1. Cel
Standaryzacja procesu niklowania chemicznego, kontroli parametrów i wymagań jakościowych w celu zagwarantowania stabilnej jakości powłoki, spełniającej standardy klientów i normy międzynarodowe.
2. Zakres
Stosowane do niklowania bezprądowego stali węglowej, stali nierdzewnej i stopów miedzi. Nie stosuje się do stopów magnezu, stopów tytanu ani innych procesów specjalnych.
3. Odniesienia normatywne
- • GB/T 13913-2008 – Autokatalityczne powłoki ze stopu niklu i fosforu
- • GB/T 6461-2002 – Ocena próbek testowych i wyrobów z powłok metalowych i innych powłok nieorganicznych na podłożach metalowych po badaniu odporności na korozję
- • ASTM B733-18 – Norma dotycząca autokatalitycznych (bezprądowych) powłok niklowo-fosforanowych
- • ISO 4527:2003 – Powłoki metalowe – Autokatalityczne (bezprądowe) powłoki ze stopu niklu i fosforu
- • GB/T 5270-2005 – Powłoki metalowe na podłożach metalowych – Powłoki galwaniczne i osadzane chemicznie – Metody badania przyczepności
4. Zasada procesu
Niklowanie chemiczne jest procesem autokatalitycznego osadzania chemicznego, w którym podfosforyn sodu redukuje jony Ni²⁺, tworząc powłokę stopu Ni-P.
Mechanizm reakcji:
- • Utlenianie anodowe: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Redukcja katodowa: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Współosadzanie fosforu: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Klasyfikacja powłok ze względu na zawartość fosforu:
| Typ | Zawartość fosforu |
| Niskie P | 1–5% |
| Środkowy P | 5–10% |
| Wysokie P | 10–15% |
5. Przepływ procesu
Kontrola → Odtłuszczanie → Płukanie na gorąco → Płukanie przepływowe → Trawienie → Płukanie → Aktywacja → Płukanie → Płukanie DI → Galwanizacja bezprądowa → Odzysk → Płukanie przeciwprądowe 3-etapowe → Pasywacja → Płukanie DI → Suszenie → Kontrola → Pakowanie
6. Kluczowe parametry procesu
| Parametr | Zakres sterowania | Uwagi |
| Stężenie Ni²⁺ | 8–12 g/l | Zalecane 9–10 g/l |
| Podfosforyn sodu | 25–35 g/l | Stosunek molowy do Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Środek kompleksujący (cytrynian sodu) | 30–40 g/l | Stabilizuje jony niklu |
| Bufor (octan sodu) | 15–25 g/l | Utrzymuje stabilność pH |
| Wartość pH | 4,5–5,5 (średnie/wysokie P) | Dostosowany amoniakiem lub węglanem sodu |
| Temperatura | 85–90℃ | Optymalna temperatura 88±1℃ |
| Załadunek | 0,5–1,5 dm²/l | Wyższe obciążenie zmniejsza szybkość osadzania |
| Współczynnik depozycji | 15–25 μm/h | Zmniejsza się wraz ze starzeniem się kąpieli |
| Czas | 15–60 minut | W zależności od wymaganej grubości |
| Podniecenie | Powietrze mechaniczne lub niskociśnieniowe | Zalecany ruch lub cyrkulacja przedmiotu obrabianego |
| Filtrowanie | Filtracja ciągła, filtracja 5–10 μm | Usuwa cząsteczki, zapobiega powstawaniu wżerów |
7. Specyfikacje produktu i możliwości powlekania
7.1 Zakres rozmiarów przedmiotu obrabianego
| Przedmiot | Parametr |
| Maksymalny rozmiar | 1500×800×600 mm |
| Minimalny rozmiar | 5×5×5 mm |
| Maksymalna waga | 200 kg |
| Min. waga | 1 gram |
7.2 Możliwość pomiaru grubości powłoki
| Typ | Zakres grubości | Typowe zastosowanie |
| Części precyzyjne | 5–10 mikrometrów | Gwinty, rdzenie zaworów, elementy hydrauliczne |
| Części standardowe | 10–50 mikrometrów | Części odporne na korozję i zużycie ogólne |
| Gruba powłoka | 50–100 mikrometrów | Naprawa zużycia, środowiska silnie korozyjne |
Jednorodność: ±10% (części ogólne); ±15% (kształty złożone)
7.3 Właściwości powłoki
| Nieruchomość | Tak jak platerowane | Obróbka cieplna (400℃×1h) | Uwagi |
| Twardość (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Obróbka cieplna zwiększa twardość |
| Przyczepność | ≤ Stopień 1 (GB/T 5270) | — | Bez łuszczenia, bez odpryskiwania |
| Test w mgle solnej (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 h (środek P) ≥72 h (wysokie P) | — | Zgodnie z wymaganiami klienta |
| Porowatość | ≤1 punkt/cm² | — | Zwykle nieporowate ≥25 μm |
| Oporność | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Obróbka cieplna: 400℃ ±10℃, 1 godzina, chłodzenie powietrzem/piecem.
8. Zdolność produkcyjna
| Przedmiot | Pojemność |
| Objętość pojedynczego zbiornika | 2–5 m³ |
| Waga partii | 500–1500 kg |
| Dzienna wydajność | 3–8 ton |
| Miesięczna wydajność | 80–200 ton |
Uwaga: Rzeczywista wydajność zależy od geometrii, grubości i wieku wanny.
9. Kontrola jakości
9.1 Elementy kontroli
| Przedmiot | Metoda | Częstotliwość | Kryterium akceptacji |
| Grubość | Mikroskop XRF / metalograficzny | ≥3 punkty za mecz na partię | Poznaj rysunek; maksymalne odchylenie ≤10% |
| Twardość | Mikrotwardość HV0.1 | Raz na zmianę | ≥500 HV (w stanie surowym); ≥800 HV (HT) |
| Przyczepność | Pilnik/gięcie/cięcie poprzeczne+taśma | 1 sztuka na partię | Stopień ≤1, brak łuszczenia |
| Wygląd | Wizualne (światło standardowe) | 100% | Jednolita jasność, bez wad |
| Mgiełka solna | NSS 5% NaCl, 35℃ | Na partię/zmianę | Średnie P ≥24 godz.; Wysokie P ≥72 godz. |
| Zawartość fosforu | EDS / chemiczny | Tygodniowa / nowa kąpiel | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Klasyfikacja wyglądu
| Stopień | Opis |
| Ocena A | Jednolita, jasna/półjasna, bez defektów |
| Klasa B | Niewielkie ślady wody/po odkręceniu, brak wżerów/łuszczenia się |
| Klasa C | Nieznaczne zmatowienie/zmiana koloru, funkcjonalność OK |
| Odrzucić | Wżery, łuszczenie, brak powłoki, przypalenie, znaczne różnice w kolorze |
10. Rozwiązywanie problemów
| Problem | Możliwa przyczyna | Rozwiązanie |
| Słaba przyczepność | Niepełne odtłuszczanie/trawienie; niewystarczająca aktywacja | Poprawa wstępnego przetwarzania, wydłużenie aktywacji |
| Wżery/szorstkość | Cząsteczki w kąpieli; wysokie pH powoduje wytrącanie się osadów | Zwiększona filtracja (5 μm); niższe pH |
| Matowa/szara powłoka | Niska zawartość Ni²⁺/podfosforynu; niskie pH/temperatura | Dodaj substancje chemiczne; pH 4,8–5,2; podgrzej do 88℃ |
| Pomiń poszycie | Pasywacja lokalna; resztki oleju/tlenku | Popraw aktywację; odtłuść ponownie |
| Niska stopa depozycji | Niska temperatura/Ni²⁺/reduktor; wyłączone pH; starzona kąpiel | Podgrzać do temperatury 88–90℃; dostosować pH; odświeżyć kąpiel |
| Rozkład kąpieli | Przegrzanie; wysokie pH; szybkie dodawanie; niskie obciążenie | Zatrzymaj ogrzewanie; obniż pH; rozcieńcz kąpiel |
11. Bezpieczeństwo
- • ŚOI: rękawice odporne na kwasy/zasady, okulary ochronne, fartuch, respirator (amoniak/kwasy).
- • Przechowywanie substancji chemicznych: Siarczan niklu, podfosforyn, kwasy i zasady należy przechowywać oddzielnie; z dala od źródeł ciepła/reduktorów.
- • Zakazy: Nie mieszać kwasu stężonego z podfosforynem (toksycznym fosforowodorem). Najpierw rozpuścić substancje stałe w wodzie dejonizowanej.
- • Wentylacja: Lokalny wyciąg nad zbiornikami (usuwanie wodoru).
- • W nagłych wypadkach: płukanie oczu, prysznic, gaśnica proszkowa/CO₂, respirator, zestaw do usuwania wycieków.
12. Ochrona środowiska
- • Ścieki: Oddzielone ścieki niklowe; pH osadu 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/l.
- • Odpad niebezpieczny: Zużyta kąpiel, filtry, aktywator, osad niklowy – utylizacja na podstawie pozwolenia na podstawie manifestów.
- • Emisje: ciągła wentylacja; monitorować amoniak/wodór zgodnie z normą GB 16297.
- • Energia/woda: izolacja zbiorników, płukanie przeciwprądowe, uzupełnianie koncentratów.
13. Skład kąpieli (średni fosfor, części ogólne)
| Chemiczny | Stężenie | Funkcjonować |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/l | Główna sól, źródło Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/l | Środek redukujący, źródło P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/l | Środek kompleksujący |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/l | bufor pH |
| Kwas mlekowy/propionowy | 5–10 ml/l | Akcelerator |
| Stabilizator (tiomocznik) | 1–2 mg/l | Zapobiega rozkładowi |
Makijaż:
1. Rozpuścić NiSO₄, cytrynian, octan w 1/3 wody dejonizowanej o temperaturze 60℃.
2. Rozpuścić podfosforyn i kwas mlekowy w kolejnej 1/3.
3. Połączyć, uzupełnić do kreski, pH 4,8–5,2.
4. Dodać stabilizator, podgrzać do 88℃, przefiltrować, zastosować płytkę próbną.
14. Sprzęt i możliwości inspekcyjne
14.1 Główny sprzęt
| Sprzęt | Specyfikacja |
| Zbiornik galwaniczny | Wykładzina PP/PCW, podgrzewana, z kontrolą temperatury |
| Filtrowanie | Pompa kwasoodporna + obudowa, 5–10 μm, 1–3×/h |
| Kontrola temperatury | PID, ±1℃ |
| Piec suszarniczy | Gorące powietrze, 60–120℃ |
| Czyścik ultradźwiękowy | 40 kHz, regulowana moc |
| Woda DI | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Sprzęt inspekcyjny
| Sprzęt | Dokładność/Standard |
| Grubość XRF | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Mikrotwardość | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| Komora solna | GB/T 10125, ≥200 l |
| Mikroskop metalograficzny | 100–1000×, mikrometr |
| miernik pH | ±0,02, kompensacja temperatury |
| Waga analityczna | 0,01 g |
15. Dokumentacja i identyfikowalność
- •Rekord produkcji:Numer części, ilość, temperatura, pH, czas, gęstość, operator.
- •Dziennik kąpielowy:Dzienny poziom Ni²⁺, podfosforynu, pH; dodatki; filtracja/czyszczenie.
- •Protokół z inspekcji:Grubość, twardość, przyczepność, wygląd, mgiełka solna.
- •Konserwacja:Kalibracja, konserwacja pompy, usuwanie kamienia, kontrola wentylatora (kwartalnie).
Zatrzymanie:≥3 lata (≥10 lat w przypadku pojazdów/medycyny). Możliwość śledzenia cyklu partii/kąpieli.
16. Postanowienia uzupełniające
- • Poddawane corocznej kontroli przez Dział Techniczny.
- • Dokumentowanie i przestrzeganie specjalnych wymagań klienta (mgła solna, twardość, dystrybucja, kruchość H).
- • Nowe produkty: najpierw mała próba, potem masowa produkcja po przejściu wszystkich testów.
- • Do kontroli produkcji i audytu klienta.
Historia rewizji
| Obrót silnika | Data | Treść rewizji | Zatwierdzone przez |
| Wersja 1.0 | 2024-xx-xx | Pierwsze wydanie | — |
| Wersja 2.0 | 2026-04-30 | Pełna rewizja tylko w języku angielskim | — |
Czas publikacji: 18 maja 2026 r.