1. Propósito
Estandarizar el proceso de niquelado químico, el control de parámetros y los requisitos de calidad, garantizando una calidad de recubrimiento estable que cumpla con los estándares internacionales y del cliente.
2. Alcance
Aplicable al niquelado químico sobre acero al carbono, acero inoxidable y aleaciones de cobre. No aplicable a aleaciones de magnesio, aleaciones de titanio ni otros procesos especiales.
3. Referencias normativas
- • GB/T 13913-2008 – Recubrimientos de aleación de níquel-fósforo autocatalíticos
- • GB/T 6461-2002 – Clasificación de probetas y artículos de recubrimientos metálicos y otros recubrimientos inorgánicos sobre sustratos metálicos después de ensayos de corrosión
- • ASTM B733-18 – Especificación estándar para recubrimientos autocatalíticos (sin electrólisis) de níquel-fósforo
- • ISO 4527:2003 – Recubrimientos metálicos – Recubrimientos de aleación de níquel-fósforo autocatalíticos (sin electrólisis)
- • GB/T 5270-2005 – Recubrimientos metálicos sobre sustratos metálicos – Recubrimientos electrodepositados y depositados químicamente – Métodos de ensayo de adhesión
4. Principio del proceso
El niquelado químico es un proceso de deposición química autocatalítica en el que el hipofosfito de sodio reduce los iones Ni²⁺ para formar un recubrimiento de aleación de Ni-P.
Mecanismo de reacción:
- • Oxidación anódica: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Reducción catódica: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Codeposición de fósforo: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Clasificación de recubrimientos según su contenido de fósforo:
| Tipo | Contenido de fósforo |
| Bajo P | 1–5% |
| Media P | 5–10% |
| Alto P | 10–15% |
5. Flujo del proceso
Inspección → Desengrasado → Enjuague en caliente → Enjuague por flujo → Decapado → Enjuague → Activación → Enjuague → Enjuague con agua desionizada → Galvanoplastia → Recuperación → Enjuague a contracorriente de 3 etapas → Pasivación → Enjuague con agua desionizada → Secado → Inspección → Empaquetado
6. Parámetros clave del proceso
| Parámetro | Rango de control | Observaciones |
| concentración de Ni²⁺ | 8–12 g/L | Se recomienda 9–10 g/L |
| Hipofosfito de sodio | 25–35 g/L | Relación molar con Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Agente complejante (citrato de sodio) | 30–40 g/L | Estabiliza los iones de níquel |
| Tampón (acetato de sodio) | 15–25 g/L | Mantiene la estabilidad del pH |
| valor de pH | 4,5–5,5 (P medio/alto) | Ajustado con amoníaco o carbonato de sodio. |
| Temperatura | 85–90℃ | Óptimo 88±1℃ |
| Cargando | 0,5–1,5 dm²/L | Una mayor carga reduce la tasa de deposición. |
| tasa de deposición | 15–25 μm/h | Disminuye con el envejecimiento del baño |
| Tiempo | 15–60 min | Dependiendo del espesor requerido |
| Agitación | Aire mecánico o de baja presión | Se recomienda el movimiento o la circulación de la pieza de trabajo. |
| Filtración | Filtración continua, capacidad de filtración de 5 a 10 μm. | Elimina partículas, previene la corrosión. |
7. Especificaciones del producto y capacidad de recubrimiento
7.1 Rango de tamaño de la pieza de trabajo
| Artículo | Parámetro |
| Tamaño máximo | 1500×800×600 mm |
| Tamaño mínimo | 5×5×5 mm |
| Peso máximo | 200 kg |
| Peso mínimo | 1 g |
7.2 Capacidad de espesor del recubrimiento
| Tipo | Rango de espesor | Aplicación típica |
| Piezas de precisión | 5–10 μm | Roscas, núcleos de válvulas, componentes hidráulicos |
| Piezas estándar | 10–50 μm | Piezas resistentes a la corrosión y al desgaste en general |
| Recubrimiento grueso | 50–100 μm | Reparación por desgaste, entornos corrosivos severos |
Uniformidad: ±10% (piezas generales); ±15% (formas complejas)
7.3 Propiedades del recubrimiento
| Propiedad | Tal como se recubrió | Tratamiento térmico (400℃×1h) | Observaciones |
| Dureza (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | El tratamiento térmico aumenta la dureza. |
| Adhesión | ≤ Grado 1 (GB/T 5270) | — | Sin descamación, sin descamación |
| Prueba de niebla salina (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 h (Mid-P) ≥72 h (Alto-P) | — | Según los requisitos del cliente |
| Porosidad | ≤1 punto/cm² | — | Generalmente no poroso ≥25 μm |
| Resistividad | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Tratamiento térmico: 400℃ ±10℃, 1 hora, enfriamiento al aire/horno.
8. Capacidad de producción
| Artículo | Capacidad |
| Volumen de un solo tanque | 2–5 m³ |
| Peso del lote | 500–1500 kg |
| Capacidad diaria | 3–8 toneladas |
| Capacidad mensual | 80–200 toneladas |
Nota: La capacidad real depende de la geometría, el espesor y el tiempo de envejecimiento del baño.
9. Inspección de calidad
9.1 Elementos de inspección
| Artículo | Método | Frecuencia | Criterio de aceptación |
| Espesor | Microscopio XRF/metalográfico | ≥3 puntos por accesorio por lote | Dibujo de encuentro; desviación máxima ≤10% |
| Dureza | microdureza HV0.1 | Una vez por turno | ≥500 HV (tal como se recubrió); ≥800 HV (HT) |
| Adhesión | Lima/doblar/cortar transversalmente + cinta adhesiva | 1 pieza por lote | Grado ≤1, sin descamación |
| Apariencia | Visual (luz estándar) | 100% | Brillo uniforme; sin defectos |
| Niebla salina | Solución salina normal al 5% de NaCl, 35℃ | Por lote/cambio | P medio ≥24 h; P alto ≥72 h |
| Contenido de fósforo | EDS / químico | Baño nuevo semanal | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Clasificación de la apariencia
| Calificación | Descripción |
| Grado A | Brillo uniforme/semibrillante, sin defectos |
| Grado B | Ligeras marcas de agua/estante, sin imperfecciones ni descamación. |
| Grado C | Ligera opacidad/variación de color, funcionalmente correcto. |
| Rechazar | Picaduras, descamación, chapado irregular, quemaduras, diferencia de color severa |
10. Solución de problemas
| Problema | Posible causa | Solución |
| Mala adhesión | Desengrasado/decapado incompleto; activación insuficiente | Mejorar el pretratamiento; prolongar la activación |
| Picaduras/rugosidad | Partículas en el baño; precipitados de pH alto. | Mejora la filtración (5 μm); reduce el pH. |
| Recubrimiento opaco/gris | Bajo contenido de Ni²⁺/hipofosfito; pH/temperatura bajos | Agregar productos químicos; pH 4,8–5,2; calentar a 88℃ |
| Saltar el revestimiento | Pasivación local; aceite/óxido residual | Mejorar la activación; volver a desengrasar |
| Baja tasa de deposición | Baja temperatura/Ni²⁺/reductor; pH fuera de rango; baño envejecido | Calentar a 88–90℃; ajustar el pH; renovar el baño. |
| Descomposición del baño | Sobrecalentamiento; pH alto; adición rápida; carga baja | Deje de calentar; baje el pH; diluya el baño. |
11. Seguridad
- • EPI: Guantes para ácidos/álcalis, gafas protectoras, delantal, respirador (amoniaco/ácidos).
- • Almacenamiento de productos químicos: Separar el sulfato de níquel, el hipofosfito, los ácidos y los álcalis; mantenerlos alejados del calor y de agentes reductores.
- • Prohibiciones: No mezclar ácido concentrado con hipofosfito (fosfina tóxica). Disolver primero los sólidos en agua desionizada.
- • Ventilación: Extracción localizada por encima de los depósitos (eliminación de hidrógeno).
- • Emergencia: Lavaojos, ducha, extintor de polvo seco/CO₂, respirador, kit para derrames.
12. Protección del medio ambiente
- • Aguas residuales: Separación de aguas residuales de Ni; precipitado pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Residuos peligrosos: Baño usado, filtros, activador, lodos de Ni – eliminación autorizada con manifiestos.
- • Emisiones: Ventilación continua; monitorizar amoníaco/hidrógeno según GB 16297.
- • Energía/agua: Aislar los depósitos; enjuague a contracorriente; reposición concentrada.
13. Composición del baño (fósforo medio, partes generales)
| Químico | Concentración | Función |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/L | Sal principal, fuente de Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/L | Agente reductor, fuente de P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/L | Agente complejante |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/L | tampón de pH |
| ácido láctico/propiónico | 5–10 mL/L | Acelerador |
| Estabilizador (tiourea) | 1–2 mg/L | Previene la descomposición |
Constituir:
1. Disolver NiSO₄, citrato y acetato en 1/3 de agua desionizada a 60℃.
2. Disolver hipofosfito + ácido láctico en otro 1/3.
3. Combinar, completar hasta el volumen, pH 4,8–5,2.
4. Añadir estabilizador, calentar a 88℃, filtrar, probar en placa.
14. Equipos y capacidad de inspección
14.1 Equipo principal
| Equipo | Especificación |
| Tanque de galvanoplastia | Revestido de PP/PVC, calefactado, con control de temperatura |
| Filtración | Bomba y carcasa resistentes a los ácidos, 5–10 μm, 1–3 veces/hora |
| Control de temperatura | PID, ±1℃ |
| Horno de secado | Aire caliente, 60–120℃ |
| limpiador ultrasónico | 40 kHz, potencia ajustable |
| agua desionizada | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Equipos de inspección
| Equipo | Precisión/Estándar |
| Espesor de XRF | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Microdureza | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| cámara de niebla salina | GB/T 10125, ≥200 L |
| Microscopio metalográfico | 100–1000×, micrómetro |
| medidor de pH | ±0,02, compensación de temperatura |
| Balanza analítica | 0,01 g |
15. Documentación y trazabilidad
- •Historial de producción:Número de pieza, cantidad, temperatura, pH, tiempo, espesor, operador.
- •Registro de baño:Ni²⁺ diario, hipofosfito, pH; adiciones; filtración/limpieza.
- •Registro de inspección:Espesor, dureza, adherencia, apariencia, niebla salina.
- •Mantenimiento:Calibración, mantenimiento de la bomba, descalcificación, comprobación del ventilador (trimestralmente).
Retención:≥3 años (≥10 años para automoción/medicina). Trazable hasta el ciclo de lote/baño.
16. Disposiciones complementarias
- • Revisado anualmente por el Departamento Técnico.
- • Se documentan y cumplen los requisitos especiales del cliente (niebla salina, dureza, distribución, fragilización por hidrógeno).
- • Nuevos productos: Primero, prueba a pequeña escala; producción en masa tras superar todas las pruebas.
- • Para el control de la producción y la auditoría de clientes.
Historial de revisiones
| Rdo | Fecha | Contenido de la revisión | Aprobado por |
| V1.0 | 2024-xx-xx | Versión inicial | — |
| V2.0 | 30-04-2026 | Revisión completa solo en inglés | — |
Fecha de publicación: 18 de mayo de 2026