1. Doel
Het doel is om het chemische vernikkelingsproces, de parametercontrole en de kwaliteitseisen te standaardiseren, zodat een stabiele coatingkwaliteit wordt gegarandeerd die voldoet aan de klant- en internationale normen.
2. Omvang
Geschikt voor chemisch vernikkelen van koolstofstaal, roestvrij staal en koperlegeringen. Niet geschikt voor magnesiumlegeringen, titaniumlegeringen of andere speciale processen.
3. Normatieve referenties
- • GB/T 13913-2008 – Autocatalytische nikkel-fosforlegeringscoatings
- • GB/T 6461-2002 – Beoordeling van testmonsters en artikelen met metalen en andere anorganische coatings op metalen substraten na corrosietesten
- • ASTM B733-18 – Standaardspecificatie voor autocatalytische (chemische) nikkel-fosforcoatings
- • ISO 4527:2003 – Metaalcoatings – Autocatalytische (chemische) nikkel-fosforlegeringscoatings
- • GB/T 5270-2005 – Metaalcoatings op metalen substraten – Galvanisch aangebrachte en chemisch gedeponeerde coatings – Hechtingstestmethoden
4. Procesprincipe
Chemisch nikkelplateren is een autocatalytisch chemisch afzettingsproces waarbij natriumhypofosfiet Ni²⁺-ionen reduceert tot een Ni-P-legeringslaag.
Reactiemechanisme:
- • Anodische oxidatie: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Kathodische reductie: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Co-afzetting van fosfor: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Classificatie van coatings op basis van fosforgehalte:
| Type | Fosforgehalte |
| Laag-P | 1–5% |
| Midden-P | 5–10% |
| Hoog-P | 10–15% |
5. Processtroom
Inspectie → Ontvetten → Warm spoelen → Stromend spoelen → Beitsen → Spoelen → Activering → Spoelen → Gedemineraliseerd spoelen → Chemisch vernikkelen → Terugwinning → 3-traps tegenstroomspoeling → Passivering → Gedemineraliseerd spoelen → Drogen → Inspectie → Verpakken
6. Belangrijkste procesparameters
| Parameter | Regelbereik | Opmerkingen |
| Ni²⁺-concentratie | 8–12 g/L | Aanbevolen 9–10 g/L |
| Natriumhypofosfiet | 25–35 g/L | Molaire verhouding tot Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Complexeringsmiddel (natriumcitraat) | 30–40 g/L | Stabiliseert nikkelionen |
| Buffer (natriumacetaat) | 15–25 g/L | Handhaaft de pH-stabiliteit |
| pH-waarde | 4,5–5,5 (Midden/hoog-P) | Aangepast met ammoniak of natriumcarbonaat |
| Temperatuur | 85–90℃ | Optimaal 88±1℃ |
| Laden | 0,5–1,5 dm²/L | Een hogere belasting verlaagt de afzettingssnelheid. |
| Afzettingssnelheid | 15–25 μm/u | Neemt af naarmate het bad ouder wordt. |
| Tijd | 15–60 min | Afhankelijk van de vereiste dikte |
| Agitatie | Mechanische of lagedruklucht | Werkstukbeweging of -circulatie aanbevolen |
| Filtratie | Continue filtratie, 5–10 μm classificatie | Verwijdert deeltjes, voorkomt putcorrosie. |
7. Productspecificaties en coatingmogelijkheden
7.1 Bereik van werkstukafmetingen
| Item | Parameter |
| Maximale afmeting | 1500×800×600 mm |
| Minimale afmeting | 5×5×5 mm |
| Maximaal gewicht | 200 kg |
| Minimumgewicht | 1 g |
7.2 Mogelijke laagdikte
| Type | Diktebereik | Typische toepassing |
| Precisieonderdelen | 5–10 μm | Schroefdraad, ventielkernen, hydraulische componenten |
| Standaardonderdelen | 10–50 μm | Algemene corrosie- en slijtvaste onderdelen |
| Dikke coating | 50–100 μm | Slijtagereparatie, zeer corrosieve omgevingen |
Uniformiteit: ±10% (algemene onderdelen); ±15% (complexe vormen)
7.3 Eigenschappen van de coating
| Eigendom | Zoals geplateerd | Warmtebehandeld (400℃×1 uur) | Opmerkingen |
| Hardheid (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Warmtebehandeling verhoogt de hardheid. |
| Hechting | ≤ Graad 1 (GB/T 5270) | — | Geen afbladderen, geen schilfers. |
| Zoutsproeitest (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 uur (Mid-P) ≥72 uur (Hoog-P) | — | Volgens de wensen van de klant |
| Porositeit | ≤1 punt/cm² | — | Meestal niet-poreus ≥25 μm |
| Soortelijke weerstand | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Warmtebehandeling: 400℃ ±10℃, 1 uur, afkoelen aan de lucht/in de oven.
8. Productiecapaciteit
| Item | Capaciteit |
| Volume van één tank | 2–5 m³ |
| Batchgewicht | 500–1500 kg |
| Dagelijkse capaciteit | 3–8 ton |
| Maandelijkse capaciteit | 80–200 ton |
Let op: de werkelijke capaciteit is afhankelijk van de geometrie, dikte en veroudering van het bad.
9. Kwaliteitsinspectie
9.1 Inspectiepunten
| Item | Methode | Frequentie | Acceptatiecriterium |
| Dikte | XRF / metallografische microscoop | ≥3 punten per armatuur per batch | Voldoe aan de tekening; maximale afwijking ≤10% |
| Hardheid | HV0.1 microhardheid | Eenmaal per dienst | ≥500 HV (zoals geplateerd); ≥800 HV (HT) |
| Hechting | Vijlen/buigen/kruissnijden + tape | 1 stuk per batch | Graad ≤1, geen afschilfering |
| Verschijning | Visueel (standaard licht) | 100% | Gelijkmatig helder; geen gebreken. |
| Zoutnevel | NSS 5% NaCl, 35℃ | Per batch/wijziging | Mid-P ≥24 uur; High-P ≥72 uur |
| Fosforgehalte | EDS / chemisch | Wekelijks / nieuw bad | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Classificatie op basis van uiterlijk
| Cijfer | Beschrijving |
| Cijfer A | Gelijkmatig helder/halfhelder, geen gebreken |
| Cijfer B | Lichte water-/reksporen, geen putjes/afbladdering. |
| C-cijfer | Lichte dofheid/kleurvariatie, functioneel in orde. |
| Afwijzen | Putjes, afbladderen, onregelmatige beplating, verbranding, ernstig kleurverschil |
10. Probleemoplossing
| Probleem | Mogelijke oorzaak | Oplossing |
| Slechte hechting | Onvolledige ontvetting/beitsing; onvoldoende activering | Verbeter de voorbehandeling; verleng de activering. |
| Putjes/ruwheid | Deeltjes in het bad; neerslag bij hoge pH-waarde | Verbeterde filtratie (5 μm); lagere pH |
| Doffe/grijze coating | Lage Ni²⁺/hypofosfietverhouding; lage pH/temperatuur | Voeg chemicaliën toe; pH 4,8–5,2; verwarm tot 88℃ |
| Sla het bord over | Lokale passivering; restolie/oxide | Verbeter de activering; ontvet opnieuw |
| Lage afzettingssnelheid | Lage temperatuur/Ni²⁺/reductor; afwijkende pH-waarde; verouderd bad | Verwarm tot 88-90℃; pas de pH aan; ververs het badwater. |
| Badontleding | Oververhitting; hoge pH-waarde; snelle toevoeging; lage belading | Stop de verwarming; verlaag de pH-waarde; verdun het bad. |
11. Veiligheid
- • Persoonlijke beschermingsmiddelen: Zuur-/alkalihandschoenen, veiligheidsbril, schort, ademhalingsmasker (ammoniak/zuren).
- • Opslag van chemicaliën: Nikkelsulfaat, hypofosfiet, zuren en basen gescheiden bewaren; uit de buurt van warmtebronnen/reductiemiddelen.
- • Verboden: Meng geen geconcentreerd zuur met hypofosfiet (giftig fosfine). Los vaste stoffen eerst op in gedemineraliseerd water.
- • Ventilatie: Lokale afzuiging boven de tanks (afvoer van waterstof).
- • Noodgevallen: Oogspoeling, douche, poederblusser/CO₂-blusser, ademhalingsmasker, morsset.
12. Milieubescherming
- • Afvalwater: Ni-afvalwater gescheiden; neerslag pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Gevaarlijk afval: Gebruikt bad, filters, activator, nikkelslib – afvoer onder vergunning met bijbehorende documenten.
- • Emissies: Continue ventilatie; monitoring van ammoniak/waterstof volgens GB 16297.
- • Energie/water: Tanks isoleren; tegenstroomspoeling; bijvullen met geconcentreerd water.
13. Badsamenstelling (Middenfosfor, Algemene bestanddelen)
| Chemisch | Concentratie | Functie |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/L | Hoofdzout, Ni²⁺-bron |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/L | Reductiemiddel, P-bron |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/L | Complexeringsmiddel |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/L | pH-buffer |
| Melkzuur/propionzuur | 5–10 ml/l | Gaspedaal |
| Stabilisator (thioureum) | 1–2 mg/L | Voorkomt ontbinding |
Make-up:
1. Los NiSO₄, citraat en acetaat op in 1/3 gedemineraliseerd water van 60℃.
2. Los het hypofosfiet + melkzuur op in nog eens 1/3.
3. Meng de ingrediënten, vul aan tot het gewenste volume, pH 4,8–5,2.
4. Stabilisator toevoegen, verwarmen tot 88℃, filteren, proefplaat.
14. Apparatuur en inspectiemogelijkheden
14.1 Belangrijkste uitrusting
| Apparatuur | Specificatie |
| Galvaniseertank | PP/PVC-bekleding, verwarmd, temperatuurregeling |
| Filtratie | Zuurbestendige pomp + behuizing, 5–10 μm, 1–3×/u |
| Temperatuurregeling | PID, ±1℃ |
| Droogoven | Hete lucht, 60–120℃ |
| Ultrasone reiniger | 40 kHz, instelbaar vermogen |
| Gedemineraliseerd water | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Inspectieapparatuur
| Apparatuur | Nauwkeurigheid/Standaard |
| XRF-dikte | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Microhardheid | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| Zoutnevelkamer | GB/T 10125, ≥200 L |
| Metallografische microscoop | 100–1000×, micrometer |
| pH-meter | ±0,02, temperatuurcompensatie |
| Analytische balans | 0,01 g |
15. Documentatie en traceerbaarheid
- •Productiegegevens:Onderdeelnummer, hoeveelheid, temperatuur, pH-waarde, tijd, dikte, operator.
- •Badlogboek:Dagelijkse metingen van Ni²⁺, hypofosfiet en pH; toevoegingen; filtratie/reiniging.
- •Inspectieverslag:Dikte, hardheid, hechting, uiterlijk, zoutneveltest.
- •Onderhoud:Kalibratie, pomponderhoud, ontkalking, ventilatorcontrole (elk kwartaal).
Behoud:≥3 jaar (≥10 jaar voor auto-/medische toepassingen). Herleidbaar tot batch-/badcyclus.
16. Aanvullende bepalingen
- • Jaarlijks beoordeeld door de technische afdeling.
- • Klantspecifieke eisen (zoutneveltest, hardheid, verdeling, H-verbrossing) zijn gedocumenteerd en worden nageleefd.
- • Nieuwe producten: Eerst een kleine proef; massaproductie na het doorstaan van alle tests.
- • Voor productiecontrole en klantaudits.
Revisiegeschiedenis
| Eerwaarde | Datum | Revisie-inhoud | Goedgekeurd door |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Eerste release | — |
| V2.0 | 30-04-2026 | Volledige herziening, uitsluitend in het Engels | — |
Publicatiedatum: 18 mei 2026