1. Mērķis
Standartizēt bezgalvaniskās niķelēšanas procesu, parametru kontroli un kvalitātes prasības, nodrošinot stabilu pārklājuma kvalitāti, kas atbilst klientu un starptautiskajiem standartiem.
2. Darbības joma
Pielietojams bezgalvaniskai niķelēšanai uz oglekļa tērauda, nerūsējošā tērauda un vara sakausējumiem. Nav piemērojams magnija sakausējumiem, titāna sakausējumiem vai citiem īpašiem procesiem.
3. Normatīvās atsauces
- • GB/T 13913-2008 – Autokatalītiski niķeļa-fosfora sakausējuma pārklājumi
- • GB/T 6461-2002 – Metālisku un citu neorganisku pārklājumu uz metāla virsmām testa paraugu un izstrādājumu vērtējums pēc korozijas testēšanas
- • ASTM B733-18 – Standarta specifikācija autokatalītiskiem (bezelektrolīzes) niķeļa-fosfora pārklājumiem
- • ISO 4527:2003 – Metāliski pārklājumi – Autokatalītiski (bezelektriski) niķeļa-fosfora sakausējuma pārklājumi
- • GB/T 5270-2005 – Metāliski pārklājumi uz metāla virsmām – Galvanizēti un ķīmiski uzklāti pārklājumi – Adhēzijas testa metodes
4. Procesa princips
Bezgalvaniskā niķelēšana ir autokatalītisks ķīmiskās nogulsnēšanas process, kurā nātrija hipofosfīts reducē Ni²⁺ jonus, veidojot Ni-P sakausējuma pārklājumu.
Reakcijas mehānisms:
- • Anodiskā oksidēšana: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Katodiskā reducēšana: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Fosfora līdznogulsnēšanās: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Pārklājumu klasifikācija pēc fosfora satura:
| Tips | Fosfora saturs |
| Zems P līmenis | 1–5% |
| Vidus-P | 5–10% |
| Augsts P | 10–15% |
5. Procesa plūsma
Pārbaude → Attaukošana → Karstā skalošana → Plūstoša skalošana → Kodināšana → Skalošana → Aktivēšana → Skalošana → DI skalošana → Bezgalvanizācija → Atgūšana → 3 posmu pretplūsmas skalošana → Pasivācija → DI skalošana → Žāvēšana → Pārbaude → Iepakošana
6. Galvenie procesa parametri
| Parametrs | Vadības diapazons | Piezīmes |
| Ni²⁺ koncentrācija | 8–12 g/l | Ieteicamais 9–10 g/l |
| Nātrija hipofosfīts | 25–35 g/l | Molārā attiecība pret Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Kompleksveidotājs (nātrija citrāts) | 30–40 g/l | Stabilizē niķeļa jonus |
| Buferšķīdums (nātrija acetāts) | 15–25 g/l | Uztur pH stabilitāti |
| pH vērtība | 4,5–5,5 (vidēja/augsta P) | Pielāgots ar amonjaku vai nātrija karbonātu |
| Temperatūra | 85–90 ℃ | Optimālā temperatūra 88 ± 1 ℃ |
| Ielādēšana | 0,5–1,5 dm²/l | Lielāka slodze samazina nogulsnēšanās ātrumu |
| Nogulsnēšanās ātrums | 15–25 μm/h | Samazinās līdz ar vannas novecošanos |
| Laiks | 15–60 minūtes | Atkarībā no nepieciešamā biezuma |
| Uzbudinājums | Mehānisks vai zema spiediena gaiss | Ieteicama sagataves kustība vai cirkulācija |
| Filtrēšana | Nepārtraukta filtrēšana, 5–10 μm vērtējums | Noņem daļiņas, novērš koroziju |
7. Produkta specifikācijas un pārklājuma iespējas
7.1 Sagataves izmēru diapazons
| Prece | Parametrs |
| Maks. izmērs | 1500 × 800 × 600 mm |
| Min. izmērs | 5 × 5 × 5 mm |
| Maks. svars | 200 kg |
| Min. svars | 1 g |
7.2 Pārklājuma biezuma iespējas
| Tips | Biezuma diapazons | Tipisks pielietojums |
| Precīzijas detaļas | 5–10 μm | Vītnes, vārstu serdeņi, hidrauliskās sastāvdaļas |
| Standarta detaļas | 10–50 μm | Vispārējas korozijas un nodilumizturīgas detaļas |
| Biezs pārklājums | 50–100 μm | Nodiluma remonts, spēcīgas korozīvas vides |
Vienveidība: ±10% (vispārējās detaļas); ±15% (sarežģītas formas)
7.3 Pārklājuma īpašības
| Īpašums | Ar pārklājumu | Termiski apstrādāts (400 ℃ × 1 h) | Piezīmes |
| Cietība (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Termiskā apstrāde palielina cietību |
| Adhēzija | ≤ 1. pakāpe (GB/T 5270) | — | Bez lobīšanās, bez lobīšanās |
| Sāls izsmidzināšanas tests (NSS, 5% NaCl, 35 ℃) | ≥24 h (P vidus) ≥72 h (augsts P) | — | Pēc klienta prasības |
| Porainība | ≤1 punkts/cm² | — | Parasti neporains ≥25 μm |
| Pretestība | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Termiskā apstrāde: 400 ℃ ± 10 ℃, 1 stunda, atdzesēšana gaisā/krāsnī.
8. Ražošanas jauda
| Prece | Ietilpība |
| Vienas tvertnes tilpums | 2–5 m³ |
| Partijas svars | 500–1500 kg |
| Dienas ietilpība | 3–8 tonnas |
| Mēneša jauda | 80–200 tonnas |
Piezīme: Faktiskā ietilpība ir atkarīga no ģeometrijas, biezuma un vannas novecošanās.
9. Kvalitātes pārbaude
9.1 Pārbaudes punkti
| Prece | Metode | Biežums | Pieņemšanas kritērijs |
| Biezums | XRF / metalogrāfiskais mikroskops | ≥3 punkti par katru stiprinājumu katrā partijā | Atbilst zīmējumam; maksimālā novirze ≤10% |
| Cietība | HV0.1 mikrocietība | Reizi maiņā | ≥500 HV (pēc pārklājuma); ≥800 HV (HT) |
| Adhēzija | Vīlēt/liekt/šķērsgriezt+lente | 1 gabals katrā partijā | ≤1. pakāpe, bez lobīšanās |
| Izskats | Vizuālais (standarta apgaismojums) | 100% | Vienmērīgi spīdīgs; bez defektiem |
| Sāls aerosols | NSS 5% NaCl, 35 ℃ | Par partiju/maiņu | Vidējs P ≥24 h; Augsts P ≥72 h |
| Fosfora saturs | EDS / ķīmiska viela | Nedēļas/jauna vanna | 1–5 % / 5–10 % / 10–15 % |
9.2 Izskata klasifikācija
| Pakāpe | Apraksts |
| A klase | Vienmērīgi gaišs/pusgaišs, bez defektiem |
| B pakāpe | Nelielas ūdens/skrāpējumu pēdas, bez bedrītēm/lobīšanās |
| C pakāpe | Neliels blāvums/krāsas variācija, funkcionāls OK |
| Noraidīt | Bedrīšu veidošanās, lobīšanās, pārklāšana ar izlaidumu, dedzināšana, izteikta krāsu atšķirība |
10. Problēmu novēršana
| Problēma | Iespējamais iemesls | Risinājums |
| Slikta saķere | Nepilnīga attaukošana/kodināšana; nepietiekama aktivācija | Uzlabot pirmapstrādi; pagarināt aktivāciju |
| Bedrīšu/raupjumu veidošanās | Daļiņas vannā; augsts pH līmenis nogulsnēs | Uzlabota filtrācija (5 μm); zemāks pH līmenis |
| Blāvs/pelēks pārklājums | Zems Ni²⁺/hipofosfīta līmenis; zems pH/temperatūra | Pievienojiet ķīmiskās vielas; pH 4,8–5,2; uzkarsējiet līdz 88 ℃ |
| Izlaist pārklāšanu | Lokāla pasivācija; atlikušā eļļa/oksīds | Uzlabot aktivāciju; atkārtoti attaukot |
| Zems nogulsnēšanās ātrums | Zema temperatūra/Ni²⁺/reducētājs; zems pH līmenis; novecojusi vanna | Uzkarsē līdz 88–90 ℃; noregulē pH līmeni; atsvaidzina vannu |
| Vannas sadalīšanās | Pārkaršana; augsts pH līmenis; ātra pievienošana; zema slodze | Pārtraukt karsēšanu; pazemināt pH līmeni; atšķaidīt vannu |
11. Drošība
- • Individuālie aizsardzības līdzekļi: skābju/sārmu cimdi, aizsargbrilles, priekšauts, respirators (amonjaks/skābes).
- • Ķīmisko vielu uzglabāšana: Izolēt niķeļa sulfātu, hipofosfītu, skābes, sārmus; prom no karstuma/reducētājiem.
- • Aizliegumi: Nejauciet koncentrētu skābi ar hipofosfītu (toksisku fosfīnu). Cietās vielas vispirms izšķīdiniet dejonizētā ūdenī.
- • Ventilācija: Vietējā nosūce virs tvertnēm (ūdeņraža atdalīšana).
- • Ārkārtas situācijās: Acu skalošanas līdzeklis, duša, sausā pulvera/CO₂ ugunsdzēšamais aparāts, respirators, noplūdes komplekts.
12. Vides aizsardzība
- • Notekūdeņi: Ni notekūdeņi atdalīti; nogulšņu pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Bīstamie atkritumi: izlietotās vannas, filtri, aktivators, Ni dūņas – licencēta apglabāšana ar manifestiem.
- • Emisijas: Nepārtraukta ventilācija; uzraudzīt amonjaku/ūdeņradi saskaņā ar GB 16297.
- • Enerģija/ūdens: Izolēt tvertnes; skalot ar pretplūsmu; koncentrētu papildināšanu.
13. Vannas sastāvs (vidējais fosfors, vispārīgās daļas)
| Ķīmiskā | Koncentrācija | Funkcija |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/l | Galvenais sāls, Ni²⁺ avots |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/l | Reducētājs, P avots |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/l | Kompleksveidotājs |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/l | pH buferis |
| Pienskābe/propionskābe | 5–10 ml/l | Paātrinātājs |
| Stabilizators (tiourīnviela) | 1–2 mg/l | Novērš sadalīšanos |
Grims:
1. Izšķīdiniet NiSO₄, citrātu, acetātu 1/3 dejonizētā ūdenī, 60 ℃.
2. Izšķīdiniet hipofosfītu + pienskābi vēl vienā 1/3.
3. Apvienojiet, piepildiet līdz atzīmei, pH 4,8–5,2.
4. Pievienojiet stabilizatoru, uzkarsējiet līdz 88 ℃, filtrējiet, uzlieciet testa plāksni.
14. Aprīkojums un pārbaudes iespējas
14.1 Galvenais aprīkojums
| Aprīkojums | Specifikācija |
| Galvanizācijas tvertne | PP/PVC oderējums, apsildāms, temperatūras kontrole |
| Filtrēšana | Skābes izturīgs sūknis + korpuss, 5–10 μm, 1–3×/h |
| Temperatūras kontrole | PID, ±1 ℃ |
| Žāvēšanas krāsns | Karsts gaiss, 60–120 ℃ |
| Ultraskaņas tīrītājs | 40 kHz, regulējama jauda |
| Dejonizēts ūdens | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Pārbaudes aprīkojums
| Aprīkojums | Precizitāte/standarts |
| Rentgena frekvences (XRF) biezums | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Mikrocietība | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| Sāls izsmidzināšanas kamera | GB/T 10125, ≥200 l |
| Metalogrāfiskais mikroskops | 100–1000×, mikrometrs |
| pH metrs | ±0,02, temperatūras kompensācija |
| Analītiskie svari | 0,01 g |
15. Dokumentācija un izsekojamība
- •Ražošanas rekords:Detaļas nr., daudzums, temperatūra, pH, laiks, biezums, operators.
- •Vannas dienasgrāmata:Dienas Ni²⁺, hipofosfīts, pH; piedevas; filtrēšana/tīrīšana.
- •Pārbaudes ieraksts:Biezums, cietība, saķere, izskats, sāls izsmidzināšana.
- •Apkope:Kalibrēšana, sūkņa apkope, atkaļķošana, ventilatoru pārbaudes (reizi ceturksnī).
Saglabāšana:≥3 gadi (≥10 gadi automašīnām/medicīniskajām ierīcēm). Izsekojama līdz partijas/vannas ciklam.
16. Papildu noteikumi
- • Katru gadu pārskata Tehniskā nodaļa.
- • Tiek dokumentētas un ievērotas klienta īpašās prasības (sāls aerosols, cietība, sadalījums, H trauslums).
- • Jauni produkti: Vispirms nelieli izmēģinājumi; masveida ražošana pēc visu testu nokārtošanas.
- • Ražošanas kontrolei un klientu auditam.
Versiju vēsture
| Rev. | Datums | Pārskatīšanas saturs | Apstiprinājis |
| 1.0 versija | 2024. gada xx-xx | Sākotnējā izlaišana | — |
| V2.0 | 2026-04-30 | Pilnīga pārskatīšana tikai angļu valodā | — |
Publicēšanas laiks: 2026. gada 18. maijs