化学镀镍磷合金技术

1、化学镀镍磷合金的原理

　　其主要反应为次亚磷酸钠还原镍离子为金属镍，即在水溶液中镍离子和次亚磷酸根离子碰撞时，由于镍触媒作用析出原子态氢，而原子态氢又被催化金属吸附并使之活化，把水溶液中的镍离子还原为金属镍形成镀层，另外次亚磷酸根离子由于在催化表面析出原子态氢的作用，被还原成活性磷，与镍结合形成Ni－P合金镀层。

2、镀层的特性及技术指标

(1)镀层均匀性好

非晶态Ni－P合金镀层是通过化学沉积的方法获得，凡是镀液能浸到的部位，任何形态复杂的零件，都能得到均匀的镀层。不需外加电流，是非晶态均一单相组织，不存在晶界、位错，也无化学成份偏析,且避免了电镀形成的边角效应等缺陷。另外，镀层十分致密还具有较高的光洁度。

(2)镀层附着力好

镀层在钢铁基体上产生压应力（4MPa），而镀层与钢的热膨胀系数相当，所以具有优良的附着力，一般为300－400MPa。

(3)镀层硬度高，抗磨性能优良

镀层具有高硬度，低韧性和较低热导率、电导率，它的抗拉强度超过700MPa，与很多合金钢相似，镀层硬度和延伸率都超过了电镀铬，弯曲无裂纹，但不适合反复弯折和拉抻等剧烈变形的部件，经热处理硬度可达HV1100，但在320℃时开始发生晶型转变，耐磨性能增强，耐蚀性能减弱。

(4)优良的抗腐蚀性能

由于镀层为非晶态，不存在晶界、位错等晶体缺陷，是单一均匀组织，不易形成电偶腐蚀，决定其有较高的耐蚀性，Ni－P镀层均匀性好，拉应力小，致密性好，为防止介质的腐蚀提供了理想的阻挡层。在碱、盐、高温油测、有机介质和溶剂、酸性气体中有抗蚀能力，经实际应用证明，特别对石油炼制、石油化工中的Cl-应力腐蚀，高低温H2S和环烷酸的腐蚀具有超凡的抗蚀能力。

表一 非晶态镍磷合金在某些介质中的腐蚀速率表

    表二 镍磷合金镀层物理机械性能表

3、应用范围

(1)石化工业中：冷换设备、盘管、采注管线、控制阀泵、吸入活塞杆等。

(2)汽车和造船工业中：发动机轴、防滑活塞、空气调节器元件、交流发电机散热片、油箱、燃料喷射器传动推力热圈等、

(3)轻纺工业中：塑料模具、刻花滚筒、导布辊、导纸辊、贮槽、横机、导轨、针筒、烘缸、织物刀刃、塑料切粒刀等。

(4)饲料食品工业中：烤锅、轴承、罐头生产线设备、滑轮、切片装置、分类机、搅拌机等。

(5)其它工业中：液压装置、离合器、泵、轴辊、拉丝机滚筒等。

　　化学镀防腐蚀技术最早应用于石油和化学工业。Ni-P合金镀层为非晶态结构，具有优良的化学惰性，可有效地抗碱、盐溶液和海水腐蚀，抗石油和各种碳氢化合物腐蚀，加之Ni-P镀层的耐磨性能，因此形成了其在石油、天然气开发和石化生产中腐蚀防护的优势，成为石化装备方面最新发展起来的一种防腐材料。在中东、美国和德国的石油和天然气开采中，在管线、阀体、泵站的防蚀保护方面，该技术得到了广泛应用，并取得了明显效果。我国在八十年代末开始在油田行业开发应用该技术，在不断实践的基础上实现了换热设备大面积整体化镀技术的突破，大大降低了成本，提高了生产效率和生产能力。目前这项比较成熟的工艺技术已在大庆、胜利、中原油田推广开来，应用于采注管线的防腐；在石化、化纤、化肥、制盐、制药、制碱、发电、冶金焦化等工业的冷换设备的防腐领域，可以代替不锈钢，但造价为不锈钢的1/2。应用该技术后可使设备提高耐磨性和耐蚀性，延长其使用寿命3倍以上，性能优于目前使用的有机涂料，而且适用于碳钢、铸铁、有色金属等不同基材，能大大节约原材料和能源，提高开工率，经济效益显著。