Mạ Niken-Phốt pho (Ni-P)

Mạ niken hóa học (Electroless Nickel Plating – EN) là một phương pháp phủ bề mặt kim loại bằng lớp niken mà không cần sử dụng dòng điện bên ngoài. Quá trình này dựa trên phản ứng hóa học tự xúc tác, trong đó ion niken (Ni2+) bị khử thành niken kim loại (Ni0) trên bề mặt vật liệu nền. Mạ EN Ni-P là một trong những loại mạ hóa học niken phổ biến nhất, trong đó lớp mạ niken còn chứa một hàm lượng phốtpho (P) nhất định.

Ưu điểm của mạ Ni-P:

• Lớp mạ đồng đều: Quá trình mạ hóa học không phụ thuộc vào hình dạng bề mặt, cho phép tạo ra lớp mạ có độ dày đồng đều trên cả những chi tiết phức tạp, có góc cạnh, lỗ rỗng hay bề mặt bên trong.

• Khả năng chống ăn mòn tốt: Phốt pho trong lớp mạ Ni-P tạo ra một màng oxit thụ động, ngăn chặn sự ăn mòn từ môi trường bên ngoài. Hàm lượng P càng cao, khả năng chống ăn mòn càng tốt.

• Độ cứng cao: Lớp mạ Ni-P có độ cứng cao hơn so với mạ niken điện, có thể đạt tới 700-800 HV (đơn vị độ cứng Vickers), thậm chí lên đến 1200 HV sau khi xử lý nhiệt.

• Khả năng chịu mài mòn và ma sát thấp: Lớp mạ Ni-P có khả năng chịu mài mòn và ma sát thấp, phù hợp cho các chi tiết chuyển động, chi tiết ma sát.

• Có thể hàn được: Lớp mạ Ni-P có thể hàn được bằng các phương pháp hàn thông thường.

• Có thể xử lý nhiệt: Xử lý nhiệt có thể được áp dụng để tăng độ cứng, khả năng chống ăn mòn và thay đổi các tính chất cơ lý của lớp mạ Ni-P.

Phân loại mạ Ni-P:

Dựa vào hàm lượng phốt pho, mạ Ni-P được chia thành các loại:

• Mạ Ni-P hàm lượng P thấp (Low P): Hàm lượng P từ 1.3 – 4%. Lớp mạ có cấu trúc tinh thể, độ cứng cao (700-800 HV), sau xử lý nhiệt có thể đạt trên 1050 HV. Ứng dụng cho các chi tiết chuyển động, chịu mài mòn cao.

• Mạ Ni-P hàm lượng P trung bình (Medium P): Hàm lượng P từ 4 – 11%. Phổ biến nhất trong các ứng dụng mạ hóa học niken, có khả năng chống ăn mòn tốt, độ cứng trung bình. Chia thành 2 loại:

  • Medium low P: 4-7% P

  • Medium high P: 7-11% P

• Mạ Ni-P hàm lượng P cao (High P): Hàm lượng P trên 11%. Lớp mạ có cấu trúc vô định hình, khả năng chống ăn mòn rất tốt, độ cứng thấp.

Ứng dụng của mạ Ni-P:

• Chống ăn mòn: Mạ Ni-P được ứng dụng rộng rãi để bảo vệ bề mặt kim loại khỏi ăn mòn trong các môi trường khắc nghiệt như môi trường biển, môi trường axit, môi trường kiềm…

• Chống mài mòn: Độ cứng cao và hệ số ma sát thấp của lớp mạ Ni-P giúp bảo vệ chi tiết khỏi mài mòn, kéo dài tuổi thọ. Ứng dụng trong các chi tiết như khuôn mẫu, bánh răng, trục khuỷu, xi lanh…

• Mạ điện tử: Mạ Ni-P được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử để mạ lên các bảng mạch in (PCB), linh kiện điện tử, giúp chống ăn mòn, tăng khả năng dẫn điện và hàn.

• Ngành công nghiệp dầu khí: Mạ Ni-P được sử dụng để bảo vệ các thiết bị, đường ống dẫn dầu khí khỏi ăn mòn, mài mòn trong môi trường khắc nghiệt.

• Các ứng dụng khác: Mạ Ni-P còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như y tế, thực phẩm, dệt may…

Lựa chọn loại mạ Ni-P:

Việc lựa chọn loại mạ Ni-P phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

• Yêu cầu độ cứng cao: Nên chọn loại Low P.

• Yêu cầu chống ăn mòn cao: Nên chọn loại High P.

• Yêu cầu kết hợp cả hai: Nên chọn loại Medium P.

Ngoài ra, cần xem xét đến các yếu tố khác như chi phí, điều kiện vận hành, yêu cầu thẩm mỹ… để lựa chọn loại mạ Ni-P phù hợp nhất.