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代铬镀层镍钴铁与镀硬铬性能比较

代铬镀层镍钴铁与镀硬铬性能比较

电沉积Ni-Co-Fe和镀硬铬的比较

特点 电沉积Ni-Co-Fe 镀硬铬

电源 传统的DC 传统的DC

电镀速率 0.005“/小时 0.0016“/小时

厚度 镀到0.02“ 通常情况下0.02“

由于镀条件 无裂纹 微裂

微结构 〜50 nm的晶粒 正常晶粒大小,

2-5微米 > 1000 nm的

颗粒

所镀的硬度 650-750 800-1200

随着热处理硬度, 760 -

200°C./.1.5小时

随着热处理硬度, 1200 -

400°C./1.5小时

弯曲韧性,0.003“ 有几个罚款 无肉眼可见的裂纹,

厚,90°弯头 在弯曲处的裂缝 弯曲

阈值应变* 类似HVOF 远低于

T-400 **涂层 的HVOF T-400涂料

耐腐蚀性 没有明显的锈 24小时后生锈

盐雾试验(ASTM

B117) 即使经过200小时

*总应变发起了一条缝。

* T-400是TRIBALOY 400采用HVOF热喷涂工艺沉积涂层

镍钴铁代铬镀层与镀硬铬综合性能比较表

镀层类型 镍钴铁代铬镀层 电镀硬铬 镀后硬度(显微硬度) 650-750 800-1100

热处理后显微硬度 850-1300

沉积速度(μm/h) 55--65 18

电流效率(%) 80-90 13-18

电流密度(A/dm2) 3-8 60-80

电压 3-12 10-24

分散能力 良好 差

镀液管理 易,无有毒添加物 添加碳酸钡、氟化物、硫酸锶等,铬酸废渣需定期清理

废气产生情况 微量酸性气体,无废水排放 大量铬雾,含铬酸酐清洗水大量排放

镀层应力 张应力 很大张应力

耐蚀性 盐雾实验 优 良

耐蚀性 CASS实验 良 一般

耐蚀性 SO2气体腐蚀 良 差

耐磨性 优 优

结合力 优 一般

镍钴铁代铬技术和工艺流程特点

该技术属高效清洁表面处理技术工艺,能耗低,无电镀污泥产生,实现了废水零排放。结合基础研究成果,目前已成功实现镍钴铁代铬表面工程新技术的产业化。整个工艺流程分为镀前处理、电镀镍钴铁和镀后处理三部分,工艺流程如下:

各主要工序的情况介绍如下:

(1)电解除油1:15分钟,7-10A/dm2除去工件表面剩余的污渍,使表面净化。

(2)热水洗:55℃热水除皂化膜,洗涤用水可长期利用。

(3)电解除油2: 1-3分钟,7-10 A/dm2活化基体。

(4)冷水洗:常温,净化基体表面。

(5)活化酸洗:10%稀硫酸,15-30秒,活化基体表面。最好使用活化酸盐dw

(6)去离子水洗:净化表面,循环利用。

(7)电镀镍钴铁:3-8 A/dm2。具体见工艺

硫酸镍 200-300g/l

氯化镍 30g/l

硫酸钴 80g/l

硫酸亚铁铵 30-120g/l

硼酸 30g/l Dw-2012A稳定盐 120g/l 消耗量KAH 50-100 g/l

Dw-2012B硬化剂 20-40ml/l消耗量KAH 50ml/l

Dw-2012C纳米晶流平剂20 ml/l消耗量KAH 50ml/l

Dw-2012D应力调节剂 20 ml/l消耗量KAH10-50ml/l

Dw-2012E防针孔剂5-10 ml/l消耗量KAH10ml/l

Dw-2012F增白剂 5 ml/l消耗量KAH5-15ml/l

(8)去离子热水洗:55℃清洗镀后表面,用于补充主镀液位,无排放。

(9)去离子冷水洗:常温,清洗表面。用于补充主镀液位,无排放。

(10)去离子冷水洗:常温,清洗表面。用于补充主镀液位,无排放。

先进的工艺配合先进的设备,整条线无水排放,真正的清洁生产。

生产线配备污泥自动处理装置,污泥产生的水回用。污泥浓缩干燥后回收再用,产生的污泥比较少。

镍钴铁镀层属非晶态镀层,具有较高的磁学、电学特性。优异的抗拉强度,高耐腐蚀性。新工艺属低能耗和低物耗的清洁工艺生产。该项技术是电镀工艺的一次革命,顺应了人类可持续发展的要求。各项指标均优于或等同于电镀铬和化学镀铬层。它的最大亮点在于零排放,低能耗和清洁生产。

由比较数据可知,镍钴铁代铬镀层具有优良的硬度和耐腐蚀性,耐磨性。耐蚀性尤其在抗二氧化碳、硫化氢、饱和盐水方面尤其明显。耐磨性、油润滑摩擦情况下与镀铬层相当,但在干摩擦情况下优于镀铬层,深镀和均度能力均优于镀铬。同等条件下镍钴铁合金产品使用寿命是镀硬铬的三倍。由于无废水排放,节水效果显著;较高的电流效率使得同等情况下耗电量远低于镀硬铬。

该镍钴铁电镀技术工艺通过逆向闭路循环实现了水资源的高效利用,新鲜水耗为传统工艺的5%;通过运用现代自控技术、自动监测和分析技术等措施,主要原料资源利用率超过98%,达到国际领先水平。生产过程通过梯级利用,无废水外排;通过惰性阳极和工艺控制,无(或少)电镀污泥产生;通过高效抑雾剂的隔离,酸雾排放浓度远远低于国家标准要求。

工厂应用情况及经济效益

a.提高生产效率,不需预热,直接镀镍钴铁合金,缩短生产周期,老工艺生产周期为5小时,镍钴铁工艺的周期只需1-2小时,一次成品率高达99.8%,成本下降;

b.采用镍钴铁工艺,内表面全镀上,省掉内表面处理工序的费用;

c.其他方面 大处理周期延长,节省处理时间和费用,减少重金属废水处理负荷,用水量减少50%;

d.成本费镀铬工艺成本费为0.82元/dm2,镍钴铁成本费为0.64元/dm2,降低0.039元/dmz

活塞杆电镀层的比较

表面处理

性能 铁镍钨合金镀层 硬铬镀层 化学镀镍磷 热喷涂

A12O3

+TiO2 镍钴铁镀层

颜色 白色 青白色 白色 白色 亮白色

硬度(HV) 镀态:450-650

热处理:800-1300 800-

1050 镀态:450-550

热处理:800-1050 900-1200HV 镀态;650-750

去氢:850-1100

摩擦系数 0.16-0.17 0.17 0.12

耐酸性酸

耐硝酸 耐硝酸、稀硫酸

不耐盐酸 差 耐酸 耐酸

碱 耐碱 耐碱 耐碱 耐碱 耐碱

盐 耐硫化物、铁基盐雾

24小时达8级保护 耐硫化物、

不耐盐雾 经热处理后耐盐雾、

耐蚀性下降 耐盐、

耐硫化物 耐盐、

耐硫化物,耐盐雾96小时以上

镀厚能力 好、<0.5mm 好、<1mm <0.05mm >0.1mm 0.1-10mm

均度能力 好、70-80﹪ 差、-18~-28﹪ 优 差 好,80-90%

深度能力 好、50﹪ 差 优 差 好,达90%

镀液稳定性 好 好 差 ―――― 好

工艺操作 自控简单 简单 复杂 简单 自控简单

镀液温度℃ 60-80 50-60 80-90 ―――35-45 ―

电流密度 7A/dm2 25-40A/dm2 ―――― ―――― 1-15

A/dm2

物料利用率 高>75﹪ 低<25﹪ 低 低 大于95%

能耗 低、电流效率>75﹪

槽压=4-10V 高、电流效率<25﹪

槽压>12V 低(无电镀能耗,

只有加热能耗) 低 低,电流效率大于95%

镀层结合力 好 较好 好 较好 好

光亮度 好 较好 差 差 全光亮

镀后加工 简单 简单 较简单 复杂 简单

前处理 较复杂 简单 复杂 简单 简单

成本 较廉 中等 较贵 昂贵 低成本

环保特性 较好 极差 较差 优 废水零排放

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