1. Propòsit
Estandarditzar el procés de niquelat electrolític, el control de paràmetres i els requisits de qualitat, garantint una qualitat de recobriment estable que compleixi els estàndards dels clients i els internacionals.
2. Àmbit d'aplicació
Aplicable al niquelat electrolític en acer al carboni, acer inoxidable i aliatges de coure. No aplicable a aliatges de magnesi, aliatges de titani o altres processos especials.
3. Referències normatives
- • GB/T 13913-2008 – Recobriments autocatalítics d'aliatges de níquel-fòsfor
- • GB/T 6461-2002 – Classificació de mostres d'assaig i articles de recobriments metàl·lics i altres recobriments inorgànics sobre substrats metàl·lics després de proves de corrosió
- • ASTM B733-18 – Especificació estàndard per a recobriments autocatalítics (electròlits) de níquel-fòsfor
- • ISO 4527:2003 – Recobriments metàl·lics – Recobriments autocatalítics (no electrolítics) d'aliatges de níquel-fòsfor
- • GB/T 5270-2005 – Recobriments metàl·lics sobre substrats metàl·lics – Recobriments electrodepositats i dipositats químicament – Mètodes de prova d'adherència
4. Principi del procés
El niquelat electrolític és un procés de deposició química autocatalítica en què l'hipofosfit de sodi redueix els ions de Ni²⁺ per formar un recobriment d'aliatge de Ni-P.
Mecanisme de reacció:
- • Oxidació anòdica: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Reducció catòdica: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Codeposició de fòsfor: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Classificació dels recobriments segons el contingut de fòsfor:
| Tipus | Contingut de fòsfor |
| Baixa P | 1–5% |
| Mitjana P | 5–10% |
| P alt | 10–15% |
5. Flux del procés
Inspecció → Desgreixatge → Esbandida calenta → Esbandida fluida → Decapatge → Esbandida → Activació → Esbandida → Esbandida DI → Revestiment sense electròlits → Recuperació → Esbandida a contracorrent de 3 etapes → Passivació → Esbandida DI → Assecat → Inspecció → Embalatge
6. Paràmetres clau del procés
| Paràmetre | Rang de control | Observacions |
| Concentració de Ni²⁺ | 8–12 g/L | Recomanat 9–10 g/L |
| Hipofosfit de sodi | 25–35 g/L | Relació molar amb Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Agent complexant (citrat de sodi) | 30–40 g/L | Estabilitza els ions de níquel |
| Tampó (acetat de sodi) | 15–25 g/L | Manté l'estabilitat del pH |
| valor del pH | 4,5–5,5 (P mitjana/alta) | Ajustat amb amoníac o carbonat de sodi |
| Temperatura | 85–90 ℃ | Òptim 88 ± 1 ℃ |
| S'està carregant | 0,5–1,5 dm²/L | Una càrrega més alta redueix la taxa de deposició |
| Taxa de deposició | 15–25 μm/h | Disminueix amb l'envelliment del bany |
| Temps | 15–60 minuts | Segons el gruix necessari |
| Agitació | Aire mecànic o de baixa pressió | Es recomana el moviment o la circulació de la peça |
| Filtració | Filtració contínua, classificació de 5–10 μm | Elimina partícules, evita la formació de picadures |
7. Especificacions del producte i capacitat de recobriment
7.1 Rang de mida de la peça
| Ítem | Paràmetre |
| Mida màxima | 1500 × 800 × 600 mm |
| Mida mínima | 5×5×5 mm |
| Pes màxim | 200 kg |
| Pes mínim | 1 g |
7.2 Capacitat de gruix del recobriment
| Tipus | Rang de gruix | Aplicació típica |
| peces de precisió | 5–10 μm | Rosques, nuclis de vàlvules, components hidràulics |
| peces estàndard | 10–50 μm | Peces resistents a la corrosió i al desgast en general |
| Revestiment gruixut | 50–100 μm | Reparació de desgast, ambients corrosius severs |
Uniformitat: ±10% (peces generals); ±15% (formes complexes)
7.3 Propietats del recobriment
| Propietat | Tal com està xapat | Tractat tèrmicament (400 ℃ × 1 h) | Observacions |
| Duresa (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | El tractament tèrmic augmenta la duresa |
| Adhesió | ≤ Grau 1 (GB/T 5270) | — | Sense pelar, sense descamació |
| Prova de polvorització salina (NSS, 5% NaCl, 35 ℃) | ≥24 h (mitjana de la pressió arterial) ≥72 h (P alta) | — | Per requisit del client |
| Porositat | ≤1 punt/cm² | — | Normalment no porós ≥25 μm |
| Resistivitat | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Tractament tèrmic: 400 ℃ ± 10 ℃, 1 hora, refredament per aire/forn.
8. Capacitat de producció
| Ítem | Capacitat |
| Volum d'un sol tanc | 2–5 m³ |
| Pes del lot | 500–1500 kg |
| Capacitat diària | 3–8 tones |
| Capacitat mensual | 80–200 tones |
Nota: La capacitat real depèn de la geometria, el gruix i l'envelliment del bany.
9. Inspecció de qualitat
9.1 Elements d'inspecció
| Ítem | Mètode | Freqüència | Criteri d'acceptació |
| Gruix | microscopi metal·logràfic / XRF | ≥3 punts per fixació per lot | Coneix el dibuix; desviació màxima ≤10% |
| Duresa | Microduresa HV0.1 | Un cop per torn | ≥500 HV (tal com es va xapar); ≥800 HV (HT) |
| Adhesió | Llimar/doblar/tallar transversalment + cinta | 1 peça per lot | Grau ≤1, sense pelar |
| Aspecte | Visual (llum estàndard) | 100% | Brillantor uniforme; sense defectes |
| esprai de sal | NSS 5% NaCl, 35 ℃ | Per lot/canvi | P mitjana ≥24 h; P alta ≥72 h |
| Contingut de fòsfor | EDS / producte químic | Bany setmanal / nou | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Classificació de l'aspecte
| Grau | Descripció |
| Grau A | Uniforme brillant/semibrillant, sense defectes |
| Grau B | Lleugeres marques d'aigua/rack, sense clots/descamació |
| Grau C | Lleugera opacitat/variació de color, funcional OK |
| Rebutja | Picades, pelat, salt de xapat, cremades, diferència de color important |
10. Resolució de problemes
| Problema | Possible causa | Solució |
| Mala adherència | Desgreixatge/decapatge incomplet; activació insuficient | Millorar el pretractament; ampliar l'activació |
| Picades/rugositat | Partícules al bany; precipitats de pH alt | Millora la filtració (5 μm); baixa el pH |
| Revestiment mat/gris | Baix contingut de Ni²⁺/hipofosfit; baix pH/temperatura | Afegir productes químics; pH 4,8–5,2; escalfar a 88 ℃ |
| Skip platejat | Passivació local; oli/òxid residual | Millorar l'activació; tornar a desengreixar |
| Baixa taxa de deposició | Baixa temperatura/Ni²⁺/reductor; pH desactivat; bany envellit | Escalfeu a 88–90 ℃; ajusteu el pH; refresqueu el bany |
| Descomposició del bany | Sobreescalfament; pH alt; addició ràpida; baixa càrrega | Aturar l'escalfament; baixar el pH; bany diluït |
11. Seguretat
- • EPI: Guants, ulleres de protecció contra àcids/àlcalis, davantal, respirador (amoníac/àcids).
- • Emmagatzematge químic: Separeu el sulfat de níquel, l'hipofosfit, els àcids i els àlcalis; allunyeu de la calor/reductors.
- • Prohibicions: No barregeu àcid concentrat + hipofosfit (fosfina tòxica). Dissoleu primer els sòlids en aigua desionitzada.
- • Ventilació: Extracció local per sobre dels tancs (eliminació d'hidrogen).
- • Emergència: Rentaulls, dutxa, extintor de pols seca/CO₂, respirador, kit antivessaments.
12. Protecció del medi ambient
- • Aigües residuals: aigües residuals de Ni separades; precipitat pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Residus perillosos: bany gastat, filtres, activador, fangs de Ni – eliminació autoritzada amb manifestos.
- • Emissions: Ventilació contínua; monitoritzar l'amoníac/hidrogen segons la norma GB 16297.
- • Energia/aigua: Aïllar els dipòsits; esbandir a contracorrent; reposició concentrada.
13. Composició del bany (Fòsfor mitjà, parts generals)
| Químic | Concentració | Funció |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/L | Sal principal, font de Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/L | Agent reductor, font de P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/L | agent complexant |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/L | tampó de pH |
| Àcid làctic/propiònic | 5–10 mL/L | Accelerador |
| Estabilitzant (tiourea) | 1–2 mg/L | Evita la descomposició |
Maquillatge:
1. Dissoldre NiSO₄, citrat, acetat en 1/3 d'aigua desionitzada, a 60 ℃.
2. Dissoldre hipofosfit + àcid làctic en un altre 1/3.
3. Barrejar, omplir fins al volum, pH 4,8–5,2.
4. Afegiu l'estabilitzador, escalfeu a 88 ℃, filtreu, feu una placa de prova.
14. Equipament i capacitat d'inspecció
14.1 Equipament principal
| Equipament | Especificació |
| Tanc de galvanoplàstia | Revestiment de PP/PVC, calefactable, control de temperatura |
| Filtració | Bomba resistent a l'àcid + carcassa, 5–10 μm, 1–3×/h |
| Control de temperatura | PID, ±1 ℃ |
| Forn d'assecat | Aire calent, 60–120 ℃ |
| Netejador ultrasònic | 40 kHz, potència ajustable |
| Aigua desionitzada | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Equip d'inspecció
| Equipament | Precisió/Estàndard |
| gruix de XRF | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Microduresa | 10–1000 g/l, GB/T 4340.1 |
| Cambra de polvorització de sal | GB/T 10125, ≥200 L |
| microscopi metal·logràfic | 100–1000×, micròmetre |
| pH-metre | ±0,02, compensació de temperatura |
| Balança analítica | 0,01 g |
15. Documentació i traçabilitat
- •Registre de producció:Núm. de peça, quantitat, temperatura, pH, temps, gruix, operador.
- •Registre del bany:Ni²⁺ diari, hipofosfit, pH; addicions; filtració/neteja.
- •Registre d'inspecció:Gruix, duresa, adherència, aspecte, esprai de sal.
- •Manteniment:Calibratge, manteniment de la bomba, descalcificació, revisió del ventilador (trimestralment).
Retenció:≥3 anys (≥10 anys per a automòbils/mèdics). Traçable fins al cicle de lots/bany.
16. Disposicions suplementàries
- • Revisat anualment pel Departament Tècnic.
- • Requisits especials del client (esprai de sal, duresa, distribució, fragilització per H) documentats i seguits.
- • Nous productes: Primer una petita prova; producció en massa després de superar totes les proves.
- • Per al control de producció i l'auditoria de clients.
Historial de revisions
| Rev. | Data | Contingut de revisió | Aprovat per |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Llançament inicial | — |
| V2.0 | 2026-04-30 | Revisió completa només en anglès | — |
Data de publicació: 18 de maig de 2026