۱. هدف
استانداردسازی فرآیند آبکاری نیکل بدون برق، کنترل پارامترها و الزامات کیفی، به منظور تضمین کیفیت پایدار پوشش که مطابق با استانداردهای مشتری و بینالمللی باشد.
۲. محدوده
قابل استفاده برای آبکاری نیکل بدون برق روی فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای مس. برای آلیاژهای منیزیم، آلیاژهای تیتانیوم یا سایر فرآیندهای خاص قابل استفاده نیست.
۳. مراجع هنجاری
- • GB/T 13913-2008 – پوششهای آلیاژی نیکل-فسفر اتوکاتالیستی
- • GB/T 6461-2002 – رتبهبندی نمونههای آزمایشی و محصولات پوششهای فلزی و سایر پوششهای معدنی روی زیرلایههای فلزی پس از آزمایش خوردگی
- • ASTM B733-18 – مشخصات استاندارد برای پوششهای نیکل-فسفر اتوکاتالیستی (بدون الکترولیز)
- • ISO 4527:2003 – پوششهای فلزی – پوششهای آلیاژی نیکل-فسفر اتوکاتالیستی (بدون برق)
- • GB/T 5270-2005 – پوششهای فلزی روی زیرلایههای فلزی – پوششهای آبکاری شده و رسوب شیمیایی – روشهای آزمون چسبندگی
۴. اصل فرآیند
آبکاری الکترولس نیکل یک فرآیند رسوب شیمیایی خودکاتالیستی است که در آن هیپوفسفیت سدیم یونهای Ni²+ را احیا میکند تا یک پوشش آلیاژی Ni-P تشکیل دهد.
مکانیسم واکنش:
- • اکسیداسیون آندی: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • کاهش کاتدی: Ni2+ + 2e⁻ → Ni
- • رسوب همزمان فسفر: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
طبقه بندی پوشش بر اساس محتوای فسفر:
| نوع | محتوای فسفر |
| کم فسفر | ۱–۵٪ |
| اواسط P | ۵–۱۰٪ |
| فسفر بالا | ۱۰–۱۵٪ |
۵. جریان فرآیند
بازرسی → چربیزدایی → آبکشی داغ → آبکشی روان → اسیدشویی → آبکشی → فعالسازی → آبکشی → آبکشی مستقیم → آبکاری بدون برق → بازیابی → آبکشی سه مرحلهای جریان مخالف → غیرفعالسازی → آبکشی مستقیم → خشک کردن → بازرسی → بستهبندی
۶. پارامترهای کلیدی فرآیند
| پارامتر | محدوده کنترل | اظهارات |
| غلظت Ni²⁺ | ۸–۱۲ گرم در لیتر | توصیه شده ۹ تا ۱۰ گرم در لیتر |
| هیپوفسفیت سدیم | ۲۵ تا ۳۵ گرم در لیتر | نسبت مولی به Ni²⁺: ۲.۵-۳.۵:۱ |
| عامل کمپلکس کننده (سدیم سیترات) | ۳۰-۴۰ گرم در لیتر | یونهای نیکل را تثبیت میکند |
| بافر (سدیم استات) | ۱۵ تا ۲۵ گرم در لیتر | حفظ پایداری pH |
| مقدار pH | ۴.۵–۵.۵ (متوسط/بالا) | با آمونیاک یا کربنات سدیم تنظیم شود |
| دما | ۸۵–۹۰ درجه سانتیگراد | بهینه ۸۸±۱℃ |
| بارگیری | ۰.۵ تا ۱.۵ دسیمتر مربع بر لیتر | بارگذاری بالاتر، نرخ رسوبگذاری را کاهش میدهد |
| نرخ رسوب | ۱۵–۲۵ میکرومولار بر ساعت | با افزایش سن حمام کاهش مییابد |
| زمان | ۱۵ تا ۶۰ دقیقه | بسته به ضخامت مورد نیاز |
| آشفتگی | هوای مکانیکی یا کم فشار | حرکت یا گردش قطعه کار توصیه میشود |
| فیلتراسیون | فیلتراسیون پیوسته، با دقت ۵ تا ۱۰ میکرومتر | ذرات را از بین میبرد، از ایجاد حفره جلوگیری میکند |
۷. مشخصات محصول و قابلیت پوششدهی
۷.۱ محدوده اندازه قطعه کار
| مورد | پارامتر |
| حداکثر اندازه | ۱۵۰۰×۸۰۰×۶۰۰ میلیمتر |
| حداقل اندازه | ۵×۵×۵ میلیمتر |
| حداکثر وزن | ۲۰۰ کیلوگرم |
| حداقل وزن | ۱ گرم |
۷.۲ قابلیت ضخامت پوشش
| نوع | محدوده ضخامت | کاربرد معمول |
| قطعات دقیق | ۵–۱۰ میکرومتر | رزوهها، هستههای شیر، قطعات هیدرولیک |
| قطعات استاندارد | ۱۰–۵۰ میکرومتر | قطعات مقاوم در برابر خوردگی و سایش عمومی |
| پوشش ضخیم | ۵۰ تا ۱۰۰ میکرومتر | تعمیر سایش، محیطهای خورنده شدید |
یکنواختی: ±10% (قطعات عمومی)؛ ±15% (اشکال پیچیده)
۷.۳ خواص پوشش
| ملک | به صورت آبکاری شده | عملیات حرارتی شده (400℃×1h) | اظهارات |
| سختی (HV) | ≥500 ولت | ≥800 ولت | عملیات حرارتی باعث افزایش سختی میشود |
| چسبندگی | ≤ درجه ۱ (GB/T 5270) | — | بدون پوسته پوسته شدن، بدون پوسته پوسته شدن |
| آزمایش اسپری نمک (NSS، 5٪ NaCl، 35 درجه سانتیگراد) | ≥۲۴ ساعت (اواسط دوره مصرف) ≥۷۲ ساعت (فسفر بالا) | — | طبق نیاز مشتری |
| تخلخل | ≤1 نقطه بر سانتیمتر مربع | — | معمولاً غیر متخلخل ≥25 میکرومتر |
| مقاومت ویژه | ۵۰–۱۰۰ میکرواهم · سانتیمتر | ۳۰–۶۰ میکرواهم · سانتیمتر | — |
عملیات حرارتی: ۴۰۰ درجه سانتیگراد ± ۱۰ درجه سانتیگراد، ۱ ساعت، خنک شدن در هوا/کوره.
۸. ظرفیت تولید
| مورد | ظرفیت |
| حجم مخزن تکی | ۲–۵ متر مکعب |
| وزن دسته | ۵۰۰–۱۵۰۰ کیلوگرم |
| ظرفیت روزانه | ۳ تا ۸ تن |
| ظرفیت ماهانه | ۸۰–۲۰۰ تن |
توجه: ظرفیت واقعی به هندسه، ضخامت و عمر حمام بستگی دارد.
۹. بازرسی کیفیت
۹.۱ اقلام بازرسی
| مورد | روش | فرکانس | معیار پذیرش |
| ضخامت | میکروسکوپ XRF / متالوگرافی | ≥۳ امتیاز به ازای هر بازی در هر دسته | با طراحی آشنا شوید؛ حداکثر توسعه ≤10% |
| سختی | ریزسختی HV0.1 | یک بار در هر شیفت | ≥500 HV (پس از آبکاری)؛ ≥800 HV (در حالت آبکاری) |
| چسبندگی | سوهان/خم کردن/برش عرضی + نوار چسب | ۱ عدد در هر دسته | درجه ≤1، بدون لایه برداری |
| ظاهر | بصری (نور استاندارد) | ۱۰۰٪ | یکنواخت روشن؛ بدون نقص |
| اسپری نمک | NSS 5% NaCl، 35℃ | به ازای هر دسته/تغییر | فسفر متوسط ≥۲۴ ساعت؛ فسفر بالا ≥۷۲ ساعت |
| محتوای فسفر | EDS / مواد شیمیایی | حمام هفتگی / جدید | ۱–۵٪ / ۵–۱۰٪ / ۱۰–۱۵٪ |
۹.۲ طبقهبندی ظاهری
| درجه | توضیحات |
| درجه الف | یکنواخت روشن/نیمه روشن، بدون نقص |
| درجه ب | کمی رد آب/روی قفسه، بدون چاله/پوسته پوسته شدن |
| درجه C | کمی کدر/تغییر رنگ، کاربردی، قابل قبول |
| رد کردن | سوراخ شدن، لایه برداری، از بین رفتن آبکاری، سوختن، اختلاف رنگ شدید |
۱۰. عیبیابی
| مشکل | علت احتمالی | راه حل |
| چسبندگی ضعیف | چربیزدایی/ترشیزدایی ناقص؛ فعالسازی ناکافی | بهبود پیشدرمان؛ افزایش فعالسازی |
| حفرهدار شدن/زبری | ذرات موجود در حمام؛ رسوب pH بالا | افزایش فیلتراسیون (۵ میکرومتر)؛ کاهش pH |
| پوشش کدر/خاکستری | Ni²⁺/هیپوفسفیت پایین؛ pH/دما پایین | مواد شیمیایی را اضافه کنید؛ pH 4.8-5.2؛ تا 88 درجه سانتیگراد گرم کنید |
| آبکاری را کنار بگذارید | غیرفعالسازی موضعی؛ روغن/اکسید باقیمانده | بهبود فعالسازی؛ چربیزدایی مجدد |
| نرخ رسوب پایین | دمای پایین/Ni²⁺/کاهنده؛ pH پایین؛ حمام کهنه | حرارت را تا ۸۸-۹۰ درجه سانتیگراد گرم کنید؛ pH را تنظیم کنید؛ حمام تازه کردن را انجام دهید |
| تجزیه حمام | گرمای بیش از حد؛ pH بالا؛ افزودن سریع؛ بارگذاری کم | حرارت دادن را متوقف کنید؛ pH را کاهش دهید؛ حمام رقیق کنید |
۱۱. ایمنی
- • تجهیزات حفاظت فردی: دستکشهای اسیدی/قلیایی، عینک ایمنی، پیشبند، ماسک تنفسی (آمونیاک/اسیدها).
- • نگهداری مواد شیمیایی: سولفات نیکل، هیپوفسفیت، اسیدها، قلیاها را جدا کرده و دور از گرما/کاهشدهندهها نگهداری کنید.
- • موارد منع مصرف: اسید غلیظ + هیپوفسفیت (فسفین سمی) را با هم مخلوط نکنید. ابتدا مواد جامد را در آب دیونیزه حل کنید.
- • تهویه: تخلیه موضعی بالای مخازن (حذف هیدروژن).
- • موارد اضطراری: چشمشوی، دوش، کپسول آتشنشانی پودر خشک/CO₂، ماسک تنفسی، کیت ضد نشت.
۱۲. حفاظت از محیط زیست
- • فاضلاب: فاضلاب حاوی نیکل جدا شده؛ رسوب pH 9-10 + PAC/PAM؛ نیکل <0.5 میلیگرم در لیتر.
- • زبالههای خطرناک: حمامهای مستعمل، فیلترها، فعالکننده، لجن نیکل - دفع مجاز با ارائه مانیفست.
- • انتشار گازهای گلخانهای: تهویه مداوم؛ آمونیاک/هیدروژن را بر اساس GB 16297 پایش کنید.
- • انرژی/آب: عایقبندی مخازن؛ شستشوی جریان مخالف؛ پر کردن متمرکز.
۱۳. ترکیب حمام (فسفر میانی، قطعات عمومی)
| شیمیایی | غلظت | عملکرد |
| NiSO₄·6H₂O | ۲۵ تا ۳۵ گرم در لیتر | نمک اصلی، منبع Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | ۲۵ تا ۳۵ گرم در لیتر | عامل کاهنده، منبع فسفر |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | ۳۰-۴۰ گرم در لیتر | عامل کمپلکس کننده |
| CH₃COONa·3H₂O | ۱۵ تا ۲۵ گرم در لیتر | بافر pH |
| اسید لاکتیک/پروپیونیک | ۵ تا ۱۰ میلیلیتر در لیتر | شتابدهنده |
| تثبیت کننده (تیواوره) | ۱–۲ میلیگرم در لیتر | از تجزیه جلوگیری میکند |
آرایش:
۱. NiSO₄، سیترات، استات را در ۱/۳ آب دیونیزه، ۶۰ درجه سانتیگراد حل کنید.
۲. هیپوفسفیت + اسید لاکتیک را در ۱/۳ دیگر حل کنید.
۳. مخلوط کنید، تا حجم پر کنید، pH 4.8-5.2.
۴. پایدارکننده را اضافه کنید، تا دمای ۸۸ درجه سانتیگراد گرم کنید، فیلتر کنید، و ظرف آزمایشی را آماده کنید.
۱۴. تجهیزات و قابلیت بازرسی
۱۴.۱ تجهیزات اصلی
| تجهیزات | مشخصات |
| مخزن آبکاری | روکش PP/PVC، گرم شونده، کنترل دما |
| فیلتراسیون | پمپ + محفظه مقاوم در برابر اسید، ۵-۱۰ میکرومتر، ۱-۳ ×/ساعت |
| کنترل دما | PID، ±1℃ |
| فر خشک کن | هوای گرم، ۶۰ تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد |
| پاک کننده اولتراسونیک | ۴۰ کیلوهرتز، توان قابل تنظیم |
| آب دیونیزه | ≥10 مگا اهم · سانتی متر |
۱۴.۲ تجهیزات بازرسی
| تجهیزات | دقت/استاندارد |
| ضخامت XRF | ۰–۲۰۰ میکرومتر، ±۰.۱ میکرومتر |
| ریزسختی | ۱۰–۱۰۰۰ گرم بر فوت، GB/T ۴۳۴۰.۱ |
| محفظه اسپری نمک | GB/T 10125، ≥200 لیتر |
| میکروسکوپ متالوگرافی | ۱۰۰–۱۰۰۰×، میکرومتر |
| pH متر | ±0.02، جبران دما |
| تعادل تحلیلی | ۰.۰۱ گرم |
۱۵. مستندسازی و قابلیت ردیابی
- •رکورد تولید:شماره قطعه، مقدار، دما، pH، زمان، ضخامت، عملگر.
- •دفترچه حمام:روزانه Ni²⁺، هیپوفسفیت، pH؛ افزودن؛ فیلتراسیون/تمیز کردن.
- •سوابق بازرسی:ضخامت، سختی، چسبندگی، ظاهر، اسپری نمک.
- •تعمیر و نگهداری:کالیبراسیون، سرویس و نگهداری پمپ، رسوبزدایی، بررسی فن (هر سه ماه یکبار).
احتباس:۳ سال یا بیشتر (۱۰ سال یا بیشتر برای خودرو/پزشکی). قابل ردیابی به چرخه بچ/حمام.
۱۶. مقررات تکمیلی
- • سالانه توسط دپارتمان فنی بررسی میشود.
- • الزامات ویژه مشتری (اسپری نمک، سختی، توزیع، تردی هیدروژنی) مستند و رعایت شده است.
- • محصولات جدید: ابتدا در مقیاس کوچک آزمایش میشوند؛ پس از قبولی در تمام آزمایشها، به تولید انبوه میرسند.
- • برای کنترل تولید و ممیزی مشتری.
تاریخچه ویرایشها
| برگرد | تاریخ | محتوای بازبینیشده | تایید شده توسط |
| نسخه ۱.۰ | 2024-xx-xx | انتشار اولیه | — |
| نسخه ۲.۰ | ۲۰۲۶-۰۴-۳۰ | نسخه کامل فقط انگلیسی | — |
زمان ارسال: ۱۸ مه ۲۰۲۶