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化学镀镍基合金的性能及工业应用

2007-9-4 17:07:45   化学镀镍是一项适合未来工业发展要求的一项新技术,它易实现自动化、低污染、低成本的实用技术,其重要功能是提供耐磨及防腐兼备的防护层。化学镀镍层常应用在以下基体材料上:钢和铁占71%;铝及铝合金上占20%;工具钢及高合金钢上占6%;其它材料上占3%。化学镀镍之所以获得如此广泛的应用,是其优异的性能所决定的。 化学镀镍的性能优点: 1、镀层的光亮度 与淡黄色的电镀镍相比,大多数化学镀镍层为银白色,具有优良的耐变色性能,亮度可以保持更长时间。对于镍磷化学镀层来说,随着磷含量的增加,镀层光亮度也增加,在化学镀液中加入一定量的光亮剂后,镀层的反光率可以达到80%以上。最近的研究表明,化学镀镍铜磷合金的光亮度好且具有更强的抗变色能力。 2、镀层的硬度 电镀硬铬层的硬度为960HV,在加热时,硬度急剧下降,经400℃×1h热处理的化学镀镍层硬度可达1100HV,且在室温至400℃时,镀层的硬度变化不大,因此,化学镀镍层是一种耐热镀层,适合于摩擦生热的情形下使用,而电镀硬铬层只能适用于常温下使用。 3、耐磨性能 对于中高磷镀层而言,经过适当的热处理后,镍磷合金镀层的拥有较好的自润滑性能,而低磷镀层拥有较高的硬度,但是在进行的磨损性能试验证明高磷镀层的耐磨性能高于低磷合金镀层。为了提高镍磷镀层的耐磨性,在镍磷镀层中加入硬度极高的W,形成三元合金镀层,其耐磨性能大幅提高。 4、耐腐蚀性能 化学镀镍是一种均匀的非晶态结构,它不存在晶界、位错、层错之类的缺陷,且各基体结合致密,腐蚀介质难于通过结合界面而侵蚀到基体金属,耐腐蚀性比电镀铬要好。另外,化学镀镍几乎不受海水、盐水、淡水的侵蚀,在HCL和硫酸中的耐腐蚀性比不锈钢要好,它能耐多种介质的侵蚀,例如高浓度烧碱、硫化氢、乳酸等。 5、可焊性 化学镀镍在电子工业中的应用主要是在分立器件上,这不仅要求镀层有良好的耐磨性、耐蚀性和电接触性能,而且要求镀层有较好的可焊性,例如,发电机中的铝散热片的可焊性较差,若在铝基体表面镀上一层7~8um的化学镀镍层,就能提高其可焊性,解决了铝散热片和晶体管的连接问题。另外,化学镀镍还可用于高能微波器件、接插件和潜水艇的通信元件上。在一般情况下,采用扩展面积法来测量化学镀镍层的可焊性,即采用φ1.5mm的焊锡丝放在镀层的表面上,在400℃和氢氮混合气体中加热30min,测定扩展面积,就能得到可焊性与镀层含磷量的关系,扩散面积越大,镀层的可焊性越好。 6、二元合金 应用化学镀镍最广的是阀门制造业,钢铁制造的球阀,经高磷化学镀镍12~25um,可提高耐蚀性,其使用寿命延长1倍以上。碳钢坚固件镀上25~50um厚的高磷化学镀镍层,可代替不锈钢坚固件。经化学镀镍保护的抽油泵,寿命长达4年以上,同样未加保护的抽油泵的寿命只有6个月。中原油田对管道、阀门和泥浆泵等部位进行化学镀磷合金,从而使这些零件具有抗HS和HCL腐蚀的能力,大大提高其使用寿命。 7、多元合金 多元镍合金层是由3种以上元素所组成的镍基合金,能提高合金的性能,具有很好的发展潜力。镀层的硬度、耐磨性、耐蚀性、磁性和热学性能可用Cu、W、Mo、Sn、Cr、和Co等元素进行改进。多元合金将是化学镀镍技术的发展方向。 8、要得到高质量的化学镀镍合金层,工艺技术和使用机理等各方面都很关键,我国的化学镀镍还处于发展阶段。随着经常建设的高速发展,今后,化学镀镍工业将会有新的提高,并在各行各业中的应用将更加广泛。由二元化学镀镍发展到多元化学镀镍是未来的必然趋势。

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