1. الغرض
لتوحيد عملية طلاء النيكل غير الكهربائي، والتحكم في المعلمات، ومتطلبات الجودة، وضمان جودة طلاء مستقرة تلبي معايير العملاء والمعايير الدولية.
2. النطاق
ينطبق على طلاء النيكل الكيميائي على الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النحاس. لا ينطبق على سبائك المغنيسيوم أو سبائك التيتانيوم أو العمليات الخاصة الأخرى.
3. المراجع المعيارية
- • GB/T 13913-2008 – طلاءات سبائك النيكل والفوسفور ذاتية التحفيز
- • GB/T 6461-2002 – تصنيف عينات الاختبار والقطع المطلية بطبقات معدنية وغير عضوية أخرى على ركائز معدنية بعد اختبار التآكل
- • ASTM B733-18 – المواصفة القياسية لطلاءات النيكل والفوسفور ذاتية التحفيز (غير الكهربائية)
- • ISO 4527:2003 – الطلاءات المعدنية – طلاءات سبائك النيكل والفوسفور ذاتية التحفيز (غير الكهربائية)
- • GB/T 5270-2005 – الطلاءات المعدنية على الركائز المعدنية – الطلاءات المطلية كهربائياً والمترسبة كيميائياً – طرق اختبار الالتصاق
4. مبدأ العملية
طلاء النيكل بدون كهرباء هو عملية ترسيب كيميائي ذاتي التحفيز حيث يقوم هيبوفوسفيت الصوديوم باختزال أيونات Ni²⁺ لتشكيل طبقة من سبيكة Ni-P.
آلية التفاعل:
- • الأكسدة الأنودية: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • الاختزال الكاثودي: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • الترسيب المشترك للفوسفور: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
تصنيف الطلاء حسب محتوى الفوسفور:
| يكتب | محتوى الفوسفور |
| منخفض الضغط | 1-5% |
| منتصف-ب | 5-10% |
| عالي الضغط | 10-15% |
5. تدفق العملية
الفحص ← إزالة الشحوم ← الشطف الساخن ← الشطف المتدفق ← التخليل ← الشطف ← التنشيط ← الشطف ← الشطف بالماء منزوع الأيونات ← الطلاء الكيميائي ← الاستخلاص ← الشطف ثلاثي المراحل بالتدفق المعاكس ← التخميل ← الشطف بالماء منزوع الأيونات ← التجفيف ← الفحص ← التعبئة
6. معايير العملية الرئيسية
| المعلمة | نطاق التحكم | ملاحظات |
| تركيز Ni²⁺ | 8-12 غ/ل | يُوصى باستخدام 9-10 غ/ل |
| هيبوفوسفيت الصوديوم | 25-35 غ/لتر | النسبة المولية إلى Ni²⁺: 2.5–3.5:1 |
| عامل معقد (سترات الصوديوم) | 30-40 غ/لتر | يعمل على تثبيت أيونات النيكل |
| محلول منظم (أسيتات الصوديوم) | 15-25 غ/لتر | يحافظ على استقرار درجة الحموضة |
| قيمة الرقم الهيدروجيني | 4.5–5.5 (متوسط/عالي الضغط) | يتم تعديله باستخدام الأمونيا أو كربونات الصوديوم |
| درجة حرارة | 85-90 درجة مئوية | درجة الحرارة المثلى 88±1 درجة مئوية |
| تحميل | 0.5–1.5 دسم²/لتر | يؤدي التحميل الأعلى إلى تقليل معدل الترسيب |
| معدل الترسيب | 15-25 ميكرومتر/ساعة | يقل مع مرور الوقت |
| وقت | 15-60 دقيقة | حسب السماكة المطلوبة |
| اضطراب | هواء ميكانيكي أو منخفض الضغط | يوصى بتحريك أو تدوير قطعة العمل |
| الترشيح | ترشيح مستمر، تصنيف 5-10 ميكرومتر | يزيل الجزيئات، ويمنع التنقر. |
7. مواصفات المنتج وقدرات الطلاء
7.1 نطاق حجم قطعة العمل
| غرض | المعلمة |
| الحجم الأقصى | 1500×800×600 مم |
| الحد الأدنى للحجم | 5×5×5 مم |
| الحد الأقصى للوزن | 200 كجم |
| الحد الأدنى للوزن | 1 غرام |
7.2 قدرة سمك الطلاء
| يكتب | نطاق السماكة | التطبيق النموذجي |
| قطع دقيقة | 5-10 ميكرومتر | الخيوط، وقلوب الصمامات، والمكونات الهيدروليكية |
| قطع غيار قياسية | 10-50 ميكرومتر | قطع غيار عامة مقاومة للتآكل والتلف |
| طبقة سميكة | 50-100 ميكرومتر | إصلاح التآكل، البيئات شديدة التآكل |
التجانس: ±10% (الأجزاء العامة)؛ ±15% (الأشكال المعقدة)
7.3 خصائص الطلاء
| ملكية | كما هو مطلي | معالج حرارياً (400 درجة مئوية × ساعة واحدة) | ملاحظات |
| الصلابة (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | تزيد المعالجة الحرارية من الصلابة |
| التصاق | ≤ الدرجة 1 (GB/T 5270) | — | لا تقشير، لا تقشر |
| اختبار رذاذ الملح (NSS، 5% كلوريد الصوديوم، 35 درجة مئوية) | ≥24 ساعة (منتصف النهار) ≥72 ساعة (ضغط مرتفع) | — | حسب متطلبات العميل |
| المسامية | ≤1 نقطة/سم² | — | عادةً ما تكون غير مسامية ≥25 ميكرومتر |
| المقاومة النوعية | 50–100 ميكرو أوم·سم | 30–60 ميكرو أوم·سم | — |
المعالجة الحرارية: 400 درجة مئوية ±10 درجة مئوية، ساعة واحدة، تبريد بالهواء/الفرن.
8. الطاقة الإنتاجية
| غرض | سعة |
| حجم خزان واحد | 2-5 م³ |
| وزن الدفعة | 500–1500 كجم |
| الطاقة الاستيعابية اليومية | 3-8 أطنان |
| السعة الشهرية | 80-200 طن |
ملاحظة: تعتمد السعة الفعلية على الشكل الهندسي والسمك وعمر الحمام.
9. فحص الجودة
9.1 بنود الفحص
| غرض | طريقة | تكرار | معايير القبول |
| سماكة | مجهر الأشعة السينية الفلورية / المجهر المعدني | ≥3 نقاط لكل تركيب لكل دفعة | استوفِ متطلبات الرسم؛ الحد الأقصى للانحراف ≤ 10% |
| صلابة | صلابة دقيقة HV0.1 | مرة واحدة في كل نوبة عمل | ≥500 HV (كما هو مطلي)؛ ≥800 HV (HT) |
| التصاق | برد/ثني/قطع متقاطع + شريط لاصق | قطعة واحدة لكل دفعة | الدرجة ≤1، لا يتقشر |
| مظهر | مرئي (إضاءة قياسية) | 100% | لمعان موحد؛ خالٍ من العيوب |
| رذاذ الملح | محلول ملحي طبيعي 5% كلوريد الصوديوم، 35 درجة مئوية | لكل دفعة/تغيير | متوسط الضغط ≥ 24 ساعة؛ ضغط مرتفع ≥ 72 ساعة |
| محتوى الفوسفور | EDS / كيميائي | حمام أسبوعي / جديد | 1-5% / 5-10% / 10-15% |
9.2 تصنيف المظهر
| درجة | وصف |
| الدرجة أ | إضاءة موحدة ساطعة/شبه ساطعة، بدون عيوب |
| الدرجة ب | علامات طفيفة ناتجة عن الماء/الرفوف، لا توجد حفر/تقشير |
| الدرجة ج | بهتان طفيف/تغير طفيف في اللون، لكنه يعمل بشكل جيد |
| يرفض | تنقر، تقشر، طلاء متقطع، احتراق، اختلاف شديد في اللون |
10. استكشاف الأخطاء وإصلاحها
| مشكلة | السبب المحتمل | حل |
| ضعف الالتصاق | إزالة الشحوم/التخليل غير مكتملة؛ تنشيط غير كافٍ | تحسين المعالجة المسبقة؛ إطالة فترة التنشيط |
| تآكل/خشونة | جزيئات في المحلول؛ ترسبات عند درجة حموضة عالية | تحسين الترشيح (5 ميكرومتر)؛ خفض درجة الحموضة |
| طلاء باهت/رمادي | انخفاض مستوى أيونات النيكل (Ni²⁺) / هيبوفوسفيت؛ انخفاض درجة الحموضة / درجة الحرارة | أضف المواد الكيميائية؛ درجة الحموضة 4.8-5.2؛ سخّن إلى 88 درجة مئوية |
| تخطّي عملية الطلاء | التخميل الموضعي؛ الزيت/الأكسيد المتبقي | تحسين التنشيط؛ إعادة إزالة الشحوم |
| معدل ترسيب منخفض | درجة حرارة منخفضة/نيكل²⁺/مُخفِّض؛ درجة حموضة غير مضبوطة؛ حمام قديم | سخّن الماء إلى 88-90 درجة مئوية؛ اضبط درجة الحموضة؛ جدد ماء الحمام |
| تحلل الحمام | ارتفاع درجة الحرارة؛ درجة حموضة عالية؛ إضافة سريعة؛ تحميل منخفض | أوقف التسخين؛ اخفض درجة الحموضة؛ خفف محلول الحمام |
11. السلامة
- • معدات الوقاية الشخصية: قفازات حمضية/قلوية، نظارات واقية، مئزر، جهاز تنفس (الأمونيا/الأحماض).
- • تخزين المواد الكيميائية: فصل كبريتات النيكل، والهيبوفوسفيت، والأحماض، والقلويات؛ بعيدًا عن الحرارة/المواد المختزلة.
- • المحظورات: لا تخلط الحمض المركز مع هيبوفوسفيت (فوسفين سام). قم بإذابة المواد الصلبة في الماء المقطر أولاً.
- • التهوية: عادم موضعي فوق الخزانات (إزالة الهيدروجين).
- • الطوارئ: غسول للعين، دش، مطفأة حريق مسحوق جاف/ثاني أكسيد الكربون، جهاز تنفس، مجموعة أدوات مكافحة الانسكابات.
12. حماية البيئة
- • مياه الصرف الصحي: فصل مياه الصرف الصحي المحتوية على النيكل؛ ترسيب درجة الحموضة 9-10 + PAC/PAM؛ النيكل <0.5 ملغم/لتر.
- • النفايات الخطرة: أحواض الغسيل المستهلكة، والمرشحات، والمنشط، وحمأة النيكل - التخلص المرخص مع بيانات الشحن.
- • الانبعاثات: تهوية مستمرة؛ مراقبة الأمونيا/الهيدروجين وفقًا للمعيار GB 16297.
- • الطاقة/الماء: عزل الخزانات؛ شطف عكسي التدفق؛ إعادة تعبئة مركزة.
13. تركيبة الحمام (متوسط الفوسفور، الأجزاء العامة)
| المواد الكيميائية | تركيز | وظيفة |
| NiSO₄·6H₂O | 25-35 غ/لتر | الملح الرئيسي، مصدر Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25-35 غ/لتر | عامل مُختزل، مصدر الفوسفور |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30-40 غ/لتر | عامل معقد |
| CH₃COONa·3H₂O | 15-25 غ/لتر | منظم الأس الهيدروجيني |
| حمض اللاكتيك/البروبيونيك | 5-10 مل/لتر | مسرع |
| مثبت (ثيوريا) | 1-2 ملغم/لتر | يمنع التحلل |
ماكياج:
1. قم بإذابة NiSO₄ والسترات والأسيتات في 1/3 ماء منزوع الأيونات، 60 درجة مئوية.
2. قم بإذابة هيبوفوسفيت + حمض اللاكتيك في ثلث آخر.
3. اخلط المكونات، ثم املأها حتى تصل إلى الحجم المطلوب، مع ضبط درجة الحموضة على 4.8-5.2.
4. أضف المثبت، سخن إلى 88 درجة مئوية، قم بالترشيح، طبق الاختبار.
14. المعدات وقدرات الفحص
14.1 المعدات الرئيسية
| معدات | مواصفة |
| خزان الطلاء | مبطن بمادة البولي بروبيلين/البولي فينيل كلوريد، مُدفأ، مع تحكم في درجة الحرارة |
| الترشيح | مضخة مقاومة للأحماض + غلاف، 5-10 ميكرومتر، 1-3 مرات/ساعة |
| التحكم في درجة الحرارة | PID، ±1 درجة مئوية |
| فرن تجفيف | هواء ساخن، 60-120 درجة مئوية |
| جهاز تنظيف بالموجات فوق الصوتية | 40 كيلو هرتز، طاقة قابلة للتعديل |
| الماء منزوع الأيونات | ≥10 ميجا أوم·سم |
14.2 معدات الفحص
| معدات | الدقة/المعيار |
| سمك الأشعة السينية الفلورية | 0–200 ميكرومتر، ±0.1 ميكرومتر |
| الصلابة المجهرية | 10-1000 غرام قوة، GB/T 4340.1 |
| غرفة رش الملح | GB/T 10125، ≥200 لتر |
| المجهر المعدني | 100–1000×، ميكرومتر |
| مقياس الرقم الهيدروجيني | ±0.02، تعويض درجة الحرارة |
| ميزان تحليلي | 0.01 غرام |
15. التوثيق والتتبع
- •سجل الإنتاج:رقم القطعة، الكمية، درجة الحرارة، الرقم الهيدروجيني، الوقت، السماكة، المشغل.
- •سجل الاستحمام:النيكل (Ni²⁺) اليومي، هيبوفوسفيت، درجة الحموضة؛ إضافات؛ الترشيح/التنظيف.
- •سجل الفحص:السماكة، الصلابة، الالتصاق، المظهر، رذاذ الملح.
- •صيانة:المعايرة، صيانة المضخة، إزالة الترسبات، فحص المروحة (ربع سنوي).
حفظ:≥3 سنوات (≥10 سنوات للسيارات/الأجهزة الطبية). يمكن تتبعها إلى دورة الدفعة/الحمام.
16- أحكام تكميلية
- • تتم مراجعتها سنوياً من قبل القسم الفني.
- • تم توثيق متطلبات العميل الخاصة (رذاذ الملح، الصلابة، التوزيع، الهشاشة H) واتباعها.
- • المنتجات الجديدة: تجربة صغيرة أولاً؛ ثم الإنتاج بكميات كبيرة بعد اجتياز جميع الاختبارات.
- • لأغراض مراقبة الإنتاج ومراجعة العملاء.
تاريخ المراجعة
| القس | تاريخ | محتوى المراجعة | تمت الموافقة من قبل |
| الإصدار 1.0 | 2024-xx-xx | الإصدار الأولي | — |
| الإصدار 2.0 | 2026-04-30 | مراجعة كاملة باللغة الإنجليزية فقط | — |
تاريخ النشر: 18 مايو 2026