Kemisk nikkelbelægning - funktioner, teknologi og anbefalinger

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Teknologier til metallisering af dele og strukturer er udbredt inden for forskellige områder af industri og byggeri. En ekstra belægning beskytter overfladen mod ydre skader og faktorer, der bidrager til fuldstændig ødelæggelse af materialet. En sådan behandling er strømløs nikkelbelægning, som har en holdbar film, der er mekanisk og korrosionsbestandig og kan modstå temperaturer på omkring 400°C.

Teknologiske funktioner

Sammen med nikkelbaseret kemisk plettering findes der galvaniserings- og galvaniseringsmetoder. Udfældningsreaktionen skal umiddelbart tilskrives funktionerne i den undersøgte teknik. Det er organiseret under betingelserne for nikkelreduktion på basis af natriumhypophosphit i en s altopløsning med tilsætning af vand. I industrien bruges kemiske nikkelbelægningsteknologier overvejende med forbindelsenaktive sure og basiske forbindelser, som netop starter udfældningsprocesserne. Belægningen behandlet på denne måde får et skinnende metalliseret udseende, hvis struktur er en kombineret legering af nikkel og fosfor. Teknologien, lavet med tilstedeværelsen af det sidste stof i sammensætningen, har lavere fysiske og kemiske indikatorer. Syre og alkaliske opløsninger kan give forskellige koefficienter for fosforindhold - den første op til 10%, og den anden - omkring 5-6%.

Belægningens fysiske kvaliteter vil også afhænge af mængden af dette stof. Fosfors vægtfylde kan være omkring 7,8 g/cm3, den elektriske modstand er 0,60 ohm mm2/m, og smeltepunktet er fra 900 til 1200°. Ved hjælp af en varmebehandlingsoperation ved 400° kan hårdheden af den aflejrede belægning øges op til 1000 kg/mm2. Samtidig vil vedhæftningsstyrken af emnet med en nikkel-fosfor struktur også stige.

Hvad angår kemisk fornikling, er den i modsætning til mange alternative beskyttende pletteringsmetoder bedst egnet til at arbejde med dele og strukturer af kompleks form. I praksis anvendes teknologien ofte på spoler og indvendige overflader af multi-format rør. Belægningen påføres jævnt og præcist - uden huller og andre defekter i det beskyttende lag. Hvad angår tilgængeligheden af forarbejdning for forskellige metaller, gælder begrænsningen kun for bly, tin, cadmium og zink. Omvendt anbefales nikkelfosforafsætning til jernholdige metaller, aluminium ogkobberdele.

Nikkelbelægningsmetode i alkaliske opløsninger

Alkali-udfældning giver belægningen høj mekanisk modstand, som er kendetegnet ved muligheden for nem justering og fraværet af negative faktorer såsom udfældning af nikkelpulver. Der er forskellige opskrifter, der tilberedes afhængigt af den type metal, der behandles, og dets formål. Sammensætningen af denne type kemisk nikkelbelægningsopløsning bruges norm alt som følger:

• Natriumcitronsyre.
• Natriumhypophosphit.
• Ammonium (kloreret).
• Nikkel.

Ved en temperatur på omkring 80-90° foregår processen med en hastighed på omkring 9-10 mikron/time, mens afsætningen ledsages af aktiv udvikling af brint.

Proceduren for at forberede selve opskriften er udtrykt i opløsning af hver af de ovennævnte ingredienser i en separat rækkefølge. Den eneste undtagelse i denne sammensætning af kemisk nikkelbelægning vil være natriumhypophosphit. Det hældes i et volumen på omkring 10-20 g/l, når alle andre komponenter er opløst, og temperaturen bringes til den optimale tilstand

Ellers er der ingen særlige krav til forberedelse af deponeringsprocessen i en alkalisk opløsning. Metalemnet rengøres og hænges uden særlig behandling.

Forberedelse af overflader af ståldele og strukturer til belægning har ingen udt alte træk. Under processen kan du justere opløsningen ved at tilsætte det samme natriumhypophosphit eller25% ammoniak. I det andet tilfælde, under betingelse af et stort badvolumen, indføres ammoniak fra en cylinder i en gasformig tilstand. Et gummirør nedsænkes helt i bunden af beholderen, og tilsætningsstoffet føres direkte igennem det i en kontinuerlig tilstand til den ønskede konsistens.

Nikkelbelægning med syreopløsninger

Sammenlignet med alkaliske medier er sure medier karakteriseret ved en række forskellige tilsætningsstoffer. Basen af hypophosphit og nikkels alte kan modificeres med natriumacetat, mælkesyre, ravsyre og vinsyre samt Trilon B og andre organiske forbindelser. Blandt det store antal anvendte formuleringer er den mest populære løsning til kemisk nikkelplettering ved syreaflejring:

• Natriumhypophosphit.
• Nikkelsulfat.
• Natriumcarbonat.

Aflejringshastigheden vil være den samme 9-10 mikron/time, og pH-værdien korrigeres med 2% natriumhydroxidopløsning. Temperaturen holdes strengt inden for 95 °, da dens stigning kan føre til selvudledning af nikkel med øjeblikkelig nedbør. Nogle gange observeres også sprøjtning af opløsningen fra beholderen.

Det er kun muligt at ændre sammensætningens parametre i forhold til koncentrationen af dens hovedingredienser, hvis indholdet af natriumphosphit i den er omkring 50 g/l. I denne tilstand er nikkelphosphitudfældning mulig. Når opløsningens parametre når ovennævnte koncentration, drænes opløsningen og erstattes med en ny.

Når termiskbehandler?

Hvis emnet skal sikre kvaliteten af slidstyrke og hårdhed, udføres en varmebehandlingsoperation. Stigningen i disse egenskaber skyldes det faktum, at der under betingelser med en stigning i temperaturregimet forekommer nikkel-phosphorudfældning efterfulgt af dannelsen af en ny kemisk forbindelse. Det bidrager til at øge hårdheden i belægningens struktur.

Afhængigt af temperaturregimet er der en ændring i mikrohårdhed med forskellige egenskaber. Desuden er korrelationen slet ikke ensartet med hensyn til en stigning eller et fald i opvarmningstemperaturen. Ved varmebehandling i kemisk fornikling ved f.eks. 200 og 800° vil mikrohårdhedsindekset kun være 200 kg/mm2. Den maksimale hårdhedsværdi nås ved temperaturer på 400-500°. I denne tilstand kan du regne med at yde 1200 kg/mm2.

Det skal også huskes på, at ikke alle metaller og legeringer i princippet er acceptabel varmebehandling. Forbuddet er f.eks. pålagt stål og legeringer, der allerede har gennemgået hærdnings- og normaliseringsprocedurer. Hertil kommer, at varmebehandling i luft kan bidrage til dannelsen af en nuancefarve, der skifter fra gylden til lilla. Sænkning af temperaturen til 350 ° vil hjælpe med at minimere sådanne faktorer. Hele processen udføres i størrelsesordenen 45-60 minutter kun med emnet renset for forurenende stoffer. Ekstern polering vil direkte påvirke sandsynligheden for at opnå et kvalitetsresultat.

Behandlingsudstyr

Til produktionDenne teknologi kræver ikke højt specialiserede og industrielle enheder. Derhjemme kan kemisk fornikling arrangeres i et emaljeret stålbad eller fad. Nogle gange bruger erfarne håndværkere en foring til almindelige metalbeholdere, takket være hvilken overfladerne er beskyttet mod påvirkning af syrer og baser.

Med reference til kapaciteter op til 50-100 liter kan der også bruges emaljerede hjælpetanke, der er modstandsdygtige over for salpetersyre. Hvad angår selve foringen, er dens base fremstillet af vandtæt universallim (for eksempel "Moment" nr. 88) og pulveriseret chromoxid. Igen, derhjemme, kan specialiserede pulverblandinger erstattes med smergelmikropulvere. For at fiksere og behandle den påførte foring kræves lufttørring med en bygningshårtørrer eller varmepistol.

Professionelle installationer af kemisk fornikling kræver ikke særlig overfladebeskyttelse og udmærker sig ved tilstedeværelsen af aftagelige dæksler. Belægninger fjernes efter hver behandlingssession og rengøres separat i salpetersyre. Det vigtigste designtræk ved sådant udstyr kan kaldes tilstedeværelsen af kurve og suspensioner (sædvanligvis lavet af kulstofstål), som letter manipulationen af små dele.

Nikkelbelægningsprocesser til rustfrit stål og syrefaste metaller

Formålet med denne operation er at øge slidstyrken og hårdheden af arbejdsemnets overflade, samt at give anti-korrosionsbeskyttelse. Dette er standardenkemisk nikkelpletteringsprocedure for stål, der er blevet legeret og er ved at blive forberedt til brug i aggressive miljøer. Delforberedelse vil have en særlig plads i belægningsteknikken.

Til rustfri legeringer anvendes foreløbig raffinering i et anodemiljø i en alkalisk opløsning. Arbejdsemnerne er monteret på bøjler med tilslutning af interne katoder. Vejningen udføres i en beholder med en 15% kaustisk sodaopløsning, og elektrolyttemperaturen er 65-70 °. For at danne en ensartet belægning uden huller, bør elektrolytisk og kemisk nikkelplettering af rustfri legeringer udføres under betingelser for at opretholde en strømtæthed (anodisk) op til 10 A/dm2. Varigheden af processen varierer fra 5 til 10 minutter afhængigt af delens størrelse. Derefter vaskes emnet i rindende koldt vand og dekapiteres i fortyndet s altsyre i ca. 10 sekunder ved en temperatur på 20 °. Dette efterfølges af en typisk alkalisk udfældningsprocedure.

Ikke-jernholdig nikkelbelægning

Metaler, der er bløde og formbare over for kemiske processer, gennemgår også en særlig forberedelse inden forarbejdning. Overflader er affedtet og i nogle tilfælde poleret. Hvis emnet allerede har været udsat for fornikling før, skal bejdsningsproceduren i en 25% fortyndet opløsning med svovlsyre også udføres inden for 1 minut. Elementer baseret på kobber og dets legeringer anbefales at blive behandlet i kontakt med elektronegative metaller såsom aluminium og jern. Teknisk set er en sådan kombination tilvejebragt af en ophængning eller en sej ledning.fra de samme stoffer. Som praksis viser, er et enkelt tryk på jerndelen til kobberoverfladen nogle gange i reaktionsprocessen nok til at opnå den ønskede aflejringseffekt.

Kemisk nikkelbelægning af aluminium og dets legeringer har også sine egne karakteristika. I dette tilfælde organiseres bejdsning af emner i en alkalisk opløsning, eller klaring udføres til en nitrogenbaseret syre. Der anvendes også en dobbelt zinkatbehandling, hvortil en sammensætning fremstilles med zinkoxid (100 g / l) og kaustisk soda (500 g / l). Temperaturregimet skal holdes inden for 20-25 °. Den første tilgang med nedsænkning af delen varer 30 sekunder, og derefter begynder processen med at ætse zinkbundfaldet i salpetersyre. Dette efterfølges af et andet, allerede 10 sekunders dyk. På det sidste trin vaskes aluminium med koldt vand og fornikles med nikkel-fosforopløsning.

Cermet Nikkelbelægningsteknologi

For materialer af denne type anvendes den generelle metode med ferrit-nikkelplettering. På forberedelsesstadiet affedtes delen med en opløsning af soda, vaskes med varmt vand og ætset i 10-15 minutter i en alkoholopløsning med tilsætning af s altsyre. Derefter vaskes emnet igen med varmt vand og rengøres med bløde slibemidler fra slam. Umiddelbart før starten af den kemiske nikkelbelægningsproces dækkes cermeten med et lag palladiumchlorid. En opløsning med en koncentration på 1 g / l påføres overfladen med en børste. Proceduren gentages flere gange, og emnet tørres efter hver gang.

Til fornikling skal du bruge en beholder med en sur opløsning, der indeholder nikkelchlorid (30 g/l), natriumhypophosphit (25 g/l) og natriumravsyre (15 g/l). Temperaturen af opløsningen holdes i området 95-98 °, og den anbefalede brintkoefficient er 4,5-4,8. Efter kemisk fornikling vaskes den keramiske metaldel i varmt vand og koges derefter og nedsænkes i et pyrophosphat. kobberbelagt elektrolyt. I et aktivt kemisk miljø holdes emnet, indtil der dannes et lag på 1-2 mikron. Forskellige typer keramik, kvartselementer, ticond og thermocond kan også udsættes for lignende behandling. I hvert tilfælde vil plettering med palladiumchlorid, lufttørring, nedsænkning i en syreopløsning og kogning være obligatorisk.

Nikkelbelægningsteknologi derhjemme

Teknisk kan nikkelbelægningsoperationer organiseres uden specielt udstyr, som allerede nævnt. I et garagemiljø kan det for eksempel se sådan ud:

• Tilberedning af den rigtige størrelse gryde med en emaljeret inderside.
• Forberedte tørre reagenser til den elektrolytiske opløsning i en emaljeret beholder blandes med vand.
• Den resulterende blanding koges, hvorefter der tilsættes natriumhypophosphit.
• Arbejdsstykket renses og affedtes og nedsænkes derefter i opløsningen, men uden at røre ved overfladerne af beholderen - det vil sige bunden og væggene.
• Funktioner ved nikkelbelægning derhjemme er det heleudstyr vil blive lavet af improviserede materialer. For den samme kontrol af delen kan du levere en speciel beslag (nødvendigvis fra et dielektrisk materiale) med en klemme, som skal efterlades i en stationær position i 2-3 timer.
• I ovenstående tid efterlades sammensætningen i kogende tilstand.
• Når den teknologiske periode med fornikling passerer, fjernes delen fra opløsningen. Det skal skylles under koldt rindende vand fortyndet i læsket kalk.

Derhjemme kan du forniklet stål, messing, aluminium osv. For alle de anførte metaller bør der fremstilles en elektrolytisk opløsning indeholdende natriumhypophosphit, nikkelsulfat eller chlorid samt syreindeslutninger. For at fremskynde processen kan du tilføje et blyadditiv.

Konklusion

Der er forskellige teknikker og tilgange til nikkelplettering i aktive kemiske opløsninger, men brugen af natriumhypophosphit er den mest fordelagtige metode. Dette skyldes den minimale mængde uønsket nedbør og en kombination af et helt sæt tekniske og fysiske egenskaber af belægningen med en tykkelse på omkring 20 mikron. Selvfølgelig er kemisk fornikling af metal ledsaget af visse risici for defektdannelse. Dette gælder især for meget følsomt ikke-jernholdigt metal, men sådanne fænomener kan også bekæmpes inden for rammerne af en enkelt teknologisk proces. Eksperter anbefaler f.eks. at fjerne defekte områder i et koncentreret, surt nitrogenbaseret miljø medtemperaturer op til 35°C. Denne procedure udføres ikke kun i tilfælde af uønskede fejl, men også med henblik på regelmæssig korrektion af det påførte beskyttende lag.