Химическое никелирование алюминия

Химическое никелирование алюминия

17. Химическое никелирование

Свойства и области применения покрытия. Основой процесса химического никелирования является реакция восстановления никеля из водных растворов его солей гипофосфитом натрия. Промышленное применение получили способы осаждения никеля из щелочных и кислых растворов. Осажденное покрытие имеет полублестящий металлический вид, мелкокристаллическую структуру и является сплавом никеля с фосфором. Содержание фосфора в осадке зависит от состава раствора и колеблется от 4-6% для щелочных до 8-10% для кислых растворов.

В соответствии с содержанием фосфора изменяются и физические константы никельфосфорного осадка. Удельный вес его равен 7,82-7,88 г/см 3 , температура плавления 890-1200°, удельное электрическое сопротивление составляет 0,60 ом·мм 2 /м. После термообработки при 300-400° твердость никельфосфорного покрытия возрастает до 900-1000 кГ/мм 2 . При этом многократно возрастает и прочность сцепления.

Указанные свойства никельфосфорного покрытия определяют и его области применения.

Его целесообразно применять для покрытия деталей сложного профиля, внутренней поверхности трубок и змеевиков, для равномерного покрытия деталей с весьма точными размерами, для повышения износостойкости трущихся поверхностей и деталей, подвергающихся температурным воздействиям, например, для покрытия пресс-форм.

Никельфосфорному покрытию подвергаются детали из черных металлов, меди, алюминия и никеля.

Этот метод непригоден для осаждения никеля на таких металлах или покрытиях, как свинец, цинк, кадмий и олово.

Осаждение никеля из щелочных растворов. Щелочные растворы характеризуются высокой устойчивостью, простотой корректировки, отсутствием склонности к бурному и мгновенному выпадению порошкообразного никеля (явление саморазряда) и возможностью их длительной эксплуатации без замены.

Из многочисленных составов следует рекомендовать проверенный в производственных условиях раствор, содержащий следующие компоненты:

Скорость осаждения никеля составляет 8-10 мк/час. Процесс идет с интенсивным выделением водорода на поверхности Деталей.

Составление раствора заключается в растворении каждого из компонентов в отдельности, после чего их сливают вместе в рабочую ванну, за исключением гипофосфита натрия. Его приливают лишь тогда, когда раствор нагрет до рабочей температуры и детали подготовлены к покрытию.

Подготовка поверхности стальных деталей к покрытию не имеет специфических особенностей.

После подогрева раствора до рабочей температуры его корректируют 25-процентным раствором аммиака до устойчивого синего цвета, приливают раствор гипофосфита натрия, завешивают детали и приступают к покрытию без предварительной проработки. Корректировку раствора производят главным образом аммиаком и гипофосфитом натрия. При большом объеме ванны никелирования и высокой удельной загрузке деталей корректировку раствора аммиаком осуществляют непосредственно от баллона с газообразным аммиаком, с непрерывной подачей газа к дну ванны посредством резиновой трубки.

Раствор гипофосфита натрия для удобства корректировки готовят с концентрацией 400-500 г/л.

Раствор хлористого никеля обычно готовят для корректировки совместно с хлористым аммонием и лимоннокислым натрием. Для этой цели наиболее целесообразно пользоваться раствором, содержащим 150 г/л хлористого никеля, 150 г/л хлористого аммония и 50 г/л лимоннокислого натрия.

Удельный расход гипофосфита натрия на 1 дм 2 поверхности покрытия, при толщине слоя 10 мк, составляет около 4,5 г, а никеля, в пересчете на металл, — около 0,9 г.

Основные неполадки при химическом осаждении никеля из щелочных растворов приведены в табл. 8.


Таблица 8. Неполадки, их причины и способы устранения

Осаждение никеля из кислых растворов. В отличие от щелочных кислые растворы характеризуются большим разнообразием добавок к растворам солей никеля и гипофосфита. Так, для этой цели могут применяться уксуснокислый натрий, янтарная, винная и молочная кислоты, трилон Б и прочие органические соединения. Из числа многих составов ниже приведен раствор со следующим составом и режимом осаждения:

Величину рН следует корректировать 2-процентным раствором едкого натра. Скорость осаждения никеля составляет 8-10 мк/час.

Перегрев раствора выше 95° может привести к саморазряду никеля с мгновенным выпадением темного губчатого осадка и выплескиванием раствора из ванны.

Корректировку раствора по концентрации входящих в него компонентов производят лишь до накопления в нем 55 г/л фосфита натрия NaH23, после чего из раствора может выпадать фосфит никеля. По достижении указанной концентрации фосфита никелевый раствор сливают и заменяют новым.

Термообработка. В тех случаях, когда никель наносят с целью увеличения поверхностной твердости и износостойкости, детали подвергают термообработке. При высоких температурах никельфосфорный осадок образует химическое соединение, что обусловливает резкое повышение его твердости.

Изменение микротвердости в зависимости от температуры нагрева приведено на фиг. 13. Как видно из диаграммы, наибольшее повышение твердости имеет место в диапазоне температур 400-500°. При выборе температурного режима следует учитывать, что для ряда сталей, прошедших закалку или нормализацию, высокие температуры не всегда допустимы. Кроме того, термообработка, проводящаяся в воздушной среде, вызывает появление цветов побежалости на поверхности деталей, переходящих от золотисто-желтого цвета до фиолетового. По этим причинам температуру нагрева часто ограничивают в пределах 350-380°. Необходимо также, чтобы никелированные поверхности перед укладкой в печь были чистыми, так как всякие загрязнения выявляются после термообработки весьма интенсивно и удаление их возможно лишь полировкой. Продолжительность нагрева в 40-60 мин. является достаточной.


Фиг. 13. Изменение твердости никельфосфорного покрытия в зависимости от температуры термообработки

Оборудование и оснастка. Основной задачей при изготовлении оборудования для химического никелирования является выбор футеровки ванн, устойчивой к действию кислот и щелочей и теплопроводной. Для опытных работ и для покрытия мелких деталей используют фарфоровые и стальные эмалированные ванны.

При покрытии крупных изделий в ваннах емкостью 50-100 л и более применяются эмалированные баки с эмалями, стойкими в крепкой азотной кислоте. Некоторые заводы применяют стальные цилиндрические ванны, футерованные обмазкой, состоящей из клея № 88 и порошкообразной окиси хрома взятых в равных весовых количествах. Окись хрома может быть заменена наждачными микропорошками. Покрытие производят в 5-6 слоев с промежуточной воздушной сушкой.

На Кировском заводе для этой цели успешно применяют футеровку цилиндрических ванн съемными пластикатовыми чехлами. При необходимости очистки ванн растворы выкачивают насосом, а чехлы извлекают и обрабатывают в азотной кислоте. В качестве материала для подвесок и корзин следует применять углеродистую сталь. Изоляцию отдельных участков деталей и подвесок производят перхлорвиниловыми эмалями или пластикатом.

Для нагревания раствора следует применять электрические нагреватели с передачей тепла через водяную рубашку. Термообработку мелких деталей производят в термостатах. Для крупных изделий используют шахтные печи с автоматическим регулированием температуры.

Никелирование нержавеющих и кислотоупорных сталей. Никелирование производят для повышения поверхностной твердости и износостойкости, а также для защиты от коррозии в тех агрессивных средах, в которых эти стали неустойчивы.

Для прочности сцепления никельфосфорного слоя с поверхностью высоколегированных сталей решающее значение имеет способ подготовки к покрытию. Так, для нержавеющих сталей марки 1×13 и ей подобных подготовка поверхности заключается в ее анодной обработке в щелочных растворах. Детали монтируют на подвесках из углеродистой стали, применяя, если это необходимо, внутренние катоды, завешивают в ванну с 10-15-процентным раствором каустической соды и производят их анодную обработку при температуре электролита 60-70° и анодной плотности тока 5-10 а/дм 2 в течение 5-10 мин. до образования равномерного коричневого налета без металлических просветов. Затем детали промывают в холодной проточной воде, декапируют в соляной кислоте (уд. веса 1,19), разбавленной вдвое, при температуре 15-25° в течение 5-10 сек. После промывки в холодной проточной воде детали завешивают в ванну химического никелирования в щелочном растворе и покрывают по обычному режиму до заданной толщины слоя.

Для деталей из кислотоупорной стали типа IX18H9T анодная обработка должна производиться в хромовокислом электролите со следующим составом и режимом процесса:

После анодной обработки детали промывают в холодной проточной воде, декапируют в соляной кислоте, как это указано для нержавеющей стали, и завешивают в ванну никелирования.

Никелирование цветных металлов. Для осаждения никеля на ранее осажденный слой никеля детали обезжиривают, а затем декапируют в 20-30-процентном растворе соляной кислоты в течение 1 мин., после чего завешивают в ванну для химического никелирования. Детали из меди и ее сплавов никелируют в контакте с более электроотрицательным металлом, например с железом или с алюминием, используя для этой цели проволоку или подвески из этих металлов. В некоторых случаях для возникновения реакции осаждения достаточно создать кратковременное касание железного прута к поверхности медной детали.

Для никелирования алюминия и его сплавов детали травят в щелочи, осветляют в азотной кислоте, как это делается перед, всеми видами покрытий, и подвергают двукратной цинкатной обработке в растворе, содержащем 500 г/л едкого натра и 100 г/л окиси цинка, при температуре 15-25°. Первое погружение длится 30 сек., после чего осадок контактного цинка стравливают в разбавленной азотной кислоте, а второе погружение 10 сек., после чего детали промывают в холодной проточной воде и никелируют в ванне с щелочным никельфосфорным раствором. Полученное покрытие весьма непрочно связано с алюминием, и для повышения прочности сцепления детали прогревают, погружая их в смазочное масло при температуре 220-250° на 1-2 часа.

После термообработки детали обезжиривают растворителями и по мере необходимости протирают, полируют или подвергают другим видам механической обработки.

Никелирование металлокерамики и керамики. Технологический процесс никелирования ферритов заключается в следующих операциях: детали обезжиривают в 20-процентном растворе кальцинированной соды, промывают горячей дистиллированной водой и травят в течение 10-15 мин. в спиртовом растворе соляной кислоты с соотношением компонентов 1:1. Затем детали снова промывают горячей дистиллированной водой с одновременной очисткой шлама волосяными щетками. На покрываемые поверхности деталей кисточкой наносят раствор хлористого палладия с концентрацией его 0,5-1,0 г/л и рН 3,54:0,1. После воздушной сушки нанесение хлористого палладия повторяют еще раз, просушивают и погружают для предварительного никелирования в ванну с кислым раствором, содержащим 30 г/л хлористого никеля, 25 г/л гипофосфита натрия и 15 г/л янтарнокислого натрия. Для этой операции необходимо температуру раствора поддерживать в пределах 96-98° и рН 4,5-4,8. Затем детали промывают в дистиллированной горячей воде и никелируют в том же растворе, но при температуре 90°, до получения слоя толщиной 20-25 мк. После этого детали кипятят в дистиллированной воде, меднят в пирофосфатном электролите до получения слоя 1-2 мк, после чего подвергают бескислотной пайке. Прочность сцепления никельфосфорного покрытия с ферритной основой составляет 60-70 кГ/см 2 .

Кроме того, химическому никелированию подвергаются различные виды керамики, например ультрафарфор, кварц, стеатит, пьезокерамика, тиконд, термоконд и пр.

Технология никелирования составляется из следующих операций: детали обезжиривают спиртом, промывают в горячей воде и сушат.

После этого для деталей из тиконда, термоконда и кварца, производят сенсибилизацию их поверхности раствором, содержащим 10 г/л хлористого олова SnCl2 и 40 мл/л соляной кислоты. Эта операция производится кисточкой или путем Натирания Деревянной шайбой, смоченной раствором, или же погружением деталей в раствор на 1-2 мин. Затем поверхность деталей активируют в растворе хлористого палладия PdCl2·2Н2О.

Для ультрафарфора применяют подогретый раствор с концентрацией PdCl2·2H2O 3-6 г/л и с длительностью погружения 1 сек. Для тиконда, термоконда и кварца концентрация снижается до 2-3 г/л с увеличением выдержки от 1 до 3 мин., после чего детали погружают в раствор, содержащий гипофосфит кальция Са(Н2РO2)2 в количестве 30 г/л, без подогрева, на 2-3 мин.

Детали из ультрафарфора с активированной поверхностью завешивают на 10-30 сек. в ванну предварительного никелирования со щелочным раствором, после чего детали промывают и снова завешивают в ту же ванну для наращивания слоя заданной толщины.

Детали из тиконда, термоконда и кварца после обработки в гипофосфите кальция никелируют в кислых растворах.

Химическое осаждение никеля из карбонильных соединений. При нагревании паров тетракарбонила никеля Ni(CO)4 при температуре 280°±5 происходит реакция термического разложения карбонильных соединений с осаждением металлического никеля. Процесс осаждения происходит в герметически закрытом контейнере при атмосферном давлении. Газовая среда состоит из 20-25% (по объему) тетракарбонила никеля и 80-75% закиси углерода СO. Примесь кислорода в газе допустима не свыше 0,4%. Для равномерности осаждения следует создавать циркуляцию газа со скоростью подачи 0,01-0,02 м/сек и реверсированием направления подачи через каждые 30-40 сек. [16]. Подготовка деталей к покрытию заключается в удалении окислов и жировых загрязнений. Скорость осаждения никеля составляет 5-10 мк/мин. Осажденный никель имеет матовую поверхность, темно-серый оттенок, мелкокристаллическую структуру, твердость 240-270 по Виккерсу и относительно малую пористость.

Прочность сцепления покрытия с металлом изделий весьма низка и для ее повышения до удовлетворительных величин необходима термообработка при 600-700° в течение 30-40 мин.

Источник:
http://metallurgu.ru/books/item/f00/s00/z0000013/st018.shtml

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Химическое никелирование алюминия и его сплавов

Для многократного использования раствора химического никелирования алюминия и его сплавов авторами [52] предложен состав, г/л [c.121]

Читайте также  Сварка алюминия электродом в домашних условиях

В связи со все увеличивающимся распространением алюминия и его сплавов в качестве конструкционного материала появилась большая потребность в защите алюминиевых деталей от коррозии и в обеспечении специальных свойств поверхности металлическими покрытиями (кадмий, никель, серебро и др.). В первую очередь кадмирование необходимо для деталей, соприкасающихся (кон-тактирующихся) с кадмированными, никелированными или оцинкованными, стальными деталями. Существует несколько технологических вариантов кадмирования алюминия, однако наиболее прочное сцепление покрытия достигается за счет применения подслоя никеля, который может быть получен химическим или электрохимическим способом. Гальваническое никелирование алюминия можно производить так называемым ципкатным методом или непосредственно. По первому методу никель осаждается на тонкий слой контактного цинка, выделяющегося на поверхности алюминия при погружении его в раствор цинката натрия (методы цинкатной обработки описаны в литературе [6]). Менее пористые и более прочно сцепленные покрытия получаются при непосредственном никелировании алюминия [8] в электролите следующего состава г л) и режима работы [c.68]

Для химического никелирования алюминия и его сплавов предложен [193] кислый состав, г/л [c.125]

Процесс восстановления никеля протекает только на поверхности металлов, способных каталитически влиять на эту реакцию. К числу таких металлов относятся палладий, никель, железо, алюминий и некоторые другие. Покрытия на меди и ее сплавах могут быть получены только в случае контакта их в начале процесса с более электроотрицательным металлом — железом, алюминием или никелем. В дальнейшем роль катализатора выполняет осаждающийся никель. На некоторых металлах, например свинце, кадмии, олове и др., не удается получить никелевого покрытия. Попутно следует указать, что химическому никелированию могут быть подвергнуты и некоторые неметаллические материалы, как-то керамика, стекло, полистирол и т. д. Поверхность неметаллических деталей перед этим должна быть активизирована. [c.222]

Стальные изделия можно никелировать химически без затруднений. На меди и латуни осаждение никеля начинается после кратковременного контакта с менее благородным металлом, например, железом или алюминием. Для никелирования алюминиевых сплавов обычно применяют щелочные ванны (например ванну 2). [c.72]

В последнее время разработана методика никелирования алюминия и его сплавов в обычных электролитах. В случае необходимости нанесения на никелевое покрытие, подвергнутое термообработке, слоев других металлов необходимо удалить с никеля окисную пленку. Это достигается химической обработкой нагретого изделия в растворе, содержащем 150 объемн. ч. серной кислоты, 255 объемн. ч. азотной кислоты и 100 объемн. ч. воды. Продолжительность обработки от 3 сек. до нескольких минут. Имеются и другие способы удаления с никелевого покрытия окисной пленки, например анодная обработка в 20%-ной серной кислоте при плотности тока 5 а/дм» в течение 5—8 сек. [c.202]

Ш т е й и б е р г Б. Ш., Б о г о т о в с к и й Н. А, Химическое никелирование алюминия и- его сплавов с многократным использованием раствора. ГОСИНТИ. 1962, М—62—190/19. [c.199]

Далее, авторы [652] не обнаружили снижения усталостной прочности алюминиевого сплава Д1 (подвергнутого химическому никелированию в щелочном растворе на толщину 10 мкм и термообработке при 200°С в течение 1 ч), а сплав АЛ4 после никелирования и термообработки даже получил повышение усталостной прочности на 38%. Эти данные легко объяснимы, если учитывать отсутствие у твердого алюминия способности поглощать водород. [c.290]

Процесс восстановления никеля протекает только на поверхности металлов, способных каталитически влиять на эту реакцию.К числу таких металлов относятся палладий, никель, железо, алюминий и некоторые другие. Покрытия на меди и ее сплавах могут быть получены только в случае контакта их в начале процесса с более электроотрицательным металлом — железом, алюминием или никелем. В дальнейшем роль катализатора выполняет осаждающийся никель. На некоторых металлах, например свинце, кадмии, олове и др., вообще не удается получить никелевого покрытия. Попутно следует указать, что химическому никелированию [c.215]

Особенно широко применяются в промышленности различные сплавы. Сплавы электрон (90% магния, алюминий, цинк, медь, марганец), дюралюминий (93—95% алюминия, медь, магний, марганец, кремний), магналий (10—30% магния, алюминий) находят применение в авиационной промышленности. Из никелированной стали (73% железа, 18% хрома, никель, углерод) изготовляют кабели, самые разнообразные инструменты, из сплава стали с кремнием (0,9—1,2% кремния) — канализационные трубы для химических предприятий. Последний сплав обладает высокой коррозионной устойчивостью. Амальгамы — это сплавы золота, серебра или натрия с ртутью. Серебряная амальгама применяется для пломбирования зубов. [c.74]

Непосредственное никелирование алюминия и его сплавов можно вести и Б растворах химического никелирования. Перед нанссением покрытия детали обезжиривают в слабощелочных растворах н подвергают дтительиому активированию (до 30 мин) в 3—5 %-иых растворах соляной пли серной кислот. [c.49]

Первый слой покрытия на диэлектрики наносят путем химического восстановления металла. Наиболее изученными являются процессы никелирования, кобальтирования и меднения. Эти процессы — автокаталитические, т. е. процесс восстановления (например, солей никеля гипофосфитом натрия) начинается самопроизвольно только на поверхности некоторых металлов — никеле, кобальте, железе, палладии и алюминии, — которые являются катализаторами. Однако никелевые покрытия можно нанести и на другие металлы и сплавы, например медь, латунь и платину, если эти металлы после погружения их в раствор привести в контакт с никелем или другими более электроотрицательными металлами. На цинке и кадмии процесс химического восстановления никеля совсем не протекает. После нанесения тонкого слоя никеля на них покрытие само катализирует процесс восстановления металла. Одним из основных факторов, определяющих скорость процесса, является температура раствора, оптимальной является температура 96— 98 °С. [c.335]

Никель используют в сплавах и с другими металлами — с медью, алюминием, оловом, свинцом и др. Монель-металл — сплав никеля с медью и малыми добавками железа и марганца — отличается высокой химической устойчивостью, почти не подвергается разрушительному действию морской воды. Нихром — сплав никеля с хромом— обладает сравнительно большим электросопротивлением и используется в виде проволоки в нагревательных приборах. Никель также широко применяют в качестве катализатора (при гидрогенизации жиров и др.), а также при гальваническом никелировании. [c.455]

Эти припои пригодны для пайки никелевых жаропрочных сплавов при относительно невысоких температурах они смачивают их, растекаются и затекают в зазор. Припои, содержащие бор, вызывают, кроме того, межзеренную химическую эрозию паяемого металла, которую можно уменьшить или подавить, применяя поверхностное никелирование сплавов. Такое никелирование к тому же защищает сплав от образования оксидной пленки, образующейся в связи с легированием паяемых сплавов алюминием и титаном. Характеристики прочности соединений никелевых сплавов, паянных этими припоями, невысоки, так как в паяном шве образуются хрупкие соединения боридов, силицидов и карбидов. [c.338]

Для улучшения адгезии никелевого слоя к поверхности алюминиевого сплава применяют термообработку (нагрев до температуры 250 °С в течение 2 ч) затем никелированную поверхность паяют обычными легкоплавкими припоями по известной технологии. Полученный слой никеля позволяет проводить неоднократный нагрев под пайку. Однако временное сопротивление разрыву паяных соединений алюминиевых пластин, предварительно никелированных в ваннах с хлористым никелем и паянных припоем ПОС 61, невелико (ав=9,8 МПа). По данным Ю. А. Цумарева, при пайке телескопических соединений труб из стали с охватывающей трубкой из алюминия с химически никелированной внутренней поверхностью в результате прижима Тср возрастает до 24,5 [c.271]

Щелочные растворы химического никелирования характеризуются простотой корректировки, значительной устойчивостью, слабой склонностью к саморазложению Нх применяют, главным образом, прн покрытии коррознонностойкой стачн, алюминия, титаиа, магния, а также нанесения сплавов на основе иикеля (с кобальтом, вольфрамом и другими металлами). Содержание фосфора в покрытиях из ще-точных растворов 4—6 %. [c.199]

Применяемые двукратная цинкатная подготовка, химическое никелирование или электролитическое осаждение цинка обеспечивают качественное сцепление серебра с алюминием, но наиболее надежным способом подготовки деталей из некоторых деформируемых алюминиевых сплавов является анодирование их в растворе ортофосфорной кислоты при 1 к = 2 4- 3 А/дм и напряжении 10—30 В в течение 5 — 10 мин. Концентрацию ортофосфорной кислоты подбирают в зависимости от состава сплава (от 100 до 300 г/л). После анодирования детали меднят в пирофосфатном электролите на толщину 2 — 3 мкм и серебрят в обычном железистосинеродистом электролите. [c.172]

В настоящее время химическое никелирование применяется для защиты от коррозии сложнопрофилированных изделий (мелких и прецезионных деталей, например в часовой промышленности) для повышения износостойкости, предохранения от магнитного прилипания, защиты от коррозии при температуре до 500—600° и т. д. Покрытие можно наносить на черные металлы, медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы, а при специальной подготовке и на непроводники. [c.106]

Применение алюминиевых сплавов для изготовления деталей машин с каждым годом возрастает, что обусловлено рядом специфических свойств алюминия. Но алюминий и его сплавы имеют существенный недостаток — низкую твердость, вследствие чего поверхность деталей, работающих на трение, быстро срабатывается. Поэтому большое практическое значение представляет упрочнение поверхности деталей из алюминиевых сплавов путем нанесения- более твердого слоя другого металла. В этом отношении большой практический интерес представляет никельфосфорное покрытие, обладающее высокой твердостью и адгезией к основе, особенно после термической обработки. При этом нужно учитывать, что покрытия, полученные химическим никелированием, обладают высокой коррозионной стойкостью. Немаловажным является и то обстоятельство, что только с помощьк химического никелирования возможно покрытие сложнопрофилированных деталей. Прочность сцепления покрытия с алюминием зависит оФ подготовки поверхности, которая должна быть свободной от окисной пленки в момент никелирования. Общепринятым является мнение, что удовлетворительное покрытие возможно получить из щелочных растворов. — [c.120]

В. С. Борисов и С. А. Вишенков [387] нашли, что химическое никелирование без термообработки не влияет на усталостную прочность стали. Термообработанные никель-фосфорные покрытия, осажденные из кислых растворов, значительно снижают усталостную прочность (на 41—42%). При толщине 35 мк никелевое покрытие снижает усталостную прочность стали в такой же мере, как и хромовое покрытие толщиной 200 мк. Осадки, полученные из щелочных растворов, в меньшей степени снижают усталостную прочность, чем осажденные из кислых растворов. При толщине покрытия 35 мк снижение усталостной прочности стали ЗОХГСА составило 16,5%, что сравнимо со снижением предела усталости для стали с хромовыми покрытиями такой же толщины. С увеличением толщины никелевого покрытия усталостная прочность стали снижается. Усталостная прочность алюминиевого сплава Д1Т после химического никелирования не изменилась, а чистого алюминия возросла на 38% (при толшине покрытия 30 мк). [c.113]

В качестве восстановителя для процесса химического никелирования применяется почти исключительно гипофосфит натрия (реже кальция, калия, амйония). Следует отметить, что восстановление иона никеля гипофосфитам происходит на поверхности только некоторых металлов железа, никеля, кобальта, алюминия, палладия. При никелировании меди,и ее сплавов необходим хотя бы кратковременный контакт, с более электроотрицательным металлом (железом, алюминием). Кадмий, цинк, свинец, висмут, сурьму покрыть никелем до сих пор не удалось. [c.57]

Библиография для Химическое никелирование алюминия и его сплавов: [c.146] [c.171] Смотреть страницы где упоминается термин Химическое никелирование алюминия и его сплавов: [c.214] [c.251] [c.136] [c.209] [c.796] [c.130] Смотреть главы в:

Источник:
http://www.chem21.info/info/1695605/

Для чего необходимо химическое никелирование?

Никелирование химическое — это сложный процесс, позволяющий покрыть изделия из практически любого металла тонким защитным слоем никеля, повысить при этом коррозионную стойкость и придать поверхности блестящий вид и твердость.

1 Процесс химического никелирования деталей

Свойство никеля создавать на своей поверхности тонкую оксидную пленку, устойчивую к действию кислот и щелочей, позволяет использовать его для антикоррозионной защиты металлов.

Основной метод, применяющийся в промышленности — гальваническое никелирование, но оно требует наличия достаточно сложного оборудования и подразумевает работу с кислотами и щелочами, пары которых выделяются во время работы и могут сильно навредить здоровью человека. Для покрытия стали, алюминия, латуни, бронзы и других металлов может быть применен химический способ, так как он прост в использовании, и этот процесс можно проводить в домашних условиях.

На сегодняшний день существует два основных метода покрытия металлических деталей никелем: гальваническое и химическое. Первый метод требует наличия источника постоянного тока — электролитической ванны с электродами и большого количества химических реактивов. Второй способ намного проще. Для его проведения требуется наличие мерной посуды и эмалированной емкости для нагрева реактивов. Несмотря на всю кажущуюся простоту, это довольно сложный процесс, который требует большого внимания и соблюдения правил безопасности. По возможности проводите реакции в хорошо проветриваемом помещении. Идеальным вариантом будет оборудование рабочего места вытяжкой, ни в коем случае не соединенной с общедомовой вентиляцией. При работе пользуйтесь защитными очками, не оставляйте емкость с реактивами без присмотра.

Читайте также  Плакирование металлов: что это такое, суть и методы процесса

Основные стадии для произведения химического никелирования следующие:

  1. Для того чтобы никель покрыл поверхность тонким и равномерным слоем, изделие предварительно шлифуют и полируют.
  2. Обезжиривание. Поскольку даже тончайшая пленка жира на поверхности обрабатываемого изделия может вызвать неравномерное распределение никеля по площади детали, последнюю обезжиривают в специальном растворе, состоящем из 25-35 г/л NaOH или KOH, 30-60 г кальцинированной соды и 5-10 г жидкого стекла.
  3. Деталь или изделие, которое необходимо покрыть никелем, промывают в воде, после чего на 0,5-1 минуту погружают в 5% раствор HCl. Данный шаг предпринимается для того, чтобы удалить с поверхности металла тонкий слой окислов, который будет значительно снижать адгезию между материалами. После протравки деталь снова промывают в воде, затем немедленно переносят в емкость с раствором для покрытия никелем.

Собственно никелирование производят при помощи кипячения металлического изделия в специальном растворе, который готовят следующим образом:

  • берут воду (желательно — дистиллированную) из расчета 300 мл/дм 2 площади поверхности детали, включая как внутреннюю, так и внешнюю;
  • воду нагревают до 60°С, после чего растворяют в ней 30 г хлористого никеля (NiCl2) и 10 г уксуснокислого натрия (CH3COONa) на 1 л воды;
  • температуру поднимают до 80°С и добавляют 15 г гипосульфита натрия, затем в емкость с раствором погружают обрабатываемую деталь.

После погружения детали, раствор нагревают до 90-95°С и поддерживают температуру на таком уровне в течение всего процесса никелирования. Если вы увидели, что количество раствора сильно уменьшилось, можно добавить в него предварительно нагретую дистиллированную воду. Кипячение должно проходить не менее 1-2 часов. Иногда для получения многослойного покрытия, изделия из металла подвергают серии коротких (20-30 минут) кипячений, после каждого из которых деталь достают из раствора, промывают и высушивают. Это дает возможность получить слой никеля из 3-4 прослоев, которые суммарно имеют большую плотность и качество, чем одинарный слой той же мощности.

Особенность покрытия стальных изделий в том, что никель осаждается самопроизвольно вследствие каталитического воздействия железа. Для осаждения защитного слоя на цветных металлах используется другой состав.

2 Никелирование цветных металлов и сплавов

Химическое никелирование цветных металлов позволяет создавать защитную пленку на поверхности латуни, меди и бронзы. Для этого деталь сначала обезжиривают раствором, состав которого указан в первом способе, причем снимать оксидную пленку с металла не обязательно. Раствор для никелирования готовят следующим образом: в эмалированную емкость наливают 10% раствор хлористого цинка (ZnCl2), который более известен под названием «паяльная кислота». К нему понемногу добавляют сернокислый никель (NiSO4) до такой концентрации, при которой раствор окрашивается в зеленый цвет. Состав доводят до кипения, после чего погружают деталь в него на 1,5-2 часа. После того как реакция закончится, изделие достают из раствора и помещают в емкость с меловой водой (готовится способом добавления 50-70 г мела в порошке на 1 литр воды), а затем промывается.

Никелирование алюминия проходит по схожей технологии, но состав раствора немного другой:

  • 20 г сернокислого никеля;
  • 10 г натрия уксуснокислого;
  • 25 г натрия фосфорноватистокислого;
  • 3 мл тиомочевины концентрацией 1 г/л;
  • 0,4 г фтористого натрия;
  • 9 мл уксусной кислоты.

Перед обработкой изделия из алюминия погружают в раствор каустической соды, концентрацией 10-15%, и нагретом до температуры 60-70°С. При этом происходит бурная реакция с выделением водорода, пузырьки которого очищают поверхность от окислов и загрязнения. В зависимости от степени загрязненности, детали выдерживают в очищающем растворе от 15-20 секунд до 1-2 минут, после чего промывают в проточной воде и погружают в никелирующий раствор.

3 Применение никелированных изделий

Вследствие никелирования значительно повышаются физико-механические и декоративные свойства металлических изделий. Никель имеет серебристо-белый цвет, на воздухе быстро покрывается незаметной человеческому глазу пленкой окислов, которые практически не меняют его внешнего вида, но при этом надежно защищают от дальнейшего окисления и реакций с агрессивной средой. Никелирование используется для защиты сталей, бронзы, латуни, алюминия, меди и других материалов.

Является катодной защитой. Это значит, что при повреждении целостности покрытия, металл начинает реагировать с внешней средой. Для повышения механических свойств защитного слоя, нужно наносить его, точно придерживаясь технологии и последовательности действий. Никель, нанесенный на поверхность со следами загрязнения и ржавчины, с большим количеством неровностей, может начать вспучиваться и отслаиваться в процессе эксплуатации.

Изделия, покрытые никелем, почти ни в чем не уступают хромированным — имеют похожий блеск и твердость. При больших размерах емкостей для химической реакции никелем можно покрывать довольно большие детали, например, автомобильные диски.

4 Основные выводы по теме

Никелирование придает металлу красивый блестящий вид, высокую коррозионную стойкость и повышает твердость поверхности. Детали, покрытые никелем, можно использовать для украшения столбов ограды, если такую предусматривает проект участка. Красиво выглядят и имеют длительный срок эксплуатации различные метизы — крепежные болты, скобы, элементы мебельной фурнитуры. Они могут быть использованы в условиях повышенной влажности, температуры и нагрузки — в местах, где сталь быстро ржавеет и теряет свойства.

Химическое никелирование можно произвести собственноручно, в условиях хорошо проветриваемого гаража или мастерской.

Нежелательно делать описанные технологические операции на кухне, так как испарения любых химических веществ могут быть опасными для здоровья.

Покрытие никелем с помощью химических реактивов не требует высоких энергозатрат, в отличие от гальванического, но позволяет получить достаточно качественное, блестящее и твердое покрытие.

Источник:
http://tutmet.ru/nikelirovanie-himicheskoe-blestjashhee-galvanicheskoe-detalej-aljuminija.html

Химическое никелирование — особенности, технология и рекомендации

Технологии металлизации деталей и конструкций широко распространены в разных сферах промышленности и строительства. Дополнительное покрытие защищает поверхность от внешних повреждений и факторов, которые способствуют полному разрушению материала. Одним из таких способов обработки является химическое никелирование, прочная пленка которого отличается механической и коррозионной стойкостью и способностью выдерживать температуры порядка 400°С.

Особенности технологии

Наряду с химическим покрытием на основе никеля существуют методы гальванической и электролитической обработки. К особенностям рассматриваемой техники сразу стоит отнести реакцию осаждения. Она организуется в условиях восстановления никеля на основе гипофосфита натрия в среде солевого раствора с добавлением воды. В промышленности преимущественно используются технологии химического никелирования с подключением активных кислых и щелочных составов, которые как раз запускают процессы осаждения. Обработанное таким образом покрытие обретает блестящий металлизированный вид, структура которого представляет собой комбинированный сплав никеля и фосфора. Технология, выполненная с наличием в составе последнего вещества, имеет более низкие физико-химические показатели. Кислотные и щелочные растворы могут давать разные коэффициенты содержания фосфора – первые до 10%, а вторые – порядка 5-6%.

От количества этого вещества будут зависеть и физические качества покрытия. Удельный вес фосфора может составлять порядка 7,8 г/см3, электрическое сопротивление – 0,60 ом·мм2/м, а температура плавления – от 900 до 1200°. С помощью операции термообработки в условиях 400° твердость нанесенного покрытия можно увеличить до 1000 кГ/мм2. Вместе с этим возрастет и прочность сцепки заготовки с никельфосфорной структурой.

Что касается сфер применения химического никелирования, то, в отличие от многих альтернативных методик защитной металлизации, оно оптимально подходит для работы с деталями и конструкциями сложной формы. На практике технологию часто применяют в отношении змеевиков и внутренних поверхностей разноформатных труб. Покрытие наносится равномерно и точно – без зазоров и прочих дефектов защитного слоя. Относительно доступности обработки для разных металлов ограничение касается лишь свинца, олова, кадмия и цинка. И напротив, никельфосфорное осаждение рекомендуется использовать применительно к черным металлам, алюминию и медным деталям.

Способ никелирования на щелочных растворах

Осаждение в щелочах обеспечивает покрытию высокую механическую стойкость, которая отличается возможностью легкой корректировки и отсутствием негативных факторов наподобие выпадения порошкообразного никеля. Существуют разные рецептуры, которые готовят в зависимости от вида обрабатываемого металла и его назначения. Обычно используется следующий состав раствора для химического никелирования данного типа:

  • Лимоннокислотный натрий.
  • Гипофосфит натрия.
  • Аммоний (хлорированный).
  • Никель.

При температуре порядка 80-90° процесс проходит на скорости примерно 9-10 мк/час, при этом осаждение сопровождается активным выделением водорода.

Сама процедура приготовления рецептуры выражается в растворении каждого из вышеназванных ингредиентов в отдельном порядке. Исключением в данном составе химического никелирования станет разве что гипофосфит натрия. Его в объеме порядка 10-20 г/л заливают уже к моменту, когда все остальные компоненты растворены, а температура доведена до оптимального режима.

В остальном особых требований к подготовке процесса осаждения в щелочном растворе не предусматривается. Металлическая заготовка очищается и завешивается без специальной проработки.

Подготовка поверхностей стальных деталей и конструкций к покрытию не имеет выраженных особенностей. В ходе процесса можно корректировать раствор добавлением того же гипофосфита натрия или 25-процентного аммиака. Во втором случае при условии большого объема ванны аммиак вносится от баллона в газообразном состоянии. К самому дну емкости погружается резиновая трубка и через нее производится непосредственная подача добавки в непрерывном режиме до нужной консистенции.

Никелирование на кислотных растворах

По сравнению с щелочными средами кислотные характеризуются разнообразием добавок. Модифицировать основу из гипофосфита и солей никеля можно уксуснокислым натрием, молочной, янтарной и винной кислотой, а также трилоном Б и другими органическими соединениями. Среди большого количества применяемых рецептур, наибольшей популярностью пользуется следующий раствор для химического никелирования путем кислотного осаждения:

  • Гипофосфит натрия.
  • Сернокислый никель.
  • Углекислотный натрий.

Скорость осаждения будет составлять те же 9-10 мк/час, а водородный показатель корректируется раствором едкого натра 2%. Температура выдерживается строго в пределах 95°, так как ее повышение способно привести к саморазряду никеля с моментальным выпадением осадка. Иногда наблюдается и выплескивание раствора из емкости.

Менять параметры состава относительно концентрации основных его ингредиентов можно только при условии содержания в нем фосфита натрия порядка 50 г/л. В таком состоянии возможно выпадение никельфосфита. Когда параметры раствора достигнут вышеуказанной концентрации, раствор сливается и заменяется новым.

Когда требуется термическая обработка?

Если заготовке нужно обеспечить качества износостойкости и твердости, производится операция термообработки. Увеличение этих свойств обуславливается тем, что в условиях повышения температурного режима происходит выпадение никельфосфорного осадка с последующим формированием нового химического соединения. Оно и способствует повышению твердости в структуре покрытия.

В зависимости от температурного режима происходит изменение микротвердости с разными характеристиками. Причем корреляция вовсе не равномерна относительно повышения или понижения температуры нагрева. При термообработке в рамках химического никелирования в условиях 200 и 800°, к примеру, показатель микротвердости составит лишь 200 кг/мм2. Максимальное же значение твердости достигается при температурах 400-500°. В данном режиме можно рассчитывать на обеспечение 1200 кг/мм2.

Также следует иметь в виду, что не для всех металлов и сплавов в принципе допустима термообработка. Например, запрет накладывается на стали и сплавы, которые уже подвергались процедурам закалки и нормализации. К этому стоит добавить и тот факт, что термическая обработка в воздушной среде может способствовать образованию цвета побежалости, переходящего от золотистого до фиолетового оттенка. Минимизировать подобные факторы поможет снижение температуры до 350°. Весь процесс выполняется порядка 45-60 мин только с очищенной от загрязнений заготовкой. Наружная полировка напрямую повлияет и на вероятность получения качественного результата.

Оборудование для выполнения обработки

Для производства данной технологии вовсе не требуются узкоспециализированные и промышленные агрегаты. В домашних условиях химическое никелирование можно организовать в стальной эмалированной ванне или посуде. Иногда опытные мастера применяют для обычных металлических емкостей футеровку, благодаря которой поверхности защищаются от действия кислот и щелочей.

Применительно к емкостям литражом до 50-100 л могут использоваться и вспомогательные эмалированные баки, устойчивые к азотным кислотам. Что касается самой футеровки, то ее основа готовится из водостойкого универсального клея (например, «Момент» №88) и порошкообразной хромовой окиси. Опять же, в бытовых условиях специализированные порошковые смеси можно заменить наждачными микропорошками. Для закрепления и обработки нанесенной футеровки потребуется воздушная сушка строительным феном или тепловой пушкой.

Профессиональные же установки химического никелирования не требуют специальной защиты поверхностей и отличаются наличием съемных чехлов. Покрытия снимаются после каждого сеанса обработки и очищаются отдельно в азотной кислоте. Главной конструкционной особенностью такого оборудования можно назвать присутствие корзин и подвесок (обычно выполняются из углеродных сталей), которые облегчают манипуляции с мелкими деталями.

Процессы никелирования нержавейки и кислотоупорных металлов

Целью данной операции является увеличение показателей износостойкости и твердости поверхности заготовки, а также обеспечение антикоррозийной защиты. Это стандартная процедура химического никелирования для сталей, прошедших легирование и готовящихся к использованию в агрессивных средах. Особое место в методике покрытия будет иметь подготовка детали.

Читайте также  Cварка алюминия аргоном: пошаговая инструкция для начинающих, видео

Для нержавеющих сплавов применяется предварительная доработка в анодной среде на щелочном растворе. Заготовки монтируются на подвесках с подключением внутренних катодов. Завешивание производится в емкости с раствором каустической соды на 15%, а температура электролита при этом составляет 65-70°. Для формирования равномерного покрытия без просветов электролитическое и химическое никелирование нержавеющих сплавов должно производиться в условиях поддержки плотности тока (анодного) до 10 А/дм2. Длительность процесса варьируется от 5 до 10 мин в зависимости от размера детали. Далее заготовка омывается в проточной холодной воде и декапируется в разбавленной соляной кислоте порядка 10 сек при температуре в 20°. После этого выполняется типовая процедура щелочного осаждения.

Никелирование цветных металлов

Мягкие и податливые к процессам химического воздействия металлы перед обработкой так же проходят специальную подготовку. Поверхности обезжириваются, а в некоторых случаях и полируются. Если прежде заготовка уже подвергалась никелированию, то в течение 1 мин должна производиться и процедура декапирования в 25-процентном разбавленном растворе с серной кислотой. Элементы на основе меди и ее сплавов рекомендуется обрабатывать в контакте с электроотрицательными металлами наподобие алюминия и железа. Технически такая комбинация обеспечивается подвеской или цепкой проволокой из тех же веществ. Как показывает практика, иногда в процессе реакции достаточно одного касания железной детали к медной поверхности, чтобы достичь нужного эффекта осаждения.

Есть свои особенности и у химического никелирования алюминия и его сплавов. В данном случае организуется травление заготовок в щелочном растворе или же выполняется осветление к кислоте на азотной основе. Применяется и двукратная цинкатная обработка, для которой готовят состав с окисью цинка (100 г/л) и едким натром (500 г/л). Температурный режим должен быть выдержан в пределах 20-25°. Первый подход с погружением детали продолжается 30 сек, а затем начинается процесс травления цинкового осадка в азотной кислоте. После этого следует второе, уже 10-секундное погружение. На заключительном этапе алюминий промывается холодной водой и никелируется никельфосфорным раствором.

Технология никелирования металлокерамики

Для материалов данного вида используется общая методика никелирования ферритов. На этапе подготовки деталь обезжиривается раствором с кальцинированной содой, промывается горячей водой и травится 10-15 мин в спиртовом растворе с добавлением соляной кислоты. Далее заготовка вновь промывается горячей водой и очищается мягкими абразивами от шлама. Непосредственно перед началом процесса химического никелирования металлокерамика покрывается слоем хлористого палладия. Кисточкой на поверхность наносится раствор с концентрацией 1 г/л. Процедура повторяется несколько раз и после каждого прохода заготовка сушится.

Для никелирования используют емкость с кислым раствором, в котором содержится хлористый никель (30 г/л), гипофосфит натрия (25 г/л) и янтарнокислый натрий (15 г/л). Температура раствора поддерживается в диапазоне 95-98°, а рекомендуемый водородный коэффициент составляет 4,5-4,8. После химического никелирования металлокерамическая деталь промывается в горячей воде, а затем кипятится и погружается в пирофосфатный омедненный электролит. В активной химической среде заготовка удерживается до образования слоя в 1-2 мк. Аналогичной обработке также могут подвергаться разные виды керамики, кварцевые элементы, тиконд и термоконд. В каждом случае обязательными будут процедуры покрытия хлористым палладием, воздушной сушки, погружения в кислотный раствор и кипячение.

Технология никелирования в домашних условиях

Технически организовать операции никелирования можно и без специального оборудования, как уже отмечалось. Например, в гаражных условиях она может выглядеть следующим образом:

  • Готовится подходящая по размеру посуда с эмалированным внутренним покрытием.
  • Заранее подготовленные сухие реактивы для электролитического раствора в эмалированной емкости смешиваются с водой.
  • Полученная смесь кипятится, после чего в нее вносят гипофосфит натрия.
  • Заготовка проходит очистку и обезжиривается, а затем погружается в раствор, но без касания поверхностей емкости – то есть дна и стенок.
  • Особенности никелирования в домашних условиях заключаются в том, что вся оснастка будет выполняться из подручных материалов. Для того же контроля детали можно предусмотреть специальный кронштейн (обязательно из диэлектрического материала) с зажимом, который нужно будет оставить в стационарном положении на 2-3 ч.
  • На вышеуказанное время состав оставляется в кипящем состоянии.
  • Когда пройдет технологический период никелирования, деталь извлекается из раствора. Ее необходимо промыть под холодной струей воды, разбавленной в гашеной извести.

В домашних условиях никелировать можно сталь, латунь, алюминий и т.д. Для всех перечисленных металлов следует готовить электролитический раствор с содержанием гипофосфита натрия, сернокислого или хлористого никеля, а также с кислотными включениями. К слову, для ускорения процесса можно внести свинцовую добавку.

Заключение

Существуют разные техники и подходы к выполнению никелирования в активных химических растворах, но применение гипофосфита натрия является наиболее выигрышным методом. Обуславливается это и минимальным количеством нежелательных осадков, и сочетанием целого набора технико-физических свойств покрытия при толщине порядка 20 мкм. Конечно, химическое никелирование металла сопровождается и определенными рисками образования дефектов. Особенно это касается высокочувствительного цветмета, но и с такими явлениями можно бороться в рамках единого технологического процесса. Например, специалисты рекомендуют удалять дефектные участки в концентрированной кислотной среде на основе азота при температуре до 35°С. Эту процедуру выполняют не только в случае появления нежелательных изъянов, но и в целях штатной коррекции нанесенного защитного слоя.

Источник:
http://fb.ru/article/419166/himicheskoe-nikelirovanie—osobennosti-tehnologiya-i-rekomendatsii

Водные растворы для химического никелирования.

Водные растворы для химического никелирования.

В основу процесса химического никелирования положена реакция восстановления никеля из водных растворов его солей с помощью гипофосфита натрия и некоторых других химреактивов. С помощью химического никелирования нельзя покрывать такие металлы, как олово, свинец, кадмий, цинк, висмут и сурьму.

Воду для химического никелирования и при нанесении других покрытий берут дистиллированную, но можно использовать и конденсат из бытовых холодильников. Химреактивы подойдут как минимум чистые (обозначение на этикетке «Ч»).

  • чистая азотная кислота 1,4 г/см 3 = 0,71 см 3 /г
  • чистая серная кислота 1,84 г/см 3 = 0,54 см 3 /г
  • чистая соляная кислота 1,19 г/см 3 = 0,84 см 3 /г
  • чистая ортофосфорная кислота 1,7 г/см 3 = 0,59 х см 3 /г
  • чистая уксусная кислота 1,05 г/см 3 =0,95 см 3 /г

Процесс никелирования металлов и сплавов заключается в следующем.

  • Обработанную деталь обезжиривают в одном из водных растворов,
  • Затем деталь декапируют = обезжиривают и активируют в одном из перечисленных в данном разделе растворов.
  • Для алюминия и его сплавов перед химическим никелированием проводят еще одну, так называемую, цинкатную обработку. Ниже приведены растворы для цинкатной обработки.После цинкатной обработки детали промывают в воде и завешивают их в раствор для никелирования.
  • Никелерование. Все растворы для никелирования универсальны, то есть годны для всех металлов (где лучше, где чуть хуже). Последовательность приготовления: все химреактивы (кроме гипофосфита натрия) растворяют в воде обязательно в эмалированной посуде. Затем раствор разогревают до рабочей температуры и только после этого растворяют гипофосфит натрия и завешивают детали в раствор. Для прикидки: 1 л раствора можно отникелировать поверхность площадью до 2 дм 2 . Растворы, применяемые для химического никелирования, подразделяются на кислые (рН 4-6,5) и щелочные (рН выше 6,5). Кислые растворы предпочтительнее применять для покрытия черных металлов, меди и латуни. Щелочные — для нержавеющих сталей. Кислые растворы (по сравнению с щелочными) на полированной детали дают более гладкую (зеркальную) поверхность, у них меньшая пористость, скорость протекания процесса выше. Еще немаловажная особенность кислых растворов — у них меньше вероятность саморазряда при превышении рабочей температуры. (Саморазряд — это мгновенное выпадение никеля в раствор с расплескиванием последнего.) У щелочных растворов основное преимущество — более надежное сцепление никелевой пленки с основным металлом.
  • ! Наличие в никеле фосфора делает пленку близкой по твердости пленке хрома!. К сожалению, сцепление пленки никеля с основным металлом сравнительно низкое. Решить проблему помогает — термическая обработка пленок никеля = низкотемпературная диффузия — процесс заключается в нагреве отникелированных деталей до температуры 400°С и выдержке их при этой температуре в течение 1 часа. Если покрываемые никелем детали закалены (пружины, ножи, рыболовные крючки и т.п.), то при температуре 400°С они могут отпуститься, то есть потерять свое основное качество — твердость. В этом случае низкотемпературную диффузию проводят при температуре 270-300°С с выдержкой до 3 ч. Такая термообработка повышает и твердость никелевого покрытия.
  • Полученное таким образом однослойное покрытие никелем на 1 см 2 имеет несколько десятков сквозных (до основного металла) пор. Естественно, что на открытом воздухе стальная деталь, покрытая никелем, быстро покроется «сыпью» ржавчины.Даже тройное покрытие (медь — никель — хром) не спасает деталь от ржавчины, так как и у тройного покрытия имеется несколько пор на 1 см 2 . Выход — в дообработке поверхности покрытия специальными составами, закрывающими поры. В домашних условиях можно рекомендовать следующие операции: Протереть деталь с никелевым (или другим) покрытием кашицей из окиси магния и воды и сразу же опустить ее на 1-2 мин в 50%-ный раствор соляной кислоты. После термообработки еще не остывшую деталь опустить в невитаминизированный рыбий жир (лучше старый, непригодный по прямому назначению). Протереть 2-3 раза отникелированную поверхность детали составом ЛПС = легко проникающей смазкой. В последних двух случаях излишки жира (смазки) через сутки удаляют с поверхности бензином. Обработку рыбьим жиром больших поверхностей (бамперов, молдингов автомашин) проводят так. В жаркую погоду протирают их рыбьим жиром два раза с перерывом в 12-14 ч. Затем через 2 суток излишки жира удаляют бензином. Эффективность такой обработки характеризует следующий пример. Никелированные рыболовные крючки начинают покрываться ржавчиной сразу же после первой рыбалки в море. Обработанные рыбьим жиром те же крючки не корродируют почти весь летний сезон морской ловли.

Составы растворов для декапирования

Источник:
http://tehtab.ru/Guide/GuideChemistry/SolutionsMixturesMetalls/WaterMetallCovers/WaterMetallCoversNickel/

Химическое осаждение никеля – за и против!

Химическое осаждение никеля предполагает нанесение металла на поверхность без воздействия электрического тока. Процесс осуществляется в результате окислительно – восстановительных реакций, происходящих в растворе. В качестве восстановителя применяется гипофосфит натрия, в результате осаждается покрытие никель – фосфор с содержанием фосфора до 10% в зависимости от рН раствора.

Восстановление никеля гипофосфитом протекает по реакции:

Но одновременно протекает реакция восстановления фосфит–иона до элементарного фосфора, который включается в покрытие.

Химическое осаждение никеля возможно из щелочных и кислых растворов. Щелочные растворы, позволяющие получать покрытие никель – фосфор с содержанием фосфора 4-8 %, имеют состав:

Установка химического никелирования

Никель хлористый 20 – 30 г/л

Натрия гипофосфит 15 – 25 г/л

Натрий лимоннокислый 30 – 50 г/л

Аммоний хлористый 30 – 40 г/л

Аммиак водный, 25% 70 – 100 мл/л

рН = 8-9, температура 80 – 90 0 С

Скорость осаждения 10 – 15 мкм/час.

Покрытие никель – фосфор из кислых растворов содержит фосфора 8-10%.

Рекомендуемый состав:

Никель сернокислый 20 – 30 г/л

Натрий уксуснокислый 10 – 20 г/л

Натрия гипофосфит 20 – 25 г/л

Тиомочевина 0, 03 г/л

Кислота уксусная (ледяная) 6 – 10 мл/л

рН = 4,3 – 5, температура 85 – 95 0 С

Скорость осаждения 10 – 15 мкм/час.

Более широко процесс химического никелирования различных металлов, а также методики приготовления растворов представлены в нашем обучающем курсе.

Кислые растворы рекомендуются для химического осаждения никеля на алюминиевых сплавах. Щелочные растворы — для химического осаждения никеля на детали из медных сплавов и нержавеющей стали, кроме того, для начала реакции требуется контакт с более электроотрицательным металлом — алюминием.

В связи с тем, что никель-фосфорное покрытие содержит некоторое количество фосфора, его химические свойства отличаются от характеристик чистого никеля:

– с увеличением % — го содержания фосфора в покрытии защитные свойства повышаются, следовательно, из кислых растворов они выше, чем из щелочных;

– твердость химически восстановленного никеля значительно выше, чем электролитически осажденного никеля;

– магнитные свойства и паяемость никель-фосфорного покрытия значительно ниже, чем электролитически осажденного никеля.

Основное преимущество химического никелирования – возможность получать равномерное покрытие никеля по всей поверхности детали, несмотря на сложность конфигурации, что нельзя осуществить при электрохимическом осаждении из-за достаточно низкой рассеивающей способности электролита никелирования.

Основной недостаток химического никелирования – достаточно высокая стоимость процесса из-за короткого срока службы растворов химического никелирования.

Источник:
http://blog.tep-nn.ru/?p=993