行表面保護。礦井頂板支撐系統中,常用電鍍硬鉻作為液壓支柱的防腐蝕耐磨損保護層。然而,由于硬鉻表面裂紋、多孔,使用中經常因為腐蝕嚴重以致液壓支柱被咬死而無法動作。高壓液壓缸的這種問題更加嚴重。在高壓工作下,鍍層受到拉伸,使得高內應力的硬鉻層的裂紋進一步加劇。這種情況下,采用25um厚的壓應力的高磷化學鍍鎳層做保護,當液壓支柱受高壓拉伸時,化學鍍鎳層不會產生裂紋,并能夠經受住地下煤礦環境的腐蝕與磨損。在某些露天采礦生產中,例如采選肥料用的磷礦石,要使用高壓泵和噴射泵嘴,此時,腐蝕和沖蝕問題相當嚴重,但耐蝕耐磨的化學鍍鎳層的應用便可防止機械零件過早損壞。

       

      七、軍事工業

       

      化學鍍鎳技術在軍事上得到廣泛的應用,突出的例子如航空母艦上飛機彈射機罩和軌道的化學鍍鎳保護。彈射機的工作環境非常惡劣,飛機發動時的高溫氣流沖刷軌道,彈射時的巨大的作用力,海洋氣候條件的腐蝕,使得彈射系統僅能使用6~12個月?,F采用的表面處理工藝是:正確前處理后的彈射機罩,在電鍍鎳后,化學鍍鎳100um,然后再電鍍鎘12.5um,并經鉻酸鈍化。這樣的復合涂覆保護層,具有很好的耐磨和抗微振磨損性能,彈射系統的使用壽命可延長至14~18年,即增加18倍。

       

      軍用車輛的耳軸多年來一直采用化學鍍鎳層保護,防止道路泥漿和鹽水的腐蝕和磨損。坦克的后視鏡用鋁材制成,精磨拋光后,化學鍍鎳作為耐蝕耐磨保護層。技術要求后視鏡在可見光譜范圍內具有80%的反射率,化學鍍鎳層容易達到這些光學要求。鋁質雷達波導管鍍以25um厚的化學鍍鎳層可防止陸地和海上腐蝕?;瘜W鍍鎳層的均勻性,能滿足各種波導管的技術要求。

       

      八、電子和計算機工業

       

      化學鍍鎳在電子和計算機工業中應用得最廣,幾乎涉及到每一種化學鍍鎳技術和工藝。許多新的化學鍍鎳工藝和材料正是根據電子和計算機工業發展的需要而研制開發出來的。在技術性能方面,除要求耐蝕耐磨之外,還具有可焊接、防擴散性、電性能和磁性能等要求。    

       

      有的國家已經建立法規:電子設備必須進行屏蔽以防止電磁和射頻干擾。電子設備的塑料外殼上鍍銅,然后化學鍍鎳,這樣的雙金屬結構覆層,被公認為是最有效的屏蔽方式之一?;瘜W鍍鎳是計算機薄膜硬磁盤制造中的關鍵步驟之一。主要是在經過精細加工的5086鎂鋁表面鍍12.5um厚的鎳磷合金層,為后續的真空濺射磁記錄薄膜做預備?;瘜W鍍鎳層含磷量為12%wt(原子百分比約20.5%)。鍍層必須是低應力且為壓應力。經250℃或300℃加熱1h,此時仍保持非磁性,即剩磁小于0.1×10-4T。鍍層必須均勻、光滑,表面上的任何缺陷和突起不得超過0.025um。因為技術要求高所以必須使用高質量高清潔度的專用化學鍍液、全自動的施鍍控制設備和高清潔度的車間環境。計算機薄膜硬磁盤化學鍍鎳是高技術化學鍍鎳的典型代表,占有相當重要的市場份額。

       

      化學鍍鎳技術在微電子器件制造業中應用的增長十分迅速。據報導施樂公司在超大規模集成電路多層芯片的互連和導通孔(via-hole)的充填整平化工藝中,采用了選擇性的鎳磷合金化學鍍技術;其產品均通過了抗剪切強度、抗拉強度、高低溫循環和各項電性能的試驗。實踐說明,化學鍍鎳技術的應用提高了微電子器件制造工藝的技術經濟性和產品的可靠性。

       

      九、其他工業

       

      注塑機、壓鑄模等多種型模是機械、輕工行業量大面廣的產品。由于模具幾何形狀復雜,當采用電鍍方法對模具表面進行強化時,為了使各個面都能夠鍍上,必須設計安裝復雜的輔助陽極和掛具;而且,還必須要進行鍍后機械加工,才能保證尺寸精度和表面粗糙度的要求;而且,化學鍍鎳層具有較低的摩擦系數和突出的脫模性能,使其成為最為經濟有效的模具表面處理技術之一。

       

      鑄造用模型和芯盒通常為鑄鐵或鑄鋁件,在使用過程中遭受磨料磨損,報廢很快。采用化學鍍鎳鎳表面保護之后,鑄造模型和型芯盒的質量上等級,使用壽命顯著提高。

       

      紡織機械轉速很高,各種纖維紗線對于機械零件的磨損十分嚴重?;瘜W鍍鎳,特別是人造多晶金剛石復合化學鍍技術,比較成功地解決了紡織機械零件的磨損問題。

       

      印刷機上各種輥筒和部件,采用25~50um厚的化學鍍鎳層保護可防止印刷油墨和潤白液的腐蝕?;瘜W鍍鎳層的高度均勻性可保證印刷輥筒的尺寸精度,而無須鍍后機械加工。

       

      某些醫療器械如:外科手術鉗、牙科鉆和醫療型模等金屬制品上已采用化學鍍鎳層取代原用的電鍍鉻。

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