Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5024:2007 Lớp phủ kim loại - Lớp mạ niken

• Số hiệu: TCVN5024:2007
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2007

Số chỉ điều kiện sử dụng	Ký hiệu từng phần
3	Fe/Ni30b Fe/Cu20a Ni25b Fe/Ni30p Fe/Cu20a Ni25p Fe/Ni30s Fe/Cu20aNi25s Fe/Ni25d Fe/Cu20a Ni20d
2	Fe/Ni20b Fe/Cu15a Ni20b Fe/Ni20p Fe/Cu15a Ni20p Fe/Ni20s Fe/Cu15a Ni20s Fe/Ni15d Fe/Cu15a Ni15d
1	Fe/Ni10b Fe/Cu10a Ni10b Fe/Ni10s Fe/Cu10a Ni10s
CHÚ THÍCH Lớp mạ đồng đầu tiên dầy từ 5 µm đến 10 µm thường được áp dụng với gang hoặc thép từ dung dịch đồng xianua trước khi mạ điện với đồng trong dung dịch axit dễ uốn để tăng độ bám dính của lớp mạ. Lớp mạ đồng đầu tiên (lớp mạ lót) không thể thay thế cho bất kỳ phần axit đồng dễ uốn được quy định ở Bảng 1.

Bảng 2 - Mạ niken và đồng - niken trên hợp kim kẽm

Số chỉ điều kiện sử dụng

Ký hiệu từng phần

3

Zn/Ni25b

Zn/Cu15aNi20b

Zn/Ni25s

...

...

...

Zn/Ni20d

Zn/Cu15aNi15d

2

Zn/Ni15b

Zn/Cu10aNi15b

Zn/Ni15s

Zn/Cu10a Ni15b

...

...

...

Zn/Ni10b

Zn/Cu10aNi10b

Zn/Ni10s

Zn/Cu10aNi10b

CHÚ THÍCH Hợp kim kẽm phải được mạ đồng trước đảm bảo độ bám dính của lớp mạ niken tiếp theo. Lớp đồng đầu tiên thường được mạ từ dung dịch đồng xianua, nhưng cũng có thể sử dụng đồng không có xianua trong môi trường kiềm. Chiều dầy nhỏ nhất của lớp đồng đầu tiên từ 8 µm đến 10 µm. Đối với chi tiết có hình dạng phức tạp, chiều dầy đồng nhỏ nhất có thể được tăng lên khoảng 15 µm để đảm bảo độ mạ thích hợp trên những vùng có mật độ đồng thấp ngoài các bề mặt quan trọng. Lớp đồng dẻo từ dung dịch axit thường được sử dụng trên chất kết tủa đồng xianua đầu tiên khi chiều dầy của đồng quy định lớn hơn 10 µm.

Bảng 3 - Mạ niken trên đồng và hợp kim đồng

Số chỉ điều kiện sử dụng

...

...

...

3

Cu/Ni20b

Cu/Ni20p

Cu/Ni20s

Cu/Ni20d

2

Cu/Ni10b

Cu/Ni10s

Cu/Ni10

...

...

...

Cu/Ni5b

Cu/Ni5s

Bảng 4 - Phủ niken trên nhôm và hợp kim nhôm

Số chỉ điều kiện sử dụng

Ký hiệu từng phần

3

Al/Ni30b

Al/Ni30s

...

...

...

Al/Ni25d

2

Al/Ni25b

Al/Ni25s

Al/Ni25p

Al/Ni20d

1

Al/Ni10b

CHÚ THÍCH Đối với nhôm và hợp kim nhôm, chất kết tủa của kẽm hoặc thiếc và lớp đồng mạ và các lớp mạ lót khác được sử dụng như là phần chuẩn bị để mạ để đảm bảo độ bám dính trước khi sử dụng lớp mạ niken được đưa ra trong Bảng 4.

...

...

...

Kiểu mạ đồng được chỉ ra bằng ký hiệu sau đây:

a đối với đồng dễ uốn, đồng phẳng được mạ trong dung dịch dạng axit.

6.3. Các kiểu mạ niken

Kiểu lớp mạ niken được ấn định bằng những ký hiệu sau đây:

b đối với mạ niken trong điều kiện hoàn toàn bóng;

p đối với mạ niken bán bóng đã được đánh bóng cơ khí;

s đối với mạ niken mờ hoặc mờ bán bóng hoặc như satanh không được phải đánh bóng cơ khí;

d đối với lớp mạ hai hoặc ba lớp, các yêu cầu được đưa ra trong Bảng 5.

6.4. Ví dụ

...

...

...

Mạ điện TCVN 5024 - Fe/Cu20a Ni30b

Lớp mạ ngoài thêm một lượng 2 µm vàng 98% [Au(98,0)2] (nhỏ nhất) được chỉ dẫn như sau:

Mạ điện TCVN 5024 - Fe/Cu20a Ni30b Au(98,0)2

CHÚ THÍCH Đối với từng mục đích, các thông số của sản phẩm mạ không chỉ có ký hiệu mà còn gồm các yêu cầu khác được viết rõ ràng, cần thiết để đáp ứng từng sản phẩm cụ thể (xem điều 4).

7. Yêu cầu

7.1. Phía ngoài

Trên bề mặt quan trọng không được có các khuyết tật nhìn rõ bằng mắt thường như: rỗ, hốc, gồ ghề, nứt, các vùng không được mạ, và các chỗ không có màu. Mức độ khuyết tật trên bề mặt không quan trọng được khách hàng quy định. Khi trên bề mặt quan trọng là không thể tránh khỏi các vết vị trí của chúng do khách hàng quy định. Phía ngoài phải đều và phù hợp về màu sắc và được chấp nhận, các chi tiết mẫu sẽ được sử dụng cho mục đích so sánh [xem 4.1b)].

7.2. Chiều dầy cục bộ

Chiều dầy của lớp mạ được quy định khi ký hiệu là chiều dầy cục bộ nhỏ nhất. Chiều dầy cục bộ nhỏ nhất của lớp mạ được đo tại bất kỳ điểm nào trên bề mặt có nghĩa mà có thể tiếp xúc với bi có đường kính 20 mm, trừ khi khách hàng có quy định khác.

...

...

...

7.3. Lớp mạ niken hai lớp và ba lớp

Các yêu cầu của mạ niken hai lớp và ba lớp được tóm tắt ở Bảng 5.

Bảng 5 - Các yêu cầu đối với mạ niken hai lớp và ba lớp

Lớp mạ

(kiểu mạ niken)

Độ giãn dài quy định ^a

%

Hàm lượng lưu huỳnh

khối lượng^b %

...

...

...

% của tổng chiều dầy lớp mạ

Hai lớp

Ba lớp

Lớp trong cùng (s)

> 8

< 0,005

≥ 60

50 đến 70

Lớp giữa (lớp lưu huỳnh dầy)

...

...

...

> 0,15

≤ 10

Lớp ngoài cùng (b)

-

> 0,04 và < 0,15

10 đến 40

≥ 30

^a Phương pháp thử để xác định độ giãn dài quy định (hoặc dễ uốn) được quy định ở Phụ lục C.

...

...

...

^c Có thể xác định kiểu và tỷ lệ các lớp mạ niken bằng phương pháp tế vi kiểm tra phần đánh bóng và tính ăn mòn của chi tiết phù hợp với ISO 1463 hoặc bằng phương pháp thử STEP.

7.4. Độ bám dính

Lớp mạ phải có độ bám dính vào kim loại nền và từng lớp mạ niken trong nhiều lớp phải có độ bền bám dính với nhau. Qua thử độ cứng bằng dũa hay thử bằng thay đổi nhiệt đột ngột được xác định trong ISO 2819, phải không có bất kỳ sự tách lớp hay không tách lớp giữa lớp mạ.

Chú thích Trách nhiệm của thợ mạ là phải xác định các phương pháp chuẩn bị bề mặt trước khi mạ điện phân kết tủa, kết quả là bề mặt các sản phẩm mạ có khả năng đáp ứng các yêu cầu này.

7.5. Tính chịu ăn mòn trong phương pháp thử CASS và thử phun muối axit axetic

Chi tiết được mạ sẽ phải trải qua một trong các phương pháp thử chịu ăn mòn trong Bảng 6 đối với thời gian đã định phù hợp với số chỉ điều kiện sử dụng. Các phương pháp thử độ chịu mòn được mô tả trong ISO 9227. Các phép thử cụ thể được sử dụng khi khách hàng yêu cầu. Để đảm bảo rằng các lớp mạ lót phù hợp yêu cầu, thời gian thử nghiệm độ chịu mòn sẽ theo yêu cầu của khách hàng được nêu trong bản kê khai các yêu cầu dự định về sản phẩm. Tuy vậy thời gian và kết quả của thử nghiệm này có thể làm hạ thấp chút ít tuổi đời của chi tiết mạ. Sau khi các chi tiết được mạ để phù hợp với thử độ chịu ăn mòn, chúng sẽ được thử và xếp loại phù hợp với ISO 10289. Các loại được xếp sau khi phép thử độ chịu mòn sẽ là 9 hoặc 10 loại.

Các lớp mạ niken và đồng - niken không có lớp mạ crom ngoài cùng không được sử dụng rộng rãi. Đây là các thông tin giới hạn về việc thực hiện chúng trong các phép thử tốc độ cao và trong thực tế sử dụng.

Bảng 6 - Phép thử ăn mòn phù hợp với từng điều kiện sử dụng

Số chỉ điều kiện sử dụng

...

...

...

Thử nghiệm CASS (ISO 9227)

Thử nghiệm phun muối axit axetic (ISO 9227)

3

16

96

2

8

48

1

...

...

...

8

^a Thời gian của mỗi phép thử ăn mòn sẽ không được thiết lập qua thực nghiệm và thời gian chỉ được cung cấp qua chỉ dẫn.

^b Các phép thử ăn mòn bằng phun muối được xác định ở ISO 9227 cung cấp phương tiện cho việc điều khiển tính liên tục và chất lượng của quá trình mạ. Tuy vậy, thời gian của các phép thử này có thể có quan hệ một chút đến độ bền của chi tiết mạ, đặc biệt là khi được kết nối với lớp mạ niken trong tiêu chuẩn này.

7.6. Các yêu cầu thử STEP

Khi khách hàng yêu cầu, thế điện hóa giữa từng lớp mạ niken riêng biệt của các chi tiết mạ nhiều lớp phải được đo.

CHÚ THÍCH 1 Mặc dù các giá trị STEP đã chấp nhận phổ biến không được xác lập, một số phù hợp với các yêu cầu: sự khác biệt thế điện hóa giữa các lớp niken bán bóng và bóng vào khoảng 100 mV đến 200 mV và lớp niken bán bóng thường trơ hơn (catốt) so với lớp niken bóng.

CHÚ THÍCH 2 ở lớp mạ niken ba lớp, thế điện hóa giữa các lớp niken hoạt tính cao đặc biệt và lớp niken bóng trong khoảng 15 mV đến 35 mV, và lớp niken hoạt tính cao thường hoạt động hơn (anôt) lớp niken bóng.

7.7. Tính dễ uốn

Tính dễ uốn hay tính kéo giãn đặc trưng của lớp niken bán bóng trong các quá trình mạ nhiều lớp với các lớp mạ lót đồng được xác định ở Bảng 5 khi các phép thử phù hợp với phương pháp được xác định trong Phụ lục C.

...

...

...

Khi khách hàng quy định, các chi tiết thép có độ bền kéo bằng hoặc lớn hơn 1000 MPa (31 HRC) và điều đó bao gồm cả ứng suất căng xảy ra do cơ học: nghiền, nắn thẳng hoặc hoạt động ở nhiệt độ thấp phải xử lý nhiệt để khử ứng suất trước khi làm sạch và đưa kim loại vào mạ. Phương pháp và các bước xử lý nhiệt khử ứng suất phải được khách hàng quy định hoặc có thể xác định phù hợp với các phương pháp và các bước được mô tả trong ISO 9587.

Thép có chứa oxit hoặc vảy sẽ được làm sạch trước khi mạ. Đối với thép có độ bền cao, thiết bị làm sạch kiềm không điện phân và kiềm anôt hóa cũng như quy trình làm sạch cơ khí được chuẩn bị để tránh giòn do hydro trong quá trình làm sạch.

7.9. Xử lý khử giòn do hydro

Các chi tiết thép có độ bền kéo bằng hoặc lớn hơn 1000 MPa (31 HRC) như trên cũng như các chi tiết có bề mặt được làm cứng sẽ được xử lý khử giòn do hydro theo các phương pháp và các bước được mô tả ở ISO 9588 hoặc theo yêu cầu của khách hàng.

Ảnh hưởng của việc xử lý khử giòn do hydro có thể được xác định bằng phương pháp thử do khách hàng yêu cầu hoặc bằng phương pháp thử có trong các tiêu chuẩn của ISO: ví dụ ISO 10587 mô tả phương pháp thử xử lý khử giòn do hydro đối với các chi tiết có ren đối với tính giòn do hydro sót lại.

Các lò xo hoặc các chi tiết khác được mạ sẽ không được uốn cong trước khi xử lý khử giòn do hydro.

CHÚ THÍCH Quá trình mạ được mô tả trong tiêu chuẩn này ít khi được sử dụng, dù là áp dụng cho các chi tiết thép có độ bền kéo bằng hoặc lớn hơn 1000 MPa hay những quá trình xử lý nhiệt. Nếu chúng được áp dụng, thép sẽ dễ bị giòn do hydro và do nhiệt độ cao mà sau mạ, khách hàng phải biết sự tăng nhiệt có thể làm phai màu và lớp mạ niken chứa lưu huỳnh trở nên giòn

8. Lấy mẫu

Phương pháp lấy mẫu được lựa chọn từ những phương pháp quy định trong ISO 4519. Mức độ chấp nhận phải được khách hàng quy định.

...

...

...

Phụ lục A
(tham khảo)

Ví dụ về điều kiện sử dụng đối với các số chỉ điều kiện sử dụng phù hợp

A.1. Số chỉ điều kiện sử dụng 3

Làm việc ngoài trời ở đó có thể xảy ra ẩm ướt thường xuyên do mưa hoặc sương.

A.2. Số chỉ điều kiện sử dụng 2

Làm việc trong nhà ở đó có thể xảy ra ngưng tụ hơi nước.

A.3. Số chỉ điều kiện sử dụng 1

Làm việc trong nhà, không khí khô và ấm.

...

...

...

Phương pháp thử để xác định chiều dầy

B.1. Khái quát

ISO 3882 kiểm tra các phương pháp đo chiều dầy của lớp mạ kim loại và các lớp mạ niken khác.

B.1. Phá hủy

B.2.1. Phương pháp tế vi

Sử dụng phương pháp được xác định trong ISO 1463 nếu được yêu cầu, axit nitric/axit axetic băng được xác định tại đó hoặc với quá trình mạ đồng-niken, dung dịch gồm một phần thể tích axit nitric (nồng độ = 1,40 g/ml) đến 5 phần thể tích axit axetic băng.

CHÚ THÍCH Việc sử dụng các chất ăn mòn cho phép phân biệt và đo được chiều dầy của lớp mạ hai và ba lớp.

B.2.2. Phương pháp culong (conlometric method)

Phương pháp culong được quy định trong ISO 2177 có thể sử dụng để đo tổng chiều dầy của lớp mạ niken và chiều dầy lớp mạ lót đồng, nếu bất kỳ điểm nào trên bề mặt quan trọng có thể tiếp xúc bằng bi có đường kính 20 mm.

...

...

...

Phương pháp quét điện tử tế vi được quy định trong ISO 9220 có thể được sử dụng để đo chiều dầy từng lớp mạ trong lớp mạ nhiều lớp.

B.2.4. Phương pháp thử STEP

Chiều dầy của từng lớp mạ niken trong lớp mạ hai và ba lớp có thể được đo bằng phương pháp thử STEP.

CHÚ THÍCH Trong trường hợp có tranh chấp, phương pháp culong sẽ được sử dụng để đo chiều dầy lớp mạ crom và đối với lớp mạ niken có chiều dầy nhỏ hơn 10 µm, và phương pháp tế vi sẽ được sử dụng để đo chiều dầy lớp mạ niken và các lớp lót có chiều dầy 10 µm.

B.3. Thử không phá hủy

B.3.1. Phương pháp từ (chỉ áp dụng cho mạ niken)

Sử dụng phương pháp quy định trong TCVN 5877.

CHÚ THÍCH Phương pháp này nhạy với thay đổi độ thấm của lớp mạ.

B.3.2. Phương pháp tán xạ ngược Beta (chỉ áp dụng trên bề mặt của lớp mạ lót đồng)

...

...

...

CHÚ THÍCH Phương pháp này xác định tổng chiều dầy lớp mạ, bao gồm cả bề mặt mạ lót đồng nếu có. Tuy nhiên chiều dầy của lớp mạ lót này có thể sẽ khác với các lớp mạ ngoài do cách sử dụng phương pháp này cùng với các quy định trong ISO 2177, đối với mạ niken và crom, hoặc cùng với các quy định trong TCVN 5877 đối với mạ niken.

B.3.3. Phương pháp huỳnh quang tia X

Sử dụng phương pháp quy định trong ISO 3497.

Phụ lục C
(quy định)

Thử tính dễ uốn

C.1. Phạm vi áp dụng

Phụ lục này quy định phương pháp để xác định độ giãn dài quy định của mạ niken trên chi tiết thử và cung cấp các phương tiện cho việc đánh giá độ dễ uốn của chi tiết mạ.

CHÚ THÍCH Phương pháp thử được dùng để kiểm tra kiểu chất kết tủa niken tuân theo các yêu cầu quy định trong Bảng 5, và có thể được dùng trong việc đánh giá tính dễ uốn của chi tiết mạ.

...

...

...

Phương pháp thử được dựa trên tính uốn cong một mẫu thử đã được mạ niken, xung quanh trục gá có đường kính đã quy định để tạo ra độ kéo dài nhỏ nhất của lớp mạ là 8 %, sau đó dùng mắt thường kiểm tra vết nứt.

C.3. Dụng cụ thử

C.3.1. Trục, đường kính 11,5 mm ± 0,1 mm.

C.4. Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị một mẫu thử đã được mạ dài 150 mm, rộng 1,0 mm và dầy 1,0 mm ± 0,1 mm như sau.

Làm bóng một tấm kim loại nền thích hợp theo như các mẫu đã được mạ, ngoại trừ tấm kim loại đó là đồng thau dễ uốn, nếu kim loại nền là hợp kim kẽm. Sử dụng tấm kim loại đó đủ rộng để cho phép khi thử cắt một mảnh của nó sau khi cắt, mảnh này có mỗi chiều nhỏ nhất 25 mm.

Mạ tấm kim loại đã làm bóng đến độ dầy 25 µm dưới các điều kiện như nhau và cùng một bể dung dịch được sử dụng với các chi tiết thích hợp.

Cắt mẫu thử từ tấm kim loại đã mạ bằng một máy cắt hoặc bằng kéo. Hình dạng tròn hoặc vát là do thời gian mài mẫu thử, và để bề mặt mẫu thử nhỏ nhất cẩn thận mài hoặc hàn.

C.5. Quy trình thử

...

...

...

C.6. Biểu thị kết quả

Mẫu đã mạ phải đáp ứng yêu cầu tối thiểu của độ giãn 8 % sau khi thử phải hoàn toàn không có các vết nứt ngang từ bên này sang bên kia của bề mặt trong của mẫu thử.

Phụ lục D
(quy định)

Xác định hàm lượng lưu huỳnh của lớp mạ niken

D.1. Xác định bằng sự đốt cháy và phép chuẩn độ iodat

Khi cần hàm lượng của mạ niken sẽ được xác định, bằng việc đốt cháy một phần mẫu thử trong dòng oxy của lò cảm ứng. Sulfua dioxit sinh ra được hấp thu trong dung dịch axit kali iodua hóa. Dung dịch được chuẩn độ với dung dịch kali iodat và được chuẩn hóa mới tác dụng với thép có chứa lưu huỳnh để bù lại hàm lượng sulfua dioxit phục hồi trong thời gian ngắn. Sự bù đắp được thực hiện trên bán thành phẩm để cho phép có các ảnh hưởng của nồi và các chất xúc tác.

Phương pháp này được áp dụng cho mạ niken có hàm lượng lưu huỳnh, S, trong phạm vi từ 0,005 % đến 0,5 % khối lượng.

CHÚ THÍCH Các dụng cụ thương mại được sử dụng các phương pháp phát hiện vùng hồng ngoại và độ dẫn nhiệt để đo hàm lượng sulfua dioxit có được bởi sự bù đắp và các phương tiện máy tính cho phép đọc trực tiếp hàm lượng lưu huỳnh.

...

...

...

Hàm lượng lưu huỳnh của mạ niken sẽ được xác định bởi tính biến đổi lưu huỳnh trong niken sang hydro sulfit bằng cách xử lý axit clohydric chứa axit cloplatinic như là bộ tăng tốc để hòa tan. Hydro sulfit thoát ra được tác dụng với kẽm sulfat chứa amoniac. Kẽm sulfit được chuẩn độ với một thể tích chuẩn của dung dịch kali iodat. Kết quả dựa trên kali iodat như là chuẩn.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 5023 (ISO 1456), Lớp phủ kim loại - Lớp mạ niken-crom và đồng-niken-crom.

[2] TCVN 7664 (ISO 4525), Lớp phủ kim loại - Lớp mạ niken-crom trên vật liệu dẻo.

[3] ISO 4526, Metallic coatings - Electrolated coatings of nickel and nickel alloys for engineering purposes (Lớp phủ kim loại - Lớp mạ niken và hợp kim niken cho mục đích kỹ thuật).

[4] ISO 6158, Metallic coatings - Electrodeposited coatings of chromium for engineering purposes (Lớp phủ kim loại - Lớp mạ crom cho mục đích kỹ thuật).

[5] ISO 10587, Metallic and other inorganic coatings - Test for residual embrittlement in both metallic- coated and uncoated externally-threaded articles and rods - Inclined wedge method (Lớp phủ kim loại và các hợp chất hữu cơ khác - Thử độ giòn dư trên hai chi tiết thanh kim loại phủ và không phủ - Phương pháp nêm nghiêng).