1. Tujuan
Untuk menyeragamkan proses penyaduran nikel tanpa elektrolit, kawalan parameter dan keperluan kualiti, memastikan kualiti salutan yang stabil yang memenuhi piawaian pelanggan dan antarabangsa.
2. Skop
Berkenaan dengan penyaduran nikel tanpa elektro pada keluli karbon, keluli tahan karat dan aloi kuprum. Tidak berkenaan dengan aloi magnesium, aloi titanium atau proses khas yang lain.
3. Rujukan Normatif
- • GB/T 13913-2008 – Salutan aloi nikel-fosforus autopemangkin
- • GB/T 6461-2002 – Penarafan spesimen ujian dan artikel daripada salutan logam dan bukan organik lain pada substrat logam selepas ujian kakisan
- • ASTM B733-18 – Spesifikasi Piawai untuk Salutan Nikel-Fosforus Autopemangkin (Elektroless)
- • ISO 4527:2003 – Salutan logam – Salutan aloi nikel-fosforus autopemangkin (elektroless)
- • GB/T 5270-2005 – Salutan logam pada substrat logam – Salutan bersalut elektro dan dimendapkan secara kimia – Kaedah ujian lekatan
4. Prinsip Proses
Penyaduran nikel tanpa elektro ialah proses pemendapan kimia autopemangkin di mana natrium hipofosfat mengurangkan ion Ni²⁺ untuk membentuk salutan aloi Ni-P.
Mekanisme tindak balas:
- • Pengoksidaan anodik: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Pengurangan katodik: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Pemendapan bersama fosforus: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Pengelasan salutan mengikut kandungan fosforus:
| Jenis | Kandungan fosforus |
| Rendah-P | 1–5% |
| Mid-P | 5–10% |
| P Tinggi | 10–15% |
5. Aliran Proses
Pemeriksaan → Penyahgris → Bilasan panas → Bilasan mengalir → Penjerukan → Bilasan → Pengaktifan → Bilasan → Bilasan DI → Penyaduran tanpa elektro → Pemulihan → Bilasan aliran balas 3 peringkat → Pempasifan → Bilasan DI → Pengeringan → Pemeriksaan → Pembungkusan
6. Parameter Proses Utama
| Parameter | Julat kawalan | Catatan |
| Kepekatan Ni²⁺ | 8–12 g/L | Disyorkan 9–10 g/L |
| Natrium hipofosfat | 25–35 g/L | Nisbah molar kepada Ni²⁺: 2.5–3.5:1 |
| Agen pengkompleks (natrium sitrat) | 30–40 g/L | Menstabilkan ion nikel |
| Penimbal (natrium asetat) | 15–25 g/L | Mengekalkan kestabilan pH |
| Nilai pH | 4.5–5.5 (P Sederhana/Tinggi) | Dilaraskan dengan ammonia atau natrium karbonat |
| Suhu | 85–90℃ | Optimum 88±1℃ |
| Memuatkan | 0.5–1.5 dm²/L | Pemuatan yang lebih tinggi mengurangkan kadar pemendapan |
| Kadar pemendapan | 15–25 μm/j | Berkurang dengan penuaan mandian |
| Masa | 15–60 minit | Bergantung pada ketebalan yang diperlukan |
| Kegelisahan | Udara mekanikal atau tekanan rendah | Pergerakan atau peredaran bahan kerja disyorkan |
| Penapisan | Penapisan berterusan, penarafan 5–10 μm | Menghilangkan zarah, mencegah pembentukan lubang |
7. Spesifikasi Produk & Keupayaan Salutan
7.1 Julat Saiz Bahan Kerja
| Barang | Parameter |
| Saiz maksimum | 1500×800×600 mm |
| Saiz minimum | 5×5×5 mm |
| Berat maksimum | 200 kg |
| Berat minimum | 1 g |
7.2 Keupayaan Ketebalan Salutan
| Jenis | Julat ketebalan | Aplikasi tipikal |
| Bahagian ketepatan | 5–10 µm | Benang, teras injap, komponen hidraulik |
| Bahagian standard | 10–50 μm | Bahagian tahan kakisan & haus umum |
| Salutan tebal | 50–100 μm | Pembaikan haus, persekitaran menghakis yang teruk |
Keseragaman: ±10% (bahagian umum); ±15% (bentuk kompleks)
7.3 Sifat Salutan
| Hartanah | Bersadur seperti | Dirawat dengan haba (400℃×1j) | Catatan |
| Kekerasan (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Rawatan haba meningkatkan kekerasan |
| Lekatan | ≤ Gred 1 (GB/T 5270) | — | Tidak mengelupas, tidak mengelupas |
| Ujian semburan garam (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 jam (Tengah-P) ≥72 jam (P Tinggi) | — | Setiap keperluan pelanggan |
| Keliangan | ≤1 titik/cm² | — | Biasanya tidak berliang ≥25 μm |
| Kerintangan | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Rawatan haba: 400℃ ±10℃, 1 jam, sejukkan udara/relau.
8. Kapasiti Pengeluaran
| Barang | Kapasiti |
| Isipadu tangki tunggal | 2–5 m³ |
| Berat kelompok | 500–1500 kg |
| Kapasiti harian | 3–8 tan |
| Kapasiti bulanan | 80–200 tan |
Nota: Kapasiti sebenar bergantung pada geometri, ketebalan, penuaan mandian.
9. Pemeriksaan Kualiti
9.1 Item Pemeriksaan
| Barang | Kaedah | Kekerapan | Kriteria penerimaan |
| Ketebalan | Mikroskop XRF / metalografik | ≥3 mata setiap perlawanan setiap kelompok | Memenuhi lukisan; pembangunan maksimum ≤10% |
| Kekerasan | Kekerasan mikro HV0.1 | Sekali setiap syif | ≥500 HV (sebagai bersalut); ≥800 HV (HT) |
| Lekatan | Fail/bengkok/potong silang+pita | 1 keping setiap kelompok | Gred ≤1, tiada pengelupasan |
| Rupa | Visual (cahaya standard) | 100% | Cerah seragam; tiada kecacatan |
| Semburan garam | NSS 5% NaCl, 35℃ | Setiap kelompok/perubahan | P-Pertengahan ≥24 jam; P-Tinggi ≥72 jam |
| Kandungan fosforus | EDS / bahan kimia | Mandian mingguan / baharu | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Pengelasan Rupa
| Gred | Penerangan |
| Gred A | Cerah/separa terang seragam, tiada kecacatan |
| Gred B | Sedikit kesan air/rak, tiada lubang/pengelupasan |
| Gred C | Sedikit kusam/variasi warna, berfungsi OK |
| Tolak | Bopeng, pengelupasan, penyaduran langkau, pembakaran, perbezaan warna yang teruk |
10. Penyelesaian Masalah
| Masalah | Punca yang mungkin | Penyelesaian |
| Lekatan yang lemah | Penyahgris/penjerukan yang tidak lengkap; pengaktifan yang tidak mencukupi | Tingkatkan prarawatan; lanjutkan pengaktifan |
| Kekasaran/kebolongan | Zarah dalam mandian; pH tinggi mendak | Tingkatkan penapisan (5 μm); pH yang lebih rendah |
| Salutan kusam/kelabu | Ni²⁺/hipofosfat rendah; pH/suhu rendah | Tambah bahan kimia; pH 4.8–5.2; panaskan hingga 88℃ |
| Langkau penyaduran | Pasivasi setempat; minyak/oksida sisa | Meningkatkan pengaktifan; nyahgris semula |
| Kadar pemendapan yang rendah | Suhu rendah/Ni²⁺/pengurang; pH luar; rendaman lama | Panaskan hingga 88–90℃; laraskan pH; segarkan semula mandian |
| Penguraian mandian | Terlalu panas; pH tinggi; penambahan cepat; pemuatan rendah | Hentikan pemanasan; turunkan pH; cairkan mandian |
11. Keselamatan
- • PPE: Sarung tangan asid/alkali, gogal, apron, respirator (ammonia/asid).
- • Penyimpanan kimia: Asingkan nikel sulfat, hipofosfat, asid, alkali; jauhkan daripada haba/penurun.
- • Larangan: Jangan campurkan asid pekat + hipofosfat (fosfin toksik). Larutkan pepejal dalam air DI terlebih dahulu.
- • Pengudaraan: Ekzos setempat di atas tangki (penyingkiran hidrogen).
- • Kecemasan: Pencuci mata, pancuran mandian, serbuk kering/pemadam CO₂, respirator, kit tumpahan.
12. Perlindungan Alam Sekitar
- • Air sisa: Asingkan air sisa Ni; termendak pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0.5 mg/L.
- • Sisa berbahaya: Tapak mandi terpakai, penapis, pengaktif, enap cemar Ni – pelupusan berlesen dengan manifes.
- • Pelepasan: Pengudaraan berterusan; pantau ammonia/hidrogen setiap GB 16297.
- • Tenaga/air: Tebatkan tangki; bilasan aliran balas; pengisian semula pekat.
13. Komposisi Mandian (Fosforus Tengah, Bahagian Am)
| Bahan kimia | Kepekatan | Fungsi |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/L | Garam utama, sumber Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/L | Agen pengurangan, sumber P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/L | Agen pengkompleks |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/L | penimbal pH |
| Asid laktik/propionik | 5–10 mL/L | Pemecut |
| Penstabil (tiourea) | 1–2 mg/L | Mencegah penguraian |
Solekan:
1. Larutkan NiSO₄, sitrat, asetat dalam 1/3 air DI, 60℃.
2. Larutkan hipofosfat + asid laktik dalam 1/3 lagi.
3. Satukan, isikan sehingga isipadu, pH 4.8–5.2.
4. Masukkan penstabil, panaskan hingga 88℃, penapis, plat percubaan.
14. Keupayaan Peralatan & Pemeriksaan
14.1 Peralatan Utama
| Peralatan | Spesifikasi |
| Tangki penyaduran | Berlapis PP/PVC, dipanaskan, kawalan suhu |
| Penapisan | Pam tahan asid + selongsong, 5–10 μm, 1–3×/j |
| Kawalan suhu | PID, ±1℃ |
| Ketuhar pengeringan | Udara panas, 60–120℃ |
| Pembersih ultrasonik | 40 kHz, kuasa boleh laras |
| Air DI | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Peralatan Pemeriksaan
| Peralatan | Ketepatan/Standard |
| Ketebalan XRF | 0–200 μm, ±0.1 μm |
| Kekerasan Mikro | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| Kebuk semburan garam | GB/T 10125, ≥200 L |
| Mikroskop metalografik | 100–1000×, mikrometer |
| meter pH | ±0.02, pampasan suhu |
| Neraca analitikal | 0.01 g |
15. Dokumentasi & Kebolehkesanan
- •Rekod pengeluaran:No. bahagian, kuantiti, suhu, pH, masa, ketebalan, operator.
- •Log mandi:Ni²⁺ harian, hipofosfat, pH; penambahan; penapisan/pembersihan.
- •Rekod pemeriksaan:Ketebalan, kekerasan, lekatan, rupa, semburan garam.
- •Penyelenggaraan:Penentukuran, penyelenggaraan pam, penyahkerakan, pemeriksaan kipas (suku tahunan).
Pengekalan:≥3 tahun (≥10 tahun untuk auto/perubatan). Boleh dikesan kepada kitaran kelompok/mandian.
16. Peruntukan Tambahan
- • Disemak setiap tahun oleh Jabatan Teknikal.
- • Keperluan khas pelanggan (semburan garam, kekerasan, pengedaran, kerapuhan H) didokumenkan dan dipatuhi.
- • Produk baharu: Percubaan kecil dahulu; pengeluaran besar-besaran selepas lulus semua ujian.
- • Untuk kawalan pengeluaran dan audit pelanggan.
Sejarah Semakan
| Rev | Tarikh | Kandungan semakan | Diluluskan oleh |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Keluaran awal | — |
| V2.0 | 2026-04-30 | Semakan penuh dalam bahasa Inggeris sahaja | — |
Masa siaran: 18 Mei 2026