Химическое никелирование

Основой процесса химического никелирования является реакция восстановления никеля из водных растворов его солей. Осаждение никеля возможно из щелочных и кислых растворов. Щелочные растворы характеризуются высокой стабильностью, простотой корректирования, отсутствием склонности к бурному и мгновенному выпадению порошкообразного никеля (явление «саморазряда») и возможностью их более длительной эксплуатации.
Для футеровки ванн, применяемых при химическом никелировании, наиболее целесообразно пользоваться съемными пластиковыми чехлами, сваренными методом горячего проглажива-ния. При очистке 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 теплоты через водяную рубашку.
Методом химического никелирования создают никельфосфорные покрытия. Покрытие имеет полублестящий металлический вид и является сплавом никеля с фосфором. Никельфосфорному покрытию подвергаются детали из черных металлов, меди, алюминия и никеля, или покрытые этими металлами. Этот метод покрытия непригоден для осаждения на таких металлах или покрытиях, как свинец, цинк, кадмий и олово.
Содержание фосфора в покрытии зависит от состава раствора и колеблется от 4-6 % для щелочных и до 8-10 % для кислых растворов.
Из многочисленных составов можно рекомендовать следующий раствор (г/л) и режим работы:
- хлористый никель - 20-50;
- хлористый аммоний - 35-55;
- лимоннокислый натрий - 35-55;
- гипофосфит натрия - 10-25;
- аммиак (25%-ный водный) добавляется в раствор до достижения синего цвета;
- температура, °С - 78-88;
- скорость осаждения, мкм/ч - 10-15.
Процесс идет с интенсивным выделением водорода на поверхности деталей.
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 и прочие органические соединения. Например, возможно применение следующего состава раствора (г/л) и режимом работы:
- сернокислый никель - 20-30;
- уксуснокислый натрий - 10-15;
- гипофосфит натрия - 20-25;
- тиомочевина - около 0,03;
- уксусная кислота ледяная, мл/л - 6,0-10 температура, °С - 85-95;
- величина рН - 4,3-5,0;
- скорость осаждения, мкм/ч - 10-15.
Величину рН следует корректировать 2%-ным раствором едкого натра. Плотность загрузки составляет 1-2 дм2/л. Перегревание раствора сверх 95 °С может привести к саморазряду раствора с мгновенным выпадением темного губчатого осадка никеля и с выбрасыванием раствора из ванны. Раствор используют до накопления в нем фосфита натрия до 55 г/л. При более высоком содержании происходит выпадение соли в осадок, и раствор становится непригодным для употребления и подлежит замене.
С целью увеличения поверхностной твердости, износостойкости и прочности сцепления детали после химического никелирования подвергают термообработке. При этом аморфное покрытие превращается в кристаллическое. Наибольшее повышение твердости происходит в диапазоне температур 400-500 °С.
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 на поверхности деталей появление цветов побежалости, переходящих от золотисто-желтого цвета до фиолетового, что ухудшает декоративный вид покрытия. По этим причинам температуру нагрева часто ограничивают 350-380 °С, при продолжительности 1 ч. Термообработку деталей производят в инертной атмосфере в термостатах.
После термообработки микротвердость никельфосфорного покрытия возрастает вдвое, составляя 10 000 - 11 000 МПа, сравниваясь таким образом с твердостью хромовых покрытий.
Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:- Электрохимическое осаждение покрытий висмут-медь
- Требования цинкования по отверстиям и размерам труб
- Состав электролитов железнения и его режимы
- Основные стандарты по горячему цинкованию
- Производство оцинкованного швеллера