化學鍍鎳磷合金技術簡介

高性能的鎳磷合金化學鍍工藝是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型表面保護和表面強化技術手段，具有廣泛的應用前景。目前化學鍍鎳磷合金已廣泛地應用在石油化工、石油煉制、電子能源、汽車、化工等行業(yè)。石油煉制和石油化工的市場，并且隨著人們對其鍍層特性的認識，它的應用也越來越廣泛，主要用在石油煉制、石油化工的冷換設備上，并且得到了許多用戶的認可。經實際應用，能顯著提高設備的耐磨、耐蝕性能，延長其壽命3倍以上，性能優(yōu)于目前使用的有機涂料，而且適用于碳鋼、鑄鐵、有色金屬等不同基材。

化學鍍鎳磷合金的原理

其主要反應為次亞磷酸鈉還原鎳離子為金屬鎳，即在水溶液中鎳離子和次亞磷酸根離子碰撞時，由于鎳觸媒作用析出原子態(tài)氫，而原子態(tài)氫又被催化金屬吸附并使之活化，把水溶液中的鎳離子還原為金屬鎳形成鍍層，另外次亞磷酸根離子由于在催化表面析出原子態(tài)氫的作用，被還原成活性磷，與鎳結合形成Ni－P合金鍍層。

2、鍍層的特性及技術指標

(1)鍍層均勻性好

非晶態(tài)Ni－P合金鍍層是通過化學沉積的方法獲得，凡是鍍液能浸到的部位，任何形態(tài)復雜的零件，都能得到均勻的鍍層。不需外加電流，是非晶態(tài)均一單相組織，不存在晶界、位錯，也無化學成份偏析,且避免了電鍍形成的邊角效應等缺陷。另外，鍍層十分致密還具有較高的光潔度。

(2)鍍層附著力好

鍍層在鋼鐵基體上產生壓應力（4MPa），而鍍層與鋼的熱膨脹系數相當，所以具有優(yōu)良的附著力，一般為300－400MPa。

(3)鍍層硬度高，抗磨性能優(yōu)良

鍍層具有高硬度，低韌性和較低熱導率、電導率，它的抗拉強度超過700MPa，與很多合金鋼相似，鍍層硬度和延伸率都超過了電鍍鉻，彎曲無裂紋，但不適合反復彎折和拉抻等劇烈變形的部件，經熱處理硬度可達HV1100，但在320℃時開始發(fā)生晶型轉變，耐磨性能增強，耐蝕性能減弱。

(4)優(yōu)良的抗腐蝕性能

由于鍍層為非晶態(tài)，不存在晶界、位錯等晶體缺陷，是單一均勻組織，不易形成電偶腐蝕，決定其有較高的耐蝕性，Ni－P鍍層均勻性好，拉應力小，致密性好，為防止介質的腐蝕提供了理想的阻擋層。在堿、鹽、高溫油測、有機介質和溶劑、酸性氣體中有抗蝕能力，經實際應用證明，特別對石油煉制、石油化工中的Cl-應力腐蝕，高低溫H2S和環(huán)烷酸的腐蝕具有超凡的抗蝕能力。

表一 非晶態(tài)鎳磷合金在某些介質中的腐蝕速率表

介質名稱

Wt％

溫度（℃）

Ni-P合金腐蝕率mm/y

1Cr18Ni9Ti腐蝕率mm/y

氫氧化鈉

50

95

0.002

>1.0

鹽酸

10

25

0.072

>1.5

鹽酸

37

30

0.041

>1.5

硫酸

10

70

0.048

>1.5

甲酸

85

20

0.013

>1.5

氯化鈉

飽和

100

0.024

0.05-1.5

20

100

<0.001

0.05-1.5

石油

20

無

水

20

無

海水

20

無

表二 鎳磷合金鍍層物理機械性能表

性能

Ni－P

備注

鋼上鍍層內應力MPa

<7

密度g/㎝3

7.75

P含量8－10％

熔點℃

890

P含量7－9％

電阻率μΩ?㎝

0.9

熱導率w/m2

8

抗拉強度MPa

>700

延伸率

1－1.5

結合力MPa

300－400

低碳鋼、不銹鋼為160－200

硬度HV

600－800

經300℃處理達800－1100

鍍層厚μm

25－75

耐熱性能700℃

不起皮，不脫落

無孔隙最小厚度μm

15

外觀

類似于不銹鋼的銀白色，色調柔和，美觀

3、應用范圍

(1)石化工業(yè)中：冷換設備、盤管、采注管線、控制閥泵、吸入活塞桿等。

(2)汽車和造船工業(yè)中：發(fā)動機軸、防滑活塞、空氣調節(jié)器元件、交流