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引 言
工程用鎳電鍍層具有多方面的應(yīng)用，如提高硬度、耐磨性、耐蝕性、承載性能、抗熱氧化性、抗腐蝕疲勞性能及其它表面性能的改進(jìn)。電鍍鎳也在工程中用于修復(fù)磨損的或超差的機(jī)加工件以及與其它金屬覆蓋層組合為擴(kuò)散阻擋層。工程用鎳電鍍層一般含鎳高于99%，其通常采用不加添加劑的瓦特鎳或氨基磺酸鎳槽液進(jìn)行電鍍。附錄A給出了典型槽液的組成、操作條件及鍍層的機(jī)械性能。
要求提高硬度、增強(qiáng)耐磨性、改善電沉積內(nèi)應(yīng)力及增強(qiáng)整平性能時(shí)，可以向溶液中加入如碳化硅、碳化鎢、氧化鋁、碳化鉻的微粒及其它物質(zhì)。當(dāng)鍍層最終使用溫度為低溫或中溫時(shí)，可添加含硫有機(jī)添加劑來(lái)提高硬度和降低殘余內(nèi)應(yīng)力。含硫鎳電鍍層在高溫下暴露會(huì)導(dǎo)致鍍層變脆和開(kāi)裂，其影響與溫度有關(guān)。熱處理時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí),150℃下這種影響可能很明顯。
一個(gè)顯著的趨勢(shì)是工程用鎳合金電鍍工藝的應(yīng)用逐漸增多，這包括鎳與鈷、鐵、錳、鉬、磷、鎢組成的二元合金。
金屬覆蓋層 工程用鎳電鍍層
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了黑色和有色金屬上的工程用鎳和鎳合金電鍍層的要求。
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于鎳為小組分的二元鎳合金電鍍層。
標(biāo)識(shí)提供了一種表示工程用鎳及鎳合金電鍍層的類(lèi)型和厚度的方法。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 3138 金屬鍍覆和化學(xué)處理與有關(guān)過(guò)程術(shù)語(yǔ) (mod ISO 2079和ISO 2080)
GB/T 4955 金屬覆蓋層 厚度測(cè)量 陽(yáng)極溶解庫(kù)侖法 (idt ISO 2177)
GB/T 5270 金屬基體上的金屬覆蓋層 電鍍和化學(xué)鍍覆蓋層 附著力試驗(yàn)方法評(píng)述(idt ISO 2819)
GB/T 6461 金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 涂覆和未涂覆金屬覆蓋層的螺栓和螺桿的殘余氫脆試驗(yàn) 斜楔法 (idt ISO 10587)
GB/T 6462 金屬和氧化物覆蓋層 厚度測(cè)量 顯微鏡法 (idt ISO 1463)
GB/T 6463 金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 厚度測(cè)量方法評(píng)述 (idt ISO 3882)
GB/T 7503 金屬覆蓋層 厚度測(cè)量 掃描電鏡法 (idt ISO 9220)
GB/T 9790 金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 維氏和努氏顯微硬度試驗(yàn) (mod ISO 4516)
GB/T 12334 金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 厚度測(cè)量的定義和一般規(guī)則 (idt ISO 2064)
GB/T 12335 金屬基體上的金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層的腐蝕試驗(yàn)方法 腐蝕實(shí)驗(yàn)試樣和試件的評(píng)級(jí) (idt ISO 10289)
GB/T 12609 電沉積金屬覆蓋層和相關(guān)精飾 計(jì)數(shù)檢驗(yàn)抽樣程序 (idt ISO 4519)
GB/T 13744 磁性和非磁性基體上的鎳電鍍層厚度的測(cè)量 (idt 2361)
GB/T 15821 金屬覆蓋層 延展性測(cè)量方法評(píng)述 (idt ISO 8401)
GB/T 16921 金屬覆蓋層 厚度測(cè)量 X射線(xiàn)光譜法(idt ISO 3497)
GB/T 19349 金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 為降低氫脆危害性的鋼鐵前處理 (idt ISO 9587)
GB/T 19350 金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 為降低氫脆危害性的鋼鐵涂覆后處理 (idt ISO 9588)
GB/T 20015 金屬和其他無(wú)機(jī)覆蓋層 電鍍鎳、自催化鍍鎳、電鍍鉻及最后精飾自動(dòng)控制噴丸
硬化前處理 (idt ISO 12686)
GB/T 20018 金屬和非金屬覆蓋層 厚度測(cè)量 β反向散射法 (idt ISO 3543)
ISO 15274 金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 鋼鐵析氫的電化學(xué)測(cè)量 藤壺電極法
EN 12508 金屬及合金的防護(hù) 表面處理、金屬和其它無(wú)機(jī)覆蓋層 詞匯
3 術(shù)語(yǔ)和定義
GB/T 3138、GB/T 12334、EN 12508確立的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
4 向供方提供的資料
4.1 必要資料
按本標(biāo)準(zhǔn)訂購(gòu)電鍍產(chǎn)品時(shí)，需方應(yīng)在合同或訂購(gòu)合約中，或在工程圖紙上書(shū)面提供以下資料：
a) 標(biāo)識(shí)(見(jiàn)第5章);
b) 替代試樣的要求(見(jiàn)6.1);
c) 主要表面，應(yīng)在工件圖紙上標(biāo)明，也可用有適當(dāng)標(biāo)記的樣品說(shuō)明(見(jiàn)6.2);
d) 最后的表面精飾狀態(tài)，如電鍍的、打磨的、機(jī)加工的或拋光的。也可用需方提供或認(rèn)可的樣品來(lái)表明所要求的精飾狀態(tài)，以便于比較(見(jiàn)6.2和6.3);
e) 缺陷的類(lèi)型和大小，每類(lèi)缺陷在表面或每平方分米表面上允許的數(shù)量(見(jiàn)6.2);
f) 表面上最小厚度有要求的附加部分(見(jiàn)6.4);
g) 測(cè)量厚度、結(jié)合強(qiáng)度、孔隙率的試驗(yàn)方法;如有需要，還應(yīng)指明內(nèi)應(yīng)力和延展性的試驗(yàn)方法(依次見(jiàn)6.4，6.6，6.7，6.11和6.12);
h) 工件的抗拉強(qiáng)度及電鍍前為減少內(nèi)應(yīng)力的熱處理的要求(見(jiàn)6.8);
i) 電鍍后降低氫脆的要求及氫脆試驗(yàn)方法(見(jiàn)6.9);
j) 抽樣方案和接收水平(見(jiàn)第7章)。
4.2 附加資料
適當(dāng)時(shí)，需方應(yīng)提供以下附加資料：
a) 基體金屬的標(biāo)準(zhǔn)組成或規(guī)格、冶金學(xué)狀態(tài)以及硬度(見(jiàn)5.3);
注：修復(fù)工件時(shí)，很難提供這些資料，因此鍍層的質(zhì)量難以保證(見(jiàn)6.10)。
b) 電鍍前/后噴砂的必要性;
c) 前處理的任何要求或限制，如用蒸汽噴砂代替酸洗前處理;
d) 底電鍍層和/或面層的要求(見(jiàn)5.5);
e) 表面精飾、硬度、結(jié)合力的要求(見(jiàn)6.3、6.5和6.6)。
5 標(biāo)識(shí)
5.1 概述
標(biāo)識(shí)可能出現(xiàn)在工程圖、訂購(gòu)單、合同或詳細(xì)的產(chǎn)品說(shuō)明中。
標(biāo)識(shí)按照規(guī)定的順序明確指出了基體材料及其標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)(非強(qiáng)制性的)、減小應(yīng)力的要求、底鍍層的類(lèi)型和厚度、鎳或鎳合金鍍層的類(lèi)型和厚度、面鍍層的類(lèi)型和厚度以及包括熱處理在內(nèi)的后處理。
5.2 組成
標(biāo)識(shí)應(yīng)包括以下內(nèi)容：
a) 術(shù)語(yǔ)“電鍍層”;
b) 本標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)，即GB/T 12332;
c) 連字符;
d) 基體金屬的化學(xué)符號(hào)(見(jiàn)5.3);
e) 斜線(xiàn)(/);
f) 鎳或鎳合金鍍層及底鍍層和面鍍層的符號(hào)，每一層之間按鍍層的先后順序用斜線(xiàn)分(/)開(kāi)。鍍層標(biāo)識(shí)應(yīng)包括鍍層的以微米計(jì)的厚度(見(jiàn)5.5)和熱處理要求(見(jiàn)5.4)。省去的或不作要求的步驟應(yīng)用雙斜線(xiàn)(//)標(biāo)明。
注：特種合金建議用該基體金屬的化學(xué)符號(hào)后加標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)注明，如：UNS號(hào)，或等同的國(guó)家或地方牌號(hào)。其牌號(hào)置于< >內(nèi)。
例：Fe 是高強(qiáng)度鋼的UNS牌號(hào)。
5.3 基體金屬的標(biāo)識(shí)
基體金屬應(yīng)用其化學(xué)符號(hào)表示。如果是合金，則應(yīng)標(biāo)明主要成分。
例如：
a) Fe表示鐵和鋼;
b) Zn表示鋅合金;
c) Cu表示銅及銅合金;
d) Al表示鋁及鋁合金。
注：為確保表面預(yù)處理合適及鍍層與基體金屬之間的結(jié)合力，標(biāo)明特種合金的成分和冶金學(xué)狀態(tài)(回火、滲氮等)尤為重要。
5.4 熱處理要求的標(biāo)識(shí)
熱處理要求應(yīng)按如下要求標(biāo)注在方括號(hào)內(nèi)：
a) 字母SR表示消除應(yīng)力的熱處理;字母ER表示降低氫脆敏感性的熱處理;字母HT表示其它的熱處理;
b) 在圓括號(hào)中標(biāo)明最低溫度，用℃計(jì);
c) 熱處理持續(xù)時(shí)間，用小時(shí)計(jì);
例如：[SR(210)1]表示在210℃下消除應(yīng)力處理1小時(shí)。
熱處理有規(guī)定時(shí)，標(biāo)識(shí)中應(yīng)包括其要求(見(jiàn)5.6中的最后實(shí)例)。
5.5 金屬鍍層的類(lèi)型和厚度
電鍍鎳用鎳的化學(xué)符號(hào)Ni后加以微米計(jì)的最小局部厚度表示。鎳電鍍層的類(lèi)型用表1中給出的符號(hào)表示，并置于厚度數(shù)值的后面。
對(duì)于鎳合金電鍍層，表2給出了表示合金電鍍層的符號(hào)，在其后面的圓括號(hào)中標(biāo)注合金鍍層的主要成分的數(shù)值，再注明規(guī)定的以微米計(jì)的最小局部厚度的數(shù)值。
例如：NiCo(35)25表示厚度為25μm、含鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35℅的鎳—鈷合金電鍍層。
電沉積或以其它方式鍍覆的金屬底鍍層和面鍍層應(yīng)用沉積金屬的化學(xué)符號(hào)表示，后接鍍層的最小局部厚度的數(shù)值(以微米計(jì))。
注：工程用鎳電鍍層常由瓦特鎳和氨基磺酸鎳槽液電沉積，附錄A給出了槽液的主要成分。符號(hào)sf表示槽液不含硬化劑、光亮劑和減小應(yīng)力的添加劑，鍍層不含硫。符號(hào)sc表示槽液中可能含有硫或其它共沉積元素或化合物，這些物質(zhì)用來(lái)增加鎳層的硬度、減小粗糙度或控制內(nèi)應(yīng)力。為了電沉積鈷、鐵、錳或磷的鎳合金，可對(duì)瓦特槽和氨基磺酸鎳槽液進(jìn)行調(diào)整。然而，無(wú)論是電沉積鉬還是鎢的鎳合金槽液，都與瓦特鎳和氨基磺酸鹽槽液顯著不同。據(jù)報(bào)道，已出現(xiàn)了適于電沉積鎳-鉬、鎳-鎢的槽液。關(guān)于鎳合金電沉積的其它技術(shù)資料見(jiàn)參考文獻(xiàn)[6]和[7]。
5.6 標(biāo)識(shí)實(shí)例
碳鋼上電沉積的最小局部厚度為50μm、無(wú)硫的工程用鎳電鍍層標(biāo)識(shí)為：
電鍍層 GB/T 12332-Fe//Ni50sf
鋁合金上電沉積的最小局部厚度為75μm、無(wú)硫的、鎳層含有共沉積的碳化硅顆粒的工程用鎳電鍍層標(biāo)識(shí)為：
電鍍層 GB/T 12332-Al//Ni75pd
高強(qiáng)度鋼上電沉積的最小局部厚度為25μm、無(wú)硫的工程用鎳電鍍層，電鍍前在210℃下進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理2小時(shí)，并在210℃下進(jìn)行降低脆性的熱處理22小時(shí)，該鎳電鍍層標(biāo)識(shí)為：
電鍍層 GB/T 12332-Fe/[SR(210)2]/Ni25sf/[ER(210)22]
為了便于訂貨，詳細(xì)的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)不僅包括標(biāo)識(shí)，而且還應(yīng)清楚地注明特定產(chǎn)品其它必要的使用要求。
注：前面兩個(gè)實(shí)例中的雙分隔號(hào)表明電鍍前和電鍍后對(duì)熱處理不作要求。
6 要求
6.1 替代試樣
當(dāng)電鍍件不適合進(jìn)行試驗(yàn)，或因電鍍件數(shù)量較少或價(jià)值昂貴而不可提交進(jìn)行破壞性試驗(yàn)時(shí)，可用替代試樣來(lái)測(cè)量結(jié)合力、厚度、孔隙率、腐蝕性、硬度和其它性能。替代試樣的材質(zhì)、冶金學(xué)狀態(tài)、表面狀態(tài)應(yīng)與電鍍件一樣，并且與再提交的電鍍件一起加工。
需方應(yīng)明確規(guī)定代表性試驗(yàn)試樣的使用方法以及所用替代試樣的數(shù)量、材質(zhì)、形狀和大小[見(jiàn)4.1b)]。
6.2 外觀
主要表面上的電鍍層應(yīng)光滑且無(wú)明顯缺陷，如麻點(diǎn)、裂紋、起泡、起皮、脫落、燒焦和露鍍。表面上僅部分進(jìn)行電鍍的鍍層邊緣在經(jīng)過(guò)需方規(guī)定的機(jī)加工和其它加工后，應(yīng)沒(méi)有顆粒、結(jié)瘤、晶粒粗大、鋸齒邊緣和其它缺陷[見(jiàn)4.1 c)]。
可用確認(rèn)的樣品進(jìn)行對(duì)比[見(jiàn)4.1d)]。
由基體金屬的表面狀態(tài)引起的缺陷或正常操作下仍存在的缺陷不應(yīng)拒收。需方應(yīng)規(guī)定基體金屬缺陷的接收限[見(jiàn)4.1e)]。
需要進(jìn)行機(jī)加工的電鍍層允許電沉積時(shí)產(chǎn)生輕微的缺陷，這些缺陷可通過(guò)機(jī)加工來(lái)消除。為滿(mǎn)足尺寸要求鍍后要進(jìn)行打磨的電鍍件，打磨時(shí)應(yīng)使用不含硫的液體冷卻劑，并采用足夠輕的壓力以免開(kāi)裂。電鍍方進(jìn)行熱處理和打磨時(shí)產(chǎn)生的肉眼可見(jiàn)的氣泡和裂紋應(yīng)拒收。
6.3 表面精飾
見(jiàn)4.1 d)和4.2 e)。
注：對(duì)于打磨精飾，表面粗糙度Ra為0.4μm稱(chēng)為細(xì)拋，Ra為0.2μm稱(chēng)為精拋。
6.4 厚度
標(biāo)識(shí)中規(guī)定的鍍層厚度應(yīng)是最小局部厚度。除非另有規(guī)定，否則電鍍層的局部厚度應(yīng)在主要表面上直徑為20mm的球所能接觸到的任何一點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量[見(jiàn)4.1 f)]。
鎳電鍍層的局部厚度應(yīng)按附錄B給出的方法進(jìn)行測(cè)量。局部厚度通常為5μm到200μm，其主要取決于具體的工程應(yīng)用[見(jiàn)4.1 g)]。
附錄B中給出的大多數(shù)方法可用于鎳合金電鍍層厚度的測(cè)量。
注：鎳電鍍層的厚度不受技術(shù)限制，但由于電鍍件的尺寸和幾何形狀造成的實(shí)際影響，鎳電鍍層增厚時(shí)很難獲得光滑的表面和一致的厚度。對(duì)鎳電鍍層進(jìn)行機(jī)加工以滿(mǎn)足外觀和表面粗糙度的要求時(shí)，電鍍操作要在工序間中斷。當(dāng)電鍍工序中斷時(shí)，經(jīng)過(guò)機(jī)加工的鎳電鍍層表面必須進(jìn)行合適的再活化以增強(qiáng)后續(xù)電沉積層的結(jié)合力。為提高電沉積層厚度的一致性，應(yīng)采用輔助電極和/或選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。
6.5 硬度
當(dāng)硬度有規(guī)定時(shí)，應(yīng)按GB/T 9790給出的方法進(jìn)行測(cè)量[見(jiàn)4.2 e)]。
6.6 結(jié)合強(qiáng)度
電鍍件或替代試樣應(yīng)通過(guò)GB/T 5270中描述的彎曲、挫刀或熱震實(shí)驗(yàn)。具體采用的實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)由需方指明[見(jiàn)4.1 g)]。
注1：供方有責(zé)任確定電鍍前的表面預(yù)處理方法，以使表面能滿(mǎn)足本條的要求。
注2：為提高鍍層的結(jié)合強(qiáng)度，鋁合金電鍍后應(yīng)在130℃下進(jìn)行熱處理。對(duì)于那些在等于或高于該溫度時(shí)會(huì)變質(zhì)的合金，本處理不作要求。
6.7 孔隙率
電鍍鐵件或代表性試驗(yàn)試樣應(yīng)進(jìn)行附錄C中描述的熱水孔隙率試驗(yàn)或附錄D中描述的改進(jìn)型孔隙率試紙?jiān)囼?yàn)。實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)根據(jù)GB/T 12335對(duì)電鍍件進(jìn)行評(píng)級(jí)。除非需方另有規(guī)定，如果發(fā)現(xiàn)孔隙率達(dá)到某一程度，工件就應(yīng)報(bào)廢[見(jiàn)4.1 g)]。
6.8 電鍍前消除應(yīng)力的的熱處理
當(dāng)需方有規(guī)定時(shí)，最大抗拉強(qiáng)度等于或大于1000MPa(31 HRC)及在機(jī)加工、研磨、鍛造或冷成形過(guò)程中產(chǎn)生了張應(yīng)力的鋼鐵件在清洗和電鍍前應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理。熱處理的工藝和等級(jí)應(yīng)按需方的規(guī)定進(jìn)行，也可由需方根據(jù)GB/T 19349來(lái)規(guī)定合適的工藝和等級(jí)[見(jiàn)4.1 h)]。
注：有氧化皮或污垢的鋼鐵在電鍍前應(yīng)進(jìn)行清洗。對(duì)于高強(qiáng)度鋼，為避免在清洗過(guò)程中產(chǎn)生氫脆危害，應(yīng)采用化學(xué)堿性除油或陽(yáng)極電解除油及機(jī)械除油。對(duì)高強(qiáng)度鋼(抗拉強(qiáng)度大于1400 MPa)進(jìn)行機(jī)械除油時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)行過(guò)熱處理的可能性。
6.9 降低氫脆的熱處理
最大抗拉強(qiáng)度等于或大于1000MPa(31 HRC)的鋼件及表面強(qiáng)化過(guò)的工件，應(yīng)進(jìn)行降低氫脆的熱處理。熱處理的工藝和等級(jí)按GB/T 19350進(jìn)行或按需方的規(guī)定進(jìn)行[見(jiàn)4.1 h)]。
降低氫脆的熱處理的效果可按需方規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)量，也可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中描述的方法測(cè)量，例如：GB/T 6461描述的測(cè)量螺紋件降低殘余氫脆的熱處理試驗(yàn)方法;ISO 15724描述的測(cè)量鋼中相關(guān)析氫濃度的方法。
需要彎曲的電鍍彈簧和其它工件，在降低氫脆的熱處理前不應(yīng)進(jìn)行彎曲。
注：含少量硫的鎳和鎳合金電鍍層在200℃以上溫度下熱處理時(shí)會(huì)褪色和變脆。脆性發(fā)生的精確溫度取決于鎳鍍層中硫的含量及在超高溫度下的處理時(shí)間。
6.10 噴丸
如果需方規(guī)定電鍍前或電鍍后要進(jìn)行自動(dòng)控制的噴丸處理，則應(yīng)按GB/T 20015執(zhí)行。測(cè)量噴丸強(qiáng)度的方法在該標(biāo)準(zhǔn)中有描述[見(jiàn)4.2 b)]。
注：電鍍前和電鍍后的噴丸處理可將疲勞強(qiáng)度的降低減至最小，疲勞強(qiáng)度的降低產(chǎn)生于高強(qiáng)度鋼電鍍層受拉應(yīng)力和工作復(fù)雜承載部件的重復(fù)使用過(guò)程中。其它影響疲勞壽命的因素包括鍍層厚度和電鍍層的殘余內(nèi)應(yīng)力。鍍層厚度應(yīng)足夠薄以適應(yīng)所期望的使用條件，殘余內(nèi)應(yīng)力也應(yīng)該盡可能小。噴丸產(chǎn)生的壓應(yīng)力可提高工件耐蝕性和抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能。
6.11 內(nèi)應(yīng)力
電沉積鎳及鎳合金層的內(nèi)應(yīng)力變化范圍大。一般而言，高于100MPa的高張應(yīng)力或壓應(yīng)力可能導(dǎo)致加工困難。瓦特鎳比氨基磺酸鎳槽液電沉積時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力高。可用有機(jī)添加劑來(lái)降低內(nèi)應(yīng)力，但必須謹(jǐn)慎使用，因?yàn)檫@些添加劑增加電沉積層的硫含量，也可能產(chǎn)生壓應(yīng)力。含硫的鎳及鎳合金電鍍層在高于200℃時(shí)加工或使用可能變脆，這取決于在超高溫度下的時(shí)間。整平劑往往會(huì)在張力方向上增加電鍍層的內(nèi)應(yīng)力[見(jiàn)4.1g)]。
螺旋壓力測(cè)量計(jì)、剛性帶及其它測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力的方法可用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力，但這些方法都未進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。測(cè)量?jī)?nèi)應(yīng)力的設(shè)備提供應(yīng)商可提供測(cè)量電鍍層的內(nèi)應(yīng)力的詳細(xì)說(shuō)明。
6.12 延展性
電鍍后須進(jìn)行彎曲或加工成型的應(yīng)用中，電沉積鎳和鎳合金層的延展性是重要的考慮因素，例如電氣和電子方面的許多應(yīng)用。延展性不好可導(dǎo)致鍍層在加工成型時(shí)開(kāi)裂。不含硫的鎳電沉積層的延展性通常大于8℅。需方應(yīng)規(guī)定所要求的延伸率(見(jiàn)注)和測(cè)量方法(見(jiàn)GB/T 15821)。延伸率常按GB/T 15821中描述的圓柱心軸彎曲法進(jìn)行測(cè)量[見(jiàn)4.1 g)]。
注：附錄A表明，以拉伸的百分率測(cè)量，從瓦特鎳槽液中電沉積鎳的延展性在10℅到30℅之間，從氨基磺酸鎳槽液中電沉積鎳的延展性在5℅到30℅之間，這取決于pH、溫度和電流強(qiáng)度。不含硫的鎳電沉積層的延展性可通過(guò)電鍍后的熱處理來(lái)提高。
7 抽樣
抽樣方案應(yīng)從GB/T 12609規(guī)定的程序中選擇。接收水平應(yīng)由需方規(guī)定[見(jiàn)4.1 j)]。
附 錄 A
(資料性附錄)
瓦特鎳和氨基磺酸鎳槽液的典型組成和操作條件及鎳電鍍層的機(jī)械性能
附 錄 B
(資料性附錄)
厚度測(cè)量的試驗(yàn)方法
B.1 概述
GB/T 6463綜述了金屬及其它無(wú)機(jī)覆蓋層厚度的測(cè)量方法.。
B.2 破壞性實(shí)驗(yàn)
B.2.1 顯微鏡法
采用GB/T 6462規(guī)定的方法。如需浸蝕，則采用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的硝酸/冰醋酸浸蝕劑。對(duì)于銅+鎳電鍍層，浸蝕劑為1體積的硝酸(相對(duì)密度ρ=1.4g/ml)和5體積的冰醋酸的混合液。
B.2.2 庫(kù)侖法
GB/T 4955規(guī)定的庫(kù)侖法可用于測(cè)量鎳鍍層和銅底鍍層的總厚度。應(yīng)用該方法時(shí)，可在主要表面上直徑20mm的小球可接觸到的任何一點(diǎn)上測(cè)量。
B.2.3 掃描電鏡法
GB/T 7503描述的掃描電鏡法可用來(lái)測(cè)量鎳電鍍層和底鍍層的厚度。
注：如遇爭(zhēng)議，則庫(kù)侖法用來(lái)測(cè)量10μm以下的鎳電鍍層的厚度，顯微鏡法用來(lái)測(cè)量10μm及以上厚度的鎳電鍍層和底鍍層的厚度。
B.3.1 非破壞性試驗(yàn)
B.3.1 磁性法(僅用于鎳電鍍層)
采用GB/T 13744規(guī)定的方法。
注：這種方法的靈敏度隨電鍍層滲透性的變化而變化。
B.3.3 β反向散射法(僅用于沒(méi)有銅底層的電鍍層)
采用GB/T 20018規(guī)定的方法。本方法適用于鋁基體上單鎳電鍍層。如果用于測(cè)量有銅底層的電鍍層，則本方法測(cè)量的是鍍層(包括銅底層)的總厚度。
B.3.3 X射線(xiàn)光譜法
采用GB/T 16921規(guī)定的方法。
附 錄 C
(規(guī)范性附錄)
熱水孔隙率試驗(yàn)
C.1 概述
本方法考察鐵件上鎳電鍍層的不連續(xù)和孔隙率，并對(duì)鎳鍍層無(wú)腐蝕性。
C.2 材料
不銹鋼或襯膠容器，或玻璃容器，中間懸掛工件，并使工件與金屬容器接觸處隔熱。電鍍層的主要表面應(yīng)全部浸入清潔的蒸餾水或去離子水中。水的pH 值應(yīng)保持在6.0-7.5之間，導(dǎo)電率不高于0.5 μS/ m。用于調(diào)節(jié)pH值的添加劑應(yīng)對(duì)鎳鍍層無(wú)腐蝕性，并得到需方的認(rèn)可。例如，pH值可通過(guò)引入CO2或加入 H2SO4或醋酸或NaOH來(lái)調(diào)節(jié)。無(wú)油氣源應(yīng)能在水中產(chǎn)生足夠的攪動(dòng)，以免氣泡依附在工件的主要表面上。
C.3 步驟
對(duì)待測(cè)電鍍層表面進(jìn)行清洗和脫脂，使其表面無(wú)水痕，然后將工件鍍層表面全部浸入85℃的水中。當(dāng)工件和水在85℃±3℃達(dá)到平衡時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，保持試驗(yàn)60min，其間溫度維持不變。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，將工件從熱水中取出，并使水瀝干，可用無(wú)油壓縮空氣加速干燥。黑點(diǎn)或紅斑表明基體金屬腐蝕或存在孔隙。
C.4 試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下信息：
a) 被測(cè)表面的面積;
b) 肉眼可見(jiàn)的斑點(diǎn)的數(shù)量和直徑;
c) 符合需方定義和規(guī)定的單位面積上可見(jiàn)斑點(diǎn)的最大數(shù)量。
附 錄 D
(規(guī)范性附錄)
改進(jìn)型孔隙率試劑試驗(yàn)
D.1 概述
本方法考察鐵件上的鎳電鍍層的不連續(xù)和孔隙率。
如果試驗(yàn)超出規(guī)定周期(10分鐘)3分鐘及更長(zhǎng)時(shí)間，試驗(yàn)對(duì)鎳電鍍層有輕微的腐蝕性。本試驗(yàn)對(duì)表面上存在的鐵敏感，如鎳電鍍層表面與鐵接觸時(shí)，其表面上存在微量鐵的地方會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色斑點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果取決于表面精飾， Ra 大于0.08μm的表面比粗糙度低于該值的表面可能展現(xiàn)更多的孔隙。
D.2 材料和試劑
D.2.1 溶液A 將50g明膠和50g 的氯化鈉溶入1 L 熱(45℃)蒸餾水中。
D.2.2 溶液B 將50g 的氯化鈉和1g非離子型潤(rùn)濕劑溶入1 L蒸餾水中。
D.2.3 溶液C 將50g鐵氰化鉀溶入1 L 蒸餾水中。
D.2.4 濾紙 具有一定的潤(rùn)濕強(qiáng)度，條形。
D.3 步驟
保持溶液A在一定溫度，使明膠溶解。將濾紙條浸入溶液A中，然后讓濾紙干燥。使用前，將其浸入溶液B中足夠長(zhǎng)，使濾紙完全濕透。再將濾紙緊貼在徹底脫脂和清洗過(guò)的待測(cè)鎳電鍍層的表面。試驗(yàn)保持接觸10分鐘。其間，如濾紙變干，用溶液B重新潤(rùn)濕。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)移開(kāi)濾紙，并迅速將其浸入溶液C中。濾紙上的藍(lán)色印記被認(rèn)為基體金屬腐蝕或存在孔隙。
D.4 試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下信息：
a) 被測(cè)表面的面積;
b) 肉眼可見(jiàn)的斑點(diǎn)的數(shù)量和直徑;
c) 符合需方定義和規(guī)定的單位面積上可見(jiàn)斑點(diǎn)的最大數(shù)量。
附 錄 E
(資料性附錄)
不同用途的附加資料
E.1 耐磨性
鎳與包括鎳表面和鋼在內(nèi)的某些金屬接觸滑動(dòng)時(shí)，即使經(jīng)過(guò)很好的潤(rùn)滑，也易磨損。鎳與鉻和磷青銅接觸滑動(dòng)也不能形成好的磨合。為避免該問(wèn)題，可用其它金屬作為鎳層的表面鍍層。
E.2 電鍍前的清洗和準(zhǔn)備
a) 對(duì)基體金屬進(jìn)行噴砂清洗可使表面光滑，但導(dǎo)致結(jié)合力不好。
b) 含鉻的浸蝕液不適于電鍍前使用，因?yàn)槠淇赡苁规?a href="http://www.hdampjb.cn/sell/list/8/" target="_blank">電鍍槽液污染，以致鍍層產(chǎn)生起泡、麻點(diǎn)、起皮。
c) 鎳不能在鉛、鋅、鋅基合金、鋁合金、含鋅量超過(guò)40℅的銅合金上直接電鍍。鋅、鋅基合金、含鋅量超過(guò)40℅的銅合金電鍍鎳前需鍍銅底層(最小厚度為8μm—10μm)。鋁及其合金在電鍍鎳前通常在鋅酸鹽或錫酸鹽中浸鍍，然后在浸鍍層上電鍍銅或其它中間層。
E.3 鍍鎳槽液中雜質(zhì)的影響
a) 鋁和硅使電鍍層高中電流密度區(qū)域發(fā)霧和輕微粗糙。
b) 鐵使鍍層表面變粗糙。
c) 60℃時(shí)溶液中硫酸鈣以鈣計(jì)超過(guò)0.5 g/L時(shí)，產(chǎn)生硫酸鈣沉淀，以致出現(xiàn)針狀粗糙。
d) 以鉻酸鹽形式存在的鉻造成暗條紋，高電流密度時(shí)析氣，也可產(chǎn)生起皮。
e) 三價(jià)鉻與鐵、硅、鋁一樣可使鍍層發(fā)霧、變粗糙。
f) 銅、鋅、鎘使低電流密度區(qū)域發(fā)霧、發(fā)暗/黑。
g) 有機(jī)污染物使光亮層發(fā)霧、變暗，也會(huì)造成暗鎳變得半光亮或光亮。
參考文獻(xiàn)
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