1. Мета
Стандартизувати процес хімічного нікелювання, контроль параметрів та вимоги до якості, забезпечуючи стабільну якість покриття, що відповідає стандартам замовника та міжнародним стандартам.
2. Сфера застосування
Застосовується для хімічного нікелювання вуглецевої сталі, нержавіючої сталі та мідних сплавів. Не застосовується до магнієвих сплавів, титанових сплавів або інших спеціальних процесів.
3. Нормативні посилання
- • GB/T 13913-2008 – Автокаталітичні покриття з нікель-фосфорних сплавів
- • GB/T 6461-2002 – Оцінювання випробувальних зразків та виробів з металевих та інших неорганічних покриттів на металевих основах після корозійних випробувань
- • ASTM B733-18 – Стандартна специфікація для автокаталітичних (безструмових) нікель-фосфорних покриттів
- • ISO 4527:2003 – Металеві покриття – Автокаталітичні (безструмові) покриття зі сплавів нікель-фосфору
- • GB/T 5270-2005 – Металеві покриття на металевих основах – Гальванічні та хімічно нанесені покриття – Методи випробування адгезії
4. Принцип процесу
Хімічна нікелювання – це процес автокаталітичного хімічного осадження, в якому гіпофосфіт натрію відновлює іони Ni²⁺, утворюючи покриття зі сплаву Ni-P.
Механізм реакції:
- • Анодне окислення: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Катодне відновлення: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Спільне осадження фосфору: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Класифікація покриттів за вмістом фосфору:
| Тип | Вміст фосфору |
| Низький P | 1–5% |
| Середній P | 5–10% |
| Високий P | 10–15% |
5. Потік процесу
Перевірка → Знежирення → Гаряче промивання → Промивання протоком → Травлення → Промивання → Активація → Промивання → Промивання діелектричним методом → Хімічна обробка металів → Відновлення → 3-ступінчасте промивання протитоком → Пасивація → Промивання діелектричним методом → Сушіння → Перевірка → Пакування
6. Ключові параметри процесу
| Параметр | Діапазон керування | Зауваження |
| Концентрація Ni²⁺ | 8–12 г/л | Рекомендовано 9–10 г/л |
| Гіпофосфіт натрію | 25–35 г/л | Молярне співвідношення до Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Комплексоутворювач (цитрат натрію) | 30–40 г/л | Стабілізує іони нікелю |
| Буфер (ацетат натрію) | 15–25 г/л | Підтримує стабільність pH |
| значення pH | 4,5–5,5 (середній/високий P) | З додаванням аміаку або карбонату натрію |
| Температура | 85–90℃ | Оптимально 88±1℃ |
| Завантаження | 0,5–1,5 дм²/л | Більше навантаження знижує швидкість осадження |
| Швидкість осадження | 15–25 мкм/год | Зменшується з віком у ванні |
| Час | 15–60 хв | Залежно від необхідної товщини |
| Агітація | Механічне або низькотисне повітря | Рекомендовано переміщення або циркуляцію заготовки |
| Фільтрація | Безперервна фільтрація, потужність 5–10 мкм | Видаляє частинки, запобігає утворенню точкової корозії |
7. Технічні характеристики продукту та можливості покриття
7.1 Діапазон розмірів заготовки
| Елемент | Параметр |
| Макс. розмір | 1500×800×600 мм |
| Мін. розмір | 5×5×5 мм |
| Макс. вага | 200 кг |
| Мін. вага | 1 г |
7.2 Можливість визначення товщини покриття
| Тип | Діапазон товщини | Типове застосування |
| Прецизійні деталі | 5–10 мкм | Різьба, сердечники клапанів, гідравлічні компоненти |
| Стандартні деталі | 10–50 мкм | Загальні деталі, стійкі до корозії та зносу |
| Товсте покриття | 50–100 мкм | Ремонт зносу, сильні агресивні середовища |
Однорідність: ±10% (загальні деталі); ±15% (складні форми)
7.3 Властивості покриття
| Нерухомість | Як гальванізовано | Термообробка (400℃×1 год) | Зауваження |
| Твердість (HV) | ≥500 В | ≥800 В | Термічна обробка підвищує твердість |
| Адгезія | ≤ 1 клас (GB/T 5270) | — | Без лущення, без лущення |
| Випробування в сольовому тумані (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 год (середина P) ≥72 год (Високий P) | — | За вимогою замовника |
| Пористість | ≤1 бал/см² | — | Зазвичай непористі ≥25 мкм |
| Питомий опір | 50–100 мкОм·см | 30–60 мкОм·см | — |
Термічна обробка: 400℃ ±10℃, 1 година, охолодження на повітрі/у печі.
8. Виробнича потужність
| Елемент | Місткість |
| Об'єм одного бака | 2–5 м³ |
| Вага партії | 500–1500 кг |
| Добова місткість | 3–8 тонн |
| Щомісячна ємність | 80–200 тонн |
Примітка: Фактична місткість залежить від геометрії, товщини, старіння ванни.
9. Перевірка якості
9.1 Елементи перевірки
| Елемент | Метод | Частота | Критерій прийнятності |
| Товщина | Рентгенофлуоресцентний / металографічний мікроскоп | ≥3 бали за прилад на партію | Зустрічайте креслення; максимальне відхилення ≤10% |
| Твердість | Мікротвердість HV0.1 | Один раз за зміну | ≥500 HV (без покриття); ≥800 HV (HT) |
| Адгезія | Напилок/згин/поперечний різ+стрічка | 1 штука на партію | Ступінь ≤1, без відшаровування |
| Зовнішній вигляд | Візуальний (стандартне світло) | 100% | Рівномірно яскравий; без дефектів |
| Сольовий спрей | НСС 5% NaCl, 35℃ | За партію/зміну | Середній P ≥24 год; Високий P ≥72 год |
| Вміст фосфору | EDS / хімічний | Щотижнева / нова ванна | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Класифікація зовнішнього вигляду
| Оцінка | Опис |
| Оцінка А | Рівномірно яскравий/напівяскравий, без дефектів |
| Оцінка B | Незначні сліди води/стійки, без кісточок/відшаровування |
| Клас С | Незначна тьмяність/відхилення кольору, функціональність нормальна |
| Відхилити | Корозія, відшаровування, пропуск покриття, випалювання, значна різниця в кольорі |
10. Усунення несправностей
| Проблема | Можлива причина | Рішення |
| Погана адгезія | Неповне знежирення/травлення; недостатня активація | Покращення попередньої обробки; подовження терміну активації |
| Точкова короста/шорсткість | Частинки у ванні; осад з високим pH | Покращення фільтрації (5 мкм); зниження pH |
| Матове/сіре покриття | Низький рівень Ni²⁺/гіпофосфіту; низький pH/температура | Додати хімікати; pH 4,8–5,2; нагріти до 88℃ |
| Пропустити покриття | Локальна пасивація; залишкова олія/оксид | Покращення активації; повторне знежирення |
| Низька швидкість осадження | Низька температура/Ni²⁺/відновник; низький pH; витримана ванна | Нагріти до 88–90℃; відрегулювати pH; освіжити ванну |
| Розкладання ванни | Перегрівання; високий pH; швидке додавання; низьке завантаження | Припинити нагрівання; знизити pH; розбавити ванну |
11. Безпека
- • ЗІЗ: рукавички для захисту від кислот/лугів, захисні окуляри, фартух, респіратор (від аміаку/кислот).
- • Зберігання хімікатів: Зберігати окремо сульфат нікелю, гіпофосфіт, кислоти, луги; подалі від тепла/відновників.
- • Заборони: Не змішуйте концентровану кислоту + гіпофосфіт (токсичний фосфін). Спочатку розчиніть тверді речовини у деіонізованій воді.
- • Вентиляція: Локальна витяжка над резервуарами (видалення водню).
- • Надзвичайна ситуація: промивання очей, душ, вогнегасник з сухим порошком/CO₂, респіратор, комплект для усунення розливів.
12. Захист навколишнього середовища
- • Стічні води: нікелеві стічні води окремо; осад, pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 мг/л.
- • Небезпечні відходи: відпрацьована ванна, фільтри, активатор, нікелевий шлам – ліцензована утилізація з маніфестами.
- • Викиди: Постійна вентиляція; моніторинг аміаку/водню згідно з GB 16297.
- • Енергія/вода: Ізоляція резервуарів; протитечійне промивання; поповнення концентрованою водою.
13. Склад ванни (середній вміст фосфору, загальні компоненти)
| Хімічна | Концентрація | Функція |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 г/л | Основна сіль, джерело Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 г/л | Відновлювач, джерело P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 г/л | Комплексоутворювач |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 г/л | pH-буфер |
| Молочна/пропіонова кислота | 5–10 мл/л | Прискорювач |
| Стабілізатор (тіосечовина) | 1–2 мг/л | Запобігає розкладанню |
Макіяж:
1. Розчиніть NiSO₄, цитрат, ацетат у 1/3 деіонізованої води, 60℃.
2. Розчиніть гіпофосфіт + молочну кислоту в іншій 1/3.
3. Змішайте, долийте до об'єму, pH 4,8–5,2.
4. Додати стабілізатор, нагріти до 88℃, відфільтрувати, випробувати на пластині.
14. Обладнання та можливості інспекції
14.1 Основне обладнання
| Обладнання | Специфікація |
| Гальванічний бак | Підкладка з ПП/ПВХ, підігрів, контроль температури |
| Фільтрація | Кислотостійкий насос + корпус, 5–10 мкм, 1–3×/год |
| Контроль температури | ПІД, ±1℃ |
| Сушильна піч | Гаряче повітря, 60–120℃ |
| Ультразвуковий очищувач | 40 кГц, регульована потужність |
| Деіонізована вода | ≥10 МОм·см |
14.2 Інспекційне обладнання
| Обладнання | Точність/Стандарт |
| Товщина рентгенофлуоресценції | 0–200 мкм, ±0,1 мкм |
| Мікротвердість | 10–1000 г/г, GB/T 4340.1 |
| Камера сольового туману | GB/T 10125, ≥200 л |
| Металографічний мікроскоп | 100–1000×, мікрометр |
| pH-метр | ±0,02, температурна компенсація |
| Аналітичні ваги | 0,01 г |
15. Документація та відстеження
- •Виробничий рекорд:Номер деталі, кількість, температура, pH, час, товщина, оператор.
- •Зруб для ванни:Щоденний Ni²⁺, гіпофосфіт, pH; додавання; фільтрація/очищення.
- •Протокол перевірки:Товщина, твердість, адгезія, зовнішній вигляд, сольовий туман.
- •Технічне обслуговування:Калібрування, обслуговування насоса, видалення накипу, перевірка вентилятора (щокварталу).
Утримання:≥3 роки (≥10 років для авто/медичних виробів). Відстежується до циклу партії/ванни.
16. Додаткові положення
- • Щорічно переглядається технічним відділом.
- • Спеціальні вимоги замовника (сольовий туман, твердість, розподіл, воднева крихкість) задокументовані та дотримані.
- • Нові продукти: Спочатку невеликі випробування; масове виробництво після проходження всіх випробувань.
- • Для контролю виробництва та аудиту клієнтів.
Історія редакцій
| Преподобний | Дата | Зміст редакції | Схвалено |
| Версія 1.0 | 2024-хх-хх | Початковий випуск | — |
| Версія 2.0 | 30 квітня 2026 р. | Повна редакція лише англійською мовою | — |
Час публікації: 18 травня 2026 р.