化學(xué)鍍鎳的歷史與電鍍相比,比較短暫,在國外其真正應(yīng)用到工業(yè)僅僅是70年代末80年代初的事。 1844年,A.Wurtz發(fā)現(xiàn)金屬鎳可以從金屬鎳鹽的水溶液中被次磷酸鹽還原而沉積出來。化學(xué)鍍鎳技術(shù)的真正發(fā)現(xiàn)并使它應(yīng)用至今是在1944年,美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的A.Brenner和G.Riddell的發(fā)現(xiàn),弄清楚了形成涂層的催化特性,發(fā)現(xiàn)了沉積非粉末狀鎳的方法,使化學(xué)鍍鎳技術(shù)工業(yè)應(yīng)用有了可能性。但那時的化學(xué)鍍鎳溶液極不穩(wěn)定,因此嚴(yán)格意義上講沒有實際價值?;瘜W(xué)鍍鎳工藝的應(yīng)用比實驗室研究成果晚了近十年。第二次世界大戰(zhàn)以后,美國通用運輸公司對這種工藝發(fā)生了興趣,他們想在運輸燒堿筒的內(nèi)表面鍍鎳,而普通的電鍍方法無法實現(xiàn),五年后他們研究了發(fā)展了化學(xué)鍍鎳磷合金的技術(shù)、公布了許多專利。1955年造成了他們的條試驗生產(chǎn)線,并制成了商業(yè)性有用的化學(xué)鍍鎳溶液,這種化學(xué)鍍鎳溶液的商業(yè)名稱為“Kanigen”。在國外,特別是美國、日本、德國化學(xué)鍍鎳已經(jīng)成為十分成熟的高新技術(shù),在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用。
真化學(xué)鍍
真正的化學(xué)鍍:從含有還原劑的溶液中沉積金屬。下面我們所提的化學(xué) ;鍍鎳即為此種。
化學(xué)鍍鎳的分類:
⒈按鍍液的PH值分類:有酸性、中性和堿性三類。
⒉按沉積溫度分類:有低溫、中溫、高溫三類。
⒊按合金成分分類:有低磷、中磷和高磷三類。
⒋按所用還原劑分類:有Ni-P、Ni-B等。
傳統(tǒng)上,化學(xué)鍍作為一種表面處理方法應(yīng)歸屬于電鍍,是電鍍的一個鍍種。但化學(xué)鍍不同于電鍍,主要是因為化學(xué)鍍不需要外加電源,而且操作方法與不同于電鍍,其特點如下:
⑴鍍層厚度均勻,化學(xué)鍍液的分散程度接近。化學(xué)鍍本身是一個自催化的氧化還原過程,只要催化基體與溶液接觸到就可以施鍍,幾乎是基體形狀的一個復(fù)制,達(dá)到仿形的程度,不會像電鍍一樣,出現(xiàn)由于電力線分布不均勻而引起的鍍層厚度不均的現(xiàn)象。
⑵化學(xué)鍍不僅可以在金屬表面施鍍,通過特殊的活化、敏化處理,也可以在非金屬表面上進(jìn)行。
⑶化學(xué)鍍設(shè)備簡單,不需要電源及陽極,只要在溫度、pH值工藝參數(shù)合理的條件下,把待鍍零件浸入在鍍液中即可。
⑷化學(xué)鍍的結(jié)合力、防腐性能都優(yōu)于電鍍。某些化學(xué)鍍層還有特殊的物理化學(xué)性能。
⑸硬度高,耐磨性好,化學(xué)鍍鎳層熱處理后硬度達(dá)Hv1100,工模具鍍鎳后一般壽命提高3倍以上。
⑹耐腐蝕強(qiáng),化學(xué)鍍鎳層在酸、堿、鹽、氨和海水等介質(zhì)中都具有很好的耐腐蝕性,其耐腐蝕性勝于不銹鋼。
應(yīng)用化學(xué)鍍鎳為量大面廣的是閥門制造業(yè)。鋼鐵制造的球閥、閘閥、旋閥、止逆閥和蝶閥等等,經(jīng)高磷化學(xué)鍍鎳25~75um,可提高耐腐蝕性和使用壽命?;び帽没瘜W(xué)鍍鎳的效果也同樣顯著。在苛性堿腐蝕條件下工作的閥門,應(yīng)采用鍍層含磷量1%~2%的低磷化學(xué)鍍鎳。因為在苛性堿腐蝕條件下,低磷化學(xué)鍍鎳層的年腐蝕速率約為2.5um,優(yōu)于中磷或高磷化學(xué)鍍鎳層?;瘜W(xué)鍍鎳層在強(qiáng)氧化性酸,如濃硝酸、濃硫酸等介質(zhì)中不耐蝕。盡管在鹽酸中的腐蝕速率低于奧氏體不銹鋼,耐蝕性仍然是不夠的。因此,對于上述強(qiáng)酸介質(zhì),或者可能水解生成上述強(qiáng)酸的介質(zhì)中,不適于使用化學(xué)鍍鎳層。碳鋼緊固件鍍上25~50um厚的高磷化學(xué)鍍鎳層,代替不銹鋼緊固件,既克服了奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂問題,又節(jié)省了大量費用。生產(chǎn)低密度聚乙烯的壓力容器內(nèi)壁25um,以防止鐵污染和因此所造成的聚乙烯變色。如果采用不銹鋼建造,其價格大約是化學(xué)鍍方法的兩倍。