化学镀镍的工业应用
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镍板材的制备及性能分析镍是一种重要的金属材料,广泛用于制备各种工业产品和材料,如电池、合金、电子器件等。
镍板材作为一种特殊形态的镍材料,在航空航天、汽车制造、化工等领域具有重要的应用价值。
本文将就镍板材的制备方法和性能进行详细分析。
一、镍板材的制备方法1. 化学镀镍法:化学镀镍是将镍金属沉积在基材表面上的一种方法。
该方法使用电化学原理,通过在含有镍盐的溶液中加入一定比例的还原剂,使得镍金属从溶液中析出并沉积在基材上。
该方法制备的镍板材表面光洁度高,镍层均匀,但厚度有限。
2. 电解镍板法:电解镍板是将电解液中的镍离子还原为金属镍,使其在电极上镀积成镍层的方法。
制备镍板材时,将基材作为阴极,将含有镍离子的电解液作为阳极,施加一定电压和电流,使得镍金属从电解液中析出并沉积在基材表面上。
该方法制备的镍板材具有良好的导电性能和耐腐蚀性。
3. 粉末冶金法:粉末冶金法是将镍粉末经过一系列的加工工艺,如混合、加压、烧结等,制备成为板材形式的方法。
该方法可以制备出具有特定成分和结构的镍板材,并且具有优异的力学性能和热导率。
但相对于其他方法,粉末冶金法的工艺复杂度较高。
二、镍板材的性能分析1. 机械性能:镍板材具有较高的强度和韧性,其机械性能主要取决于材料的组织结构和冶金工艺。
通过控制冶金工艺参数,可以调控镍板材的晶粒尺寸和分布,从而达到优化材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等机械性能指标。
2. 导电性能:镍是一种具有良好导电性能的金属材料,镍板材作为导电材料被广泛应用。
镍板材具有良好的电导率,可用于制备电子器件、电池等产品。
而电解镍板制备的镍板材的导电性能更佳,能够满足高要求的电路设计需求。
3. 耐腐蚀性:镍具有优异的耐腐蚀性能,镍板材也继承了这一特点。
镍板材在酸、碱等腐蚀介质中具有较好的稳定性和耐蚀性,可以保护基材不受腐蚀。
此外,镍板材还具有较高的热稳定性,适用于高温环境下的使用。
4. 加工性能:镍板材具有良好的加工性能,可以通过冷加工、热加工等方法进行塑性变形和成型。
化学镀镍简介化学镀镍又称无电介镀镍,国标GB/T 13913-92和ISO 4527-1987称自催化镍磷合金。
近20年里在工业发达国家的应用一直以年15%的增长率持续扩大应用领域和规模,成为21世纪最先进适用的表面处理技术之一。
1995年美国《联邦注册》颁布新法令:装饰铬到1996年1月25日、镀硬铬到1997年1月25日为止在美国本土被全面禁止,以化学镀镍取而代之。
化学镀镍工艺,无需外加电流,是运用合适的还原剂和严格的控制工艺在镀件表面连续自催化沉积镀层的技术。
镀层表面呈光亮或半光亮型,主要成分是镍磷(非晶态或微晶)合金,具有以下显著特征:一、高硬度和高耐磨性,镀层硬度为HV4900-5880Mpa(HRC49-55),400℃热处理为HV9800-10780MPa(HRC69-72)。
试验表明,在干燥和润滑的情况下,具有相当于硬铬的耐磨性。
因此,可用它来代替高合金材料和硬铬镀层。
二、优良的抗蚀性,镀层在盐、碱、氨和海水中有很好的抗蚀性。
50-125um 镀层可用作船舶或石油钻井平台上的零件,以抵抗海洋性气候的腐蚀。
三、高均镀性,即有很好的"仿型性",镀覆任意形状的工件尺寸,控制可在微米级以下,镀后无须研磨。
在盲孔、管件、深孔及缝隙的内表面可得到均匀镀层。
四、高结合力和自润滑,镀层孔隙少、致密、表面光洁。
五、可沉积在金属(钢铁、镍基合金及铝基合金)和非金属(玻璃、陶瓷和塑料)表面上,即在导体、半导体和非导体上均可沉积。
可使镀层具有特殊的物理、化学和机械性能。
六、热处理温度低,在400℃以下经不同保温时间后,可得到不同的硬度值。
因此,它不存在热处理变形的问题,特别适用于加工一些精度要求高、形状复杂、表面要求耐磨的零部件和工模具等。
七、无渗透性的限制,适用于大型、形状复杂的零部件和工模具的表面强化。
例如,机械制造和汽车制造工业中的大型拉延模,由于渗透性限制,无法用热处理方法强化。
化学镀工艺化学镀,又称为无电解镀。
因为在工件施镀的过程中,虽说有电子转移,但无须外接电源,工件表面镀层完全是靠化学氧化还原反应实现的。
化学镀是指在无外加电流的状态下,利用一种合适的还原剂,使镀液中的金属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程。
或者说,化学镀是将零件浸入到溶液中在催化剂的作用下在表面发生的金属的沉积,是一个在界面上发生的催化沉积的过程。
因此和电镀不同,化学镀过程不需要整流电源和阳极。
金属沉积仅在零件表面上进行,电子是通过溶解于溶液中的化学还原剂提供的。
完成化学镀的过程有三种方式:(1)置换沉积利用被镀金属的电位比沉积金属负,将沉积金属离子从溶液中置换在工件表面上。
其化学反应可表述为Me1+Me2n+→Me2+Me1m+溶液中金属离子被还原沉积的同时,伴随着基体金属的溶解,当基体金属表面被沉积金属完全覆盖时,反应即自动停止。
所以,采用这种方法得到的镀层非常薄。
(2)接触沉积利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属接触,让被镀金属表面富积电子,从而将沉积金属还原在被镀金属表面。
其化学反应实际上与置换沉积相同,只是Me,不是基体金属,而是第三金属。
其缺点是第三金属离子会在溶液中积累。
(3)还原沉积利用还原剂被氧化时释放出的自由电子,把沉积金属还原在镀件表面;其反应过程可表述为:Me n++Re→Me+OX式中Me——沉积金属;Re——表示还原剂;0X——表示氧化剂。
一般意义上的化学镀是指这种还原沉积化学镀。
它只在具有催化作用的表面上发生。
如果沉积金属(如镍:铜等)本身就是反应的催化剂,该化学镀过程就称为自催化化学镀,它可以得到所需的镀层厚度。
如果在催化表面上沉积的金属本身不能作为反应的催化剂,一旦催化表面被沉积金属覆盖,沉积反应就会自动终止,所以只能获得有限厚度的镀层.化学镀可以在金属、半导体和非导体材料上直接进行,由于没有电流分布的问题,在复杂零件表面可以获得厚度均匀、孔隙率低、对深孔或形状复杂的零件具有很好覆盖能力的镀层。
化学镀镍及其原理 This manuscript was revised on November 28, 2020化学镀镍及其原理目录:1化学镀2化学镀镍3化学镀镍的化学反应4化学镀镍的热动力学5化学镀镍的关键技术6化学镀镍中应注意的问题7化学镀镍的应用一化学镀概括:化学镀是一种新型的金属表面处理技术,该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。
化学镀使用范围很广,镀金层均匀、装饰性好。
在防护性能方面,能提高产品的耐蚀性和使用寿命;在功能性方面,能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能,因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
详解:化学镀[1](Electroless plating)也称无电解镀或者自催化镀(Auto-catalyticplating),是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂,使镀液中金属离子还原成金属,并沉积到零件表面的 1 种镀覆方法。
化学镀技术是在金属的催化作用下,通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。
与电镀相比,化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。
另外,由于化学镀技术废液排放少,对环境污染小以及成本较低,在许多领域已逐步取代电镀,成为一种环保型的表面处理工艺。
目前,化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
原理(简称化学镀)技术的原理是:化学镀是一种不需要通电,依据氧化还原反应原理,利用强还原剂在含有金属离子的溶液中,将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
化学镀常用溶液:化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应,已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。
在这几种理论中,得到广泛承认的是“原子氢态理论”。
二化学镀镍概念:通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法,称为镀镍。
化学镀镍后热处理工艺化学镀镍是一种广泛应用于多种工业领域中的表面处理技术。
其主要作用是在金属表面形成一层均匀、致密、抗腐蚀性强的镍层,使金属表面具有出色的耐腐蚀性、美观度和机械性能等特点。
在化学镀镍之后,紧接着进行的热处理工艺是非常关键的。
下面将针对化学镀镍后的热处理工艺进行深入的探讨与分析。
一、稳定性热处理稳定性热处理是指将化学镀镍部件在恒定的高温条件下进行加热一段时间,使其组织和性能更加均匀,从而降低内部应力和变形。
在这种热处理中,通常选择在镍层材料的热稳定性温度(约为200℃-600℃)进行加热处理,时间一般为2-8个小时。
稳定性热处理的主要目的是消除镀层内部的残余应力,使得金属构件具有更好的稳定性和耐久性。
二、向上热处理向上热处理是指将化学镀镍部件在室温下先进行较长时间的自然冷却,以稳定温度和组织后,再进行热处理的一种方式。
在这种方法中,一般选择高温(约为500℃-700℃)进行处理,持续时间一般为1-4小时。
向上热处理的主要目的是促进金属晶体的再结晶,提高金属的延展性和塑性。
此外,还可以有效降低镀铬部件的内部应力,提高其抗疲劳性和耐久性。
三、退火处理退火处理是针对高强度镍合金部件的一种重要热处理方法。
在化学镀镍之后进行的退火处理,其主要目的是消除金属中的残留应力、改善组织结构、提高金属的延展性和变形能力。
在此种处理中,一般选择高温(约为650℃-800℃)进行加热,时间为1-3小时。
综上所述,无论是稳定性热处理、向上热处理还是退火处理,其目的都是为了提高金属构件的物理和化学性质,提高其的延展性、塑性和耐久性。
化学镀镍与热处理的紧密结合,使得金属的表面处理技术更趋完善。
简介化学镀简介化学镀一、化学镀(chemical plating)化学镀是一种新型的金属表面处理技术,该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。
化学镀使用范围很广,镀金层均匀、装饰性好。
在防护性能方面,能提高产品的耐蚀性和使用寿命;在功能性方面,能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能,因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
化学镀技术是在金属的催化作用下,通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。
与电镀相比,化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。
另外,由于化学镀技术废液排放少,对环境污染小以及成本较低,在许多领域已逐步取代电镀,成为一种环保型的表面处理工艺。
目前,化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
二、化学镀原理化学浸镀(简称化学镀)技术的原理是:化学镀是一种不需要通电,依据氧化还原反应原理,利用强还原剂在含有金属离子的溶液中,将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
化学镀常用溶液:化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应,已经提出的理论有“原子氢态理论”、“氢化物理论”和“电化学理论”等。
在这几种理论中,得到广泛承认的是“原子氢态理论”。
三、对非金属的化学镀需要敏化活化处理敏化就是使非金属表面形成一层具有还原作用的还原液体膜。
这种具有还原作用的处理液就是敏化剂。
好的敏化效果要求具有还原作用的离子在一定条件下能较长时间保持其还原能力,并且能控制其还原反应的速度,要点是敏化所要还原出来的不是连续的镀层,而只是活化点。
目前最适合的还原剂只有氯化亚锡。
目前,对于非金属化学镀镍用得最多的是Pd活化工艺。
当吸附有Sn的非金属表面接触到Pd活化液时,Pd会被Sn还原而沉积到非金属表面形成活化中心,从而顺利进行化学镀。
化学镀镍張正東发表于: 2010-8-18 16:10 来源: 半导体技术天地化学镀化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在自催化表面表面上的一种镀覆方法。
化学镀与电镀的区别在于不需要外加直流电源,无外电流通过,故又称为无电解镀(Electroless Plating)或“自催化镀”(Autocatalytic Plating)。
所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的、可控制的、自催化的化学还原过程,其反应通式为:上述简单反应式指出,还原剂Rn+经氧化反应失去电子,提供给金属离子还原所需的电子,还原作用仅发生在一个催化表面上。
因为化学镀的阴极反应常包括脱氢步骤,所需反应活化能高,但在具有催化活性的表面上,脱氢步骤所需活化能显著降低。
化学镀的溶液组成及其相应的工作条件也必须是使反应只限制在具有催化作用的零件表面上进行,而在溶液本体内,反应却不应自发地产生,以免溶液自然分解。
对于某一特定的化学镀过程来说,例如化学镀铜和化学镀镍时,如果沉积金属(铜或镍)本身就是反应的催化剂,那么,这个化学镀的过程是自动催化的,基本上是与时间成线性关系,相当于在恒电流密度下电镀,可以获得很厚的沉积层。
如果在催化表面上沉积的金属本身不能作为反应的催化剂,那么一旦催化表面被该金属完全覆盖后,沉积反应便终止了,因而只能取得有限的厚度。
例如化学镀银时的情形,这样的过程是属于非自动催化的。
化学镀不能与电化学的置换沉积相混淆。
后者伴随着基体金属的溶解;同时,也不能与均相的化学还原过程(如浸银)相混淆,此时沉积过程会毫无区别地发生在与溶液接触的所有物体上。
随着工业的发展和科技进步,化学镀已成为一种具有很大发展前途的工艺技术,同其他镀覆方法比较,化学镀具有如下特点:(1)可以在由金属、半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属;(2)无论零件的几何形状如何复杂,凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层,化学镀溶液的分散能力优异,不受零件外形复杂程度的限制,无明显的边缘效应,因此特别适合于复杂零件、管件内壁、盲孔件的镀覆;(3)对于自催化的化学镀来说,可以获得较大厚度的镀层,甚至可以电铸;(4)工艺设备简单,无需电源、输电系统及辅助电极,操作简便;(5)镀层致密,孔隙少;(6)化学镀必须在自催化活性的表面施镀,其结合力优于电镀层;(7)镀层往往具有特殊的化学、力学或磁性能。
《化学镀基础知识综合性概述》一、引言化学镀作为一种重要的表面处理技术,在现代工业生产中发挥着至关重要的作用。
它不仅可以提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和硬度等性能,还可以赋予材料特殊的电磁、光学和催化等功能。
本文将对化学镀的基础知识进行全面的阐述与分析,包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面,旨在为读者提供一个清晰、系统且深入的理解框架。
二、基本概念1. 定义化学镀,又称为无电解镀或自催化镀,是一种在无外加电流的情况下,利用处于同一溶液中的金属盐和还原剂在具有催化活性的基体表面上进行的自催化氧化还原反应,从而在基体表面沉积出金属镀层的方法。
2. 特点(1)无需外接电源,操作简便,适用于各种形状复杂的工件。
(2)镀层均匀,孔隙率低,与基体结合力强。
(3)可以在非导体材料如塑料、陶瓷等表面进行镀覆。
(4)可根据需要选择不同的金属镀层,如镍、铜、金、银等。
3. 应用领域化学镀广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器、机械加工、化工等领域。
例如,在航空航天领域,化学镀镍可以提高零部件的耐腐蚀性和耐磨性,延长其使用寿命;在电子电器领域,化学镀铜可以提高印制电路板的导电性和焊接性能。
三、核心理论1. 自催化反应机理化学镀的自催化反应机理主要包括以下几个步骤:(1)还原剂在催化表面上被氧化,释放出电子。
(2)金属离子在催化表面上获得电子,被还原成金属原子。
(3)金属原子在催化表面上聚集,形成金属镀层。
2. 动力学模型化学镀的动力学模型主要用于描述反应速率与各种因素之间的关系。
其中,影响反应速率的因素主要包括温度、溶液浓度、pH 值、搅拌速度等。
通过建立动力学模型,可以优化化学镀工艺参数,提高镀层质量和生产效率。
3. 镀层结构与性能关系化学镀镀层的结构和性能取决于多种因素,如镀液组成、工艺参数、基体材料等。
一般来说,镀层的结构可以分为晶态和非晶态两种。
晶态镀层具有较高的硬度和耐磨性,非晶态镀层则具有较好的耐腐蚀性和电磁性能。
化学镀镍的工业应用 由于化学镀镍层具有优秀的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能,该项技术已经得到广泛应用,目前几乎难以找到一个工业不采用化学镀镍技术。据报道,化学镀镍在各个工业中应用的比例大致如下:航空航天工业:9%,汽车工业:5%,电子计算机工业:15%,食品工业:5%,机械工业:15%,核工业:2%,石油工业:10%,塑料工业:5%,电力输送工业:3%,印刷工业:3%,泵制造业:5%,阀门制造业:17%,其他:6%。世界工业化国家的化学镀镍的应用经历了80年代空前的发展,平均年净增速率高达10%~15%;预计化学镀镍的应用将会持续发展,平均年净值速率将降低至6%左右,而进入发展成熟期。在经济蓬勃发展的东亚和东南地区,包括中国在内,化学镀应用正在上升阶段,预期仍将保持空前的高速发展。 一、航空航天工业 航空航天工业为化学镀镍的使用大户之一,比较突出的应用实例是:美国俄克拉荷马航空后勤中心,自1979年以来,以及西北航空公司自1983年以来均采用化学镀镍技术修复飞机发动机零件。普拉特-惠特尼公司的JT8D喷气发动机虽已经停产,可是迄今仍有上千台这种发动机在波音727和麦道DC-9飞机上使用,原因是:一种高磷,压应力的化学镀镍技术用于修复JT8D六种型号的喷气发动机的叶轮,确保了这种发动机的重新使用。在航空发动机的涡轮机或压缩机的叶片上,通常镍磷合金化学镀厚为25~75um,以防止燃气腐蚀,其疲劳强度的降低比电镀铬少25%。俄克拉荷马航空后勤中心采用超厚层化学镀镍修复飞机零件,镀厚达275~750um。原采用电镀工艺时的返工率达50%,采用化学镀镍后合格率达90%以上,可见取得了明显的经济效益。飞机上的辅助发电机(APU)经化学镀镍后,其寿命提高3~4倍。重达8.2吨的涡轮发动机的主轴承面经化学镀镍100um,以防止开机和停机所引起的振动损坏。为减轻重量,航空工业大量使用铝合金件,经化学镀镍表面强化后不仅耐蚀、耐磨,而且可焊,如冲程发动机的活塞头经化学镀镍后提高了使用寿命。其他还有钛合金件、铍合金件均采用低应力和压应力的化学镀镍表面保护等措施。 镍+铊+硼三元合金化学镀(NTB)被指定为普拉特-惠特尼喷气发动机上160多种零件的表面强化工艺,以抗擦伤和微动磨损,例如:NTB化学镀用于喷气发动机主轴密封。美国空军要求发动机制造商提供具有4000次战术周期,此时磨损量达0.178mm,如此必须拆卸重修,经NTB化学镀后主轴密封面磨损显著降低,经4000次战术周期后的磨损量约为0.008mm。 宇航系统广泛使用着金属光镜,其基体为强度高、重量轻的铍或铝,经专用化学镀镍表面强化,这种含磷量为12.2%~12.7%的化学镀镍可抛光至9Ả,如此高的精度在需要低惯性的宇宙空间里,有着卓越的性能。 二、汽车工业 解决使用乙醇、汽油混合燃料问题是汽车工业的发展趋势之一,使用混合燃料,除性能问题之外,还产生了燃油系统的腐蚀问题。在巴西,使用乙醇作为燃料,应用化学镀镍技术保护锌压铸件,如汽化器免遭腐蚀已成为工艺规范。在美国,当广泛用甲醇或甲醇和汽油混合燃料时,汽车工业势必应用化学镀镍作为汽化器、燃油泵送系统的表面保护手段。 差速器行星齿轮是汽车的一个重要零件,镀上25um厚的化学镀镍层以提高耐磨性,有的汽车制造厂在轴上采用聚四氟乙烯复合化学镀镍层工艺,这种复合镀层既有一定的硬度,又兼有好的润滑性能,提高了轴的使用寿命。 汽车工业利用化学镀镍层非常均匀的优点,在形状复杂的零件上,如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀工艺保护。镀上10um左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。齿轮上化学镀后尺寸误差十分容易地保持在±0.3~0.5um。而如果采用电镀工艺,则必须镀后还要进行机加工才能达到合格的工差范围。用在喷油器上的化学镀镍层,可以提供良好的抗燃油腐蚀和磨损性能。通常,燃油腐蚀和磨损会导致喷油孔的扩大,因此喷油量增大,使汽车发动机的马力超出设计标准,加快发动机的损坏。化学镀镍层可以有效地防止喷油器的腐蚀、磨损,提高发动机的可靠性和使用寿命。 三、化学工业 化学工业应用研究化学镀镍技术代替昂贵的耐蚀合金以解决腐蚀问题,以便改进化学产品的纯度,保护环境,提高操作安全性和生产运输的可靠性,从而获得更有利的技术经济竞争能力。化学镀广泛地应用于大型反应容器的内壁保护。当初非常引人关注的应用实例是:1955年美国通用运输公司(GATX)采用化学镀保护槽车内壁,防止苛性碱的腐蚀。如今,化学镀镍技术已经获得长足的进步,能够在多种化工腐蚀环境下提供可靠的保护。 应用化学镀镍最为量大面广的是阀门制造业。钢铁制造的球阀、闸阀、旋阀、止逆阀和蝶阀等等,经高磷化学镀镍25~75um,可提高耐腐蚀性和使用寿命。化工用泵化学镀镍的效果也同样显著。在苛性碱腐蚀条件下工作的阀门,应采用镀层含磷量1%~2%的低磷化学镀镍。因为在苛性碱腐蚀条件下,低磷化学镀镍层的年腐蚀速率约为2.5um,优于中磷或高磷化学镀镍层。化学镀镍层在强氧化性酸,如浓硝酸、浓硫酸等介质中不耐蚀。尽管在盐酸中的腐蚀速率低于奥氏体不锈钢,耐蚀性仍然是不够的。因此,对于上述强酸介质,或者可能水解生成上述强酸的介质中,不适于使用化学镀镍层。碳钢紧固件镀上25~50um厚的高磷化学镀镍层,代替不锈钢紧固件,既克服了奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂问题,又节省了大量费用。生产低密度聚乙烯的压力容器内壁25um,以防止铁污染和因此所造成的聚乙烯变色。如果采用不锈钢建造,其价格大约是化学镀方法的两倍。 四、石油天然气 石油和天然气是化学镀镍的重要市场之一,油田采油和输油管道设备广泛地采用化学镀镍技术。典型的石油和天然气工业腐蚀环境为井下盐水、二氧化碳、硫化氢,温度高达170~200℃,并伴有泥沙和其他磨粒冲蚀等等,腐蚀环境相当恶劣。低碳钢油气管道在如此苛刻的条件下,仅有2~3个月的寿命。经过50~100um厚的高磷化学镀镍层保护之后,其腐蚀速率降低到与哈氏合金相当的程度。考虑到耐蚀合金价格昂贵,从性能价格比上讲,碳钢管道采用化学镀镍保护的技术经济性能最好。 泵壳、叶轮和出口管道等油气用泵零件,根据腐蚀环境不同,经化学镀镍镀厚25~75um不等,防腐蚀效果优良。抽油泵化学镀镍是一种理想的应用实例:在西得克萨斯油田,经化学镀镍保护的抽油泵,寿命长达4年以上,同样末加保护的抽油泵的寿命不超过6个月。化学镀镍层耐蚀耐磨,而且由于化学镀镍层的高度均匀性,可以使抽油泵筒制成整体件,从而显著地提高了抽油泵品质,降低生产成本。在油田,高磷化学镀镍亦广泛地应用于油水分离装置的加热器表面以防腐蚀,镀厚通常为25~75um。集油和输油装置的阀门、管接头、管箍等亦采用化学镀镍保护。 五、食品加工业 食品加工业为应用化学镀镍提供了一个巨大的潜在市场;之所以称之为潜在的市场,是因为目前化学镀镍在食品工业的广泛应用中存在着障碍。比如在美国,FDA(美国食品和药物管理署)对于化学镀镍在食品工业中的应用尚末制订出法规标准;通常,对于化学镀镍层在应用于直接与食品接触的情况,FDA采取个案处理的方式予以批准。究其原因,主要是因为经典的化学镀液配方中含有毒的铅、镉等重金属离子作为稳定剂的缘故。然而,许多现代的化学镀镍溶液中已经不使用重金属离子作稳定剂了;显然,这个障碍迟早将会被拆除。目前,食品包装机械中不与食品直接接触的零件,如:轴承、辊筒、传送带、液压系统和齿轮等为化学镀镍在食品工业中的典型应用。在食品加工过程中,会涉及盐水、亚硝酸盐、柠檬酸、醋酸、天然木材的烟薰,挥发性有机酸等腐蚀介质等问题;食品加工温度范围为60~200,生产环境中相对湿度很高;在这样的条件下,食品加工设备存在着金属腐蚀、疲劳和磨损等问题。对于接触食品的金属表面,传统的保护方式是电镀硬铬;可是,在含氯离子酸性介质中,镀铬层的耐蚀年并不好;然而,化学镀镍在均镀能力、高耐蚀性、防粘、脱模性等方面具有明显的优势。揉面机上与食品接触的零件采用的化学镀镍就是应用成功的实例之一;其他在食品充气装罐机、螺杆送料机、拌料锅、食品模具、烤盘、干燥箱,面包保温炉等食品机械上越多地采用了化学镀镍。 六、采矿工业 采矿工业环境条件恶劣,井下机械不可避免地接触盐水、矿酸,以受腐蚀和磨损的考验。因此,采矿机械需要进行表面保护。矿井顶板支撑系统中,常用电镀硬铬作为液压支柱的防腐蚀耐磨损保护层。然而,由于硬铬表面裂纹、多孔,使用中经常因为腐蚀严重以致液压支柱被咬死而无法动作。高压液压缸的这种问题更加严重。在高压工作下,镀层受到拉伸,使得高内应力的硬铬层的裂纹进一步加剧。这种情况下,采用25um厚的压应力的高磷化学镀镍层做保护,当液压支柱受高压拉伸时,化学镀镍层不会产生裂纹,并能够经受住地下煤矿环境的腐蚀与磨损。在某些露天采矿生产中,例如采选肥料用的磷矿石,要使用高压泵和喷射泵嘴,此时,腐蚀和冲蚀问题相当严重,但耐蚀耐磨的化学镀镍层的应用便可防止机械零件过早损坏。 七、军事工业 化学镀镍技术在军事上得到广泛的应用,突出的例子如航空母舰上飞机弹射机罩和轨道的化学镀镍保护。弹射机的工作环境非常恶劣,飞机发动时的高温气流冲刷轨道,弹射时的巨大的作用力,海洋气候条件的腐蚀,使得弹射系统仅能使用6~12个月。现采用的表面处理工艺是:正确前处理后的弹射机罩,在电镀镍后,化学镀镍100um,然后再电镀镉12.5um,并经铬酸钝化。这样的复合涂覆保护层,具有很好的耐磨和抗微振磨损性能,弹射系统的使用寿命可延长至14~18年,即增加18倍。军用车辆的耳轴多年来一直采用化学镀镍层保护,防止道路泥浆和盐水的腐蚀和磨损。 坦克的后视镜用铝材制成,精磨抛光后,化学镀镍作为耐蚀耐磨保护层。技术要求后视镜在可见光谱范围内具有80%的反射率,化学镀镍层容易达到这些光学要求。铝质雷达波导管镀以25um厚的化学镀镍层可防止陆地和海上腐蚀。化学镀镍层的均匀性,能满足各种波导管的技术要求。