1. Eesmärk
Elektrolüüsivaba nikkelkatmise protsessi, parameetrite kontrolli ja kvaliteedinõuete standardiseerimine, tagades stabiilse kattekvaliteedi, mis vastab klientide ja rahvusvahelistele standarditele.
2. Ulatus
Kohaldatav süsinikterase, roostevaba terase ja vasesulamite elektrolüüsita nikeldamisel. Ei ole kohaldatav magneesiumisulamite, titaanisulamite ega muude eriprotsesside puhul.
3. Normatiivsed viited
- • GB/T 13913-2008 – Autokatalüütilised nikkel-fosforisulamkatted
- • GB/T 6461-2002 – Metallist aluspindadel olevate metalliliste ja muude anorgaaniliste katete katsekehade ja -esemete hindamine pärast korrosioonikatset
- • ASTM B733-18 – Autokatalüütiliste (elektriliste) nikkel-fosforkatete standardspetsifikatsioon
- • ISO 4527:2003 – Metallkatted – Autokatalüütilised (elektrilised) nikkel-fosforisulamkatted
- • GB/T 5270-2005 – Metallkatted metallpindadel – Galvaaniliselt ja keemiliselt sadestatud katted – Nakkekatse meetodid
4. Protsessi põhimõte
Elektrolüüsita nikkelkatmine on autokatalüütiline keemiline sadestamisprotsess, mille käigus naatriumhüpofosfit redutseerib Ni²⁺ ioone, moodustades Ni-P sulamkatte.
Reaktsioonimehhanism:
- • Anoodne oksüdeerimine: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Katoodreduktsioon: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Fosfori kaasasadestamine: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Katte klassifikatsioon fosforisisalduse järgi:
| Tüüp | Fosforisisaldus |
| Madal-P | 1–5% |
| Kesk-P | 5–10% |
| Kõrge P | 10–15% |
5. Protsessi voog
Kontroll → Rasvaeemaldus → Kuum loputus → Voolava loputuse → Marineerimine → Loputus → Aktiveerimine → Loputus → DI loputus → Elektrolüüsita katmine → Taaskasutus → 3-astmeline vastuvoolu loputus → Passiveerimine → DI loputus → Kuivatamine → Kontroll → Pakkimine
6. Peamised protsessiparameetrid
| Parameeter | Reguleerimisvahemik | Märkused |
| Ni²⁺ kontsentratsioon | 8–12 g/l | Soovitatav 9–10 g/l |
| Naatriumhüpofosfit | 25–35 g/l | Molaarne suhe Ni²⁺-ga: 2,5–3,5:1 |
| Kompleksi moodustaja (naatriumtsitraat) | 30–40 g/l | Stabiliseerib nikli ioone |
| Puhver (naatriumatsetaat) | 15–25 g/l | Säilitab pH stabiilsuse |
| pH väärtus | 4,5–5,5 (keskmine/kõrge P) | Reguleeritud ammoniaagi või naatriumkarbonaadiga |
| Temperatuur | 85–90 ℃ | Optimaalne 88±1℃ |
| Laadimine | 0,5–1,5 dm²/l | Suurem koormus vähendab sadestumiskiirust |
| Sadestumiskiirus | 15–25 μm/h | Väheneb vanni vananedes |
| Aeg | 15–60 minutit | Sõltuvalt vajalikust paksusest |
| Agitatsioon | Mehaaniline või madalrõhuõhk | Soovitatav on tooriku liigutamine või ringlus |
| Filtreerimine | Pidev filtreerimine, 5–10 μm täpsusega | Eemaldab osakesed, hoiab ära kortsude tekkimise |
7. Toote spetsifikatsioonid ja katmisvõimalused
7.1 Tooriku suuruste vahemik
| Ese | Parameeter |
| Maksimaalne suurus | 1500 × 800 × 600 mm |
| Min. suurus | 5 × 5 × 5 mm |
| Maksimaalne kaal | 200 kg |
| Min. kaal | 1 g |
7.2 Kattekihi paksuse võimalus
| Tüüp | Paksuse vahemik | Tüüpiline rakendus |
| Täppisdetailid | 5–10 μm | Keermed, ventiilisüdamikud, hüdraulilised komponendid |
| Standardosad | 10–50 μm | Üldised korrosiooni- ja kulumiskindlad osad |
| Paks kate | 50–100 μm | Kulumisparandus, tugevad söövitavad keskkonnad |
Ühtlus: ±10% (üldised osad); ±15% (keerulised kujundid)
7.3 Katte omadused
| Kinnisvara | Pinnatud | Kuumtöödeldud (400 ℃ × 1 h) | Märkused |
| Kõvadus (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Kuumtöötlus suurendab kõvadust |
| Nakkuvus | ≤ 1. aste (GB/T 5270) | — | Ei kooru ega ketendust |
| Soolapihustustest (NSS, 5% NaCl, 35 ℃) | ≥24 h (keskmine P) ≥72 h (kõrge P-ga) | — | Kliendi nõudmisel |
| Poorsus | ≤1 punkt/cm² | — | Tavaliselt mittepoorne ≥25 μm |
| Eritakistus | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Kuumtöötlus: 400 ℃ ± 10 ℃, 1 tund, õhk/ahjujahutus.
8. Tootmisvõimsus
| Ese | Mahutavus |
| Ühe paagi maht | 2–5 m³ |
| Partii kaal | 500–1500 kg |
| Päevane mahutavus | 3–8 tonni |
| Kuuvõimsus | 80–200 tonni |
Märkus: Tegelik mahutavus sõltub geomeetriast, paksusest ja vanni vananemisest.
9. Kvaliteedikontroll
9.1 Kontrollitavad punktid
| Ese | Meetod | Sagedus | Vastuvõtukriteerium |
| Paksus | XRF / metallograafiline mikroskoop | ≥3 punkti partii kohta kinnitusdetailide kohta | Joonise järgimine; maksimaalne hälve ≤10% |
| Kõvadus | HV0.1 mikrokõvadus | Üks kord vahetuse kohta | ≥500 HV (nagu kaetud); ≥800 HV (HT) |
| Nakkuvus | Viilimine/painutus/ristlõikamine + teip | 1 tükk partii kohta | Hinne ≤1, koorumist ei toimu |
| Välimus | Visuaalne (standardne valgus) | 100% | Ühtlane läige; defektideta |
| Soolasprei | NSS 5% NaCl, 35 ℃ | Partii/muudatuse kohta | Keskmine P ≥24 h; Kõrge P ≥72 h |
| Fosforisisaldus | EDS / kemikaal | Iganädalane / uus vann | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Välimuse klassifikatsioon
| Hinne | Kirjeldus |
| A-klass | Ühtlane hele/poolhele, defektideta |
| B-klass | Kergelt vee-/koorumisjälgi, auke/koorumist pole |
| C-klass | Kergelt tuhmunud/värvierinevus, funktsionaalne OK |
| Keeldu | Süvendite teke, koorumine, vahelejäänud katmine, põlemine, tugev värvierinevus |
10. Veaotsing
| Probleem | Võimalik põhjus | Lahendus |
| Halb haarduvus | Mittetäielik rasvaärastus/marineerimine; ebapiisav aktiveerimine | Täiustada eeltöötlust; pikendada aktiveerimist |
| Karedus/täpilisus | Osakesed vannis; kõrge pH sadestub | Tõhustage filtreerimist (5 μm); alandage pH-d |
| Tuhm/hall kate | Madal Ni²⁺/hüpofosfiit; madal pH/temperatuur | Lisa kemikaale; pH 4,8–5,2; kuumuta temperatuurini 88 ℃ |
| Skip plating | Kohalik passiveerimine; jääkõli/oksiid | Parandada aktiveerimist; rasvaärastus |
| Madal sadestumiskiirus | Madal temperatuur/Ni²⁺/redutseerija; pH on langenud; vanutatud vann | Kuumuta temperatuurini 88–90 ℃; reguleeri pH-d; värskenda vanni |
| Vanni lagunemine | Ülekuumenemine; kõrge pH; kiire lisamine; madal laadimiskiirus | Lõpeta kuumutamine; alanda pH-d; lahjenda vanni |
11. Ohutus
- • Isikukaitsevahendid: happe-/leelisekindad, kaitseprillid, põll, respiraator (ammoniaak/happed).
- • Kemikaalide ladustamine: Eraldage nikkelsulfaat, hüpofosfit, happed, leelised; eemal kuumusest/redutseerijatest.
- • Keelud: Ärge segage kontsentreeritud hapet ja hüpofosfiiti (mürgine fosfiin). Lahustage tahked ained kõigepealt deioniseeritud vees.
- • Ventilatsioon: Kohalik väljatõmme mahutite kohal (vesiniku eemaldamine).
- • Hädaolukorras: Silmapesuvahend, dušš, pulber-/CO₂-kustuti, respiraator, lekkekomplekt.
12. Keskkonnakaitse
- • Reovesi: Ni reovesi eraldatud; sademe pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Ohtlikud jäätmed: kasutatud vannid, filtrid, aktivaator, nikli setted – litsentseeritud kõrvaldamine manifestide alusel.
- • Heitkogused: Pidev ventilatsioon; ammoniaagi/vesiniku jälgimine vastavalt standardile GB 16297.
- • Energia/vesi: Isoleerige mahutid; vastuvoolu loputus; kontsentreeritud täiendamine.
13. Vanni koostis (keskmine fosfor, üldised osad)
| Keemiline | Kontsentratsioon | Funktsioon |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/l | Peamine sool, Ni²⁺ allikas |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/l | Redutseerija, P-allikas |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/l | Kompleksi moodustav aine |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/l | pH-puhver |
| Piim-/propioonhape | 5–10 ml/l | Kiirendi |
| Stabilisaator (tiourea) | 1–2 mg/l | Hoiab ära lagunemise |
Meik:
1. Lahustage NiSO₄, tsitraat ja atsetaat 1/3 deioniseeritud vees temperatuuril 60 ℃.
2. Lahustage hüpofosfit + piimhape veel ühes kolmandikus.
3. Kombineeri ja täida märgini, pH 4,8–5,2.
4. Lisa stabilisaator, kuumuta temperatuurini 88 ℃, filtreeri, prooviplaat.
14. Seadmed ja kontrollivõimekus
14.1 Peamised seadmed
| Varustus | Spetsifikatsioon |
| Plaadistuspaak | PP/PVC vooderdatud, soojendusega, temperatuuri reguleerimisega |
| Filtreerimine | Happekindel pump + korpus, 5–10 μm, 1–3×/h |
| Temperatuuri reguleerimine | PID, ±1 ℃ |
| Kuivatusahi | Kuum õhk, 60–120 ℃ |
| Ultraheli puhastusvahend | 40 kHz, reguleeritav võimsus |
| Desinfitseeritud vesi | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Kontrolliseadmed
| Varustus | Täpsus/standard |
| XRF-paksus | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Mikrokaredus | 10–1000 g/km, GB/T 4340.1 |
| Soolapihustuskamber | GB/T 10125, ≥200 l |
| Metallograafiline mikroskoop | 100–1000×, mikromeeter |
| pH-meeter | ±0,02, temperatuurikompensatsioon |
| Analüütiline kaal | 0,01 g |
15. Dokumentatsioon ja jälgitavus
- •Tootmisrekord:Osa nr, kogus, temperatuur, pH, aeg, paksus, operaator.
- •Vannipäevik:Igapäevane Ni²⁺, hüpofosfit, pH; lisandid; filtreerimine/puhastamine.
- •Kontrolliprotokoll:Paksus, kõvadus, nakkuvus, välimus, soolapihustus.
- •Hooldus:Kalibreerimine, pumba hooldus, katlakivi eemaldamine, ventilaatorite kontroll (kord kvartalis).
Säilitamine:≥3 aastat (≥10 aastat auto-/meditsiiniseadmete puhul). Jälgitav partii-/vannitsüklini.
16. Lisasätted
- • Tehniline osakond vaatab selle igal aastal üle.
- • Kliendi erinõuded (soolapihustus, kõvadus, jaotus, H-haprus) on dokumenteeritud ja neid järgitakse.
- • Uued tooted: esmalt väike katsetus; masstootmine pärast kõigi testide läbimist.
- • Tootmiskontrolli ja kliendiauditi jaoks.
Redaktsioonide ajalugu
| Rev | Kuupäev | Redaktsiooni sisu | Heaks kiidetud |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Esialgne väljalase | — |
| V2.0 | 30.04.2026 | Ainult ingliskeelne täielik läbivaatamine | — |
Postituse aeg: 18. mai 2026