化學鍍鎳磷合金技術(shù)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(shù)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(jīng)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(jié)合形成Ni－P合金鍍層。
2、鍍層的特性及技術(shù)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(chǎn)生壓應力（4MPa），而鍍層與鋼的熱膨脹系數(shù)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(jīng)熱處理硬度可達HV1100，但在320℃時開始發(fā)生晶型轉(zhuǎn)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(zhì)的腐蝕提供了理想的阻擋層。在堿、鹽、高溫油測、有機介質(zhì)和溶劑、酸性氣體中有抗蝕能力，經(jīng)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(zhì)中的腐蝕速率表
介質(zhì)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
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(diào)節(jié)器元件、交流發(fā)電機散熱片、油箱、燃料噴射器傳動推力熱圈等、
(3)輕紡工業(yè)中：塑料模具、刻花滾筒、導布輥、導紙輥、貯槽、橫機、導軌、針筒、烘缸、織物刀刃、塑料切粒刀等。
(4)飼料食品工業(yè)中：烤鍋、軸承、罐頭生產(chǎn)線設備、滑輪、切片裝置、分類機、攪拌機等。
(5)其它工業(yè)中：液壓裝置、離合器、泵、軸輥、拉絲機滾筒等。
化學鍍防腐蝕技術(shù)早應用于石油和化學工業(yè)。Ni-P合金鍍層為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的化學惰性，可有效地抗堿、鹽溶液和海水腐蝕，抗石油和各種碳氫化合物腐蝕，加之Ni-P鍍層的耐磨性能，因此形成了其在石油、天然氣開發(fā)和石化生產(chǎn)中腐蝕防護的優(yōu)勢，成為石化裝備方面新發(fā)展起來的一種防腐材料。在中東、美國和德國的石油和天然氣開采中，在管線、閥體、泵站的防蝕保護方面，該技術(shù)得到了廣泛應用，并取得了明顯效果。我國在八十年代末開始在油田行業(yè)開發(fā)應用該技術(shù)，在不斷實踐的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了換熱設備大面積整體化鍍技術(shù)的突破，大大降低了成本，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。目前這項比較成熟的工藝技術(shù)已在大慶、勝利、中原油田推廣開來，應用于采注管線的防腐；在石化、化纖、化肥、制鹽、制藥、制堿、發(fā)電、冶金焦化等工業(yè)的冷換設備的防腐領(lǐng)域，可以代替不銹鋼，但造價為不銹鋼的1/2。應用該技術(shù)后可使設備提高耐磨性和耐蝕性，延長其使用壽命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，能大大節(jié)約原材料和能源，提高開工率，經(jīng)濟效益顯著。