Kjemisk nikkelbelegg - funksjoner, teknologi og anbefalinger

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Teknologier for metallisering av deler og konstruksjoner er utbredt i ulike områder av industri og konstruksjon. Et ekstra belegg beskytter overflaten mot ytre skader og faktorer som bidrar til fullstendig ødeleggelse av materialet. En slik behandling er strømløs nikkelbelegg, som har en slitesterk film som er mekanisk og korrosjonsbestandig og tåler temperaturer på rundt 400°C.

Teknologifunksjoner

Sammen med nikkelbasert kjemisk plettering finnes det galvanisering og galvaniseringsmetoder. Utfellingsreaksjonen bør umiddelbart tilskrives egenskapene til teknikken som vurderes. Det er organisert under betingelsene for nikkelreduksjon på grunnlag av natriumhypofosfitt i en s altoppløsning med tilsetning av vann. I industrien brukes kjemiske forniklingsteknologier hovedsakelig med forbindelsenaktive sure og alkaliske forbindelser, som bare starter utfellingsprosessene. Belegget behandlet på denne måten får et skinnende metallisert utseende, hvis struktur er en kombinert legering av nikkel og fosfor. Teknologien, laget med tilstedeværelsen av det siste stoffet i sammensetningen, har lavere fysiske og kjemiske indikatorer. Syre og alkaliske løsninger kan gi forskjellige koeffisienter for fosforinnhold - den første opptil 10 %, og den andre - ca. 5-6%.

De fysiske egenskapene til belegget vil også avhenge av mengden av dette stoffet. Den spesifikke vekten til fosfor kan være omtrent 7,8 g/cm3, den elektriske motstanden er 0,60 ohm mm2/m, og smeltepunktet er fra 900 til 1200°. Ved hjelp av en varmebehandlingsoperasjon ved 400° kan hardheten til det avsatte belegget økes opp til 1000 kg/mm2. Samtidig vil også heftstyrken til arbeidsstykket med nikkel-fosfor struktur øke.

Når det gjelder kjemisk nikkelplettering, er den i motsetning til mange alternative beskyttende pletteringsmetoder best egnet for arbeid med deler og strukturer med kompleks form. I praksis brukes teknologien ofte på spoler og innvendige overflater av flerformatrør. Belegget påføres jevnt og nøyaktig - uten hull og andre defekter i det beskyttende laget. Når det gjelder tilgjengeligheten av bearbeiding for ulike metaller, gjelder begrensningen kun bly, tinn, kadmium og sink. Motsatt anbefales nikkelfosforavsetning for jernholdige metaller, aluminium ogkobberdeler.

Nikkelpletteringsmetode i alkaliske løsninger

Alkali-utfelling gir belegget høy mekanisk motstand, som er preget av muligheten for enkel justering og fravær av negative faktorer som utfelling av nikkelpulver. Det er forskjellige oppskrifter som tilberedes avhengig av hvilken type metall som behandles og formålet. Sammensetningen av denne typen kjemiske nikkelpletteringsløsninger brukes vanligvis som følger:

• sitronsyrenatrium.
• Natriumhypofosfitt.
• Ammonium (klorert).
• Nikkel.

Ved en temperatur på ca. 80-90° foregår prosessen med en hastighet på ca. 9-10 mikron/time, mens avsetningen er ledsaget av aktiv utvikling av hydrogen.

Prosedyren for å tilberede selve oppskriften kommer til uttrykk i oppløsningen av hver av ingrediensene ovenfor i egen rekkefølge. Det eneste unntaket i denne sammensetningen av kjemisk nikkelbelegg vil være natriumhypofosfitt. Den helles i et volum på ca. 10-20 g/l når alle andre komponenter er oppløst, og temperaturen bringes til optimal modus

For øvrig er det ingen spesielle krav til forberedelse av deponeringsprosessen i alkalisk løsning. Metallemnet rengjøres og henges uten spesiell behandling.

Forberedelse av overflater av ståldeler og strukturer for belegg har ingen utt alte trekk. Under prosessen kan du justere løsningen ved å tilsette samme natriumhypofosfitt eller25 % ammoniakk. I det andre tilfellet, under betingelse av et stort badvolum, innføres ammoniakk fra en sylinder i gassform. Et gummirør dyppes ned til bunnen av beholderen og tilsetningsstoffet mates direkte gjennom det i en kontinuerlig modus til ønsket konsistens.

Nikkelbelegg med syreløsninger

Sammenlignet med alkaliske medier er sure medier preget av en rekke tilsetningsstoffer. Basen av hypofosfitt og nikkels alter kan modifiseres med natriumacetat, melkesyre, ravsyre og vinsyre, samt Trilon B og andre organiske forbindelser. Blant det store antallet formuleringer som brukes, er den mest populære løsningen for kjemisk nikkelplettering ved sur avsetning:

• Natriumhypofosfitt.
• Nikkelsulfat.
• natriumkarbonat.

Deponeringshastigheten vil være den samme 9-10 mikron/time, og pH-verdien korrigeres med 2% natriumhydroksidløsning. Temperaturen holdes strengt innenfor 95 °, siden økningen kan føre til selvutladning av nikkel med øyeblikkelig nedbør. Noen ganger observeres også sprut av løsningen fra beholderen.

Det er mulig å endre parametrene for sammensetningen i forhold til konsentrasjonen av hovedingrediensene bare hvis innholdet av natriumfosfitt i den er ca. 50 g/l. I denne tilstanden er nikkelfosfittutfelling mulig. Når parametrene til løsningen når konsentrasjonen ovenfor, tappes løsningen og erstattes med en ny.

Når termiskbehandler?

Hvis arbeidsstykket må sikre kvaliteten på slitestyrke og hardhet, utføres en varmebehandlingsoperasjon. Økningen i disse egenskapene skyldes det faktum at under forhold med en økning i temperaturregimet oppstår nikkel-fosforutfelling, etterfulgt av dannelsen av en ny kjemisk forbindelse. Det bidrar til økt hardhet i beleggets struktur.

Avhengig av temperaturregimet er det en endring i mikrohardhet med ulike egenskaper. Dessuten er korrelasjonen ikke i det hele tatt ensartet med hensyn til en økning eller reduksjon i oppvarmingstemperaturen. Ved varmebehandling i kjemisk nikkelplettering ved for eksempel 200 og 800° vil mikrohardhetsindeksen kun være 200 kg/mm2. Maksimal hardhetsverdi nås ved temperaturer på 400-500°. I denne modusen kan du regne med å gi 1200 kg/mm2.

Det bør også huskes på at ikke alle metaller og legeringer i prinsippet er akseptabel varmebehandling. Forbudet er for eksempel pålagt stål og legeringer som allerede har gjennomgått herde- og normaliseringsprosedyrer. I tillegg kommer det faktum at varmebehandling i luft kan bidra til dannelsen av en nyansefarge som endres fra gyllen til lilla. Å senke temperaturen til 350 ° vil bidra til å minimere slike faktorer. Hele prosessen utføres i størrelsesorden 45-60 minutter bare med arbeidsstykket renset for forurensninger. Utvendig polering vil direkte påvirke sannsynligheten for å oppnå et kvalitetsresultat.

Behandlingsutstyr

For produksjonDenne teknologien krever ikke høyt spesialiserte og industrielle enheter. Hjemme kan kjemisk nikkelbelegg ordnes i et emaljert stålbad eller fat. Noen ganger bruker erfarne håndverkere et fôr til vanlige metallbeholdere, takket være at overflatene er beskyttet mot påvirkning av syrer og alkalier.

Med referanse til kapasiteter opp til 50-100 liter kan det også brukes emaljerte hjelpetanker som er motstandsdyktige mot salpetersyre. Når det gjelder selve foringen, er basen laget av vanntett universallim (for eksempel "Moment" nr. 88) og pulverisert kromoksid. Igjen, hjemme, kan spesialiserte pulverblandinger erstattes med smergelmikropulver. For å fikse og behandle den påførte foringen, kreves lufttørking med en bygningshårføner eller varmepistol.

Profesjonelle installasjoner for kjemisk fornikling krever ikke spesiell overflatebeskyttelse og utmerker seg ved tilstedeværelsen av avtagbare deksler. Belegg fjernes etter hver behandlingsøkt og rengjøres separat i salpetersyre. Hoveddesignfunksjonen til slikt utstyr kan kalles tilstedeværelsen av kurver og suspensjoner (vanligvis laget av karbonstål), som letter manipulering av små deler.

Nikkelpletteringsprosesser for rustfritt stål og syrebestandige metaller

Hensikten med denne operasjonen er å øke slitestyrken og hardheten til arbeidsstykkets overflate, samt å gi anti-korrosjonsbeskyttelse. Dette er standardenkjemisk forniklingsprosedyre for stål som er legert og klargjøres for bruk i aggressive miljøer. Delforberedelse vil ha en spesiell plass i belegningsteknikken.

For rustfrie legeringer brukes foreløpig foredling i et anodemiljø i en alkalisk løsning. Arbeidsstykkene er montert på kleshengere med tilkobling av interne katoder. Veiingen utføres i en beholder med en 15% kaustisk sodaløsning, og elektrolytttemperaturen er 65-70 °. For å danne et jevnt belegg uten hull, bør elektrolytisk og kjemisk nikkelplettering av rustfrie legeringer utføres under forhold for å opprettholde en strømtetthet (anodisk) opp til 10 A/dm2. Varigheten av prosessen varierer fra 5 til 10 minutter avhengig av størrelsen på delen. Deretter vaskes arbeidsstykket i rennende kaldt vann og dekapiteres i fortynnet s altsyre i omtrent 10 sekunder ved en temperatur på 20 °. Dette etterfølges av en typisk alkalisk nedbørsprosedyre.

Ikke-jernholdig nikkelbelegg

Metaller som er myke og formbare for kjemiske prosesser, gjennomgår også spesiell forberedelse før bearbeiding. Overflater er avfettet og i noen tilfeller polert. Hvis arbeidsstykket allerede har vært utsatt for nikkelplettering før, bør beisingsprosedyren i en 25% fortynnet løsning med svovelsyre også utføres innen 1 minutt. Elementer basert på kobber og dets legeringer anbefales å behandles i kontakt med elektronegative metaller som aluminium og jern. Teknisk sett er en slik kombinasjon gitt av en suspensjon eller seig ledning.fra de samme stoffene. Som praksis viser, noen ganger i reaksjonsprosessen, er ett trykk av jerndelen til kobberoverflaten nok for å oppnå ønsket avsetningseffekt.

Kjemisk nikkelplettering av aluminium og dets legeringer har også sine egne egenskaper. I dette tilfellet organiseres beising av arbeidsstykker i en alkalisk løsning, eller klaring utføres til en nitrogenbasert syre. En dobbel sinkatbehandling brukes også, for hvilken en sammensetning er tilberedt med sinkoksyd (100 g / l) og kaustisk soda (500 g / l). Temperaturregimet må holdes innenfor 20-25 °. Den første tilnærmingen med nedsenking av delen varer i 30 sekunder, og deretter begynner prosessen med å etse sinkbunnfallet i salpetersyre. Dette etterfølges av et andre, allerede 10 sekunders dykk. I sluttfasen vaskes aluminium med kaldt vann og nikkelbelegges med nikkel-fosforløsning.

Cermet Nickel Plating Technology

For materialer av denne typen brukes den generelle metoden for ferrittnikkelplettering. På forberedelsesstadiet blir delen avfettet med en løsning av soda, vasket med varmt vann og etset i 10-15 minutter i en alkoholløsning med tilsetning av s altsyre. Deretter vaskes arbeidsstykket igjen med varmt vann og rengjøres med myke slipemidler fra slam. Umiddelbart før starten av den kjemiske nikkelpletteringsprosessen dekkes cermeten med et lag palladiumklorid. En løsning med en konsentrasjon på 1 g / l påføres overflaten med en børste. Prosedyren gjentas flere ganger og arbeidsstykket tørkes etter hver pass.

For nikkelbelegg bruk en beholder med en sur løsning som inneholder nikkelklorid (30 g/l), natriumhypofosfitt (25 g/l) og natriumravsyre (15 g/l). Temperaturen på løsningen opprettholdes i området 95-98 °, og den anbef alte hydrogenkoeffisienten er 4,5-4,8. Etter kjemisk nikkelplettering vaskes den keramiske metalldelen i varmt vann, og deretter kokes og nedsenkes i et pyrofosfat. kobberbelagt elektrolytt. I et aktivt kjemisk miljø holdes arbeidsstykket til det dannes et lag på 1-2 mikron. Ulike typer keramikk, kvartselementer, ticond og thermocond kan også utsettes for lignende bearbeiding. I hvert tilfelle vil plettering med palladiumklorid, lufttørking, nedsenking i en syreløsning og koking være obligatorisk.

Nikkelbeleggsteknologi hjemme

Teknisk kan nikkelpletteringsoperasjoner organiseres uten spesialutstyr, som allerede nevnt. For eksempel, i et garasjemiljø, kan det se slik ut:

• Tåler gryte i riktig størrelse med emaljert interiør.
• Forberedte tørre reagenser for elektrolytløsningen i en emaljert beholder blandes med vann.
• Den resulterende blandingen kokes, hvoretter natriumhypofosfitt tilsettes.
• Arbeidsstykket rengjøres og avfettes, og senkes deretter ned i løsningen, men uten å berøre overflatene på beholderen - det vil si bunnen og veggene.
• Funksjoner ved nikkelbelegg hjemme er altutstyret vil bli laget av improviserte materialer. For samme kontroll av delen kan du gi en spesiell brakett (nødvendigvis fra et dielektrisk materiale) med en klemme, som må stå i stasjonær stilling i 2-3 timer.
• I den ovennevnte tiden blir sammensetningen stående i kokende tilstand.
• Når den teknologiske perioden med nikkelplettering er over, fjernes delen fra løsningen. Den må skylles under kaldt rennende vann fortynnet i lesket kalk.

Hjemme kan du nikkelplate stål, messing, aluminium osv. For alle de oppførte metallene bør det tilberedes en elektrolytisk løsning som inneholder natriumhypofosfitt, nikkelsulfat eller klorid, samt syreinneslutninger. For å fremskynde prosessen kan du legge til et blytilsetningsstoff.

Konklusjon

Det finnes ulike teknikker og tilnærminger til nikkelplettering i aktive kjemiske løsninger, men bruk av natriumhypofosfitt er den mest fordelaktige metoden. Dette skyldes minimumsmengden av uønsket nedbør, og en kombinasjon av et helt sett av tekniske og fysiske egenskaper til belegget med en tykkelse på omtrent 20 mikron. Selvfølgelig er kjemisk nikkelplettering av metall ledsaget av visse risikoer for defektdannelse. Dette gjelder spesielt for svært følsomme ikke-jernholdige metaller, men slike fenomener kan også bekjempes innenfor rammen av en enkelt teknologisk prosess. Eksperter anbefaler for eksempel å fjerne defekte områder i et konsentrert, surt nitrogenbasert miljø medtemperaturer opp til 35°C. Denne prosedyren utføres ikke bare i tilfelle uønskede feil, men også for regelmessig korrigering av det påførte beskyttelseslaget.