设备维修的化学镀镍法

2016-01-27 13:00山东劳动职业技术学院济南250300史家迎
金属加工(冷加工) 2015年1期
关键词:镀镍镀液表面质量

■山东劳动职业技术学院 (济南 250300) 史家迎

设备维修的化学镀镍法

■山东劳动职业技术学院 (济南 250300) 史家迎

摘要:设备的零部件出现磨损,若不及时进行修复,会影响设备的运动精度及使用寿命。本文主要介绍了设备维修化学镀镍法的原理、工艺过程、优点及存在的问题,从根本上解决了传统方法设备维修中出现的修复精度不高、维修周期长及维修成本高等问题。

由于设备长时间地工作,设备的运动部件容易产生磨损,例如,常会遇到零件的孔或轴出现磨损的情况。孔或轴的尺寸超差,如果不进行修复或更换,就会影响到零件的配合和工作要求,导致设备的工作性能。但有些尺寸较大、形状复杂、精度较高的零件,重新制造,既消耗生产材料,又增加维修成本,并且加工周期长,影响修理的进度。对于磨损程度不大、超差范围不大的零件,例如,直径上磨损量在0.01~0.05mm左右的零件,可采用化学镀镍的方法来恢复零件的尺寸。实践证明,这种修复方法,操作方便,零件修复精度高,修理周期短,维修成本低,效果较好,此种方法在实际生产中有一定的推广价值。

1. 化学镀镍的原理

根据化学反应原理,还原剂次磷酸钠在中性或弱酸性水溶液中与金属铁接触,发生化学反应,把溶液中的镍离子还原成金属镍。

次磷酸钠和金属接触生成活性氢原子,被吸附在金属表面上,部分活性氢原子和镀液中镍离子作用生成金属镍沉淀在金属表面上,这就是镍的化学镀层。镀镍过程中有氢气产生,所以有无小气泡产生是镀镍是否开始、是否正常的标志。

2. 化学镀镍前的准备

(1)零件表面质量要求。镀镍层是非常均匀地镀在零件表面上的,所以被镀件的表面粗糙度取决于零件表面原有的表面粗糙度。因此,要求被镀零件表面粗糙度较好,更不应该有毛刺飞边,并尽可能地消除零件的锥度及椭圆等缺陷。

(2)清洗零件表面。零件表面常存在油污,在镀镍之前,零件表面需要彻底清理,若油污没有清除干净,它会引起镀层的脱落、起皮等现象,使镀层与零件表面不能牢固地粘在一起,因此,除油是关键的步骤。

首先,把被镀零件表面的油污用棉纱擦拭干净,并用压缩空气吹净,再用汽油和丙酮清洗,等干燥后,方可进行化学镀镍。注意,在整个零件表面除油及清洗过程中,手指不要直接接触被镀件表面,因为手指上有油脂,会沾在零件表面上,影响镀层的质量。

(3)未镀部位的隔离。不需要镀层的零件部位,需要进行隔离,防止该部位被镀镍。如果被镀零件局部无法离开镀液,该部位可以涂上清喷漆,进行隔离,等清喷漆充分干透硬化后,再镀镍。清喷漆易干耐热,如果没有清喷漆,也可以用干净的红丹漆代替。

3. 镀液的配制

1mL镀液所需的试制数量按附表比例进行配制。

镀液配制表

除了次磷酸钠最后加入,其他试剂在配制过程中没有先后顺序的要求。在配制过程中,可以边配制,边加温,配好后的溶液,最好用1%的氢氧化钠溶液调整酸值,使酸值保持在4.3~4.8之间。

镀液的数量可以根据需要镀镍的面积按下列公式进行计算

需要镀镍的面积/需要镀液的体积=150cm2/1 000mL

由于镀镍过程中,镍的浓度逐渐降低,实际镀液用量比计算结果超过一些为好。

4. 镀镍工艺过程

(1)存放镀液。镀液与金属发生容易化学反应,因此,把配好的镀液一定放在非金属的容器中,例如搪瓷、陶瓷及烧杯等,既避免溶液与金属发生化学反应,又便于给溶液加温。

(2)镀液加温。给镀液加温过程中一定要把镀液隔水加热(水浴),加温到80℃~90℃之间,温度不要过高,并且水溶容器底部不要靠近热源,使局部温度过高,温度过高容易使金属镍自动沉淀,以致造成镀液中的镍浓度降低。没有此条件,也可以直接加温镀镍,但必须注意掌握温度,效果也一样。

(3)装置方法。被镀零件可以用线悬挂,也可以搁置在非金属的物体上。悬挂或搁置时,轴类零件应使零件的轴线和水面垂直,箱体类零件应使零件的水平面与水面平行,这样便于气泡逸出,防止镀镍层表面更加粗糙,被镀件放入加热到温度的镀液中,约0.5min后,被镀件表面上便会产生许多密集的小气泡,表示镀镍反应已经开始。

经过多次实践证明,镀镍层的沉积与时间是成正比的,如附图所示。

镀镍所需要的时间,可以按照下面的公式进行计算

时间(min)=所需镀镍层厚度(mm)/0.065mm

由于温度的变化,镍液的浓度是经常变化的,所以实际尺寸和计算尺寸稍有一些出入,但影响不大,计算时,一定要分清是直径还是厚度。

镀镍层的沉积与时间关系图

5. 化学镀镍的优点

(1)操作方便、安全。零件化学镀镍修复法不需要复杂的设备与装置、直流电源及很多试剂,零件修复成本低。没有繁琐的操作流程,操作方法简单、可控。溶液没有腐蚀性,没有有毒的气体产生,对人的身体没有危害,对环境不会造成污染,这种零件修复方法比较安全。

(2)镀镍层厚度均匀。根据上述公式,被修复零件的尺寸容易控制,即使是形状复杂的零件镀层厚度也均匀一致,并且零件的尺寸也能较好的控制。零件镀到需要的尺寸后,不需要再进行任何加工便可以使用,零件的使用性能较好。

(3)零件表面质量好。镍层与零件表面结合牢固,并且镀层的表面质量较好、光亮,表面粗糙度基本上与镀前零件表面质量一致,零件表面硬度可达58HRC左右,并且耐腐蚀性强,不易生锈。

6. 存在问题

(1)操作过程中有时容器底部出现镍的沉淀,降低了镀液的浓度,影响零件的修复效果。镍的沉淀现象是由于局部温度过高,或者零件处理不够清洁而引起,这种情况有时很难排除。

(2)镀镍所需要的时间不宜过长,容易引起镀层过厚,产生起皮或脱皮现象,一般控制在0.06mm范围内较为理想,有时镀层的极限厚度不好确定。

收稿日期:(20140905)

《金属加工(热加工)》2015年第1期要目

感应淬火与渗碳淬火的竞争

推进感应淬火替代渗碳淬火的应用

需要大力推广感应热处理技术

用感应淬火取代渗碳渗氮是节能环保的重要进步

大功率柴油机凸轮轴表面强化工艺方案

汽车扭杆弹簧热处理工艺分析及改进

汽车万向节中频感应淬火裂纹的分析及防止措施

42CrMo船用柴油机传动齿轮中频感应淬火失效分析

中小径轴类件感应调质可行性研究

曲面辊表面淬火工艺探析

发动机曲轴感应淬火工艺张立平等

载货汽车轮毂轴承外圈感应淬火

一种42CrMo调质低速轴裂纹分析

猜你喜欢
镀镍镀液表面质量
裂纹敏感性钢铸坯表面质量控制
高强化平行流电解提高A级铜表面质量实践
关于机械加工中表面质量控制的探究
石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究
氯化钾镀液错加硝酸的处理
脉冲电絮凝处理化学镀镍漂洗水
含铜硝酸退镀液中铜的回收和硝酸的再生
化学镀镍液的再生与长寿命化
AZ31B镁合金复合镀镍层的制备及其耐蚀性研究
镀镍碳纤维/镀镍石墨粉填充PC/ABS复合材料导电性能研究