化學鍍鎳磷合金技術簡介

高性能的鎳磷合金化學鍍工藝是近年來迅速發展起來的一種新型表面保護和表面強化技術手段，具有廣泛的應用前景。目前化學鍍鎳磷合金已廣泛地應用在石油化工、石油煉制、電子能源、汽車、化工等行業。石油煉制和石油化工的市場，并且隨著人們對其鍍層特性的認識，它的應用也越來越廣泛，主要用在石油煉制、石油化工的冷換設備上，并且得到了許多用戶的認可。經實際應用，能顯著提高設備的耐磨、耐蝕性能，延長其壽命3倍以上，性能優于目前使用的有機涂料，而且適用于碳鋼、鑄鐵、有色金屬等不同基材。

化學鍍鎳磷合金的原理

其主要反應為次亞磷酸鈉還原鎳離子為金屬鎳，即在水溶液中鎳離子和次亞磷酸根離子碰撞時，由于鎳觸媒作用析出原子態氫，而原子態氫又被催化金屬吸附并使之活化，把水溶液中的鎳離子還原為金屬鎳形成鍍層，另外次亞磷酸根離子由于在催化表面析出原子態氫的作用，被還原成活性磷，與鎳結合形成Ni－P合金鍍層。

2、鍍層的特性及技術指標

(1)鍍層均勻性好

非晶態Ni－P合金鍍層是通過化學沉積的方法獲得，凡是鍍液能浸到的部位，任何形態復雜的零件，都能得到均勻的鍍層。不需外加電流，是非晶態均一單相組織，不存在晶界、位錯，也無化學成份偏析,且避免了電鍍形成的邊角效應等缺陷。另外，鍍層十分致密還具有較高的光潔度。

(2)鍍層附著力好

鍍層在鋼鐵基體上產生壓應力（4MPa），而鍍層與鋼的熱膨脹系數相當，所以具有優良的附著力，一般為300－400MPa。

(3)鍍層硬度高，抗磨性能優良

鍍層具有高硬度，低韌性和較低熱導率、電導率，它的抗拉強度超過700MPa，與很多合金鋼相似，鍍層硬度和延伸率都超過了電鍍鉻，彎曲無裂紋，但不適合反復彎折和拉抻等劇烈變形的部件，經熱處理硬度可達HV1100，但在320℃時開始發生晶型轉變，耐磨性能增強，耐蝕性能減弱。

(4)優良的抗腐蝕性能

由于鍍層為非晶態，不存在晶界、位錯等晶體缺陷，是單一均勻組織，不易形成電偶腐蝕，決定其有較高的耐蝕性，Ni－P鍍層均勻性好，拉應力小，致密性好，為防止介質的腐蝕提供了理想的阻擋層。在堿、鹽、高溫油測、有機介質和溶劑、酸性氣體中有抗蝕能力，經實際應用證明，特別對石油煉制、石油化工中的Cl-應力腐蝕，高低溫H2S和環烷酸的腐蝕具有超凡的抗蝕能力。

表一 非晶態鎳磷合金在某些介質中的腐蝕速率表

介質名稱

Wt％

溫度（℃）

Ni-P合金腐蝕率mm/y

1Cr18Ni9Ti腐蝕率mm/y

氫氧化鈉

50

95

0.002

>1.0

鹽酸

10

25

0.072

>1.5

鹽酸

37

30

0.041

>1.5

硫酸

10

70

0.048

>1.5

甲酸

85

20

0.013

>1.5

氯化鈉

飽和

100

0.024

0.05-1.5

20

100

<0.001

0.05-1.5

石油

20

無

水

20

無

海水

20

無

3、應用范圍

(1)石化工業中：冷換設備、盤管、采注管線、控制閥泵、吸入活塞桿等。

(2)汽車和造船工業中：發動機軸、防滑活塞、空氣調節器元件、交流發電機散熱片、油箱、燃料噴射器傳動推力熱圈等、

(3)輕紡工業中：塑料模具、刻花滾筒、導布輥、導紙輥、貯槽、橫機、導軌、針筒、烘缸、織物刀刃、塑料切粒刀等。

(4)飼料食品工業中：烤鍋、軸承、罐頭生產線設備、滑輪、切片裝置、分類機、攪拌機等。

(5)其它工業中：液壓裝置、離合器、泵、軸輥、拉絲機滾筒等。

化學鍍防腐蝕技術早應用于石油和化學工業。Ni-P合金鍍層為非晶態結構，具有優良的化學惰性，可有效地抗堿、鹽溶液和海水腐蝕，抗石油和各種碳氫化合物腐蝕，加之Ni-P鍍層的耐磨性能，因此形成了其在石油、天然氣開發和石化生產中腐蝕防護的優勢，成為石化裝備方面新發展起來的一種防腐材料。在中東、美國和德國的石油和天然氣開采中，在管線、閥體、泵站的防蝕保護方面，該技術得到了廣泛應用，并取得了明顯效果。我國在八十年代末開始在油田行業開發應用該技術，在不斷實踐的基礎上實現了換熱設備大面積整體化鍍技術的突破，大大降低了成本，提高了生產效率和生產能力。目前這項比較成熟的工藝技術已在大慶、勝利、中原油田推廣開來，應用于采注管線的防腐；在石化、化纖、化肥、制鹽、制藥、制堿、發電、冶金焦化等工業的冷換設備的防腐領域，可以代替不銹鋼，但造價為不銹鋼的1/2。應用該技術后可使設備提高耐磨性和耐蝕性，延長其使用壽命3倍以上，性能優于目前使用的有機涂料，而且適用于碳鋼、鑄鐵、有色金屬等不同基材，能大大節約原材料和能源，提高開工率，經濟效益顯著。