Химично никелиране - характеристики, технология и препоръки

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Технологиите за метализиране на части и конструкции са широко разпространени в различни области на индустрията и строителството. Допълнително покритие предпазва повърхността от външни повреди и фактори, които допринасят за пълното унищожаване на материала. Едно такова третиране е електробезникелното покритие, което има издръжлив филм, който е механично и устойчив на корозия и може да издържи на температури от около 400°C.

Технологични характеристики

Наред с химическото покритие на основата на никел, има методи за галванично и галванично покритие. Реакцията на утаяване трябва незабавно да се припише на характеристиките на разглежданата техника. Организира се в условията на редукция на никел на базата на натриев хипофосфит във физиологичен разтвор с добавяне на вода. В промишлеността, технологиите за химическо никелиране се използват предимно със свързванетоактивни киселинни и алкални съединения, които само започват процесите на утаяване. Така обработеното покритие придобива лъскав метализиран вид, чиято структура е комбинирана сплав от никел и фосфор. Технологията, изработена с присъствието на последното вещество в състава, е с по-ниски физико-химични показатели. Киселинните и алкалните разтвори могат да дадат различни коефициенти на съдържание на фосфор - първият до 10%, а вторият - около 5-6%.

Физическите качества на покритието също ще зависят от количеството на това вещество. Специфичното тегло на фосфора може да бъде около 7,8 g/cm3, електрическото съпротивление е 0,60 ohm mm2/m, а точката на топене е от 900 до 1200°. Чрез термична обработка при 400° твърдостта на нанесеното покритие може да се увеличи до 1000 kg/mm2. В същото време силата на сцепление на детайла с никел-фосфорна структура също ще се увеличи.

Що се отнася до химическото никелиране, за разлика от много алтернативни методи за защитно покритие, то е най-подходящо за работа с части и конструкции със сложна форма. На практика технологията често се прилага за намотки и вътрешни повърхности на многоформатни тръби. Покритието се нанася равномерно и точно - без празнини и други дефекти в защитния слой. По отношение на наличието на обработка за различни метали, ограничението се отнася само за олово, калай, кадмий и цинк. Обратно, отлагането на никел фосфор се препоръчва за черни метали, алуминий имедни части.

Метод на никелиране в алкални разтвори

Алкалното утаяване осигурява на покритието висока механична устойчивост, която се характеризира с възможност за лесно регулиране и липса на негативни фактори като утаяване на никелов прах. Има различни рецепти, които се приготвят в зависимост от вида на обработвания метал и предназначението му. Съставът на този тип разтвор за химическо никелиране обикновено се използва, както следва:

• Лимонена киселина натрий.
• Натриев хипофосфит.
• Амоний (хлориран).
• никел.

При температура около 80-90° процесът протича със скорост около 9-10 микрона/час, докато отлагането е придружено от активно отделяне на водород.

Процедурата за приготвяне на самата рецепта се изразява в разтварянето на всяка от горните съставки в отделен ред. Единственото изключение в този състав на химическо никелиране ще бъде натриевият хипофосфит. Излива се в обем от около 10-20 g/l до момента, в който всички останали компоненти се разтварят и температурата се довежда до оптимален режим.

В противен случай няма специални изисквания за подготовката на процеса на отлагане в алкален разтвор. Металната заготовка се почиства и окачва без специална обработка.

Подготовката на повърхности на стоманени части и конструкции за покритие няма изразени особености. По време на процеса можете да регулирате разтвора, като добавите същия натриев хипофосфит или25% амоняк. Във втория случай, при условие на голям обем баня, амонякът се въвежда от цилиндър в газообразно състояние. Гумена тръба се потапя до самото дъно на контейнера и добавката се подава директно през нея в непрекъснат режим до желаната консистенция.

Покритие с никел с киселинни разтвори

В сравнение с алкалните среди, киселинните среди се характеризират с разнообразие от добавки. Основата на хипофосфитните и никелови соли може да бъде модифицирана с натриев ацетат, млечна, янтарна и винена киселини, както и с трилон В и други органични съединения. Сред големия брой използвани формулировки, най-популярното решение за химическо никелиране чрез киселинно отлагане:

• Натриев хипофосфит.
• Никелов сулфат.
• Натриев карбонат.

Скоростта на отлагане ще бъде същата 9-10 микрона/час, а стойността на pH се коригира с 2% разтвор на натриев хидроксид. Температурата се поддържа стриктно в рамките на 95 °, тъй като нейното повишаване може да доведе до саморазреждане на никел с моментално утаяване. Понякога се наблюдава и разпръскване на разтвора от контейнера.

Възможно е да се променят параметрите на състава спрямо концентрацията на основните му съставки само ако съдържанието на натриев фосфит в него е около 50 g/l. В това състояние е възможно утаяване на никелов фосфит. Когато параметрите на разтвора достигнат горната концентрация, разтворът се източва и се заменя с нов.

Когато термичнообработка?

Ако детайлът трябва да гарантира качеството на износоустойчивост и твърдост, се извършва операция за термична обработка. Увеличаването на тези свойства се дължи на факта, че при условия на повишаване на температурния режим се получава утаяване на никел-фосфор, последвано от образуване на ново химично съединение. Той допринася за увеличаване на твърдостта в структурата на покритието.

В зависимост от температурния режим има промяна в микротвърдостта с различни характеристики. Освен това, корелацията изобщо не е равномерна по отношение на повишаване или намаляване на температурата на нагряване. При топлинна обработка при химическо никелиране при 200 и 800°, например, индексът на микротвърдост ще бъде само 200 kg/mm2. Максималната стойност на твърдостта се достига при температури от 400-500°. В този режим можете да разчитате на осигуряване на 1200 kg/mm2.

Трябва също да се има предвид, че не всички метали и сплави по принцип са приемливи за термична обработка. Например забраната е наложена на стомани и сплави, които вече са преминали през процедури за закаляване и нормализиране. Към това се добавя и фактът, че топлинната обработка на въздуха може да допринесе за образуването на оттенък, който се променя от златист към лилав. Понижаването на температурата до 350 ° ще помогне за минимизиране на тези фактори. Целият процес се извършва от порядъка на 45-60 минути само с почистен от замърсители детайл. Външното полиране ще повлияе пряко на вероятността за получаване на качествен резултат.

Обработващо оборудване

За производствоТази технология не изисква високоспециализирани и индустриални звена. У дома, химическото никелиране може да бъде подредено в емайлирана стоманена вана или съд. Понякога опитни майстори използват облицовка за обикновени метални контейнери, благодарение на която повърхностите са защитени от действието на киселини и основи.

По отношение на вместимост до 50-100 литра могат да се използват и допълнителни емайлирани резервоари, устойчиви на азотни киселини. Що се отнася до самата облицовка, нейната основа е приготвена от водоустойчиво универсално лепило (например "Момент" № 88) и прахообразен хромов оксид. Отново в домашни условия специализираните прахообразни смеси могат да бъдат заменени с микропрахове от шмиргел. За фиксиране и обработка на нанесената подплата е необходимо изсушаване на въздух със строителен сешоар или термопистолет.

Професионалните инсталации за химическо никелиране не изискват специална защита на повърхността и се отличават с наличието на подвижни капаци. Покритията се отстраняват след всяка сесия на третиране и се почистват отделно в азотна киселина. Основната конструктивна особеност на такова оборудване може да се нарече наличието на кошници и окачвания (обикновено изработени от въглеродни стомани), които улесняват манипулирането на малки части.

Процеси за никелиране на неръждаема стомана и киселинноустойчиви метали

Целта на тази операция е да се повиши износоустойчивостта и твърдостта на повърхността на детайла, както и да се осигури антикорозионна защита. Това е стандартътпроцедура за химическо никелиране на стомани, които са легирани и се подготвят за използване в агресивни среди. Подготовката на частите ще има специално място в техниката на нанасяне на покритие.

За неръждаеми сплави се използва предварително рафиниране в анодна среда в алкален разтвор. Заготовките са монтирани на закачалки със свързване на вътрешни катоди. Претеглянето се извършва в контейнер с 15% разтвор на сода каустик, а температурата на електролита е 65-70 °. За образуване на еднородно покритие без празнини, електролитното и химическо никелиране на неръждаеми сплави трябва да се извърши при условия на поддържане на плътност на тока (анодна) до 10 A/dm2. Продължителността на процеса варира от 5 до 10 минути в зависимост от размера на детайла. След това детайлът се измива в течаща студена вода и се обезглавява в разредена солна киселина за около 10 секунди при температура 20 °. Това е последвано от типична процедура за алкално утаяване.

Покритие с цветно никелиране

Металите, които са меки и ковки на химически процеси, също се подлагат на специална подготовка преди обработка. Повърхностите се обезмасляват и в някои случаи се полират. Ако детайлът вече е бил подложен на никелиране преди, тогава процедурата за ецване в 25% разреден разтвор със сярна киселина също трябва да се извърши в рамките на 1 минута. Елементите на основата на мед и нейните сплави се препоръчва да се обработват в контакт с електроотрицателни метали като алуминий и желязо. Технически такава комбинация се осигурява от окачване или жилав проводник.от същите вещества. Както показва практиката, понякога в процеса на реакция едно докосване на желязната част до медната повърхност е достатъчно, за да се постигне желания ефект на отлагане.

Химическото никелиране на алуминия и неговите сплави също има свои собствени характеристики. В този случай се организира ецване на заготовки в алкален разтвор или се извършва избистряне до киселина на основата на азот. Използва се и двойна обработка с цинк, за която се приготвя състав с цинков оксид (100 g / l) и сода каустик (500 g / l). Температурният режим трябва да се поддържа в рамките на 20-25 °. Първият подход с потапяне на детайла продължава 30 секунди, след което започва процесът на ецване на цинковата утайка в азотна киселина. Следва второ, вече 10-секундно гмуркане. На последния етап алуминият се измива със студена вода и се никелира с никел-фосфорен разтвор.

Технология за никелиране с кермет

За материали от този тип се използва общият метод на феритно никелиране. На етапа на подготовка детайлът се обезмаслява с разтвор на калцинирана сода, измива се с гореща вода и се ецва в продължение на 10-15 минути в алкохолен разтвор с добавяне на солна киселина. След това детайлът отново се измива с гореща вода и се почиства с меки абразиви от утайка. Непосредствено преди началото на процеса на химическо никелиране металокерамиката се покрива със слой от паладиев хлорид. Разтвор с концентрация 1 g / l се нанася върху повърхността с четка. Процедурата се повтаря няколко пъти и детайлът се суши след всяко преминаване.

За никелиране използвайте контейнер с кисел разтвор, съдържащ никелов хлорид (30 g/l), натриев хипофосфит (25 g/l) и натриева янтарна киселина (15 g/l). Температурата на разтвора се поддържа в диапазона от 95-98 °, а препоръчителният водороден коефициент е 4,5-4,8 След химическо никелиране металокерамичната част се измива в гореща вода, след което се вари и се потапя в пирофосфат меден електролит. В активна химическа среда детайлът се държи, докато се образува слой от 1-2 микрона. На подобна обработка могат да бъдат подложени и различни видове керамика, кварцови елементи, тиконд и термоконд. Във всеки случай, покритието с паладиев хлорид, сушене на въздух, потапяне в киселинен разтвор и кипене ще бъдат задължителни.

Технология за никелиране у дома

Технически операциите по никелиране могат да бъдат организирани без специално оборудване, както вече беше отбелязано. Например в гаражна среда може да изглежда така:

• Готвене с подходящ размер тенджера с емайлиран интериор.
• Предварително приготвените сухи реагенти за електролитния разтвор в емайлиран съд се смесват с вода.
• Получената смес се кипва, след което към нея се добавя натриев хипофосфит.
• Заготовката се почиства и обезмаслява и след това се потапя в разтвора, но без да докосва повърхностите на контейнера - тоест дъното и стените.
• Характеристиките на никелирането у дома са товаоборудването ще бъде направено от импровизирани материали. За същия контрол на детайла можете да осигурите специална скоба (задължително от диелектричен материал) със скоба, която ще трябва да се остави в неподвижно положение за 2-3 часа..
• За горепосоченото време съставът се оставя в състояние на кипене.
• Когато премине технологичния период на никелиране, детайлът се изважда от разтвора. Трябва да се изплакне под студена течаща вода, разредена в гасена вар.

У дома можете да използвате никелирана стомана, месинг, алуминий и др. За всички изброени метали трябва да се приготви електролитен разтвор, съдържащ натриев хипофосфит, никелов сулфат или хлорид, както и киселинни включвания. Между другото, за да ускорите процеса, можете да добавите оловна добавка.

Заключение

Има различни техники и подходи за никелиране в активни химически разтвори, но използването на натриев хипофосфит е най-изгодният метод. Това се дължи на минималното количество нежелани валежи и комбинация от цял набор от технически и физични свойства на покритието с дебелина около 20 микрона. Разбира се, химическото никелиране на метала е придружено от определени рискове от образуване на дефекти. Това е особено вярно за високочувствителни цветни метали, но подобни явления могат да се борят и в рамките на един технологичен процес. Например, експертите препоръчват премахване на дефектни зони в концентрирана, кисела азотна среда стемператури до 35°C. Тази процедура се извършва не само при нежелани дефекти, но и с цел редовно коригиране на нанесения защитен слой.