不用外來電流,借氧化還原作用在金屬制件的表面上沉積一層鎳的方法。用于提高抗蝕性和耐磨性,增加光澤和美觀。適合于管狀或外形復雜的小零件的光亮鍍鎳,不必再經(jīng)拋光。一般將被鍍制件浸入以硫酸鎳、次磷酸二氫鈉、乙酸鈉和硼酸所配成的混合溶液內,在一定酸度和溫度下發(fā)生變化,溶液中的鎳離子被次磷酸二氫鈉還原為原子而沉積于制件表面上,形成細致光亮的鎳鍍層。鋼鐵制件可直接鍍鎳。
機理特點
⑴機理
化學鍍鎳是用還原劑把溶液中的鎳離子還原沉積在具有催化活性的表面上?;瘜W鍍鎳可以選用多種還原劑,目前工業(yè)上應用普遍的是以次磷酸鈉為還原劑的化學鍍鎳工藝,其反應機理,普遍被接受的是“原子氫理論”和“氫化物理論”。
1)原子氫理論
原子氫理論認為,溶液中的Ni2+靠還原劑次磷酸鈉(NaH2P02)放出的原子態(tài)活性氫還原為金屬鎳,而不是H2PO2-與Ni2+直接作用。
首先是在加熱條件下,次磷酸鈉在催化表面上水解釋放出原子氫,或由H 2PO2-催化脫氫產(chǎn)生原子氫,即
然后,吸附在活性金屬表面上的H原子還原Ni2+為金屬Ni沉積于鍍件表面.同時次磷酸根被原子氫還原出磷,或發(fā)生自身氧化還原反應沉積出磷,H2的析出既可以是由H2POf水解產(chǎn)生,也可以是由原子態(tài)的氫結合而成。
傳統(tǒng)上,化學鍍作為一種表面處理方法應歸屬于電鍍,是電鍍的一個鍍種。但化學鍍不同于電鍍,主要是因為化學鍍不需要外加電源,而且操作方法與不同于電鍍,其特點如下:
⑴鍍層厚度均勻,化學鍍液的分散程度接近?;瘜W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制,達到仿形的程度,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行。
⑶化學鍍設備簡單,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化學鍍的結合力、防腐性能都優(yōu)于電鍍。某些化學鍍層還有特殊的物理化學性能。
⑸硬度高,耐磨性好,化學鍍鎳層熱處理后硬度達Hv1100,工模具鍍鎳后一般壽命提高3倍以上。
⑹耐腐蝕強,化學鍍鎳層在酸、堿、鹽、氨和海水等介質中都具有很好的耐腐蝕性,其耐腐蝕性勝于不銹鋼。
化學鍍鎳技術在軍事上得到廣泛的應用,突出的例子如航空母艦上飛機彈射機罩和軌道的化學鍍鎳保護。彈射機的工作環(huán)境非常惡劣,飛機發(fā)動時的高溫氣流沖刷軌道,彈射時的巨大的作用力,海洋氣候條件的腐蝕,使得彈射系統(tǒng)僅能使用6~12個月。現(xiàn)采用的表面處理工藝是:正確前處理后的彈射機罩,在電鍍鎳后,化學鍍鎳100um,然后再電鍍鎘12.5um,并經(jīng)鉻酸鈍化。這樣的復合涂覆保護層,具有很好的耐磨和抗微振磨損性能,彈射系統(tǒng)的使用壽命可延長至14~18年,即增加18倍。