1. Scop
Pentru a standardiza procesul de nichelare electrolitică, controlul parametrilor și cerințele de calitate, asigurând o calitate stabilă a acoperirii care să îndeplinească standardele clienților și cele internaționale.
2. Domeniu de aplicare
Aplicabil la nichelarea electrolitică a oțelului carbon, oțelului inoxidabil și aliajelor de cupru. Nu se aplică la aliajele de magneziu, aliajele de titan sau alte procese speciale.
3. Referințe normative
- • GB/T 13913-2008 – Acoperiri autocatalitice din aliaje de nichel-fosfor
- • GB/T 6461-2002 – Evaluarea epruvetelor și a articolelor din acoperiri metalice și anorganice pe substraturi metalice după testarea la coroziune
- • ASTM B733-18 – Specificații standard pentru acoperiri autocatalitice (fără electroliți) cu nichel și fosfor
- • ISO 4527:2003 – Acoperiri metalice – Acoperiri autocatalitice (fără electroliți) din aliaje de nichel-fosfor
- • GB/T 5270-2005 – Acoperiri metalice pe substraturi metalice – Acoperiri electrolizate și depuse chimic – Metode de testare a aderenței
4. Principiul procesului
Nichelarea electrolitică este un proces de depunere chimică autocatalitică în care hipofosfitul de sodiu reduce ionii de Ni²⁺ pentru a forma un strat de aliaj Ni-P.
Mecanismul de reacție:
- • Oxidare anodică: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Reducere catodă: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Co-depunere de fosfor: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Clasificarea acoperirilor după conținutul de fosfor:
| Tip | Conținut de fosfor |
| P scăzut | 1–5% |
| Mid-P | 5–10% |
| High-P | 10–15% |
5. Fluxul procesului
Inspecție → Degresare → Clătire fierbinte → Clătire cu flux → Decapare → Clătire → Activare → Clătire → Clătire DI → Acoperire fără curent electric → Recuperare → Clătire în contracurent în 3 etape → Pasivare → Clătire DI → Uscare → Inspecție → Ambalare
6. Parametri cheie ai procesului
| Parametru | Interval de control | Observații |
| Concentrația de Ni²⁺ | 8–12 g/l | Recomandat 9–10 g/L |
| Hipofosfit de sodiu | 25–35 g/l | Raport molar față de Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Agent de complexare (citrat de sodiu) | 30–40 g/l | Stabilizează ionii de nichel |
| Tampon (acetat de sodiu) | 15–25 g/l | Menține stabilitatea pH-ului |
| Valoarea pH-ului | 4,5–5,5 (P mediu/înalt) | Ajustat cu amoniac sau carbonat de sodiu |
| Temperatură | 85–90℃ | Optim 88±1℃ |
| Încărcare | 0,5–1,5 dm²/L | Încărcarea mai mare reduce rata de depunere |
| Rata de depunere | 15–25 μm/h | Scade odată cu îmbătrânirea băii |
| Timp | 15–60 min | În funcție de grosimea necesară |
| Agitaţie | Aer mecanic sau de joasă presiune | Se recomandă mișcarea sau circulația piesei de prelucrat |
| Filtrare | Filtrare continuă, clasificare 5–10 μm | Îndepărtează particulele, previne coroziunea |
7. Specificații ale produsului și capacitate de acoperire
7.1 Interval de dimensiuni ale piesei de prelucrat
| Articol | Parametru |
| Dimensiune maximă | 1500×800×600 mm |
| Dimensiune minimă | 5×5×5 mm |
| Greutate maximă | 200 kg |
| Greutate minimă | 1 g |
7.2 Capacitatea de acoperire cu grosime
| Tip | Interval de grosime | Aplicație tipică |
| Piese de precizie | 5–10 μm | Filete, miezuri de supape, componente hidraulice |
| Piese standard | 10–50 μm | Piese rezistente la coroziune și uzură generală |
| Acoperire groasă | 50–100 μm | Repararea uzurii, medii cu coroziune severă |
Uniformitate: ±10% (piese generale); ±15% (forme complexe)
7.3 Proprietățile de acoperire
| Proprietate | Așa cum este placat | Tratat termic (400℃×1h) | Observații |
| Duritate (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Tratamentul termic crește duritatea |
| Adeziune | ≤ Gradul 1 (GB/T 5270) | — | Fără exfoliere, fără exfoliere |
| Testul cu pulverizare cu sare (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 h (la mijlocul fazei) ≥72 h (P ridicat) | — | Conform cerințelor clientului |
| Porozitate | ≤1 punct/cm² | — | De obicei neporos ≥25 μm |
| Rezistență | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Tratament termic: 400℃ ±10℃, 1 oră, răcire cu aer/cuptor.
8. Capacitatea de producție
| Articol | Capacitate |
| Volumul unui singur rezervor | 2–5 m³ |
| Greutatea lotului | 500–1500 kg |
| Capacitate zilnică | 3–8 tone |
| Capacitate lunară | 80–200 de tone |
Notă: Capacitatea reală depinde de geometrie, grosime și îmbătrânirea băii.
9. Inspecția calității
9.1 Elemente de inspecție
| Articol | Metodă | Frecvenţă | Criteriul de acceptare |
| Grosime | Microscop XRF / metalografic | ≥3 puncte per dispozitiv de fixare per lot | Respectați desenul; deviație maximă ≤10% |
| Duritate | Microduritate HV0.1 | O dată pe tură | ≥500 HV (produs placat); ≥800 HV (HT) |
| Adeziune | Pilire/îndoire/tăiere transversală+bandă | 1 bucată per lot | Grad ≤1, fără decojire |
| Aspect | Vizual (lumină standard) | 100% | Uniform strălucitor; fără defecte |
| Spray cu sare | NSS 5% NaCl, 35℃ | Per lot/modificare | P medie ≥24 h; P ridicată ≥72 h |
| Conținut de fosfor | EDS / substanțe chimice | Baie săptămânală / nouă | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Clasificarea aspectului
| Grad | Descriere |
| Gradul A | Uniform strălucitor/semi-strălucitor, fără defecte |
| Gradul B | Ușoare urme de apă/rășină, fără gropițe/exfoliere |
| Gradul C | Ușoară matitate/variație de culoare, funcțional OK |
| Respinge | Coroituri, exfoliere, placare cu sare, ardere, diferențe severe de culoare |
10. Depanare
| Problemă | Cauză posibilă | Soluţie |
| Aderență slabă | Degresare/decapare incompletă; activare insuficientă | Îmbunătățirea pretratării; extinderea activării |
| Grosimea/rugozitatea | Particule în baie; precipitate cu pH ridicat | Îmbunătățirea filtrării (5 μm); scăderea pH-ului |
| Strat mat/gri | Conținut scăzut de Ni²⁺/hipofosfit; pH/temperatură scăzute | Adăugați substanțe chimice; pH 4,8–5,2; încălziți la 88℃ |
| Placare cu skip | Pasivare locală; ulei/oxid rezidual | Îmbunătățiți activarea; redegresați |
| Rată scăzută de depunere | Temperatură scăzută/Ni²⁺/reductor; pH diferit; baie învechită | Încălziți la 88–90℃; ajustați pH-ul; reîmprospătați baia |
| Descompunerea în baie | Supraîncălzire; pH ridicat; adăugare rapidă; încărcare redusă | Opriți încălzirea; reduceți pH-ul; diluați baia |
11. Siguranță
- • EIP: Mănuși antiacizi/alcalini, ochelari de protecție, șorț, mască respiratorie (amoniac/acizi).
- • Depozitare chimică: Separați sulfatul de nichel, hipofosfitul, acizii, alcalii; departe de căldură/agenți reducători.
- • Interdicții: Nu amestecați acid concentrat cu hipofosfit (fosfină toxică). Dizolvați mai întâi solidele în apă deionizată.
- • Ventilație: Evacuare locală deasupra rezervoarelor (eliminarea hidrogenului).
- • Urgență: Spălare oculară, duș, stingător cu pulbere uscată/CO₂, mască de respirat, trusă pentru scurgeri.
12. Protecția mediului
- • Ape uzate: Ape uzate cu Ni separate; precipitat pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Deșeuri periculoase: Baie uzată, filtre, activator, nămol de Ni – eliminare autorizată cu manifeste.
- • Emisii: Ventilație continuă; monitorizați amoniacul/hidrogenul conform GB 16297.
- • Energie/apă: Izolați rezervoarele; clătire în contracurent; realimentare concentrată.
13. Compoziție pentru baie (conținut mediu de fosfor, componente generale)
| Chimic | Concentraţie | Funcţie |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/l | Sare principală, sursă de Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/l | Agent reducător, sursă de P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/l | Agent de complexare |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/l | tampon pH |
| Acid lactic/propionic | 5–10 ml/l | Accelerator |
| Stabilizator (tiouree) | 1–2 mg/l | Previne descompunerea |
Inventa:
1. Se dizolvă NiSO₄, citrat, acetat în 1/3 apă deionizată, la 60℃.
2. Dizolvați hipofosfit + acid lactic în încă 1/3.
3. Combinați, umpleți până la volum, pH 4,8–5,2.
4. Adăugați stabilizator, încălziți la 88℃, filtrați, placa de testare.
14. Echipamente și capacitate de inspecție
14.1 Echipament principal
| Echipament | Specificații |
| Rezervor de placare | Căptușit în PP/PVC, încălzit, cu control al temperaturii |
| Filtrare | Pompă + carcasă rezistentă la acid, 5–10 μm, 1–3×/h |
| Controlul temperaturii | PID, ±1℃ |
| Cuptor de uscare | Aer cald, 60–120℃ |
| Curățător cu ultrasunete | 40 kHz, putere reglabilă |
| Apă deionizată | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Echipament de inspecție
| Echipament | Precizie/Standard |
| Grosimea XRF | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Microduritate | 10–1000 g/l, GB/T 4340.1 |
| Cameră de pulverizare cu sare | GB/T 10125, ≥200 L |
| Microscop metalografic | 100–1000×, micrometru |
| pH-metru | ±0,02, compensare temperatură |
| Balanță analitică | 0,01 g |
15. Documentație și trasabilitate
- •Înregistrare producție:Cod piesă, cantitate, temperatură, pH, timp, grosime, operator.
- •Jurnal de baie:Ni²⁺ zilnic, hipofosfit, pH; adaosuri; filtrare/curățare.
- •Înregistrarea inspecției:Grosime, duritate, aderență, aspect, pulverizare cu sare.
- •Întreţinere:Calibrare, întreținere pompă, detartrare, verificări ventilator (trimestrial).
Retenţie:≥3 ani (≥10 ani pentru industria auto/medicală). Trasabil până la ciclul de lot/băi.
16. Dispoziții suplimentare
- • Revizuit anual de către Departamentul Tehnic.
- • Cerințele speciale ale clientului (spray salin, duritate, distribuție, fragilitate la hidrogen) documentate și respectate.
- • Produse noi: Mai întâi se efectuează o mică probă; producție în masă după trecerea tuturor testelor.
- • Pentru controlul producției și auditul clienților.
Istoricul reviziilor
| Rev. | Data | Conținutul revizuirii | Aprobat de |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Lansare inițială | — |
| V2.0 | 30 aprilie 2026 | Revizuire completă doar în limba engleză | — |
Data publicării: 18 mai 2026