Химическое никелирование алюминия

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

БЛЕСТЯЩЕЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ

Высокая буферная емкость, простота контроля и корректирования электролита блестящего никелирования!

Высокий выход по току (99-100%)! Высокая скорость осаждения! Значительная твердость (2.7-3.5 ГПа) никелевого покрытия!

Получения на алюминиевой поверхности блестящих пластичных никелевых покрытий, обладающих нулевыми внутренними напряжения!

Высокая прочность сцепления никеля к алюминиевой основе, как в обычных условия, так и в экстремальных, с высокими перепадами температуры и влажности!

Комплект «БЛЕСТЯЩЕЕ СУЛЬФАМАТНОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ» используется для блестящего никелирования деталей из алюминия и алюминиевых сплавов, требующих высокого качества сцепления никеля с алюминиевой поверхности и, способных эксплуатироваться, как в обычных условиях, так и в экстремальных, с высокими перепадами температуры и влажности. Используемый для никелирования алюминиевых деталей, сульфаматный электролит никелирования, позволяет осаждать никелевые покрытия, обладающие нулевыми внутренними напряжениями и имеющие наилучшую, по сравнению с другими электролитами никелирования, прочность сцепления с алюминиевой поверхностью.

Сульфаматный электролит никелирования обладает высокой буферной емкостью, малой чувствительностью к загрязнениям, имеет высокую скорость осаждения, отличается простотой контроля и корректирования, и дает возможность проводить процесс никелирования при высоких плотностях тока, и более низкой температуре, чем в традиционных электролитах никелирования. После проведения процесса никелирования алюминиевых деталей, никелевое покрытие обладает нулевыми внутренними напряжениями и имеет исключительную прочность сцепления с алюминиевой основой.

После проведения процесса сульфаматного никелирования алюминиевой поверхности, никелевое покрытие имеет качественную микроструктуру, обладает, низкой пористостью, высокой пластичностью, имеет значительную твердость (2.8-3.5 ГПа), хорошую коррозионную стойкость, и обладает высокими декоративными свойствами.

Этапы технологического процесса:

ХИМИЧЕСКОЕ ОБЕЗЖИРИВАНИЕ→АКТИВАЦИЯ (АМС.3)→ЦИНКАТНАЯ ОБРАБОТКА→АКТИВАЦИЯ (АМС.3)→ЦИНКАТНАЯ ОБРАБОТКА→АКТИВАЦИЯ→ХИМИЧЕСКОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ→АКТИВАЦИЯ (АМС.5)→СУЛЬФАМАТНОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ

В процессе сульфаматного никелирования алюминия происходит постепенное растворение никелевого анода. Используя никелевый анод, размером 250*330*2 мм, можно нанести никелевое покрытие на площадь 27-28 м2 толщиной 5 микрон (при полном растворении анода).

Электролит сульфаматного никелирования обладает высокой стабильностью в работе и при правильной эксплуатации, периодической корректировке по добавкам и систематической очистке от вредных примесей, электролит может использоваться в течении года и более без замены.

Применение:

Для нанесения на алюминиевые детали блестящих пластичных никелевых покрытий, обладающих нулевыми внутренними напряжениями, высокой прочностью сцепления и способных эксплуатироваться в экстремальных условиях температуры, и влажности.

Образец покрытия:

Сопутствующие комплекты:

Нужно приобрести:

Рекомендуемые источники тока:

  • Комплект на 5 литров: UNIV-30A/12В
  • Комплект на 15 литров: UNIV-30A/12В или UNIV-50A/12В
  • Комплект на 30 литров: UNIV-30A/12В или UNIV-50А/12В
  • Комплект на 50 литров: UNIV-50А/12В или UNIV-100А/12В

Для оптимизации процессов подготовки поверхности, при заказе комплекта пожалуйста сообщите на алюминий или алюминиевый сплав будет осаждаться блестящее никелевое покрытие.

Пробный комплект
(на 5 литров электролита)
  • 10 емкостей из ПП (⌀ 230*350 мм)
  • Никелев анод м Н1 (80*165*2/3 мм)
  • Чехол для анода из полипр. ткани
  • Реактив ОБЕЗЖИРИВАТ PRO.1 (5 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-AMC.3 (5 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-AMC.5 (5 л)
  • Электрол ХИМИЧ НИКЕЛИРОВ (5 л)
  • Электрол СУЛЬФ НИКЕЛИРОВ (5 л)
  • Индикаторные полоски (для опр. рН)
  • Фильтр-помпа для фильтр эл-та ПФ.2
  • Мини-компрессор для перемеш. эл-та
  • Термоизоляционн поплавки (105 шт)
  • Контакт медн пров изол; D 1 мм (1 м)
  • Контакт медн трубк D10*1мм (50 см)
  • Спиртовой термометр (0-100 °С)
  • Хим стойкие резинов перчатки
  • Спиртовой термометр (0-80 °С)
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ. ПОДДЕРЖКА
Стоимость 18000 Р
Малый комплект
(на 15 литров электролита)
  • 10 емкостей из ПП (⌀ 230*350 мм)
  • Никелев анод м НА (165*250*2/3 мм)
  • Чехол для анода из полипр. ткани
  • Тефлон нагреватель ТН-20 (600 Вт)
  • Кварц нагревательКН-1П(600 Вт)
  • Металлический нагреватель (500 Вт)
  • Реактив ОБЕЗЖИРИВАТ PRO.1 (15 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-МОС.3 (15 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-МОС.5 (15 л)
  • Электрол ХИМИЧ НИКЕЛИРОВ (15 л)
  • Электрол СУЛЬФ НИКЕЛИРОВ (15 л)
  • Реактивы для корректировки рН эл-та
  • Фильтр-помпа для фильтр эл-та ПФ.2
  • Мини-компрессор для перемеш. эл-та
  • Термоизоляционн поплавки (185 шт)
  • Контакт медн трубк; D10*1мм (50 см)
  • 2 контакт провода с зажим (крокод)
  • Медн провол для подв. деталей (1 м)
  • Спиртовой термометр (0-100 °С)
  • Хим стойкие резинов перчатки
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ. ПОДДЕРЖКА
Стоимость 34500 Р
Средний комплект
(на 30 литров электролита)
  • 10 емкостей из ПП (510*350*330 мм)
  • Никелев анодам.НА(250*330*2/3 мм)
  • Чехол для анода из полипроп. ткани
  • Тефлон нагреватель ТН-20 (1000 Вт)
  • Кварц нагреватель КН-1П (1000 Вт)
  • Металлический нагреватель (1000 Вт)
  • Реактив ОБЕЗЖИРИВАТ PRO.1 (30 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-МОС.3 (30 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-МОС.5 (30 л)
  • Электрол ХИМИЧ НИКЕЛИРОВ (30 л)
  • Электрол СУЛЬФ НИКЕЛИРОВ (30 л)
  • Реактивы для коррект рН эл-та никел
  • Фильтр-помпа для фильтр эл-та ПФ.2
  • Мини-компрессор для перем эл-та
  • НР-350 проф. электронный рН метр
  • Термоизоляционн поплавки (275 шт)
  • 2 контакт медн провода; 12 мм2 (2м)
  • 2 зажим (крокод) контакт пров; (100А)
  • 2 медно-луж наконечн контакт провод
  • Медн провол для подв. деталей (1 м)
  • Контакт медн трубка D10*1мм (70 см)
  • Спиртовой термометр (0-100 °С)
  • Хим стойкие резинов перчатки
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ. ПОДДЕРЖКА
Стоимость 61700 Р
Большой комплект
(на 50 литров электролита)
  • 10 емкостей из ПП (680*470*370 мм)
  • 2 никел анодам.НА(250*330*2/3 мм)
  • 2 чехла для анодов из полипроп. ткани
  • Тефлон нагреватель ТН-20 (1000 Вт)
  • Кварц нагреватель КН-1П (2000 Вт)
  • Металлический нагреватель (1000 Вт)
  • Реактив ОБЕЗЖИРИВАТ PRO.1 (50 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-МОС.3 (50 л)
  • Реагент АКТИВАТОР-МОС.5 (50 л)
  • Электрол ХИМИЧ НИКЕЛИРОВ (50 л)
  • Электрол СУЛЬФ НИКЕЛИРОВ (50 л)
  • Реактивы для корректировки рН эл-та
  • Фильтр-помпа для фильтр эл-та ‘ПФ.2
  • Мини-компрессор для перем эл-та
  • НР-350 проф. электронный рН метр
  • Термоизоляционн поплавки (450 шт)
  • 2 контакт медн пров; сеч 12мм2 (2м)
  • 2 зажим (крокод) контакт пров; (100А)
  • 2 медно-лужен након контакт провод
  • Медн провол для подв. деталей (2 м)
  • Контакт медн трубк D10*1мм (70 см)
  • 2 спиртовых термометра (0-100 °С)
  • Хим стойкие резинов перчатки
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ. ПОДДЕРЖКА
Читать еще:  Алюминий ад31 характеристики
Стоимость 94700 Р

В каждый комплект для нанесения металлопокрытия входит подробная технологическая инструкция. Все хим. реактивы, входящие в состав комплектов, были предварительно взвешены и расфасованы в необходимых пропорциях. Все, что Вам необходимо сделать для приготовления химических растворов это растворить реактивы в определенной последовательности, согласно инструкции, в дистиллированной или де-ионизированной воде

Для проведения процесса блестящего никелирования используются никелевые аноды, марки Н1 (Ni 99,98%) по ГОСТ 849-97. Для проведения процесса блестящего меднения используются медные аноды, марки М1 (Cu 99,.8%).

Для предотвращения попадания анодного шлама в ванну с электролитом, на аноды необходимо надеть защитные анодные чехлы из полипропиленовой ткани (входят в комплект). Чтобы, во время проведения процесса, анодный шлам не переливался и не попадал через верхний край чехла в ванну с электролитом, анодный чехол должен быть на 20-30 мм выше зеркала электролита. Чехол, перед использованием и надеванием его на анод, необходимо сначала обычной водопроводной, затем де-ионизированной водой.

Аноды, перед надеванием на них защитных чехлов и опусканием в ванну c электролитом, необходимо зачистить щеткой с металлической щетиной. Для проведения процесса первичного меднения должны использоваться аноды, превосходящие не менее, чем в 2 раза площадь поверхности катодов (площадь поверхности деталей, погруженных в электролит). Для проведения процесса блестящего никелирования должны использоваться аноды, также превосходящие не менее, чем в 2 раза площадь поверхности катодов (площадь поверхности деталей, погруженных в электролит).

Контакт с медным или никелевым анодом рекомендуется обеспечивать с помощью медной или никелевой проволоки. Для обеспечения контакта, в верхней части, по краям анода, просверливают отверстия, после чего через эти отверстия продевают проволоку и обкручивают несколько раз через верхнюю кромку анода. Анод рекомендуется подвешивать в ванне с электролитом таким образом, чтобы верхняя часть анода, с закрепленной по краям контактной медной или никелевой проволокой, была выше уровня электролита. Деталь должна подвешиваться в ванне с электролитом таким образом, чтобы ее нижние края были на уровне или чуть ниже нижней кромки анода, иначе эти части детали будут получать избыточный ток и покрытие в этих местах будет не качественным. Расстояние между анодом и катодом (деталью) должно быть не меньше 15-20 см (чем сложнее форма детали, тем дальше рекомендуется располагать анод).

Стальной нагреватель — раствор “ХИМИЧЕСКОЕ ОБЕЗЖИРИВАНИЕ” (40-70°С)
Кварц нагреватель КН-1П — электролит “ХИМИЧЕСКОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ” (85-93°С)
Тефлон нагреватель ТН-20 — электролит “СУЛЬФАМАТНОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ” (45-60 °С)

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ: Катодная плотность тока, при проведении процесса сульфаматного никелирования, в диапазоне 3-9 А/дм2. Температура электролита: 45-60°C. рН электролита: 3.5 — 4.3. Скорость осаждения никелевого покрытия 30-37 мкм/час. Температура электролита, при проведении процесса химического никелирования 80-85* С. рН 5,3-5.6. Скорость осаждения никеля 12-15 мкм/час. При проведении процесса сульфаматного никелирования, аноды должны быть помещены в чехлы из химически стойкой полипропиленовой или хлориновой ткани. Площадь анодов должна быть в 1.5 раза больше площади катодов (площади деталей и подвесок, опущенных в электролит). При проведении процесса сульфаматного никелирования необходимо обеспечить перемешивание электролита.

Химическое никелирование алюминия

В основу процесса химического никелирования положена реакция восстановления никеля из водных растворов его солей гипофосфитом натрия. Растворы могут быть щелочными и кислотными. В результате образуется блестящее или полублестящее никелевое покрытие. Структура его аморфная, представляющая собой сплав никеля и фосфора. Пленка никеля без термообработки слабо держится на поверхности основного металла, хотя ее твердость близка к твердости хромового покрытия. Последнее объясняется наличием фосфора. Термическая обработка детали с никелевым покрытием, полученным химическим путем, в значительной степени увеличивает сцепление пленки никеля с основным металлом. Одновременно с этим растет и твердость никеля, достигающая твердости хрома. Термическая обработка заключается в нагреве детали с никелевым покрытием до температуры 350-500° и выдерживании ее при этой температуре не менее 1 ч. При термической обработке некоторых закаленных стальных деталей с никелевым покрытием необходимо учитывать, при какой температуре эти детали отпускались, и не превышать ее при термообработке. Это особенно касается рыболовных крючков. Химическим путем можно покрывать никелем большинство металлов, кроме свинца, олова, кадмия и их сплавов. рассмотрим достоинства и недостатки щелочных и кислотных растворов химического никелирования. Щелочные растворы. Щелочные растворы характеризуются устойчивостью в работе, почти полным отсутствием явления саморазряда, которое представляет собой мгновенное выпадание губчатой массы никеля из раствора, сопровождающееся выбросом кипящей смеси из ванны, что может привести к серьезным ожогам. Явление саморазряда наступает при перегреве раствора. Регулировку температуры при отсутствии термометра ведут по интенсивности выделения газа во время процесса. Если газовыделение с детали не бурное, то можно быть уверенным, что саморазряда не будет. Твердость покрытия из щелочных растворов примерно на 15% ниже, чем из кислотных. Коррозионная стойкость покрытий никелем из щелочных растворов ниже, чем из кислотных. Кислотные растворы. Кислотные растворы также сильно подвержены явлению саморазряда. Поэтому, работая с кислотными растворами, необходимо обязательно соблюдать все меры предосторожности. Для того чтобы читатель мог отличить щелочные растворы от кислотных, цифра, стоящая перед рецептом щелочного раствора, набрана коричневым шрифтом с буквой » щ «.

Никелирование меди и сплавов.

Отполированную и обезжиренную медную (латунную, бронзовую и т. д.) деталь перед никелированием декапируют. После декапирования деталь промывают в горячей и холодной воде (касаться руками детали нельзя) и подвешивают в раствор для никелирования. Здесь есть одна тонкость, и если ее не выполнить, процесс осаждения никеля может не пойти. Деталь должна быть подвешена в раствор для никелирования на алюминиевой или железной (стальной) проволоке; в крайнем случае, при опускании детали в раствор ее необходимо коснуться железным или алюминиевым предметом. Эти «священнодействия» необходимы для того, чтобы дать старт процессу никелирования, так как медь имеет сравнительно низкий электроотрицательный потенциал по отношению к никелю. Только присоединение или касание детали более электроотрицательным металлом (алюминий, железо) дает старт процессу осаждения никеля на меди и ее сплавах. Растворы * для химического никелирования меди и ее сплавов:
1щ. Хлористый никель — 40-50 г/л, хлористый аммоний — 45-55 г/л, лимоннокислый натрий — 40-50 г/л, гипофосфит натрия-10-20 г/л. Температура раствора — 80-88°, скорость осаждения — 8-10 мкм/ч ** .
2. Сернокислый никель — 28-30 г/л, уксуснокислый натрий — 10-12 г/л, гипофосфит натрия-8-10 г/л. Температура раствора — 90-92°, скорость осаждения — 8-10 мкм/ч.
Приготовление растворов заключается в растворении всех компонентов (кроме гипофосфита натрия) и его нагревании. Гипофосфит натрия вводят в раствор непосредственно перед подвешиванием деталей. Такой порядок приготовления растворов касается всех рецептов для никелирования. Раствор для никелирования разводится в любой эмалированной посуде (миска, глубокая сковорода, кастрюля и т. п.), которая не имеет повреждений на поверхности эмали. От никелирования посуда не портится. Возможный осадок никеля на стенках посуды легко удаляется азотной кислотой (50% -ный раствор). Почти для всех рыболовных приманок процесс никелирования ведут более 1 ч для получения пленки толщиной около10 мкм (0,01 мм). Этого достаточно, чтобы впоследствии полировать пленку, не боясь протереть ее до основного металла. Термообработка никелированных медных (латунных, бронзовых и т. п.) деталей заключается в нагреве их до температуры 350-500° и выдерживании их при такой температуре в течение 1 ч. Необходимо отметить, что на воздухе при температуре выше 380° на поверхности никеля появляются цвета побежалости от золотисто-желтого до фиолетового.

Никелирование алюминия и его сплавов.

Никелирование алюминия и его сплавов проводят после двукратной цинкатной обработки. Цинкатную обработку алюминиевых деталей проводят (после полной их предварительной подготовки) в следующих рас творах.
1. Едкий натр-250 г/л, окись цинка-55 г/л. Температура раствора — 20°C, время обработки — 3-5 с.
2. Едкий натр-120 г/л, сернокислый цинк-40 г/л. Температура раствора-20°, время обработки-1,5-2 мин.Отдельно в двух частях воды по 0,5 л растворяют едкий натр и сернокислый цинк. Затем оба раствора сливают вместе. Дюралюминиевые детали цинкуются в растворе:
Едкий натр-10 г/л, окись цинка-5 г/л, сегнетова соль-10 г/л. Температура раствора-20°C, время обработки-1-2 мин.
Двукратную цинкатную обработку деталей проводят следующим образом. Детали цинкуют, затем подтравливают в течение 10-15 сек. в 15%-ном растворе азотной кислоты и после этого цинкуют вторично. После цинкования деталь сразу же промывают в горячей воде и подвешивают в ванну (миску и т. п.) с одним из растворов:
1. Хлористый никель — 21 г/л, лимоннокислый натрий — 40 г/л, хлористый аммоний-50 г/л, аммиак (25%)-50 мл/л, гипофосфит натрия — 24 г/л. Температура раствора — 87-90°, скорость осаждения-15-18 мкм/ч.
2. Хлористый никель-21 г/л, уксуснокислый натрий — 10 г/л, гипофосфит натрия-24 г/л. Температура раствора — 88 — 90°, скорость осаждения — 20-25 мкм/ч.
3. Сернокислый никель-25 г/л, уксуснокислый натрий-10 г/л, гипофосфит натрия-20 г/л. Температура раствора-90-92°, скорость осаждения — 12-15 мкм/ч.
4. Уксуснокислый никель — 20-25 г/л, глицин — 15-20 г/л, гипофосфит натрия — 25-30 г/л. Температура раствора — 95-98°C, скорость осаждения- 18-24 мкм/ч.
Рабочие растворы для никелирования алюминия и его сплавов составляют так же, как и для никелирования меди и ее сплавов. Термообработка никелированных алюминиевых деталей (и из его сплавов) имеет свою специфику. Детали тщательно промывают водой, погружают в нагретое до температуры 220-250° минеральное машинное масло и выдерживают при этой температуре не менее 1 ч. После термообработки детали обезжиривают органическими растворителями.

Полированные и химически обезжиренные стальные детали промывают в горячей и холодной воде,а затем декапируют. Декапированные детали также промывают в обеих водах и помещают в ванну для никелирования. Растворов для никелирования стали очень много, ниже приводятся наиболее проверенные и зарекомендовавшие себя:
1щ. Хлористый никель-30 г/л, аммиак (25%)-50 г/л, лимоннокислый натрий-100 г/л, гипофосфит натрия-10 г/л. Температура раствора-90°, скорость осаждения-6-7 мкм/ч, качество покрытия — полублестящее.
2щ. Хлористый никель — 45 г/л, хлористый аммоний — 45 г/л, лимоннокислый натрий — 45 г/л, гипофосфит натрия — 20 г/л. Температура раствора — 90е, скорость осаждения — 5-8 мкм/ч, качество покрытия — полублестящее.
3. Сернокислый никель — 20 г/л, уксуснокислый натрий — 8 г/л. гипофосфит натрия — 20 г/л. Температура раствора — 90-92°, скорость осаждения 15 мкм/ч, качество покрытия — блестящее.
4. Сернокислый никель — 30 г/л, уксуснокислый натрий — 10 г/л, хромовокислый свинец-10 г/л, гипофосфит натрия- 10 г/л. Температура раствора-90°, скорость осаждения 15 мкм/ч, качество покрытия-блестящее, качественное.
5. Хлористый никель — 30 г/л, оксиацетат натрия — 50 г/л. гипофосфит натрия-10 г/л. Температура раствора-95°, скорость осаждения — 20-25 мкм/ч, качество покрытия — блестящее.
При термической обработке никелевого покрытия на стали надо знать хотя бы примерно температуру отпуска той или иной детали. Ее обрабатывают при температуре не выше температуры отпуска. Крючки, пружины и т. п., часто встречающиеся в практике рыболова, обычно отпускают при температуре 300-350°. Поэтому термообработку их после никелирования проводят при температуре 300° в течение 2-3 ч (это можно делать в духовке газовой плиты). При покрытии стали никелем очень важно ликвидировать поры в пленке никеля, а они всегда есть. В противном случае за короткий срок ржавчина разрушит никелевое покрытие. Один из методов заключается в следующем. Никелевое покрытие протирают кашицей из окиси магния, замешенного на воде, и деталь сразу же декапируют в 50%-ном растворе соляной кислоты в течение 1-2 мин. При другом методе сталь рекомендуется дважды покрывать никелем. После нанесения обычным порядком первого слоя деталь подтравливают в 50%-ном растворе азотной кислоты в течение 3-5 с, тщательно промывают в горячей и холодной воде и покрывают никелем второй раз. Причем покрытие вторым слоем никеля обязательно ведут из так называемого истощенного раствора, т. е. такого, в котором уже никелировалось большое количество деталей. Более эффективен третий метод закрытия пор в никелевом покрытии. Суть его состоит в том, что никелированную деталь сразу после термообработки охлаждают до 120-150° и опускают в старый, долгостоявщий рыбий жир (не витаминизированный!), нагретый до 80-100°. В рыбьем жире деталь выдерживают 1-2 ч, после чего его излишки удаляют тряпкой. Пропитанным жиром деталям дают полежать в теплом месте 10-12 суток. Обработанные таким образом рыболовные крючки длительное время не ржавеют даже в морской воде. При химическом никелировании возможны некоторые неполадки в ходе процесса. Это касается никелирования всех металлов. Слабое газовыделение по всей поверхности детали является первым признаком малой концентрации в растворе гипофосфита натрия, и, следовательно, его необходимо добавить в раствор. Просветление раствора (нормальный раствор синего цвета) свидетельствует о понижении количества хлорного (сернокислого) никеля. Бурное газовыделение на стенках сосуда и отложение на них никеля (темно-серый налет) объясняется местным перегревом стенок сосуда. Чтобы избежать этого явления, раствор нагревают постепенно. Между сосудом и огнем желательно поместить какую-нибудь металлическую прокладку (круг). Серый или темный слой никеля на детали образуется при низкой концентрации третьих составляющих (компонент), т. е. солей, которые присутствуют в растворе, кроме хлористого (сернокислого) никеля и гипофосфита натрия. При плохой подготовке поверхности детали могут появиться вздутия и отслоения пленки никеля. И наконец, может быть и такое. Раствор составлен правильно, а процесс не идет. Это верный признак того, что в раствор попали соли других металлов. В этом случае делают новый раствор, исключая попадание каких-либо посторонних солей металлов. Никелевое покрытие можно пассивировать, после чего оно длительное время не тускнеет.

Читать еще:  Чем отличается алюминий от дюралюминия

* Все химреактивы при составлении рецептов для металлических покрытий должны быть чистыми (ч.) или химически чистыми (х.ч.), а вода — дистиллированной (можно использовать конденсат из бытовых холодильников, дождевую или снеговую воду).
** За 1 ч осаждается 8-10 мкм никеля.

Ерлыкин Л.А. «Лаборатория рыболова» Москва «Физкультура и спорт» 1987 стр. 21-27

Химическое никелирование металлов

Химическое никелирование стали, ковара, инвара и суперинвара.

Химическое никелирование указанных металлов и сплавов проводится в кислом гостированном растворе следующего состава (г/л) и режиме осаждения [38]:

Сернокислый или хлористый никель (кристаллогидрат) 20—25

Гипофосфит натрия 25—30

Ангидрид малеиновый 1,5—2,0

Сернокислый аммоний 45—50

Уксусная кислота, мл/т 20—25

Плотность загрузки дм 2 /л 1.0

Температура. °С 90—95

Скорость осаждения, мкм/ч 18—25

Химическое никелирование указанных металлов и сплавов проводится в щелочном растворе следующего состава (г/л) и режиме осаждения:

Сернокислый или хлористый никель (кристаллогидрат) 20—50

Гипофосфит натрия 10—25

Хлористый аммоний 35—55

Лимоннокислый натрий (трехзамещенный) 35—55

Плотность загрузки, дм 2 /л . 1—2

Температура, °С 78-88

Скорость осаждения, мкм/ч 8—12

После нанесения покрытия детали подвергают термической обработке при 200—220 °С в течение 1—2 ч для снятия внутренних напряжений. Для повышения твердости покрытия детали нагревают при температуре 400 °С в течение 1 ч.

Снятие недоброкачественного никелевого покрытия производят в растворе следующего состава [31, 38]:

Серная кислота плотность 1,84)части по объему 1

Азотная кислота (плотность 1.4) части по объему 2

Сернокислое железо (окисное), г/л . 5-10

Плотность загрузки, дм 2 /л 1

Температура раствора — комнатная.

Для снятия недоброкачественных покрытий можно применять раствор, состоящий из 7 частей по объему азотной кислоты (плотность 1.4) и 3 частей по объему уксусной кислоты (98 %-ной).

Химическое никелирование меди и ее сплавов. Для никелирования меди и ее сплавов рекомендуют щелочной раствор, применяемый для химического никелирования стали (табл. 5). Корректирование осуществляют концентрированными растворами соли никеля и гипофосфита, а также добавлением аммиака [36]

Состав и режимы осаждения щелочных растворов с неорганическими добавками

Температура, о С

Скорость осаждения, мкм/ч

Концентрация компонентов раствора, г/л

Хлористый никель (кристаллогидрат)

Сернокислый никель (кристаллогидрат)

Пирофосфат натрия (калия)

Снятие недоброкачественного никелевого покрытия осуществляют в растворе такого же состава, как и для стальных деталей.

Химическое никелирование алюминия. Химическое никелирование алюминия применяют для защиты от коррозии, повышения твердости, износостойкости, электропроводности, обеспечения пайки. Можно рекомендовать щелочной раствор (табл. 5).

Для прочного сцепления химического никеля с алюминием необходимо сделать предварительную двойную цинкатную обработку алюминиевой поверхности

Первая обработка производится в течение 15—30 с при комнатной температуре в растворе содержащем 95—105 г/л окиси цинка и 450—550 г/л гидроксида натрия. После цинкатной обработки слой цинка снимается в растворе, содержащем 300—400 г/л азотной кислоты (плотность 1 4) в течение 15—20с при комнатной температуре, а затем производят повторную цинкатную обработку в том же растворе и по тому же режиму, что и первая.

Для алюминиевых сплавов марок Д1, Д16, АМц перед химическим никелированием на одном из заводов применяют следующую технологическую подготовку: травление в растворе, содержащем 100 г/л гидроксида натрия и 40 г/л хлористого натрия при 60 °С в течение 30 с, осветление в течение 5—10 с в 35 %-ном растворе азотной кислоты; матирование в течение 60 с в растворе, состоящем из 1 части по объему плавиковой кислоты и 2 частей по объему соляной кислоты, активирование в течение 60 с в 5 %-ном растворе соляной кислоты.

Химическое никелирование осуществляют в кислом растворе, содержащем 15 г/л уксуснокислого никеля, 10 г/л гипофосфита натрия, 6,2—6,5 мл/л 98%-ной уксусной кислоты, 0,02—0,03 г/л тиомочевины при температуре 90±2 °С. Плотность загрузки 2 дм 2 /л, скорость осаждения 10—12 мкм/ч, рН 4,1—4,3. Кроме того, химическое никелирование осуществляется и в щелочном растворе.

После никелирования производят термическую обработку в течение 1—2 ч при 200—220 о С для снятия внутренних напряжений. Удаление некачественного никелевого покрытия производят электрохимическим способом в растворе, содержащем 1070—1200 г/л серной кислоты и 8—10 г/л глицерина, при комнатной температуре, анодной плотности тока 5—10 А/дм 2 , напряжении 12 В, катоды — свинцовые.

Химическое никелирование магниевых сплавов. Магний и его сплавы относятся к наиболее легким и прочным металлам, поэтому химическое никелирование этих металлов находит большое применение в промышленности. Однако вследствие высокой химической активности магния и его сплавов при подготовке поверхностей изделий к нанесению покрытия возникают определенные трудности [39].

Так как при химическом никелировании одновременно протекают два процесса (травление магния и осаждение никеля), обычные растворы химического никелирования непригодны к использованию.

Перед химическим никелированием изделия из магниевых сплавов травит в 20—30 % ном растворе гидроксида натрия. Состав химического никелирования для магниевых сплавов (г/л):

Никель сернокислый (кристаллогидрат) 20

Гипофосфит аммония 30

Пирофосфорнокислый натрий . 50

Температура раствора, °С 50—70

После химического никелирования изделия подвергают термической обработке при температуре 150—200 о С в течение 1ч.

Химическое никелирование цинковых сплавов. Перед химическим никелированием детали обезжиривают в растворе обычного состава, промывают в горячей и холодной воде и обрабатывают в горячем 50 % ном растворе гидроксида натрия в течение 20—30с. Состав раствора для химического никелирования следующий (г/л) [31-34, 38, 39]:

Хлористый (сернокислый) никель (кристаллогидрат) 25—30

Гипофосфит натрия (калия) 25—30

Пирофосфат натрия (калия) 30

Карбонат натрия (калия) 40—45

Температура раствора, °С 45-50

Скорость осаждения, мкм/ч . 10—15

Необходимого значения рН 9,5—10,0 достигают добавлением аммиака.

Основные неполадки при химическом никелировании. При работе с растворами химического никелирования возникают различные неполадки: осаждение никеля на стенках и дне ванны, отслаивание никелевого покрытия и др., которые нужно устранять. Примеры неполадок и способы их устранения приведены в табл. 6.

Основные неполадки при химическом никелировании

Никелирование в домашних условиях (химическое и гальваническое)

Никелирование, которое является достаточно распространенной технологической операцией, выполняют для того, чтобы нанести на поверхность металлического изделия тонкий слой никеля. Толщина такого слоя, величину которого можно регулировать, используя различные приемы, может варьироваться от 0,8 до 55 мкм.

Никелирование используется в качестве защитно-декоративного покрытия, а также для получения подслоя при хромировании

С помощью никелирования металла можно сформировать пленку, обеспечивающую надежную защиту от таких негативных явлений, как окисление, развитие коррозионных процессов, реакции, вызванные взаимодействием с соляной, щелочной и кислотной средами. В частности, очень большое распространение получили никелированные трубы, которые активно используются для производства изделий сантехнического назначения.

Чаще всего никелированию подвергаются:

  • изделия из металла, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе;
  • кузовные детали мото- и автотранспортных средств, в том числе и те, для изготовления которых был использован алюминиевый сплав;
  • оборудование и инструменты, применяемые в общей медицине и стоматологии;
  • изделия из металла, которые длительное время эксплуатируются в воде;
  • ограждающие конструкции, изготовленные из стали или алюминиевых сплавов;
  • изделия из металла, подвергающиеся воздействию сильных химических веществ.
Читать еще:  Алюминий ад1 характеристики

Существует несколько используемых как в производственных, так и в домашних условиях методов никелирования металлических изделий. Наибольший интерес в практическом плане представляют способы никелирования металлических деталей, не требующие применения сложного технологического оборудования и реализуемые в домашних условиях. К таким способам относится электролитическое и химическое никелирование.

Свойства гальванического и химического покрытия никелем

Электролитическое никелирование

Суть технологии электролитического никелирования металлических деталей, имеющей и другое название – «гальваническое никелирование», можно рассмотреть на примере того, как выполняется омеднение поверхности изделия из металла. Такую процедуру можно проводить как с применением электролитического раствора, так и без него.

Деталь, которая будет в дальнейшем обрабатываться в электролитическом растворе, подвергается тщательной обработке, для чего с ее поверхности при помощи наждачной бумаги удаляют оксидную пленку. Затем обрабатываемое изделие промывается в теплой воде и обрабатывается содовым раствором, после чего снова промывается водой.

Крупные детали лучше очищать пескоструйным аппаратом

Сам процесс никелирования выполняется в стеклянной емкости, в которую заливается водный раствор (электролит). В составе такого раствора содержится 20% медного купороса и 2% серной кислоты. Обрабатываемую деталь, на поверхность которой необходимо нанести тонкий слой меди, в растворе электролита помещают между двумя анодами из меди. Чтобы запустить процесс омеднения, на медные аноды и обрабатываемую деталь необходимо подать электрический ток, величину которого рассчитывают, исходя из показателя 10–15 мА на один квадратный сантиметр площади детали. Тонкий слой меди на поверхности изделия появляется уже через полчаса его нахождения в растворе электролита, причем такой слой будет тем толще, чем дольше будет протекать процесс.

Схема установки для электролитического никелирования

Нанести медный слой на поверхность изделия можно и по другой технологии. Для этого необходимо изготовить кисточку из меди (можно использовать многожильный провод, предварительно сняв с него изоляционный слой). Такую кисточку, сделанную своими руками, надо зафиксировать на деревянной палочке, которая будет служить ручкой.

Изделие, поверхность которого предварительно зачищают и обезжиривают, помещают в емкость из диэлектрического материала и заливают электролитом, в качестве которого можно использовать насыщенный водный раствор медного купороса. Самодельную кисточку подключают к плюсовому контакту источника электрического тока, а обрабатываемую деталь – к его минусу. После этого приступают к процедуре омеднения. Заключается она в том, что кисточкой, которую предварительно обмакивают в электролит, проводят над поверхностью изделия, не прикасаясь к ней. Наносить покрытие, применяя такую методику, можно в несколько слоев, что позволит сформировать на поверхности изделия слой меди, на котором практически отсутствуют поры.

Схема простого приспособления для нанесения покрытия

Электролитическое никелирование выполняется по схожей технологии: при его осуществлении тоже используется раствор электролита. Так же, как и в случае с омеднением, обрабатываемое изделие располагают между двумя анодами, только в данном случае они изготовлены из никеля. Аноды, помещенные в раствор для никелирования, подключаются к плюсовому контакту источника тока, а изделие, подвешенное между ними на металлической проволоке, – к минусовому.

Для осуществления никелирования, в том числе и выполняемого своими руками, используются электролитические растворы двух основных типов:

  • водный раствор, включающий в свой состав сернокислый никель, натрий и магний (14:5:3), 2% борной кислоты, 0,5% поваренной соли;
  • раствор на основе нейтральной воды, содержащий в своем составе 30% сульфата никеля, 4% хлорида никеля, 3% борной кислоты.

Электролит блестящего никелирования с добавкой органических блескообразователей (натриевых солей)

Выравнивающий электролит блестящего никелирования. Подходит для поверхностей с низким классом очистки

Чтобы приготовить электролитический раствор, сухую смесь из вышеуказанных элементов заливают одним литром нейтральной воды и тщательно перемешивают. Если в полученном растворе образовался осадок, от него избавляются. Только после этого раствор можно использовать для выполнения никелирования.

Обработка по данной технологии обычно длится полчаса, при этом используют источник тока с напряжением 5,8–6 В. Результатом является поверхность, покрытая неравномерным матовым цветом серого цвета. Чтобы она стала красивой и блестящей, необходимо ее зачистить и выполнить ее полировку. Следует иметь в виду, что такая технология не может быть использована для деталей, отличающихся высокой шероховатостью поверхности или имеющих узкие и глубокие отверстия. В таких случаях покрытие поверхности металлического изделия слоем никеля следует выполнять по химической технологии, которую также называют чернением.

Электролит для осаждения черного никеля

Суть технологической операции чернения заключается в том, что на поверхность изделия сначала наносится промежуточное покрытие, основой которого может быть цинк или никель, а на верхней части такого покрытия формируется слой черного никеля толщиной не более 2 мкм. Покрытие никелем, выполненное по технологии чернения, смотрится очень красиво и обеспечивает надежную защиту металла от негативного воздействия различных факторов внешней среды.

В отдельных случаях металлическое изделие одновременно подвергают сразу двум технологическим операциям, таким как никелирование и хромирование.

Химическое никелирование

Процедуру химического никелирования изделий из металла выполняют по следующей схеме: обрабатываемую деталь на некоторое время погружают в кипящий раствор, в результате чего на ее поверхности оседают частички никеля. При применении такой технологии электрохимическое воздействие на металл, из которого изготовлена деталь, отсутствует.

Результатом использования такой технологии никелирования является формирование на поверхности обрабатываемой детали никелевого слоя, который прочно связан с основным металлом. Наибольшей эффективности такой способ никелирования позволяет добиться в тех случаях, когда с его помощью обрабатываются предметы, изготовленные из стальных сплавов.

Комплект для нанесения никелированного покрытия химическим способом

Выполнять такое никелирование в домашних условиях или даже в условиях гаража нетрудно. При этом процедура никелирования проходит в несколько этапов.

  • Сухие реактивы, из которых будет приготовлен электролитический раствор, смешиваются с водой в эмалированной посуде.
  • Полученный раствор доводят до кипения, а затем в него добавляют гипофосфит натрия.
  • Изделие, которое необходимо подвергнуть обработке, помещают в электролитический раствор, причем делают это так, чтобы оно не касалось боковых стенок и дна емкости. Фактически надо изготовить бытовой аппарат для никелирования, конструкция которого будет состоять из эмалированной емкости соответствующего объема, а также диэлектрического кронштейна, на котором будет фиксироваться обрабатываемая деталь.
  • Продолжительность кипения электролитического раствора в зависимости от его химического состава может составлять от одного часа до трех.
  • После завершения технологической операции уже никелированная деталь извлекается из раствора. Затем ее промывают в воде, в составе которой содержится гашеная известь. После тщательной промывки поверхность изделия подвергается полированию.

Процесс никелировки в домашних условиях

Электролитические растворы для выполнения никелирования, которому можно подвергать не только сталь, но также латунь, алюминий и другие металлы, обязательно содержат в своем химическом составе следующие элементы – хлористый или сернокислый никель, гипофосфит натрия различной кислотности, какую-либо из кислот.

Чтобы увеличить скорость никелирования изделий из металла, в состав для выполнения этой технологической операции добавляют свинец. Как правило, в одном литре электролитического раствора выполняют никелевое покрытие поверхности, площадь которой составляет 20 см 2 . В электролитических растворах с более высокой кислотностью проводят никелирование изделий из черных металлов, а в щелочных обрабатывают латунь, осуществляют никелирование алюминия или деталей из нержавеющей стали.

Некоторые нюансы технологии

Выполняя никелирование латуни, изделий из стали различных марок и других металлов, следует учитывать некоторые нюансы этой технологической операции.

  • Пленка из никеля будет более устойчивой, если она нанесена на предварительно омедненную поверхность. Еще более устойчивой никелированная поверхность будет в том случае, если готовое изделие будет подвергнуто термической обработке, заключающейся в его выдержке при температуре, превышающей 450°.
  • Если никелированию подвергаются детали из закаленных сталей, то нагревать и выдерживать их можно при температуре, не превышающей 250–300°, иначе они могут утратить свою твердость.
  • При никелировании изделий, отличающихся большими размерами, возникает потребность в постоянном перемешивании и в регулярной фильтрации электролитического раствора. Такая сложность особенно характерна для процессов никелирования, выполняемых не в промышленных, а в домашних условиях.

Причины дефектов никелирования

По сходной с никелированием технологии можно покрыть латунь, сталь и другие металлы слоем серебра. Покрытие из данного металла наносят, в частности, на рыболовные снасти и изделия другого назначения, чтобы предотвратить их потускнение.

Процедура нанесения слоя серебра на сталь, латунь и другие металлы отличается от традиционного никелирования не только температурой проведения и временем выдержки, но также тем, что для нее применяют электролитический раствор определенного состава. При этом выполняют данную операцию в растворе, температура которого составляет 90°.

Никелированные латунные фитинги

Чтобы своими руками приготовить раствор, при помощи которого на сталь, латунь и другие металлы наносится слой серебра, достаточно выполнить ряд несложных действий.

  • В 10%-й водный раствор соли добавляют аптечный ляпис.
  • Осадок серебра, выпавший в растворе, промывают, смешивают с 2%-м гипосульфитом и фильтруют.
  • Полученную смесь смешивают с меловой пылью и доводят до сметанообразного состояния.

Такой смесью, которая может храниться только в течение нескольких суток, натирается поверхность металлического изделия, пока на ней не сформируется тонкий слой серебра.

Полученное покрытие легко полируется до блеска

Можно приготовить порошок для серебрения, который не утратит своих характеристик в течение полугода. Для получения такого порошка необходимо смешать 15 граммов ляписа, 55 граммов лимонной кислоты и 30 граммов хлористого аммония. Все компоненты после перемешивания следует перетереть в пыль. Хранится полученный порошок в сухом виде.

Достаточно сложным является никелирование такого металла, как алюминий. Компоненты, входящие в состав электролитического раствора для никелирования изделий из данного металла, дорогостоящие, но даже их использование не дает гарантии того, что сформированный на изделии слой никеля не пойдет пузырями. Блестящее никелирование, если ему подвергают алюминий, может порвать готовое покрытие, поэтому в домашних условиях такую обработку выполняют в условиях слабой адгезии.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector