Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Nikiel jest szeroko stosowany w produkcji instrumentów i inżynierii mechanicznej, a także w innych różnych gałęziach przemysłu. W produkcji żywności nikiel zastępuje powłoki cynowe, aw dziedzinie optyki znany jest z procesu niklowania czarnego niklu. Produkty poddane obróbce niklem, wykonane ze stali i metali nieżelaznych, w celu ochrony przed powstawaniem korozji i zwiększenia odporności części na zużycie mechaniczne. Zawartość fosforu w niklu pozwala wykonać film o twardości podobnej do twardości chromu.
Proces niklowania
Procedura niklowania polega na nałożeniu powłoki niklowej na powierzchnię produktu, która z reguły ma grubość 1-50 mikronów . Powłoki niklowe mogą być czarne matowe lub błyszczące, ale niezależnie od tego, zapewniają niezawodną i trwałą ochronę metalu przed agresywnymi działaniami (alkalia, kwasy) oraz w warunkach wysokich temperatur.
Przed niklowaniem produkt musi być przygotowany. Etapy przygotowania:
- przedmiot jest obrabiany papierem ściernym w celu usunięcia warstwy tlenku;
- szczotkowane;
- umyte pod wodą;
- odtłuszczony w ciepłym roztworze sody;
- poddany ponownemu praniu.
Powłoki niklowe mogą z czasem tracić swój pierwotny połysk, ponieważ bardzo często warstwa niklu jest pokryta bardziej odporną warstwą chromu.
Nikiel osadzony na stali jest powłoką katodową, która chroni metal tylko mechanicznie. Słaba gęstość warstwy ochronnej przyczynia się do powstawania porów korozyjnych, gdzie elektroda rozpuszczalna jest częścią stalową. W rezultacie korozja zachodzi pod powłoką, niszczy ona stalowe podłoże i powoduje łuszczenie się warstwy niklu. Aby temu zapobiec, metal musi być zawsze traktowany grubą warstwą niklu.
Powłoki niklowe stosuje się do:
- miedź;
- żelazo;
- tytan;
- wolfram i inne metale.
Nie jest możliwe przetwarzanie przy pomocy niklowania takich metali jak:
kadm;- ołów;
- ołów;
- cyna;
- bizmut;
- antymon
Przy niklowaniu elementów stalowych konieczne jest wykonanie miedzianej warstwy podkładowej.
Powłoki niklowe są stosowane w różnych gałęziach przemysłu do celów specjalnych, dekoracyjnych i ochronnych, a także jako podkład. Techniki powlekania niklem są stosowane do przywracania zużytych części i części samochodowych, do pokrywania instrumentów medycznych, sprzętu chemicznego, artykułów gospodarstwa domowego, narzędzi pomiarowych, części narażonych na lekkie obciążenia w warunkach silnych alkaliów lub tarcia na sucho.
Rodzaje niklowania
W praktyce istnieją dwa rodzaje niklowania:
- Chemiczny;
- Elektrolityczny.
Pierwsza opcja jest droższa niż elektrolityczna, ale może zapewnić możliwość utworzenia jednolitej powłoki o grubości i jakości na dowolnych częściach produktu, jeśli zostanie utworzony warunek dostępu do nich.
Elektrolityczna powłoka niklowa w domu
Niklowanie elektrolityczne różni się małą porowatością, zależy to od grubości warstwy ochronnej i dokładności przygotowania podłoża. Aby stworzyć wysokiej jakości zabezpieczenie antykorozyjne, konieczny jest absolutny brak porów, w przypadku których zwykle powleka się metalową część lub nakłada kilka warstw powłoki, która jest znacznie mocniejsza niż powłoka jednowarstwowa, nawet o tej samej grubości.
Dlaczego musisz przygotować elektrolit w domu? Wymaga 3, 5 grama. chlorek niklu, 30 g. siarczan niklu i 3 gr. kwas borowy na 100 ml. woda, ten elektrolit wlewa się do pojemnika. Niklowanie miedzi lub stali będzie wymagało anod niklowych, które muszą być zanurzone w elektrolicie.
Część jest zawieszona na przewodzie między niklowymi elektrodami. Druty, które są z płyt niklowych, muszą być połączone ze sobą. Szczegóły są połączone z biegunem ujemnym źródła napięcia, a przewody - z biegunem dodatnim. Po tym konieczne jest podłączenie rezystora do obwodu i miliamperomierza w celu regulacji napięcia. Potrzebne będzie źródło prądu stałego o napięciu nie większym niż 6 woltów.
Prąd musi być włączony przez około 20 minut . Po tym jak przedmiot pójdzie, umyj i wysusz. Detal pokryty jest matową szarą warstwą niklu. Aby uzyskać ochronną warstwę połysku, należy ją polerować. Ale podczas pracy nie zapominaj o znaczących wadach powlekania elektrolitycznego w domu - niemożliwości pokrycia wąskich i głębokich otworów oraz nierównego osadzania na wytłaczanej powierzchni niklu.
Chemiczna powłoka niklowa w domu
Oprócz metody elektrolitycznej istnieje jeszcze inna, nieskomplikowana opcja powlekania stali polerowanej lub żelaza silną i cienką warstwą niklu. Potrzebujesz 10% roztworu chlorku cynku i powoli dodawaj do roztworu siarczanu niklu, aż roztwór będzie jasno zielony . Następnie ciecz należy doprowadzić do wrzenia, pożądane jest, aby wziąć porcelanowy pojemnik.
W tym przypadku powstaje charakterystyczna mętność, ale nie wpływa ona na niklowanie produktów. Kiedy doprowadzasz roztwór do wrzenia, konieczne jest obniżenie produktu do niego, który jest poddawany niklowaniu. Przed tym konieczne jest odtłuszczenie i oczyszczenie. Część powinna gotować się w cieczy przez około godzinę, okresowo uzupełniać wodą destylowaną w miarę zmniejszania się roztworu.
Jeśli zobaczysz, czy roztwór zmienił kolor z jasnego na lekko zielony, musisz dodać trochę siarczanu niklu, aby uzyskać oryginalny kolor. Po upływie określonego czasu usuń część z płynu, opłucz ją w wodzie, gdzie zmielona jest odrobina kredy i dobrze wysusz. Polerowane żelazo lub stal pokryta w ten sposób dość dobrze utrzymuje tę warstwę ochronną.
Proces powlekania chemicznego opiera się na reakcji konwersji niklu z wodnego roztworu jego soli przy użyciu podfosforynu sodu i innych pierwiastków chemicznych. Roztwory stosowane do powłok chemicznych mogą być alkaliczne o pH powyżej 6, 5 i kwaśne o pH 4-6, 5.
Roztwory kwasu są najlepiej stosowane do przetwarzania miedzi, mosiądzu i metali żelaznych. Alkaliczna stosowana do stali nierdzewnej. Kwaśny roztwór, w przeciwieństwie do roztworu alkalicznego, tworzy gładszą powierzchnię na wypolerowanym produkcie. Ważną cechą roztworów kwasowych jest również mniejsza szansa na samorozładowanie, gdy poziom temperatury roboczej wzrasta. Substancje alkaliczne gwarantują silniejszą więź między filmem niklowym a metalową podstawą.
Wszelkie wodne roztwory do niklowania są uważane za uniwersalne, a mianowicie odpowiednie do wszelkich metali. Woda destylowana jest używana do powlekania chemicznego, ale można również pobrać kondensat z konwencjonalnej lodówki. Odczynniki chemiczne są odpowiednie do czyszczenia - oznaczone na opakowaniu „H”.
Etapy przygotowania rozwiązania:
- Wszystkie substancje chemiczne, z wyjątkiem sodu podfosforynowego, muszą być rozpuszczone w wodzie w pojemniku emaliowanym.
- Po podgrzaniu cieczy do wrzenia rozpuścić podfosforyn sodu i umieścić produkt w roztworze.
- Za pomocą litra roztworu można pokryć częściami niklowymi o powierzchni do 2 m². dm
Wanny do niklowania
Warsztaty często korzystają z kąpieli składającej się z trzech głównych elementów:
- chlorek;
- siarczan;
- kwas borowy.
Siarczan niklu jest źródłem jonów niklu. Chlorek znacząco wpływa na pracę anod, nie określono jego proporcji w kąpieli. W kąpielach bezchlorkowych występuje znaczna pasywacja niklu, następnie zmniejsza się ilość niklu w kąpieli, w wyniku czego jakość powłok maleje, a moc wyjściowa maleje.
Anody z chlorkami rozpuszczają się w wymaganej ilości dla wystarczającego niklowania aluminium lub miedzi. Chlorki zwiększają pracę kąpieli po zanieczyszczeniu cynkiem i jego przewodnością. Kwas borowy utrzymuje pH na wymaganym poziomie. Skuteczność tego procesu zależy głównie od ilości kwasu borowego.
W roli chlorku można wybrać chlorek magnezu, cynk lub sód. Powszechnie stosowane są kąpiele siarczanowe Votts, które zawierają elektrycznie przewodzące sole jako dodatki, które zwiększają przewodność kąpieli i zwiększają atrakcyjny wygląd warstwy ochronnej. Najczęściej stosowaną spośród takich soli jest siarczan magnezu (około 30 gramów. Na 1 litr).
Z reguły siarczan niklu jest wprowadzany w stosunku około 220-360 gramów. na 1 l . Dzisiaj istnieją tendencje do spadku siarczanu niklu - mniej niż 190 g / l. Pomaga to znacznie zmniejszyć utratę roztworu.
Dodatek kwasu borowego około 25-45 gr. na 1 l. Jeśli mniej niż 25 g. / L., Zwiększ kąpiel w procesach alkalizacji. A przekroczenie tej granicy jest niekorzystne ze względu na prawdopodobną krystalizację kwasu borowego i wytrącanie kryształów na anodach i ścianach łaźni.
Kąpiel niklowa może pracować w innym zakresie temperatur. Ale niklowanie w domu rzadko jest stosowane w temperaturze pokojowej. Nikiel często odchodzi od powłok stosowanych w kąpielach chłodniczych, dlatego kąpiel musi być podgrzewana do co najmniej 32 stopni. Gęstość prądu jest wybierana eksperymentalnie, aby nie występowała, warstwa ochronna jest spalana.
Kąpiel sodowa działa dobrze w dużym zakresie pH. Raz utrzymywano go przy pH 5, 3-5, 9, motywując słabą agresywnością i lepszymi właściwościami pokrycia kąpieli. Jednak wysokie wartości pH powodują znaczny wzrost naprężeń w warstwie niklu. Dlatego w wielu kąpielach pH wynosi 3, 4-4, 6.
Cechy niklowania
Przyczepność niklu do metalu jest stosunkowo niska. Problem ten rozwiązuje obróbka cieplna folii niklowych. Podstawą procesu dyfuzji niskotemperaturowej jest podgrzewanie detali otnokelirovanny do temperatury 400 gramów. i ekspozycja produktów na godzinę w danej temperaturze.
Ale nie zapominaj, że jeśli produkty pokryte niklem zostały utwardzone, to 400 gramów. mogą stracić siłę - ich główną jakość. Dlatego dyfuzja w niskich temperaturach w tych przypadkach odbywa się w temperaturze około 260-310 gramów. z czasem otwarcia migawki wynoszącym trzy godziny. Ta obróbka cieplna może również zwiększyć wytrzymałość powłoki niklowej.
Wanny wymagają specjalnego wyposażenia do niklowania i mieszania roztworu wodnego w celu zintensyfikowania procesu niklowania i zmniejszenia prawdopodobieństwa wżerów - pojawienia się małych ubytków w warstwie ochronnej. Mieszanie kąpieli wymaga organizacji stałej filtracji w celu usunięcia zanieczyszczeń.
Mieszanie za pomocą aktywnego pręta katody nie jest tak skuteczne jak użycie sprężonego powietrza, a ponadto wymaga obecności specjalnej substancji, która zapobiega tworzeniu się piany.
Usuwanie powłoki niklowej
Powłoki niklowe na stali są czyszczone w kąpielach rozcieńczonym kwasem siarkowym . Dodaj do 25 l. części schłodzonej wody 35 litrów. stężony kwas siarkowy, stale mieszając. Upewnij się, że temperatura nie przekracza 55 stopni. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej gęstość cieczy powinna wynosić 1, 64.
Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wysiewu metalu, z którego wykonano podłoże, do kąpieli dodaje się glicerol w proporcji 50 g. na 1 l. Wanny są najczęściej wykonane z plastiku winylowego. Szczegóły są zawieszone na środkowej poręczy połączonej z dodatnim źródłem napięcia. Poręcze, do których przymocowane są arkusze ołowiu, są podłączone do minus zasilacza.
Upewnij się, że temperatura kąpieli nie przekracza 32 stopni, ponieważ gorący roztwór agresywnie działa na podłoże. Gęstość prądu powinna wynosić około 4, 1 A. / dm. kw., ale możliwa jest zmiana prądu w zakresie 4, 5-6, 2 wolta .
Dodaj kwas siarkowy w czasie, aby utrzymać gęstość 1, 64. Aby uniknąć rozcieńczenia kąpieli, zanurz części dopiero po ich wysuszeniu.
Dzisiaj niklowanie jest najpopularniejszym procesem galwanicznym. Powłoki niklowe charakteryzują się wysoką odpornością na korozję, twardością, niskim kosztem niklowania, opornością elektryczną i doskonałymi właściwościami odblaskowymi.