Kémiai nikkelezés – jellemzők, technológia és ajánlások

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az alkatrészek és szerkezetek fémezésére szolgáló technológiák széles körben elterjedtek az ipar és az építőipar különböző területein. Egy további bevonat védi a felületet a külső sérülésektől és az anyag teljes megsemmisüléséhez hozzájáruló tényezőktől. Az egyik ilyen kezelés az elektromos nikkelezés, amelynek tartós filmje mechanikailag és korrózióálló, és 400°C körüli hőmérsékletnek is ellenáll.

Technológiai szolgáltatások

A nikkel alapú kémiai bevonat mellett léteznek galvanizálási és galvanizálási módszerek is. A kicsapódási reakciót azonnal a vizsgált technika jellemzőinek kell tulajdonítani. A nikkelredukció körülményei között szerveződik nátrium-hipofoszfit alapú sóoldatban, víz hozzáadásával. Az iparban túlnyomórészt vegyi nikkelezési technológiákat alkalmaznak a csatlakozásnálaktív savas és lúgos vegyületek, amelyek éppen beindítják a kiválási folyamatokat. Az így kezelt bevonat fényes fémezett megjelenést kap, amelynek szerkezete nikkel és foszfor kombinált ötvözete. A technológia, amely az utolsó anyag jelenlétében készült a készítményben, alacsonyabb fizikai és kémiai mutatókkal rendelkezik. A savas és lúgos oldatok különböző foszfortartalom-együtthatókat adhatnak - az első akár 10%, a második pedig körülbelül 5-6%.

A bevonat fizikai tulajdonságai ezen anyag mennyiségétől is függnek. A foszfor fajsúlya körülbelül 7,8 g/cm3, elektromos ellenállása 0,60 ohm mm2/m, olvadáspontja 900-1200°. A 400°-os hőkezelési művelettel a leválasztott bevonat keménysége 1000 kg/mm2-ig növelhető. Ugyanakkor a nikkel-foszfor szerkezetű munkadarab tapadási szilárdsága is megnő.

Ami a kémiai nikkelezést illeti, sok alternatív védőbevonatolási módszertől eltérően ez a legalkalmasabb összetett alakú alkatrészek és szerkezetek megmunkálására. A gyakorlatban a technológiát gyakran alkalmazzák több formátumú csövek tekercseire és belső felületeire. A bevonatot egyenletesen és pontosan alkalmazzák - a védőréteg hézagai és egyéb hibái nélkül. A különböző fémek feldolgozhatóságát illetően a korlátozás csak az ólomra, ónra, kadmiudra és cinkre vonatkozik. Ezzel szemben a nikkel-foszfor leválasztás javasolt vasfémekhez, alumíniumhoz ésréz alkatrészek.

Nikkelezési módszer lúgos oldatokban

Az alkáli csapadék nagy mechanikai ellenállást biztosít a bevonatnak, amelyet a könnyű beállítás és a negatív tényezők, például a nikkelpor kiválásának hiánya jellemez. A feldolgozott fém típusától és céljától függően különböző receptek készülnek. Az ilyen típusú kémiai nikkelezési oldat összetételét általában a következőképpen használják:

• Nátrium citromsav.
• Nátrium-hipofoszfit.
• Ammónium (klórozott).
• Nikkel.

Kb. 80-90°-os hőmérsékleten a folyamat körülbelül 9-10 mikron/óra sebességgel megy végbe, miközben a lerakódást aktív hidrogénfejlődés kíséri.

Maga a recept elkészítésének eljárása a fenti összetevők mindegyikének külön sorrendben történő feloldódásában fejeződik ki. A kémiai nikkelezés ezen összetételében az egyetlen kivétel a nátrium-hipofoszfit. Körülbelül 10-20 g / l térfogatban öntik, mire az összes többi komponens feloldódik, és a hőmérsékletet az optimális módra állítják.

Egyébként nincs különleges követelmény a lúgos oldatban történő leválasztási eljárás előkészítésére. A fém nyersdarabot külön kezelés nélkül megtisztítják és felakasztják.

Az acél alkatrészek és szerkezetek felületeinek bevonat előkészítése nem rendelkezik kifejezett jellemzőkkel. A folyamat során beállíthatja az oldatot azonos nátrium-hipofoszfit ill25% ammónia. A második esetben, nagy fürdőtérfogat mellett, az ammóniát gázhalmazállapotú hengerből vezetik be. Egy gumicsövet merítenek a tartály aljára, és az adalékanyagot közvetlenül a kívánt konzisztencia eléréséig folyamatosan adagolják rajta.

Nikkelezés savas oldatokkal

A lúgos közegekhez képest a savas közegeket számos adalékanyag jellemzi. A hipofoszfit- és nikkelsók bázisa módosítható nátrium-acetáttal, tejsavval, borostyánkősavval és borkősavval, valamint Trilon B-vel és más szerves vegyületekkel. A nagyszámú felhasznált készítmény közül a legnépszerűbb megoldás a savas leválasztással végzett kémiai nikkelezésre:

• Nátrium-hipofoszfit.
• Nikkel-szulfát.
• Nátrium-karbonát.

A lerakódási sebesség ugyanaz lesz, 9-10 mikron/óra, és a pH-értéket 2%-os nátrium-hidroxid oldattal korrigálják. A hőmérsékletet szigorúan 95 ° -on belül tartják, mivel ennek emelkedése a nikkel önkibocsátásához vezethet azonnali csapadékkal. Néha az oldat kifröccsenése is megfigyelhető a tartályból.

A készítmény paramétereit a fő összetevők koncentrációjához viszonyítva csak akkor lehet megváltoztatni, ha a benne lévő nátrium-foszfit körülbelül 50 g/l. Ebben az állapotban nikkel-foszfit kiválás lehetséges. Amikor az oldat paraméterei elérik a fenti koncentrációt, az oldatot leürítjük, és egy újjal helyettesítjük.

Ha termikusfeldolgozás?

Ha a munkadarabnak biztosítania kell a kopásállóság és a keménység minőségét, hőkezelési műveletet kell végrehajtani. Ezeknek a tulajdonságoknak a növekedése annak a ténynek köszönhető, hogy a hőmérsékleti rendszer növekedése mellett nikkel-foszfor kicsapódás következik be, majd új kémiai vegyület képződése következik be. Hozzájárul a bevonat szerkezetének keménységének növekedéséhez.

Hőmérséklet-szabályozástól függően a mikrokeménység különböző jellemzőkkel változik. Ezenkívül a korreláció egyáltalán nem egyenletes a fűtési hőmérséklet növekedése vagy csökkentése tekintetében. A kémiai nikkelezés során például 200 és 800°-on végzett hőkezelés során a mikrokeménységi index csak 200 kg/mm2 lesz. A keménység maximális értékét 400-500°-os hőmérsékleten érjük el. Ebben az üzemmódban 1200 kg/mm2-re számíthat.

Azt is figyelembe kell venni, hogy elvileg nem minden fém és ötvözet elfogadható hőkezelésnek. Például a tilalom olyan acélokra és ötvözetekre vonatkozik, amelyek már átestek az edzési és normalizálási eljárásokon. Ehhez járul az a tény, hogy a levegőben történő hőkezelés hozzájárulhat az aranyszínűről lilára változó árnyalat kialakulásához. A hőmérséklet 350 ° -ra csökkentése segít minimalizálni az ilyen tényezőket. A teljes folyamat 45-60 perces nagyságrendben csak a szennyeződésektől megtisztított munkadarabbal történik. A külső polírozás közvetlenül befolyásolja a minőségi eredmény elérésének valószínűségét.

Feldolgozó berendezések

A gyártáshozEz a technológia nem igényel speciális és ipari egységeket. Otthon a kémiai nikkelezést zománcozott acélfürdőben vagy edényben lehet elhelyezni. A tapaszt alt kézművesek néha bélést használnak a hagyományos fémtartályokhoz, aminek köszönhetően a felületek védve vannak a savak és lúgok hatásától.

50-100 literes űrtartalomig a salétromsavnak ellenálló kiegészítő zománcozott tartályok is használhatók. Ami magát a bélést illeti, az alapja vízálló univerzális ragasztóból (például "Moment" No. 88) és porított króm-oxidból készül. Ismét otthon, a speciális porkeverékek smirgli mikroporokkal helyettesíthetők. A felvitt bélés rögzítéséhez és feldolgozásához légszárítás szükséges épülethajszárítóval vagy hőpisztollyal.

A professzionális vegyszeres nikkelezési berendezések nem igényelnek különleges felületvédelmet, és az eltávolítható burkolatok jellemzik őket. A bevonatokat minden kezelés után eltávolítják, és salétromsavban külön megtisztítják. Az ilyen berendezések fő tervezési jellemzőjének a kosarak és felfüggesztések (általában szénacélból készült) jelenléte nevezhető, amelyek megkönnyítik az apró alkatrészek kezelését.

Nikkelezési eljárások rozsdamentes acélhoz és saválló fémekhez

Ennek a műveletnek a célja a munkadarab felületének kopásállóságának és keménységének növelése, valamint a korrózió elleni védelem biztosítása. Ez a szabványkémiai nikkelezési eljárás ötvözött acélokhoz, amelyeket agresszív környezetben való használatra készítenek elő. Az alkatrész-előkészítés különleges helyet kap a bevonási technikában.

Rozsdamentes ötvözetek esetében anódos környezetben, lúgos oldatban végzett előzetes finomítást alkalmaznak. A munkadarabok akasztókra vannak felszerelve belső katódokkal. A mérést 15% -os nátronlúgos tartályban végezzük, és az elektrolit hőmérséklete 65-70 °. A hézagok nélküli egységes bevonat kialakításához a rozsdamentes ötvözetek elektrolitikus és kémiai nikkelezését olyan körülmények között kell elvégezni, amelyek az áramsűrűséget (anódos) tartják 10 A/dm2-ig. A folyamat időtartama az alkatrész méretétől függően 5-10 perc között változik. Ezután a munkadarabot folyó hideg vízben mossuk, és híg sósavban lefejezzük körülbelül 10 másodpercig 20 °C hőmérsékleten. Ezt egy tipikus lúgos kicsapási eljárás követi.

Színesfém-nikkelezés

A lágy és kémiai folyamatokra hajlítható fémek feldolgozás előtt speciális előkészítésnek is esnek át. A felületeket zsírtalanítják, és bizonyos esetekben polírozzák. Ha a munkadarabot már korábban nikkelezték, akkor a pácolást 25%-os kénsavas oldatban is 1 percen belül el kell végezni. A réz és ötvözetei alapú elemek feldolgozása elektronegatív fémekkel, például alumíniummal és vassal érintkezve javasolt. Technikailag egy ilyen kombinációt felfüggesztés vagy szívós huzal biztosítja.ugyanazokból az anyagokból. Amint azt a gyakorlat mutatja, a reakciófolyamat során néha elég a vasrész egyetlen érintése a réz felületéhez a kívánt lerakódási hatás eléréséhez.

Az alumínium és ötvözeteinek kémiai nikkelezésének is megvannak a maga sajátosságai. Ebben az esetben a munkadarabok lúgos oldatban történő pácolását szervezik meg, vagy nitrogén alapú savra derítést végeznek. Kettős cinkátos kezelést is alkalmaznak, amelyhez cink-oxiddal (100 g / l) és nátronlúddal (500 g / l) készítményt készítenek. A hőmérsékleti rendszert 20-25 ° -on belül kell tartani. Az első megközelítés az alkatrész bemerítésével 30 másodpercig tart, majd megkezdődik a cinkcsapadék salétromsavban való maratása. Ezt egy második, már 10 másodperces merülés követi. Az utolsó szakaszban az alumíniumot hideg vízzel mossuk, és nikkel-foszfor oldattal nikkelezzük.

Cermet nikkelezési technológia

Az ilyen típusú anyagoknál a ferrit nikkelezés általános módszerét alkalmazzák. Az előkészítés szakaszában az alkatrészt szódabikarbóna-oldattal zsírtalanítjuk, forró vízzel mossuk és 10-15 percig alkoholos oldatban sósav hozzáadásával maratjuk. Ezután a munkadarabot ismét forró vízzel mossuk, és puha csiszolóanyagokkal megtisztítják az iszaptól. Közvetlenül a kémiai nikkelezési folyamat megkezdése előtt a cermet palládium-klorid réteggel borítják. Az 1 g / l koncentrációjú oldatot ecsettel kell felvinni a felületre. Az eljárást többször megismételjük, és a munkadarabot minden egyes lépés után megszárítjuk.

Nikkelezéshez használjon nikkel-kloridot (30 g/l), nátrium-hipofoszfitot (25 g/l) és nátrium-borostyánkősavat (15 g/l) tartalmazó savas oldatot tartalmazó edényt. Az oldat hőmérsékletét 95-98 ° tartományban tartjuk, az ajánlott hidrogén együttható 4,5-4,8 A kémiai nikkelezés után a kerámia-fém részt forró vízben mossuk, majd forraljuk és pirofoszfátba merítjük. rézbevonatú elektrolit. Aktív kémiai környezetben a munkadarabot addig tartják, amíg egy 1-2 mikronos réteg kialakul. Különböző típusú kerámiák, kvarcelemek, ticond és termokondíciók is hasonló feldolgozásnak vethetők alá. Minden esetben kötelező a palládium-kloridos bevonat, levegőn szárítás, savas oldatba merítés és forralás.

Nikkelezési technológia otthon

Technikailag a nikkelezési műveletek speciális berendezések nélkül is megszervezhetők, amint azt már említettük. Például egy garázskörnyezetben ez így nézhet ki:

• A megfelelő méretű edény elkészítése zománcozott belsővel.
• Az elektrolitoldathoz előre elkészített száraz reagenseket zománcozott edényben összekeverjük vízzel.
• A kapott keveréket felforraljuk, majd nátrium-hipofoszfitot adunk hozzá.
• A munkadarabot megtisztítják és zsírtalanítják, majd belemerítik az oldatba, de anélkül, hogy megérintenék a tartály felületét – vagyis az alját és a falait.
• Az otthoni nikkelezés jellemzői ennyia felszerelés improvizált anyagokból készül. Az alkatrész ugyanilyen vezérléséhez biztosíthat egy speciális tartót (szükségképpen dielektromos anyagból) bilinccsel, amelyet 2-3 órán keresztül álló helyzetben kell hagyni.
• A fenti ideig a készítményt forrásban lévő állapotban hagyjuk.
• Amikor a nikkelezés technológiai időszaka lejár, az alkatrészt eltávolítják az oldatból. Hideg folyóvíz alatt, oltott mésszel hígítva kell leöblíteni.

Otthon nikkelezhet acéllemezt, sárgaréz, alumínium stb. Az összes felsorolt fémhez nátrium-hipofoszfitot, nikkel-szulfátot vagy kloridot, valamint savzárványokat tartalmazó elektrolit oldatot kell készíteni. Egyébként a folyamat felgyorsítása érdekében hozzáadhat ólom-adalékot.

Következtetés

Az aktív kémiai oldatok nikkelezésének különböző technikái és megközelítései léteznek, de a nátrium-hipofoszfit alkalmazása a legelőnyösebb módszer. Ennek oka a nem kívánt csapadék minimális mennyisége, valamint a körülbelül 20 mikron vastagságú bevonat műszaki és fizikai tulajdonságainak kombinációja. Természetesen a fémek kémiai nikkelezése bizonyos hibák kialakulásának kockázatával jár. Ez különösen igaz a rendkívül érzékeny színesfémekre, de az ilyen jelenségek ellen egyetlen technológiai folyamat keretein belül is le lehet küzdeni. A szakértők például azt javasolják, hogy koncentrált, savas nitrogén alapú környezetben távolítsák el a hibás területeket.35°C-ig terjedő hőmérséklet. Ezt az eljárást nem csak nem kívánt hibák esetén végezzük, hanem a felvitt védőréteg rendszeres korrekciója céljából is.