新兴金属表面处理技术

新兴金属表面处理技术——化学镀 化学镀是一种新型的金属表面处理技术，该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。化学镀使用范围很广，镀金层均匀、装饰性好。在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。 化学镀在中国 80年代，欧美等工业化国家在化学镀技术的研究，开发和应用得到了飞跃发展，平均每年有15­­–20%表面处理技术转为使用化学镀技术，使金属表面得到更大的发展，并促使化学镀技术进入成熟时期。为了满足复杂的工艺要求，解决更尖端的技术难题，化学镀技术不断发展，引入多种合金镀层的化学复合技术，即三元化学镀或多元化学镀技术，得到了一些成果。例如在Ni-P(镍—磷)镀层中，引入sic或PTFE的复合镀层比单一的Ni-P镀层有更佳的耐磨性及自润滑性能。在Ni-P(镍—磷)镀层中引入金属钨，使到Ni-P(镍—钨—磷)镀层进一步提高硬度，在耐磨性能方面得到很好的效果。有Ni-P(镍—磷)镀层中引入铜，使Ni-Cn-P镀层较好的耐蚀性能。还有Ni-Fe-p(镍—铁—磷)、Ni-Co-p(镍—钴—磷)、Ni-Mo-p(镍—钼—磷)等镀层在电脑硬碟及磁声记录系统中及感测器薄膜电子方面得到广泛的应用。 化学镀技术由于工艺本身的特点和优异性能，用途相当广泛。中国在80年代才开始在化学镀方面进行探讨，国家在1992年分布了国家标准（GB/T13913——92），称之为自催化镍——磷镀层，是引用美国材料试验协会（ASTM）的名称。现有中国已将化学镀技术广泛用在汽车工业、石油化工行业、机械电子、纺织、印刷、食品机械、航空航太、军事工业等各种行业，由于电子电脑、通讯等高科技产品的应用和迅速发展，为化学镀提供了广阔的市场。 2000年以后，一方面由于国家注重环保，另一方面中国的工业发展了对金属表面处理要求提高了，加快了化学镀这一技术的发展，国家的高新技术目录也新增了化学镀。化学镀虽然在中国的起步比较晚，但近年发展相当快，有些性能的技术指标完全可以与欧美的化学镀比美，加上价格低、适应中国企业的工艺流程，发展前景备受注目。 目前中国化学镀研究在北方，推广应用主要在广东。在广东应用化学镀的企业占全国三分之一以上，其中一些上规模的企业，具技术抗衡，同时价格具有相当的竟争力。 重点应用行业 与使用尖端技术的欧美国家相比，目前国内化学镀的应用仍未普及，一般只在功能性方面使用，主要在防腐耐磨方面应用，处理的工件基体都是以铜铁件为主，并集中在机械制造业、食品机械或其他五金行业中。 目前国产化学镀正积极开拓一些行业，包括以下几类： 五金、电子通讯、电脑行业是化学镀最大的用户之一，许多化学镀的工艺和材料正是依据电子通讯和计算器工业发展需要而研制开发的。在该行业的应用中，化学镀的性能优异，有但耐蚀、耐磨，还特别注重其可焊性、电性能、磁性能、连接性能、电磁遮罩等要求。例如，电子设备必需进行遮罩以防止电磁和干扰，化学镀镍合金就是被公认为最有效的遮罩方式。此外对晶振、电晶体、IC晶片、高能微波管、座管、陶瓷基体、插头、电脑硬碟等，都是采用化学镀合金进行。 在石油、天然气设备等行业中，最大量是使用化学镀提高具防腐性能。例如：在输油管道及各种零配件中，如用一般低碳铜零配件，其寿命只有2-3个月，相反使用化学镀镍合金的泵设、叶轮等零件，寿命长达四个月以上；又如民用食水管的连接器是铜制品，因长期受水易生铜锈，污染水源，用了化学镀后解决了铜锈的问题。 在化学工业中，由于采用化学镀合金技术解决了设备的腐蚀问题，设备零部件人幅提高了使用寿命；另一方面，也促使化学产品提高纯度及产量，因此有这个行业中应用前景也相当可观。 未来发展前景 未来五年，化学镀在中国将进一个高速发展的时期。 原因有三： 第一，这出于环保、节能及技术进步的需要，中国传统的电镀业将限制发展。据有关消息透露，目前全国有三万多家电镀厂，今后国家将不再发新电镀厂的牌照，而原来的旧厂将按每年10%的幅度减少，直至控制在全国6000家左右。这样大量关停电镀厂后，其业务将由化学镀去填补。 第二，随着中国一些大工程或新兴行业的发展，对化学镀需求大增。如三峡工程中很多机组设备就需要大量应用化学镀技术。此外，电子业特别是电脑行业的蓬勃发展，化学镀也必不可少。 第三，特殊材料的应用和汽车工业大发展的推动，化学镀也将带入全新的领域。如：解决乙醇兴汽油混合燃料是当前汽车工业的发展趋势，而使用混合燃料当务之急是燃油系统防腐蚀问题。据美国的经验，将化学镀镍合金用在汽车汽化器、燃油泵、送油系统、喷油嘴等各种动力系统和传动系统上，就可解决汽油混合燃料的腐蚀问题，而且还可提高汽车的马力及可靠性。随着中国化学镀技术的日趋成熟，国内汽车工业、电子业的发展，给化学镀带来了一片广阔的市场和美好前景。 作者：石西 唐先生