Niquelat químic: característiques, tecnologia i recomanacions

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Les tecnologies per a la metal·lització de peces i estructures estan molt esteses en diferents àmbits de la indústria i la construcció. Un recobriment addicional protegeix la superfície dels danys externs i dels factors que contribueixen a la destrucció completa del material. Un d'aquests tractaments és el niquelat sense electros, que té una pel·lícula duradora que és mecànicament i resistent a la corrosió i pot suportar temperatures d'uns 400 °C.

Funcions tecnològiques

Juntament amb el revestiment químic a base de níquel, hi ha mètodes de galvanoplastia i galvanoplastia. La reacció de precipitació s'ha d'atribuir immediatament a les característiques de la tècnica en qüestió. S'organitza en condicions de reducció de níquel sobre la base d'hipofosfit de sodi en una solució salina amb l'addició d'aigua. A la indústria, les tecnologies de niquelat químic s'utilitzen principalment amb la connexiócompostos actius àcids i alcalins, que acaben d'iniciar els processos de precipitació. El recobriment tractat d'aquesta manera adquireix un aspecte metal·litzat brillant, l'estructura del qual és un aliatge combinat de níquel i fòsfor. La tecnologia, feta amb la presència de l'última substància en la composició, té indicadors físics i químics més baixos. Les solucions àcides i alcalines poden donar diferents coeficients de contingut de fòsfor: el primer fins al 10% i el segon, al voltant del 5-6%.

Les qualitats físiques del recobriment també dependran de la quantitat d'aquesta substància. La gravetat específica del fòsfor pot ser d'uns 7,8 g/cm3, la resistència elèctrica és de 0,60 ohm mm2/m i el punt de fusió és de 900 a 1200 °. Mitjançant una operació de tractament tèrmic a 400°, es pot augmentar la duresa del recobriment dipositat fins a 1000 kg/mm2. Al mateix temps, també augmentarà la força d'adhesió de la peça amb una estructura de níquel-fòsfor.

Pel que fa al niquelat químic, a diferència de molts mètodes alternatius de revestiment de protecció, és el més adequat per treballar amb peces i estructures de forma complexa. A la pràctica, la tecnologia s'aplica sovint a bobines i superfícies internes de canonades multiformat. El recobriment s'aplica de manera uniforme i precisa, sense buits i altres defectes a la capa protectora. Pel que fa a la disponibilitat de processament per a diferents metalls, la restricció s'aplica només al plom, l'estany, el cadmi i el zinc. Per contra, es recomana la deposició de níquel fòsfor per a metalls ferrosos, alumini ipeces de coure.

Mètode de niquelat en solucions alcalines

La precipitació alcalina proporciona al recobriment una alta resistència mecànica, que es caracteritza per la possibilitat d'ajustament fàcil i l'absència de factors negatius com la precipitació de níquel en pols. Hi ha diferents receptes que es preparen en funció del tipus de metall que es processa i de la seva finalitat. La composició d'aquest tipus de solució de niquelat químic s'utilitza normalment de la següent manera:

• Àcid cítric sòdic.
• Hipofosfit de sodi.
• Amoni (clorat).
• níquel.

A una temperatura d'uns 80-90°, el procés té lloc a una velocitat d'unes 9-10 micres/hora, mentre que la deposició va acompanyada d'una evolució activa d'hidrogen.

El procediment per preparar la recepta en si s'expressa en la dissolució de cadascun dels ingredients anteriors en un ordre diferent. L'única excepció en aquesta composició de revestiment de níquel químic serà l'hipofosfit de sodi. S'aboca en un volum d'uns 10-20 g / l en el moment en què tots els altres components es dissolen i la temperatura es porta al mode òptim.

En cas contrari, no hi ha requisits especials per a la preparació del procés de deposició en una solució alcalina. El blanc metàl·lic es neteja i es penja sense tractament especial.

La preparació de superfícies de peces d'acer i estructures per al revestiment no té característiques pronunciades. Durant el procés, podeu ajustar la solució afegint el mateix hipofosfit de sodi o25% d'amoníac. En el segon cas, sota la condició d'un gran volum de bany, s'introdueix amoníac des d'un cilindre en estat gasós. Es submergeix un tub de goma fins a la part inferior del recipient i l'additiu s'alimenta directament a través d'ell en un mode continu fins a la consistència desitjada.

Niquelat amb solucions àcides

En comparació amb els mitjans alcalins, els mitjans àcids es caracteritzen per una varietat d'additius. La base d'hipofosfit i sals de níquel es pot modificar amb acetat de sodi, àcids làctics, succínics i tartàrics, així com Trilon B i altres compostos orgànics. Entre el gran nombre de formulacions utilitzades, la solució més popular per al niquelat químic per deposició àcida:

• Hipofosfit de sodi.
• Sulfat de níquel.
• Carbonat de sodi.

La taxa de deposició serà la mateixa de 9 a 10 micres/hora i el valor del pH es corregeix amb una solució d'hidròxid de sodi al 2%. La temperatura es manté estrictament dins dels 95 °, ja que el seu augment pot provocar una autodescàrrega de níquel amb precipitació instantània. De vegades també s'observa esquitxades de la solució del recipient.

Només és possible canviar els paràmetres de la composició en relació a la concentració dels seus ingredients principals si el contingut de fosfit de sodi és d'uns 50 g/l. En aquest estat, és possible la precipitació de fosfit de níquel. Quan els paràmetres de la solució arriben a la concentració anterior, la solució s'escorre i se substitueix per una de nova.

Quan és tèrmicprocessant?

Si la peça ha de garantir la qualitat de la resistència al desgast i la duresa, es realitza una operació de tractament tèrmic. L'augment d'aquestes propietats es deu al fet que, en condicions d'augment del règim de temperatura, es produeix una precipitació de níquel-fòsfor, seguida de la formació d'un nou compost químic. Contribueix a l'augment de la duresa de l'estructura del recobriment.

Depenent del règim de temperatura, es produeix un canvi de microduresa amb diferents característiques. A més, la correlació no és gens uniforme pel que fa a un augment o disminució de la temperatura d'escalfament. Durant el tractament tèrmic en revestiment de níquel químic a 200 i 800 °, per exemple, l'índex de microduresa serà només de 200 kg/mm2. El valor màxim de duresa s'aconsegueix a temperatures de 400-500 °. En aquest mode, podeu comptar amb proporcionar 1200 kg/mm2.

També cal tenir en compte que no tots els metalls i aliatges són, en principi, un tractament tèrmic acceptable. Per exemple, la prohibició s'imposa als acers i aliatges que ja han estat sotmesos a procediments d'enduriment i normalització. A això s'afegeix el fet que el tractament tèrmic a l'aire pot contribuir a la formació d'un color de tint que canvia de daurat a morat. Baixar la temperatura a 350 ° ajudarà a minimitzar aquests factors. Tot el procés es realitza de l'ordre de 45-60 minuts només amb la peça netejada de contaminants. El poliment extern afectarà directament la probabilitat d'obtenir un resultat de qualitat.

Equip de processament

Per a la produccióAquesta tecnologia no requereix unitats industrials i altament especialitzades. A casa, el niquelat químic es pot disposar en un bany o plat d'acer esm altat. De vegades, els artesans experimentats utilitzen un revestiment per als contenidors metàl·lics normals, gràcies al qual les superfícies estan protegides de l'acció dels àcids i els àlcalis.

En referència a capacitats de fins a 50-100 litres, també es poden utilitzar dipòsits auxiliars esm altats resistents als àcids nítrics. Pel que fa al revestiment en si, la seva base està preparada amb cola universal impermeable (per exemple, "Moment" núm. 88) i òxid de crom en pols. De nou, a casa, les mescles especialitzades en pols es poden substituir per micropols d'esmeril. Per arreglar i processar el folre aplicat, cal assecar-lo a l'aire amb un assecador de cabells d'edifici o una pistola de calor.

Les instal·lacions professionals de niquelat químic no requereixen una protecció superficial especial i es distingeixen per la presència de cobertes desmuntables. Els recobriments s'eliminen després de cada sessió de tractament i es netegen per separat amb àcid nítric. La característica principal de disseny d'aquests equips es pot anomenar la presència de cistelles i suspensions (generalment fetes d'acers al carboni), que faciliten la manipulació de peces petites.

Procés de niquelat per a acer inoxidable i metalls resistents als àcids

L'objectiu d'aquesta operació és augmentar la resistència al desgast i la duresa de la superfície de la peça, així com proporcionar protecció anticorrosió. Aquest és l'estàndardprocediment de niquelat químic per a acers que han estat aliats i s'estan preparats per al seu ús en entorns agressius. La preparació de peces tindrà un lloc especial en la tècnica de recobriment.

Per als aliatges inoxidables, s'utilitza el refinament preliminar en un ambient d'ànode en una solució alcalina. Les peces de treball es munten sobre penjadors amb la connexió de càtodes interns. El pes es realitza en un recipient amb una solució de sosa càustica al 15% i la temperatura de l'electròlit és de 65-70 °. Per formar un recobriment uniforme sense buits, s'ha de realitzar un revestiment de níquel electrolític i químic dels aliatges inoxidables en condicions de mantenir una densitat de corrent (anòdica) fins a 10 A/dm2. La durada del procés varia de 5 a 10 minuts segons la mida de la peça. A continuació, la peça es renta amb aigua freda corrent i es decapita en àcid clorhídric diluït durant uns 10 segons a una temperatura de 20 °. Això és seguit d'un procediment típic de precipitació alcalina.

Niquelatge no fèrric

Els metalls que són tous i mal·leables als processos químics també se sotmeten a una preparació especial abans del processament. Les superfícies estan desgreixades i, en alguns casos, polides. Si la peça ja ha estat sotmesa a un revestiment de níquel abans, també s'ha de dur a terme el procediment de decapat en una solució diluïda al 25% amb àcid sulfúric en un minut. Es recomana processar els elements a base de coure i els seus aliatges en contacte amb metalls electronegatius com l'alumini i el ferro. Tècnicament, aquesta combinació és proporcionada per una suspensió o un cable tenaç.de les mateixes substàncies. Com mostra la pràctica, de vegades en el procés de reacció n'hi ha prou amb un toc de la part de ferro a la superfície de coure per aconseguir l'efecte de deposició desitjat.

El niquelat químic de l'alumini i els seus aliatges també té les seves pròpies característiques. En aquest cas, s'organitza el decapat de peces en una solució alcalina o es realitza una clarificació a un àcid a base de nitrogen. També s'utilitza un tractament de zincat doble, per al qual es prepara una composició amb òxid de zinc (100 g / l) i sosa càustica (500 g / l). El règim de temperatura s'ha de mantenir entre 20 i 25 °. La primera aproximació amb la immersió de la peça dura 30 segons, i després comença el procés de gravat del precipitat de zinc en àcid nítric. Això és seguit d'una segona immersió, ja de 10 segons. En l'etapa final, l'alumini es renta amb aigua freda i es nichela amb una solució de níquel-fòsfor.

Tecnologia de revestiment de níquel Cermet

Per a materials d'aquest tipus, s'utilitza el mètode general de niquelat de ferrita. En l'etapa de preparació, la peça es desgreixa amb una solució de sosa, es renta amb aigua calenta i es grava durant 10-15 minuts en una solució alcohòlica amb l'addició d'àcid clorhídric. A continuació, la peça es torna a rentar amb aigua calenta i es neteja amb abrasius suaus dels fangs. Immediatament abans de l'inici del procés de niquelat químic, el cermet es cobreix amb una capa de clorur de pal·ladi. Una solució amb una concentració d'1 g / l s'aplica a la superfície amb un pinzell. El procediment es repeteix diverses vegades i la peça s'asseca després de cada passada.

Per al niquelat, utilitzeu un recipient amb una solució àcida que contingui clorur de níquel (30 g/l), hipofosfit de sodi (25 g/l) i àcid succínic sòdic (15 g/l). La temperatura de la solució es manté en el rang de 95-98 ° i el coeficient d'hidrogen recomanat és de 4,5 a 4,8. Després del niquelat químic, la part de ceràmica-metall es renta amb aigua calenta, es bull i es submergeix en un pirofosfat. electròlit de coure. En un entorn químic actiu, la peça es manté fins que es forma una capa d'1-2 micres. També es poden sotmetre a un processament similar diferents tipus de ceràmica, elements de quars, ticon i termocond. En cada cas, serà obligatori el revestiment amb clorur de pal·ladi, l'assecat a l'aire, la immersió en una solució àcida i l'ebullició.

Tecnologia de niquelat a casa

Tècnicament, les operacions de niquelat es poden organitzar sense equipament especial, com ja s'ha indicat. Per exemple, en un entorn de garatge, podria semblar així:

• Cuinant l'olla de la mida adequada amb un interior esm altat.
• Els reactius secs ja preparats per a la solució electrolítica en un recipient esm altat es barregen amb aigua.
• La barreja resultant es bull, després de la qual s'hi afegeix hipofosfit de sodi.
• La peça de treball es neteja i desgreixa, i després s'immereix a la solució, però sense tocar les superfícies del recipient, és a dir, el fons i les parets.
• Les característiques del niquelat a casa són això totEls equips es faran amb materials improvisats. Per al mateix control de la peça, podeu proporcionar un suport especial (necessàriament d'un material dielèctric) amb una pinça, que caldrà deixar en posició estacionària durant 2-3 hores.
• Durant el temps anterior, la composició es deixa en estat d'ebullició.
• Quan passa el període tecnològic del niquelat, la peça s'elimina de la solució. S'ha d'esbandir amb aigua corrent freda diluïda amb calç apagada.

A casa, pots niquelar acer, llautó, alumini, etc. Per a tots els metalls enumerats, s'ha de preparar una solució electrolítica que contingui hipofosfit de sodi, sulfat de níquel o clorur, així com inclusions àcides. Per cert, per accelerar el procés, podeu afegir un additiu de plom.

Conclusió

Hi ha diferents tècniques i enfocaments per al niquelat en solucions químiques actives, però l'ús d'hipofosfit de sodi és el mètode més avantatjós. Això es deu a la quantitat mínima de precipitació no desitjada i una combinació de tot un conjunt de propietats tècniques i físiques del recobriment amb un gruix d'unes 20 micres. Per descomptat, el niquelat químic del metall va acompanyat de certs riscos de formació de defectes. Això és especialment cert per als metalls no fèrrics altament sensibles, però aquests fenòmens també es poden combatre en el marc d'un únic procés tecnològic. Per exemple, els experts recomanen eliminar les àrees defectuoses en un ambient concentrat i àcid basat en nitrogen ambtemperatures de fins a 35 °C. Aquest procediment es realitza no només en cas de defectes no desitjats, sinó també per a la correcció regular de la capa protectora aplicada.