1. Scopo
Standardizzare il processo di nichelatura chimica, il controllo dei parametri e i requisiti di qualità, garantendo una qualità del rivestimento stabile che soddisfi gli standard del cliente e internazionali.
2. Ambito di applicazione
Applicabile alla nichelatura chimica su acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e leghe di rame. Non applicabile a leghe di magnesio, leghe di titanio o altri processi speciali.
3. Riferimenti normativi
- • GB/T 13913-2008 – Rivestimenti in lega nichel-fosforo per applicazioni autocatalitiche
- • GB/T 6461-2002 – Valutazione di provini e articoli di rivestimenti metallici e altri rivestimenti inorganici su substrati metallici dopo prove di corrosione
- • ASTM B733-18 – Specifiche standard per rivestimenti autocatalitici (elettrolitici) al nichel-fosforo
- • ISO 4527:2003 – Rivestimenti metallici – Rivestimenti autocatalitici (elettrolitici) in lega di nichel-fosforo
- • GB/T 5270-2005 – Rivestimenti metallici su substrati metallici – Rivestimenti ottenuti mediante galvanostegia e deposizione chimica – Metodi di prova di adesione
4. Principio di processo
La nichelatura chimica è un processo di deposizione chimica autocatalitica in cui l'ipofosfito di sodio riduce gli ioni Ni²⁺ per formare un rivestimento in lega Ni-P.
Meccanismo di reazione:
- • Ossidazione anodica: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Riduzione catodica: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Co-deposizione del fosforo: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Classificazione dei rivestimenti in base al contenuto di fosforo:
| Tipo | Contenuto di fosforo |
| Basso contenuto di P | 1–5% |
| Mid-P | 5–10% |
| Alto-P | 10–15% |
5. Flusso di processo
Ispezione → Sgrassaggio → Risciacquo a caldo → Risciacquo a flusso continuo → Decapaggio → Risciacquo → Attivazione → Risciacquo → Risciacquo DI → Placcatura chimica → Recupero → Risciacquo a controcorrente a 3 stadi → Passivazione → Risciacquo DI → Asciugatura → Ispezione → Imballaggio
6. Parametri chiave del processo
| Parametro | Gamma di controllo | Osservazioni |
| concentrazione di Ni²⁺ | 8–12 g/L | Dosaggio raccomandato: 9–10 g/L |
| ipofosfito di sodio | 25–35 g/L | Rapporto molare con Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Agente complessante (citrato di sodio) | 30–40 g/L | Stabilizza gli ioni di nichel |
| Tampone (acetato di sodio) | 15–25 g/L | Mantiene la stabilità del pH |
| valore del pH | 4,5–5,5 (P medio/alto) | Regolato con ammoniaca o carbonato di sodio |
| Temperatura | 85–90℃ | Ottimale 88±1℃ |
| Caricamento | 0,5–1,5 dm²/L | Un carico maggiore riduce il tasso di deposizione |
| Tasso di deposizione | 15–25 μm/h | Diminuisce con l'invecchiamento del bagno |
| Tempo | 15–60 min | A seconda dello spessore richiesto |
| Agitazione | Aria meccanica o a bassa pressione | Si raccomanda lo spostamento o la circolazione del pezzo in lavorazione. |
| Filtrazione | Filtrazione continua, grado di filtrazione 5–10 μm | Rimuove le particelle, previene la formazione di vaiolo |
7. Specifiche del prodotto e capacità di rivestimento
7.1 Intervallo di dimensioni del pezzo
| Articolo | Parametro |
| Dimensione massima | 1500×800×600 mm |
| Dimensione minima | 5×5×5 mm |
| Peso massimo | 200 kg |
| Peso minimo | 1 g |
7.2 Capacità di spessore del rivestimento
| Tipo | Intervallo di spessore | Applicazione tipica |
| Componenti di precisione | 5–10 μm | Filettature, nuclei delle valvole, componenti idraulici |
| Componenti standard | 10–50 μm | Componenti resistenti alla corrosione e all'usura in generale |
| Rivestimento spesso | 50–100 μm | Riparazione usura, ambienti fortemente corrosivi |
Uniformità: ±10% (parti generiche); ±15% (forme complesse)
7.3 Proprietà del rivestimento
| Proprietà | Come placcato | Trattamento termico (400℃×1h) | Osservazioni |
| Durezza (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Il trattamento termico aumenta la durezza |
| Adesione | ≤ Grado 1 (GB/T 5270) | — | Niente sfaldamento, niente screpolature. |
| Test di nebbia salina (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 ore (metà pomeriggio) ≥72 ore (alto contenuto di fosforo) | — | Secondo le esigenze del cliente |
| Porosità | ≤1 punto/cm² | — | Solitamente non poroso ≥25 μm |
| Resistenza | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Trattamento termico: 400℃ ±10℃, 1 ora, raffreddamento ad aria/forno.
8. Capacità produttiva
| Articolo | Capacità |
| Volume del singolo serbatoio | 2–5 m³ |
| Peso del lotto | 500–1500 kg |
| Capacità giornaliera | 3–8 tonnellate |
| Capacità mensile | 80–200 tonnellate |
Nota: la capacità effettiva dipende dalla geometria, dallo spessore e dal processo di invecchiamento del bagno.
9. Ispezione di qualità
9.1 Elementi da ispezionare
| Articolo | Metodo | Frequenza | Criterio di accettazione |
| Spessore | Microscopio XRF/metallgrafico | ≥3 punti per apparecchio per lotto | Disegno di riferimento; deviazione massima ≤10% |
| Durezza | Microdurezza HV0.1 | Tariffe per turno | ≥500 HV (allo stato placcato); ≥800 HV (HT) |
| Adesione | Lima/piega/taglio trasversale+nastro | 1 pezzo per lotto | Grado ≤1, nessuna scrostatura |
| Aspetto | Visiva (luce standard) | 100% | Luminosità uniforme; nessun difetto |
| Nebbia salina | Soluzione salina naturale (NSS) al 5% di NaCl, a 35℃ | Per lotto/cambio | Media P ≥24 ore; Alta P ≥72 ore |
| Contenuto di fosforo | EDS / chimico | Bagno settimanale / nuovo | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Classificazione dell'aspetto
| Grado | Descrizione |
| Grado A | Luminosità uniforme/semi-luminosità, nessun difetto |
| Grado B | Lievi segni d'acqua/graffi, nessuna ammaccatura/scrostatura |
| Voto C | Leggera opacità/variazione di colore, funzionale OK |
| Rifiutare | Corrosione, scrostamento, placcatura irregolare, bruciature, forte differenza di colore |
10. Risoluzione dei problemi
| Problema | Possibile causa | Soluzione |
| Scarsa adesione | Sgrassaggio/decapaggio incompleti; attivazione insufficiente | Migliorare il pretrattamento; estendere l'attivazione |
| Porosità/rugosità | Particelle nel bagno; precipitati ad alto pH | Migliora la filtrazione (5 μm); abbassa il pH |
| Rivestimento opaco/grigio | Basso contenuto di Ni²⁺/ipofosfito; basso pH/temperatura | Aggiungere i reagenti chimici; pH 4,8–5,2; riscaldare a 88℃ |
| Saltare la piastra | Passivazione locale; olio/ossido residuo | Migliorare l'attivazione; sgrassare nuovamente |
| Basso tasso di deposizione | Bassa temperatura/Ni²⁺/riduttore; pH alterato; bagno invecchiato | Riscaldare a 88–90℃; regolare il pH; rinnovare il bagno |
| decomposizione del bagno | Surriscaldamento; pH elevato; aggiunta rapida; basso carico | Interrompere il riscaldamento; abbassare il pH; diluire il bagno |
11. Sicurezza
- • DPI: guanti per acidi/alcali, occhiali protettivi, grembiule, respiratore (ammoniaca/acidi).
- • Stoccaggio dei prodotti chimici: Separare il solfato di nichel, l'ipofosfito, gli acidi e le basi; tenere lontano da fonti di calore/agenti riducenti.
- • Divieti: Non mescolare acido concentrato e ipofosfito (fosfina tossica). Sciogliere prima i solidi in acqua deionizzata.
- • Ventilazione: Aspirazione localizzata sopra i serbatoi (rimozione dell'idrogeno).
- • Emergenza: Lavaocchi, doccia, estintore a polvere secca/CO₂, respiratore, kit per la gestione delle fuoriuscite.
12. Protezione ambientale
- • Acque reflue: separazione delle acque reflue Ni; precipitato pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Rifiuti pericolosi: bagno di lavaggio esausto, filtri, attivatore, fanghi di nichel – smaltimento autorizzato con documenti di trasporto.
- • Emissioni: Ventilazione continua; monitoraggio di ammoniaca/idrogeno secondo GB 16297.
- • Energia/acqua: Isolamento dei serbatoi; risciacquo in controcorrente; rabbocco concentrato.
13. Composizione del bagno (Fosforo medio, Parti generali)
| Chimica | Concentrazione | Funzione |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/L | Sale principale, fonte di Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/L | Agente riducente, fonte P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/L | Agente complessante |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/L | tampone pH |
| acido lattico/propionico | 5–10 mL/L | Acceleratore |
| Stabilizzante (tiourea) | 1–2 mg/L | Previene la decomposizione |
Trucco:
1. Sciogliere NiSO₄, citrato e acetato in 1/3 di acqua distillata a 60℃.
2. Sciogliere l'ipofosfito + l'acido lattico in un altro 1/3.
3. Unire gli ingredienti, portare a volume, pH 4,8–5,2.
4. Aggiungere lo stabilizzante, riscaldare a 88℃, filtrare, eseguire la prova su piastra.
14. Attrezzature e capacità di ispezione
14.1 Apparecchiature principali
| Attrezzatura | Specifiche |
| Vasca di galvanizzazione | Rivestito in PP/PVC, riscaldato, con controllo della temperatura |
| Filtrazione | Pompa e alloggiamento resistenti agli acidi, 5–10 μm, 1–3×/h |
| Controllo della temperatura | PID, ±1℃ |
| Forno di essiccazione | Aria calda, 60–120℃ |
| Pulitore a ultrasuoni | 40 kHz, potenza regolabile |
| acqua deionizzata | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Apparecchiature di ispezione
| Attrezzatura | Accuratezza/Standard |
| spessore XRF | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Microdurezza | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| camera di nebulizzazione salina | GB/T 10125, ≥200 L |
| microscopio metallografico | 100–1000×, micrometro |
| pHmetro | ±0,02, compensazione della temperatura |
| Bilancio analitico | 0,01 g |
15. Documentazione e tracciabilità
- •Storico della produzione:Codice articolo, quantità, temperatura, pH, tempo, spessore, operatore.
- •Registro del bagno:Ni²⁺ giornaliero, ipofosfito, pH; aggiunte; filtrazione/pulizia.
- •Verbale di ispezione:Spessore, durezza, adesione, aspetto, nebbia salina.
- •Manutenzione:Calibrazione, manutenzione della pompa, decalcificazione, controlli delle ventole (trimestrali).
Ritenzione:≥3 anni (≥10 anni per auto/medicina). Tracciabile al ciclo di lotto/bagno.
16. Disposizioni supplementari
- • Revisionato annualmente dal Dipartimento Tecnico.
- • I requisiti speciali del cliente (nebbia salina, durezza, distribuzione, infragilimento H) sono documentati e rispettati.
- • Nuovi prodotti: prima una piccola sperimentazione; produzione di massa dopo aver superato tutti i test.
- • Per il controllo della produzione e la verifica da parte del cliente.
Cronologia delle revisioni
| Rev | Data | Contenuto della revisione | Approvato da |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Prima versione | — |
| V2.0 | 30/04/2026 | Revisione completa disponibile solo in inglese | — |
Data di pubblicazione: 18 maggio 2026