Ⅰ 化學鍍的鍍鎳
主鹽:
化學鍍鎳溶液中的主鹽就是鎳鹽,一般採用氯化鎳或硫酸鎳,有時也採用氨基磺酸鎳、醋酸鎳等無機鹽。早期酸性鍍鎳液中多採用氯化鎳,但氯化鎳會增加鍍層的應力,現大多採用硫酸鎳。目前已有專利介紹採用次亞磷酸鎳作為鎳和次亞磷酸根的來源,一個優點是避免了硫酸根離子的存在,同時在補加鎳鹽時,能使鹼金屬離子的累積量達到最小值。但存在的問題是次亞磷酸鎳的溶解度有限,飽和時僅為35g/L。次亞磷酸鎳的制備也是一個問題,價格較高。如果次亞磷酸鎳的制備方法成熟以及溶解度問題能夠解決的話,這種鎳鹽將會有很好的前景。
還原劑:
化學鍍鎳的反應過程是一個自催化的氧化還原過程,鍍液中可應用的還原劑有次亞磷酸鈉、硼氫化鈉、烷基胺硼烷及肼等。在這些還原劑中以次亞磷酸鈉用的最多,這是因為其價格便宜,且鍍液容易控制,鍍層抗腐蝕性能好等優點。
絡合劑:
化學鍍鎳溶液中的絡合劑除了能控制可供反應的游離鎳離子的濃度外,還能抑制亞磷酸鎳的沉澱,提高鍍液的穩定性,延長鍍液的使用壽命。有的絡合劑還能起到緩沖劑和促進劑的作用,提高鍍液的沉積速度。化學鍍鎳的絡合劑一般含有羥基、羧基、氨基等,常用的絡合劑有檸檬酸鈉、酒石酸鈉等。
在鍍液配方中,絡合劑的量不僅取決於鎳離子的濃度,而且也取決於自身的化學結構。在鍍液中每一個鎳離子可與6個水分子微弱結合,當它們被羥基,羧基,氨基取代時,則形成一個穩定的鎳配位體。如果絡合劑含有一個以上的官能團,則通過氧和氮配位鍵可以生成一個鎳的閉環配合物。在含有0.1mol的鎳離子鍍液中,為了絡合所有的鎳離子,則需要含量大約0.3mol的雙配位體的絡合劑。當鍍液中無絡合劑時,鍍液使用幾個周期後,由於亞磷酸根聚集,濃度增大,產生亞磷酸鎳沉澱,鍍液加熱時呈現糊狀,加絡合劑後能夠大幅度提高亞磷酸鎳的沉澱點,即提高了鍍液對亞磷酸鎳的容忍量,延長了鍍液的使用壽命。
不同絡合劑對鍍層沉積速率、表面形狀、磷含量、耐腐蝕性等均有影響,因此選擇絡合劑不僅要使鍍液沉積速率快,而且要使鍍液穩定性好,使用壽命長,鍍層質量好。
緩沖劑:
由於在化學鍍鎳反應過程中,副產物氫離子的產生,導致鍍液pH值會下降。試驗表明,每消耗1mol的Ni2+ 同時生成3mol的H+,即就是在1L鍍液中,若消耗0.02mol的硫酸鎳就會生成0.06mol的H+。所以為了穩定鍍速和保證鍍層質量,鍍液必須具備緩沖能力。緩沖劑能有效的穩定鍍液的pH值,使鍍液的pH值維持在正常范圍內。一般能夠用作PH值緩沖劑的為強鹼弱酸鹽,如醋酸鈉、硼砂、焦磷酸鉀等。
穩定劑:
化學鍍鎳液是一個熱力學不穩定體系,常常在鍍件表面以外的地方發生還原反應,當鍍液中產生一些有催化效應的活性微粒——催化核心時,鍍液容易產生激烈的自催化反應,即自分解反應而產生大量鎳-磷黑色粉末,導致鍍液壽命終止,造成經濟損失。
在鍍液中加入一定量的吸附性強的無機或有機化合物,它們能優先吸附在微粒表面抑制催化反應從而穩定鍍液,使鎳離子的還原只發生在被鍍表面上。但必須注意的是,穩定劑是一種化學鍍鎳毒化劑,即負催化劑,穩定劑不能使用過量,過量後輕則降低鍍速,重則不再起鍍,因此使用必須慎重。
所有穩定劑都具有一定的催化毒性作用,並且會因過量使用而阻止沉積反應,同時也會影響鍍層的韌性和顏色,導致鍍層變脆而降低其防腐蝕性能。試驗證明,稀土也可以作為穩定劑,而且復合稀土的穩定性比單一稀土要好。
加速劑:
在化學鍍溶液中加入一些加速催化劑,能提高化學鍍鎳的沉積速率。加速劑的使用機理可以認為是還原劑次磷酸根中氧原子被外來的酸根取代形成配位化合物,導致分子中H和P原子之間鍵合變弱,使氫在被催化表面上更容易移動和吸附。也可以說促進劑能起活化次磷酸根離子的作用。常用的加速劑有丙二酸、丁二酸、氨基乙酸、丙酸、氟化鈉等。
其他添加劑:
在化學鍍鎳溶液中,有時鍍件表面上連續產生的氫氣泡會使底層產生條紋或麻點。加入一些表面活性劑有助於工件表面氣體的逸出,降低鍍層的孔隙率。常用的表面活性劑有十二烷基硫酸鹽、十二烷基磺酸鹽和正辛基硫酸鈉等。
稀土元素在電鍍液中可以改善鍍液的深鍍能力、分散能力和電流效率。研究表明,稀土元素在化學鍍中同樣對鍍液的鍍層性能有顯著改善。少量的稀土元素能加快化學沉積速率,提高鍍液穩定性,鍍層耐磨性和搞腐蝕性能。
化學鍍鎳磷合金鍍層,硬度可高達HV1000,相當HRC69,具有很高的耐磨性和耐腐蝕性,鍍層結合力好、厚度均勻。鍍速快,可達20μm/小時。
Ⅱ 化學鍍鎳的原理
在催化劑Fe的催化作用下,溶液中的次磷酸根在催化表面催化脫氫,形成活性氫化物,並被氧化成亞磷酸根;活性氫化物與溶液中的鎳離子進行還原反應而沉積鎳,其本身氧化成氫氣。即:
2H2PO2-+2H2O+Ni2+→Ni0+H2↑+4H++2HPO32-。
與此同時,溶液中的部分次磷酸根被氫化物還原成單質磷進入鍍層。即:
H2PO2-+[H+](催化表面)→P+H2O+OH-,所形成的化學鍍層是NiP合金,呈非晶態簿片結構。 不用外來電流,借氧化還原作用在金屬製件的表面上沉積一層鎳的方法。用於提高抗蝕性和耐磨性,增加光澤和美觀。適合於管狀或外形復雜的小零件的光亮鍍鎳,不必再經拋光。一般將被鍍製件浸入以硫酸鎳、次磷酸二氫鈉、乙酸鈉和硼酸所配成的混合溶液內,在一定酸度和溫度下發生變化,溶液中的鎳離子被次磷酸二氫鈉還原為原子而沉積於製件表面上,形成細致光亮的鎳鍍層。鋼鐵製件可直接鍍鎳。錫、銅和銅合金製件要先用鋁片接觸於其表面上1-3分鍾,以加速化學鍍鎳。
化學鍍就是在不通電的情況下,利用氧化還原反應在具有催化表面的鍍件上,獲得金屬合金的方法。它是新近發展起來的一門新技術。 化學鍍鎳的歷史與電鍍相比,比較短暫,在國外其真正應用到工業僅僅是70年代末80年代初的事。 1844年,A.Wurtz發現金屬鎳可以從金屬鎳鹽的水溶液中被次磷酸鹽還原而沉積出來。化學鍍鎳技術的真正發現並使它應用至今是在1944年,美國國家標准局的A.Brenner和G.Riddell的發現,弄清楚了形成塗層的催化特性,發現了沉積非粉末狀鎳的方法,使化學鍍鎳技術工業應用有了可能性。但那時的化學鍍鎳溶液極不穩定,因此嚴格意義上講沒有實際價值。化學鍍鎳工藝的應用比實驗室研究成果晚了近十年。第二次世界大戰以後,美國通用運輸公司對這種工藝發生了興趣,他們想在運輸燒鹼筒的內表面鍍鎳,而普通的電鍍方法無法實現,五年後他們研究了發展了化學鍍鎳磷合金的技術、公布了許多專利。1955年造成了他們的第一條試驗生產線,並製成了商業性有用的化學鍍鎳溶液,這種化學鍍鎳溶液的商業名稱為「Kanigen」。在國外,特別是美國、日本、德國化學鍍鎳已經成為十分成熟的高新技術,在各個工業部門得到了廣泛的應用。
中國的化學鍍鎳工業化生產起步較晚,但近幾年的發展十分迅速,不僅有大量的論文發表,還舉行了全國性的化學鍍會議,據第五屆化學鍍年會發表文章的統計就已經有300多家廠家,但這一數字在當時應是極為保守的。據推測國內每年的化學鍍鎳市場總規模應在300億元左右,並且以每年10%~15%的速度發展。
Ⅲ 求化學鍍鎳配方,工藝流程
化學鍍黑鎳工藝說明書
化學鍍黑鎳工作液是用HH118-5化學鍍黑鎳添加劑配製而成,鍍液為綠色透明液體。當鍍液調整為工作狀態即PH值9~10時,鍍液為藍色透明液體。沉積速度為5~8µm/h。使用工藝如下:
一、工藝流程
1、HH922A除油→水洗→HH942除銹活化→水洗→水洗→熱水預熱→化學鍍鎳磷合金→水洗→化學鍍黑鎳→水洗→HH118-7黑色鈍化→水洗→後處理
2、HH922A除油→水洗→HH942除銹活化→水洗→水洗→ 熱水預熱→化學鍍黑鎳→水洗→黑色鈍化(HH118-7)→水洗→後處理
說明:①工藝流程1,適應於鋼鐵、銅合金、鋁合金、鑄鐵等材質的鍍件,如鍍件要求表面硬度高,顏色為槍黑色等。
②工藝流程2,適應於鋼鐵、鋁合金、鑄鐵和銅合金直接鍍黑鎳,也能在不銹鋼、電鍍鎳和電鍍鉻上直接施鍍。
③在不銹鋼、電鍍鎳等鍍件上直接鍍黑鎳時,施鍍前需用濃鹽酸或20%硫酸(30~45℃)先進行活化處理,時間不少於10分鍾。鋁合金件施鍍時,要按鋁合金工藝條件進行。(鋁合金鍍黑鎳另附說明書)
二、工作液的配製
1、按如下配方配製工作液
硫酸鎳:25克/升
次亞磷酸鈉:25克/升
HH118-5:200ml/升(約220克/升)
2、按計算工作液的總量一半的水,分別將硫酸鎳、次亞磷酸鈉溶解,混合沉澱後,加入HH118-5充分攪拌均勻,用水補充至工作液總量所需的體積,再充分攪拌沉澱或過濾後,即為工作液。
3、用氨水調整PH值10~11(工作時保持在PH值9~10范圍內即可)。
三、施鍍的工藝參數
1、施鍍溫度:80±5℃
2、工作裝載量:1~1.5dm²/L
3、PH值:9~10,用氨水調整
4、時 間:視工件要求不少於20分鍾。
四、施鍍的重點和鍍液的維護
1、鍍槽需用耐酸鹼、耐高溫材料製成,如聚丙烯或玻璃鋼等。鍍槽最好加蓋,即能減少熱能的損耗,又能防止雜物落入。
2、施鍍過程中要經常攪拌,用機械或空氣攪拌均可。
3、工作中槽液每小時需循環過濾一次,過濾機要用專用設備,如連續過濾可起攪拌的作用。
4、由於施鍍中PH值會下降,需經常檢查PH值,並用氨水進行調整。
5、槽液的補加。以施鍍一個小時為時間段,以裝載量1dm2/L· h為基準,計算出施鍍工件實際面積相對的有效工作液總量(註:不是槽液總量)。而後按該工作液總量的10%進行補加。視現場情況,各補充材料可用水事先溶解後補充,也可用工作液溶解後補充。以上補加完成後,用水將鍍液加至規定的位置,調整PH值,經過濾後可繼續施鍍。
6、要定期對鍍槽進行倒槽清洗,清洗槽的時間應視現場工作情況和槽壁沉積物嚴重程度而定。鍍槽用3%稀硝酸浸泡後,用清水刷洗或沖洗干凈。
五、後處理
視工作表面對色澤的要求,可進行鈍化(深黑色)或不鈍化(灰黑色)處理。最後用HH932脫水防銹油或透明清漆進行封閉。鈍化工藝見「HH118-7化學鍍黑鎳鈍化液說明書」。
Ⅳ 化學鍍鎳的特點是什麼
化學鍍鎳的特點
迄今為止,化學鍍鎳的發展已有50多年的歷史。經過半個多世紀的研究開發,化學鍍鎳已進入發展成熟期,其目前的現狀可概括為:技術成熟、性能穩定、功能多樣、用途廣泛。
用化學鍍鎳沉積的鍍層,有一些不同於電沉積層的特性。
①以次磷酸鈉為還原劑時,由於有磷析出,發生磷與鎳的共沉積,所以化學鍍鎳層是磷呈彌散態的鎳磷合金鍍層,鍍層中磷的質量分數為1%~l5%,控制磷含量得到的鎳磷鍍層緻密、無孔,耐蝕性遠優於電鍍鎳。以硼氫化物或氨基硼烷為還原劑時,化學鍍鎳層是鎳硼合金鍍層,硼的含量為1%~7%。只有以肼作還原劑得到的鍍層才是純鎳層,含鎳量可達到99.5%以上。
②硬度高、耐磨性良好。電鍍鎳層的硬度僅為l60~180HV,而化學鍍鎳層的硬度一般為400~700HV,經適當熱處理後還可進一步提高到接近甚至超過鉻鍍層的硬度,故耐磨性良好,更難得的是化學鍍鎳層兼備了良好的耐蝕與耐磨性能。
③化學穩定性高、鍍層結合力好。在大氣中以及在其他介質中,化學鍍鎳層的化學穩定性高於電鍍鎳層的化學穩定性。與通常的鋼鐵、銅等基體的結合良好,結合力不低於電鍍鎳層和基體的結合力。
④由於化學鍍鎳層含磷(硼)量的不同及鍍後熱處理工藝的不同,鍍鎳層的物理化學特性,如硬度、抗蝕性能、耐磨性能、電磁性能等具有豐富多彩的變化,是其他鍍種少有的。所以,化學鍍鎳的工業應用及工藝設計具有多樣性和專用性的特點。
Ⅳ 化學鍍厚鎳磷合金
本發明涉及一種鎂合金化學鍍鎳磷的方法,屬化學鍍膜工藝技術領域。本發明的特徵在於具有以下工藝過程和步驟:①配製化學鍍液;其組成及重量配方為:主鹽鹼式碳酸鎳10~30g/L;還原劑次亞磷酸鈉20~40g/L;絡合劑乳酸15~25g/L,丁二酸4~8g/L,乙酸鈉10~20g/L,檸檬酸3~15g/L,選上述絡合劑中的一種或多種;穩定劑凳孝硫指喊脲0.5~3.0mg/L,碘酸鈉5~15mg/L,選上述穩定劑中的一種或二種;防腐劑氟化氫銨15~30g/L;餘量為水。②將鎂合金脫脂、唯粗野酸洗,清潔表面。③浸鋅處理、退鋅、二次浸鋅。④化學鍍鎳;溫度80~90℃,pH6~7,施鍍時間45~60分鍾。⑤水洗,並在200℃下熱處理2小時;最後獲得厚度為15~20微米的鎳磷合金鍍層。
鎂合金化學鍍鎳磷的方法
Ⅵ 化學鍍鎳的工藝流程是怎樣的
一般鋼鐵件化學鍍鎳工藝流程及各處理方法如下:
1、除油:
使用除油劑的按除油劑的使用說明書使用;
自配除油劑的按如下方法配製使用:
氫氧化鈉:30-50g/L
磷酸三鈉:50g/L
碳酸鈉:30-50g/L
OP-10:1-3ml/L
溫度:80度以上,至油除盡為止。
2、清洗:兩道逆流清洗。
3、去銹活化:50%工業鹽酸室溫活化。
4、清洗:兩道逆流清洗。
5、化學鍍:按化學鍍工藝要求操作。
6、清洗:兩道逆流清洗。
7、鈍化:
鉻酸:30g-50g/L
磷酸:0.5-1.0g/L
氟硅酸鈉:1-5g/L,
硫酸鈷:2-8g/L,溫度為50-70度,鈍化時間:10-20秒。處理後的鈍化膜厚應在20-30mg/m2。
8、清洗:兩道逆流清洗。
9、上脂封閉:1%油脂皂水溶液室溫處理10-20秒。
10、清洗:兩道逆流清洗。
11、壓縮空氣吹乾
12、視客戶要求熱處理、拋光、檢驗、包裝。
Ⅶ 化學鍍膜(鎳磷合金)的一些問題!
呵呵,只知道一點點皮毛,希望能起到拋磚引玉的作用。
化學鍍膜,要說關鍵,對鍍件的前處理算是比較重要,打磨、酸洗、除油等等,如果表層雜質多,鍍膜的質量就不好。鍍液濃度的配製也是關鍵,pH值,鍍液的濃度都能對鍍層的沉積速度及鍍層的含量造成影響,沉積速度過快則鍍層表層光潔度會差,另外化學鍍過程中溶液的濃度和pH值是不斷變化的,如果是工業化學鍍,在化學鍍過程中要注意保持鍍液的濃度。
第二個沒遇到過鍍液還要過濾的問題,可能是因為你們是工業大規模生產配製鍍液的水是直接用自來水,如果有沉澱可以考慮提前配製,長時間靜置後取上層清液,呵呵,隨便說說,我也沒經歷過,希望能有高手給你解答。
第三個問題非晶結構與磷元素含量有一定關系,一般認為當鍍層中磷的質量分數超過9% (wt%)時, 鎳磷鍍層為高磷鍍層,一般為非晶態合金, 具有高耐蝕、耐磨、可焊性、磁性屏蔽、高硬度、高強度、高導電性等優異的性能。但P含量太大會造成類金屬一類金屬原子間(即P與P之間)成鍵數目的增多,從而實際上導致金屬一類金屬間形成的鍵數n 減小,鍍層耐蝕性和晶化溫度又從極大值開始下降。鍍液中磷元素的含量以及溶液的pH值均能影響鍍層中磷元素含量,一般pH值越高鍍層中磷元素含量越低。
第四個問題,制三元合金的鍍液配製,跟二元合金一樣,只是在鍍液中多添加一種物質而已,是在鍍前添加的。配比可參考相關文獻,當然這些文獻都是實驗室成果,能否跟實際生產中所制產品一樣就不清楚了。你可以先用CNKI中國期刊網用關鍵字搜索相關文獻,記下你所需文獻的題目,作者,所在期刊的年份期號及頁碼,然後到小木蟲論壇或者是其他學術論壇請人幫你下文獻。