Ķīmiskā niķelēšana - funkcijas, tehnoloģija un ieteikumi

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Detaļu un konstrukciju metalizācijas tehnoloģijas ir plaši izplatītas dažādās rūpniecības un būvniecības jomās. Papildu pārklājums aizsargā virsmu no ārējiem bojājumiem un faktoriem, kas veicina materiāla pilnīgu iznīcināšanu. Viena no šādām apstrādes metodēm ir elektroinstalācijas niķelēšana, kurai ir izturīga plēve, kas ir mehāniski un pret koroziju izturīga un var izturēt aptuveni 400°C temperatūru.

Tehnoloģijas līdzekļi

Līdztekus ķīmiskajai pārklāšanai uz niķeļa bāzes ir arī galvanizācijas un galvanizācijas metodes. Nokrišņu reakcija nekavējoties jāattiecina uz aplūkojamās tehnikas īpatnībām. Tas tiek organizēts niķeļa reducēšanas apstākļos, pamatojoties uz nātrija hipofosfītu sāls šķīdumā, pievienojot ūdeni. Rūpniecībā savienojumam pārsvarā tiek izmantotas ķīmiskās niķelēšanas tehnoloģijasaktīvie skābie un sārmainie savienojumi, kas tikai uzsāk nokrišņu procesus. Šādi apstrādāts pārklājums iegūst spīdīgu metalizētu izskatu, kura struktūra ir kombinēts niķeļa un fosfora sakausējums. Tehnoloģijai, kas izgatavota ar pēdējās vielas klātbūtni sastāvā, ir zemāki fizikālie un ķīmiskie rādītāji. Skābju un sārmu šķīdumi var dot dažādus fosfora satura koeficientus - pirmais līdz 10%, bet otrais - aptuveni 5-6%.

Pārklājuma fizikālās īpašības būs atkarīgas arī no šīs vielas daudzuma. Fosfora īpatnējais svars var būt aptuveni 7,8 g/cm3, elektriskā pretestība ir 0,60 omi mm2/m, un kušanas temperatūra ir no 900 līdz 1200°. Ar termiskās apstrādes operāciju 400° leņķī uzklātā pārklājuma cietību var palielināt līdz 1000 kg/mm2. Tajā pašā laikā palielināsies arī sagataves ar niķeļa-fosfora struktūru saķeres izturība.

Kas attiecas uz ķīmisko niķeļa pārklājumu, atšķirībā no daudzām alternatīvām aizsargpārklāšanas metodēm tas ir vislabāk piemērots darbam ar sarežģītas formas daļām un konstrukcijām. Praksē šo tehnoloģiju bieži izmanto daudzformātu cauruļu spolēm un iekšējām virsmām. Pārklājums tiek uzklāts vienmērīgi un precīzi – bez spraugām un citiem aizsargslāņa defektiem. Attiecībā uz dažādu metālu apstrādes pieejamību ierobežojums attiecas tikai uz svinu, alvu, kadmiju un cinku. Savukārt niķeļa fosfora nogulsnēšana ir ieteicama melnajiem metāliem, alumīnija unvara detaļas.

Niķeļa pārklāšanas metode sārmainos šķīdumos

Sārmu nokrišņi nodrošina pārklājumu ar augstu mehānisko pretestību, ko raksturo viegla regulēšanas iespēja un negatīvu faktoru, piemēram, niķeļa pulvera nogulsnēšanās, neesamība. Ir dažādas receptes, kas tiek sagatavotas atkarībā no apstrādājamā metāla veida un tā mērķa. Šāda veida ķīmiskā niķeļa pārklājuma šķīduma sastāvs parasti tiek izmantots šādi:

• Nātrija citronskābe.
• Nātrija hipofosfīts.
• Amonijs (hlorēts).
• Niķelis.

Apmēram 80-90° temperatūrā process notiek ar ātrumu aptuveni 9-10 mikroni/stundā, savukārt nogulsnēšanos pavada aktīva ūdeņraža izdalīšanās.

Pati receptes sagatavošanas procedūra ir izteikta katras iepriekšminētās sastāvdaļas izšķīdināšanā atsevišķā secībā. Vienīgais izņēmums šajā ķīmiskās niķeļa pārklājuma sastāvā būs nātrija hipofosfīts. To ielej apmēram 10-20 g / l līdz brīdim, kad visas pārējās sastāvdaļas ir izšķīdušas, un temperatūra tiek sasniegta optimālā režīmā.

Pretējā gadījumā nav īpašu prasību attiecībā uz nogulsnēšanas procesa sagatavošanu sārmainā šķīdumā. Metāla sagatave tiek notīrīta un pakārta bez īpašas apstrādes.

Tērauda detaļu un konstrukciju virsmu sagatavošanai pārklāšanai nav izteiktu iezīmju. Procesa laikā varat pielāgot šķīdumu, pievienojot to pašu nātrija hipofosfītu vai25% amonjaks. Otrajā gadījumā liela vannas tilpuma apstākļos amonjaks tiek ievadīts no balona gāzveida stāvoklī. Gumijas caurule ir iegremdēta līdz pašai tvertnes apakšai, un piedeva tiek tieši palaista caur to nepārtrauktā režīmā līdz vajadzīgajai konsistencei.

Niķeļa pārklāšana ar skābes šķīdumiem

Salīdzinot ar sārmainu barotni, skābās barotnes raksturo dažādas piedevas. Hipofosfīta un niķeļa sāļu bāzi var modificēt ar nātrija acetātu, pienskābi, dzintarskābi un vīnskābi, kā arī Trilon B un citiem organiskiem savienojumiem. No daudzajiem izmantotajiem preparātiem vispopulārākais risinājums ķīmiskai niķeļa pārklāšanai ar skābes pārklāšanu:

• Nātrija hipofosfīts.
• Niķeļa sulfāts.
• Nātrija karbonāts.

Nogulsnēšanās ātrums būs tāds pats 9-10 mikroni/stundā, un pH vērtību koriģē ar 2% nātrija hidroksīda šķīdumu. Temperatūra tiek uzturēta stingri 95 ° robežās, jo tās paaugstināšanās var izraisīt niķeļa pašizlādi ar tūlītējiem nokrišņiem. Dažreiz tiek novērota arī šķīduma izšļakstīšanās no tvertnes.

Sastāva parametrus attiecībā pret tā galveno sastāvdaļu koncentrāciju iespējams mainīt tikai tad, ja nātrija fosfīta saturs tajā ir aptuveni 50 g/l. Šādā stāvoklī ir iespējama niķeļa fosfīta nogulsnēšanās. Kad šķīduma parametri sasniedz augstākminēto koncentrāciju, šķīdumu notecina un aizstāj ar jaunu.

Kad termiskāapstrāde?

Ja sagatavei ir jānodrošina nodilumizturības un cietības kvalitāte, tiek veikta termiskās apstrādes operācija. Šo īpašību pieaugums ir saistīts ar faktu, ka temperatūras režīma paaugstināšanās apstākļos notiek niķeļa-fosfora nokrišņi, kam seko jauna ķīmiska savienojuma veidošanās. Tas veicina pārklājuma struktūras cietības palielināšanos.

Atkarībā no temperatūras režīma mainās mikrocietība ar dažādām īpašībām. Turklāt korelācija nepavisam nav viendabīga attiecībā uz sildīšanas temperatūras paaugstināšanos vai pazemināšanos. Termiskās apstrādes laikā ķīmiskajā niķelēšanā pie 200 un 800°, piemēram, mikrocietības indekss būs tikai 200 kg/mm2. Maksimālā cietības vērtība tiek sasniegta 400-500° temperatūrā. Šajā režīmā varat paļauties uz 1200 kg/mm2.

Jāatceras arī, ka ne visi metāli un sakausējumi principā ir pieņemami termiskai apstrādei. Piemēram, aizliegums attiecas uz tēraudiem un sakausējumiem, kuriem jau ir veiktas sacietēšanas un normalizācijas procedūras. Tam pievienots arī fakts, ka termiskā apstrāde gaisā var veicināt toņa krāsas veidošanos, kas mainās no zeltainas uz purpursarkanu. Temperatūras pazemināšana līdz 350 ° palīdzēs samazināt šādus faktorus. Viss process tiek veikts 45-60 minūšu secībā tikai tad, kad sagatave ir attīrīta no piesārņotājiem. Ārējā pulēšana tieši ietekmēs iespējamību iegūt kvalitatīvu rezultātu.

Apstrādes aprīkojums

RažošanaiŠai tehnoloģijai nav nepieciešamas ļoti specializētas un rūpnieciskas vienības. Mājās ķīmisko niķelēšanu var sakārtot emaljētā tērauda vannā vai traukā. Dažkārt pieredzējuši meistari izmanto oderi parastajiem metāla traukiem, pateicoties kuriem virsmas ir pasargātas no skābju un sārmu iedarbības.

Attiecībā uz ietilpību līdz 50-100 litriem var izmantot arī papildu emaljētas tvertnes, kas izturīgas pret slāpekļskābi. Kas attiecas uz pašu oderi, tad tā pamatne ir sagatavota no ūdensizturīgas universālas līmes (piemēram, "Moment" Nr. 88) un pulverveida hroma oksīda. Atkal mājās specializētos pulvera maisījumus var aizstāt ar smilšpapīra mikropulveriem. Lai nostiprinātu un apstrādātu uzklāto oderi, ir nepieciešama gaisa žāvēšana ar ēkas fēnu vai karstuma pistoli.

Profesionālām ķīmiskās niķeļa pārklājuma iekārtām nav nepieciešama īpaša virsmas aizsardzība, un tās izceļas ar noņemamiem vākiem. Pārklājumus noņem pēc katras apstrādes sesijas un atsevišķi notīra slāpekļskābē. Par šādu iekārtu galveno dizaina iezīmi var saukt grozu un balstiekārtu (parasti izgatavotas no oglekļa tērauda) klātbūtni, kas atvieglo manipulācijas ar mazām detaļām.

Niķeļa pārklāšanas procesi nerūsējošajam tēraudam un skābes izturīgiem metāliem

Šīs darbības mērķis ir palielināt sagataves virsmas nodilumizturību un cietību, kā arī nodrošināt pretkorozijas aizsardzību. Šis ir standartsķīmiskā niķelēšanas procedūra tēraudiem, kas ir leģēti un tiek gatavoti izmantošanai agresīvā vidē. Detaļu sagatavošanai būs īpaša vieta pārklājuma tehnikā.

Nerūsējošajiem sakausējumiem tiek izmantota iepriekšēja attīrīšana anoda vidē sārmainā šķīdumā. Sagataves ir uzstādītas uz pakaramajiem ar iekšējo katodu savienojumu. Svēršanu veic traukā ar 15% kaustiskās sodas šķīdumu, un elektrolīta temperatūra ir 65-70 °. Lai izveidotu vienmērīgu pārklājumu bez atstarpēm, nerūsējošā sakausējumu elektrolītiskā un ķīmiskā niķelēšana jāveic apstākļos, kad tiek uzturēts strāvas blīvums (anodisks) līdz 10 A/dm2. Procesa ilgums svārstās no 5 līdz 10 minūtēm atkarībā no detaļas lieluma. Pēc tam apstrādājamo priekšmetu mazgā tekošā aukstā ūdenī un apmēram 10 sekundes atšķaida atšķaidītā sālsskābē 20 ° temperatūrā. Tam seko tipiska sārmainās nogulsnēšanas procedūra.

Krāsaino metālu niķeļa pārklājums

Metāli, kas ir mīksti un kaļami ķīmiskos procesos, arī pirms apstrādes tiek īpaši sagatavoti. Virsmas ir attaukotas un dažos gadījumos pulētas. Ja apstrādājamā detaļa jau iepriekš ir bijusi niķelēta, tad 1 minūtes laikā jāveic arī kodināšanas procedūra 25% atšķaidītā sērskābes šķīdumā. Elementus, kuru pamatā ir varš un tā sakausējumi, ieteicams apstrādāt, saskaroties ar elektronegatīviem metāliem, piemēram, alumīniju un dzelzi. Tehniski šādu kombināciju nodrošina piekare vai izturīga stieple.no tām pašām vielām. Kā liecina prakse, dažkārt reakcijas procesā pietiek ar vienu dzelzs daļas pieskārienu vara virsmai, lai sasniegtu vēlamo nogulsnēšanās efektu.

Alumīnija un tā sakausējumu ķīmiskajai niķelēšanai arī ir savas īpašības. Šajā gadījumā tiek organizēta sagatavju kodināšana sārmainā šķīdumā vai tiek veikta dzidrināšana līdz skābei uz slāpekļa bāzes. Tiek izmantota arī dubultā cinkāta apstrāde, kurai sagatavo sastāvu ar cinka oksīdu (100 g / l) un kaustisko soda (500 g / l). Temperatūras režīms jāsaglabā 20-25 ° robežās. Pirmā pieeja ar daļas iegremdēšanu ilgst 30 sekundes, un tad sākas cinka nogulšņu kodināšanas process slāpekļskābē. Tam seko otrs, jau 10 sekunžu niršana. Pēdējā posmā alumīniju mazgā ar aukstu ūdeni un niķelē ar niķeļa-fosfora šķīdumu.

Kemermeta niķeļa pārklājuma tehnoloģija

Šāda veida materiāliem tiek izmantota vispārējā ferīta niķeļa pārklājuma metode. Sagatavošanas stadijā daļu attauko ar sodas šķīdumu, mazgā ar karstu ūdeni un 10-15 minūtes iegravē spirta šķīdumā, pievienojot sālsskābi. Pēc tam sagatavi atkal mazgā ar karstu ūdeni un notīra ar mīkstiem abrazīviem līdzekļiem no dūņām. Tūlīt pirms ķīmiskās niķelēšanas procesa sākuma metālkeramika tiek pārklāta ar pallādija hlorīda slāni. Ar otu uz virsmas uzklāj šķīdumu ar koncentrāciju 1 g / l. Procedūru atkārto vairākas reizes, un pēc katras piegājiena apstrādājamo detaļu žāvē.

Niķeļa pārklājumam izmantojiet trauku ar skābu šķīdumu, kas satur niķeļa hlorīdu (30 g/l), nātrija hipofosfītu (25 g/l) un nātrija dzintarskābi (15 g/l). Šķīduma temperatūra tiek uzturēta diapazonā no 95-98 °, un ieteicamais ūdeņraža koeficients ir 4,5-4,8. Pēc ķīmiskās niķelēšanas keramikas-metāla daļu mazgā karstā ūdenī, pēc tam uzvāra un iegremdē pirofosfātā. ar varu pārklāts elektrolīts. Aktīvā ķīmiskā vidē apstrādājamo priekšmetu notur, līdz veidojas 1-2 mikronu slānis. Līdzīgai apstrādei var tikt pakļauti arī dažāda veida keramikas izstrādājumi, kvarca elementi, ticond un termokondi. Katrā gadījumā būs obligāta pārklāšana ar pallādija hlorīdu, žāvēšana gaisā, iegremdēšana skābes šķīdumā un vārīšana.

Niķeļa pārklājuma tehnoloģija mājās

Tehniski niķeļa pārklāšanas darbības var organizēt bez īpaša aprīkojuma, kā jau minēts. Piemēram, garāžas vidē tas varētu izskatīties šādi:

• Pareiza izmēra katla gatavošana ar emaljētu iekšpusi.
• Iepriekš sagatavotus sausos reaģentus elektrolītiskajam šķīdumam emaljētā traukā sajauc ar ūdeni.
• Iegūto maisījumu uzvāra, pēc tam pievieno tam nātrija hipofosfītu.
• Apstrādājamo priekšmetu notīra un attauko, un pēc tam iegremdē šķīdumā, taču nepieskaroties tvertnes virsmām, tas ir, dibenam un sienām.
• Mājas niķeļa pārklājuma iezīmes ir vissaprīkojums tiks izgatavots no improvizētiem materiāliem. Tādai pašai daļas vadībai varat nodrošināt īpašu kronšteinu (obligāti no dielektriska materiāla) ar skavu, kas būs jāatstāj stacionārā stāvoklī uz 2-3 stundām.
• Iepriekšminēto laiku kompozīcija tiek atstāta vārīšanās stāvoklī.
• Kad beidzas niķelēšanas tehnoloģiskais periods, daļa tiek noņemta no šķīduma. Tas ir jānoskalo zem auksta tekoša ūdens, kas atšķaidīts ar dzēstiem kaļķiem.

Mājās varat niķelēt tēraudu, misiņu, alumīniju utt. Visiem uzskaitītajiem metāliem jāsagatavo elektrolītisks šķīdums, kas satur nātrija hipofosfītu, niķeļa sulfātu vai hlorīdu, kā arī skābes ieslēgumus. Starp citu, lai paātrinātu procesu, varat pievienot svina piedevu.

Secinājums

Ir dažādi paņēmieni un pieejas niķeļa pārklāšanai aktīvajos ķīmiskajos šķīdumos, taču nātrija hipofosfīta izmantošana ir visizdevīgākā metode. Tas ir saistīts ar minimālo nevēlamo nokrišņu daudzumu un visa pārklājuma tehnisko un fizisko īpašību kopumu, kura biezums ir aptuveni 20 mikroni. Protams, metāla ķīmiskā niķelēšana ir saistīta ar zināmiem defektu veidošanās riskiem. Īpaši tas attiecas uz īpaši jutīgiem krāsainajiem metāliem, taču ar šādām parādībām var cīnīties arī viena tehnoloģiskā procesa ietvaros. Piemēram, eksperti iesaka noņemt bojātās vietas koncentrētā, skābā slāpekļa vidē artemperatūra līdz 35°C. Šo procedūru veic ne tikai nevēlamu defektu gadījumā, bet arī uzklātā aizsargslāņa regulāras korekcijas nolūkos.