Химическое никелирование: все, что вам нужно знать

Никель является пятым по распространенности металлом на Земле. Он обладает блестящим внешним видом, превосходной твердостью и коррозионно-стойкими свойствами, что делает его идеальным для профилактического покрытия на поверхностях других материалов. В результате никель является лучшим вариантом покрытия различных металлов, таких как алюминий, сталь, медь, вольфрам, полимери многие другие. Химическое никелирование — популярный процесс химического никелирования из раствора, содержащего никель, сульфат, фосфат и карболовую кислоту. Эти растворы смешивают и нагревают перед тем, как приступить к нанесению покрытия. Этот процесс используется в обрабатывающей промышленности более 50 лет, поэтому вы можете себе представить, насколько он популярен при отделке поверхностей.

Детали с химическим никелированием

Никелированные компоненты с отражающим покрытием

Решения, используемые при химическом никелировании

Для химического никелирования используются различные химические растворы. Давайте разберемся с каждым из них с помощью таблицы сравнительного исследования ниже;

Как это работает?

Принцип работы

В данном случае «бесэлектродный» означает, что в процессе нанесения покрытия не используется ток. Вместо этого восстановитель поставляет электрон для восстановления ионов металла, что приводит к высокой метательной способности. Ион никеля (2e+) в растворе, реагируя с восстановителем (2e-), осаждает никель на поверхности материала подложки.

Ni²⁺ (из раствора соли никеля) +2e- (от Восстановителя) = Ni (на поверхности подложки)

Этапы химического никелирования

Шаг 1: Подготовка к обшивке

Первым шагом является очистка деталей, подлежащих покрытию, чтобы смыть с поверхности любые загрязнения, такие как пыль, масло, шлаки, смазки и любые химические вещества, подготавливая ее к лучшей адгезии никелевого покрытия. Если используются чистящие средства, такие как серная кислота и соляная кислота, их промывают дистиллированной водой в горячей ванне, чтобы нейтрализовать кислоту и предотвратить ее разрушение поверхности.

Шаг 2: Обработка в гальванической ванне

Установка очистки химического никелирования

После очистки деталей и приготовления раствора ванны можно приступать к процессу гальваники. Детали теперь погружаются в ванну для никелирования, содержащую положительные заряды. Материал, на который будет нанесено покрытие, притягивает к своей поверхности положительно заряженные ионы никеля, в результате чего образуется тонкий слой покрытия. Поскольку химическое никелирование не требует источника электрического тока, температура ванны с покрытием является основной регулируемой переменной в процессе (от 70 до 90°С).⁰С предпочтительнее).

Толщина нанесенного слоя никеля варьируется от 5 до 25 микрон в час. Однако, поскольку ток отсутствует и это процесс автокаталитического покрытия, такого ограничения на толщину нет; По мере увеличения времени обработки увеличивается и толщина осаждения.

Шаг 3: Постобработка

На этапе постобработки прикрепившиеся частицы и остатки удаляются путем промывки раствором кислоты, щелочи и ПАВ. Затем в зависимости от требований применяется дополнительная отделка, такая как полировка, вощение и другие.

Факторы, влияющие на химическое никелирование

На результаты химического никелирования влияют несколько факторов, которые необходимо контролировать для достижения требуемого качества отделки поверхности.

1. Несовершенство поверхности

На никелирование влияют дефекты поверхности, такие как заусенцы, шлаки и предварительно отформованная ржавчина. Поэтому лучше всего помнить об этих вещах во время обработки, а затем удалять дефекты с помощью процесса удаления заусенцев.

2. Чистота поверхности

Прежде чем приступить к никелированию, необходимо удалить пыль, масла или мыло, образовавшиеся в результате омыления масла щелочным очистителем. Если очистка поверхности произведена неправильно, через некоторое время слой никеля может отслоиться или повредиться.

3. Значение pH

Поддержание значения pH имеет решающее значение для равномерного никелирования при использовании химического метода. Шкала PH должна находиться в пределах от 3.8 до 5. В раствореОжидается, что pH имеет тенденцию повышаться с течением времени, поэтому необходимо использовать стабилизаторы и буферные растворы, чтобы поддерживать стабильный pH на протяжении всего процесса обработки.

По мере повышения pH образуется больше гидроксид-ионов, которые связываются с ионами никеля и образуют гидроксид никеля, имеющий светло-зеленый цвет.

4. Концентрация ионов никеля

Солевой раствор, используемый для обработки поверхности, представляет собой источник ионов никеля, нанесенный на поверхность подложки. Следовательно, если концентрация ионов никеля низкая, процесс нанесения покрытия замедляется. Однако слишком высокая концентрация осаждается быстрее, но осаждение будет неравномерным. Стандартный диапазон концентрации никеля находится между 20 и 45 г/л.

5. Температуры

Температура лечебной ванны должна находиться в пределах 70 и 90⁰C. При повышении температуры некоторые ароматические компоненты добавок испаряются, что требует больше времени для осаждения.

Сравнение химического никелирования с традиционным никелированием

Химическое никелирование и традиционное никелирование имеют несколько различий и сходств, которые влияют на их характеристики, стоимость и области применения. Ниже приведены некоторые из основных различий и сходств между химическим никелированием и традиционным никелированием:

Процесс и оборудование

Основное различие между химическим никелированием и традиционным никелированием заключается в используемом процессе и оборудовании. Химическое никелирование — это химический процесс, не требующий электричества или проводящей подложки, в то время как традиционное никелирование — это электролитический процесс, требующий источника питания и проводящей подложки. Для химического никелирования также требуется специальное оборудование, такое как химическая ванна, восстановитель и нагреватель, в то время как для традиционного никелирования требуется резервуар для покрытия, раствор электролита и выпрямитель.

Свойства и производительность

Второе отличие химического никелирования от традиционного никелирования заключается в их свойствах и характеристиках. Химическое никелирование обеспечивает однородное и стойкое покрытие, которое равномерно улучшает свойства подложки, в то время как традиционное никелирование может давать неравномерное и непостоянное покрытие, которое может повлиять на свойства подложки. Химическое никелирование также обеспечивает лучшую коррозионную стойкость и износостойкость, а также лучшую адгезию и твердость по сравнению с традиционным никелированием. Однако традиционное никелирование может обеспечить лучшую проводимость и пластичность, чем химическое никелирование.

Стоимость и время

Третье отличие химического никелирования от традиционного никелирования заключается в их стоимости и времени. Химическое никелирование, как правило, дороже, чем традиционное никелирование, из-за необходимости специального оборудования и химикатов, а также из-за более длительного времени обработки. Химическое никелирование также требует более тщательной подготовки и обращения с подложками, а также более строгого контроля качества и сертификации. Однако стоимость и время могут варьироваться в зависимости от применения, сложности и требований к покрытиям.

Преимущества

Как и в случае других подходов к гальваническому покрытию и отделке поверхности, основным преимуществом является то, что детали и изделия с покрытием становятся очень устойчивыми к коррозии и выдерживают критические воздействия окружающей среды. Но, кроме этого, химическое никелирование имеет еще множество преимуществ. Давайте подробно рассмотрим некоторые важные преимущества.

Бюджетный

Одним из факторов стоимости при отделочном покрытии является стоимость электроэнергии. Однако, поскольку для химического никелирования не требуется источник электричества, оно более рентабельно, чем другие методы, такие как цинкование.

Равномерное покрытие

Химическое никелирование обеспечивает равномерное покрытие на поверхности подложки. Температуру, значение pH гальванической ванны, концентрацию ионов никеля, время обработки и многие другие факторы можно контролировать для достижения желаемой толщины никелирования.

Согласованность размеров

Поскольку возможна толщина покрытия до 5 микрон, это не влияет на требуемый допуск деталей.

Твердость

Содержание фосфора в гальванической ванне влияет на твердость гальванических деталей. Низкие уровни фосфора повышают твердость, одновременно снижая коррозионную стойкость слоя покрытия.

Мелкий ремонт поверхности

Химическое никелирование также помогает устранить мелкие трещины на поверхности подложки. Поэтому может быть очень полезно обшить укромные уголки, щели и глухие зазоры одинаковой толщиной.

Эстетические и другие преимущества

Желтовато-белый цвет никелирования придает деталям и изделиям привлекательную эстетическую красоту. Кроме того, он менее сложен. Не требует сложного процесса фильтрации. В сегодняшнем сценарии в обрабатывающей промышленности доступно автоматизированное оборудование, что упрощает контроль процесса.

Области применения

Процесс химического никелирования помогает различным отраслям промышленности сделать их компоненты устойчивыми к коррозии и долговечными. Ниже приведены ключевые отрасли, в которых используется никелирование;

Заключение

Химическое никелирование — уникальный метод отделки поверхности многих материалов, включая сталь, медь, бронзу, алюминий, пластик и многие другие. Никелирование повышает долговечность, обеспечивая отличную коррозионную стойкость поверхности подложки. Кроме того, поскольку никель имеет блестящий желтовато-белый цвет, он обладает привлекательной эстетической красотой. Кроме того, покрытие может выполняться с электролизом или без него. Проверьте разницу между гальванопокрытием и безэлектропокрытием.

Поскольку в этом процессе происходит много химических и каталитических реакций, химическое никелирование может сбить с толку многих людей, особенно тех, у кого нет такого метода. профессиональные знания в области инженерной химии. Однако здесь, в ПролинНаши инженеры и техники работали над технологиями обработки поверхностей, в том числе: Услуги по химическому никелированиюБолее десяти лет они работают в этой сфере. Поэтому, как только вы объясните свои требования и области применения, они поймут правильный химический состав и подход.

Часто задаваемые вопросы

Что такое химическое никелирование?

Это один из методов отделки поверхности, при котором слой никеля наносится на подложку посредством каталитических химических реакций и без использования электричества.

Какие два основных решения используются при химическом никелировании?

Солевой раствор, содержащий ионы никеля и восстановитель, является двумя основными химическими растворами, используемыми в этом процессе.

Какие материалы чаще всего покрывают химическим никелированием?

Этот метод обычно используется для покрытия легированной стали, нержавеющей стали, алюминия, меди, латуни, бронзы и пластмасс.

Какие факторы влияют на качество никелирования?

Температура и pH гальванической ванны, время обработки, чистота поверхности подложки и концентрация ионов никеля в растворе являются основными факторами, влияющими на результат гальванического покрытия.