關(guān)于化學(xué)鍍鎳磷合金模具鋼技術(shù)簡介及實例探討
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模具鋼生產(chǎn)出廠狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)和注意事項
高性能的鎳磷合金模具鋼化學(xué)鍍工藝是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型表面保護和表面強化技術(shù)手段,具有廣泛的應(yīng)用前景。目前化學(xué)鍍鎳磷合金已廣泛地應(yīng)用在石油化工、石油煉制、電子能源、汽車、化工等行業(yè)。石油煉制和石油化工是其大的市場,并且隨著人們對這一化鍍特性的認識,它的應(yīng)用也越來越廣泛,主要用在石油煉制、石油化工的冷換設(shè)備上,并且成功地為許多廠家進行了施鍍。經(jīng)用戶實際應(yīng)用,能提高設(shè)備的耐磨、耐蝕性能,延長其壽命3倍以上,性能優(yōu)于目前使用的有機涂料,而且適用于碳鋼、鑄鐵、有色金屬等不同基材。
1、化學(xué)鍍鎳磷合金的原理
其主要反應(yīng)為應(yīng)用次亞磷酸鈉還原鎳離子為金屬鎳,模具鋼即在水溶液中鎳離子和次亞磷酸陰離子碰撞時,由于鎳觸媒作用析出原子態(tài)氫,而原子態(tài)氫又被催化金屬吸附并使之活化,把水溶液中的鎳離子還原為金屬鎳形成鍍層,另外次亞磷酸陰離子由于在催化表面析出原子態(tài)氫的作用,被還原成活性磷,與鎳結(jié)合形成Ni-P合金鍍層。
2、鍍層的特性及技術(shù)指標
?。?)鍍層均勻性好
非晶態(tài)Ni-P合金鍍層是通過化學(xué)沉積的方法獲得,凡是鍍液能浸到的部位,任何形態(tài)復(fù)雜的零件,都得到均勻的鍍層。不需外加電流,是非晶態(tài)均一單相組織,不存在晶界位錯,也無化學(xué)成份偏析,且避免了電鍍形成的邊角效應(yīng)等缺陷。另外,還具有較高的光潔度。
(2)鍍層附著力好
鍍層在鋼體上產(chǎn)生壓應(yīng)力(4MPa)而鍍層與鋼的熱膨脹系數(shù)相當(dāng),所以具有優(yōu)良的附著力,一般為300-400MPa。
?。?)鍍層硬度高,抗磨性能優(yōu)良
鍍層具有高硬度,低韌性和較低熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率,它的抗拉強度超過700MPa,與很多合金鋼相似,鍍層硬度和延伸率都超過了電鍍鉻,彎曲無裂紋,但不適合反復(fù)彎折和拉抻等劇烈變形的部件,經(jīng)熱處理硬度可達HV1100,但在320℃時開始發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,耐磨性能增強,耐蝕性能減弱。
?。?)優(yōu)良的抗腐蝕性能
由于鍍層屬非晶態(tài)不存在晶界、位錯等晶體缺陷,是單一均勻組織,不易形成電偶腐蝕,決定其有較高的耐蝕性,鎳—磷鍍層均勻性好,拉應(yīng)力小,致密性好,為防腐蝕提供了理想的阻擋層。在堿、鹽、高溫油測、有機介質(zhì)和溶劑、酸性氣體中有抗蝕能力,對還原酸(鹽酸)有良好的抗蝕能力。
3、應(yīng)用范圍
?。?)石化工業(yè)中:冷換設(shè)備、盤管、采注管線、控制閥泵、吸入活塞桿等。
(2)汽車和造船工業(yè)中:發(fā)動機軸、防滑活塞、空氣調(diào)節(jié)器元件、交流發(fā)電機和散熱片、油箱、燃料噴射器傳動推力熱圈等。
(3)輕紡工業(yè)中:塑料模具、刻花滾筒、導(dǎo)布輥、導(dǎo)紙輥、貯槽橫機、導(dǎo)軌、針筒、烘缸、織物刀刃、塑料切粒刀等。
?。?)飼料食品工業(yè)中:烤鍋、軸承、罐頭生產(chǎn)線設(shè)備、滑輪、切片裝置、分類機、攪拌器等。
?。?)其它工業(yè)中:液壓裝置、離合器、泵、軸輥、模具、拉絲機滾筒等。
化學(xué)鍍防腐蝕技術(shù)早應(yīng)用于石油和化學(xué)工業(yè)。鋼基體Ni-P覆層為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),具有優(yōu)良的化學(xué)惰性,可有效地抗堿、鹽溶液和海水腐蝕,抗石油和各種碳氫化合物腐蝕,加之Ni-P覆層的耐磨性能,因此構(gòu)成了化學(xué)鍍鎳磷在石油,天然氣開發(fā)和石化生產(chǎn)中成為保護方法的優(yōu)勢,成為石化裝備方面新發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)材料。在中東、美國和德國的石油和天然氣開采中,在管線、閥體,泵站的防蝕保護方面,該技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,并取得了明顯效果。我國在八十年代末至今的幾年里開始在油田行業(yè)開發(fā)應(yīng)用該技術(shù),在不斷實踐的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了大面積整體化鍍技術(shù)的突破,大大降低了成本,提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。目前該項比較成熟的工藝技術(shù)已在大慶、勝利、中原油田推廣開來,應(yīng)用于采注管線的防腐;在石化、化纖、化肥、制鹽、制藥、制堿、發(fā)電、冶金焦化等工業(yè)的冷換設(shè)備的防腐,可以代替不銹鋼,但造價為不銹鋼的1/3。該技術(shù)應(yīng)用后可使設(shè)備提高耐磨性和耐蝕性,延長其使用壽命3倍以上,性能優(yōu)于目前使用的有機涂料,而且適用于碳鋼、鑄鐵、有色金屬等不同基材。能大大節(jié)約原材料和能源,提高開工率,經(jīng)濟效益顯著。
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