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代替鍍硬鉻納米鎳鈷鐵合金電鍍技術(shù)項目簡介

  • 發(fā)布日期:2015-04-01 09:26
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 代替鍍硬鉻納米鎳鈷鐵合金電鍍技術(shù)項目簡介

項目簡介:鉻鍍層具有極好的耐磨性能和光亮性能而被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活當(dāng)中。中國每年的鍍鉻總產(chǎn)值大于100億人民幣,其中鍍硬鉻約占20%,裝飾鉻約占有80%。傳統(tǒng)的鉻電鍍在鉻酸(六價鉻)鍍液中進行,六價鉻是極強的氧化劑和致癌物質(zhì),可以造成人體腎功能衰竭、心率衰竭、白血病,并可強烈引發(fā)癌癥。美國環(huán)境保護署(EPA)、歐盟的WEEE和ROHS指令、我國的《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》都明確禁止和控制六價鉻電鍍工藝的使用,并表示只要有成熟的替代工藝商業(yè)化,則必須淘汰六價鉻電鍍工藝。
  世界各國研究人員正致力于研究能夠代替六價鉻電鍍的工藝。目前開發(fā)的三價鉻電鍍工藝可取代裝飾性六價鉻電鍍工藝,但是由于鉻鍍層具有極好的耐磨性能,目前為止,能夠代替硬鉻電鍍的工藝還未見商業(yè)化報道。。Nickel-iron-cobalt (Ni-Fe-Co) alloy substitutes for chromium plating are said to have a wear resistance twice that of chromium and corrosion resistance that is 2.6 times greater.鎳鐵鈷(鎳鐵鈷)鍍鉻合金的替代品,具有耐磨性兩次鉻,耐腐蝕,是增加2.6倍。 With the appropriate nickel and iron content, a color similar to that of chromium can be obtained.用適當(dāng)?shù)逆嚭丸F的含量,可以得到類似的顏色鉻。 The iron and cobalt in solution increase hardness and stability.鐵和鈷溶液中增加了硬度和穩(wěn)定性。 

Friction and wear tests were performed on this particular coating using a ball-on-disc machine.這個特殊的涂層用球 - 圓盤機上進行摩擦磨損試驗。 The surface was observed using a scanning electron microscope (SEM), and the surface composition analyzed with a x-ray analyzer.使用掃描電子顯微鏡(SEM),并用X-射線分析儀分析表面成分,表面觀察。 Hv hardness was determined to be 1,118 at room temperature, whereas hard chromium was 900 Hv. HV硬度被確定為1,118室溫,而硬鉻為900暖通。 Hv hardness of the Ni-Fe-Co coating did not change until the temperature reached 300C, where it went to 1,552; at 400C, it was 1,422; at 500C, it was 1,300; at 600C, it was 1,190; and at 700C, it was 1,040.沉積Ni-Fe-Co涂層的硬度HV沒有改變,直到溫度達(dá)到300C,它在哪里就去到1552; 400C,它是1422; 500C,它是1300; 600C,它是1190和700C,它是1,040。 

The wear rate for the Ni-Fe-Co plating was 110.56 10-17[m.sup.3]/NM (where V=lm/s, P=600 N, T=30 min).鎳鐵鈷鍍層的磨損率為110.56 10-17 [m.sup.3 /海里(其中:V =流明/ S,P = 600 N,T = 30分鐘)。 The wear rate for hard chromium was 241.11 10-17[m.sup.3]/NM [2,3].耐磨硬鉻率為241.11 10-17 [m.sup.3] / NM:[2,3]。 濟南泰格化工有限公司研制鎳鈷鐵合金成功應(yīng)用到連鑄結(jié)晶器銅管上,銅板上,通鋼量大幅提高。但由于含有鎳,會對皮膚造成過敏,也不是最終的代鉻鍍層。

2007-2010年間美國麻省理工學(xué)院多次報道開發(fā)了一種晶粒非常細(xì)小的的鎳鎢合金,能夠代替代替硬鉻鍍層,但是同樣也未見大規(guī)模商業(yè)化。美國軍方甚至認(rèn)為六價鉻電鍍硬鉻技術(shù)是不可替代的。
  以上幾種研究都在鎳電鍍的基礎(chǔ)上引入鎢元素,而要引入鎢元素的話必定會犧牲電流效率,由鍍鎳的95%以上,降為鍍鎳鎢合金的30-40%。電流效率的降低帶來的很多問題(如分散能力降低、析氫嚴(yán)重)可能是導(dǎo)致這些工藝不能大規(guī)模商業(yè)化的主要原因。
  本項目組經(jīng)過2年實驗研究,采用了一種全新的控制晶粒尺寸的方法,開發(fā)代替鍍硬鉻納米鎳鈷鐵合金電鍍技術(shù),工藝穩(wěn)定、操作過程、電流效率(95%以上)、分散能力、覆蓋能力好,但是其晶粒尺寸僅僅為6-8nm,鍍態(tài)硬度可達(dá)到700-800Hv,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎢合金的硬度(500Hv左右),接近于六價鉻電鍍硬鉻的硬度(900-1000Hv),光亮性、耐磨性和耐腐蝕性能與鉻鍍層相當(dāng),有望徹底取代耐磨性六價鉻電鍍工藝,為電鍍耐磨性鍍層相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來重大變革。在國內(nèi)外環(huán)保政策越來越嚴(yán)厲的現(xiàn)狀下,此技術(shù)有著極其廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟價值。

投資規(guī)模:200-5000萬,技術(shù)轉(zhuǎn)移

 

技術(shù)優(yōu)勢:本電鍍添加劑,加入鍍液中,鍍層硬度可由400Hv提高到900Hv,耐磨性和鉻鍍層相當(dāng),可代替鉻鍍層。相對于六價鉻鍍硬鉻,有以下幾方面優(yōu)勢:(a)節(jié)能,電鍍時能耗約為六價鉻電鍍得1/3;(b)分散能力、覆蓋能力大大優(yōu)于六價鉻電鍍;(c)光澤性和鉻接近;(d)硬度、耐磨性能和鉻相當(dāng);(e)環(huán)保,無六價鉻離子,廢水中的金屬離子可以回收。(9) 納米鎳鈷鐵鍍層測試按照ASTM B117的鹽霧測試六價鉻的存款超過了耐腐蝕的結(jié)果。達(dá)到1000小時。 

 

目標(biāo):提供產(chǎn)品及成套技術(shù)、設(shè)備。電鍍成本略高于鍍鉻。

市場前景:隨著市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展,金屬與非金屬制品鉻鍍層處理產(chǎn)品已廣泛進入航空、機器、電子、化工、五金等各個行業(yè)領(lǐng)域,其用量及應(yīng)用范圍十分喜人,市場需求十分龐大。 如裝飾鉻用于衛(wèi)浴件、汽車外殼、活塞環(huán)、活塞桿,缸套、艦船發(fā)動機、發(fā)動機轉(zhuǎn)子,自行車、縫紉機、鐘表、儀器儀表、日用五金等零部件的防護與裝飾;耐磨鉻用于切削及拉拔工具,各種材料的壓制模及鑄模、軸承、軸、量規(guī)、齒輪等,還可用來修復(fù)被磨損零件的尺寸公差。連鑄結(jié)晶器銅管,銅板電鍍鎳鈷鐵。
  代替鍍硬鉻納米鎳鈷鐵合金電鍍技術(shù)代替嚴(yán)重污染環(huán)境的六價鉻電鍍硬鉻技術(shù),替代了原有硬鉻市場,具有很大的技術(shù)市場。據(jù)不完全統(tǒng)計,全世界2010年鍍鉻需求約600億美元,鍍硬鉻需求260億美元。本項目之前,尚未有技術(shù)能夠代替硬鉻電鍍技術(shù)。本項目取代六價鉻鍍硬鉻技術(shù),不僅可以取代硬鉻原有的市場,還可以在此基礎(chǔ)上拓展,因為本項技術(shù)符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),并且各項性能都優(yōu)于鉻鍍層。也就是說,本技術(shù)的國內(nèi)外市場大于600億美元/年,國內(nèi)市場大于200億/年。

 

 
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