Elektrolüüsita nikkel-fosfori katmise protsessi spetsifikatsioon

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

Elektrolüüsivaba nikkel1
Elektrolüüsivaba nikkel1

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