镍磷化学镀是一种通过自催化化学反应在形成一层均匀致密的非晶态镍磷合金镀层实现防腐目的,性能优越高效。广泛应用于石油化工、航空航天、电子等领域。
一、防腐性能
1. 耐腐蚀性
镍磷镀层在酸、碱、盐及有机介质中表现出色,能够有效抵抗多种腐蚀介质的侵蚀。在H₂SO₄、HCl等酸性环境中高磷镀层耐蚀性优于不锈钢,对盐雾、海水等含Cl⁻的中性/碱性环境中通过钝化膜延缓腐蚀有良好抗性。
2. 结构优势
镍磷化学镀层具有非晶态/微晶态结构无晶界缺陷,可以减少腐蚀路径。化学镀工艺使镀层厚度均匀覆盖在基体金属表面,适用于复杂形状工件,避免因局部防护不足而导致的腐蚀现象。
3. 耐磨耐温
经催化处理后的镀层表面为非晶态,具有自润滑性,可以减少金属零件之间的摩擦,能够提高零件的耐磨性能。镍磷镀层在高温下能够保持稳定,耐温可以达到500℃,甚至在某些情况下可以达到700℃而不软化起皮脱落。
二、指标评价
1. 厚度
厚度是影响镀层防腐性能的重要因素,可以采用磁性法/X射线荧光法测量厚度。一般环境中使用的金属件镀层厚度15-25μm,严苛环境镀层厚度在30-50μm。
2. 硬度和孔隙率
镀层硬度反映了镀层的耐磨性和抗划伤能力,沉积态镍磷镀层的表面硬度可达500-600 HV(高磷),400℃热处理后可达1000 HV以上。
孔隙率很大程度上决定了镀层的耐腐蚀性或耐化学腐蚀的能力,可以用铁氰化钾试纸法测试每平方厘米的孔隙数,一般来讲高磷非晶态镀层孔隙率低,耐腐蚀性能好。
3. 磷含量
磷含量高低对镍磷镀层防腐性能有显著影响,一般来说磷含量越高镀层的耐腐蚀性越好,低磷(3-5%)镀层硬度高,耐磨损;中磷(6-9%)镀层性能平衡;高磷(≥10%)镀层耐腐蚀最好,但可能脆性增加。
4. 附着力
镀层与金属之间的附着力可以用热震或划痕试验检测,附着力强的镀层能够更好地抵抗外界环境的侵蚀,延长工件的使用寿命。镍磷镀层对基体表面结合力一般为400Mpa,表现出良好的附着力。
镍磷镀的防腐性能需通过成分-结构-性能的协同优化实现。实际应用中需结合具体工况选择镀层参数,并通过多指标联评(如盐雾+EIS+截面SEM)确保可靠性。