設(shè)備維修的化學(xué)鍍鎳法

■山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （濟(jì)南 250300） 史家迎

設(shè)備維修的化學(xué)鍍鎳法

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摘要：設(shè)備的零部件出現(xiàn)磨損，若不及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)動(dòng)精度及使用壽命。本文主要介紹了設(shè)備維修化學(xué)鍍鎳法的原理、工藝過(guò)程、優(yōu)點(diǎn)及存在的問(wèn)題，從根本上解決了傳統(tǒng)方法設(shè)備維修中出現(xiàn)的修復(fù)精度不高、維修周期長(zhǎng)及維修成本高等問(wèn)題。

由于設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間地工作，設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件容易產(chǎn)生磨損，例如，常會(huì)遇到零件的孔或軸出現(xiàn)磨損的情況。孔或軸的尺寸超差，如果不進(jìn)行修復(fù)或更換，就會(huì)影響到零件的配合和工作要求，導(dǎo)致設(shè)備的工作性能。但有些尺寸較大、形狀復(fù)雜、精度較高的零件，重新制造，既消耗生產(chǎn)材料，又增加維修成本，并且加工周期長(zhǎng)，影響修理的進(jìn)度。對(duì)于磨損程度不大、超差范圍不大的零件，例如，直徑上磨損量在0.01～0.05mm左右的零件，可采用化學(xué)鍍鎳的方法來(lái)恢復(fù)零件的尺寸。實(shí)踐證明，這種修復(fù)方法，操作方便，零件修復(fù)精度高，修理周期短，維修成本低，效果較好，此種方法在實(shí)際生產(chǎn)中有一定的推廣價(jià)值。

1. 化學(xué)鍍鎳的原理

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，還原劑次磷酸鈉在中性或弱酸性水溶液中與金屬鐵接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把溶液中的鎳離子還原成金屬鎳。

次磷酸鈉和金屬接觸生成活性氫原子，被吸附在金屬表面上，部分活性氫原子和鍍液中鎳離子作用生成金屬鎳沉淀在金屬表面上，這就是鎳的化學(xué)鍍層。鍍鎳過(guò)程中有氫氣產(chǎn)生，所以有無(wú)小氣泡產(chǎn)生是鍍鎳是否開始、是否正常的標(biāo)志。

2. 化學(xué)鍍鎳前的準(zhǔn)備

（1）零件表面質(zhì)量要求。鍍鎳層是非常均勻地鍍?cè)诹慵砻嫔系?，所以被鍍件的表面粗糙度取決于零件表面原有的表面粗糙度。因此，要求被鍍零件表面粗糙度較好，更不應(yīng)該有毛刺飛邊，并盡可能地消除零件的錐度及橢圓等缺陷。

（2）清洗零件表面。零件表面常存在油污，在鍍鎳之前，零件表面需要徹底清理，若油污沒(méi)有清除干凈，它會(huì)引起鍍層的脫落、起皮等現(xiàn)象，使鍍層與零件表面不能牢固地粘在一起，因此，除油是關(guān)鍵的步驟。

首先，把被鍍零件表面的油污用棉紗擦拭干凈，并用壓縮空氣吹凈，再用汽油和丙酮清洗，等干燥后，方可進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。注意，在整個(gè)零件表面除油及清洗過(guò)程中，手指不要直接接觸被鍍件表面，因?yàn)槭种干嫌杏椭瑫?huì)沾在零件表面上，影響鍍層的質(zhì)量。

（3）未鍍部位的隔離。不需要鍍層的零件部位，需要進(jìn)行隔離，防止該部位被鍍鎳。如果被鍍零件局部無(wú)法離開鍍液，該部位可以涂上清噴漆，進(jìn)行隔離，等清噴漆充分干透硬化后，再鍍鎳。清噴漆易干耐熱，如果沒(méi)有清噴漆，也可以用干凈的紅丹漆代替。

3. 鍍液的配制

1mL鍍液所需的試制數(shù)量按附表比例進(jìn)行配制。

鍍液配制表

除了次磷酸鈉最后加入，其他試劑在配制過(guò)程中沒(méi)有先后順序的要求。在配制過(guò)程中，可以邊配制，邊加溫，配好后的溶液，最好用1%的氫氧化鈉溶液調(diào)整酸值，使酸值保持在4.3～4.8之間。

鍍液的數(shù)量可以根據(jù)需要鍍鎳的面積按下列公式進(jìn)行計(jì)算

需要鍍鎳的面積/需要鍍液的體積=150cm2/1 000mL

由于鍍鎳過(guò)程中，鎳的濃度逐漸降低，實(shí)際鍍液用量比計(jì)算結(jié)果超過(guò)一些為好。

4. 鍍鎳工藝過(guò)程

（1）存放鍍液。鍍液與金屬發(fā)生容易化學(xué)反應(yīng)，因此，把配好的鍍液一定放在非金屬的容器中，例如搪瓷、陶瓷及燒杯等，既避免溶液與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又便于給溶液加溫。

（2）鍍液加溫。給鍍液加溫過(guò)程中一定要把鍍液隔水加熱（水?。?，加溫到80℃～90℃之間，溫度不要過(guò)高，并且水溶容器底部不要靠近熱源，使局部溫度過(guò)高，溫度過(guò)高容易使金屬鎳自動(dòng)沉淀，以致造成鍍液中的鎳濃度降低。沒(méi)有此條件，也可以直接加溫鍍鎳，但必須注意掌握溫度，效果也一樣。

（3）裝置方法。被鍍零件可以用線懸掛，也可以擱置在非金屬的物體上。懸掛或擱置時(shí)，軸類零件應(yīng)使零件的軸線和水面垂直，箱體類零件應(yīng)使零件的水平面與水面平行，這樣便于氣泡逸出，防止鍍鎳層表面更加粗糙，被鍍件放入加熱到溫度的鍍液中，約0.5min后，被鍍件表面上便會(huì)產(chǎn)生許多密集的小氣泡，表示鍍鎳反應(yīng)已經(jīng)開始。

經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐證明，鍍鎳層的沉積與時(shí)間是成正比的，如附圖所示。

鍍鎳所需要的時(shí)間，可以按照下面的公式進(jìn)行計(jì)算

時(shí)間（min）=所需鍍鎳層厚度（mm）/0.065mm

由于溫度的變化，鎳液的濃度是經(jīng)常變化的，所以實(shí)際尺寸和計(jì)算尺寸稍有一些出入，但影響不大，計(jì)算時(shí)，一定要分清是直徑還是厚度。

鍍鎳層的沉積與時(shí)間關(guān)系圖

5. 化學(xué)鍍鎳的優(yōu)點(diǎn)

（1）操作方便、安全。零件化學(xué)鍍鎳修復(fù)法不需要復(fù)雜的設(shè)備與裝置、直流電源及很多試劑，零件修復(fù)成本低。沒(méi)有繁瑣的操作流程，操作方法簡(jiǎn)單、可控。溶液沒(méi)有腐蝕性，沒(méi)有有毒的氣體產(chǎn)生，對(duì)人的身體沒(méi)有危害，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，這種零件修復(fù)方法比較安全。

（2）鍍鎳層厚度均勻。根據(jù)上述公式，被修復(fù)零件的尺寸容易控制，即使是形狀復(fù)雜的零件鍍層厚度也均勻一致，并且零件的尺寸也能較好的控制。零件鍍到需要的尺寸后，不需要再進(jìn)行任何加工便可以使用，零件的使用性能較好。

（3）零件表面質(zhì)量好。鎳層與零件表面結(jié)合牢固，并且鍍層的表面質(zhì)量較好、光亮，表面粗糙度基本上與鍍前零件表面質(zhì)量一致，零件表面硬度可達(dá)58HRC左右，并且耐腐蝕性強(qiáng)，不易生銹。

6. 存在問(wèn)題

（1）操作過(guò)程中有時(shí)容器底部出現(xiàn)鎳的沉淀，降低了鍍液的濃度，影響零件的修復(fù)效果。鎳的沉淀現(xiàn)象是由于局部溫度過(guò)高，或者零件處理不夠清潔而引起，這種情況有時(shí)很難排除。

（2）鍍鎳所需要的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，容易引起鍍層過(guò)厚，產(chǎn)生起皮或脫皮現(xiàn)象，一般控制在0.06mm范圍內(nèi)較為理想，有時(shí)鍍層的極限厚度不好確定。

收稿日期：（20140905）

《金屬加工（熱加工）》2015年第1期要目

感應(yīng)淬火與滲碳淬火的競(jìng)爭(zhēng)

推進(jìn)感應(yīng)淬火替代滲碳淬火的應(yīng)用

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用感應(yīng)淬火取代滲碳滲氮是節(jié)能環(huán)保的重要進(jìn)步

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