Niquelado en casa

El níquel se utiliza ampliamente en la ingeniería mecánica y la fabricación de instrumentos, así como en diversas industrias. En la industria alimentaria, el níquel sustituye a los recubrimientos de estaño y, en el campo de la óptica, se ha extendido a través del niquelado negro del metal. Las piezas fabricadas con metales no ferrosos y acero están recubiertas con níquel para aumentar la resistencia de los productos al desgaste mecánico y protegerlos contra la corrosión. La presencia de fósforo en el níquel hace que la dureza de la película se acerque a la del cromo.!

Contenido:

Procedimiento de niquelado

El niquelado es la aplicación de un niquelado a la superficie de una pieza, que normalmente tiene un espesor de 1 a 50 micrones. Los recubrimientos de níquel son negros brillantes o mate, pero independientemente de esto, brindan una protección confiable para el metal en ambientes agresivos (ácidos, álcalis) y a temperaturas elevadas..

Antes del proceso de niquelado, se debe preparar el producto. Se procesa con papel de lija para eliminar la película de óxido, se limpia con un cepillo, se lava con agua, se desengrasa con una solución de soda caliente y se vuelve a lavar. Los recubrimientos de níquel son capaces de perder su brillo primario con el tiempo, por lo que a menudo cubren la capa de níquel con una capa de cromo más resistente..

El níquel, que se aplica directamente al acero, es un recubrimiento catódico y protege el material exclusivamente por medios mecánicos. La discontinuidad del revestimiento protector contribuye a la aparición de vapores corrosivos, en los que es el acero el que actúa como electrodo soluble. Como resultado, la corrosión se desarrolla debajo del recubrimiento, destruyendo el sustrato de acero y haciendo que el niquelado se despegue. Para evitar esto, el metal siempre debe estar cubierto con una capa gruesa de níquel..

Los recubrimientos de níquel se pueden aplicar al hierro, cobre, sus aleaciones, así como al tungsteno, titanio y otros metales. Los metales como plomo, cadmio, estaño, plomo, antimonio y bismuto no deben recubrirse con niquelado químico. Al recubrir productos de acero niquelado, es habitual aplicar una subcapa de cobre.

Los recubrimientos de níquel se utilizan en diversas industrias con fines especiales, protectores y decorativos, así como como capa base. La tecnología de niquelado se utiliza para restaurar piezas de automóviles y piezas de máquinas desgastadas, revestir equipos químicos, instrumentos médicos, instrumentos de medición, artículos para el hogar, piezas que funcionan con cargas ligeras en condiciones de fricción seca o exposición a álcalis fuertes..

Tipos de niquelado

La práctica conoce dos tipos de niquelado: electrolítico y químico. Este último método es algo más caro que el electrolítico, pero es capaz de brindar la posibilidad de crear un recubrimiento uniforme en calidad y espesor en cualquier parte de la superficie, si se cumple la condición de acceso a las mismas..

Niquelado electrolítico

Los recubrimientos electrolíticos se caracterizan por cierta porosidad, dependiendo de la preparación cuidadosa del sustrato y del espesor del recubrimiento protector. Para organizar una protección de alta calidad contra la corrosión, se requiere una ausencia total de poros, para esto es habitual realizar de manera preliminar el recubrimiento de cobre de las piezas metálicas o aplicar un recubrimiento multicapa, que es más confiable que un recubrimiento de una sola capa incluso con el mismo grosor..

Para hacer esto, necesita preparar un electrolito. Tome 30 gramos de sulfato de níquel, 3,5 gramos de cloruro de níquel y 3 gramos de ácido bórico por 100 mililitros de agua, vierta este electrolito en un recipiente. El niquelado de acero o cobre requiere ánodos de níquel, que deben sumergirse en el electrolito.

Cuelgue la pieza de un cable entre los electrodos de níquel. Los cables de las tiras de níquel deben estar unidos. Las partes están conectadas al polo negativo de la fuente de corriente y los cables al positivo. Luego, debe incluir un reóstato en el circuito para ajustar la corriente y un miliamperímetro. Seleccione una fuente de alimentación de CC que tenga un voltaje no superior a 6 V.

La corriente debe estar encendida durante unos veinte minutos. Luego, la parte debe retirarse, enjuagarse y secarse. El producto está cubierto con una capa de níquel grisáceo mate. Para que la capa protectora adquiera brillo, debe pulirse. Sin embargo, cuando trabaje, recuerde las desventajas significativas del niquelado electrolítico en el hogar: deposición desigual en la superficie de relieve del níquel y la imposibilidad de cubrir agujeros profundos y estrechos, así como cavidades..

Niquelado químico

Además del método electrolítico, puede usar otro método muy simple para recubrir hierro o acero pulido con una capa delgada pero duradera de níquel. Es habitual tomar una solución de cloruro de zinc al 10% y agregar gradualmente a la solución de sulfato de níquel hasta que el líquido se vuelva verde brillante. Después de eso, el líquido debe calentarse hasta que hierva, es mejor usar un recipiente de porcelana para esto..

En este caso, aparece una turbidez característica, pero no tiene ningún efecto sobre el proceso de niquelado de las piezas. Cuando hierva el líquido, debe bajar el objeto para niquelarlo. Limpiar la pieza y desengrasar previamente. El producto debe hervir en la solución durante aproximadamente una hora, agregar agua destilada de vez en cuando a medida que se evapora..

Si nota durante la ebullición que el líquido ha cambiado de color de verde brillante a ligeramente verde, debe agregar un poco de sulfato de níquel para obtener el color original. Transcurrido el tiempo especificado, retirar el producto de la solución, enjuagar con agua en la que se haya disuelto un poco de tiza y secar bien. Acero o hierro pulido chapado en un proceso de niquelado similar, este revestimiento protector se mantiene muy firmemente.

El procedimiento de niquelado químico se basa en la reducción del níquel de una solución acuosa de sus sales utilizando hipofosfito de sodio y otros reactivos químicos. Las soluciones utilizadas para el niquelado químico son ácidas con un pH de 4-6,5 y alcalinas con un pH superior a 6,5.

Es aconsejable utilizar soluciones ácidas para el recubrimiento de metales ferrosos, latón y cobre. Alcalino para aceros inoxidables. Una solución ácida en comparación con una solución alcalina proporciona una superficie más lisa en la parte pulida. Otra característica importante de las soluciones ácidas es la menor probabilidad de autodescarga cuando se excede el umbral de temperatura de funcionamiento. Las soluciones alcalinas garantizan una adhesión más fiable de la película de níquel al metal base.

Todas las soluciones acuosas para el niquelado de bricolaje son universales, es decir, adecuadas para todos los metales. El agua destilada se usa para el niquelado químico, pero también puede usar el condensado de un refrigerador doméstico. Los reactivos químicos son adecuados limpios – con la designación en la etiqueta “H”.

La secuencia de preparación de la solución es la siguiente. Todos los reactivos químicos, a excepción del hipofosfito de sodio, deben disolverse en agua utilizando esmaltes. Luego, caliente la solución a la temperatura de funcionamiento, disuelva el hipofosfito de sodio y coloque las partes en la solución. Con la ayuda de un litro de solución es posible niquelar piezas que tengan una superficie de hasta 2 dm2.

Recubrimientos negros

Los recubrimientos de níquel negro se utilizan con fines especiales y decorativos. Sus propiedades protectoras son muy bajas, por lo que se acostumbra aplicarlas sobre una subcapa de níquel ordinario, zinc o cadmio. Los productos de acero deben estar pregalvanizados y el cobre y el latón deben estar niquelados..

El niquelado negro es duro pero quebradizo, especialmente cuando es grueso. En la práctica, se detienen en un espesor de 2 micrones. Un baño de níquel para tales recubrimientos, por regla general, contiene grandes cantidades de tiocianato y zinc. Casi la mitad del níquel está presente en el revestimiento y el 50% restante es azufre, nitrógeno, zinc y carbono..

Es habitual preparar baños de aluminio o acero niquelado negro disolviendo todos los componentes en agua tibia y filtrando con papel de filtro. Si surgen dificultades al disolver el ácido bórico, se disuelve por separado en agua que se calienta a 70 grados Celsius. Lograr negros profundos depende de la elección correcta de la densidad de corriente..

Baños de niquelado

En los talleres, se usa ampliamente una bañera, que consta de 3 componentes principales: ácido bórico, sulfato y cloruro. El sulfato de níquel es una fuente de iones de níquel. El cloruro afecta significativamente el funcionamiento de los ánodos de níquel; su concentración en el baño no está estandarizada con precisión. En los baños sin cloruro, se produce una fuerte pasivación de níquel, después de lo cual el contenido de níquel en el baño disminuye y el resultado es una disminución de la eficiencia de la corriente y una disminución de la calidad de los recubrimientos..

En presencia de cloruros, los ánodos se disuelven en cantidades suficientes para el curso normal del niquelado de cobre o aluminio. Los cloruros aumentan la conductividad del baño y su rendimiento cuando se contaminan con zinc. El ácido bórico ayuda a mantener el pH a un nivel específico. La eficacia de esta acción depende en gran medida de la concentración de ácido bórico..

El cloruro puede ser cloruro de sodio, zinc o magnesio. Son muy utilizados los baños de sulfato de Watts, que contienen sales eléctricamente conductoras como aditivo, que aumentan la conductividad eléctrica de los baños y mejoran la apariencia de los recubrimientos protectores. La más utilizada entre estas sales es el sulfato de magnesio (unos 30 gramos por litro).

El sulfato de níquel generalmente se introduce en una concentración de aproximadamente 250-350 gramos por litro. Recientemente, ha habido tendencias hacia la limitación del sulfato de níquel, menos de 200 g / l, lo que ayuda a reducir significativamente las pérdidas de solución..

La concentración de ácido bórico es de 25 a 40 gramos por litro. Por debajo de 25 g / l, aumenta la tendencia a una rápida alcalinización del baño. Y exceder el nivel permisible se considera desfavorable debido a la posible cristalización del ácido bórico y la sedimentación de cristales en las paredes del baño de níquel y los ánodos..

El baño de níquel funciona en un rango de temperatura diferente. Sin embargo, la tecnología de niquelado doméstico rara vez se utiliza a temperatura ambiente. El níquel a menudo se desprende de los recubrimientos aplicados en baños fríos, por lo que el baño debe calentarse al menos a 30 grados centígrados. La densidad de corriente se elige experimentalmente para que los recubrimientos no se quemen..

El baño de sodio funciona de forma fiable en un amplio rango de pH. Previamente, el pH se mantenía en un nivel de 5.4-5.8, motivando la menor agresividad y mayor poder cubriente del baño. Sin embargo, los valores de pH elevados provocan un aumento significativo de las tensiones en el niquelado. Por lo tanto, en la mayoría de los baños, el pH es de 3,5 a 4,5..

Sutilezas del niquelado

La adhesión de la película de níquel al metal es comparativamente baja. Este problema puede resolverse mediante el tratamiento térmico de películas de níquel. El procedimiento de difusión a baja temperatura consiste en calentar productos no niquelados a una temperatura de 400 grados centígrados y mantener las piezas durante una hora a esta temperatura..

Pero recuerde que si las partes que están niqueladas se han endurecido (anzuelos de pesca, cuchillos y resortes), a una temperatura de 400 grados, pueden soltarse, perdiendo su dureza, su principal cualidad. Por lo tanto, la difusión a baja temperatura en tal situación se lleva a cabo a una temperatura cercana a los 270-300 grados con un tiempo de exposición de hasta 3 horas. Este tratamiento térmico también puede aumentar la dureza del niquelado..

Los baños de níquel modernos requieren un equipo especial para el niquelado y la agitación de la solución acuosa para intensificar el procedimiento de niquelado y reducir el riesgo de picaduras, es decir, la aparición de pequeñas depresiones en el revestimiento. Agitar el baño implica la necesidad de crear una filtración continua para eliminar la contaminación..

Agitar con una barra de cátodo móvil no es tan eficaz como utilizar aire comprimido y, sobre todo, requiere un ingrediente especial para evitar la formación de espuma..

Retirar el niquelado

Los recubrimientos de níquel sobre acero generalmente se eliminan en baños con ácido sulfúrico diluido. Agregue 30 litros de ácido sulfúrico concentrado a 20 litros de agua fría en porciones con agitación constante. Controle que la temperatura no supere los 60 grados centígrados. Después de enfriar a temperatura ambiente del baño, su densidad debe alcanzar 1,63.

Para reducir el riesgo de sembrar el material del que está hecho el sustrato, se agrega glicerina al baño en una cantidad de 50 gramos por litro. Los baños suelen estar hechos de plástico vinílico. Los productos se cuelgan en la barra central, que está conectada al más de la fuente de corriente. Las varillas, en las que se fijan las hojas de plomo, están conectadas al menos de la fuente de corriente..

Asegúrate de que la temperatura del baño no supere los 30 grados, ya que la solución caliente actúa agresivamente sobre el sustrato. La densidad de corriente debe ser de 4 A / dm2, pero se permite una variación de voltaje de 5-6 voltios..

Agregue ácido sulfúrico concentrado con el tiempo para mantener la densidad en 1,63. Para evitar la dilución del baño, sumerja los artículos en el baño después de secarlos previamente. Controlar el proceso no es particularmente difícil, porque la densidad de corriente en el momento de la remoción del níquel cae drásticamente..

Por lo tanto, el niquelado es el proceso de galvanoplastia más popular. El niquelado presenta dureza, gran resistencia a la corrosión, costo tolerable del niquelado, buena reflectividad y resistividad eléctrica..