Keemiline nikeldamine – funktsioonid, tehnoloogia ja soovitused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Osade ja konstruktsioonide metalliseerimise tehnoloogiad on lai alt levinud erinevates tööstus- ja ehitusvaldkondades. Täiendav kate kaitseb pinda väliste kahjustuste ja tegurite eest, mis aitavad kaasa materjali täielikule hävimisele. Üks selline töötlus on elektrooniline nikeldamine, millel on vastupidav kile, mis on mehaaniliselt ja korrosioonikindel ning talub umbes 400 °C temperatuuri.

Tehnoloogilised funktsioonid

Niklipõhise keemilise katmise kõrval on galvaniseerimise ja galvaniseerimise meetodeid. Sadestamisreaktsioon tuleks koheselt omistada vaadeldava tehnika omadustele. See on korraldatud nikli redutseerimise tingimustes naatriumhüpofosfiidi baasil soolalahuses koos vee lisamisega. Tööstuses kasutatakse ühendamisel valdav alt keemilise nikeldamise tehnoloogiaidaktiivsed happelised ja aluselised ühendid, mis just käivitavad sadestamisprotsessid. Sel viisil töödeldud kate omandab läikiva metalliseeritud välimuse, mille struktuur on nikli ja fosfori kombineeritud sulam. Tehnoloogial, mis on valmistatud kompositsiooni viimase aine olemasolul, on madalamad füüsikalised ja keemilised näitajad. Happelised ja leeliselised lahused võivad anda erinevaid fosforisisalduse koefitsiente - esimene kuni 10% ja teine - umbes 5-6%.

Katte füüsikalised omadused sõltuvad samuti selle aine kogusest. Fosfori erikaal võib olla umbes 7,8 g / cm3, elektritakistus on 0,60 oomi mm2 / m ja sulamistemperatuur on 900 kuni 1200 °. Kuumtöötlemise toiminguga 400° juures saab sadestatud katte kõvadust tõsta kuni 1000 kg/mm2. Samal ajal suureneb ka nikkel-fosforstruktuuriga tooriku nakketugevus.

Mis puudutab keemilist nikeldamist, siis erinev alt paljudest alternatiivsetest kaitsekatte meetoditest sobib see kõige paremini keeruka kujuga osade ja konstruktsioonidega töötamiseks. Praktikas rakendatakse seda tehnoloogiat sageli mitmeformaadiliste torude poolidele ja sisepindadele. Kattekiht kantakse ühtlaselt ja täpselt - ilma kaitsekihi tühikute ja muude defektideta. Erinevate metallide töötlemise kättesaadavuse osas kehtib piirang ainult plii, tina, kaadmiumi ja tsingi suhtes. Seevastu nikli fosfori sadestamine on soovitatav mustmetallide, alumiiniumi javasest osad.

Nikeldamise meetod leeliselistes lahustes

Leelissade annab kattekihile kõrge mehaanilise vastupidavuse, mida iseloomustab lihtne reguleerimine ja negatiivsete tegurite, nagu niklipulbri sadestumine, puudumine. Olenev alt töödeldava metalli tüübist ja otstarbest valmistatakse ette erinevaid retsepte. Seda tüüpi keemilise nikeldamise lahuse koostist kasutatakse tavaliselt järgmiselt:

• Sidrunhappe naatrium.
• Naatriumhüpofosfit.
• Ammoonium (klooritud).
• Nikkel.

Umbes temperatuuril 80–90° toimub protsess kiirusega umbes 9–10 mikronit tunnis, samal ajal kui sadestumisega kaasneb aktiivne vesiniku eraldumine.

Retsepti koostamise protseduur väljendub kõigi ül altoodud koostisosade lahustamises eraldi järjekorras. Ainus erand selles keemilise nikeldamise koostises on naatriumhüpofosfit. Seda valatakse umbes 10-20 g / l selleks ajaks, kui kõik muud komponendid on lahustunud ja temperatuur viiakse optimaalsesse režiimi.

Vastasel juhul ei kehti leeliselises lahuses sadestamise protsessi ettevalmistamiseks erinõudeid. Metallist toorik puhastatakse ja riputatakse ilma eritöötluseta.

Terasdetailide ja -konstruktsioonide pindade katmiseks ettevalmistamisel puuduvad väljendunud tunnused. Protsessi käigus saate lahust reguleerida, lisades sama naatriumhüpofosfiti või25% ammoniaaki. Teisel juhul juhitakse suure vannimahu korral silindrist gaasilises olekus ammoniaaki. Kummist toru sukeldatakse anuma põhja ja lisand juhitakse otse selle kaudu pidevas režiimis soovitud konsistentsini.

Nikeldamine happelahustega

Võrreldes aluselise keskkonnaga iseloomustavad happelisi keskkondi mitmesugused lisandid. Hüpofosfiidi ja nikli soolade aluseid saab modifitseerida naatriumatsetaadi, piim-, merevaik- ja viinhappega, samuti Trilon B ja teiste orgaaniliste ühenditega. Kasutatavate preparaatide hulgast on kõige populaarsem lahendus keemiliseks nikeldamiseks happesadestamise teel:

• Naatriumhüpofosfit.
• Nikkelsulfaat.
• Naatriumkarbonaat.

Sadestuskiirus on sama 9–10 mikronit tunnis ja pH väärtust korrigeeritakse 2% naatriumhüdroksiidi lahusega. Temperatuuri hoitakse rangelt 95 ° piires, kuna selle tõus võib viia nikli isetühjenemiseni kohese sademega. Mõnikord täheldatakse ka lahuse pritsimist mahutist.

Koostise parameetreid on võimalik muuta selle põhikoostisosade kontsentratsiooni suhtes ainult siis, kui naatriumfosfiidi sisaldus selles on umbes 50 g/l. Selles olekus on võimalik nikkelfosfiidi sadestumine. Kui lahuse parameetrid saavutavad ül altoodud kontsentratsiooni, tühjendatakse lahus ja asendatakse uuega.

Kui termilinetöötlemine?

Kui toorik peab tagama kulumiskindluse ja kõvaduse kvaliteedi, tehakse kuumtöötlusoperatsioon. Nende omaduste suurenemine on tingitud asjaolust, et temperatuurirežiimi tõusu tingimustes toimub nikli-fosfori sadestumine, millele järgneb uue keemilise ühendi moodustumine. See aitab kaasa katte struktuuri kõvaduse suurenemisele.

Sõltuv alt temperatuurirežiimist toimub erinevate omadustega mikrokõvaduse muutus. Veelgi enam, korrelatsioon ei ole küttetemperatuuri tõusu või languse osas sugugi ühtlane. Kuumtöötlemisel keemilises nikeldamises näiteks 200 ja 800° juures on mikrokõvadusindeks vaid 200 kg/mm2. Kõvaduse maksimumväärtus saavutatakse temperatuuril 400-500°. Selles režiimis võite arvestada 1200 kg/mm2.

Samuti tuleb meeles pidada, et mitte kõik metallid ja sulamid ei ole põhimõtteliselt vastuvõetavad kuumtöötlus. Näiteks on keeld kehtestatud terastele ja sulamitele, mis on juba läbinud karastamis- ja normaliseerimisprotseduurid. Sellele lisandub tõsiasi, et õhus kuumtöötlemine võib kaasa aidata kuldsest lillaks muutuva varjundi kujunemisele. Temperatuuri langetamine 350 ° -ni aitab selliseid tegureid minimeerida. Kogu protsess viiakse läbi suurusjärgus 45-60 minutit ainult saasteainetest puhastatud töödeldava detailiga. Väline poleerimine mõjutab otseselt kvaliteetse tulemuse saamise tõenäosust.

Töötlemisseadmed

TootmiseksSee tehnoloogia ei vaja väga spetsialiseeritud ja tööstuslikke üksusi. Kodus saab keemilise nikeldamise korraldada emailitud terasvannis või -nõus. Mõnikord kasutavad kogenud käsitöölised tavaliste metallmahutite jaoks vooderdust, tänu millele on pinnad kaitstud hapete ja leeliste mõju eest.

Kuni 50-100 liitrise mahuga võib kasutada ka lämmastikhapetele vastupidavaid emailitud lisapaake. Voodri enda puhul on selle alus valmistatud veekindlast universaalsest liimist (näiteks "Moment" nr 88) ja pulbrilisest kroomoksiidist. Jällegi, kodus saab spetsiaalseid pulbrisegusid asendada smirgel mikropulbritega. Paigaldatud voodri kinnitamiseks ja töötlemiseks on vajalik õhukuivatamine hoone fööni või soojuspüstoliga.

Professionaalsed keemilise nikeldamispaigaldised ei vaja erilist pinnakaitset ja need eristuvad eemaldatavate katete olemasolust. Katted eemaldatakse pärast iga raviseanssi ja puhastatakse eraldi lämmastikhappes. Selliste seadmete peamiseks disainiomaduseks võib nimetada korvide ja vedrustuste olemasolu (tavaliselt valmistatud süsinikterasest), mis hõlbustavad väikeste osadega töötlemist.

Roostevaba terase ja happekindlate metallide nikeldamisprotsessid

Selle toimingu eesmärk on suurendada tooriku pinna kulumiskindlust ja kõvadust, samuti tagada korrosioonivastane kaitse. See on standardkeemiline nikeldamisprotseduur terastele, mis on legeeritud ja mida valmistatakse ette kasutamiseks agressiivses keskkonnas. Osade ettevalmistamisel on katmistehnikas eriline koht.

Roostevabade sulamite puhul kasutatakse eelviimistlemist anoodikeskkonnas leeliselises lahuses. Toorikud on paigaldatud sisemiste katoodide ühendusega riidepuudele. Kaalumine toimub 15% naatriumhüdroksiidi lahusega anumas ja elektrolüüdi temperatuur on 65–70 °. Ühtlase ilma tühikuteta katte moodustamiseks tuleks roostevabade sulamite elektrolüütiline ja keemiline nikeldamine läbi viia tingimustes, kus voolutihedus (anoodne) säilib kuni 10 A/dm2. Protsessi kestus varieerub olenev alt detaili suurusest 5-10 minutit. Seejärel pestakse töödeldavat detaili voolavas külmas vees ja dekapiteeritakse lahjendatud vesinikkloriidhappes umbes 10 sekundit temperatuuril 20 °. Sellele järgneb tüüpiline leeliselise sadestamise protseduur.

Värviliste metallide nikeldamine

Metallid, mis on pehmed ja keemilistes protsessides elastsed, läbivad enne töötlemist ka spetsiaalse ettevalmistuse. Pinnad on rasvatustatud ja mõnel juhul poleeritud. Kui toorik on juba varem nikeldatud, tuleks 1 minuti jooksul läbi viia ka peitsimine 25% väävelhappega lahjendatud lahuses. Vasel ja selle sulamitel põhinevaid elemente soovitatakse töödelda kokkupuutel elektronegatiivsete metallidega, nagu alumiinium ja raud. Tehniliselt tagab sellise kombinatsiooni vedrustus või vastupidav traat.samadest ainetest. Nagu praktika näitab, piisab reaktsiooniprotsessis mõnikord ühest raudosa puudutamisest vaskpinnale, et saavutada soovitud sadestusefekt.

Alumiiniumi ja selle sulamite keemilisel nikeldamisel on samuti oma omadused. Sel juhul korraldatakse toorikute peitsimine leeliselises lahuses või selgitatakse lämmastikupõhiseks happeks. Kasutatakse ka topelttsinkaadi töötlemist, mille jaoks valmistatakse kompositsioon tsinkoksiidi (100 g / l) ja seebikiviga (500 g / l). Temperatuurirežiimi tuleb hoida vahemikus 20-25 °. Esimene lähenemine detaili sukeldamisega kestab 30 sekundit ja seejärel algab tsingi sademe söövitamise protsess lämmastikhappes. Sellele järgneb teine, juba 10-sekundiline sukeldumine. Viimases etapis pestakse alumiiniumi külma veega ja nikeldatakse nikli-fosfori lahusega.

Keraamilise nikeldamise tehnoloogia

Seda tüüpi materjalide puhul kasutatakse üldist ferriitnikeldamismeetodit. Valmistamisetapis rasvatustatakse osa sooda lahusega, pestakse kuuma veega ja söövitatakse 10-15 minutit alkoholilahuses vesinikkloriidhappe lisamisega. Järgmisena pestakse töödeldavat detaili uuesti kuuma veega ja puhastatakse mudast pehmete abrasiividega. Vahetult enne keemilise nikeldamise protsessi algust kaetakse metallkeraamika pallaadiumkloriidi kihiga. Pintsliga kantakse pinnale lahus kontsentratsiooniga 1 g / l. Protseduuri korratakse mitu korda ja töödeldav detail kuivatatakse pärast iga läbimist.

Nikeldamiseks kasutage anumat happelise lahusega, mis sisaldab nikkelkloriidi (30 g/l), naatriumhüpofosfiti (25 g/l) ja naatriummervaikhapet (15 g/l). Lahuse temperatuur hoitakse vahemikus 95–98 ° ja soovitatav vesiniku koefitsient on 4,5–4,8. Pärast keemilist nikeldamist pestakse keraamiline metallosa kuumas vees, seejärel keedetakse ja kastetakse pürofosfaati. vasega kaetud elektrolüüt. Aktiivses keemilises keskkonnas hoitakse töödeldavat detaili kuni 1-2 mikroni suuruse kihi moodustumiseni. Sarnaselt võib töödelda ka erinevat tüüpi keraamikat, kvartselemente, ticondi ja termokondi. Igal juhul on pallaadiumkloriidiga katmine, õhu käes kuivatamine, happelahusesse kastmine ja keetmine kohustuslik.

Nikeldamise tehnoloogia kodus

Tehniliselt saab nikeldamise toiminguid korraldada ilma eriseadmeteta, nagu juba märgitud. Näiteks garaažikeskkonnas võib see välja näha järgmine:

• Emaileeritud sisemuse õige suurusega poti küpsetamine.
• Emaileeritud anumas elektrolüütilise lahuse jaoks ettevalmistatud kuivad reaktiivid segatakse veega.
• Saadud segu keedetakse, seejärel lisatakse sellele naatriumhüpofosfit.
• Toorik puhastatakse ja rasvatustatakse ning seejärel kastetakse lahusesse, kuid ilma anuma pindasid – st põhja ja seinu – puudutamata.
• Kodu nikeldamise omadused on kõikseadmed valmistatakse improviseeritud materjalidest. Detaili samasuguseks juhtimiseks võite varustada spetsiaalse klambriga (tingimata dielektrilisest materjalist) kronsteini, mis tuleb jätta 2-3 tunniks paigale.
• Eespool nimetatud aja jooksul jäetakse kompositsioon keema.
• Kui nikeldamise tehnoloogiline periood möödub, eemaldatakse osa lahusest. Seda tuleb loputada kustutatud lubjaga lahjendatud külma jooksva vee all.

Kodus saate nikeldatud terasest, messingist, alumiiniumist jne. Kõigi loetletud metallide jaoks tuleks valmistada elektrolüütiline lahus, mis sisaldab naatriumhüpofosfiiti, nikkelsulfaati või kloriidi, samuti happeid. Muide, protsessi kiirendamiseks võite lisada pliilisandi.

Järeldus

Aktiivsetes keemilistes lahustes nikeldamiseks on erinevaid tehnikaid ja lähenemisviise, kuid naatriumhüpofosfiidi kasutamine on kõige soodsam meetod. Selle põhjuseks on soovimatute sademete minimaalne kogus ja umbes 20 mikroni paksuse katte terve komplekti tehniliste ja füüsikaliste omaduste kombinatsioon. Loomulikult kaasneb metalli keemilise nikeldamisega teatud oht defektide tekkeks. See kehtib eriti väga tundliku värvilise metalli kohta, kuid selliste nähtustega saab võidelda ka ühe tehnoloogilise protsessi raames. Näiteks soovitavad eksperdid eemaldada defektsed alad kontsentreeritud happelises lämmastikupõhises keskkonnastemperatuur kuni 35°C. Seda protseduuri ei tehta mitte ainult soovimatute vigade korral, vaid ka rakendatud kaitsekihi korrapärase korrigeerimise eesmärgil.