設備維修的化學鍍鎳法

■山東勞動職業技術學院 （濟南 250300） 史家迎

設備維修的化學鍍鎳法

■山東勞動職業技術學院 （濟南 250300） 史家迎

摘要：設備的零部件出現磨損，若不及時進行修復，會影響設備的運動精度及使用壽命。本文主要介紹了設備維修化學鍍鎳法的原理、工藝過程、優點及存在的問題，從根本上解決了傳統方法設備維修中出現的修復精度不高、維修周期長及維修成本高等問題。

由于設備長時間地工作，設備的運動部件容易產生磨損，例如，常會遇到零件的孔或軸出現磨損的情況。孔或軸的尺寸超差，如果不進行修復或更換，就會影響到零件的配合和工作要求，導致設備的工作性能。但有些尺寸較大、形狀復雜、精度較高的零件，重新制造，既消耗生產材料，又增加維修成本，并且加工周期長，影響修理的進度。對于磨損程度不大、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，可采用化學鍍鎳的方法來恢復零件的尺寸。實踐證明，這種修復方法，操作方便，零件修復精度高，修理周期短，維修成本低，效果較好，此種方法在實際生產中有一定的推廣價值。

1. 化學鍍鎳的原理

根據化學反應原理，還原劑次磷酸鈉在中性或弱酸性水溶液中與金屬鐵接觸，發生化學反應，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，這就是鎳的化學鍍層。鍍鎳過程中有氫氣產生，所以有無小氣泡產生是鍍鎳是否開始、是否正常的標志。

2. 化學鍍鎳前的準備

（1）零件表面質量要求。鍍鎳層是非常均勻地鍍在零件表面上的，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，若油污沒有清除干凈，它會引起鍍層的脫落、起皮等現象，使鍍層與零件表面不能牢固地粘在一起，因此，除油是關鍵的步驟。

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，方可進行化學鍍鎳。注意，在整個零件表面除油及清洗過程中，手指不要直接接觸被鍍件表面，因為手指上有油脂，會沾在零件表面上，影響鍍層的質量。

（3）未鍍部位的隔離。不需要鍍層的零件部位，需要進行隔離，防止該部位被鍍鎳。如果被鍍零件局部無法離開鍍液，該部位可以涂上清噴漆，進行隔離，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鍍液所需的試制數量按附表比例進行配制。

鍍液配制表

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

鍍液的數量可以根據需要鍍鎳的面積按下列公式進行計算

需要鍍鎳的面積/需要鍍液的體積=150cm2/1 000mL

由于鍍鎳過程中，鎳的濃度逐漸降低，實際鍍液用量比計算結果超過一些為好。

4. 鍍鎳工藝過程

（1）存放鍍液。鍍液與金屬發生容易化學反應，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生化學反應，又便于給溶液加溫。

（2）鍍液加溫。給鍍液加溫過程中一定要把鍍液隔水加熱（水浴），加溫到80℃～90℃之間，溫度不要過高，并且水溶容器底部不要靠近熱源，使局部溫度過高，溫度過高容易使金屬鎳自動沉淀，以致造成鍍液中的鎳濃度降低。沒有此條件，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，軸類零件應使零件的軸線和水面垂直，箱體類零件應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，被鍍件表面上便會產生許多密集的小氣泡，表示鍍鎳反應已經開始。

經過多次實踐證明，鍍鎳層的沉積與時間是成正比的，如附圖所示。

鍍鎳所需要的時間，可以按照下面的公式進行計算

時間（min）=所需鍍鎳層厚度（mm）/0.065mm

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

鍍鎳層的沉積與時間關系圖

5. 化學鍍鎳的優點

（1）操作方便、安全。零件化學鍍鎳修復法不需要復雜的設備與裝置、直流電源及很多試劑，零件修復成本低。沒有繁瑣的操作流程，操作方法簡單、可控。溶液沒有腐蝕性，沒有有毒的氣體產生，對人的身體沒有危害，對環境不會造成污染，這種零件修復方法比較安全。

（2）鍍鎳層厚度均勻。根據上述公式，被修復零件的尺寸容易控制，即使是形狀復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）零件表面質量好。鎳層與零件表面結合牢固，并且鍍層的表面質量較好、光亮，表面粗糙度基本上與鍍前零件表面質量一致，零件表面硬度可達58HRC左右，并且耐腐蝕性強，不易生銹。

6. 存在問題

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

（2）鍍鎳所需要的時間不宜過長，容易引起鍍層過厚，產生起皮或脫皮現象，一般控制在0.06mm范圍內較為理想，有時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

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載貨汽車輪轂軸承外圈感應淬火

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