
镍磷镀的工艺原理以及作用,经过它处理的材料有什么效用
镍磷镀是一种化学溶液,能与碳钢等部件发生化学反应,在钢部件的表面形成一层镍磷镀膜,有效的隔断钢部件与腐蚀性介质的接触,从而达到防腐的目的。
它的施工是将工件浸泡在镀液中缓慢反应,由于是全浸透,反应镀层均匀,更形象的讲大家在学校经常做的铁片置换铜离子的试验,与此类似。
其中镍占90%左右,其他是磷,镍磷镀的防腐性能很高,而且耐温可以达到500℃。
镍磷镀的优点是:1、它镀层的致密性,凡是溶液能渗透的地方都能很好的施镀;2、镀层十分光滑,污垢不容易沉积3、镀层性质与金属类似,不影响换热器的换热系数。
在资料中,他们还对换热器管束的耐腐蚀性能做了对比试验,采用的方法分别为:1、20钢裸露寿命2~3月;2、PPS涂层(一种防腐树脂)寿命为6~12月;3、12Cr2AlMoV(钢材质)寿命为11个月;4、渗铝为10个月;镍磷镀的耐腐蚀寿命为25个月。
价格方面,他们也和国内几种常用的防腐涂料以及各种镀层进行了比较。
单从即时费用看,镍磷镀的价格要比我们现在用的防腐涂料高出一些,如果从长远估算,它的投资要小的多。
另外,镍磷镀施镀后还有一些后续工作要做。
比如,有沉积物时不能用我们厂检修时清理气分管束那样机械清理。
所以清理方面,他们引进了国外高压水清理技术,水压最高可达270Mpa,根据不同的需要调整水压,能很好的清理杂物。
化学镀镍,镍磷镀ENP(Electroless Nickel plating)工艺是一种用非电镀(化学)的方法,在零部件表面沉镀出十分均匀、光亮、坚硬的镍磷硼合金镀层的先进表面处理工艺。
它兼有高匀性、高结合强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和无漏镀缺陷及仿真性极好六大优点,其综合性能优于电镀铬。
在很多环境介质中甚至比不锈钢更耐腐蚀,用来代替不锈钢可以降低工件成本。
在工艺方面,化学镀镍是靠化学方法形成镀层,不受零件形状和尺寸的限制,任何复杂形状的零件各部位镀层厚度均匀一致,施镀过程中厚度精度为±2μm,能够满足各种复杂精密部件的尺寸要求,而且镍合金镀层质密光滑,镀后无需任何加工,还可以反复修镀。
该技术是目前发达国家重点推广的表面处理新技术。
一、化学镀镍,镍磷镀ENP的基本原理 化学镀镍,镍磷镀ENP的基本原理是以次亚磷酸盐为还原剂,将镍盐还原成镍,同时使金属层中含有一定的磷,沉淀的镍膜具有催化性,可使反应继续进行下去。
关于ENP的具体反应机理,目前尚无统一认识,现为大多数人所接受的原子氢态理论是: 1、镀液在加热时,通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢,而形成亚磷酸根,同时放出生态原子氢,即: H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2[H]2、初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化,使镀液中的镍离子还原,在催化金属表面上沉积金属镍: Ni2++2[H]→Nio+2H+3、随着次亚磷酸根的分解,还原成磷: H2PO2-+[H]→H2O+OH-+Po镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金,因此,ENP的基本原理也就是通过镀液中离子还原,同时伴随着次亚磷酸盐的分解而产生磷原子进入镀层,形成过饱和的Ni-P固溶体。
二、化学镀镍,镍磷镀ENP工艺特点1、该工艺从原料到操作对环境无毒无污染,属于环保型表面处理工艺。
2、属于热化学镀,靠化学反应在零件表面生成镀层。
3、工艺独特,对任何复杂形状的零件,只要浸到镀液,就能获得各个部位完全均匀一致的镀层(彻底弥补了电镀工艺的漏镀缺陷)。
4、镀层十分光滑均匀,并且厚度能够得到精确控制,镀后无需任何加工处理。
三、镀层性能特点1、镀层成分:镀层合金(镍磷硼合金),其中镍86-97%,合金成分3-14%。
2、结合力:镀层合金与基体之间是金属键结合,连结坚固,结合力超强。
钢或铝合金300-400Mpa,铜140-160Mpa,是电镀的6-8倍,能承受很大的剪切应力而不脱皮。
3、镀层硬度:镀态300-500HV,热处理(350-400℃1h)后可达到800-1000HV,接近电镀硬铬的硬度,但综合性能比硬铬镀层好,是替代硬铬镀层的理想镀层。
4、抗腐蚀性:镀层针孔率底,又是非晶态结构,无晶界面,腐蚀性介质无法渗透通过镀层,其化学稳定性高,具有优良的抗腐蚀性能。
特别是高磷镀层,可以耐各种介质的腐蚀,在很多行业中可以代替不锈钢。
5、耐磨性:非晶态的合金结构能起到固体自润滑效果,适当热处理(350-400℃1h)后强化了镀层结构的驰豫现象,镀层延展性、韧性大为改善,硬度大大提高,加上表面质密、均匀、光滑,因此具有极好的耐磨性,性能优于硬铬镀层。
另外,ENP镀层还具有耐高(低)温(-50-890℃)、无磁性、钎焊性能好、电阻率低、导电(热)性能好、膨胀系数低、抗变色能力强等特殊的物理化学性能,使该工艺在电子、石油化工、机械制造等各个工业部门得到广泛的应用。
四、化学镀镍,镍磷镀具体应用化学镀镍,镍磷镀ENP工艺可在钢、铜、铝等基材上沉镀,并以良好的工艺性和优秀的镀层性能,在电子和计算机、航空航天、化学化工、石油天然气、机械、汽车摩托车、精密仪器、食品机械、医药、纺织、市政路政等行业广泛应用。
1、电子、计算机行业铝镁合金硬盘、线路板、薄膜电阻器、金属元件等,利用化学镀镍合金可提高其耐磨、耐蚀性能和特殊的物理化学性能。
2、机械制造工业凡需要耐磨,耐蚀的零部件一般都可以用化学镀镍合金层来提高其寿命,如液压轴、曲轴、传动链带、齿轮、工卡量具等。
3、模具行业镍合金镀层因其耐磨、耐蚀、结合力强、固体自润滑性能以及工艺上的均匀,可控厚度等的优势,能够起到强化模具的理想效果,大大提高模具的抗磨损、抗擦伤、抗咬伤的能力,脱模容易,既延长了模具寿命,又提高了模加工件的表面质量,用ENP工艺处理模具时表面厚度均匀无变形,模具表面尺寸超差时,可以很精确地修复。
4、石油、化工行业化学镀镍合金对含硫化氢的石油和天然气以及酸、碱、盐等化学腐蚀介质都具有优良的抗蚀性,所以采油设备、输油气管道中应用广泛。
普炭钢、低合金钢上镀一层50-70μm的合金,其寿命可提高3-6倍。
化学工业的容器、阀门、管道、泵等可用这种工艺处理,以代替不锈钢和纯镍。
又因其兼有优良的抗蚀、耐磨、精确零件的特点,构成了ENP工艺独特的优势。
5、汽车摩托车行业主要是利用化学镀镍合金层的耐蚀、耐磨性能。
如形状复杂的散热器、齿轮、喷油嘴、制动瓦片、减振器等等。
6、其它行业ENP工艺还适合处理航空、汽车业中一些要求耐磨耐蚀,并且又对称平衡的零件,铝、镁、铍材料制成的航空零部件和电子元器件等。
涂覆工艺是什么
面涂覆是材料表面涂覆一层新材料的技术,如电或化学镀)、喷漆(或上涂料)、涂和气相沉积技术等等。
表面涂覆是在基质表面上形成一种膜层,以改善表面性能的技术。
涂覆层的化学成分、组织结构可以和基质材料完全不同,它以满足表面性能、涂覆层与基质材料的结合强度能适应工况要求、经济性好、环保性好为准则。
涂覆层的厚度可以是几毫米,也可以是几微米。
涂覆方法主要有下列几种:1.涂刷法。
涂刷法是最常用的涂漆方法。
这种方法可用简单工具进行施工。
2.喷涂法。
喷涂法是用喷枪将涂料喷成雾状液,在被涂物面上分散沉积的一种涂覆法。
(1)高压无空气喷涂法:这种方法的优点是工效高,效率比一般喷涂法高十余倍,漆膜的附着力也较强。
(2)静电喷涂法:这种方法的优点是漆雾的弹回力小,大大降低了漆雾的飞散损失提高漆的利用率。
3.浸涂法。
这种方法适用于小型零件和内外表面的涂覆。
缺点是一般不适用于干燥快的涂料,因易产生不均匀的漆膜表面。
4.电泳涂装法。
电泳涂装法是一种新的涂漆方法,适用于水性涂料。
表面处理工艺有几种
金属表面处理种类简介电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极,待镀的工件做阴极,镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸。
电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
电泳电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下,带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。
电泳表面处理工艺的特点:电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
电泳工艺优于其他涂装工艺。
镀锌镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。
现在主要采用的方法是热镀锌。
电镀与电泳的区别电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电泳:溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象。
溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象。
利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。
电泳又名——电着(著),泳漆,电沉积。
发黑钢制件的表面发黑处理,也有被称之为发蓝的。
其原理是将钢铁制品表面迅速氧化,使之
哪些塑料能够电镀的
一般从原理性,非结晶可以,结晶塑料难于电镀。
但具体的塑料产品还有很多其它因素影响电镀性能。
塑料电镀( Electroplating plastic),可以采用电镀级的塑料(platability plastic)。
电镀级的ABS是最常用的电镀塑料。
ABS\\\/PC混合料、PA、PPO、LCP也是可以镀的塑料。
对于难镀的塑料经过合适的粗化处理,也是可以电镀的。
HIPS不可以电镀。
塑料电镀的工艺分为表面粗化处理、化学镀(塑料的导电处理)和电镀三个工序。
另外,塑料的导电处理还可以采用导电真空镀膜处理,作为EMC的防护层有良好的效果,几乎所有塑料均可以做导电真空镀膜。
聚四氟乙烯例外。
非结晶的塑料可变性大,分子结构无规则,易于表面涂覆,这样可以做出很多不同的产品;创新也是一样,越是无约束,约容易创新,“统一思想”创新就没有了,就只有单调的产品了。
如何实现塑料上电镀啊
塑料电镀工艺包括涂复聚合物涂料、活化、喷镀和电镀等主要工序。
涂复聚合物涂料 在需要电镀的塑料表面涂复含有化学镀用的催化剂的聚合物涂料,然而干燥形成含有催化剂的聚合物涂膜。
含有化学镀的催化剂的聚合物涂料,其催化剂为钯、金、银、钴、镍、铁、铜等金属酚盐或金属氧化物微粒等。
涂料为丙烯酸、聚氨基甲酸乙酯和环氧类等,这些涂料与塑料表面可以牢固地粘结。
涂复方法有喷涂、刷涂和浸涂等,其中以喷涂为佳。
涂膜厚度为1~25μm。
形成涂膜的干燥温度为5~80℃。
活化 涂复在塑料表面的聚合物涂膜必须进行活化处理,才能使涂膜中的催化剂具有催化性能。
例如,在塑料表面上涂复含有PdSO4等金属盐的聚合物涂料,干燥以后采用NaH2PO2溶液进行还原处理,才能具有化学镀的催化作用,又如在塑料表面上涂复含有钯和钛的复合金属氧化物的聚合物涂料,干燥以后可以用H2SO4等进行催速处理。
喷镀 经活化处理后的涂膜表面上同时分别从各自的喷嘴中喷射出含有金属离子的金属盐溶液和含有还原该金属离子的还原剂溶液,形成电镀用的导电性金属层。
适宜的金属离子有Ni2+、Cu2+、Ag+等。
金属盐溶液喷射涂复时,分别喷出的溶液在聚合物涂膜面附近相遇,并以混合状态附着于聚合物涂膜表面上,或者金属盐溶液和还原剂溶液以上下积层状态喷射在涂复的聚合物表面上。
含有金属离子的金属盐溶液与还原剂溶液的组合方式可举例如下: (1)以氨性AgNO3为金属盐溶液时,还原剂为乙二醛,添加含HNO3的葡萄糖和硫酸肼等溶液。
(2)金属盐溶液以KNaC4H4O6为络合剂的碱性铜溶液时,还原剂为乙二醛和硫酸肼等溶液。
(3)金属盐溶液为NH4Cl和NiCl2溶液时,还原剂为硼氢化钠(NaBH4)和NaH2PO2溶液。
含有非导电性催化剂的聚合物涂膜面上喷射了金属盐溶液和还原剂溶液以后,立即发生还原金属盐的化学镀反应,形成了电镀用的导电性金属层的基底。
电镀 在化学镀形成的导电性金属层上施镀,形成满足实用要求的电镀层。
应用 例1 采用120mm×130mm×1mm的ABS板,按照下列工艺程序进行处理。
(1)形成聚合物涂膜 在ABS板的一面上喷涂含钯的聚合物涂料,65℃,干燥90min。
(2)化学镀铜 以Cu2+盐溶液∶还原剂溶液=1∶1的比例,在30kPa喷射压力下,同时分别从各自的喷嘴中喷射Cu2+盐溶液和还原剂溶液到ABS板的聚合物涂膜表面上,开始迅速呈现黑褐色,紧接着呈现光亮的金属铜光泽,形成了导电性化学镀铜层。
(3)电镀 金属盐溶液和还原剂溶液喷射时产生的废液中含有KNaC4H4O6,添加0.1g\\\/LFeCl3,接着采用Ca(OH)2和NaOH的混合液,调至pH值11.5以上,生成凝聚沉淀,这时废液中的Cu2+浓度仅为1mg\\\/L以下。
例2 在100mL聚氨基甲酸乙酯水分散体(固体成份质量分数30%)中添加10mgPdCl2,制成分散的聚合物涂料,喷涂到ABS板上,40℃,干燥1h,形成约为5μm厚度的聚合物涂膜。
接着浸渍于1g\\\/L的NaBH4溶液中,还原析出金属钯。
然后按照例1的工艺,喷射金属盐溶液和还原剂溶液,在ABS板的聚合物涂膜表面形成导电性化学镀铜层,再进行电镀铜。
例3 采用120mm×130mm×1mm的ABS板,按照下列工艺程序进行处理。
(1)形成聚合物涂膜 在ABS板的单面上喷涂上述聚合物涂料,在65℃干燥90min,形成5μm厚度的聚合物涂膜。
(2)催化 在聚合物涂膜上喷淋由1g\\\/LSnO和4g\\\/LNaOH混合搅拌配制而成的透明水溶液,以便在聚合物涂膜表面吸附催化剂,然后充分喷淋水洗。
(3)化学镀银 用AgNO3和氨水配制成银氨溶液。
还原剂溶液采用100mL质量分数为40%乙二醛溶液。
然后按例1的工艺,喷射金属盐溶液和还原剂溶液,在ABS板的聚合物涂膜表面形成导电性银层。
(4)电镀 同例1,电镀光亮酸铜。
银氨溶液和还原剂溶液喷射时产生的废液中添加过量NaCl,残存的Ag+以AgCl沉淀,然后把沉淀脱水干燥而回收。
例4 采用120mm×150mm×1mmABS板,按照下列工艺程序进行处理。
(1)形成聚合物涂膜 在ABS板的两面上喷涂含有Ag2O和SiO2的聚合物涂料,65℃干燥90min,形成5μm厚度的聚合物涂膜。
(2)催化 在聚合物涂膜上喷淋,以便在聚合物涂膜上吸附钯催化剂。
(3)化学镀镍 然后按例1的工艺,喷射金属盐溶液和还原剂溶液,在ABS板的聚合物涂膜表面形成导电性镍层。
(4)电镀镍 上述Ni2+溶液和还原剂溶液喷射时产生的废液中添加铁盐,使溶液pH值为10以上,通过凝聚沉淀可以使废液中Ni2+浓度降低到0.5mg\\\/L以下。
按照ASTMD 3359标准规定的横切胶带试验方法进行镀层剥离试验。
结果表明,从例1~例4中获得的镀铜层和镀镍层的附着性优良,都没有发生镀层剥离现象。
结论 上述工艺的特点: (1)无须采用传统的化学镀铜工艺,减少污染,保护环境。
而且,可以简便、经济、稳定地形成附着性优良的电镀层。
(2)金属盐溶液和还原剂溶液直到喷射时都是分别单独保存的,溶液稳定性高,还原析出速度快,比传统化学镀的作业时间大大缩短。
(3)无须使用金属离子的稳定剂,金属盐溶液和还原剂溶液喷射时产生的废液容易处理。
(4)由于喷涂的聚合物涂料中不含增加粘度的金属或者石墨等导电性填料,因而不会产生镀层的不均匀问题,镀层均镀性优良。
(5)预定电镀表面的凸起或凹陷等形状复杂部位的聚合物涂膜厚度仅为5μm左右,因而有利于提高复杂部位的尺寸精度。
特别适用于电子设备等塑料机壳的表面电镀,具有优良的EMI屏蔽特性和带电防止特性。
coating 在生产工艺中是什么意思
防锈漆:可保护金属表面免受大气、海水等的化学或电化学腐蚀的涂料。
可分为物理性和化学性防锈漆两大类。
前者靠颜料和漆料的适当配合,形成致密的漆膜以阻止腐蚀性物质的侵入,如铁红、铝粉、石墨防锈漆等;后者靠防锈颜料的化学抑锈作用,如红丹、锌黄防锈漆等。
用于桥梁、船舶、管道等金属的防锈。
镀锌:锌的标准电极电位为-0.76V,对钢铁基体来说,锌镀层属于阳极性镀层,它主要用于防止钢铁的腐蚀,其防护性能的优劣与镀层厚度关系甚大。
锌镀层经钝化处理、染色或涂覆护光剂后,能显著提高其防护性和装饰性。
近年来,随着镀锌工艺的发展,高性能镀锌光亮剂的采用,镀锌已从单纯的防护目的进入防护-装饰性应用。
镀镉:与锌相似,但不溶解于碱液中,在室温空气中不变色,在潮湿空气中会氧化形成保护膜可防止继续氧化腐蚀。
镉的氧化物不溶于水,镉比锌较不易溶于酸, 但对硝酸作用强。
镉熔化时产生有毒气体,其可 溶性盐类也是有毒。
镉对钢铁基材属于阴极保护镀层,但在高温或海洋气候下,则属于牺牲性阳极保护镀层。
镀镉在海洋性的环境与高温(70C以上)的热水,镉镀层耐腐性强,比较安定。
焊接性与润滑性良好,接触电阻抗力强,对碱性溶液很好抵抗性,氢脆性小,光泽性佳,附着力强。
所以航空、航海及电子工业的零件很多用镀镉,镉镀层易抛光,磷酸盐化后可做油漆的底层,但镉对人体有毒,食物之器具不能镀镉。
发蓝:是将钢在空气中加热或直接浸於浓氧化性溶液中,使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术,也称发黑。
钢铁零件的发蓝可在亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐中进行,也可在高温热空气及500℃以上的过热蒸气中进行,更常用的是在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中加热。
发蓝时的溶液成分、反应温度和时间依钢铁基体的成分而定。
发蓝膜的成分为磁性氧化铁,厚度为0.5~1.5微米,颜色与材料成分和工艺条件有关,有灰黑、深黑、亮蓝等。
单独的发蓝膜抗腐蚀性较差,但经涂油涂蜡或涂清漆后,抗蚀性和抗摩擦性都有所改善。
发蓝时,工件的尺寸和光洁度对质量影响不大。
故常用於精密仪器、光学仪器、工具、硬度块等



