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化學(xué)鍍鎳的鍍層厚度如何測量？

福天輥筒

2021-01-25 14:31

化學(xué)鍍鎳，又稱為無電解鍍鎳，是在金屬鹽和還原劑共同存在的溶液中靠自催化的化學(xué)反應(yīng)而在金屬表面沉積了金屬鍍層的新的成膜技術(shù)。用化學(xué)鍍鎳沉積的鍍層，有一些不同于電沉積層的特性。

1）以次磷酸鈉為還原劑時，由于有磷析出，發(fā)生磷與鎳的共沉積，所以化學(xué)鍍鎳層是磷呈彌散態(tài)的鎳磷合金鍍層，鍍層中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～l5%，控制磷含量得到的鎳磷鍍層致密、無孔，耐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于電鍍鎳。

2）硬度高、耐磨性良好。電鍍鎳層的硬度僅為l60～180HV，而化學(xué)鍍鎳層的硬度一般為400～700HV，經(jīng)適當(dāng)熱處理后還可進(jìn)一步提高到接近甚至超過鉻鍍層的硬度，故耐磨性良好。

3）化學(xué)穩(wěn)定性高、鍍層結(jié)合力好。

化學(xué)鍍鎳因其特殊性，無法像鍍鋅等表面用普通膜厚儀測量。Niccol-001化學(xué)鍍鎳的鍍層合金含量約為Ni85%+Cu2%+P13%，采用以往普遍使用的庫侖法、X射線法以及其他電化學(xué)間接測量方法，都存在準(zhǔn)確度、可重現(xiàn)性等方面的不足。以下是常見的鍍鎳厚度測量方法：

1、庫侖法，鍍層中由于磷的大量存在，磷沒有參與電化學(xué)反應(yīng)，或者即使參與了反應(yīng)，他的反應(yīng)與鎳的反應(yīng)過程與結(jié)果相差很大，而造成儀器沒有將磷在鍍層中的存在的事實(shí)給與真實(shí)反映，由此造成測量的誤差。

2、電化學(xué)法，鍍層中由于存在銅，會干擾很多的儀器測量結(jié)果，在各種電化學(xué)測量方法中都將發(fā)現(xiàn)銅而作為鎳鍍層的終點(diǎn)，那么，化學(xué)鍍鍍層中的銅對終點(diǎn)的判斷增加難度。

3、X-射線法，利用X射線在通過不同材料時,射線強(qiáng)度衰減程度不同的原理來測量鍍層厚度。X射線熒光法可以測定任何基體材料的化學(xué)鍍鎳基合金鍍層的厚度,但儀器價格昂貴，往往需要使用標(biāo)準(zhǔn)的樣塊對儀器加以校準(zhǔn)，而儀器廠家提供的校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)樣塊往往是單一金屬樣塊，類似合金或者是多元合金的樣塊很難搞到。那么，使用單一金屬樣塊校準(zhǔn)的儀器，來測量合金，測量我們的鎳銅磷三元合金，誤差會很大，而且，在鍍層厚度沒有變化的情況下，往往由于合金組分的變化，儀器測量的結(jié)果也會相應(yīng)的變化，就是說，儀器測量結(jié)果與鍍層厚度不是一一對應(yīng)的。

4 量表法，用百分表、干分尺測量鍍層厚度,精度低。

5、磁性測厚法，鍍層與基體有一個是非磁性的, 當(dāng)探頭測試時,磁通量或互感電流就會發(fā)生變化用此線性變化值來測量鍍層厚度。磁性測厚儀:基體金屬是磁性體,如鋼鐵。非磁性測厚儀:基體金屬為非磁性體,如銅、鋁。Ni-P合金的磁性取決于含磷量和熱處理溫度。含磷量低于8%時,鍍層具有磁性;含磷量高于8% ,鍍層是非磁性的,但熱處理溫度高于260°C時,鍍層有微磁性。磁性測厚法的測量誤差為: +0.5~1um

6.金相法，用金相顯微鏡檢查試樣的橫斷面,從而測得鍍層厚度。

綜上所述，使用電化學(xué)方法的儀器以及X射線儀器測量Niccol-001化學(xué)鍍鎳鍍層厚度都會由于鍍層的合金問題，而使得測量結(jié)果產(chǎn)生偏差，鑒于此，我們建議用戶使用傳統(tǒng)的金相測量方法。方法如下：

制樣:將工件選擇合適的局部，經(jīng)過切片、打磨、拋光、酸侵蝕，從而得到清晰的基體、鍍層顯示。

制樣使用的物品:雙組分水晶膠、適合的容器、切片機(jī)、砂紙、拋光機(jī)、拋光膏、稀硝酸。

制樣方法:在一個容器中(我們通常采用果凍殼)按照雙組分水晶膠的比例要求分別加入兩種膠體，然后，充分?jǐn)嚢枋怪旌暇鶆?。將工件?jīng)過除油干燥以后放入容器，并使工件與膠體充分接觸。等待水晶膠固化，-般12小時可以充分固化。將作為容器的果凍殼剝落即可得到一個類似琥珀的塊狀樣板，選擇合適的位置方向，用切片機(jī)切開，可以得到兩個對稱的試樣剖面，針對該剖面進(jìn)行打磨、拋光、酸侵蝕，盡快的干燥，然后可以在金相顯微鏡一下很直接的觀察到基體與鍍層之間的相互關(guān)系,厚度也可以使用金相顯微鏡的軟件加以測量。