Nichelare chimică - caracteristici, tehnologie și recomandări

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Tehnologiile de metalizare a pieselor și structurilor sunt răspândite în diverse domenii ale industriei și construcțiilor. Un strat suplimentar protejează suprafața de daune externe și de factorii care contribuie la distrugerea completă a materialului. Un astfel de tratament este placarea cu nichel electroless, care are o peliculă durabilă, rezistentă mecanic și la coroziune și poate rezista la temperaturi de aproximativ 400°C.

Funcții tehnologice

Alături de placarea chimică pe bază de nichel, există metode de galvanizare și galvanizare. Reacția de precipitare ar trebui imediat atribuită caracteristicilor tehnicii luate în considerare. Se organizează în condițiile reducerii nichelului pe bază de hipofosfit de sodiu într-o soluție salină cu adaos de apă. În industrie, tehnologiile de nichelare chimică sunt utilizate în principal cu conexiuneacompuși activi acizi și alcalini, care doar încep procesele de precipitare. Acoperirea tratată în acest mod capătă un aspect metalizat lucios, a cărui structură este un aliaj combinat de nichel și fosfor. Tehnologia, realizată cu prezența ultimei substanțe din compoziție, are indicatori fizico-chimici mai mici. Soluțiile acide și alcaline pot da diferiți coeficienți de conținut de fosfor - primul până la 10%, iar al doilea - aproximativ 5-6%.

Calitățile fizice ale acoperirii vor depinde și de cantitatea acestei substanțe. Greutatea specifică a fosforului poate fi de aproximativ 7,8 g/cm3, rezistența electrică este de 0,60 ohm mm2/m, iar punctul de topire este de la 900 la 1200°. Prin intermediul unei operații de tratament termic la 400°, duritatea stratului depus poate fi mărită până la 1000 kg/mm2. În același timp, va crește și rezistența de aderență a piesei de prelucrat cu o structură de nichel-fosfor.

În ceea ce privește placarea cu nichel chimic, spre deosebire de multe metode alternative de placare de protecție, este cea mai potrivită pentru lucrul cu piese și structuri de formă complexă. În practică, tehnologia este adesea aplicată bobinelor și suprafețelor interioare ale țevilor multiformate. Acoperirea se aplică uniform și precis - fără goluri și alte defecte în stratul protector. În ceea ce privește disponibilitatea prelucrării pentru diferite metale, restricția se aplică numai plumbului, staniului, cadmiului și zincului. În schimb, depunerea de nichel fosfor este recomandată pentru metale feroase, aluminiu șipiese de cupru.

Metoda de nichelare în soluții alcaline

Precipitarea alcaline oferă acoperirii o rezistență mecanică ridicată, care se caracterizează prin posibilitatea de reglare ușoară și absența factorilor negativi precum precipitarea pulberii de nichel. Există diferite rețete care se prepară în funcție de tipul de metal care este prelucrat și de scopul acestuia. Compoziția acestui tip de soluție de nichelare chimică este de obicei utilizată după cum urmează:

• Acid citric sodiu.
• Hipofosfit de sodiu.
• Amoniu (clorurat).
• Nichel.

La o temperatură de aproximativ 80-90°, procesul are loc cu o viteză de aproximativ 9-10 microni/oră, în timp ce depunerea este însoțită de degajare activă de hidrogen.

Procedura de preparare a rețetei în sine este exprimată în dizolvarea fiecăruia dintre ingredientele de mai sus într-o ordine separată. Singura excepție din această compoziție de nichelare chimică va fi hipofosfitul de sodiu. Se toarnă într-un volum de aproximativ 10-20 g/l în momentul în care toate celel alte componente sunt dizolvate, iar temperatura este adusă la modul optim.

În caz contrar, nu există cerințe speciale pentru pregătirea procesului de depunere într-o soluție alcalină. Blankul metalic este curățat și atârnat fără tratament special.

Pregătirea suprafețelor pieselor și structurilor din oțel pentru acoperire nu are caracteristici pronunțate. În timpul procesului, puteți ajusta soluția adăugând același hipofosfit de sodiu sau25% amoniac. În al doilea caz, în condițiile unui volum mare de baie, amoniacul este introdus dintr-un cilindru în stare gazoasă. Un tub de cauciuc este scufundat până la fundul recipientului, iar aditivul este introdus direct prin el într-un mod continuu până la consistența dorită.

Nichelare cu soluții acide

În comparație cu mediile alcaline, mediile acide sunt caracterizate printr-o varietate de aditivi. Baza sărurilor de hipofosfit și nichel poate fi modificată cu acetat de sodiu, acizi lactic, succinic și tartric, precum și Trilon B și alți compuși organici. Dintre numărul mare de formulări utilizate, cea mai populară soluție pentru placarea chimică cu nichel prin depunere acidă:

• Hipofosfit de sodiu.
• Sulfat de nichel.
• Carbonat de sodiu.

Viteza de depunere va fi aceeași 9-10 microni/oră, iar valoarea pH-ului este corectată cu soluție de hidroxid de sodiu 2%. Temperatura este menținută strict la 95 °, deoarece creșterea acesteia poate duce la autodescărcare de nichel cu precipitații instantanee. Uneori se observă și stropirea soluției din recipient.

Este posibil să se modifice parametrii compoziției în raport cu concentrația ingredientelor sale principale numai dacă conținutul de fosfit de sodiu în ea este de aproximativ 50 g/l. În această stare, este posibilă precipitarea fosfitului de nichel. Când parametrii soluției ating concentrația de mai sus, soluția este drenată și înlocuită cu una nouă.

Când este termicăprocesare?

Dacă piesa de prelucrat trebuie să asigure calitatea rezistenței la uzură și durității, se efectuează o operație de tratament termic. Creșterea acestor proprietăți se datorează faptului că în condițiile unei creșteri a regimului de temperatură are loc precipitarea nichel-fosfor, urmată de formarea unui nou compus chimic. Contribuie la creșterea durității structurii acoperirii.

În funcție de regimul de temperatură, se produce o modificare a microdurității cu caracteristici diferite. În plus, corelația nu este deloc uniformă în ceea ce privește creșterea sau scăderea temperaturii de încălzire. În timpul tratamentului termic în nichelarea chimică la 200 și 800°, de exemplu, indicele de microduritate va fi de numai 200 kg/mm2. Valoarea maximă a durității se atinge la temperaturi de 400-500°. În acest mod, puteți conta pe furnizarea de 1200 kg/mm2.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că nu toate metalele și aliajele sunt, în principiu, tratament termic acceptabil. De exemplu, interdicția este impusă oțelurilor și aliajelor care au fost deja supuse unor proceduri de călire și normalizare. La aceasta se adaugă și faptul că tratamentul termic în aer poate contribui la formarea unei nuanțe de culoare care se schimbă de la auriu la violet. Scăderea temperaturii la 350 ° va ajuta la minimizarea acestor factori. Întregul proces se realizează de ordinul a 45-60 de minute numai cu piesa de prelucrat curățată de contaminanți. Lustruirea externă va afecta direct probabilitatea de a obține un rezultat de calitate.

Echipament de procesare

Pentru producțieAceastă tehnologie nu necesită unități foarte specializate și industriale. La domiciliu, placarea chimică cu nichel poate fi aranjată într-o baie sau vas de oțel emailat. Uneori, meșteri experimentați folosesc o căptușeală pentru recipientele metalice obișnuite, datorită căreia suprafețele sunt protejate de acțiunea acizilor și alcalinelor.

Cu referire la capacitati de pana la 50-100 litri, pot fi folosite si rezervoare emailate auxiliare rezistente la acizii azotici. În ceea ce privește căptușeala în sine, baza sa este pregătită din lipici universal impermeabil (de exemplu, „Moment” nr. 88) și oxid de crom sub formă de pulbere. Din nou, acasă, amestecurile de pulbere specializate pot fi înlocuite cu micropulberi de smirghel. Pentru a fixa și procesa căptușeala aplicată, este necesară uscarea la aer cu un uscător de păr de clădire sau un pistol termic.

Instalațiile profesionale de nichelare chimică nu necesită protecție specială a suprafeței și se remarcă prin prezența capacelor detașabile. Straturile sunt îndepărtate după fiecare ședință de tratament și curățate separat în acid azotic. Caracteristica principală de proiectare a unor astfel de echipamente poate fi numită prezența coșurilor și suspensiilor (de obicei din oțel carbon), care facilitează manipularea pieselor mici.

Procedee de nichelare pentru oțel inoxidabil și metale rezistente la acizi

Scopul acestei operațiuni este de a crește rezistența la uzură și duritatea suprafeței piesei de prelucrat, precum și de a oferi protecție anticoroziune. Acesta este standardulprocedura de nichelare chimică pentru oțelurile care au fost aliate și sunt pregătite pentru utilizare în medii agresive. Pregătirea pieselor va avea un loc special în tehnica de acoperire.

Pentru aliajele inoxidabile, se utilizează rafinarea preliminară într-un mediu anodic într-o soluție alcalină. Piesele de prelucrat sunt montate pe umerase cu conexiunea catozilor interni. Cântărirea se efectuează într-un recipient cu o soluție de sodă caustică 15%, iar temperatura electrolitului este de 65-70 °. Pentru a forma o acoperire uniformă fără goluri, nichelarea electrolitică și chimică a aliajelor inoxidabile trebuie efectuată în condiții de menținere a unei densități de curent (anodic) de până la 10 A/dm2. Durata procesului variază de la 5 la 10 minute, în funcție de dimensiunea piesei. Apoi, piesa de prelucrat este spălată în apă rece curentă și decapitată în acid clorhidric diluat timp de aproximativ 10 secunde la o temperatură de 20 °. Aceasta este urmată de o procedură tipică de precipitare alcalină.

Nichelare neferoasă

Metalele moi și maleabile la procesele chimice, de asemenea, sunt supuse unei pregătiri speciale înainte de prelucrare. Suprafețele sunt degresate și, în unele cazuri, lustruite. Dacă piesa de prelucrat a fost deja supusă nichelării înainte, atunci procedura de decapare într-o soluție diluată de 25% cu acid sulfuric ar trebui, de asemenea, efectuată în decurs de 1 minut. Elementele pe bază de cupru și aliajele sale sunt recomandate a fi prelucrate în contact cu metale electronegative precum aluminiul și fierul. Din punct de vedere tehnic, o astfel de combinație este asigurată de o suspensie sau un fir tenace.din aceleasi substante. După cum arată practica, uneori, în procesul de reacție, o atingere a părții de fier pe suprafața de cupru este suficientă pentru a obține efectul de depunere dorit.

Nichetarea chimică a aluminiului și a aliajelor sale are, de asemenea, propriile sale caracteristici. În acest caz, se organizează decaparea pieselor de prelucrat într-o soluție alcalină sau se realizează clarificarea la un acid pe bază de azot. Se folosește și un tratament dublu cu zincat, pentru care se prepară o compoziție cu oxid de zinc (100 g/l) și sodă caustică (500 g/l). Regimul de temperatură trebuie menținut între 20-25 °. Prima abordare cu imersarea piesei durează 30 de secunde, apoi începe procesul de gravare a precipitatului de zinc în acid azotic. Aceasta este urmată de o a doua scufundare de 10 secunde. În etapa finală, aluminiul este spălat cu apă rece și nichelat cu soluție de nichel-fosfor.

Tehnologie de placare cu nichel Cermet

Pentru materiale de acest tip se folosește metoda generală de nichelare cu ferită. În stadiul de pregătire, piesa este degresată cu o soluție de sodă, spălată cu apă fierbinte și gravată timp de 10-15 minute într-o soluție de alcool cu adaos de acid clorhidric. Apoi, piesa de prelucrat este din nou spălată cu apă fierbinte și curățată cu abrazive moi din nămol. Imediat înainte de începerea procesului de nichelare chimică, cermetul este acoperit cu un strat de clorură de paladiu. O soluție cu o concentrație de 1 g/l se aplică pe suprafață cu o perie. Procedura se repetă de mai multe ori și piesa de prelucrat este uscată după fiecare trecere.

Pentru placarea cu nichel utilizați un recipient cu o soluție acidă care conține clorură de nichel (30 g/l), hipofosfit de sodiu (25 g/l) și acid succinic de sodiu (15 g/l). Temperatura soluției este menținută în intervalul 95-98 °, iar coeficientul de hidrogen recomandat este de 4,5-4,8. După placarea chimică cu nichel, partea ceramică-metală este spălată în apă fierbinte, apoi fiartă și scufundată într-un pirofosfat. electrolit placat cu cupru. Într-un mediu chimic activ, piesa de prelucrat este ținută până când se formează un strat de 1-2 microni. Diferite tipuri de ceramică, elemente de cuarț, ticond și termocond pot fi, de asemenea, supuse unor procesări similare. În fiecare caz, placarea cu clorură de paladiu, uscarea la aer, scufundarea într-o soluție acidă și fierberea vor fi obligatorii.

Tehnologie de nichelare la domiciliu

Din punct de vedere tehnic, operațiunile de nichelare pot fi organizate fără echipamente speciale, așa cum sa menționat deja. De exemplu, într-un mediu de garaj, ar putea arăta astfel:

• Gătirea oalei de dimensiunea potrivită cu interior emailat.
• Reactivii uscați pre-preparați pentru soluția electrolitică într-un recipient emailat sunt amestecați cu apă.
• Amestecul rezultat este fiert, după care se adaugă hipofosfit de sodiu.
• Piesa de prelucrat este curățată și degresată, apoi scufundată în soluție, dar fără a atinge suprafețele recipientului - adică fundul și pereții.
• Caracteristicile placajului cu nichel la domiciliu sunt totechipamentele vor fi realizate din materiale improvizate. Pentru același control al piesei, puteți furniza un suport special (neapărat dintr-un material dielectric) cu o clemă, care va trebui lăsată în poziție staționară timp de 2-3 ore.
• Pentru timpul de mai sus, compoziția este lăsată în stare de fierbere.
• Când trece perioada tehnologică de nichelare, piesa este îndepărtată din soluție. Trebuie clătit sub jet de apă rece diluată în var stins.

Acasă, puteți nichela oțel, alamă, aluminiu etc. Pentru toate metalele enumerate, trebuie preparată o soluție electrolitică care conține hipofosfit de sodiu, sulfat sau clorură de nichel, precum și incluziuni acide. Apropo, pentru a accelera procesul, puteți adăuga un aditiv de plumb.

Concluzie

Există tehnici și abordări diferite pentru placarea cu nichel în soluții chimice active, dar utilizarea hipofosfitului de sodiu este cea mai avantajoasă metodă. Acest lucru se datorează cantității minime de precipitații nedorite și unei combinații a unui set întreg de proprietăți tehnice și fizice ale acoperirii cu o grosime de aproximativ 20 de microni. Desigur, placarea chimică a metalului cu nichel este însoțită de anumite riscuri de formare a defectelor. Acest lucru este valabil mai ales pentru metalele neferoase extrem de sensibile, dar astfel de fenomene pot fi combatete și în cadrul unui singur proces tehnologic. De exemplu, experții recomandă îndepărtarea zonelor defecte într-un mediu concentrat, pe bază de azot acid, cutemperaturi de până la 35°C. Această procedură se efectuează nu numai în cazul unor defecte nedorite, ci și în scopul corectării regulate a stratului de protecție aplicat.