Никелирование алюминия: руководство по нанесению защитного покрытия

Алюминий — широко используемый конструкционный материал, популярный благодаря своей легкости, механической прочности, теплопроводности и экономической эффективности. Однако абразивное истирание и риск образования коррозии в суровых условиях являются основными проблемами, которые можно решить с помощью покрытия из высококачественных металлов, таких как никелевые сплавы. Никелирование алюминия повышает твердость поверхности, коррозионную стойкость и эстетичный внешний вид.

Никелирование наносится на поверхность алюминия либо с помощью электрохимических реакций, либо химического восстановления. Оба метода имеют различные процедуры и результаты. В этой статье будут рассмотрены гальванопокрытия и химическое никелирование алюминиевая деталь. 

Давайте начнем!

Что такое никелирование и как оно применяется к алюминиевым сплавам?

Как и все остальные покрытие, никелирование алюминия - это процесс добавления дополнительного защитного слоя на различные типы материалов подложки для достижения лучшей коррозионной и абразивной стойкости, яркости и эстетичных цветов. Толщина слоя покрытия составляет от 0.0001 до 0.020 дюйма. Она также зависит от применяемой техники и параметров обработки.

Существует два типа процессов никелирования: 

• Никелирование 
• Никель гальваника 

Электролитическое и химическое никелирование

Главное отличие заключается в том, использует ли гальванопокрытие электролиз для создания слоя покрытия или нет. Однако оба типа гальванопокрытия обеспечивают защиту от образования ржавчины и истирания. 

Коррозионностойкое никелирование. 

В таблице ниже приведена коррозионная стойкость никелированного алюминия в различных условиях окружающей среды; 

Помимо покрытия никелем готовых алюминиевых изделий, вы можете напрямую закупить никелированные алюминиевые листы для производственных процессов. 

Что такое гальваническое покрытие алюминия никелем? 

Обработка никелевого гальванопокрытия 

Электролитическое никелирование — это процесс электролитического осаждения слоев никеля на поверхность подложки, включая алюминиевые сплавы. Для этого используется электролитическая установка с растворами никеля (хлорид, сульфат никеля и т. д.), никель в качестве анода, а катод содержит обрабатываемую деталь. Поскольку трансформаторы преобразуют переменный ток в постоянный и пропускают ток через эту цепь, ионы никеля окисляются и перемещаются к алюминиевой подложке. Толщина осажденного слоя зависит от времени электролиза и концентрации ионов в растворе.

Декоративное никелирование алюминия 

Гальваническое никелевое покрытие на алюминии предпочитают из-за его эстетики и отделки, а не из-за стойкости к истиранию. Оно имеет яркий желтовато-белый вид. Вы можете найти это декоративное покрытие на автомобильных бамперах, декоративных элементах, ювелирных изделиях и т. д. 

Как нанести гальваническое покрытие никелем на алюминиевую поверхность?

Для нанесения гальванического никеля на алюминиевые детали можно выполнить следующие действия: 

1. Очистите алюминиевые подложки

Во-первых, тщательная очистка поверхности подложки имеет решающее значение для предотвращения плохой адгезии или отслаивания покрытия. Поэтому удалите весь мусор, масла, ржавчину и неровности. Вы можете использовать кислотную очистку, чтобы обеспечить отсутствие пыли на поверхности. 

2. Установка электролиза 

Установите электроды (никелевую и алюминиевую подложку) в электролизную установку с подходящим электролитическим раствором. Также учитывайте концентрацию ионов и температуру.

Электролизная ванна для никелирования 

• Анод: Никель, клемма «+ve»
• Катод: Подвесьте алюминиевые детали на катод, клемму «-ve» 
• Рабочая температура: 40 - 65° С

3. Введение электрического тока 

Пропустите электрический ток через трансформатор, который преобразует его в постоянный ток и подает его через гальваническую цепь. Электрический ток окисляет никель (анод), а ионы притягиваются к алюминиевым деталям благодаря отрицательному полюсу катода. В ходе продолжения процесса подключенная система фильтров удаляет образующиеся шлаки. 

4. Извлеките детали и очистите их. 

После погружения в электролизную ванну на определенное время извлеките детали и промойте их чистой водой. Теперь детали готовы к упаковке после их сушки. 

Химическое никелирование алюминия 

Алюминий с поверхностью, покрытой химическим никелем 

В отличие от гальванопокрытия, процесс химического никелирования использует последовательные каталитические химические реакции для нанесения защитного покрытия. Химическое никелирование более износостойкое, чем декоративное (толщина до  0.020” ), он может достигать твердости по Роквеллу от 65 до 70 единиц по шкале Роквелла.

Обычно для этого используют четыре типа ванн: раствор ионов никеля, восстановитель, комплексообразователи и буферы. 

Растворы никеля обеспечивают Ni²⁺, восстановители восстанавливают ионы никеля до металлических ионов, которые осаждаются на поверхности, комплексообразование необходимо для стабилизации ионов, а буферы поддерживают желаемый диапазон pH (от 4.5 до 5).

Как нанести химическое никелирование на алюминий?

Обработка методом химического никелирования

Ниже приведены три основных шага процесс химического никелирования иллюстрирующий, как можно применить его к алюминиевым деталям;

Шаг 1: Предварительная обработка 

Предварительная обработка включает в себя подготовку поверхности подложки для оптимальных результатов гальванизации. Она включает в себя щелочную очистку, промывку и травление. 

• Щелочная очистка:  Погружение деталей в щелочной раствор для очистки при повышенной температуре (до 150°С)
• Полоскание: Перенесите детали в промывочный бак, который удаляет оставшиеся загрязнения. 
• Офорт: Эта химическая обработка удаляет окисленный слой алюминия и улучшает адгезию. 

Шаг 2: Погружение в гальваническую ванну 

Ванна для химического никелирования

Затем погрузите деталь в подготовленную ванну для никеля, содержащую восстановители, буферы и дополнительные химикаты. Восстановители реагируют с активированной поверхностью и осаждают ионы никеля из раствора. Между тем, толщину можно контролировать, регулируя концентрацию ионов в растворе и температуру.

Шаг 3: Последующая обработка 

Процесс последующей обработки включает в себя термическую обработку, выравнивание поверхности, эстетическую покраску и т. д. Это зависит от того, какие свойства поверхности вам нужны для конечного применения. 

Преимущества никелирования алюминиевых деталей

Несмотря на то, что гальванопокрытие против химического осаждения никеля имеет некоторые различия, оба эти покрытия обеспечивают коррозионную стойкость, поверхностную твердость и эстетику лучше, чем необработанные детали или материалы. Гальванизированные детали более эстетичны, тогда как химические обеспечивают превосходную защиту от истирания и царапин. 

• Устойчивость к коррозии: Слой никеля не окисляется во влажной или сырой среде. Таким образом, Поверхность покрытия защищает нижележащие детали от коррозии.
• Жертвенный слой: В суровых условиях защитный слой никеля разрушается и защищает лежащий под ним алюминий.  
• Повышенная твердость поверхности: Особенно толстый слой химического никеля связывается с алюминиевым материалом, что увеличивает первоначальную твердость. Это продолжает лучшую износостойкость. 
• Эстетическая отделка: В частности, гальваническое никелирование используется для придания блестящей отделки алюминиевым деталям. 
• Размерная точность: Толщина никелевого покрытия алюминия составляет микроны и не оказывает существенного влияния на размерную точность рабочей детали. Вы также можете рассмотреть более толстое покрытие на начальном этапе проектирования, чтобы противостоять этому. 
• Равномерная и однородная отделка: Равномерная толщина достигается с помощью обоих типов технологий. Кроме того, результаты покрытия одинаковы для всех партий. 
• Варианты сплава: Все типы алюминиевых сплавов могут быть покрыты никелем серий 1XXX, 2XXX, 5XXX, 6XXX и 7XXX.
• Экономически эффективная отделка:  Оба метода никелирования алюминия позволяют обрабатывать большое количество деталей за один раз, что делает этот вариант отделки экономически эффективным. 

Применение никелирования алюминия 

Никелированные автомобильные диски

Теперь давайте рассмотрим применение никелирования алюминия в различных отраслях промышленности;

Подведение итогов 

Добавление постоянного слоя никеля к алюминиевому материалу обеспечивает отличную защиту от коррозии, стойкость к истиранию и эстетические преимущества. Электролитическое покрытие подходит для декоративных изделий и украшений, тогда как химическое покрытие идеально подходит для высокой износостойкости. Более того, тщательное выполнение процесса покрытия имеет важное значение для использования преимуществ этой техники отделки. 

У нас есть передовые электролизные установки и установки для химического осаждения для обработки более 50 материалов, включая алюминий и его сплавы. Наши инженеры оценивают требования и настраивают установку для их удовлетворения. 

Запросите расценки на нашу гальванопокрытие и услуги химического никелирования Cегодня! 

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Зачем использовать никелированные алюминиевые детали и листы? 

Хотя алюминий обладает высоким отношением прочности к весу, проводимостью и другими полезными свойствами, он имеет низкую износостойкость и коррозионную стойкость. Нанесение никелевого покрытия увеличивает твердость и твердость. Он также применяется по эстетическим причинам в ювелирных изделиях и декоративных изделиях. 

В чем разница между электроникелированием и химникелем-алюминием? 

При гальванопокрытии используется электролиз для создания постоянного слоя никеля на поверхности детали, тогда как при химическом методе применяется ряд химических реакций для нанесения равномерного покрытия из никеля. 

Дорого ли наносить никелевое покрытие на другие материалы?

Никелирование относительно дороже других простых видов отделки, таких как порошковое покрытие и покраска. Но его долговечность и эстетичность оправдывают несколько высокую цену, а точная цена зависит от таких факторов, как используемый метод, подготовка поверхности и желаемая толщина покрытия.