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