化學(xué)鍍鎳工藝

l        標(biāo)準(zhǔn)

 

GB5267.1 緊固件 電鍍層

 

l        工藝流程

 

一、 碳鋼和低合金鋼的前處理工藝流程

 

機(jī)械除油除銹→水洗→化學(xué)除油→水洗→酸洗→水洗→活化→→水洗→去離子水洗

 

主要步驟的工藝要求

 

　 1.機(jī)械除油除銹

 

　　一般的工件表面都有油污和銹蝕,大量油污可用干布擦凈,銹蝕的部位用水砂紙打磨。有的工件表面有銹皮、焊渣、舊漆層等，則需進(jìn)行機(jī)械拋光、振光或噴砂處理。

 

　　2.化學(xué)除油　除油液配方： 氫氧化鈉 20g/l 碳酸鈉 30g/l 磷酸鈉 30g/l OP-10 1ml/l

 

　　工藝條件 　溫度： 60-80℃ 時(shí)間 3-5分鐘

 

　　如果一次除油不徹底，應(yīng)用水沖洗后再浸入除油液中，如此反復(fù)操作，直至油除凈為止。油除凈的標(biāo)準(zhǔn)是基體表面達(dá)到完全潤濕狀態(tài)，能形成均勻水膜，無掛珠。

 

　　3.涂保護(hù)漆　如果要求零件局部鍍覆，則需對不要求鍍的部位涂保護(hù)漆。涂保護(hù)漆時(shí)應(yīng)小心仔細(xì)，需保護(hù)的部位的涂層應(yīng)連續(xù)均勻，不保護(hù)的部位 絕對 不允許沾有保護(hù)漆。

 

保護(hù)漆通常采用聚胺脂清漆，涂漆后應(yīng)放置24小時(shí)方可進(jìn)行化學(xué)鍍。

 

　　4.酸洗   酸洗液配方：1∶1 鹽酸（體積比）

 

　　工藝條件 　　溫度： 室溫 時(shí)間： 15-30秒

 

　　酸洗后要求工件表面無銹。

 

　　5.活化 　　活化液配方 10% 硫酸 (體積比) ρ H2SO4 =1.84 g/cm 3

 

　　工藝條件 溫度： 室溫 時(shí)間： 10-20 秒

 

　　一般要求當(dāng)工件表面有大量細(xì)小均勻氣泡溢出時(shí)停止活化。

 

二、不銹鋼、高合金鋼的前處理工藝

 

　　由于不銹鋼和高鎳、鉻含量合金鋼的表面上有一層鈍化膜，若按常規(guī)鋼鐵件表面預(yù)處理的方式進(jìn)行前處理，化學(xué)鍍層的結(jié)合強(qiáng)度很差，很難保證結(jié)合力。所以在一般除油后要附加在濃酸中進(jìn)行陽極處理，以改善鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。為可靠起見，還可以進(jìn)行預(yù)鍍鎳，進(jìn)行活化。常見工藝如下：

 

　　化學(xué)除油→熱水清洗→冷水清洗→電解清洗→二次除油→熱水清洗→冷水清洗→電解清洗→預(yù)鍍鎳活化→冷水清洗→去離子水洗

 

　　工藝配方及工藝說明

 

　　化學(xué)除油：與普通鋼鐵件除油配方相同，60-80℃；

 

　　熱水清洗：60-80℃，約2分鐘；

 

　　冷水清洗：兩次逆流漂洗或噴淋清洗，室溫，約2分鐘；

 

　　電解清洗：堿性脫脂液配方可與上面的化學(xué)除油液配方相同，陽極電流密度為30-55安培/平方分米，15-30秒；

 

　　預(yù)鍍鎳：閃鍍液配方為： 6水氯化鎳240克/升，鹽酸（30-33%）320ml/L，陽極為鎳板，工件陰極，電流密度，3.5-7.5安培/平方分米，2-4分鐘；

 

 

 

化學(xué)鍍鎳工藝——鍍前處理需知

 

　　   化學(xué)鍍鎳的對象是具體的工件，進(jìn)廠待鍍的工件狀況，包括工件材質(zhì)、制造或維護(hù)方法，工件尺寸和最終使用情況是不同的；因此前處理方法應(yīng)有所不同。在確定正確的前處理工藝流程時(shí)，必須對工件善有充分的了解。

 

　　1.合金類型　為保證鍍層足夠的結(jié)合力以及鍍層質(zhì)量，必須鑒定基體材質(zhì)。某些含有催化毒性合金成分的材料在鍍前處理時(shí)加以表面調(diào)整，保證除去這些合金成分后才能進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。例如：鉛（含鉛鋼）、硫（含硫鋼）、過量的碳（高碳鋼）、碳化物（滲碳鋼）等。因?yàn)檫@些物質(zhì)的殘留會產(chǎn)生結(jié)合力差和起泡問題。而且，在未除凈這些物質(zhì)的表面、鍍層會產(chǎn)生針孔和多孔現(xiàn)象。另一種處理方法是在鍍前采用預(yù)鍍的方法隔離基體才料中有害合金元素的影響。在不清楚待鍍工件材質(zhì)而且又不可能進(jìn)行材料分析的情況下，必須進(jìn)行預(yù)先試驗(yàn)，試合格后方可處理工作。

 

　　2.工件的制造歷史　鋼件表面狀況由于滲碳、滲氮、淬火硬化后提高表面硬度是重要的變化途徑之一。通?；瘜W(xué)鍍鎳在硬度范圍HRC58-62的鐵件表面上鍍層的結(jié)合力是難以合格的。一方面，上述硬度范圍的工件必須進(jìn)行特別的清洗方法，即在含氰化物的溶液中周期換向電解活化或其它合適的電解清洗，以便溶解除去表面的無機(jī)物質(zhì)諸如碳化物。另一方面，在施鍍中產(chǎn)生的表面應(yīng)力，諸如航天工業(yè)用的表面有較高張應(yīng)力的工件，必須在鍍前鍍后進(jìn)行去應(yīng)力處理，以獲得合格的結(jié)合力。在制造過程中工件表面大量通訊以除去的機(jī)械潤滑油和拋光劑等也必須在鍍前清除干凈。

 

　　3.工件的維修歷史　　工件維修時(shí)為除去表面的有機(jī)涂層、鐵銹或氧化皮，采用噴砂處理，這種工件是化學(xué)鍍前最難處理的。因?yàn)檫@些工件表面不僅嵌進(jìn)了殘留物質(zhì)，而且腐蝕產(chǎn)物附著得很牢。在這種情況下，應(yīng)先采用機(jī)械方法清潔表面，以保證后續(xù)化學(xué)清洗和活化工序的質(zhì)量。為除去工件表面嵌進(jìn)的油脂和化學(xué)臟污，有時(shí)預(yù)先烘工件十分有效，盡管這不是唯一的好用的清除方法。

 

　　4.工件的幾何尺寸　　許多工件的幾何贓妨礙了采用某前處理技術(shù)，如大尺寸的容器以及內(nèi)表面積很大的管件就是如此。通常清洗和活化鋼件應(yīng)包括電解清洗和活化，在上述情況下，應(yīng)采用機(jī)械清洗、化學(xué)清洗和活化更為可行。對于具有盲孔和形狀復(fù)雜的零件，需要加強(qiáng)清洗工序以解決除去污垢、氫氣泡逸出和溶液帶出的問題。在工件吊掛和放置方法上也應(yīng)考慮解決上述問題。

 

　　5.工件非鍍面的阻鍍問題　　許多工件要求局部化學(xué)鍍鎳，因此必須彩屏蔽材料將非鍍部分保護(hù)起來。屏蔽材料可用壓敏膠帶、涂料、專用塑料夾具等。當(dāng)然市場上現(xiàn)在有商品的阻鍍涂料（或叫保護(hù)漆）出售，并且高級一點(diǎn)的，可以鍍后輕松除去，用專用溶劑溶解后可以反復(fù)使用。

 

　　6.化學(xué)清洗　　浸洗是化學(xué)鍍前處理的重要步驟之一，其重要的功能在于清除工件表面的污垢，為保證清洗效果，通常使用清洗劑、機(jī)械攪拌和加溫。采用堿性清洗劑時(shí)必須加熱至60-80℃，以便徹底清洗污垢，大多數(shù)堿性清洗采取浸洗并且強(qiáng)力攪拌，也可以采用噴淋清洗方式。市售的浸洗清潔劑的質(zhì)量和去污能力差異很大，因此根據(jù)工件污染程度選用清潔劑是很重要的。

 

　　7.電解清洗　　電解清洗化學(xué)鍍鎳活化處理前的末道清洗方法，多適用于精密零件。直流電解清洗即阻極電解清洗的優(yōu)點(diǎn)在于工件表面產(chǎn)生大量的氫氣增加了洗滌效果；其缺點(diǎn)在于工件帶負(fù)電，因而吸附清洗溶液中的銅、鋅和其它金屬離子、皂類和某些膠體物質(zhì)，在工件上形成疏松的電極泥以致帶去。電解清洗時(shí)采用周期換向電注，當(dāng)工件為陽極時(shí)，迫使工件表面帶正電荷的離子和污垢脫離。而且工件表面生成的氧氣有利于有效地洗滌掉嵌牢在工件上的污垢，由清洗溶液中的清潔劑去潤濕污垢，乳化轉(zhuǎn)換掉污垢。

 

　　8.水洗　　兩個(gè)前處理工序之間的水洗工序，目的在于防止上道工序帶出的溶液對下道工序溶液的污染和從工件表面清除污垢、金屬離子污染和電極泥，以保證鍍層結(jié)合力合格。水洗工序進(jìn)行得好壞與設(shè)計(jì)出一個(gè)好的工藝流程是很重要的，應(yīng)避免共用漂洗，即回頭至先前用過的槽中漂洗的現(xiàn)象出現(xiàn)。

 

化學(xué)鍍鎳的后處理在化學(xué)鍍鎳施鍍結(jié)束之后必須采取清洗和干燥，目的在于除凈工件表面殘留的化學(xué)鍍液、保持鍍層具有良好的外觀，關(guān)且防止在工件表面形成“腐蝕電池”條件，保證鍍層的耐蝕性。除上之外，為了不同的目的和技術(shù)要求還可能進(jìn)行許多種后續(xù)處理；當(dāng)然，后處理還包括對不合格鍍層的退除。

 

三、消除氫脆的鍍后熱處理

 

　　如果進(jìn)行熱處理是為了提高鍍層硬度，不必單獨(dú)進(jìn)行降低氫脆的熱處理。熱處理應(yīng)在機(jī)加工前進(jìn)行，若鋼鐵基體的抗張弗度大于或等于1400MPa，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鍍后熱處理。鍍后的鋼鐵零件可按照下表進(jìn)行除氫處理　　

 

 

提高結(jié)合強(qiáng)度的熱處理

 

為了提高基體金屬上的自催化鎳－磷鍍層的結(jié)合強(qiáng)度，應(yīng)按需方規(guī)定進(jìn)行熱處理，鍍層厚度為50μm，或低于50μm的工件可按下表推薦的規(guī)范進(jìn)行熱處理，較厚的鍍層進(jìn)行較長時(shí)間的熱處理。

 

 

　　提高鍍層硬度的熱處理

 

　　為提高化學(xué)鍍鎳層的硬度關(guān)達(dá)到技術(shù)要求的硬度值，熱處理技術(shù)條件應(yīng)綜合考慮熱處理溫度、時(shí)間以及鍍層合金成分的影響。通常為獲得最高硬度值，采用得最多的熱處理溫度是400℃下保溫一個(gè)小時(shí)，當(dāng)然在低于400℃條件下，考慮延長熱處理時(shí)間也可以達(dá)到熱處理地效果。一般我們在確定熱處理工藝時(shí)，要首先確定化學(xué)鍍鎳層的合金成分，通過試驗(yàn)驗(yàn)證達(dá)到效果后才能進(jìn)行執(zhí)處理。

 

此外，在熱處理過程應(yīng)避免快速升溫和快速冷卻，在確定熱處理時(shí)間時(shí)應(yīng)考慮工件質(zhì)量。當(dāng)熱處理溫度超過250℃時(shí)，為避免鍍層外觀變色和表面氧化，熱處理應(yīng)在惰性或者還原氣氛中進(jìn)行；但是抗張強(qiáng)度超過1400MPa的鋼鐵零件不能在氫氣氣氛中熱處理。應(yīng)該注意，高溫?zé)崽幚韺δ承┗w材料的機(jī)械性、尺寸精度和鍍層的耐蝕性將產(chǎn)生不利影響。為了得到所需的最絡(luò)硬度值，應(yīng)該考慮最佳的熱處理時(shí)間與溫度組合。

 

 

 

 

l         鍍鎳工業(yè)現(xiàn)狀

 

最近的十幾年間，我國的光亮鍍鎳工藝、高裝飾重防護(hù)的多層鎳鉻工藝、黑鎳、沙面鎳、深孔鎳的開發(fā)與應(yīng)用迅猛發(fā)展，是電鍍行業(yè)中的熱門話題。十分重要的一個(gè)原因是我國摩托車、汽車及其他制造業(yè)飛速發(fā)展，全國約1600多萬輛摩托車生產(chǎn)，汽車鋁輪轂的電鍍加工不僅推動(dòng)了光亮鍍鎳工藝的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了多層鎳鉻體系的工業(yè)化應(yīng)用，僅廣東省年消耗金屬鎳陽極達(dá)8000余噸。BASF在十余年前推出十余種鍍鎳中間體。成功地占領(lǐng)了鍍鎳光亮劑市場，與此同時(shí)，國際鎳公司INCO推出高品質(zhì)的多種鎳陽極和鎳鹽，這些都大大加速了我國光亮鍍鎳工藝與多層鍍鎳工藝的發(fā)展，其他的國外品牌如美國的PMC公司推出部分Ni，Cu，Zn光亮劑中間體，天津的天海公司引進(jìn)印度的系列鍍Ni中間體，德國Dillenberg 公司亦有中間體與光亮劑在國內(nèi)銷售。國際著名的Atotech 、OMI、 Canning以及我國深圳華美公司，深圳天澤公司的鍍鎳光亮劑行銷全國，廣泛應(yīng)用。

 

我國的鍍鎳光亮劑由上海輕工業(yè)研究所，上海輕工業(yè)?？茖W(xué)校，上海長征電鍍廠，武漢材保所，廣州電器科學(xué)研究所研究較早，著名的791、BE、871都是二十年前的著名品牌。

 

武漢材保所、廣州電器科學(xué)研究所、上海長征電鍍廠還在多層鎳鉻組合鍍層方面作了十余年研究應(yīng)用。這里特別要提到的是武漢材保所積近四十年開發(fā)研究涂層測厚的理論與實(shí)踐，供給客戶系列化的step多層鎳層間電位差測量裝置，促進(jìn)了我國多層鍍鎳工藝的工業(yè)應(yīng)用。他們最近研制的DJH－G 3000型電解式測厚儀，采用Windows XP操作系統(tǒng)，全新數(shù)字化測量平臺，大型LCD動(dòng)態(tài)顯示測量過程與結(jié)果。還對測量結(jié)果儲存；統(tǒng)計(jì)分析及打印報(bào)告能精確測量多種金屬與非金屬基體上的單金屬、合金、復(fù)合鍍層以及多層鎳和層間電位差，分辯率達(dá)0.01μm；最新開發(fā)的ZD-B智能電解測厚儀除了包羅鍍層厚度，層間電位差的測量與記錄之外，還可以測量電極過程的動(dòng)態(tài)極化曲線，非常適用于大企業(yè)，高校和科研單位應(yīng)用。

 

武漢風(fēng)帆表面工程有限公司，率先工業(yè)制造丙烷磺內(nèi)酯，實(shí)現(xiàn)鍍鎳光亮劑重要中間體PPS的工業(yè)化生產(chǎn)銷，打破了外國公司的壟斷和PPS依賴進(jìn)口的局面，并出口東南亞和北美，同時(shí)為酸性銅光亮劑的新中間體研制奠定了基礎(chǔ)。該公司工業(yè)化生產(chǎn)鍍鎳光亮劑中間體20余種。

 

廣東達(dá)志化工有限公司，利用自己的區(qū)位優(yōu)勢，在鍍鎳光亮劑中間體研發(fā)上做了不少工作，特別是鍍鎳中間體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能的關(guān)系。為適應(yīng)市場對普通光亮鎳、高整平鎳、高光亮鎳、烏光亮鎳、高走位白亮鎳的需求，共推出32個(gè)鍍鎳光亮劑中間體

 

深圳的吉鴻昌化工也是一個(gè)在鍍鎳光亮劑及其中間體制造上很有技術(shù)實(shí)力的單位，鍍鎳中間體亦有近廾種，供給國內(nèi)、外客戶。

 

地處河北的金日化工有限公司是一個(gè)依托天津技術(shù)力量生產(chǎn)電鍍特種助劑而著稱的企業(yè)，它為第一代、第二代氯化鉀鍍鋅提供了大量載體，最近引進(jìn)意大利氣相反應(yīng)裝置，生產(chǎn)鎳光亮劑中用量較大的BEO、BMP等，毫無疑問，這對提高鍍鎳中間體的品質(zhì)會大有好處。

 

幾個(gè)公司的實(shí)例足以看出我國電鍍光亮劑、中間體制造技術(shù)的長足進(jìn)步。但是我們還要清醒地看到，德國、美國化工原材料品質(zhì)好，制造、控制設(shè)備先進(jìn)，檢測分析手段齊全。在Ni，Cu，Zn中間體工業(yè)化過程中一系列的分離，提純技術(shù)有待我們?nèi)スタ?。擁?00位博士研發(fā)的BASF公司，決不是我國一般企業(yè)的技術(shù)，設(shè)備水平所能競爭得了的。但是各發(fā)揮其長、避其短，在激烈的市場競爭中都會找到正確的自身的定位。

 

由于化學(xué)鍍鎳層具有優(yōu)秀的均勻性、硬度、耐磨和耐蝕性等綜合物理化學(xué)性能，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，目前幾乎難以找到一個(gè)工業(yè)不采用化學(xué)鍍鎳技術(shù)。據(jù)報(bào)道，化學(xué)鍍鎳在各個(gè)工業(yè)中應(yīng)用的比例大致如下：航空航天工業(yè)：9%，汽車工業(yè)：5%，電子計(jì)算機(jī)工業(yè)：15%，食品工業(yè)：5%，機(jī)械工業(yè)：15%，核工業(yè)：2%，石油工業(yè)：10%，塑料工業(yè)：5%，電力輸送工業(yè)：3%，印刷工業(yè)：3%，泵制造業(yè)：5%，閥門制造業(yè)：17%，其他：6%。世界工業(yè)化國家的化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用經(jīng)歷了80年代空前的發(fā)展，平均年凈增速率高達(dá)10%～15%；預(yù)計(jì)化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用將會持續(xù)發(fā)展，平均年凈值速率將降低至6%左右，而進(jìn)入發(fā)展成熟期。在經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的東亞和東南地區(qū)，包括中國在內(nèi)，化學(xué)鍍應(yīng)用正在上升階段，預(yù)期仍將保持空前的高速發(fā)展。

 

 

 

l         鍍鎳的應(yīng)用

 

一、航空航天工業(yè)

 

航空航天工業(yè)為化學(xué)鍍鎳的使用大戶之一，比較突出的應(yīng)用實(shí)例是：美國俄克拉荷馬航空后勤中心，自1979年以來，以及西北航空公司自1983年以來均采用化學(xué)鍍鎳技術(shù)修復(fù)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件。普拉特－惠特尼公司的JT8D噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)雖已經(jīng)停產(chǎn)，可是迄今仍有上千臺這種發(fā)動(dòng)機(jī)在波音727和麥道DC-9飛機(jī)上使用，原因是：一種高磷，壓應(yīng)力的化學(xué)鍍鎳技術(shù)用于修復(fù)JT8D六種型號的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪，確保了這種發(fā)動(dòng)機(jī)的重新使用。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)或壓縮機(jī)的葉片上，通常鎳磷合金化學(xué)鍍厚為25～75um，以防止燃?xì)飧g，其疲勞強(qiáng)度的降低比電鍍鉻少25%。俄克拉荷馬航空后勤中心采用超厚層化學(xué)鍍鎳修復(fù)飛機(jī)零件，鍍厚達(dá)275～750um。原采用電鍍工藝時(shí)的返工率達(dá)50%，采用化學(xué)鍍鎳后合格率達(dá)90%以上，可見取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。飛機(jī)上的輔助發(fā)電機(jī)（APU）經(jīng)化學(xué)鍍鎳后，其壽命提高3～4倍。重達(dá)8.2噸的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸承面經(jīng)化學(xué)鍍鎳100um，以防止開機(jī)和停機(jī)所引起的振動(dòng)損壞。

 

為減輕重量，航空工業(yè)大量使用鋁合金件，經(jīng)化學(xué)鍍鎳表面強(qiáng)化后不僅耐蝕、耐磨，而且可焊，如沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞頭經(jīng)化學(xué)鍍鎳后提高了使用壽命。其他還有鈦合金件、鈹合金件均采用低應(yīng)力和壓應(yīng)力的化學(xué)鍍鎳表面保護(hù)等措施。

 

鎳＋鉈＋硼三元合金化學(xué)鍍（NTB）被指定為普拉特－惠特尼噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上160多種零件的表面強(qiáng)化工藝,以抗擦傷和微動(dòng)磨損,例如:NTB化學(xué)鍍用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)主軸密封。美國空軍要求發(fā)動(dòng)機(jī)制造商提供具有4000次戰(zhàn)術(shù)周期,此時(shí)磨損量達(dá)0.178mm,如此必須拆卸重修，經(jīng)NTB化學(xué)鍍后主軸密封面磨損顯著降低,經(jīng)4000次戰(zhàn)術(shù)周期后的磨損量約為0.008mm。

 

宇航系統(tǒng)廣泛使用著金屬光鏡，其基體為強(qiáng)度高、重量輕的鈹或鋁，經(jīng)專用化學(xué)鍍鎳表面強(qiáng)化，這種含磷量為12.2%～12.7%的化學(xué)鍍鎳可拋光至9?，如此高的精度在需要低慣性的宇宙空間里，有著卓越的性能。

 

我國的化學(xué)鍍工業(yè)雖然起步較晚，但自九十年代以來經(jīng)過各科研單位的不懈努力，現(xiàn)已擁有成熟的工藝和經(jīng)驗(yàn)，在我國洛陽已建成飛機(jī)零件化學(xué)鍍鎳加工流水線。

 

二、汽車工業(yè)

 

解決使用乙醇、汽油混合燃料問題是汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢之一，使用混合燃料，除性能問題之外，還產(chǎn)生了燃油系統(tǒng)的腐蝕問題。在巴西，使用乙醇作為燃料，應(yīng)用化學(xué)鍍鎳技術(shù)保護(hù)鋅壓鑄件，如汽化器免遭腐蝕已成為工藝規(guī)范。在美國，當(dāng)廣泛用甲醇或甲醇和汽油混合燃料時(shí)，汽車工業(yè)勢必應(yīng)用化學(xué)鍍鎳作為汽化器、燃油泵送系統(tǒng)的表面保護(hù)手段。

 

差速器行星齒輪是汽車的一個(gè)重要零件，鍍上25um厚的化學(xué)鍍鎳層以提高耐磨性，有的汽車制造廠在軸上采用聚四氟乙烯復(fù)合化學(xué)鍍鎳層工藝，這種復(fù)合鍍層既有一定的硬度，又兼有好的潤滑性能，提高了軸的使用壽命。

 

汽車工業(yè)利用化學(xué)鍍鎳層非常均勻的優(yōu)點(diǎn)，在形狀復(fù)雜的零件上，如齒輪、散熱器和噴油嘴上采用化學(xué)鍍工藝保護(hù)。鍍上10um左右的化學(xué)鍍鎳層的鋁質(zhì)散熱器具有良好的釬焊性。齒輪上化學(xué)鍍后尺寸誤差十分容易地保持在±0.3～0.5um。而如果采用電鍍工藝，則必須鍍后還要進(jìn)行機(jī)加工才能達(dá)到合格的工差范圍。用在噴油器上的化學(xué)鍍鎳層，可以提供良好的抗燃油腐蝕和磨損性能。通常，燃油腐蝕和磨損會導(dǎo)致噴油孔的擴(kuò)大，因此噴油量增大，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，加快發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞?；瘜W(xué)鍍鎳層可以有效地防止噴油器的腐蝕、磨損，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和使用壽命。

 

三、化學(xué)工業(yè)

 

化學(xué)工業(yè)應(yīng)用研究化學(xué)鍍鎳技術(shù)代替昂貴的耐蝕合金以解決腐蝕問題，以便改進(jìn)化學(xué)產(chǎn)品的純度，保護(hù)環(huán)境，提高操作安全性和生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)目煽啃?，從而獲得更有利的技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭能力。

 

化學(xué)鍍廣泛地應(yīng)用于大型反應(yīng)容器的內(nèi)壁保護(hù)。當(dāng)初非常引人關(guān)注的應(yīng)用實(shí)例是：1955年美國通用運(yùn)輸公司（GATX）采用化學(xué)鍍保護(hù)槽車內(nèi)壁，防止苛性堿的腐蝕。如今，化學(xué)鍍鎳技術(shù)已經(jīng)獲得長足的進(jìn)步，能夠在多種化工腐蝕環(huán)境下提供可靠的保護(hù)。

 

應(yīng)用化學(xué)鍍鎳最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?yàn)樵诳列詨A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(fèi)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(jià)格大約是化學(xué)鍍方法的兩倍。

 

四、石油天然氣

 

石油和天然氣是化學(xué)鍍鎳的重要市場之一，油田采油和輸油管道設(shè)備廣泛地采用化學(xué)鍍鎳技術(shù)。典型的石油和天然氣工業(yè)腐蝕環(huán)境為井下鹽水、二氧化碳、硫化氫，溫度高達(dá)170～200℃，并伴有泥沙和其他磨粒沖蝕等等，腐蝕環(huán)境相當(dāng)惡劣。低碳鋼油氣管道在如此苛刻的條件下，僅有2～3個(gè)月的壽命。經(jīng)過50～100um厚的高磷化學(xué)鍍鎳層保護(hù)之后，其腐蝕速率降低到與哈氏合金相當(dāng)?shù)某潭取？紤]到耐蝕合金價(jià)格昂貴，從性能價(jià)格比上講，碳鋼管道采用化學(xué)鍍鎳保護(hù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能最好。

 

泵殼、葉輪和出口管道等油氣用泵零件，根據(jù)腐蝕環(huán)境不同，經(jīng)化學(xué)鍍鎳鍍厚25～75um不等，防腐蝕效果優(yōu)良。抽油泵化學(xué)鍍鎳是一種理想的應(yīng)用實(shí)例：在西得克薩斯油田，經(jīng)化學(xué)鍍鎳保護(hù)的抽油泵，壽命長達(dá)4年以上，同樣末加保護(hù)的抽油泵的壽命不超過6個(gè)月。化學(xué)鍍鎳層耐蝕耐磨，而且由于化學(xué)鍍鎳層的高度均勻性，可以使抽油泵筒制成整體件，從而顯著地提高了抽油泵品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本。在油田，高磷化學(xué)鍍鎳亦廣泛地應(yīng)用于油水分離裝置的加熱器表面以防腐蝕，鍍厚通常為25～75um。集油和輸油裝置的閥門、管接頭、管箍等亦采用化學(xué)鍍鎳保護(hù)。

 

五、食品加工業(yè)

 

食品加工業(yè)為應(yīng)用化學(xué)鍍鎳提供了一個(gè)巨大的潛在市場；之所以稱之為潛在的市場，是因?yàn)槟壳盎瘜W(xué)鍍鎳在食品工業(yè)的廣泛應(yīng)用中存在著障礙。比如在美國，F(xiàn)DA（美國食品和藥物管理署）對于化學(xué)鍍鎳在食品工業(yè)中的應(yīng)用尚末制訂出法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；通常，對于化學(xué)鍍鎳層在應(yīng)用于直接與食品接觸的情況，F(xiàn)DA采取個(gè)案處理的方式予以批準(zhǔn)。究其原因，主要是因?yàn)榻?jīng)典的化學(xué)鍍液配方中含有毒的鉛、鎘等重金屬離子作為穩(wěn)定劑的緣故。然而，許多現(xiàn)代的化學(xué)鍍鎳溶液中已經(jīng)不使用重金屬離子作穩(wěn)定劑了；顯然，這個(gè)障礙遲早將會被拆除。目前，食品包裝機(jī)械中不與食品直接接觸的零件，如：軸承、輥筒、傳送帶、液壓系統(tǒng)和齒輪等為化學(xué)鍍鎳在食品工業(yè)中的典型應(yīng)用。

 

在食品加工過程中，會涉及鹽水、亞硝酸鹽、檸檬酸、醋酸、天然木材的煙薰，揮發(fā)性有機(jī)酸等腐蝕介質(zhì)等問題；食品加工溫度范圍為60～200，生產(chǎn)環(huán)境中相對濕度很高；在這樣的條件下，食品加工設(shè)備存在著金屬腐蝕、疲勞和磨損等問題。對于接觸食品的金屬表面，傳統(tǒng)的保護(hù)方式是電鍍硬鉻；可是，在含氯離子酸性介質(zhì)中，鍍鉻層的耐蝕年并不好；然而，化學(xué)鍍鎳在均鍍能力、高耐蝕性、防粘、脫模性等方面具有明顯的優(yōu)勢。揉面機(jī)上與食品接觸的零件采用的化學(xué)鍍鎳就是應(yīng)用成功的實(shí)例之一；其他在食品充氣裝罐機(jī)、螺桿送料機(jī)、拌料鍋、食品模具、烤盤、干燥箱，面包保溫爐等食品機(jī)械上越多地采用了化學(xué)鍍鎳。

 

六、采礦工業(yè)

 

采礦工業(yè)環(huán)境條件惡劣，井下機(jī)械不可避免地接觸鹽水、礦酸，以受腐蝕和磨損的考驗(yàn)。因此，采礦機(jī)械需要進(jìn)行表面保護(hù)。礦井頂板支撐系統(tǒng)中，常用電鍍硬鉻作為液壓支柱的防腐蝕耐磨損保護(hù)層。然而，由于硬鉻表面裂紋、多孔，使用中經(jīng)常因?yàn)楦g嚴(yán)重以致液壓支柱被咬死而無法動(dòng)作。高壓液壓缸的這種問題更加嚴(yán)重。在高壓工作下，鍍層受到拉伸，使得高內(nèi)應(yīng)力的硬鉻層的裂紋進(jìn)一步加劇。這種情況下，采用25um厚的壓應(yīng)力的高磷化學(xué)鍍鎳層做保護(hù)，當(dāng)液壓支柱受高壓拉伸時(shí)，化學(xué)鍍鎳層不會產(chǎn)生裂紋，并能夠經(jīng)受住地下煤礦環(huán)境的腐蝕與磨損。在某些露天采礦生產(chǎn)中，例如采選肥料用的磷礦石，要使用高壓泵和噴射泵嘴，此時(shí)，腐蝕和沖蝕問題相當(dāng)嚴(yán)重，但耐蝕耐磨的化學(xué)鍍鎳層的應(yīng)用便可防止機(jī)械零件過早損壞。

 

七、軍事工業(yè)

 

化學(xué)鍍鎳技術(shù)在軍事上得到廣泛的應(yīng)用，突出的例子如航空母艦上飛機(jī)彈射機(jī)罩和軌道的化學(xué)鍍鎳保護(hù)。彈射機(jī)的工作環(huán)境非常惡劣，飛機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)的高溫氣流沖刷軌道，彈射時(shí)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(gè)月。現(xiàn)采用的表面處理工藝是：正確前處理后的彈射機(jī)罩，在電鍍鎳后，化學(xué)鍍鎳100um，然后再電鍍鎘12.5um，并經(jīng)鉻酸鈍化。這樣的復(fù)合涂覆保護(hù)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。

 

軍用車輛的耳軸多年來一直采用化學(xué)鍍鎳層保護(hù)，防止道路泥漿和鹽水的腐蝕和磨損。坦克的后視鏡用鋁材制成，精磨拋光后，化學(xué)鍍鎳作為耐蝕耐磨保護(hù)層。技術(shù)要求后視鏡在可見光譜范圍內(nèi)具有80%的反射率，化學(xué)鍍鎳層容易達(dá)到這些光學(xué)要求。鋁質(zhì)雷達(dá)波導(dǎo)管鍍以25um厚的化學(xué)鍍鎳層可防止陸地和海上腐蝕。化學(xué)鍍鎳層的均勻性，能滿足各種波導(dǎo)管的技術(shù)要求。

 

八、電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)

 

化學(xué)鍍鎳在電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)中應(yīng)用得最廣，幾乎涉及到每一種化學(xué)鍍鎳技術(shù)和工藝。許多新的化學(xué)鍍鎳工藝和材料正是根據(jù)電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)發(fā)展的需要而研制開發(fā)出來的。在技術(shù)性能方面，除要求耐蝕耐磨之外，還具有可焊接、防擴(kuò)散性、電性能和磁性能等要求。    

 

有的國家已經(jīng)建立法規(guī)：電子設(shè)備必須進(jìn)行屏蔽以防止電磁和射頻干擾。電子設(shè)備的塑料外殼上鍍銅，然后化學(xué)鍍鎳，這樣的雙金屬結(jié)構(gòu)覆層，被公認(rèn)為是最有效的屏蔽方式之一?；瘜W(xué)鍍鎳是計(jì)算機(jī)薄膜硬磁盤制造中的關(guān)鍵步驟之一。主要是在經(jīng)過精細(xì)加工的5086鎂鋁表面鍍12.5um厚的鎳磷合金層,為后續(xù)的真空濺射磁記錄薄膜做預(yù)備。化學(xué)鍍鎳層含磷量為12%wt（原子百分比約20.5%）。鍍層必須是低應(yīng)力且為壓應(yīng)力。經(jīng)250℃或300℃加熱1h，此時(shí)仍保持非磁性，即剩磁小于0.1×10－4T。鍍層必須均勻、光滑，表面上的任何缺陷和突起不得超過0.025um。因?yàn)榧夹g(shù)要求高所以必須使用高質(zhì)量高清潔度的專用化學(xué)鍍液、全自動(dòng)的施鍍控制設(shè)備和高清潔度的車間環(huán)境。計(jì)算機(jī)薄膜硬磁盤化學(xué)鍍鎳是高技術(shù)化學(xué)鍍鎳的典型代表，占有相當(dāng)重要的市場份額。

 

化學(xué)鍍鎳技術(shù)在微電子器件制造業(yè)中應(yīng)用的增長十分迅速。據(jù)報(bào)導(dǎo)施樂公司在超大規(guī)模集成電路多層芯片的互連和導(dǎo)通孔（via-hole）的充填整平化工藝中，采用了選擇性的鎳磷合金化學(xué)鍍技術(shù)；其產(chǎn)品均通過了抗剪切強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、高低溫循環(huán)和各項(xiàng)電性能的試驗(yàn)。實(shí)踐說明，化學(xué)鍍鎳技術(shù)的應(yīng)用提高了微電子器件制造工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品的可靠性。

 

九、其他工業(yè)

 

注塑機(jī)、壓鑄模等多種型模是機(jī)械、輕工行業(yè)量大面廣的產(chǎn)品。由于模具幾何形狀復(fù)雜，當(dāng)采用電鍍方法對模具表面進(jìn)行強(qiáng)化時(shí)，為了使各個(gè)面都能夠鍍上，必須設(shè)計(jì)安裝復(fù)雜的輔助陽極和掛具；而且，還必須要進(jìn)行鍍后機(jī)械加工，才能保證尺寸精度和表面粗糙度的要求；而且，化學(xué)鍍鎳層具有較低的摩擦系數(shù)和突出的脫模性能，使其成為最為經(jīng)濟(jì)有效的模具表面處理技術(shù)之一。

 

鑄造用模型和芯盒通常為鑄鐵或鑄鋁件，在使用過程中遭受磨料磨損，報(bào)廢很快。采用化學(xué)鍍鎳鎳表面保護(hù)之后，鑄造模型和型芯盒的質(zhì)量上等級，使用壽命顯著提高。

 

紡織機(jī)械轉(zhuǎn)速很高，各種纖維紗線對于機(jī)械零件的磨損十分嚴(yán)重?；瘜W(xué)鍍鎳，特別是人造多晶金剛石復(fù)合化學(xué)鍍技術(shù)，比較成功地解決了紡織機(jī)械零件的磨損問題。

 

印刷機(jī)上各種輥筒和部件，采用25～50um厚的化學(xué)鍍鎳層保護(hù)可防止印刷油墨和潤白液的腐蝕?；瘜W(xué)鍍鎳層的高度均勻性可保證印刷輥筒的尺寸精度，而無須鍍后機(jī)械加工。

 

某些醫(yī)療器械如：外科手術(shù)鉗、牙科鉆和醫(yī)療型模等金屬制品上已采用化學(xué)鍍鎳層取代原用的電鍍鉻。