化学镀镍层起泡脱皮原因分析及解决方法

化工

第35卷　第1期　2006年2月

表　面　技　术

SURFACETECHNOLOGY

Vol.35　NO.1Feb.2006　

经验交流

化学镀镍层起泡脱皮原因分析及解决方法

叶智书,任山雄,张砚峰

1

2

2

(1.装甲兵驻256厂军事代表室,重庆630050;2.重庆铁马工业集团公司,重庆630050)

[摘　要]　化学镀镍层起泡脱皮会导致无镀层部位的加速腐蚀,。,镍层起泡脱皮原因,找出其解决办法。通过试验得出结论:,间,降低镀层厚度,解决了镀层起泡脱皮质量问题,[关键词]　镀镍层;起泡脱皮;渗氢;;[中图分类号]TQ153.1

[　[文章编号]1001-3660(2006)01-0090-01

AnalysisofandSolvingMethodsofBubblingandPeeling

ontheChemicalNickleCoating

YEZhi2shu,RENShan2xiong,ZHANGYan2feng

1

2

2

(1.MilitaryPresentativeOfficeofArmouredTroopsinNo.256Factory,Chongqing,China;

2.ChongqingTeimaIndustriesCorporation,Chongqing,China)

[Abstract]　Bubblingandpeelingonchemicalnickelcoatingcausefasterosionofnocoatingpart.Theappearancecan’temergeinthesurfacetreatment.Inordertofindoutsolvingmethods,reasonofthebubblingandpeelingonchemicalnickelcoatingwasanalyzed.Theresearchresultsshowthathydrogenpermeationreactsonthechemicalnickelcoating,andhydrogen2atomgatherstoformbubble.Reducingplatingtimeandcoatingthicknesscansolvetheseproblems.Sothesemethodscansolvequalityproblemofthebubblingandpeelingonnickelcoating,andguaranteethepreservativeperformanceofthechemicalnickelplatingparts.

[Keywords]　Nicklecoating;Bubblingandpeeling;Hydrogenpermeation;Chemicalplating;Failurea2nalysis

还原剂如次磷酸盐等作用下,使镍离子还原成镍金属,同时还原

0　引　言

化学镀镍溶液呈酸性,镀镍层主要功能是提高产品零部件的防腐能力,故磷含量较高,大于8%,属于非磁性非晶态Ni2P合金化学镀层。镀层有较强的抗蚀性和抗氧化性,但镀层相对钢铁基体而言属于阴极性镀层,只起隔离阻挡腐蚀介质达到防腐作用,但若镀层起泡脱皮或转运过程有磕碰、划伤则会使零部件出现大阴极小阳极现象,从而造成无镀层部位加速腐蚀,这样会使零件产生腐蚀坑点,甚至造成产品断裂失效等严重后果。因此,化学镀镍层起泡、脱皮在表面处理生产时是绝对不允许出现的问题。

剂变为磷与镍一起析出,形成Ni2P合金镀层。

根据“原子氢态理论”在化学镀镍反应过程中将产生出原子态的氢。1933年,D Simpkins对使用次磷酸盐作还原剂的化学镀镍的反应机理作了综合性的介绍,指出次磷酸盐在溶液中的反应:Ni2++H2PO2-+H2O→Ni+2H++H(HPO3)-。

镍的沉积是依靠镀件表面的催化作用,使H2PO2-分解析出初生态的原子氢:

H2PO2+H2O→HNi

2+

-+

+2H+HPO3

+

2-

在工件表面上使Ni2+还原成Ni:

+2H→Ni+2H

-

同时,原子态氢又与H2PO2-作用还原成:

1　镀层起泡脱皮原因分析

从化学镀镍的反应机理看,化学镀镍是利用镍盐溶液在强

[收稿日期]2005-11-04

H2PO2+H→H2O+P+OH

-

还有部分原子态氢相互作用生成氢气逸出:

[作者简介]叶智书(1978-),男,四川绵竹人,助工学士,从事装甲车辆制造与验收研究。

化工

叶智书等　化学镀镍层起泡脱皮原因分析及解决方法

2H→H2↑

经过分析和验证,还有少量原子态氢进入镀层,因此,次磷酸盐化学镀镍的反应可综合为下式:

Ni

2+

在分析清楚原因后,制定了新的工艺,随槽镀覆相同材料的μm以上,则整槽零件全部起槽,这试板,只要试板厚度达到30

样,只要施镀3h左右就能达到厚度要求,比以前规定镀覆时间大于5h以上,节省2h,既节省40%时间,同时也节省了化工材料,提高了工效。从检查结果看,98%以上的零件无起泡脱皮现象。

为了验证所得出的结论,将试板有意镀厚,μm无起会重复发生,(泡现象),3块试μm,试60～80。

+H2PO2+H2O

-

加温

HPO3

2-

+H

+

++H2↑

其中,Ni+H+P为镀层主要物质。

μm时,从几年的化学镀镍实践中发现,镀层平均厚度<35镀层韧性较好,零件在运输装配过程中没有什么磕碰掉皮现象μm时,镀发生,也基本没发现起泡现象,但镀层平均厚度>40

层韧性差,脆性大,零件在运输装配过程中时常发现边缘尖角处有磕碰掉皮现象。实施化学镀后检验只有少量小气泡或没有气泡,但转入下道工序后,几天时间就会发现有小气泡或小气泡变成大气泡现象。

在化学镀镍时镀层中有渗氢现象,隙时,层。若镀层较厚,基本无孔隙,,就慢慢集聚形成气泡,在镀层薄弱处或镀层结合力较差地方鼓起气泡。另外,镀层较薄时镀层中磷和氢含量相对厚镀层时少,因而镀层韧性相对较好,应力相对较低,故较轻的磕碰就不易掉皮,反之镀层较厚,磷和氢含量较多则应力较大,脆性增大,运输和装配过程中磕碰就掉皮。当然化学镀前处理不干净局部镀层结合力较差也是造成镀层起泡脱皮的次要原因。

　结　论

1)化学镀镍镀层起泡脱皮的主要原因是镀层太厚时,磷和

氢含量较高,应力较大,氢气释放不出镀层集聚在一起从而使镀层起泡。转运过程磕碰、划伤,镀前处理不干净造成局部镀层结合力较差是起泡脱皮的次要原因。

μm,并加强镀前处理的除油、2)降低镀层厚度为30～35酸洗、清洗工序,则镀层起泡脱皮问题得到解决,同时也能保证化学镀镍零件的防腐性能。

2　镀层起泡脱皮的解决方法

(上接第82页)

[3]　毛克伟.史茂成.油气井套管腐蚀原因与防腐措施[J].石油钻探

技术,1996,24(1):32[4]　黄李荣.钻柱在存放过程中的腐蚀及防腐问题[J].钻采工艺,

2003,24(5):86287[5]　PalaciosCA,ChaudaryV.Cirrisuibcontrolintheoilandgasindustryusingnodalanalysisandtwo2phaseflowmodelingtechniques.SPE

36127fourthlatinamericanandcaribbeanpetroleumengineeringcon2ferenceheldinport2of2spain[J].Trinidad&Tobago,1996,(4):23226

[6]　CliffordK,aniccoatings:theparadoxicalmaterialsinor2

ganiccoatings[J].ProgressinOrganicCoatings,2005,52:21222[7]　张学元,邸超,雷良才.二氧化碳腐蚀与控制[M].北京:化学

涂层的破损而引起的,所以在选材的时候要考虑这两方面的问题。

7　结　论

1)使用抗硫化管、缓蚀剂、电镀等技术仍然是各大油田防H2S、CO2腐蚀的主要手段,是因为它们的成本低,操作简单,安

全可靠。

2)热喷涂技术应用于高含H2S、CO2气井中钻采设备的外

表面防腐。还不能从根本上解决内表面的防腐问题,内表面的防腐问题仍然依靠重防腐涂料。

3)热喷涂技术应用于防腐领域,主要利用Ni基合金粉末

作为覆盖材料,它的涂层安全可靠、强度高、耐磨性、耐腐蚀性好、孔隙率低等优点,但成本较高。

4)在管柱的内壁防腐技术中,一些专家开始在研究使用

工业出版社,2000.[8]　宣兆龙,易建政,杜仕国.金属防腐涂料的研究进展[J].材料科学

与工程学报,1999,19(4):21223[9]　王民.浅论几种防腐涂料[J].全面腐蚀控制,2005,9(1):8

[10]宁廷伟.注入水缓试剂在胜利油田的应用与发展[J].油田化学,

1998,15(2):19

[11]WilliamsJM.Gettingreliableon2SiteH2SandCO2concentrationsfor

anti2corrosionmeasuresingaswells[A].SPE8149513thMiddleEastOil&ConferenceHeldinBahrain[C].SocietyofPetroleumEngi2neers,2003,13:122

[12]刘广海.中国热喷涂技术近期发展概况[J].机械工人(热加工),

2000,(1):3[13]董允,张廷森,林晓娉.现代表面工程技术[M].北京:机械工业出

版社,2000.1122113

陶瓷加氧化铝粉的堆焊技术。

[

参考文献]

[1]　朱岳麟.煤油设备腐蚀与防护技术新进展[J].石油化工设备,

2002,31(1):14216[2]　林雪梅.气田腐蚀与防腐技术[J].天然气与石油,1995,13(3):

39240

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