El níquel es el quinto metal más común en la tierra, con una apariencia brillante, excelente dureza y propiedades resistentes a la corrosión, lo que lo hace ideal para recubrimientos preventivos en superficies de otros materiales. Como resultado, el níquel es la mejor opción de enchapado para diversos metales como aluminio, acero, cobre, tungsteno, polímero, y muchos más. El niquelado electrolítico es un proceso químico popular de revestimiento a partir de una solución que contiene níquel, sulfato, fosfato y ácido carbólico. Estas soluciones se mezclan y calientan antes de proceder con el revestimiento. Este proceso se ha utilizado en la industria manufacturera durante más de 50 años, por lo que puede imaginarse lo popular que es en aplicaciones de acabado de superficies.
Piezas con niquelado electrolítico
Componentes niquelados con acabado reflectante
Soluciones utilizadas en niquelado no electrolítico
Existen varias soluciones químicas que se utilizan para el niquelado no electrolítico. Entendamos cada uno de ellos a través de la tabla de estudio comparativo a continuación;
| SN |
Química
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Rol |
Ejemplos
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| 1 |
Sal soluble de níquel
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Se reduce y deposita sobre la superficie del material a recubrir (sustrato).
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Cloruro de níquel (NiCl₂), Sulfato de níquel (NiSO₄) |
| 2 |
Agente reductor
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Se oxida reduciendo el ion metálico.
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Formaldehído (CH 2 O ), hipofosfito
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| 3 |
Agente de complexión
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Mejorar la calidad de la deposición de níquel.
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Fluoruros, glicinatos, succinatos
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| 4 |
Estabilizador
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Prevenir la descomposición del baño de revestimiento.
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talio, calcio
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| 5 |
Buffer
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Controlar el PH del baño de galvanoplastia para obtener una deposición fina y uniforme de Níquel
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Acetato de sodio, hidróxido de sodio.
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¿Cómo funciona?
Principio de funcionamiento
En este caso, sin electricidad significa que no se utiliza corriente en el proceso de recubrimiento. En cambio, el agente reductor suministra el electrón para la reducción de iones metálicos, lo que da como resultado un alto poder de proyección. El ion níquel (2e+) en la solución, mientras reacciona con el agente reductor (2e-), deposita el níquel sobre la superficie del material del sustrato.
Ni2+ (de la solución de sal de níquel) +2e- (del agente reductor) = Ni (en la superficie del sustrato)
Pasos del niquelado electrolítico
Paso 1: Preparación para el emplatado
El primer paso es limpiar las piezas a recubrir para eliminar cualquier contaminación, como polvo, aceite, escorias, grasas y cualquier químico de la superficie, preparándola para la mejor adhesión del recubrimiento de níquel. Cuando se utilizan agentes de limpieza como ácido sulfúrico y ácido clorhídrico, se lava con agua destilada en un baño caliente para neutralizar el ácido y evitar que degrade la superficie.
Paso 2: Tratamiento en el baño de galvanoplastia
Planta de tratamiento de niquelado no electrolítico
Después de limpiar las piezas y preparar la solución del baño, puede comenzar el proceso de revestimiento. Las piezas ahora se sumergen en un baño de niquelado que contiene cargas positivas. El material a recubrir atrae iones de níquel cargados positivamente a sus superficies, lo que da como resultado una fina capa de recubrimiento. Debido a que el niquelado no electrolítico no requiere una fuente eléctrica, la temperatura del baño de revestimiento es la variable de control principal en el proceso (70 a 900Se prefiere C).
El espesor de la capa de níquel depositada varía entre 5 y 25 micras por hora. Sin embargo, debido a que no hay corriente y es un proceso de recubrimiento autocatalítico, no existe tal límite de espesor; A medida que aumenta el tiempo de tratamiento, también aumentará el espesor de la deposición.
Paso 3: Posprocesamiento
Durante la etapa de posprocesamiento, las partículas y los residuos adheridos se eliminan enjuagando con una solución ácida, alcalina y tensioactiva. Luego se aplican acabados adicionales, como pulido, encerado y otros, según los requerimientos.
Factores que influyen en el niquelado no electrolítico
Varios factores influyen en los resultados del niquelado químico, que deben controlarse para lograr la calidad de acabado superficial requerida.
1. Imperfección en la superficie
El niquelado se ve afectado por imperfecciones superficiales como rebabas, escorias y óxido preformado. Entonces, la mejor idea es tener en cuenta estas cosas durante el mecanizado y luego eliminar los defectos con el proceso de desbarbado.
2. Limpieza de la superficie
Antes de proceder con el niquelado, es necesario eliminar el polvo, aceites o jabones formados por la saponificación del aceite con un limpiador alcalino. Si la limpieza de la superficie no se realiza correctamente, la capa de níquel puede desprenderse o dañarse después de un tiempo.
3. Valor de PH
Mantener el valor de PH es fundamental para un niquelado uniforme utilizando un enfoque no eléctrico. La escala de PH debe estar entre 3.8 y 5. En la solución, se espera que el pH tienda a aumentar a medida que pasa el tiempo, por lo que se deben utilizar soluciones estabilizadoras y tampón para mantener estable el PH durante todo el proceso de tratamiento.
A medida que aumenta el PH, se forman más iones de hidróxido, que se unen a los iones de níquel y forman hidróxido de níquel, que tiene un color verde claro.
4. La concentración de iones de níquel.
La solución salina utilizada en la superficie de tratamiento es la fuente de iones de níquel depositada en la superficie del sustrato. Por lo tanto, si la concentración de iones de níquel es baja, el proceso de recubrimiento se vuelve más lento. Sin embargo, la concentración demasiado alta se deposita más rápido, pero la deposición no será uniforme. El rango estándar de concentración de níquel está entre 20 y 45 g/l.
5. Temperaturas
La temperatura del baño de tratamiento debe estar entre 70 y 900C. A medida que aumenta la temperatura, algunos componentes aromáticos de los aditivos se evaporarán, lo que requerirá más tiempo para la deposición.
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Comparación del niquelado electrolítico con el niquelado tradicional
El niquelado electrolítico y el niquelado tradicional tienen varias diferencias y similitudes que afectan su rendimiento, costo y aplicaciones. Las siguientes son algunas de las principales diferencias y similitudes entre el niquelado no electrolítico y el niquelado tradicional:
Proceso y equipo
La principal diferencia entre el niquelado no electrolítico y el niquelado tradicional es el proceso y el equipo utilizado. El niquelado electrolítico es un proceso químico que no requiere electricidad ni un sustrato conductor, mientras que el niquelado tradicional es un proceso electrolítico que requiere una fuente de energía y un sustrato conductor. El niquelado sin electrodos también requiere equipo especializado, como un baño químico, un agente reductor y un calentador, mientras que el niquelado tradicional requiere un tanque de enchapado, una solución electrolítica y un rectificador.
Propiedades y rendimiento
La segunda diferencia entre el niquelado electrolítico y el niquelado tradicional son sus propiedades y rendimiento. El niquelado electrolítico proporciona un recubrimiento uniforme y consistente que mejora las propiedades del sustrato de manera uniforme, mientras que el niquelado tradicional puede producir recubrimientos irregulares e inconsistentes que pueden afectar las propiedades del sustrato. El niquelado electrolítico también proporciona una mejor resistencia a la corrosión y al desgaste, así como una mejor adherencia y dureza, que el niquelado tradicional. Sin embargo, el niquelado tradicional puede proporcionar una mejor conductividad y ductilidad que el niquelado no electrolítico.
Costo y Tiempo
La tercera diferencia entre el niquelado no electrolítico y el niquelado tradicional es su costo y tiempo. El niquelado no electrolítico suele ser más caro que el niquelado tradicional, debido al equipo especializado y los productos químicos necesarios, así como al tiempo de procesamiento más largo. El niquelado electrolítico también requiere una preparación y manipulación más cuidadosas de los sustratos, así como un control de calidad y una certificación más estrictos. Sin embargo, el costo y el tiempo pueden variar según la aplicación, la complejidad y los requisitos de los recubrimientos.
Ventajas
Al igual que otros enfoques de enchapado y acabado de superficies, la principal ventaja es que las piezas y productos recubiertos se vuelven altamente resistentes a la corrosión y resisten los efectos ambientales críticos. Pero, además de eso, el niquelado no electrolítico tiene muchos más beneficios. Veamos en detalle algunas ventajas cruciales.
Bajo costo
Uno de los factores de costo en el enfoque del acabado enchapado es el costo de la electricidad. Sin embargo, dado que el niquelado químico no necesita una fuente eléctrica, es más rentable que otros métodos, como el cincado.
Revestimiento uniforme
El niquelado electrolítico da como resultado un recubrimiento uniforme sobre la superficie del sustrato. La temperatura, el valor de PH del baño de niquelado, la concentración de iones de níquel, el tiempo de tratamiento y muchos otros factores se pueden controlar para lograr el espesor deseado de niquelado.
Consistencia dimensional
Debido a que se puede lograr un espesor de revestimiento de hasta 5 micrones, esto no afecta la tolerancia requerida en las piezas.
Dureza
El contenido de fósforo del baño de revestimiento influye en la dureza de las piezas revestidas. Los niveles bajos de fósforo aumentan la dureza al tiempo que disminuyen la resistencia a la corrosión de la capa de revestimiento.
Reparación de superficies menores
El niquelado electrolítico también ayuda a reparar grietas menores en la superficie del sustrato. Por lo tanto, puede resultar muy beneficioso revestir rincones, grietas y huecos ciegos con un espesor uniforme.
Beneficios estéticos y otros.
El color blanco amarillento del niquelado ofrece una atractiva belleza estética a las piezas y productos. Además, es menos complejo. No requiere un proceso de filtración complicado. En el escenario actual, la industria manufacturera dispone de equipos automatizados que facilitan el control del proceso.
Aplicaciones
El proceso de niquelado no electrolítico contribuye a que diversas industrias hagan que sus componentes sean resistentes a la corrosión y duraderos. Las siguientes son las industrias clave donde se utiliza el niquelado;
| SN | Experiencia | Partes aplicables | ¿Qué hace? |
| 1 | Aeroespacial | válvulas, pistones, ejes de motor que cubren la superficie, soportes de motor, palas de compresor y otros componentes críticos para el vuelo | Tiene una excelente resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia química y lubricidad, lo cual es fundamental para piezas aeroespaciales que requieren un alto grado de precisión durante un período prolongado. |
| 2 | Motorium | Pistones, cilindros, engranajes, ejes, sistema de inyección de combustible, remaches, transmisores de empuje, pasadores articulados, carcasas y muchos más componentes. | Proporciona protección contra el desgaste y resistencia a la corrosión. |
| 3 | Componentes metálicos | Accesorios de baño, pomos de puertas, manijas, tuberías y muchos más. | Resistencia a la corrosión |
| 4 | Electrica y electronica | Cubrir diversos equipos, disipadores de calor, discos duros, placas de circuito impreso. | Protección contra la corrosión y la exposición ambiental. |
| 5 | Gas de petróleo | Válvulas, bombas, accesorios de tuberías, tanques de almacenamiento y otros. | Protección contra la corrosión y la exposición ambiental y química. |
Conclusión
El niquelado electrolítico es un método de acabado de superficies único para muchos materiales, incluidos acero, cobre, bronce, aluminio, plástico y muchos otros. El niquelado mejora la durabilidad al proporcionar una excelente resistencia a la corrosión en la superficie del sustrato. Además, debido a que el níquel tiene un color blanco amarillento brillante, ofrece una atractiva belleza estética. Además, el enchapado se puede realizar con o sin electrólisis, verifique la diferencia entre galvanoplastia y enchapado sin electricidad.
Debido a que hay muchas reacciones químicas y catalíticas en el proceso, el niquelado no electrolítico puede resultar confuso para muchas personas, especialmente aquellas que no tienen ningún conocimiento. conocimiento profesional de la ingeniería química. Sin embargo, aquí en BodaoNuestros ingenieros y técnicos han trabajado en tecnología de acabado de superficies, incluyendo: Servicio de niquelado químicoDurante más de una década, habrán comprendido la composición química y el enfoque adecuados una vez que les explique sus requisitos y aplicaciones.
FAQ’s
¿Qué es el niquelado no electrolítico?
Es uno de los métodos de acabado de superficies en el que se deposita una capa de níquel sobre el sustrato mediante reacciones químicas catalíticas y sin utilizar electricidad.
¿Cuáles son las dos soluciones principales utilizadas en el niquelado no electrolítico?
Una solución salina que contiene iones de níquel y un agente reductor son las dos soluciones químicas principales utilizadas en el proceso.
¿Cuáles son los materiales más comunes recubiertos con niquelado no electrolítico?
Este método se usa comúnmente para recubrir acero aleado, acero inoxidable, aluminio, cobre, latón, bronce y plásticos.
¿Cuáles son los factores que afectan la calidad del niquelado?
La temperatura y el PH del baño de revestimiento, el tiempo de tratamiento, la limpieza de la superficie del sustrato y la concentración de iones de níquel en la solución son factores principales que influyen en el resultado del revestimiento.