1. Tujuan
Untuk menstandarisasi proses pelapisan nikel tanpa listrik, pengendalian parameter, dan persyaratan kualitas, serta memastikan kualitas pelapisan yang stabil dan memenuhi standar pelanggan dan internasional.
2. Ruang Lingkup
Berlaku untuk pelapisan nikel tanpa listrik pada baja karbon, baja tahan karat, dan paduan tembaga. Tidak berlaku untuk paduan magnesium, paduan titanium, atau proses khusus lainnya.
3. Acuan Normatif
- • GB/T 13913-2008 – Pelapis paduan nikel-fosfor autokatalitik
- • GB/T 6461-2002 – Penilaian spesimen uji dan artikel lapisan logam dan anorganik lainnya pada substrat logam setelah pengujian korosi
- • ASTM B733-18 – Spesifikasi Standar untuk Pelapis Nikel-Fosfor Autokatalitik (Tanpa Elektroda)
- • ISO 4527:2003 – Pelapis logam – Pelapis paduan nikel-fosfor autokatalitik (tanpa elektrolisis)
- • GB/T 5270-2005 – Pelapisan logam pada substrat logam – Pelapisan hasil elektroplating dan pengendapan kimia – Metode uji adhesi
4. Prinsip Proses
Pelapisan nikel tanpa listrik adalah proses pengendapan kimia autokatalitik di mana natrium hipofosfit mereduksi ion Ni²⁺ untuk membentuk lapisan paduan Ni-P.
Mekanisme reaksi:
- • Oksidasi anodik: H₂PO₂⁻ + H₂O → H₂PO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻
- • Reduksi katodik: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni
- • Ko-deposisi fosfor: H₂PO₂⁻ + 2H⁺ + e⁻ → P + 2H₂O
Klasifikasi pelapis berdasarkan kandungan fosfor:
| Jenis | Kandungan fosfor |
| Rendah-P | 1–5% |
| P-tengah | 5–10% |
| Tinggi-P | 10–15% |
5. Alur Proses
Inspeksi → Penghilangan lemak → Pembilasan panas → Pembilasan aliran → Pengawetan → Pembilasan → Aktivasi → Pembilasan → Pembilasan air deionisasi → Pelapisan tanpa listrik → Pemulihan → Pembilasan aliran balik 3 tahap → Pasivasi → Pembilasan air deionisasi → Pengeringan → Inspeksi → Pengemasan
6. Parameter Proses Utama
| Parameter | Rentang kontrol | Perkataan |
| Konsentrasi Ni²⁺ | 8–12 g/L | Direkomendasikan 9–10 g/L |
| Natrium hipofosfit | 25–35 g/L | Rasio molar terhadap Ni²⁺: 2,5–3,5:1 |
| Agen pengkompleks (natrium sitrat) | 30–40 g/L | Menstabilkan ion nikel |
| Larutan penyangga (natrium asetat) | 15–25 g/L | Menjaga stabilitas pH |
| nilai pH | 4,5–5,5 (P sedang/tinggi) | Disesuaikan dengan amonia atau natrium karbonat |
| Suhu | 85–90℃ | Suhu optimal 88±1℃ |
| Memuat | 0,5–1,5 dm²/L | Beban yang lebih tinggi mengurangi laju pengendapan. |
| Tingkat pengendapan | 15–25 μm/jam | Menurun seiring bertambahnya usia saat mandi |
| Waktu | 15–60 menit | Tergantung pada ketebalan yang dibutuhkan |
| Agitasi | Udara mekanis atau bertekanan rendah | Disarankan untuk menggerakkan atau mensirkulasikan benda kerja. |
| Penyaringan | Filtrasi kontinu, ukuran 5–10 μm | Menghilangkan partikel, mencegah korosi |
7. Spesifikasi Produk & Kemampuan Pelapisan
7.1 Rentang Ukuran Benda Kerja
| Barang | Parameter |
| Ukuran maksimal | 1500×800×600 mm |
| Ukuran minimum | 5×5×5 mm |
| Berat maksimum | 200 kg |
| Berat minimum | 1 g |
7.2 Kemampuan Ketebalan Lapisan
| Jenis | Rentang ketebalan | Aplikasi umum |
| Komponen presisi | 5–10 μm | Ulir, inti katup, komponen hidrolik |
| Komponen standar | 10–50 μm | Komponen tahan korosi dan aus secara umum |
| Lapisan tebal | 50–100 μm | Perbaikan aus, lingkungan korosif yang parah |
Keseragaman: ±10% (bagian umum); ±15% (bentuk kompleks)
7.3 Sifat Pelapis
| Milik | Seperti yang dilapisi | Dipanaskan (400℃×1 jam) | Perkataan |
| Kekerasan (HV) | ≥500 HV | ≥800 HV | Perlakuan panas meningkatkan kekerasan |
| Adhesi | ≤ Kelas 1 (GB/T 5270) | — | Tidak mengelupas, tidak terkelupas |
| Uji semprot garam (NSS, 5% NaCl, 35℃) | ≥24 jam (Mid-P) ≥72 jam (P Tinggi) | — | Sesuai kebutuhan pelanggan |
| Porositas | ≤1 poin/cm² | — | Biasanya tidak berpori ≥25 μm |
| Resistivitas | 50–100 μΩ·cm | 30–60 μΩ·cm | — |
Perlakuan panas: 400℃ ±10℃, 1 jam, pendinginan udara/tungku.
8. Kapasitas Produksi
| Barang | Kapasitas |
| Volume tangki tunggal | 2–5 m³ |
| Berat batch | 500–1500 kg |
| Kapasitas harian | 3–8 ton |
| Kapasitas bulanan | 80–200 ton |
Catatan: Kapasitas sebenarnya bergantung pada geometri, ketebalan, dan penuaan cairan.
9. Inspeksi Kualitas
9.1 Item Inspeksi
| Barang | Metode | Frekuensi | Kriteria penerimaan |
| Ketebalan | Mikroskop XRF/metalografi | ≥3 poin per perlengkapan per batch | Gambar pertemuan; deviasi maksimum ≤10% |
| Kekerasan | Kekerasan mikro HV0.1 | Sekali per shift | ≥500 HV (saat dipasang); ≥800 HV (HT) |
| Adhesi | Kikir/tekuk/potong silang+pita | 1 buah per batch | Tingkat ≤1, tidak mengelupas |
| Penampilan | Visual (cahaya standar) | 100% | Warna cerah seragam; tanpa cacat. |
| Semprotan garam | NSS 5% NaCl, 35℃ | Per batch/perubahan | Mid-P ≥24 jam; High-P ≥72 jam |
| Kandungan fosfor | EDS / kimia | Mandi mingguan / baru | 1–5% / 5–10% / 10–15% |
9.2 Klasifikasi Penampilan
| Nilai | Keterangan |
| Nilai A | Warna cerah/semi-cerah seragam, tanpa cacat. |
| Nilai B | Terdapat sedikit bekas air/goresan rak, tidak ada lubang/pengelupasan. |
| Nilai C | Sedikit kusam/variasi warna, fungsi tetap baik. |
| Menolak | Berlubang-lubang, mengelupas, lapisan tidak merata, gosong, perbedaan warna yang parah |
10. Pemecahan Masalah
| Masalah | Kemungkinan penyebab | Larutan |
| Daya rekat yang buruk | Proses penghilangan lemak/pengawetan tidak lengkap; aktivasi tidak memadai. | Tingkatkan praperawatan; perpanjang aktivasi. |
| Lubang/kekasaran | Partikel dalam bak mandi; endapan pH tinggi | Meningkatkan filtrasi (5 μm); menurunkan pH |
| Lapisan kusam/abu-abu | Ni²⁺/hipofosfit rendah; pH/suhu rendah | Tambahkan bahan kimia; pH 4,8–5,2; panaskan hingga 88℃. |
| Pelapisan lewati | Pasivasi lokal; minyak/oksida residu | Tingkatkan aktivasi; bersihkan kembali lemaknya. |
| Tingkat pengendapan rendah | Suhu rendah/Ni²⁺/pereduksi; pH tidak ideal; larutan yang sudah lama disimpan | Panaskan hingga 88–90℃; sesuaikan pH; ganti air rendaman. |
| Dekomposisi mandi | Pemanasan berlebih; pH tinggi; penambahan cepat; pemuatan rendah | Hentikan pemanasan; turunkan pH; encerkan larutan mandi. |
11. Keselamatan
- • APD: Sarung tangan asam/basa, kacamata pelindung, celemek, respirator (amonia/asam).
- • Penyimpanan bahan kimia: Pisahkan nikel sulfat, hipofosfit, asam, dan alkali; jauhkan dari panas/zat pereduksi.
- • Larangan: Jangan mencampur asam pekat + hipofosfit (fosfin beracun). Larutkan padatan dalam air deionisasi terlebih dahulu.
- • Ventilasi: Ventilasi lokal di atas tangki (penghilangan hidrogen).
- • Perlengkapan Darurat: Pencuci mata, pancuran, alat pemadam api bubuk kering/CO₂, masker pernapasan, perlengkapan penanganan tumpahan.
12. Perlindungan Lingkungan
- • Air limbah: Ni air limbah terpisah; endapan pH 9–10 + PAC/PAM; Ni <0,5 mg/L.
- • Limbah berbahaya: Cairan bekas, filter, aktivator, lumpur Ni – pembuangan berlisensi dengan manifes.
- • Emisi: Ventilasi terus menerus; pantau amonia/hidrogen sesuai GB 16297.
- • Energi/air: Isolasi tangki; pembilasan aliran balik; pengisian ulang terkonsentrasi.
13. Komposisi Mandi (Fosfor Tengah, Bagian Umum)
| Kimia | Konsentrasi | Fungsi |
| NiSO₄·6H₂O | 25–35 g/L | Garam utama, sumber Ni²⁺ |
| NaH₂PO₂·H₂O | 25–35 g/L | Zat pereduksi, sumber P |
| Na₃C₆H₅O₇·2H₂O | 30–40 g/L | Agen pengkompleks |
| CH₃COONa·3H₂O | 15–25 g/L | penyangga pH |
| Asam laktat/propionat | 5–10 mL/L | Akselerator |
| Penstabil (tiourea) | 1–2 mg/L | Mencegah pembusukan |
Rias:
1. Larutkan NiSO₄, sitrat, asetat dalam 1/3 air deionisasi, 60℃.
2. Larutkan hipofosfit + asam laktat dalam 1/3 bagian lainnya.
3. Campur, isi hingga volume yang diinginkan, pH 4,8–5,2.
4. Tambahkan penstabil, panaskan hingga 88℃, saring, uji pelat.
14. Peralatan & Kemampuan Inspeksi
14.1 Peralatan Utama
| Peralatan | Spesifikasi |
| Tangki pelapis | Berlapis PP/PVC, berpemanas, pengatur suhu |
| Penyaringan | Pompa tahan asam + wadah, 5–10 μm, 1–3×/jam |
| Kontrol suhu | PID, ±1℃ |
| Oven pengering | Udara panas, 60–120℃ |
| Pembersih ultrasonik | 40 kHz, daya dapat disesuaikan |
| Air suling | ≥10 MΩ·cm |
14.2 Peralatan Inspeksi
| Peralatan | Akurasi/Standar |
| Ketebalan XRF | 0–200 μm, ±0,1 μm |
| Kekerasan mikro | 10–1000 gf, GB/T 4340.1 |
| Ruang semprot garam | GB/T 10125, ≥200 L |
| Mikroskop metalografi | 100–1000×, mikrometer |
| Pengukur pH | ±0,02, kompensasi suhu |
| Neraca analitis | 0,01 g |
15. Dokumentasi & Ketertelusuran
- •Catatan produksi:Nomor bagian, kuantitas, suhu, pH, waktu, ketebalan, operator.
- •Catatan mandi:Ni²⁺ harian, hipofosfit, pH; penambahan; penyaringan/pembersihan.
- •Catatan inspeksi:Ketebalan, kekerasan, daya rekat, penampilan, uji semprot garam.
- •Pemeliharaan:Kalibrasi, perawatan pompa, penghilangan kerak, pemeriksaan kipas (setiap tiga bulan).
Penyimpanan:≥3 tahun (≥10 tahun untuk otomotif/medis). Dapat ditelusuri ke siklus batch/bak.
16. Ketentuan Tambahan
- • Ditinjau setiap tahun oleh Departemen Teknis.
- • Persyaratan khusus pelanggan (uji semprot garam, kesadahan, distribusi, kerapuhan akibat hidrogen) didokumentasikan dan dipatuhi.
- • Produk baru: Uji coba skala kecil terlebih dahulu; produksi massal setelah melewati semua pengujian.
- • Untuk pengendalian produksi dan audit pelanggan.
Riwayat Revisi
| Putaran | Tanggal | Konten revisi | Disetujui oleh |
| Versi 1.0 | 2024-xx-xx | Rilis awal | — |
| Versi 2.0 | 30 April 2026 | Revisi lengkap dalam bahasa Inggris saja | — |
Waktu posting: 18 Mei 2026