Kemisk nickelplätering - funktioner, teknik och rekommendationer

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Teknik för metallisering av delar och strukturer är utbredd inom olika industri- och konstruktionsområden. En extra beläggning skyddar ytan från yttre skador och faktorer som bidrar till fullständig förstörelse av materialet. En sådan behandling är strömlös nickelplätering, som har en hållbar film som är mekaniskt och korrosionsbeständig och tål temperaturer på runt 400°C.

Teknikfunktioner

Tillsammans med nickelbaserad kemisk plätering finns det elektroplätering och galvaniseringsmetoder. Utfällningsreaktionen bör omedelbart tillskrivas egenskaperna hos den aktuella tekniken. Den är organiserad under förhållanden för nickelreduktion på basis av natriumhypofosfit i en s altlösning med tillsats av vatten. Inom industrin används främst kemiska nickelpläteringstekniker med anslutningenaktiva sura och alkaliska föreningar, som precis startar utfällningsprocesserna. Beläggningen som behandlas på detta sätt får ett glänsande metalliserat utseende, vars struktur är en kombinerad legering av nickel och fosfor. Tekniken, gjord med närvaron av det sista ämnet i kompositionen, har lägre fysiska och kemiska indikatorer. Syra och alkaliska lösningar kan ge olika koefficienter för fosforinnehållet - den första upp till 10% och den andra - cirka 5-6%.

Beläggningens fysiska egenskaper beror också på mängden av detta ämne. Den specifika vikten av fosfor kan vara cirka 7,8 g/cm3, det elektriska motståndet är 0,60 ohm mm2/m, och smältpunkten är från 900 till 1200°. Med hjälp av en värmebehandlingsoperation vid 400° kan hårdheten på den avsatta beläggningen ökas upp till 1000 kg/mm2. Samtidigt kommer även vidhäftningsstyrkan för arbetsstycket med nickel-fosforstruktur att öka.

När det gäller kemisk nickelplätering är den, till skillnad från många alternativa skyddspläteringsmetoder, bäst lämpad för att arbeta med delar och strukturer av komplex form. I praktiken tillämpas tekniken ofta på spolar och invändiga ytor av rör i flera format. Beläggningen appliceras jämnt och noggrant - utan luckor och andra defekter i skyddsskiktet. När det gäller tillgången på bearbetning för olika metaller gäller begränsningen endast bly, tenn, kadmium och zink. Omvänt rekommenderas nickelfosfordeposition för järnmetaller, aluminium ochkoppardelar.

Nickelpläteringsmetod i alkaliska lösningar

Alkalifällning ger beläggningen hög mekanisk beständighet, vilket kännetecknas av möjligheten till enkel justering och frånvaron av negativa faktorer såsom utfällning av nickelpulver. Det finns olika recept som tillagas beroende på vilken typ av metall som bearbetas och dess syfte. Sammansättningen av denna typ av kemisk nickelpläteringslösning används vanligtvis enligt följande:

• Citronsyranatrium.
• Natriumhypofosfit.
• Ammonium (klorerad).
• Nickel.

Vid en temperatur på cirka 80-90° sker processen med en hastighet av cirka 9-10 mikron/timme, medan avsättningen åtföljs av aktiv utveckling av väte.

Proceduren för att förbereda själva receptet uttrycks i upplösningen av var och en av ovanstående ingredienser i en separat ordning. Det enda undantaget i denna sammansättning av kemisk nickelplätering kommer att vara natriumhypofosfit. Den hälls i en volym på cirka 10-20 g/l när alla andra komponenter är upplösta och temperaturen bringas till optim alt läge.

I övrigt finns det inga speciella krav för beredning av deponeringsprocessen i en alkalisk lösning. Metallämnet rengörs och hängs utan specialbehandling.

Förberedelse av ytor på ståldelar och strukturer för beläggning har inga uttalade egenskaper. Under processen kan du justera lösningen genom att tillsätta samma natriumhypofosfit eller25% ammoniak. I det andra fallet, under villkoret av en stor badvolym, införs ammoniak från en cylinder i gasformigt tillstånd. En gummislang är nedsänkt till botten av behållaren och tillsatsen matas direkt genom den i ett kontinuerligt läge till önskad konsistens.

Nickelplätering med syralösningar

Jämfört med alkaliska medier kännetecknas sura medier av en mängd olika tillsatser. Basen av hypofosfit- och nickels alter kan modifieras med natriumacetat, mjölksyra, bärnstenssyra och vinsyra samt Trilon B och andra organiska föreningar. Bland det stora antalet formuleringar som används är den mest populära lösningen för kemisk nickelplätering genom sur avsättning:

• Natriumhypofosfit.
• Nickelsulfat.
• Natriumkarbonat.

Deponeringshastigheten kommer att vara samma 9-10 mikron/timme, och pH-värdet korrigeras med 2% natriumhydroxidlösning. Temperaturen hålls strikt inom 95 °, eftersom dess ökning kan leda till självurladdning av nickel med omedelbar nederbörd. Ibland kan även stänk av lösningen från behållaren observeras.

Det är möjligt att ändra kompositionens parametrar i förhållande till koncentrationen av dess huvudingredienser endast om innehållet av natriumfosfit i den är cirka 50 g/l. I detta tillstånd är nickelfosfitutfällning möjlig. När parametrarna för lösningen når ovanstående koncentration, dräneras lösningen och ersätts med en ny.

När termiskbearbetar?

Om arbetsstycket behöver säkerställa kvaliteten på slitstyrka och hårdhet, utförs en värmebehandlingsoperation. Ökningen av dessa egenskaper beror på det faktum att under förhållanden med en ökning av temperaturregimen sker nickel-fosforutfällning, följt av bildandet av en ny kemisk förening. Det bidrar till ökad hårdhet i beläggningens struktur.

Beroende på temperaturregimen finns en förändring i mikrohårdhet med olika egenskaper. Dessutom är korrelationen inte alls enhetlig med avseende på en ökning eller minskning av uppvärmningstemperaturen. Vid värmebehandling i kemisk nickelplätering vid t ex 200 och 800° blir mikrohårdhetsindexet endast 200 kg/mm2. Maximal hårdhet uppnås vid temperaturer på 400-500°. I det här läget kan du räkna med att ge 1200 kg/mm2.

Man bör också komma ihåg att inte alla metaller och legeringar i princip är acceptabel värmebehandling. Till exempel gäller förbudet för stål och legeringar som redan har genomgått härdnings- och normaliseringsprocedurer. Till detta kommer det faktum att värmebehandling i luft kan bidra till bildandet av en nyansfärg som ändras från gyllene till lila. Att sänka temperaturen till 350 ° hjälper till att minimera sådana faktorer. Hela processen utförs i storleksordningen 45-60 minuter endast med arbetsstycket rengjort från föroreningar. Extern polering påverkar direkt sannolikheten för att få ett kvalitetsresultat.

Bearbetningsutrustning

För produktionDenna teknik kräver inte särskilt specialiserade och industriella enheter. Hemma kan kemisk nickelplätering ordnas i ett emaljerat stålbad eller fat. Ibland använder erfarna hantverkare ett foder för vanliga metallbehållare, tack vare vilket ytorna skyddas från inverkan av syror och alkalier.

Med hänvisning till kapaciteter upp till 50-100 liter kan även extra emaljerade tankar som är resistenta mot salpetersyror användas. När det gäller själva fodret är dess bas beredd av vattentätt universallim (till exempel "Moment" nr 88) och pulveriserad kromoxid. Återigen, hemma, kan specialiserade pulverblandningar ersättas med mikropulver av smärgel. För att fixera och bearbeta det applicerade fodret krävs lufttorkning med en byggnadshårtork eller värmepistol.

Professionella installationer för kemisk nickelplätering kräver inget speciellt ytskydd och utmärker sig genom närvaron av avtagbara höljen. Beläggningar tas bort efter varje behandlingstillfälle och rengörs separat i salpetersyra. Huvuddesignfunktionen hos sådan utrustning kan kallas närvaron av korgar och upphängningar (vanligtvis gjorda av kolstål), vilket underlättar manipulering av små delar.

Nickelpläteringsprocesser för rostfritt stål och syrabeständiga metaller

Syftet med denna operation är att öka slitstyrkan och hårdheten på arbetsstyckets yta, samt att ge ett korrosionsskydd. Detta är standardenkemisk nickelpläteringsprocedur för stål som har legerats och förbereds för användning i aggressiva miljöer. Förberedelse av delar kommer att ha en speciell plats i beläggningstekniken.

För rostfria legeringar används preliminär förfining i en anodmiljö i en alkalisk lösning. Arbetsstyckena är monterade på hängare med anslutning av interna katoder. Vägningen utförs i en behållare med en 15% kaustiksodalösning, och elektrolyttemperaturen är 65-70 °. För att bilda en enhetlig beläggning utan mellanrum bör elektrolytisk och kemisk nickelplätering av rostfria legeringar utföras under förhållanden för att bibehålla en strömtäthet (anodisk) upp till 10 A/dm2. Processens längd varierar från 5 till 10 minuter beroende på delens storlek. Därefter tvättas arbetsstycket i rinnande kallt vatten och halshuggas i utspädd s altsyra i cirka 10 sekunder vid en temperatur av 20 °. Detta följs av en typisk alkalisk fällningsprocedur.

Icke-järnh altig nickelplätering

Metaller som är mjuka och formbara för kemiska processer genomgår också en speciell förberedelse innan bearbetning. Ytor är avfettade och i vissa fall polerade. Om arbetsstycket redan har utsatts för nickelplätering tidigare, bör betningsprocessen i en 25% utspädd lösning med svavelsyra också utföras inom 1 minut. Element baserade på koppar och dess legeringar rekommenderas att bearbetas i kontakt med elektronegativa metaller som aluminium och järn. Tekniskt sett tillhandahålls en sådan kombination av en upphängning eller seg tråd.från samma ämnen. Som praxis visar, ibland i reaktionsprocessen, räcker det med en beröring av järndelen på kopparytan för att uppnå önskad avsättningseffekt.

Kemisk nickelplätering av aluminium och dess legeringar har också sina egna egenskaper. I det här fallet organiseras betning av arbetsstycken i en alkalisk lösning, eller klarning utförs till en kvävebaserad syra. En dubbel zinkatbehandling används också, för vilken en komposition framställs med zinkoxid (100 g / l) och kaustiksoda (500 g / l). Temperaturregimen måste hållas inom 20-25 °. Det första tillvägagångssättet med nedsänkning av delen varar i 30 sekunder, och sedan börjar processen att etsa zinkfällningen i salpetersyra. Detta följs av ett andra, redan 10 sekunder långt dyk. I slutskedet tvättas aluminium med kallt vatten och nickelpläteras med nickel-fosforlösning.

Cermet Nickel Plating Technology

För material av denna typ används den allmänna metoden för nickelplätering av ferrit. Vid beredningsstadiet avfettas delen med en lösning av soda, tvättas med varmt vatten och etsas i 10-15 minuter i en alkohollösning med tillsats av s altsyra. Därefter tvättas arbetsstycket igen med varmt vatten och rengörs med mjuka slipmedel från slam. Omedelbart före starten av den kemiska nickelpläteringsprocessen täcks cermeten med ett lager palladiumklorid. En lösning med en koncentration av 1 g / l appliceras på ytan med en borste. Proceduren upprepas flera gånger och arbetsstycket torkas efter varje pass.

För nickelplätering använd en behållare med en sur lösning som innehåller nickelklorid (30 g/l), natriumhypofosfit (25 g/l) och natriumbärnstenssyra (15 g/l). Lösningens temperatur hålls i intervallet 95-98 °, och den rekommenderade vätekoefficienten är 4,5-4,8. Efter kemisk nickelplätering tvättas den keramiska metalldelen i varmt vatten och kokas sedan och nedsänks i ett pyrofosfat. kopparpläterad elektrolyt. I en aktiv kemisk miljö hålls arbetsstycket tills ett lager på 1-2 mikron bildas. Olika typer av keramik, kvartselement, ticond och thermocond kan också utsättas för liknande bearbetning. I varje fall är plätering med palladiumklorid, lufttorkning, nedsänkning i en sur lösning och kokning obligatoriskt.

Nickelpläteringsteknik hemma

Tekniskt kan nickelpläteringsoperationer organiseras utan speciell utrustning, som redan nämnts. Till exempel i en garagemiljö kan det se ut så här:

• Tillagning av gryta i rätt storlek med emaljerad insida.
• Förberedda torra reagenser för elektrolytlösningen i en emaljerad behållare blandas med vatten.
• Den resulterande blandningen kokas, varefter natriumhypofosfit tillsätts.
• Arbetsstycket rengörs och avfettas och sänks sedan ned i lösningen, men utan att vidröra behållarens ytor - det vill säga botten och väggarna.
• Funktioner hos nickelplätering hemma är det endautrustning kommer att tillverkas av improviserade material. För samma kontroll av delen kan du tillhandahålla en speciell konsol (nödvändigtvis från ett dielektriskt material) med en klämma, som måste lämnas i ett stationärt läge i 2-3 timmar.
• Under ovanstående tid lämnas kompositionen i kokande tillstånd.
• När den tekniska perioden för nickelplätering passerar, tas delen bort från lösningen. Den måste sköljas under kallt rinnande vatten utspätt i släckt kalk.

Hemma kan du nickelplåtstål, mässing, aluminium osv. För alla listade metaller bör en elektrolytisk lösning som innehåller natriumhypofosfit, nickelsulfat eller klorid, samt syrainneslutningar, beredas. Förresten, för att påskynda processen kan du lägga till en blytillsats.

Slutsats

Det finns olika tekniker och tillvägagångssätt för nickelplätering i aktiva kemiska lösningar, men användningen av natriumhypofosfit är den mest fördelaktiga metoden. Detta beror på den minsta mängden oönskad nederbörd och en kombination av en hel uppsättning tekniska och fysikaliska egenskaper hos beläggningen med en tjocklek på cirka 20 mikron. Naturligtvis är kemisk nickelplätering av metall åtföljd av vissa risker för defektbildning. Detta gäller särskilt för mycket känslig icke-järnmetall, men sådana fenomen kan också bekämpas inom ramen för en enda teknisk process. Experter rekommenderar till exempel att man tar bort defekta områden i en koncentrerad, sur kvävebaserad miljö medtemperaturer upp till 35°C. Denna procedur utförs inte bara i händelse av oönskade brister, utan också i syfte att regelbundet korrigera det applicerade skyddsskiktet.