Nikeliavimas namuose

Nikelis plačiai naudojamas mechaninėje inžinerijoje ir prietaisų gamyboje, taip pat įvairiose pramonės šakose. Maisto pramonėje nikelis pakeičia alavo dangas, o optikos srityje jis išplito per juodą metalo dengimą nikeliu. Dalys, pagamintos iš spalvotųjų metalų ir plieno, padengtos nikeliu, kad padidintų gaminių atsparumą mechaniniam nusidėvėjimui ir apsaugotų nuo korozijos. Dėl nikelio esančio fosforo plėvelės kietumas yra artimas chromo kietumui!

Turinys:

Nikelio dengimo procedūra

Dengimas nikeliu yra nikelio dengimas ant dalies, kurios storis paprastai yra nuo 1 iki 50 mikronų, paviršiaus. Nikelio dangos yra blizgios arba matinės juodos spalvos, tačiau nepaisant to, jos užtikrina patikimą metalo apsaugą agresyvioje aplinkoje (rūgštys, šarmai) ir esant aukštai temperatūrai.

Prieš dengiant nikeliu, produktas turi būti paruoštas. Jis apdorojamas švitriniu popieriumi, kad pašalintų oksido plėvelę, nušluostomas šepetėliu, nuplaunamas vandeniu, nuriebalinamas karštu sodos tirpalu ir vėl nuplaunamas. Laikui bėgant nikelio dangos gali prarasti savo pirminį blizgesį, todėl dažnai padengia nikelio sluoksnį atsparesniu chromo sluoksniu.

Nikelis, tiesiogiai taikomas plienui, yra katodinė danga ir apsaugo medžiagą tik mechaninėmis priemonėmis. Apsauginės dangos nepertraukiamumas prisideda prie korozinių garų atsiradimo, kai plienas veikia kaip tirpus elektrodas. Dėl to po danga vystosi korozija, kuri sunaikina plieno pagrindą ir nulupa nikelio dangą. Norėdami to išvengti, metalas visada turi būti padengtas storu nikelio sluoksniu..

Nikelio dangos gali būti dengiamos geležimi, variu, jų lydiniais, taip pat volframu, titanu ir kitais metalais. Metalai, tokie kaip švinas, kadmis, alavas, švinas, stibis ir bismutas, neturi būti padengti chemine danga. Dengiant plieno gaminius nikeliu, įprasta dengti vario sluoksnį.

Nikelio dangos naudojamos įvairiose pramonės šakose specialiems, apsauginiams ir dekoratyviniams tikslams, taip pat kaip apatinis sluoksnis. Nikelio dengimo technologija naudojama atstatyti susidėvėjusias automobilių dalis ir mašinų dalis, kailio cheminę įrangą, medicinos prietaisus, matavimo prietaisus, namų apyvokos daiktus, dalis, kurios naudojamos nedidelėmis apkrovomis sausos trinties ar stiprių šarmų sąlygomis..

Nikelio dengimo tipai

Praktika žino dviejų tipų nikeliavimą – elektrolitinį ir cheminį. Pastarasis metodas yra šiek tiek brangesnis nei elektrolitinis, tačiau jis gali suteikti galimybę sukurti vienodą dangos kokybę ir storį bet kurioje paviršiaus dalyje, jei tenkinama prieigos prie jų sąlyga..

Elektrolitinis nikelio dengimas

Elektrolitinėms dangoms būdingas tam tikras poringumas, priklausomai nuo kruopštaus pagrindo paruošimo ir apsauginės dangos storio. Norint organizuoti aukštos kokybės apsaugą nuo korozijos, reikia visiškai nebūti porų, todėl įprasta iš anksto atlikti metalinių dalių varinį padengimą arba uždėti daugiasluoksnę dangą, kuri yra patikimesnė nei vieno sluoksnio danga, net ir to paties storio.

Norėdami tai padaryti, turite paruošti elektrolitą. 100 mililitrų vandens paimkite 30 gramų nikelio sulfato, 3,5 gramo nikelio chlorido ir 3 gramus boro rūgšties, supilkite šį elektrolitą į indą. Plienui arba variui padengti nikeliu reikia nikelio anodų, kurie turi būti panardinti į elektrolitą.

Pakabinkite dalį ant vielos tarp nikelio elektrodų. Nikelio juostelių laidai turi būti susieti. Dalys yra prijungtos prie neigiamo srovės šaltinio poliaus, o laidai – prie teigiamo. Tada į grandinę turite įtraukti reostatą, kad sureguliuotumėte srovę ir miliametrą. Pasirinkite nuolatinės srovės šaltinį, kurio įtampa ne didesnė kaip 6 V..

Srovė turi būti įjungta maždaug dvidešimt minučių. Tada dalis turi būti pašalinta, nuplaunama ir išdžiovinama. Produktas padengtas matiniu pilkšvu nikelio sluoksniu. Kad apsauginė danga įgautų blizgesį, ji turi būti poliruota. Tačiau dirbdami prisiminkite reikšmingus elektrolitinio nikelio dengimo namuose trūkumus – netolygų nusėdimą ant reljefinio nikelio paviršiaus ir neįmanoma uždengti gilių ir siaurų skylių bei ertmių.

Cheminis nikelio dengimas

Be elektrolitinio metodo, galite naudoti kitą, labai paprastą metodą geležies arba poliruoto plieno padengimui plonu, bet patvariu nikelio sluoksniu. Įprasta paimti 10% cinko chlorido tirpalą ir palaipsniui įpilti į nikelio sulfato tirpalą, kol skystis taps ryškiai žalios spalvos. Po to skystis turi būti pašildytas iki virimo, tam geriau naudoti porcelianinį indą..

Šiuo atveju atsiranda būdingas drumstumas, tačiau jis neturi įtakos dalių nikeliavimo procesui. Užvirinus skystį, reikia nuleisti į jį nikeliuotą objektą. Iš anksto nuvalykite dalį ir nuriebalinkite. Produktas turi virti tirpale apie valandą, kartkartėmis įpilti distiliuoto vandens, kai jis išgaruoja.

Jei virimo metu pastebėjote, kad skystis pakeitė spalvą nuo ryškiai žalios iki šiek tiek žalios, tuomet turite įpilti šiek tiek nikelio sulfato, kad gautumėte pradinę spalvą. Praėjus nurodytam laikui, išimkite produktą iš tirpalo, nuplaukite vandeniu, kuriame ištirpusi šiek tiek kreidos, ir gerai išdžiovinkite. Plienas arba poliruotas geležis, padengtas panašiu nikelio dengimo procesu, ši apsauginė danga laikosi labai tvirtai.

Cheminio nikelio dengimo procedūra pagrįsta nikelio redukcija iš jo druskų vandeninio tirpalo, naudojant natrio hipofosfitą ir kitus cheminius reagentus. Cheminiam nikeliui dengti naudojami tirpalai yra rūgštiniai, kurių pH yra 4–6,5, ir šarminiai, kurių pH didesnis nei 6,5.

Juodiesiems metalams, žalvariui ir variui patartina naudoti rūgštinius tirpalus. Šarminis nerūdijančiam plienui. Rūgštus tirpalas, palyginti su šarminiu tirpalu, suteikia lygesnį paviršių ant poliruotos dalies. Kitas svarbus rūgščių tirpalų bruožas yra mažesnė savaiminio išsikrovimo tikimybė, kai viršijama darbinės temperatūros riba. Šarminiai tirpalai garantuoja patikimesnį nikelio plėvelės sukibimą su netauriu metalu.

Visi vandeniniai tirpalai nikeliui „pasidaryk pats“ yra universalūs, tai yra, tinka visiems metalams. Distiliuotas vanduo naudojamas cheminiam nikelio dengimui, tačiau taip pat galite naudoti kondensatą iš buitinio šaldytuvo. Cheminiai reagentai yra tinkami valyti – pažymėti etiketėje „H“.

Tirpalo paruošimo seka yra tokia. Visi cheminiai reagentai, išskyrus natrio hipofosfitą, turi būti ištirpinti vandenyje naudojant emalio indus. Tada pašildykite tirpalą iki darbinės temperatūros, ištirpinkite natrio hipofosfitą ir sudėkite dalis į tirpalą. Vieno litro tirpalo pagalba galima nikeliuoti dalis, kurių paviršiaus plotas yra iki 2 dm2.

Juodos dangos

Juodosios nikelio dangos naudojamos specialiems ir dekoratyviniams tikslams. Jų apsauginės savybės yra labai mažos, todėl įprasta jas tepti ant paprasto nikelio, cinko ar kadmio sluoksnio. Plieno gaminiai turi būti iš anksto cinkuoti, o varis ir žalvaris-padengti nikeliu..

Dengimas juodu nikeliu yra kietas, bet trapus, ypač storas. Praktiškai jie sustoja 2 mikronų storio. Tokių dangų nikelio vonioje paprastai yra daug tiocianato ir cinko. Beveik pusė nikelio yra dangoje, o likę 50% yra sieros, azoto, cinko ir anglies..

Įprasta vonias iš juodojo nikeliuoto aliuminio arba plieno paruošti ištirpinant visus komponentus šiltame vandenyje ir filtruojant filtravimo popieriumi. Jei tirpinant boro rūgštį kyla sunkumų, ji atskirai ištirpinama vandenyje, pašildytame iki 70 laipsnių Celsijaus. Giliai juodos spalvos pasiekimas priklauso nuo teisingo srovės tankio pasirinkimo.

Nikelio dengimo vonios

Dirbtuvėse plačiai naudojama vonia, kurią sudaro 3 pagrindiniai komponentai: boro rūgštis, sulfatas ir chloridas. Nikelio sulfatas yra nikelio jonų šaltinis. Chloridas labai veikia nikelio anodų veikimą, jo koncentracija vonioje nėra tiksliai standartizuota. Voniuose, kuriose nėra chlorido, vyksta stiprus nikelio pasyvavimas, po kurio nikelio kiekis vonioje sumažėja, o dėl to sumažėja srovės efektyvumas ir sumažėja dangų kokybė..

Esant chloridams, anodai ištirpsta pakankamu kiekiu, kad normaliai nikeliuotų varį arba aliuminį. Chloridai padidina vonios laidumą ir jos veikimą, kai yra užteršti cinku. Boro rūgštis padeda palaikyti tam tikrą pH. Šio veiksmo veiksmingumas labai priklauso nuo boro rūgšties koncentracijos..

Chloridas gali būti natrio, cinko arba magnio chloridas. Plačiai naudojamos vatų sulfatinės vonios, kuriose kaip priedas yra elektrai laidžios druskos, kurios padidina vonių elektrinį laidumą ir pagerina apsauginių dangų išvaizdą. Tarp šių druskų dažniausiai naudojamas magnio sulfatas (apie 30 gramų litre).

Paprastai nikelio sulfatas įvedamas maždaug 250-350 gramų litre. Pastaruoju metu pastebimos tendencijos riboti nikelio sulfatą – mažiau nei 200 g / l, o tai padeda žymiai sumažinti tirpalo nuostolius.

Boro rūgšties koncentracija yra 25-40 gramų litre. Mažiau nei 25 g / l padidėja tendencija greitai šarminti vonią. O leistino lygio viršijimas laikomas nepalankiu dėl galimo boro rūgšties kristalizacijos ir kristalų nusėdimo ant nikelio vonios sienelių ir anodų..

Nikelio vonia veikia skirtingu temperatūros diapazonu. Tačiau namų nikelio dengimo technologija kambario temperatūroje naudojama retai. Nikelis dažnai nusilupa nuo šaltose voniose padengtų dangų, todėl vonia turi būti įkaitinta bent iki 30 laipsnių Celsijaus. Srovės tankis parenkamas eksperimentiškai, kad dangos nesudegtų.

Natrio vonia veikia patikimai plačiame pH diapazone. Anksčiau pH buvo palaikomas 5,4–5,8, motyvuojant mažesnį vonios agresyvumą ir didesnę slėpimosi galią. Tačiau didelės pH vertės žymiai padidina nikelio dengimo įtempius. Todėl daugumoje vonių pH yra 3,5–4,5.

Nikelio dengimo subtilybės

Nikelio plėvelės sukibimas su metalu yra palyginti mažas. Šią problemą galima išspręsti termiškai apdorojant nikelio plėveles. Difuzijos žemoje temperatūroje procedūra apima nikeliu nedengtų gaminių kaitinimą iki 400 laipsnių Celsijaus temperatūros ir dalių laikymą vieną valandą šioje temperatūroje..

Tačiau atminkite, kad jei nikeliuotos dalys buvo sukietintos (žvejybos kabliukai, peiliai ir spyruoklės), tada esant 400 laipsnių temperatūrai jie gali atsilaisvinti, prarasdami kietumą – pagrindinę kokybę. Todėl difuzija žemoje temperatūroje tokioje situacijoje atliekama esant beveik 270–300 laipsnių temperatūrai, o ekspozicijos laikas yra iki 3 valandų. Šis terminis apdorojimas taip pat gali padidinti nikelio dangos kietumą..

Šiuolaikinėms nikelio vonioms reikalinga speciali įranga nikeliui padengti ir vandeninis tirpalas maišyti, kad būtų sustiprinta nikelio dengimo procedūra ir sumažinta įdubimų rizika – mažos įdubos dangoje. Maišant vonią reikia nuolat filtruoti, kad būtų išvengta užteršimo.

Maišymas su kilnojamuoju katodiniu strypu nėra toks efektyvus kaip suslėgto oro naudojimas ir, visų pirma, reikalingas specialus ingredientas, kad būtų išvengta putų susidarymo..

Nikelio dangos pašalinimas

Nikelio dangos ant plieno paprastai pašalinamos voniose su praskiesta sieros rūgštimi. 30 litrų koncentruotos sieros rūgšties dalimis nuolat maišant įpilkite į 20 litrų šalto vandens. Stebėkite, kad temperatūra neviršytų 60 laipsnių Celsijaus. Voniai atvėsus iki kambario temperatūros, jos tankis turėtų siekti 1,63.

Siekiant sumažinti medžiagos, iš kurios pagamintas substratas, pasėjimo riziką, į vonią įpilama 50 g litre glicerino. Vonios dažniausiai gaminamos iš vinilo plastiko. Produktai pakabinami ant vidurinės juostos, kuri yra prijungta prie srovės šaltinio pliuso. Strypai, ant kurių pritvirtinti švino lakštai, yra prijungti prie srovės šaltinio minuso.

Įsitikinkite, kad vonios temperatūra neviršija 30 laipsnių, nes karštas tirpalas agresyviai veikia pagrindą. Srovės tankis turėtų būti 4 A / dm2, tačiau leidžiama keisti įtampą 5-6 voltų ribose.

Laikui bėgant įpilkite koncentruotos sieros rūgšties, kad tankis būtų 1,63. Kad vonia neskystėtų, prieš tai išdžiovinę daiktus panardinkite į vonią. Proceso valdymas nėra ypač sunkus, nes nikelio pašalinimo metu srovės tankis smarkiai sumažėja.

Taigi, nikelio dengimas yra populiariausias galvanizavimo procesas. Dengimas nikeliu pasižymi kietumu, dideliu atsparumu korozijai, toleruojamomis nikelio dengimo sąnaudomis, geru atspindėjimu ir elektriniu atsparumu.