Chemické niklování – vlastnosti, technologie a doporučení

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Technologie pro pokovování dílů a konstrukcí jsou rozšířené v různých oblastech průmyslu a stavebnictví. Dodatečný nátěr chrání povrch před vnějším poškozením a faktory, které přispívají k úplné destrukci materiálu. Jednou z takových úprav je bezproudové niklování, které má odolný film, který je mechanicky a korozivzdorný a odolává teplotám kolem 400 °C.

Technologické funkce

Spolu s chemickým pokovováním na bázi niklu existují metody elektrolytického pokovování a pokovování. Precipitační reakce by měla být okamžitě připsána vlastnostem uvažované techniky. Organizuje se za podmínek redukce niklu na bázi fosfornanu sodného ve fyziologickém roztoku s přídavkem vody. V průmyslu se se spojem používají převážně technologie chemického niklováníaktivní kyselé a alkalické sloučeniny, které právě nastartují srážecí procesy. Takto upravený povlak získává lesklý pokovený vzhled, jehož struktura je kombinovaná slitina niklu a fosforu. Technologie vyrobená za přítomnosti poslední látky ve složení má nižší fyzikální a chemické ukazatele. Kyselé a alkalické roztoky mohou poskytovat různé koeficienty obsahu fosforu - první až 10% a druhý - asi 5-6%.

Fyzikální vlastnosti povlaku budou také záviset na množství této látky. Měrná hmotnost fosforu může být asi 7,8 g/cm3, elektrický odpor je 0,60 ohm mm2/m a bod tání je od 900 do 1200°. Pomocí operace tepelného zpracování při 400° lze tvrdost naneseného povlaku zvýšit až na 1000 kg/mm2. Současně se také zvýší adhezní síla obrobku s nikl-fosforovou strukturou.

Pokud jde o chemické niklování, na rozdíl od mnoha alternativních metod ochranného pokovování se nejlépe hodí pro práci s díly a strukturami složitého tvaru. V praxi je tato technologie často aplikována na cívky a vnitřní povrchy víceformátových trubek. Nátěr se nanáší rovnoměrně a přesně - bez mezer a jiných vad v ochranné vrstvě. Pokud jde o dostupnost zpracování pro různé kovy, omezení se vztahuje pouze na olovo, cín, kadmium a zinek. Naopak depozice niklu a fosforu se doporučuje pro železné kovy, hliník aměděné díly.

Metoda niklování v alkalických roztocích

Precipitace alkálií poskytuje povlaku vysokou mechanickou odolnost, která se vyznačuje možností snadné úpravy a absencí negativních faktorů, jako je precipitace niklového prášku. Existují různé recepty, které se připravují v závislosti na druhu zpracovávaného kovu a jeho účelu. Složení tohoto typu roztoku chemického niklování se obvykle používá následovně:

• Kyselina citronová sodná.
• Phosfornan sodný.
• Amonium (chlorované).
• Nickel.

Při teplotě asi 80-90° proces probíhá rychlostí asi 9-10 mikronů/hodinu, přičemž depozice je doprovázena aktivním vývojem vodíku.

Postup přípravy samotného receptu je vyjádřen rozpuštěním každé z výše uvedených surovin v samostatném pořadí. Jedinou výjimkou v tomto složení chemického niklování bude fosfornan sodný. Nalévá se v objemu cca 10-20 g/l, než se rozpustí všechny ostatní složky a teplota se uvede do optimálního režimu.

Jinak neexistují žádné zvláštní požadavky na přípravu depozičního procesu v alkalickém roztoku. Kovový polotovar je vyčištěn a zavěšen bez speciální úpravy.

Příprava povrchů ocelových dílů a konstrukcí pro nátěr nemá žádné výrazné rysy. Během procesu můžete roztok upravit přidáním stejného fosfornanu sodného popř25% amoniaku. Ve druhém případě se za podmínek velkého objemu lázně zavádí amoniak z válce v plynném stavu. Pryžová hadička je ponořena až na samé dno nádoby a přísada je přímo přiváděna skrz ni v kontinuálním režimu do požadované konzistence.

Poniklování kyselými roztoky

Ve srovnání s alkalickými médii se kyselá média vyznačují řadou přísad. Báze fosfornanových a niklových solí může být modifikována octanem sodným, kyselinou mléčnou, jantarovou a vinnou, jakož i Trilonem B a dalšími organickými sloučeninami. Mezi velkým množstvím používaných přípravků je nejoblíbenější řešení pro chemické pokovování niklem kyselou depozicí:

• Phosfornan sodný.
• Síran niklu.
• Uhličitan sodný.

Rychlost depozice bude stejná 9-10 mikronů/hodinu a hodnota pH je korigována 2% roztokem hydroxidu sodného. Teplota je udržována přísně v rozmezí 95 °, protože její zvýšení může vést k samovybíjení niklu s okamžitým vysrážením. Někdy je také pozorováno vystříknutí roztoku z nádoby.

Parametry složení vzhledem ke koncentraci jeho hlavních složek je možné měnit pouze tehdy, je-li v něm obsah fosforitanu sodného cca 50 g/l. V tomto stavu je možné vysrážení fosforitanu nikelnatého. Když parametry roztoku dosáhnou výše uvedené koncentrace, roztok se vypustí a nahradí se novým.

Při přehřátízpracovávám?

Pokud obrobek potřebuje zajistit kvalitu odolnosti proti opotřebení a tvrdosti, provede se operace tepelného zpracování. Zvýšení těchto vlastností je způsobeno tím, že za podmínek zvýšení teplotního režimu dochází k precipitaci niklu a fosforu a následně k tvorbě nové chemické sloučeniny. Přispívá ke zvýšení tvrdosti ve struktuře povlaku.

V závislosti na teplotním režimu dochází ke změně mikrotvrdosti s různými charakteristikami. Navíc korelace není vůbec jednotná, pokud jde o zvýšení nebo snížení teploty ohřevu. Například při tepelném zpracování při chemickém niklování při 200 a 800° bude index mikrotvrdosti pouze 200 kg/mm2. Maximální hodnoty tvrdosti je dosaženo při teplotách 400-500°. V tomto režimu můžete počítat s poskytnutím 1200 kg/mm2.

Je třeba také mít na paměti, že ne všechny kovy a slitiny jsou v zásadě přijatelné tepelné zpracování. Zákaz platí například pro oceli a slitiny, které již prošly procesem kalení a normalizace. K tomu se přidává fakt, že tepelná úprava na vzduchu může přispět k vytvoření barevného odstínu, který přechází ze zlaté do fialové. Snížení teploty na 350 ° pomůže minimalizovat takové faktory. Celý proces se provádí v řádu 45-60 minut pouze s obrobkem očištěným od nečistot. Vnější leštění přímo ovlivní pravděpodobnost získání kvalitního výsledku.

Zařízení pro zpracování

Pro výrobuTato technologie nevyžaduje vysoce specializované a průmyslové jednotky. Doma lze chemické niklování uspořádat ve sm altované ocelové lázni nebo misce. Někdy zkušení řemeslníci používají obložení běžných kovových nádob, díky nimž jsou povrchy chráněny před působením kyselin a zásad.

S odkazem na kapacity do 50-100 litrů lze použít i pomocné sm altované nádrže odolné vůči kyselinám dusičným. Pokud jde o samotnou podšívku, její základ je připraven z voděodolného univerzálního lepidla (například "Moment" č. 88) a práškového oxidu chromitého. Opět doma lze specializované práškové směsi nahradit smirkovým mikropráškem. K upevnění a zpracování nanesené podšívky je nutné sušení na vzduchu pomocí fénu nebo horkovzdušné pistole.

Profesionální instalace chemického niklování nevyžadují speciální povrchovou ochranu a vyznačují se přítomností snímatelných krytů. Povlaky se po každém ošetření odstraní a samostatně se čistí v kyselině dusičné. Hlavním konstrukčním rysem takového zařízení lze nazvat přítomnost košů a závěsů (obvykle vyrobených z uhlíkových ocelí), které usnadňují manipulaci s malými díly.

Procesy pokovování niklem pro nerezovou ocel a kyselinovzdorné kovy

Účelem této operace je zvýšit odolnost proti opotřebení a tvrdost povrchu obrobku a také poskytnout antikorozní ochranu. Toto je standardpostup chemického niklování pro oceli, které byly legovány a jsou připravovány pro použití v agresivním prostředí. Příprava dílu bude mít v technice povlakování zvláštní místo.

U nerezových slitin se používá předběžné rafinace v anodovém prostředí v alkalickém roztoku. Obrobky jsou upevněny na závěsech s připojením vnitřních katod. Vážení se provádí v nádobě s 15% roztokem hydroxidu sodného a teplota elektrolytu je 65-70 °. Pro vytvoření rovnoměrného povlaku bez mezer by mělo být elektrolytické a chemické niklování nerezových slitin prováděno za podmínek zachování proudové hustoty (anodické) do 10 A/dm2. Doba trvání procesu se pohybuje od 5 do 10 minut v závislosti na velikosti dílu. Poté se obrobek omyje tekoucí studenou vodou a dekapituje se ve zředěné kyselině chlorovodíkové po dobu asi 10 sekund při teplotě 20 °. Poté následuje typický alkalický postup srážení.

Pokovování neželezným niklem

Kovy, které jsou měkké a tvárné pro chemické procesy, také procházejí před zpracováním speciální úpravou. Povrchy jsou odmaštěny a v některých případech leštěny. Pokud byl obrobek již dříve podroben niklování, pak by měl být do 1 minuty také proveden postup moření ve 25% zředěném roztoku s kyselinou sírovou. Prvky na bázi mědi a jejích slitin se doporučuje zpracovávat v kontaktu s elektronegativními kovy, jako je hliník a železo. Technicky je taková kombinace zajištěna závěsným nebo houževnatým drátem.ze stejných látek. Jak ukazuje praxe, někdy v reakčním procesu stačí jeden dotyk železné části na měděný povrch k dosažení požadovaného depozičního efektu.

Chemické niklování hliníku a jeho slitin má také své vlastní charakteristiky. V tomto případě je organizováno moření obrobků v alkalickém roztoku nebo se provádí čištění na kyselinu na bázi dusíku. Používá se také dvojitá zinkátová úprava, pro kterou je připravena kompozice s oxidem zinečnatým (100 g / l) a louhem sodným (500 g / l). Teplotní režim musí být udržován v rozmezí 20-25 °. První přiblížení s ponořením dílu trvá 30 sekund a poté začíná proces leptání zinkové sraženiny v kyselině dusičné. Následuje druhý, již 10sekundový ponor. V konečné fázi se hliník promyje studenou vodou a ponikluje roztokem niklu a fosforu.

Technologie cermetového niklování

Pro materiály tohoto typu se používá obecná metoda feritového niklování. Ve fázi přípravy se díl odmastí roztokem uhličitanu sodného, promyje horkou vodou a leptá 10-15 minut v lihovém roztoku s přídavkem kyseliny chlorovodíkové. Dále se obrobek opět omyje horkou vodou a očistí měkkým brusivem od kalu. Bezprostředně před zahájením procesu chemického niklování je cermet pokryt vrstvou chloridu palladnatého. Na povrch se nanáší štětcem roztok o koncentraci 1 g / l. Postup se několikrát opakuje a obrobek se po každém průchodu vysuší.

Pro pokovování niklem použijte nádobu s kyselým roztokem obsahujícím chlorid nikelnatý (30 g/l), fosfornan sodný (25 g/l) a sodnou sůl kyseliny jantarové (15 g/l). Teplota roztoku se udržuje v rozmezí 95-98° a doporučený vodíkový koeficient je 4,5-4,8 Po chemickém niklování se keramicko-kovová část promyje horkou vodou a poté se vaří a ponoří do pyrofosfátu poměděný elektrolyt. V aktivním chemickém prostředí je obrobek držen, dokud se nevytvoří vrstva 1-2 mikronů. Různé druhy keramiky, křemenné prvky, ticond a thermocond mohou být také podrobeny podobnému zpracování. V každém případě bude povinné pokovování chloridem palladnatým, sušení vzduchem, ponoření do kyselého roztoku a vaření.

Technologie niklování doma

Technicky lze operace pokovování niklem organizovat bez speciálního vybavení, jak již bylo uvedeno. Například v prostředí garáže to může vypadat takto:

• Vaření správné velikosti hrnce se sm altovaným vnitřkem.
• Předpřipravená suchá činidla pro elektrolytický roztok ve sm altované nádobě se smíchají s vodou.
• Výsledná směs se vaří a poté se k ní přidá fosfornan sodný.
• Obrobek je vyčištěn a odmaštěn a poté ponořen do roztoku, avšak bez dotyku povrchů nádoby – tedy dna a stěn.
• Vlastnosti niklování doma jsou tím všímzařízení bude vyrobeno z improvizovaných materiálů. Pro stejné ovládání dílu můžete opatřit speciální držák (nezbytně z dielektrického materiálu) se svorkou, kterou bude nutné ponechat v nehybné poloze po dobu 2-3 hodin.
• Po výše uvedenou dobu je kompozice ponechána ve varu.
• Po uplynutí technologického období niklování je díl z roztoku odstraněn. Musí se opláchnout pod studenou tekoucí vodou zředěnou v hašeném vápně.

Doma můžete poniklovat ocel, mosaz, hliník atd. Pro všechny uvedené kovy by měl být připraven elektrolytický roztok obsahující fosfornan sodný, síran nikelnatý nebo chlorid, jakož i kyselé inkluze. Mimochodem, pro urychlení procesu můžete přidat přísadu olova.

Závěr

Existují různé techniky a přístupy k pokovování niklem v aktivních chemických roztocích, ale použití fosfornanu sodného je nejvýhodnější metodou. Je to dáno minimálním množstvím nežádoucích srážek a kombinací celého souboru technických a fyzikálních vlastností povlaku o tloušťce cca 20 mikronů. Chemické niklování kovu je samozřejmě provázeno určitými riziky tvorby defektů. To platí zejména pro vysoce citlivé neželezné kovy, ale i proti takovým jevům lze bojovat v rámci jediného technologického procesu. Odborníci například doporučují odstraňovat vadná místa v koncentrovaném kyselém prostředí na bázi dusíku steploty do 35°C. Tento postup se provádí nejen v případě nežádoucích vad, ale také za účelem pravidelné korekce nanesené ochranné vrstvy.