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

表二 鎳磷合金鍍層物理機械性能表

性能

Ni－P

備注

鋼上鍍層內應力MPa

<7

密度g/㎝3

7.75

P含量8－10％

熔點℃

890

P含量7－9％

電阻率μΩ?㎝

0.9

熱導率w/m2

8

抗拉強度MPa

>700

延伸率

1－1.5

結合力MPa

300－400

低碳鋼、不銹鋼為160－200

硬度HV

600－800

經300℃處理達800－1100

鍍層厚μm

25－75

耐熱性能700℃

不起皮，不脫落

無孔隙最小厚度μm

15

外觀

類似于不銹鋼的銀白色，色調柔和，美觀

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