1. Objetivo
Padronizar o processo de niquelagem química, o controle de parâmetros e os requisitos de qualidade, garantindo uma qualidade de revestimento estável que atenda aos padrões internacionais e dos clientes.
2. Âmbito de aplicação
Aplicável à niquelagem química em aço carbono, aço inoxidável e ligas de cobre. Não aplicável a ligas de magnésio, ligas de titânio ou outros processos especiais.
3. Referências Normativas
- • GB/T 13913-2008 – Revestimentos autocatalíticos de liga de níquel-fósforo
- • GB/T 6461-2002 – Classificação de corpos de prova e artigos de revestimentos metálicos e outros revestimentos inorgânicos sobre substratos metálicos após ensaio de corrosão
- • ASTM B733-18 – Especificação padrão para revestimentos autocatalíticos (sem eletrodos) de níquel-fósforo
- • ISO 4527:2003 – Revestimentos metálicos – Revestimentos autocatalíticos (sem eletrodos) de liga de níquel-fósforo
- • GB/T 5270-2005 – Revestimentos metálicos sobre substratos metálicos – Revestimentos eletrodepositados e depositados quimicamente – Métodos de ensaio de adesão
4. Princípio do Processo
A niquelagem química é um processo de deposição química autocatalítica no qual o hipofosfito de sódio reduz os íons Ni²⁺ para formar um revestimento de liga Ni-P.
Mecanismo de reação:
- • Oxidação anódica: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Redução catódica: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Co-deposição de fósforo: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Classificação de revestimentos por teor de fósforo:
| Tipo | Teor de fósforo |
| Baixo teor de P | 1–5% |
| Mid-P | 5–10% |
| Alto-P | 10–15% |
5. Fluxo do Processo
Inspeção → Desengorduramento → Enxágue a quente → Enxágue contínuo → Decapagem → Enxágue → Ativação → Enxágue → Enxágue com água deionizada → Revestimento químico → Recuperação → Enxágue em contracorrente de 3 estágios → Passivação → Enxágue com água deionizada → Secagem → Inspeção → Embalagem
6. Parâmetros-chave do processo
| Parâmetro | Faixa de controle | Observações |
| Concentração de Ni²⁺ | 8–12 g/L | Recomendado 9–10 g/L |
| Hipofosfito de sódio | 25–35 g/L | Proporção molar em relação ao Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Agente complexante (citrato de sódio) | 30–40 g/L | Estabiliza íons de níquel |
| Solução tampão (acetato de sódio) | 15–25 g/L | Mantém a estabilidade do pH |
| valor de pH | 4,5–5,5 (P médio/alto) | Ajustado com amônia ou carbonato de sódio |
| Temperatura | 85–90℃ | Temperatura ideal: 88±1℃ |
| Carregando | 0,5–1,5 dm²/L | Cargas mais elevadas reduzem a taxa de deposição. |
| Taxa de deposição | 15–25 μm/h | Diminui com o envelhecimento do banho |
| Tempo | 15–60 min | Dependendo da espessura necessária |
| Agitação | Ar mecânico ou de baixa pressão | Recomenda-se movimentação ou circulação da peça de trabalho |
| Filtração | Filtração contínua, classificação de 5–10 μm | Remove partículas, previne corrosão. |
7. Especificações do produto e capacidade de revestimento
7.1 Faixa de Tamanho da Peça de Trabalho
| Item | Parâmetro |
| Tamanho máximo | 1500×800×600 mm |
| Tamanho mínimo | 5×5×5 mm |
| Peso máximo | 200 kg |
| Peso mínimo | 1 g |
7.2 Capacidade de Espessura do Revestimento
| Tipo | Faixa de espessura | Aplicação típica |
| Peças de precisão | 5–10 μm | Roscas, núcleos de válvulas, componentes hidráulicos |
| Peças padrão | 10–50 μm | Peças resistentes à corrosão e ao desgaste em geral |
| Revestimento espesso | 50–100 μm | Reparo de desgaste, ambientes severamente corrosivos |
Uniformidade: ±10% (peças comuns); ±15% (formas complexas)
7.3 Propriedades do Revestimento
| Propriedade | Como revestido | Tratado termicamente (400℃×1h) | Observações |
| Dureza (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | O tratamento térmico aumenta a dureza. |
| Adesão | ≤ Grau 1 (GB/T 5270) | — | Sem descascar, sem lascar. |
| Teste de névoa salina (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 h (Mid-P) ≥72 h (P alto) | — | Conforme exigência do cliente |
| Porosidade | ≤1 ponto/cm² | — | Geralmente não poroso ≥25 μm |
| Resistividade | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Tratamento térmico: 400℃ ±10℃, 1 hora, resfriamento ao ar/forno.
8. Capacidade de Produção
| Item | Capacidade |
| Volume de tanque único | 2–5 m³ |
| Peso do lote | 500–1500 kg |
| Capacidade diária | 3–8 toneladas |
| Capacidade mensal | 80–200 toneladas |
Nota: A capacidade real depende da geometria, espessura e tempo de envelhecimento do banho.
9. Inspeção de Qualidade
9.1 Itens de Inspeção
| Item | Método | Freqüência | Critério de aceitação |
| Grossura | Microscópio metalográfico/XRF | ≥3 pontos por dispositivo por lote | Reunião de desenho; desvio máximo ≤10% |
| Dureza | Microdureza HV0.1 | Uma vez por turno | ≥500 HV (como depositado); ≥800 HV (HT) |
| Adesão | Limar/dobrar/cortar em cruz + fita adesiva | 1 unidade por lote | Grau ≤1, sem descamação |
| Aparência | Visual (luz padrão) | 100% | Brilho uniforme; sem defeitos |
| névoa salina | NSS 5% NaCl, 35℃ | Por lote/alteração | P médio ≥24 h; P alto ≥72 h |
| Teor de fósforo | EDS / químico | Banho novo semanal | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Classificação de Aparência
| Nota | Descrição |
| Grau A | Uniformemente brilhante/semibrilhante, sem defeitos. |
| Grau B | Leves marcas de água/grade, sem furos/descascamento. |
| Grau C | Ligeira opacidade/variação de cor, funcional OK |
| Rejeitar | Aberturas por corrosão, descascamento, falhas na galvanização, queimaduras, diferença de cor acentuada. |
10. Resolução de problemas
| Problema | Possível causa | Solução |
| Má adesão | Desengorduramento/decapagem incompleto; ativação insuficiente. | Melhorar o pré-tratamento; prolongar a ativação. |
| Rugosidade/atrito | Partículas no banho; precipitados com pH elevado | Aumentar a filtração (5 μm); reduzir o pH. |
| Revestimento fosco/cinza | Baixo teor de Ni²⁺/hipofosfito; pH/temperatura baixos | Adicionar os produtos químicos; pH 4,8–5,2; aquecer a 88 °C. |
| Ignorar o revestimento | Passivação local; óleo/óxido residual | Melhorar a ativação; desengordurar novamente. |
| Baixa taxa de deposição | Baixa temperatura/Ni²⁺/redutor; pH fora do padrão; banho envelhecido | Aqueça a 88–90 °C; ajuste o pH; refresque o banho. |
| Decomposição do banho | Superaquecimento; pH alto; adição rápida; baixa carga | Pare o aquecimento; reduza o pH; dilua o banho. |
11. Segurança
- • EPI: Luvas para ácidos/álcalis, óculos de proteção, avental, respirador (amônia/ácidos).
- • Armazenamento de produtos químicos: Mantenha o sulfato de níquel, o hipofosfito, os ácidos e os álcalis separados e longe do calor/redutores.
- • Proibições: Não misture ácido concentrado com hipofosfito (fosfina tóxica). Dissolva os sólidos em água deionizada primeiro.
- • Ventilação: Exaustão local acima dos tanques (remoção de hidrogênio).
- • Emergência: Lava-olhos, chuveiro de emergência, extintor de pó químico seco/CO₂, respirador, kit para derramamento de líquidos.
12. Proteção Ambiental
- • Efluentes: Ni separado em efluentes; precipitado com pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Resíduos perigosos: Banho usado, filtros, ativador, lodo de Ni – descarte licenciado com manifesto.
- • Emissões: Ventilação contínua; monitorar amônia/hidrogênio conforme GB 16297.
- • Energia/água: Isolar os tanques; enxágue em contracorrente; reabastecimento concentrado.
13. Composição do Banho (Fósforo Médio, Partes Gerais)
| Produtos químicos | Concentração | Função |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/L | Sal principal, fonte de Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/L | Agente redutor, fonte de P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/L | Agente complexante |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/L | tampão de pH |
| Ácido lático/propiônico | 5–10 mL/L | Acelerador |
| Estabilizador (tioureia) | 1–2 mg/L | Impede a decomposição |
Inventar:
1. Dissolva NiSO₄, citrato e acetato em 1/3 de água deionizada a 60°C.
2. Dissolva o hipofosfito + ácido lático em mais 1/3.
3. Misture, complete o volume, pH 4,8–5,2.
4. Adicione o estabilizante, aqueça a 88°C, filtre e faça o teste em placa.
14. Equipamentos e Capacidade de Inspeção
14.1 Equipamentos principais
| Equipamento | Especificação |
| Tanque de galvanoplastia | Revestimento em PP/PVC, aquecido, com controle de temperatura. |
| Filtração | Bomba resistente a ácidos + carcaça, 5–10 μm, 1–3×/h |
| Controle de temperatura | PID, ±1℃ |
| Forno de secagem | Ar quente, 60–120℃ |
| Limpador ultrassônico | 40 kHz, potência ajustável |
| água DI | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Equipamentos de Inspeção
| Equipamento | Precisão/Padrão |
| Espessura XRF | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Microdureza | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| Câmara de névoa salina | GB/T 10125, ≥200 L |
| Microscópio metalográfico | 100–1000×, micrômetro |
| medidor de pH | ±0,02, compensação de temperatura |
| Balança analítica | 0,01 g |
15. Documentação e Rastreabilidade
- •Registro de produção:Número da peça, quantidade, temperatura, pH, tempo, espessura, operador.
- •Registro de banho:Ni²⁺ diário, hipofosfito, pH; adições; filtração/limpeza.
- •Registro de inspeção:Espessura, dureza, adesão, aparência, resistência à névoa salina.
- •Manutenção:Calibração, manutenção da bomba, descalcificação, verificação dos ventiladores (trimestralmente).
Retenção:≥3 anos (≥10 anos para aplicações automotivas/médicas). Rastreável até o lote/ciclo de banho.
16. Disposições Suplementares
- • Revisado anualmente pelo Departamento Técnico.
- • Os requisitos especiais do cliente (névoa salina, dureza, distribuição, fragilização H) foram documentados e atendidos.
- • Novos produtos: Primeiro, testes em pequena escala; produção em massa após a aprovação em todos os testes.
- • Para controle de produção e auditoria do cliente.
Histórico de revisões
| Rev | Data | Conteúdo da revisão | Aprovado por |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Lançamento inicial | — |
| V2.0 | 2026-04-30 | Revisão completa somente em inglês | — |
Data da publicação: 18 de maio de 2026