【正文】 還原劑 還原劑次磷酸鈉的作用是通過(guò)催化脫氫，提供活潑的新生態(tài)氫原子，把鎳離子還原成金屬鎳，與此同時(shí)，使鍍層中含有磷，形成鎳磷合金鍍層。一般鎳離子濃度達(dá)到工藝條件的上限值以后，濃度對(duì)沉積速度的影響變?nèi)酢?催化液中各成分的作用及影響 主鹽 硫酸鎳是鍍液中的主鹽，是鍍層中鎳的來(lái)源。 ～ 沉積速度 ～ 溫度/℃ 2 氫氧化鈉(NaOH)20%ml/L H20) 還原劑 28 乙酸鈉(NaC2H3O2) 緩沖劑 20 檸檬酸(C6H5O7 催化液的配方組成： 成分名稱(chēng)： 作 用 含量（g/L） 硫酸鎳(NiSO4有銹蝕的材料一般在鹽酸或硫酸中酸洗，前者效果更好，因?yàn)樗饔每欤m宜在室溫下使用。然而，在許多情況下，最佳的結(jié)果只能靠改變濃度、浸入的時(shí)間或溫度才能獲得。陰極除銹是由于化學(xué)溶解和陰極析出的氫氣的機(jī)械剝離作用。電化學(xué)除銹是在酸或堿溶液中對(duì)金屬制品進(jìn)行陰極或陽(yáng)極處理銹除去銹層。 浸蝕除銹：除去金屬制品表面銹層有化學(xué)法和電化學(xué)法。 除油處理：為了保證精飾產(chǎn)品有良好的質(zhì)量及鍍層與基體的牢固結(jié)合，必須在加工過(guò)程前先除去零件表面上的油污。 在鍍前預(yù)處理工藝中，常用的方法有下列幾種： 機(jī)械處理：機(jī)械研磨和拋光是對(duì)制品表面進(jìn)行整平處理的機(jī)械加工過(guò)程。因此，若基體表面有很薄的油膜和氧化膜，也能妨礙分子間力和金屬間力的作用，從而大大降低鍍層與基體間的結(jié)合力。 只有當(dāng)鍍層與基體間發(fā)生分子間力和金屬間力的結(jié)合時(shí)，鍍層與基體的結(jié)合才是牢固的。因此，制品表面鍍前的正確處理，是整個(gè)工藝過(guò)程獲得良好結(jié)果的必要條件。不合理的除油能導(dǎo)致鍍層附著力差、表面粗糙、孔洞和易于剝離。 由于本技術(shù)具有以上諸多特點(diǎn)，因此是一種極有前途的新型表面強(qiáng)化技術(shù)。在這種情況下可采用本技術(shù)使其表面強(qiáng)化。 ⑺無(wú)滲透性的限制，適用于大型、形狀復(fù)雜的零部件和工模具的表面強(qiáng)化。 ⑹熱處理溫度低，在400℃以下經(jīng)不同保溫時(shí)間后，可得到不同的硬度值。 ⑷合金鍍層孔隙少、致密、表面光潔；在盲孔、管件、深孔及縫隙的內(nèi)表面均可得到均勻鍍層。50～125μm鍍層可用作船舶或石油鉆井平臺(tái)上的零件，以抵抗海洋氣候的腐蝕。因此，可用它來(lái)代替高合金材料和硬鉻鍍層。這種非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的鍍層與電鍍純鎳層相比有如下幾大優(yōu)點(diǎn)： ⑴具有高硬度和高耐磨性，在沉積狀態(tài)下，鍍層硬度為HV4900～5880MPa（HRC49～55），400℃熱處理1h可達(dá)HV9800～10780MPa（HRC69～72）。 常用的還原劑有次亞磷酸鹽。金屬表面合金催化技術(shù)（化學(xué)鍍） 工 藝 特種合金催化技術(shù)是在不加外電流的情況下，利用還原劑在活化零件表面上自催化還原沉積得到Ni—P合金鍍層的方法。 總之，化學(xué)鍍NiWP合金的市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊，此項(xiàng)技術(shù)在電子、醫(yī)學(xué)、紡織、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。 ２、原來(lái)必須用高合金鋼和不銹鋼的部件，在強(qiáng)度允許的情況下采用普通碳鋼加此工藝即可滿(mǎn)足要求，節(jié)省大量的優(yōu)質(zhì)鋼材。 （２）用于汽車(chē)和汽車(chē)零部件加工生產(chǎn)中，不但可節(jié)省熱處理反復(fù)加熱造成的能源消耗，而且不必?fù)?dān)心在反復(fù)加熱冷卻時(shí)工件的變形開(kāi)裂。 在這里，不妨一起作一個(gè)市場(chǎng)預(yù)測(cè)： １、化學(xué)鍍合金耐蝕耐磨的特性是目前使用中的其它任何金屬所不具備的。 歡迎合作：相信大家在看完前面的頁(yè)后，對(duì)化學(xué)鍍和我們的工作有了較為全面的了解。 本研究發(fā)現(xiàn)，只要晶化溫度控制得當(dāng)，可以在獲得高耐磨性的同時(shí)使其仍保持良好的耐蝕性。 在油田采油系統(tǒng)構(gòu)件上施鍍，然后落入吉林油新民采油廠(chǎng)腐蝕最嚴(yán)重的井下現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。 本項(xiàng)目研究中解決的幾個(gè)難題: 穩(wěn)定獲得一定厚度的耐磨性良好的NiWP非晶合金鍍層，找出了可靠性與重現(xiàn)性良好的工藝條件。 通過(guò)以上研究，優(yōu)化了各項(xiàng)工藝參數(shù)，獲得了預(yù)期的結(jié)果，化學(xué)鍍NiWP非晶態(tài)合金鍍層耐蝕性?xún)?yōu)于是88不銹鋼，耐磨性?xún)?yōu)于HRC60的工具鋼。 鍍液穩(wěn)定性提高與使用壽命實(shí)驗(yàn)。 晶化處理對(duì)鍍層電化學(xué)行為的影響。進(jìn)行了鍍層硬度測(cè)試，耐磨性測(cè)試，并與T10工具鋼進(jìn)行了性能比較試驗(yàn)。 本項(xiàng)目研究了以下幾項(xiàng)內(nèi)容： 施鍍工藝對(duì)形成的合金鍍層成分與結(jié)構(gòu)的影響。、. 十一、國(guó)內(nèi)研究應(yīng)用情況如何 由于對(duì)化學(xué)鍍優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)不足，國(guó)內(nèi)有關(guān)化學(xué)鍍的研究應(yīng)用方興未艾，研究主要集中在沉積機(jī)理、耐蝕耐磨性能方面；而產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用才剛起步，發(fā)展?jié)摿艽蟆?六、化學(xué)鍍的原理 是不利用外加電源，而利用還原劑將溶液中的金屬離子還原并沉積在具有催化活性的物理表面上，使之形成金屬鍍層的工藝方法，叫化學(xué)鍍，又稱(chēng)不通電的鍍或稱(chēng)自催化鍍. 七、化學(xué)鍍的種類(lèi) (1).化學(xué)鍍的種類(lèi)較多，按沉積出金屬的種類(lèi)可分為: ，鈷，然后是做為貨幣金屬的金，銀，銅和金白金族金屬，如:鉑，鍺等金屬. ，釩，鉻，錳，鉬，鉈等雖不能單獨(dú)析出，用化學(xué)鍍方法可以獲得許多種合金鍍層. (2).此外，對(duì)化學(xué)鍍，可按還原劑的種類(lèi)分類(lèi): ，鍍層中混入磷而開(kāi)成非晶態(tài)； . 八、哪種用的最廣，工藝簡(jiǎn)便，鍍層均勻，耐磨耐蝕，鎳?yán)寐矢叩膬?yōu)點(diǎn)而受環(huán)保部門(mén)的重視，化學(xué)鍍鎳溶液中鎳離子的濃度是電鍍鎳的1/10以下，其余為食品級(jí)的絡(luò)合劑，緩沖劑等，不僅可消除六價(jià)鉻對(duì)確良環(huán)境的污染，而且可以省去鍍后的研磨，(PH值為47)和堿性化學(xué)鍍鎳(PH值為811)兩大類(lèi)；其中常用的酸性NiP化學(xué)鍍工藝按磷含量又可分為高磷，中磷，和低磷三類(lèi). 高磷工藝:含磷11%以上，鍍層非磁性，隨著磷含量的增加，鍍層的抗蝕性能也增加，利用鍍層的非磁性，主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)磁記錄裝置的硬盤(pán)，不應(yīng)用于耐蝕性要求高的零部件. 中磷工藝:含磷69%，在工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛，如汽車(chē)，電子，辦公設(shè)備，精密機(jī)械等工業(yè)，中磷含量的鍍鎳鍍層經(jīng)過(guò)熱處理，部分晶化形成Ni3P彌散強(qiáng)化相，鍍層硬度大大提高. 低磷工藝:含磷量為25%，耐磨性好，內(nèi)應(yīng)力低，是目前研究開(kāi)發(fā)的熱門(mén). 九、哪里有相關(guān)資料 國(guó)內(nèi)資料非常有限，現(xiàn)只找到一本：《化學(xué)鍍鎳的原理與工藝》，周榮廷，國(guó)防工業(yè)出版社，1975。 此外，在化工機(jī)械，印刷和紡織工業(yè)等用的圓柱和滾筒，航天工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)，紡織機(jī)械，石油工業(yè)，輕武器，包裝機(jī)械，電子和計(jì)算機(jī)，維修工具等。 。 。 。 五、化學(xué)鍍能做什么 化學(xué)鍍能提供性質(zhì)優(yōu)良的防腐耐蝕鍍層，在以下方面有廣泛應(yīng)用: 。 ，只要是鍍液能夠達(dá)到的地方，沉積層厚度都是均勻的。 ，象電鍍?nèi)芤阂粯樱梢赃B續(xù)使用。 三、化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn) ，甚至可優(yōu)于電鍍，卻不需電能。在1946年的第三十四屆AES年會(huì)上，Brenner總結(jié)了他們的發(fā)現(xiàn)，并提出出了由Blum杜撰的“Electoless”一詞。 金屬表面處理系列生產(chǎn)技術(shù)匯編金屬表面合金催化技術(shù)（化學(xué)鍍） 概 況 一、什么是化學(xué)鍍 化學(xué)鍍(鎳)是在金屬或合金層的催化作用下，用控制的化學(xué)還原所進(jìn)行金屬的沉積. 二、化學(xué)鍍的來(lái)歷 1944年，美國(guó)NBS實(shí)驗(yàn)室的Brenner和Riddle為了解決槍管的紅硬性問(wèn)題，在槍管內(nèi)沉積NiW和NiCo合金，為了避免陽(yáng)極鈍化、篩選還原劑，使用了次磷酸鈉。結(jié)果，槍管的內(nèi)、外表面均沉積了鍍層，而且電流密度迢過(guò)了FARADAY定律所給予出的理論值，這一過(guò)程被描述為金屬的自催化還原形成金屬沉積。自此，一種具有革命性的金屬沉積方法“化學(xué)鍍”問(wèn)世了。 ，包括非導(dǎo)體，如玻璃、陶瓷、塑料等。 、操作方便，并可鍍特殊性能的膜（如磁性膜等）。 四、化學(xué)鍍的不足 對(duì)工藝條件要求較高，同時(shí)，預(yù)處理環(huán)節(jié)也有較高的要求。離合器、連軸器、主汽筒、活塞、燃料噴嘴等。主框架、陶瓷外殼、電容器、太陽(yáng)能電極等。硬盤(pán)、驅(qū)動(dòng)器，主軸、中擺、刷板等。泵、管道、熱交換器、離心分離機(jī)、流量計(jì)、模具等。如美國(guó)，西德克薩斯一地區(qū)250口油井，近幾年安裝了近萬(wàn)米化學(xué)鍍的管道，大大延長(zhǎng)了油管的壽命。 十、化學(xué)鍍的前景 化學(xué)鍍的研究將深入到多元合金鍍與復(fù)合鍍領(lǐng)域，性能將有更大的改善。 金屬表面特種合金催技術(shù)（化學(xué)鍍）合金耐蝕耐磨性的研究是中國(guó)科技部立項(xiàng)的研究項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)我們幾家單位的聯(lián)合努力研究，功克了化學(xué)鍍的數(shù)個(gè)難題，與國(guó)內(nèi)國(guó)外的研究對(duì)比有所發(fā)展與創(chuàng)新。 非晶態(tài)NIWP合金鍍層晶化處理對(duì)其耐磨性，耐蝕性的影響。 晶化溫度對(duì)鍍層組織形及結(jié)構(gòu)的影響。將鍍層與NIWP合金188型不銹鋼耐蝕性進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 對(duì)油田應(yīng)用構(gòu)件進(jìn)行了化學(xué)鍍，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。在保證現(xiàn)時(shí)磨性?xún)?yōu)良的同時(shí)，使鍍層仍可保持與非晶合金的良好耐蝕性。 化學(xué)鍍NiWP非晶態(tài)合金晶化轉(zhuǎn)變溫度的確定。 同國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究對(duì)比，本研究在以下方面有所發(fā)展，有所創(chuàng)新： %(WT)的非晶NiWP合金鍍層，并發(fā)現(xiàn)透射電鏡下其特殊的組織形及其在晶化過(guò)程中組織化(形成納米材料)特征。 首次在油田抽油系統(tǒng)中應(yīng)用，獲得良好的使用效果。我們希望自己的研究成果能給企業(yè)帶來(lái)更多的效益。 （１）用于油田采油系統(tǒng)，僅更換部件的維修費(fèi)一項(xiàng)，每年每囗腐蝕井即可節(jié)約20萬(wàn)元，若油田系統(tǒng)的腐蝕件都采用此項(xiàng)工藝處理的話(huà)，經(jīng)濟(jì)效益將相當(dāng)可觀。 （３）一些工具，量具，模具的加工與修復(fù)更是其它加工工藝所不具備的。 ３、由于化學(xué)鍍NiWP合金高溫的抗氧化性，可滿(mǎn)足一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域。 可以說(shuō)，我們成果的市場(chǎng)前景是非常廣闊的，希望有意投資的企業(yè)家或在生產(chǎn)中存在腐蝕磨損問(wèn)題的廠(chǎng)家與我們聯(lián)系，以推進(jìn)這一研究成果的產(chǎn)業(yè)化。當(dāng)鍍層沉積到活化的零件表面上，由于Ni具有自催化能力，它的還原過(guò)程還會(huì)自動(dòng)進(jìn)行下去，直到把零件取出鍍槽為止。用次亞磷酸鈉作還原劑的催化鍍層除含鎳外，還含有一部分磷，形成非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的Ni—P合金鍍層。試驗(yàn)表明，在干燥和潤(rùn)滑的情況下，具有相當(dāng)于硬鉻的耐磨性。 ⑵具有優(yōu)良的抗蝕性，它在鹽、堿、氨和海水中有很好的抗蝕性。 ⑶無(wú)尖端電流密度過(guò)大現(xiàn)象，在尖角或邊緣突出部位沒(méi)有過(guò)分的增厚，即有很好的“仿型性”合金層的成分和厚度均勻，鍍后不需要磨削加工。 ⑸不需要直流電源，被鍍零件無(wú)導(dǎo)電觸點(diǎn)；不需要直流電機(jī)和整流設(shè)備，節(jié)能、無(wú)環(huán)境污染、不需要清水處理裝置。因此，它不存在熱處理變形問(wèn)題，特別適用于加工一些精度要求高、形狀復(fù)雜、表面要求耐的零部件和工模具等。例如，機(jī)械制造和汽車(chē)制造工業(yè)中的大型拉延模，由于滲透性限制，無(wú)法用熱處理方法強(qiáng)化。 ⑻工藝簡(jiǎn)單，操作方便；不需要特殊和昂貴的設(shè)備，成本比其它表面處理強(qiáng)化低，很適宜中、小工廠(chǎng)單件或小批量生產(chǎn)。 工藝流程示意圖： 機(jī)械打磨拋光→除油→除銹→活化→催化處理→成品(選擇拋光) 一、預(yù)處理概述： 在催化處理之前，合適的前處理工作非常重要，與以后的催化處理質(zhì)量有很大關(guān)系。特別是鍍層的平整程度、結(jié)合力、耐磨和抗腐蝕能力等性能的好壞與鍍前處理質(zhì)量的優(yōu)劣更是密切相關(guān)。鍍層和基體的結(jié)合主要通過(guò)下述三種方式： ⑴基體表面的微觀不平而發(fā)生的機(jī)械結(jié)合； ⑵沉積層延續(xù)基體金相結(jié)構(gòu)或擴(kuò)散入基體的金屬間力的結(jié)合； ⑶純潔基體表面與沉積層金屬的分子間力的結(jié)合。分子間力和金屬間力只有在很小的距離內(nèi)才能表現(xiàn)出來(lái)。為了實(shí)現(xiàn)上述結(jié)合，就得相當(dāng)徹底地清除制品表面上的油污、銹、氧化膜及氧化皮。用于除去表面上的毛剌、砂眼、氣泡、劃痕、腐蝕痕、氧化皮和各種宏觀缺陷，提高表面的平整度，保證精飾質(zhì)量。除油方法可分為有機(jī)溶劑除油、堿性溶液除油和電化學(xué)除油等?；瘜W(xué)法除銹是用酸或堿溶液對(duì)金屬制品進(jìn)行強(qiáng)浸蝕處理，使制品表面的銹層通過(guò)化學(xué)作用和浸蝕過(guò)程中所產(chǎn)生氫氣泡的機(jī)械剝離作用而被除去。陽(yáng)極除銹是由于化學(xué)溶解、電化學(xué)溶解和電極反應(yīng)析出的氧氣泡的機(jī)械剝離作用。 活化處理： 二、預(yù)處理工藝： 任何基體金屬材料都要求有它自己的預(yù)處理順序，催化合金鍍的成功取決于較好的預(yù)處理工藝。 普通的鋼鐵，碳鋼和低合金鋼在催化鍍之前應(yīng)進(jìn)行的預(yù)處理，除油應(yīng)采用有機(jī)溶劑和堿性溶液兩種方法相結(jié)合。以下介紹這類(lèi)材料的預(yù)處理工藝： ⑴、有機(jī)溶劑脫脂 ⑵、堿性化學(xué)除油（溫度60～90℃、時(shí)間10～30min） ⑶、熱流動(dòng)水清洗（30～80℃） ⑷、在3040％HCI溶液中除銹 ⑸、流動(dòng)水清洗（室溫） ⑹、在15％HCI中活化（時(shí)間30s～3min） ⑺、流動(dòng)清水清洗（大件用的熱流動(dòng)水清洗30～80℃） ⑻、催化浸泡 ⑼、熱處理（根據(jù)需要選擇） ⑽、機(jī)械拋光處理(根據(jù)需要選擇)。6H2O) 主 鹽 25 次磷酸鈉（NaH2PO22H2O) 絡(luò)合劑 12 乳酸(C3H6O3)80% 穩(wěn)定促進(jìn)劑 20ML 十二烷基硫酸鈉mg/L 潤(rùn)濕劑 5～20 糖精g/L 40～50 pH值 80～95 裝載量dm2/L 10～30 在鍍液中隨鎳鹽濃度的提高，沉積速度加快。同時(shí)其含量還受絡(luò)合劑、還原劑比例的制約。還原劑的含量對(duì)沉積速度的影響較大，隨著還原劑濃度的增加，沉積速度加快，但還原劑濃度不能過(guò)高，否則鍍液易發(fā)生自分解，破壞了鍍液的穩(wěn)定性。采用乙酸鈉作為PＨ值緩沖劑，能使鍍液穩(wěn)定性得到很大提高。加入絡(luò)合劑的作用是絡(luò)合鎳離子生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，同時(shí)還可防止生成氫氧化物及亞磷酸鹽沉淀。加入穩(wěn)定劑后可對(duì)這些活性結(jié)晶核心進(jìn)行掩蔽，從而達(dá)到防止鍍液分解的目的。為了提高沉積速度，往往添加少量的有機(jī)酸，這類(lèi)有機(jī)酸稱(chēng)為促進(jìn)劑。 溫度 隨著催化鍍液溫度的升高，沉積速度加快，溫度太低時(shí)，沉積速度很慢，甚至鍍不上。在鍍液加熱過(guò)程中一定要防止鍍液局部發(fā)生過(guò)熱，在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)保持穩(wěn)定的工作溫度，以免造成鍍液的嚴(yán)重自分解和鍍層分層等不良后果。如果pH值過(guò)高，則次磷酸鹽氧化成亞磷酸鹽的反應(yīng)加快，而催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為自發(fā)性反應(yīng)，使鍍液很快失效。 催化液的配制方法： 用不銹鋼、搪瓷或塑料作鍍槽。 用另外1/3的水量溶解絡(luò)合劑、緩沖劑及其它化合物，然后將鎳鹽溶液在攪拌下倒入其中，澄清過(guò)濾。 用1∶10的H2SO4或1∶20