Гальваническое никелирование: Никелирование: виды технологии, процесс, растворы

alexxlab | 09.02.1973 | 0 | Разное

Содержание

Никелирование: виды технологии, процесс, растворы

Никелирование – процесс нанесения слоя никеля толщиной 0,8-55 мкм на поверхность металла или сплава. Покрытие имеет несколько функций:

  • защищает от негативного воздействия внешней среды, т.е. защищает от коррозии;
  • декорирует деталь, благодаря красивой, блестящей поверхности;
  • служит связующим слоем при хромировании.

В каких случаях используется никелирование

    Благодаря прочности покрытия и его высоким защитным свойствам, никелирование нашло применение во многих сферах:

  • Строительство – для защиты металлоконструкций, эксплуатирующихся на открытом воздухе или в воде.
  • Машиностроение – для покрытия и восстановления деталей автомобилей и мототранспорта, в том числе изготовленных из алюминиевого сплава.
  • Медицина – при производстве медицинских и стоматологических инструментов.
  • Химическая промышленность
    – для защиты металлических изделий, подвергающихся воздействию реактивов.
  • Производство товаров народного потребления – для защиты и придания высоких эстетических свойств сантехнике, бытовым инструментам, а также предметам интерьера. В данной сфере практикуется никелирование неметаллических поверхностей: стеклянных, полимерных, керамических и т.д.

Виды никелирования

Нанесение никелевых покрытий возможно с использованием двух технологий:

  1. Гальваническое покрытие никелем. Основано на процессе электролиза.
  2. Химический метод. Нанесение слоя происходит под воздействием никелесодержащих химических веществ.

Оба метода имеют свои плюсы и минусы и оба отличаются простотой, делающей их доступными для использования в домашних условиях.

Принципы гальванического никелирования

Суть гальванического метода покрытия никелем заключается в осаждении его на поверхности металлической детали под воздействием электрического тока.

Достоинства электрохимического метода:

  • Простота. Технология, позволяет широко использовать гальваническое никелирование от коррозии как в промышленности, так и в домашних условиях, обеспечивая высокую производительность.
  • Экономичность. Для организации процесса не нужно дорогостоящее специализированное оборудование и сырье, что делает технологию высокорентабельной.
  • Качество. Гальванизация позволяет получить слой никеля, отличающийся высокой прочностью, обеспечивающей надежную защиту антикоррозийной поверхности от негативного внешнего воздействия.
  • Эстетические характеристики. В результате поверхность детали становится гладкой и блестящей, устойчивой к механическим повреждениям.

Никелированные бытовые изделия не только красивы, но и практичны. Для ухода за ними достаточно периодически протирать их мягкой тканью.

Недостатки электролитического метода

У технологии никелирования три существенных минуса:

  • Размеры обрабатываемых деталей ограничены габаритами гальванической ванны, поэтому невозможно покрыть никелем крупные объекты.
  • Стационарность. Для промышленного процесса необходимо громоздкое технологическое оборудование, требующее особых условий эксплуатации, что делает невозможной обработку стационарно закрепленных объектов не подлежащих транспортировке.
  • Тонкий защитный слой. При гальваническом никелировании максимальная толщина получаемого покрытия, равна сорока микронам, тогда как химический метод позволяет сформировать слой никеля любой толщины.

Этапы процесса электролитического никелирования

Независимо от масштабов технологического процесса, гальваническое никелирование делится на три этапа:

  1. Подготовка поверхности – важнейший этап, от которого зависит качество защитного слоя. Ошибки на этой стадии могут привести к отслоению покрытия. Технологии очистки поверхности:
  • Механическая чистка. Желательна обработка пескоструйным аппаратом.
  • Шлифовка. Позволяет получить идеально ровную поверхность и улучшить сцепление слоев.
  • Обезжиривание. Обработка растворителями для очистки от жировых загрязнений, препятствующих адгезии. После обезжиривания деталь промывается в проточной воде и высушивается.
  • Омеднение. Не является обязательным этапом, но позволяет улучшить качество поверхности, выровнять ее и повысить адгезионные свойства. Производится гальваническим методом с использованием медных катодов и электролитического раствора, состоящего из медного купороса и серной кислоты.
  • Никелирование. Готовится водяной электролитический раствор из сульфатов никеля, магния, натрия, поваренной соли и борной кислоты. В сосуд опускают никелевые электроды. Заготовку подвешивают, чтобы она не касалась стенок и дна сосуда. На электроды подается напряжение до 6 вольт. Продолжительность процесса около 40 минут. Затем деталь извлекают из ванны, промывают и высушивают.
  • Химический метод никелирования

    По сравнению с гальваническим, химический метод никелирования является более трудоемким и дорогим, поэтому не так распространен. Основные его преимущества – однородность и неограниченная толщина конечного покрытия.

    Помимо высокой цены, недостатки у технологии такие же как у гальванического метода нанесения покрытий из никеля, связанные с ограничениями по размеру изделий.

    Этапы процесса химического никелирования

    При химическом никелировании детали также проходят несколько этапов:

    1. Подготовительный. Заключается в очистке поверхности различными методами: механической чистке, шлифовке и полировании с применением специального оборудования. В заключении деталь обезжиривают, промывают и сушат. Этап требует ответственного подхода и тщательности, поскольку от него напрямую зависит итоговый результат.
    2. Химическое никелирование. Заключается в погружении деталей в химический раствор на основе солей никеля, разогретый до 90ºC. Дополнительно в него добавляются и другие химические вещества, участвующие в реакции и стабилизирующие ее. Ванны для химического никелирования бывают двух видов:
    • Кислотные – на основе сульфата никеля. Получили наибольшее распространение, благодаря предсказуемости реакции и ее устойчивости. Процесс идет с большой скоростью, получаемое покрытие отличается высоким качеством и прочностью.
    • Щелочные – на основе хлорида никеля. Не так распространены, как химические, из-за неустойчивости процесса в щелочной среде, связанной с улетучиванием аммиака под воздействием высоких температур и низкой скорости реакции. Стабилизации процесса можно добиться добавлением солей лимонной кислоты и аммиака.

    Компания «ПЗКИ» оказывает комплекс услуг по нанесению никелевых и иных покрытий, а также продает никелированные изделия собственного производства. Подробнее узнать об ассортименте и услугах можно позвонив по телефону, указанному на сайте.

    Техническая консультация

    Задайте вопрос нашим техническим специалистам, отправьте чертеж или сделайте заявку.

    Задать вопрос

    Заказать звонок

    Гальваническое никелирование

    Участок гальванических покрытий предприятия оказывает услуги по изготовлению покрытия из никеля, как матового, так и блестящего. Никелирование придает изделиям красивый внешний вид, поскольку этот серебристо-белый металл обладает красивым блеском. Готовое покрытие служит прекрасной защитой от коррозии, а также препятствует механическим воздействиям.

     

    Виды никелевых покрытий

    Нанесение никеля на металлические поверхности может быть химическим или гальваническим. Использование электрического тока позволяет значительно увеличить производительность. Никелированию поддаются практически все виды стали и металлы, относящиеся к цветным.

    На сегодняшний день возможно получение различных видов гальванических покрытий из никеля:

    • матовый слой обладает высокими антикоррозийными свойствами. Такое покрытие используют для обработки внутренних деталей машин и агрегатов, когда внешний вид детали особого значения не имеет. Пластичные матовый никель применяется в гальванопластике, а также в качестве промежуточного слоя при металлизации пластиковых материалов;
    • блестящий слой обладает меньшими защитными свойствами, но он имеет более привлекательный внешний вид. После такой обработки отпадает необходимость в полировке деталей;
    • полуматовое никелевое покрытие.

    Чтобы получить желаемое покрытие, необходимо использовать определенный вид электролита. Для придания еще большего блеска, в раствор вводят специальные добавки – блескообразователи. Оказывает влияние на протекание процесса и режим тока.

    Большое распространение на сегодняшний день получило комбинированное никелевое покрытие, основу которого составляет матовый никель, а верхний слой является блестящим. Такое покрытие обладает улучшенными характеристиками и более длительным сроком службы.

    Обработка металлов никелем позволяет не только качественно защитить их от коррозии, но и придать привлекательный блеск, который получает поверхность, если применяется гальваника такого рода. Поэтому гальваническое никелирование на данное время является весьма востребованным и самым распространенным методом защиты.

    Основными материалами, поддающимися такой обработке, являются:

    • сталь;
    • медь;
    • цинк;
    • алюминий;

    молибден, марганец, вольфрам, хотя и могут гальванироваться, на практике к ним эта технология применяется очень редко.

    Сферы применения никелевых покрытий

    Никелирование используют для придания изделиям большей декоративности. Этот металл обладает красивым, почти зеркальным, блеском, который со временем не тускнеет. Никелем могут быть покрыты любые изделия, используемые в декоративных целях. Например, ограды, ручки, водопроводные краны и многое другое. Также покрыть никелем можно инструмент или оборудование, которое остается на виду. Никелирование эллиптических днищ позволяет изготавливать красивые емкости, которые к тому же прекрасно держат внутреннюю температуру.

    Большое распространение никелирование в электронике. При помощи этого покрытия осуществляют защиту контактов, которые контактируют с влажной средой.

    Никель может служить прекрасной заменой хрому. Изделия со сложной геометрической формой подвергаются никелированию значительно легче, чем хромированию. А при сборке готового изделия внешне отличить эти два покрытия практически невозможно.

    Никель может быть использован для получения промежуточного слоя при изготовлении других видов гальванического покрытия. В сочетании с медью он способен усиливать блек хрома. Многослойные покрытия отличаются более высокими защитными и декоративными свойствами.

    Технология гальванического никелирования

    Гальваника с применением никеля представляет собой очень сложный процесс, описывающийся несколькими последовательными этапами:

    1. Химическое обезжиривание. В качестве основных растворов здесь используются органические растворители.
    2. Декапирование и промывка. Сюда входит очистка поверхности от грязи, ржавчины, окалин и т.д. Промывка выполняется изначально в холодной, а затем горячей воде. Когда поверхность металла готова, ее обязательно подвергают сушке.
    3. Завершающим шагом является непосредственное никелирование.  Он предполагает применение эффекта катодного и анодного осаждения элементов электролита на покрываемой поверхности. Выполняется никелирование в специальных ваннах, которые заполнены особыми растворами.

    Характеристики электролиза, влияющие на качество осадка и выход

    Гальваника с применением никеля требует соблюдения определенных физических условий:

    1. Состав. Самыми распространенными электролитами в наше время являются сульфатный (Уоттса) и сульфаминовый растворы. Следует отметить, что первый тип веществ применяется для получения 80% всех блестящих никелированных изделий. При этом концентрация никеля в нем достигает 400 г/л. Из сульфаминовых растворов в основном получают так называемый «матовый никель», который имеет относительно низкие показатели внутреннего напряжения.
    2. Температура. Чтобы добиться оптимального осаждения никеля на заготовке, нужно довести это значение раствора до 50-60 градусов.  Также при выполнении никелирования обязательно производится перемешивание электролита. Для таких целей используется сжатый очищенный от масла и других компонентов воздух. Его стандартная концентрация должна быть на уровне 10 л/дм катодной штанги в минуту.
    3. Кислотность. Оптимальным значением для проведения гальванического никелирования считается рН в диапазоне от 4,5 до 5,5. Если этот показатель меньше 1-2, это приводит к тому, что металл практически не осаждается на поверхности заготовки.
    4. Плотность тока также играет важную роль в процессе никелирования. Если это значение завышено, то это может привести к образованию порошкообразного покрытия. Стандартным значением плотности тока (сульфатный раствор) является диапазон от 2 до 3 А/кв.дм. Когда же в электролит дополнительно вводится блескообразователь, то это значение увеличивается до 4 А/кв.дм и больше.

    Гальваническое никелирование, выполняемое  в целях защиты металлических изделий, требует не только специального оборудования, но и правильного расчета всех составных электролита, силы тока и кислотности.

    Никелирование - растворы и электролиты


    Содержание статьи:

    Особенности процесса гальванического покрытия никелем

    Гальваническое никелирование – один из основных процессов обработки поверхности любого гальванического производства. Область применения таких покрытий очень широка. Нанесение никеля, также как и меди, является одним из обязательных процедур при подготовке изделия под целевое финишное покрытие. Электролитов для нанесения никеля существует множество. Он разнятся по способам применения, режимам, качеству покрытия и составам. Если Вы решили заниматься гальваникой, без никелирования Вам не обойтись.

    В каких случаях используется никелирование поверхностей:

    • для технических изделий,
    • промышленных материалов,
    • декоративных поверхностей
    • и защитных целей.

    Сам по себе никель не часто является целевым покрытием. В качестве антикоррозионного покрытия он не является лучшим кандидатом, в этом случае больше подойдут цинк и хром, ввиду их химических свойств и способности «оттягивать» окисление железа, склонного к ржавчине, на себя. Как декоративное покрытие никелирование поверхностей используется чаще, но в ввиду его химической нестойкости, при необходимости наносить цвет «белого» металла, чаще выбирают покрытие палладием или родием.

    Виды никелирования

    На нашем предприятии используются гальванический никель и химический (иммерсионный) никель.
    Гальванический с использованием анодов, электродов, с приложением внешнего тока, иногда с необходимостью нагревания.
    Второй метод – химический, в этом случае не требует приложение внешнего тока (достаточно разности потенциалов, возникающих в растворе между ионами солей (+ восстановителя) и погруженной деталью. В случае нанесения химического никеля обязательно требуется дополнительный подогрев электролита.

    Гальванический метод нанесения

    В результате покрытия из раствора в ванне получается плотный ровный слой никеля, чистотой 999. Конечно, нужно принимать во внимание исходную поверхность (обработка исходного металла очень сильно влияет на качественные свойства никеля), здесь имеем ввиду идеальную обработку подложки. Никель наносится со скорость от 1 мкм/минуту, при этом расходуется анодный материал, а не соли из раствора.

    Недостатки электролитического метода

    — неравномерное нанесение металла на поверхности различных частей изделий;
    — плохая рассеивающая способность электролита не позволяет обрабатывать изделия сложной формы. Иными словами, у раствора плохая укрывистость;
    — сложно подобрать подходящую рецептуру и условия нанесения для нового материала.

    Химический метод нанесения

    В химическом никеле можно получать на поверхности блестящие, матовые или полуматовые осадки. При этот состав осадка может существенно отличаться. При работе с химическими электролитами, никель расходуется из объема раствора, требуется поддерживать постоянную высокую температуру от 80 до 95 градусов, а также следить за концентрацией реагентов, солей никеля, поддерживать рН раствора и уровень жидкости, так как при нарушении этих параметров процесс замедляется или останавливается. Ошибки в расчете количества восстановителя влекут разрушение раствора, бесконтрольное выпадение осадка на поверхность сосуда и в объем электролита. Химический метод позволяет наносить покрытие очень равномерно, плотным слоем на сложные детали. Хорошо защищает от коррозии, стабилен при использовании покрытий.

    Минусы процесса химического никелирования:

    • требует постоянной корректировки и наблюдения;
    • нестабилен. Электролит работает на площади до 10 кв дм 1 литр;
    • требуется специальная посуда, постоянный нагрев и термурегулировка;
    • в составе покрытия много фосфора.

    Как понятно из вышеизложенных рассуждений, для каждой отдельной задачи требуется свой раствор для покрытий. Важен исходный металл, обработка поверхности, обязательна очистка поверхностей от жира, масел, органических остатков предыдущих операция. Часто можно или требуется применить сразу два метода химического и гальванического никелирования. Совместное использование двух методик дает наилучшие результаты в сложных задачах гальваники.

    Электролиты для нанесения

    Мы используем несколько видов химического никелирования: щелочное и кислотное. Принцип работы у них одинаковый, качество покрытия, составы и режим работы значительно отличаются. Какой раствор для химического никелирования использовать, решается в зависимости от изделия.

    Раствор кислого (подслойного) никелирования

    Наиболее простой раствор для никелирования поверхностей. Электролит кислого никелирования применяется в качестве первого металлического покрытия после очистки и полировки изделия. Его можно считать «клеем» или основой, на которую потом положим все остальные металлы. Толщина покрытия из такого раствора не превышает 1 мкм, а скорость осаждения 1-2 мкм/мин. Длительность выдержки в ванне кислого никелирования не больше 1 минуты. Это связано с тем, что кислый никель дает хрупкие и темные осадки на больших толщинах. Но, тем не менее, положить тонкий слой кислого никеля необходимо. Некоторые компоненты его состава обеспечивает микроразрушения поверхности для качественной адгезии покрытия, вместе с тем, нанося тонкий слой свежего никеля, мы обеспечиваем хорошее качество адгезии для следующего покрытия медью или блестящим никелем. Электролит кислого никелирования очень стабилен во времени и стоек к загрязнениям.

    Электролит блестящего никелирования

    Электролит блестящего никелирования применяют для микровыравнивания поверхности изделия. По сравнению с блестящей медью, он дает менее зеркальные осадки. Скорость нарастания толщины и рабочая плотность тока также значительно ниже, но этот электролит необходим для финишной обработки изделий. Его обязательно используют для получения финишных осадков толщиной до 15 мкм. Или, при толщине покрытия 3-6 мкм как качественную подложку под гальваническое или иммерсионное золото.
    Очень хорошие результаты этот раствор демонстрирует в барабанных и колокольных ваннах.

    Электролит химического (иммерсионного) никелирования

    Химическое никелирование применяется при обработке сложнопрофильных изделий. Работает без приложения внешнего тока. Равномерное наращивание ненапряженного никеля во всех точках поверхности изделия, обеспечивает твердое, полублестящее покрытие. Часто этот раствор применяют для защиты от коррозии путем наращивания никеля в толщину 6-30 мкм. Применение химического никелирования ограничивается исходным материалом детали. Химическое никелирование – раствор горячий, что не всегда позволяет использовать его для пластиков. Также, в процессе работы, химический никель может высаживать металл в объеме жидкости, а не только на деталь, т.е. может оказаться, что весь объем раствора – одноразовый.

    Черный никель

    Черный никель – самое черное покрытие из всех, которые можно получить гальваническим путем. Черный хром, черный родий, черный рутений – все эти покрытия темно-серого цвета. Действительно черное покрытие – только черный никель. Если рассматривать состав этого покрытия, это не вполне никелевый осадок, для получения темного покрытия, в раствор солей никеля вводятся дополнительные компоненты. Если хотите получить черный цвет – это Ваш вариант. Если один огромный минус у черного никеля: это покрытие совершенно не стойкое к истиранию. Настолько, что если несколько раз взять в руки изделия покрытое черным никелем, гальваническое покрытие можно стереть. Так что самый красивый черный цвет из всех гальванических покрытия нужно обязательно защитить лаком. Или поставить на полку и издалека любоваться совершенством черного никеля.
    Существует еще несколько видов гальванического никеля. Их используют не постоянно, а только по мере надобности. С основными задачами вполне справляется перечисленная линейка ванн для никелирования.

    Никелирование финишное

    Финишным называется слой металла, который является целевым или конечным. Финишное покрытие обладает хорошими отражающими свойствами, высокой твердостью, плотностью и хорошей адгезией. Скорость нанесения позволяет обеспечивать толщину конечного слоя до 100 мкм, это очень много для гальваники в целом и для такого твердого металла. В среднем на ответственные поверхности технических деталей наносят не более 20-30 микрометров, декоративные изделия покрывают толщиной до 10 микрометров. Для обеспечения максимальной твердости поверхности детали после гальваники никелем, изделия выдерживают в печи при температуре 200-400 градусов, нагревание вызывает перекристаллизацию осадка, уплотнение его структуры. На микроуровне спеченный осадок выглядит на поверхности как плотная чешуя, структура молекул практически не сохраняется. Необходимость спекания определяется из требований заказа. В общем случае спекание не делают.

    Состав электролитов обычного никелирования

    ХимикатыЭлектролит №1Электролит №2Электролит №3Электролит №4
    «Сернокислый никель г/л140280-350420
    Сернокислый натрий г/л5012015-20150
    Сернокислый магний г/л30
    Хлористый натрий г/л5205
    Борная кислота г/л203025-3050
    Хлористый никель г/л30
    Фтористый натрий г/л3-5
    Формалин 40% мл/л15-31
    «Борофтористоводородный никель г/л300
    Эмульгатор ОП-7 г/л02-03

    Для чего применяется никелирование металла?

    Драгоценные покрытия – это профиль компании ООО «6 микрон». Практически вся работа начинается с нанесения никеля на поверхность.
    Хочу объяснить это на примере: на оборонных предприятиях, где технику изготавливают от чертежа до ракеты, гальваника – один из самых дорогих участков производства, поэтому для удешевления процесса покрытия выбирают наиболее простой материал для производства контактных групп – медный сплав или медь. Физические свойства меди позволяют легко обрабатывать ее, кроме того любые покрытия хорошо держатся на медной поверхности.
    Очень хорошо показывает себя процесс нанесения золота на медь и ее сплавы. Чаще всего именно золотом покрывают ответственные узлы, пользуясь свойствами инертности, пластичности, проводимости. Было бы легко и удобно нанести золото прямо на медь, но кристаллическая решетка меди очень близка к золоту, происходит процесс диффузии тонкого золотого покрытия с поверхности детали в объем меди. Во избежание этого нежелательного процесса, медь перед золочением покрывают никелем-разделителем, таким образом удается получить свойства золота на детали на долгий срок, избежать диффузии и обеспечить хорошую адгезию золота к контактам.
    Никелирование дает тонкий, хорошо закрепленный слой свежего (это очень важно) металла на различных поверхностях, на него хорошо и быстро нарастают покрытия из золота, родия, палладия. Любой заказ, поступающий на обработку в обязательном порядке подвергается первичной обработке в растворе химического или электрохимического нанесения этого неприхотливого металла.

    Декоративное никелирование
    Тонкий блестящий слой обладает высокими отражающими свойствами, он стоек к механическим воздействиям, хорошо полируется, хорошо держится на поверхности изделий.

    Для сувенирной продукции, наградных изделий, медалей и т.д это покрытие очень хорошо подходит по соотношению стоимости расходных материалов к качеству осадка. Он дешевый и красивый. Никелевое покрытие часто заменяет серебро в комплектах медалей, так как серебро темнеет со временем, а никель остается неизменным. Высокие отражающие свойства позволяют получить никелевое зеркало для различных технических задач. Хорошие результаты мы получали при обработке окладов, потиров и другой церковной атрибутики. Никель предпочтителен из-за его стойкости, а также отсутствия окисления.
    Толщина покрытия в декоративных целях обычно не превышает 5 мкм. Нужно отметить, что на вид изделия покрытые 1 микроном и 20 микронами никак не отличаются. Толщину покрытия всегда выбирают исходя из требований к стойкости: чем тверже нужен осадок, тем толще нужно наносить металл. Для целей красоты и парадности изделия не нужно наносить больше 5 микрон.

    В компании ООО «6 микрон» мы всегда ориентируемся только на запрос заказчика, и наносим никель на толщину от 3 до 50 микрон. Наши клиенты сами выбирают сколько никеля будет достаточно в том или ином случае. Если возникают вопросы, специалисты-технологи нашей компании всегда готовы дать рекомендации по толщине финишного слоя для конкретных условий использования детали.

    Из чего складывается стоимость никелирования

    Стоимость обработки таким металлом не высока, обычно это около 1 рубля/кв см поверхности. Розничная цена всегда значительно выше оптовой. Для покрытия золотом или другими драгоценными материалами никель считается обязательным и не включен в стоимость, так как это неотъемлемое условие технического процесса. Цена на покрытие драгоценными металлами по умолчанию считается с учетом никелированием.
    Финишные никель может стоить дороже, чем технический. Он обычно включает предварительную механическую обработку изделия (шлифовку, полировку, травление). Цена на работу определяется индивидуально. Она складывается из стоимости расходных материалов, затраченного времени, необходимости первичной механической обработки и толщины финишного покрытия.

    Если необходимо нанести этот простой металл на изделия любого назначения обращайтесь за консультацией и услугой в ООО «6 микрон». Наши специалисты подберут необходимые растворы для химического или гальванического нанесения, отработают технологию и выполнят работу в кратчайшие сроки. Если изделия уже были покрыты некачественно, либо нужно обновить металл, зачистить и отшлифовать поверхность — все это наша работа. Решение сложных вопросов никелирования – наш профиль. Обращайтесь за бесплатной первичной консультацией технолога, мы ответим на все вопросы.

    Никелирование в домашних условиях

    5 / 5 ( 45 голосов )

    Смотрите также:

    • 10000

      Содержание статьи: Никелирование в домашних условиях Проведение никелирования в домашних условиях 1. Электролитическое покрытие никелем в домашних условиях 2. Химическое никелирование в…

      Tags: никелирования, покрытия, никелирование, покрытие, никеля, изделия

    • 10000

      С ценами на никелирование деталей Вы можете ознакомиться в таблице. Подробнее о технологии никелирования. Если Вам необходимо ориентироваться в ценах…

      Tags: никелирование, покрытие, никелирования, покрытия

    • 10000

      Гальваника – является важнейшим инструментом для радиоэлектронной, химической, металлургической, машиностроительной и ювелирной промышленности. В современном мире к гальванопокрытиям предъявляют все…

      Tags: покрытие, никелирование

    Никелирование. Применение никелевых анодов и катодов при нанесении покрытий. Статья

    ПРОДУКЦИЯ


     

    Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

    Вам понравилась эта статья?! Добавьте ее в свои закладки.

     

    8 (800) 200-52-75
    (495) 366-00-24
    (495) 504-95-54
    (495) 642-41-95

    (800) 200-52-75
    (495) 366-00-24
    (495) 504-95-54
    e-mail: [email protected]

    Нихром

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Фехраль

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Нихром в изоляции

    Продукция

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Титан

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Вольфрам

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Молибден

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Кобальт

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Термопарная проволока

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Провода термопарные

    Продукция

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Никель

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Монель

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Константан

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Мельхиор

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Твердые сплавы

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Порошки металлов

    Продукция

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Нержавеющая сталь

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Жаропрочные сплавы

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Ферросплавы

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Олово

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Тантал

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Ниобий

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Ванадий

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Хром

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Рений

    Продукция

    Описание

    Цены

    Стандарты

    Статьи

    Фото

    Прецизионные сплавы

    Продукция

    Описание

    Магнитомягкие

    Магнитотвердые

    С заданным ТКЛР

    С заданной упругостью

    С высоким эл. сопротивлением

    Сверхпроводники

    Термобиметаллы

    Статья "Никелирование. Применение никелевых анодов и катодов при нанесении покрытий" рассказывает о процессе никелирования, в результате которого на поверхность какого-либо изделия наносится тонкий слой металла никель. Рассмотрены 2 способа нкелирования: гальваническое и химическое.

    Целью данной статьи является обзор методов нанесения никеля на поверхности различных изделий

    Никелированием называют обработку поверхностей путем их покрытия слоем никеля. Обычно никелевыйслой имеет толщину, варьируемую в пределах от 1 до 50 мкм. Никелированию подвергают, главным образом, стальные, а также другие металлические поверхности: медные, цинковые, алюминиевые, иногда молибденовые, марганцевые, вольфрамовые, титановые и поверхности металлов.

    Существует и практикуется также никелирование неметаллических поверхностей – в частности, полимерных, стеклянных, керамических и т.д.

    Никелирование отличается целым рядом преимуществ. С его помощью удается эффективно защищать поверхность от воздействия атмосферной коррозии, растворов органических кислот, солевых и щелочных сред. Кроме того, никелированная поверхность имеет эстетичный внешний вид, являясь блестящей и гладкой на ощупь. Положительным фактором здесь является также и то, что как никель, так и его соединения совершенно безопасны в экологическом отношении.

    Известны два наиболее распространенных метода, посредством которых осуществляется никелирование. Это никелирование гальваническое (электролитическое) и никелирование химическое. Рассмотрим каждый из них несколько более подробно.

    Для начала вспомним описание процесса электролиза, известного каждому по школьным учебникам физики.

    Итак, электролиз представляет собой процесс упорядоченного движения в электролитах положительно и отрицательно заряженных ионов, происходящий под воздействием постоянного тока в электрическом поле, создаваемом между положительным (анод) и отрицательным (катод) электродами, соединёнными с соответствующими полюсами источника электроэнергии. При этом катионы (положительно заряженные ионы металлов, водорода, аммония и др.) — устремляются по направлению к катоду, анионы же (несущие отрицательный потенциал ионы гидроксильной группы и кислотных остатков) — движутся в сторону анода. В результате на поверхности анода происходит реакция электрохимического окисления, а на катоде – реакция электрохимического восстановления частиц химических элементов. Иными словами, ионы металла оседают на катоде, образуя металлическое покрытие. Анод, в свою очередь, постепенно растворяется.

    Процесс гальванического никелирования происходит в полном соответствии с вышеописанными закономерностями, включая в себя ряд технологических операций: химическое обезжиривание при помощи органического растворителя, декапирование (декапирование - обработка поверхности металлов для удаления грязи, ржавчины, окалины и окислов), промывку в холодной, а затем в горячей воде, сушку, и, наконец, непосредственно никелирование в специальных гальванических ваннах, чаще стальных, имеющих кислотостойкую футеровку.

    Методом гальваники осуществляют никелирование поверхностей из стали либо сплавов меди, цинка, алюминия и др. В частности, данный вид никелирования используется при изготовлении химической аппаратуры, медицинских инструментов, деталей декоративной отделки автомобилей, а также конструктивных элементов, эксплуатируемых в условиях сухого трения. Благодаря использованию новейших технологий сегодня методом гальваники производят и никелирование неметаллических поверхностей. Распространены два вида никелевых покрытий – неглянцевые (матовые) и глянцевые.

    Существует множество разновидностей электролитов для гальванического никелирования, хотя в промышленных целях наиболее часто применяют электролиты сернокислые. Качество никелевых покрытий, нанесенных гальваническим методом, контролируют по их толщине, внешнему виду, а также на отсутствие пор и прочность сцепления с базовой никелируемой поверхностью.

    Электроосаждение никеля всегда сопровождается значительной анодной и катодной поляризацией (поляризация электрохимическая - отклонение потенциала электрода от равновесного значения), на интенсивность которой влияют как состав электролита, так и режим ведения самого процесса. Поляризация негативно влияет на процесс никелирования.

    Анодную поляризацию удается предотвратить путем введения в электролит ионов Cl, которые, разряжаясь на поверхности анода, растворяют образующуюся на ней пассивную пленку окислов. Однако следует помнить, что чрезмерная концентрация в электролите ионов Cl способствует увеличению растворимости анода, что приводит к повышению pH в катодном пространстве и дестабилизирует работу ванны.

    Некоторые типы никелевых анодов подвержены пассивации – образованию на поверхности анода тонкой пленки окисла, имеющей высокое электрическое сопротивление и уменьшающей концентрацию ионов никеля в прикатодном пространстве, что приводит к снижению скорости процесса вплоть до его полного прекращения. Существуют марки никеля, которые не подвержены пассивации, например, НПАН.

    Наряду с электроосаждением самого никеля, на никелевых катодах из кислых растворов выделяется также водород, способствующий повышению pH в прикатодном пространстве, и, как следствие, образованию в нем чрезмерной концентрации основных солей. В результате никелевое покрытие может стать недопустимо хрупким и шероховатым, утрачивая свои прочностные и декоративные свойства.

    Вместе с тем, при увеличении кислотности электролита наблюдается снижение его рассеивающей способности и выхода по току, вследствие того, что восстановление водородных ионов сопровождается высоким расходом энергии. Вот почему при никелировании гальваническим методом столь важен постоянный контроль pH электролита и поддержание данного параметра в строго фиксируемом диапазоне значений от 4,0 до 5,5. Для обеспечения требуемой технологической чистоты никелевые электролиты подвергаются непрерывной фильтрации, селективной и регулярно химической очистке.

    Процесс гальванического никелирования весьма сложен, энергоемок и требует немалого количества расходных материалов. Залогом качества здесь является неукоснительное соблюдение технологии, наличие всех необходимых для проведения никелирования условий, верно рассчитанная сила тока, постоянная корректировка химического состава электролита и многие другие определяющие факторы.

    Подлежащие никелированию детали укрепляются на катоде. Как никелевый катод, так и никелевый анод чаще всего имеют вид листа (пластины), изготавливаемого согласно ГОСТ 2132-90 и утвержденным для каждой конкретной ситуации технологическим условием (ТУ).

    Для гальванического никелирования применяются аноды, изготавливаемые из чистого катодного никеля, который, в свою очередь, также получают методом электролиза. Это так называемый электролизный катодный никель марки Н-0, марки Н-1 и Н-1у, а также марки Н-2 и т.п. При этом, например, в никеле марки Н0 содержится как минимум 99,99 % (Ni+Co), а в никеле марки Н2 — как минимум 99,8 % (Ni+Co). Катодный никель (никелевые катоды) получают с помощью электролиза из пластин анодного никеля, который содержит 88-92% Ni и до 17 примесей. В этом процессе пластина анодного никеля является анодом, который выделяет ионы никеля. Данные ионы оседают на катоде, образуя тем самым чистый катодный никель (никелевый катод), который в зависимости от марки может содержать до 99,99% никеля. В процессе никелирования листы катодного никеля (никелевые катоды) становятся анодами - они растворяются, выделяя при этом ионы никеля, которые оседают на поверхности предмета, подвергающегося никелированию.

    Для изготовления анодов используют полуфабрикатный никель, получаемый методом электровакуумной плавки. Непосредственно аноды выполняют из никеля марок НПА1, НПА2 (никеля полуфабрикатного анодного, с содержанием никель + кобальт, соответственно, не менее 99,7 и 99,0%), а также марки НПАН (никеля полуфабрикатного анодного непассивирующегося, с содержанием никель + кобальт не менее 99,4%) (ГОСТ 492-2006).

    Свойства никелевых катодов и анодов находятся в прямой зависимости от наличия в их составе тех или иных инородных примесей. В наибольшей степени механические и технологические характеристики ухудшают включения серы, цинка, сурьмы, висмута и свинца.

    В целях стабильного функционирования и равномерного растворения никелевые анодные пластины подвергаются специальной термообработке с последующим приданием им ромбовидной либо эллиптической формы. Это позитивно сказывается на скорости растворения никеля и, как следствие, на качестве осадков, получаемых в ходе процесса.

    Наряду с электролитическим в промышленности широко применяется метод химического никелирования, в основу которого заложена реакция восстановлении никеля из различных водных растворов с применением химических восстановителей, главным образом гипофосфита натрия.

    Осуществляют химическое никелирование в специальных ваннах из фарфора, стекла или эмалированного железа. Материалом для изготовления подвесок служит углеродистая сталь. Процесс химического никелирования может происходить в ваннах кислого и щелочного состава, а в качестве компонентов, используемых для химического восстановления никеля, применяют, главным образом, хлорид либо сульфат никеля сравнительно невысокой концентрации(~5 г/л).

    В последнее время все большее распространение получает нанесение химическим путем покрытия из сплава никель-бор с применением в качестве восстановителя таких содержащих бор соединений, как борогидрид натрия и диметилборат, обладающих, по сравнению с гипофосфитом, значительно лучшей восстановительной способностью.

    Метод химического никелирования используют для покрытия слоем никеля поверхностей каких угодно конфигураций. Слою никеля, восстановленного химическим путем, присущи высокая твердость, коррозионная стойкость и сопротивляемость износу – неоценимые эксплуатационные качества, которые, к тому же, можно значительно оптимизировать за счет термической обработки (твердость никеля, осажденного химически, увеличивается до 8000 МПа после нагрева до температуры 400°С и выдерживания в данном режиме до 10-15 мин). Значительно возрастают при этом и показатели прочности сцепления с основной поверхностью.

    Рисунок 1. Химическое никилирование

    Безусловным преимуществом нанесенных химическим путем никелевых покрытий является также их однородная толщина вне зависимости от геометрической конфигурации изделия. Еще одним важнейшим достоинством метода химического никелирования является непрерывность осаждения слоя, что делает возможным создание покрытий требуемой толщины. Впрочем, эти свойства в равной мере присущи всем процессам нанесения металлических покрытий методом химического восстановления, без использования электротока.

    Никелирование деталей | Покрытие никелем

    Никелирование – это процесс создания защитного слоя из никеля на металлических изделиях. Производственная линия ООО «СЗЦМ» оказывает услуги нанесения на профессиональном уровне.

    Никелирование поверхностей позволяет значительно улучшить свойства металлов, как защитные, так и декоративные. Наиболее популярно нанесение сравнительно небольших слоев н6 и н9 (шесть и девять микрометров соответственно). Но когда дело касается металлов с высоким показателем пористости, то куда лучшим решением будет нанести никель на подслой или же значительно увеличить толщину слоя. В противном случае продукция не получит должного качества.

    Таким образом покрытие металла никелем, сделанное в соответствии с технологией, несет в себе ряд очевидных преимуществ. Но помимо защитно-декоративных свойств этот вид покрытия используют также и для обеспечения хорошей отражательной способности, повышения удельного электрического сопротивления.

    Наша производительная линия отличается высокой оперативностью. Возможна обработка изделий день в день. Для согласования всех необходимых вопросов – оставьте заявку или позвоните по контактному телефону, наши специалисты ответят Вам в ближайшее время.

    Покрытие никелем

    Кратко рассмотрим наиболее популярные виды:

    • Покрытие никель хром. Отличается высокой твердостью, износостойкостью, привлекательным внешним видом.
    • Покрытие медь никель. Никелирование меди используется для поднятия защитных характеристик покрытия и удешевления, т.к. медь значительно доступнее.
    • Покрытие латуни никелем. Ничем принципиально не отличается от обработки медью. Латунь также является хорошо распространенным материалом.
    • Покрытие стали никелем – один из самых востребованных видов обработки, в силу распространенности стали, свойств и, конечно, цены.
    • Покрытие олово-никель отлично полируется, обладает хорошими показателями твердости и износостойкости. Даже при небольшом слое в 15 мкм. Часто используется вместо связки медь-никель-хром.

    Покрытие никелем – распространенный и востребованный вид обработки, применяемый для решения множества задач. Чаще всего нанесение осуществляется двумя способами, о них далее…

    Химическое никелирование

    Химическое никелирование металла – это процесс создания слоя с помощью химических реагентов. Характерным преимуществом способа является создание однородного слоя вне зависимости от формы изделия. Помимо этого, за счет непрерывного процесса осаждения дает возможность наносить очень толстые слои.

    Основную проблему составляет подбор емкостей (ванн) нужных размеров для обработки. Для работы с малыми объемами могут применяться стеклянные, эмалированные сосуды сравнительно небольших размеров. Для крупных же партий чаще всего используются сложные конструкции больших объемов из коррозионностойкой стали.

    Покрытие хим никель уверенно занимает свою нишу на рынке, порой являясь незаменимым решением в вопросе работы с изделиями сложной геометрии. В промышленных масштабах наибольшей популярностью пользуется нанесение на самый часто используемый металл – так как именно химическое никелирование стали обеспечивает должное качество, скорость и дешевизну обработки.

    Гальваническое никелирование

    Гальваническое никелирование является традиционным способом, зародившимся в первой половине девятнадцатого века. Делается это электролитическим методом, с применением специального оборудования. В отличие от химического способа требуются расходы на электропитание. В отдельных случаях, в силу особенностей технологии, требуется изготовление специализированной оснастки, позволяющей обрабатывать конкретные изделия.

    На первый взгляд может показаться, что гальваническое покрытие никелем – это устаревшая технология, но это обманчивое впечатление. Даже на сегодняшний день данный метод является основным, отработанным, а значит надежным.

    Блестящее никелирование

    Обыкновенно покрытие из никеля вовсе не блестит, оно матовое. Для решения вопроса применяется блестящее никелирование. В ходе обработки, в электролит помещаются специальные добавки – блескообразователи. Процесс несколько усложняется, но продукция, в буквальном смысле, блещет изящностью. А декоративные свойства, как известно, порой являются очень важным фактором.

    Как весьма большой плюс можно выделить отсутствие потребности в трудоемкой механической полировке. Отбрасывается ненужное усложнение, следовательно, не увеличиваются расходы, что положительно сказывается на цене.

    Черное никелирование

    Черное никелирование применяется исключительно из соображений придания желаемого внешнего вида. По причине низких защитных характеристик слоя изделия зачастую сначала покрываются никелем, а затем уже наносится тонкий, хрупкий, декоративный слой. Может быть, как блестящим, так и матовым.

    Никелирование деталей

    Никелирование деталей – крайне востребованная услуга. Потребность можно проследить буквально везде. От обработки крепежных элементов (гайки, болты и прочее), различной фурнитуры, до серьезных, сборных металлоконструкций.

    Никелирование изделий народного потребления также осуществляется повсеместно, с широким размахом. Взять хоть посуду, во всем её разнообразии. От вилок и ложек, до кастрюль.
    О преимуществах и недостатках покрытия деталей никелем можно говорить долго, но спрос говорит сам за себя.

    Цена на никелирование

    Цена на никелирование деталей зависит от объема заказа, формы изделий, срока изготовления, целей нанесения, а, следовательно, вида покрытия. Таким образом, стоимость рассчитывается индивидуально.

    Работаем как со штучными изделиями, так и с крупными партиями.
    Оставляйте Ваши заявки с помощью формы отправки, электронной почты или по контактному телефону. Квалифицированный персонал Северо-Западного Центра Металлообработки ответит на Ваши вопросы в ближайшее время.

    Никелирование: виды, раствор, особености

    Никель имеет серебристо-белый оттенок, хорошо полируется для зеркального состояния, ковкий и пластичный. Твердость никеля зависит от условий и химического состава электролита и колеблется в пределах 2,5–4 ГПа для матовых и 4,5–5 ГПа для блестящих осадков. За счет никелирования металлов на поверхности удается получить осадок с требуемыми параметрами. На открытом воздухе никель покрывается оксидной пленкой, происходит пассивирование металла. Если в воздухе присутствуют сернистые соединения, то никелированная поверхность быстро тускнеет и теряет первоначальные декоративные свойства. Не рекомендуется никелирование металлических деталей, имеющих контакт с морской водой, в таких условиях эксплуатации алюминий и железо быстро корродируют. Еще один недостаток – никель ускоренно поглощает газы, в результате чего резко понижаются его физические характеристики. Но электролитическое никелирование разрешается для товаров, имеющих прямой контакт с пищевыми продуктами, оно не выделяет вредных химических соединений. Никелирование можно делать на мели, железе, алюминии, титане и их сплавах и неметаллических поверхностях. На последних выполняется химическое никелирование.

    Особенности технологии никелирования металлов

    В любой среде эксплуатации никель по отношению к железу является катодным покрытием, в связи с этим для обеспечения качественной защиты от коррозионных процессов его необходимо наносить на медный подслой. Допускается нанесение чистого слоя никеля толщиной не менее 30 мкм, но в связи с высокой стоимостью металла такая технология не получила в промышленности широкого распространения, высококонцентрированный электролитический раствор не применяется. Комбинация из двух или трех слоев покрытия минимизирует вероятность образования микропор, доходящих до основного металла. Никелирование изменяет поведение никеля, в паре с медью никель становится растворимым электродом. Этот недостаток двухслойного покрытия устраняется за счет нанесения на алюминий третьего верхнего слоя из хрома. Обработанные таким способом детали широко применяются в автомобильной промышленности, приборостроении и машиностроении.

    Изменение толщины никелирования в зависимости от назначения

    В последнее время в промышленности широкое распространение получил черный никель, с его помощью создаются специальные оптические свойства поверхностей. Химическое никелирование дороже электролитического, этот фактор ограничивает применения метода для промышленного использования. Но он дает возможность получать более равномерные покрытия с улучшенными показателями физической прочности, обрабатывать сложные по профилю детали с узкими глубокими отверстиями. Толщина никелирования регламентируется положениями ГОСТ 9.303-84, электролитический раствор подбирается с учетом назначения изделий.

    Анодный и катодный процессы никелирования

    Электролитическое никелирование имеет несколько особенностей в сравнении с другими покрытиями. Для разряда ионов никеля необходима высокая катодная поляризация и низкое перенапряжение водорода, а это создает технологические сложности в связи с тем, что водород постоянно выделяется на катоде. Пузырьки газа задерживаются на катоде и становятся причиной появления эффекта питтинга. В результате на поверхности никеля образуются поры, осадок теряет декоративные и защитные свойства. Увеличивают негативные процессы органические соединения и гидроксиды.

    Большое влияние на никелирование металла оказывает схема и режим работы. Увеличение температуры становится причиной возрастания выхода по току, при этом перенапряжение водорода почти не меняется. Показатели кислотности раствора оказывают влияние на физико-механические характеристики покрытия. Напряженные и твердые осадки получают при pH 5,5 и температуре ниже +20°С. В промышленности используется электролитический раствор с кислотностью менее 5,5, такие растворы имеют высокие показатели по рассеивающей способности и дают мелкозернистую структуру покрытия на алюминий. К недостаткам электролитов относится низкий выход по току и невозможность обрабатывать детали из алюминия и цинка.

    Зависимость твердости никелирования от плотности тока и кислотности

    Во время никелирования из-за растворов солей происходит пассивация анодов, что становится причиной нежелательных явлений. Во время обеднения электролита ионами никеля водород выделяется на поверхности катода и значительно уменьшает выход по току. Для запуска процесса депассивации в электролитический раствор вводят соли с содержанием ионов хлора. После разрядки на поверхности катода чистый хлор разрушает пленку пассивации.
    Электролиты для никелирования металла

    1. Сульфатный электролитический раствор. В промышленности используется большой перечень сульфатных электролитов, позволяющих иметь на поверхности изделий осадки с заданными физическими показателями. Сульфат натрия характеризуется большой электропроводностью, за счет включения в раствор магния никелирование становится более пластичным и мягким. В качестве буферного химического элемента применяется борная кислота, она регулирует показатели кислотности как в общем растворе, так и в области непосредственной близости к катоду. В связи с тем, что никелевые аноды пассивируются, в электролиты обязательно добавляются ионы хлора. Строгое соблюдение технологических режимов и химических составов гарантирует надлежащее качество никелирования.

    Химический состав сульфатного раствора и режимы работы при матовом никелировании

    Никелирование металлических изделий должно производиться при непрерывной очистке раствора от вредных примесей, в противном случае уменьшается их устойчивость. Первый электролит используется для никелирования алюминия, для процесса применяются аноды НПА 1 и НПА 2, при необходимости может использоваться специальный непассивирующий анод.

    1. Сульфаматный раствор для никелирования. Основной компонент – сульфамат никеля, для депассивации покрытий электродов добавляется борная кислота или хлорид никеля. За счет высокой концентрации удается увеличить токи плотности никелирования. Никель осаждается равномерным гладким слоем, количество мини-пор уменьшается. Покрытия малонапряженные, никель можно осаждать толстым слоем. Электролитический раствор используется в гальванопластике и иных специальных случаях во время производства ответственных деталей. Недостатки – сложность технологии, обязательное перемешивание и очистка, высокая стоимость.

    Режим обработки и состав сульфаматного электролита

    Как добавка против питтинга вводится лаурилсульфат натрия. В воде растворяется сульфамат никеля, после завершения процесса добавляются остальные компоненты и раствор доводится до необходимого объема. Во время процесса температура должна выдерживаться в пределах +60°С, состав подлежит постоянной очистке. Органические примеси удаляются активированным углем, тяжелые металлы удаляются взмученным карбонатом никеля.
    Блестящее никелированиеТакой эффект покрытия дает только гальваническая технология. В настоящее время более 80% вех деталей получают с блестящей поверхностью без дополнительной обработки. Гальваническая ванна с заданным электролитом обеспечивает требуемое качество обрабатываемой поверхности во время процесса никелирования. К преимуществам блестящего никелирования относятся следующие показатели:

    1. Перед никелированием детали нет необходимости шлифовать алюминий – уменьшается себестоимость производства, устраняется опасность порчи поверхностей из-за нарушения режимов шлифования или полирования.
    2. Уменьшается расход дорогостоящего металла, никель не попадает в отходы. Толщина снимаемого слоя во время шлифования может достигать 3 мкм.
    3. За счет снижения количества технологических операций появляется возможность полностью автоматизировать процесс. Электролитический раствор используется увеличенное количество времени.
    4. Более высокие показатели по току позволяют интенсифицировать никелирование металла.

    К недостаткам процесса относится сильное выделение водорода на катоде, появление внутренних напряжений в покрытии и большое количество вредных примесей. Никель блестит за счет специальных блескообразователей, добавляемых в электролитический раствор. Блескообразователи могут быть двух видов:

    1. Неорганические. Применяются редко, в основном используются соли кадмия или кобальта. Соли кобальта имеют высокую стоимость, что препятствует их широкому использованию.
    2. Органические. Первым использовалась натриевая соль, с течением времени разрабатывались новые химические составы.

    Самым большим потребителем деталей с блестящим никелированием считается автомобильная промышленность. Благодаря современным разработкам в состав электролитов для блестящего никелирования добавляются инновационные присадки, снижающие показатели поверхностного напряжения и удаляющие с поверхности катодов пузырьки воздуха. По фактическому воздействию все блестящие составы делятся на две большие группы: слабые и сильные. Слабые позволяют обрабатывать только предварительно полированные поверхности деталей, блеск поверхности имеет обратно пропорциональную зависимость от толщины осадка. Сильные блескообразователи дают возможность получать требуемое качество поверхностей на матовых основаниях, показатели блеска не зависят от толщины осадка. При совместном действии растворов покрытие получается с равномерным блеском и высокими показателями пластичности.

    Химический состав блескообразователей

    За счет использования сахарина никелирование металлических деталей происходит при уменьшенном количестве водорода, а добавка бутиндиола улучшает выравнивающие характеристики растворов и расширяет диапазон плотностей по току.

    Электролитический раствор для блестящего никелирования

    На гальваническое никелирование большое влияние оказывают выбранные режимы работы. При повышении плотности тока и температуры увеличивается фактический блеск покрытий и понижаются внутренние напряжения. Все электролиты во время процесса никелирования необходимо постоянно перемешивать, подвергать селективной очистке и фильтрованию. Оптимальная температура технологии осадков на алюминий +60°С
    Технология приготовления растворов сульфатных электролитовТехнология приготовления всех сульфатных электролитов одинакова. Отдельно в теплой воде растворяются соли, в кипящей воде растворяются фториды и борная кислота. Для подготовки фторидов лучше пользоваться емкостями, изготовленными из винипласта, этот материал отличается полной химической устойчивостью к этим соединениям. Для повышения или понижения кислотности в электролитический раствор добавляется серная кислота.

    Для очистки раствора от цинка и меди электролит подкисляется до pH 2,5–3,0, завешиваются катоды из рифленой листовой стали и предварительно прорабатываются током. При трехсменной работе производства состав электролитов должен ежедневно корректироваться на основе химического анализа. Никелевые осадки чутко реагируют к примесям, попадающим в раствор во время его приготовления.
    Многослойное электролитическое никелированиеЗащитные характеристики многослойных покрытий в несколько раз превышают эти показатели при однослойном никелировании. В основе технологии положен принцип двух- или трехкратного нанесения слоя осадка на алюминий, за счет этого обеспечивается защита нижележащих слоев. Нижний полублестящий слой должен иметь минимальную напряженность и не содержать серы. Верхний слой осаждается из обыкновенного электролита, электролитический раствор должен обеспечивать блестящее покрытие. Толщина нижнего слоя на изделии составляет до 70% общей толщины.

    Если никель имеет три слоя, то между полублестящим нижним и верхним зеркальным имеется промежуточный толщиной до 1 мкм с увеличенным содержанием серы.

    Электролитический раствор для промежуточного слоя

    Механизм осаждения никелирования состоит из нескольких этапов:

    • встреча на катодной поверхности инертных частиц;
    • задержка частиц на поверхности;
    • зарастание задержанных частиц никеля.

    За чет процесса количество пор на поверхности в пределах 20000–100000 на квадратный сантиметр, такое гальваническое никелирование имеет более высокие эксплуатационные свойства, чем покрытия медь-никель-хром. Деталь лучше противостоит коррозионным процессам, имеет увеличенные характеристики твердости поверхности.
    Черное никелированиеХарактеризуется невысокими показателями сцепления с основным металлом и низкой коррозионной устойчивостью, покрытая деталь используется в различных оптических приборах промышленного и бытового назначения.

    Электролитический раствор для черного никелирования

    Химическое никелирование

    Применяется для обработки деталей сложной геометрии, технология обеспечивает равномерный осадок на поверхности. Химическое никелирование дает поверхности с улучшенными показателями износостойкости, рекомендуется для изделий, работающих в паре без смазки, может использоваться для создания декоративных элементов.

    Состав растворов для химического никелирования

    Никель повышает свою твердость во время термической обработки, эта технология применяется в промышленном производстве. Показатели сцепления никель-фосфорных осадков намного превышают показатели адгезии электролитического никеля, отклонение по толщине не превышает 10% расчетных параметров.

    Высокие защитные характеристики и минимальная пористость позволяют использовать химическое никелирование для изделий, эксплуатирующихся в условиях перегретого воздуха и пара, максимально допустимые температуры до +700°С. Технология никелирования дает возможность увеличивать скорость осаждения до 25 мкм/ч, конкретные значения зависят от состава раствора. Схема технологического процесса допускает производство в проточных или непроточных водах. Для работы с непроточными растворами применяются ванны со съемными чехлами, материал изготовления чехлов – химически устойчивый пластик. Постоянство состава в проточных растворах поддерживается за счет их циркуляции по замкнутому технологическому циклу: из реактора в теплообменник, из теплообменника на очистку, далее в корректировочную емкость и опять в реактор. В период циркуляции никель осаждается равномерным слоем, замкнутая схема снижает себестоимость никелирования и увеличивает производительность оборудования.

    Наши возможности Компентенции Гальваническое производство

    Максимальные габариты деталей

    Толщина покрытия

    Анодирование и химическое оксидирование деталей из алюминия и его сплавов

    Максимальные габариты:1300x700x400

    Толщина покрытия: любая

    Блестящее и матовое никелирование, меднение деталей из стали, меди и медных сплавов

    Максимальные габариты:900x500x200

    Толщина покрытия:6—12мкм

    Химическое никелирование деталей из стали, меди и алюминия

    Максимальные габариты:550x300x200

    Толщина покрытия:6—24мкм

    Гальваническое цинкование стальных деталей с радужной и бесцветной пассивацией в стационарных ваннах

    Максимальные габариты:1100x700x200

    Толщина покрытия:6—24мкм

    Гальваническое кадмирование медных сплавов и деталей из стали, меди

    Максимальные габариты:900x400x500

    Толщина покрытия:6—12мкм

    Электрохимическое полирование деталей из нержавеющих сталей

    Максимальные габариты:900x500x250

    Толщина покрытия:любая

    Покрытие сплавом олово-висмут деталей из стали, меди и медных сплавов

    Максимальные габариты:1000x550x450

    Толщина покрытия:3—12мкм

    Химическое оксидирование стали

    Максимальные габариты:800x500x400

    Толщина покрытия:любая

    Коррозионно-стойкие покрытия крепежных деталей из стали, меди и медных сплавов в колокольных ваннах: никелирование, кадмирование, цинкование, нанесение покрытия олово-висмут.

    Максимальные габариты:любые

    Толщина покрытия:3-—12мкм

    Электрохимическое нанесение многослойных покрытий медь-никель-хром на детали из стали, меди и медных сплавов

    Максимальные габариты:900x500x200

    Толщина покрытия:6—24мкм

    Нанесение покрытия никель-олово-висмут на детали из алюминиевых сплавов.

    Максимальные габариты:любые

    Толщина покрытия:12—24мкм

    Износостойкое хромирование пресс-форм

    Максимальные габариты:900x900x500

    Толщина покрытия:6—24мкм

    Серебрение

    Максимальные габариты:любые

    Толщина покрытия:3—12мкм

    История, процессы и преимущества

    Гальваническое покрытие никелем - один из старейших известных процессов нанесения покрытия и гальваники, который предлагает ряд преимуществ для самых разных отраслей промышленности. Поскольку это доступный вариант, он стал популярным из-за его низкой стоимости и привлекательных преимуществ. Гальваника никеля приносит выгоду в различных отраслях, от авиации до телекоммуникаций.

    История гальваники

    Гальваника была изобретена итальянским химиком Луиджи Бругнателли в 1805 году.Он считался одним из «отцов науки» и выполнил электроосаждение золота с помощью гальванического элемента, который был обнаружен его коллегой Алиссандро Вольта в 1800 году. Его работа с гальваникой была опубликована в Бельгийском журнале физики и химии. Однако работа Луиджи Бругнателли была отвергнута диктатором Наполеоном Бонапартом, в результате чего он запретил любые дальнейшие публикации.

    Почти 40 лет спустя Джон Райт из Бирмингема, Англия, обнаружил, что цианид калия является подходящим электролитом для гальваники золота и серебра.Джон Райт был первым, кто показал, что гальванические предметы могут быть погружены в резервуар с серебром, содержащийся в растворе, через который проходит электрический ток.

    Генри и Джордж Ричард Элкингтон запатентовали права на гальванический процесс Джона Райта в 1840 году. Хотя за эти права боролись еще несколько изобретателей, братья Элкингтон первыми получили патент. Они удерживали монополию на гальванику в течение многих лет благодаря патенту на недорогой метод гальваники.

    Гальваническое покрытие никелем может быть использовано от промышленных деталей до телекоммуникаций. Преимущества и возможности использования делают его привлекательным вариантом для многих отраслей.

    Гальваника никеля - это процесс нанесения никелевого покрытия на металлическую поверхность посредством электролитического осаждения. Чтобы покрыть детали, они должны быть чистыми, без грязи, коррозии и дефектов, чтобы покрытие можно было нанести. Чтобы приготовить продукт, его необходимо очистить и защитить перед нанесением покрытия.Для изготовления детали обычно используется комбинация очистки, маскировки, термообработки, травления и травления.

    Подготовка продукта к нанесению гальванических покрытий:
    • Маскировка - это место, где определенная область поверхности может быть покрыта, чтобы гарантировать, что она не будет открыта во время процесса анодирования или гальваники.
    • Термическая обработка - это процесс размягчения металла и улучшения формуемости. Это затрудняет повышение прочности деталей.
    • Травление - это обработка, которая используется для удаления загрязнений, таких как пятна, неорганические загрязнения, ржавчина с черных металлов, которые потенциально могут повлиять на использование продукта. Обычно для удаления примесей используется кислотный раствор, называемый «маринованный щелок».
    • Травление - это процесс использования сильной кислоты или протравы (фиксатор красителя) для прорезания незащищенных частей металлической поверхности для создания рисунка на металле.

    После того, как деталь была подготовлена, ее погружают в раствор электролита и используют в качестве катода (электрода, от которого обычный ток выходит из поляризованного электрического устройства). Никелевый анод растворяется в электролите с образованием ионов никеля. Эти ионы проходят через раствор и осаждаются на катоде.

    Гальваника никеля требует нанесения никелевого покрытия для адгезии, а затем добавляется хромовое покрытие для создания более высокой коррозионной стойкости и защиты от потускнения никелевого покрытия.Ударный слой (или защитный слой) приклеивается к тонкому слою высококачественного никелевого покрытия к основному материалу.

    Никелевые гальванические ванны могут наносить как светлый, так и полублестящий никель. В большинстве случаев блестящий никель используется в декоративных или декоративных целях, а также для защиты от коррозии. Обычно полублестящие покрытия используются в инженерных областях, где необходимы более высокая коррозионная стойкость, пластичность и электрическая проводимость.

    Преимущества никелирования

    Никелирование обычно используется по разным причинам или для различных целей, в том числе:

    • Коррозионная стойкость: Никелирование обеспечивает защиту от окисления и ржавчины с покрытием, которое защищает основной металл.
    • Способность к пайке: Покрытие позволяет паять сложные металлы.
    • Долговечность: Механические детали и инструменты часто имеют повышенную твердость, что делает их более прочными и долговечными. более толстые покрытия часто могут сделать объект магнитным.
    • Для декоративных целей: Разнообразие цветов и отделок может придать объекту эстетичный вид. От матовой нержавеющей стали до черного металлик - существует широкий спектр доступных вариантов, делающих никель привлекательным для многих отраслей промышленности.
    Никелирование

    Гальваническое покрытие никелем - это привлекательный вариант для всех видов промышленности, от аэрокосмической и авиационной до автомобилестроительной и телекоммуникационной благодаря своей универсальности. Также существует несколько видов никелирования, которые придают ему разный внешний вид и свойства прочности.

    Типы никелевых покрытий

    Блестящее никелевое покрытие - Благодаря высоким выравнивающим свойствам, блестящее никелирование скрывает линии полировки и другие дефекты поверхности материала, что делает его привлекательным вариантом.Из-за повышенного содержания серы он дает блестящую зеркальную поверхность, а также обладает хорошей проводимостью. Однако он не так устойчив к коррозии, как другие виды никелирования. Он идеально подходит для автомобильных деталей, таких как отделка, бамперы, диски и выхлопные трубы.

    Никелирование без применения электролита - Этот процесс отличается от других способов никелирования тем, что в нем не используется процесс подачи электрического тока, а используется автокаталитическая реакция. Его равномерное покрытие и способность осаждаться на непроводящих поверхностях привлекают многих.Он идеально подходит для предотвращения коррозии и износа всего, что требует повышенной твердости.

    Тусклое никелевое покрытие -Производство этого износостойкого матового матового покрытия очень похоже на процесс глянцевого никелирования. Мутное никелирование чрезвычайно устойчиво к коррозии и податливо. Он идеально подходит для деталей машин и пружин, так как его покрытие может увеличивать толщину, и полезно для устранения истирания и коррекции размеров при движении.

    Профессиональные компании, такие как Asheville Metal Finishing, могут помочь вашему бизнесу найти лучший вариант для вашей продукции.Профессионал может помочь вам найти лучший выбор для никелирования, а также подобрать наиболее экономичный вариант для вашей продукции. Asheville Metal специализируется на блестящем никелировании. Поскольку гальваника никеля - это наука, вы должны предоставить профессионалу возможность определить лучшее решение для вас.

    Гальваническое покрытие никелем - преимущества, применение и процесс

    Гальваническое покрытие никелем, также известное как гальваника никеля или электроосаждение никеля, становится все более популярным процессом для множества различных производственных приложений.Электро никелирование - это процесс, при котором электрический ток используется для покрытия проводящего материала, обычно сделанного из металла, тонким слоем никеля. Другие металлы, используемые для гальваники, включают нержавеющую сталь, медь, цинк и платину.

    В общем, гальваника улучшает широкий спектр характеристик, которые не присущи основному материалу. Некоторые из этих преимуществ включают:

    • Повышенная устойчивость к коррозии
    • Повышенная твердость
    • Превосходная сила
    • Износостойкость
    • Повышенная пластичность

    Никель считается полезным для гальваники металлов, поскольку он обеспечивает превосходную пластичность, коррозионную стойкость и твердость.Электро никелирование также может улучшить яркость и внешний вид продукта. Различные химические вещества для никелирования, включенные в процесс, обеспечивают все, от полу-яркого и полностью яркого косметического эффекта до матового, перламутрового или сатинированного покрытия.

    Как работает электро никелирование

    Для правильного переноса никеля на поверхность изделия необходимо приложить отрицательный заряд к основному материалу. Для этого изделие обычно подключается к выпрямителю, батарее или другому источнику питания с помощью проводящего провода.После присоединения стержень из никеля подключается аналогичным образом к положительной стороне выпрямителя или источника питания.

    После завершения начальных этапов основной материал погружается в раствор, содержащий соль с химическим составом, включая гальванический металл. При электро никелировании этот раствор состоит из воды и соли хлорида никеля. Из-за наличия электрического тока в растворе соль хлорида никеля диссоциирует на отрицательные ионы хлора и положительные катионы никеля.Затем отрицательный заряд основного металла притягивает положительные ионы никеля, а положительный заряд никелевого стержня притягивает отрицательные анионы хлорида. В результате этой химической реакции никель в стержне окисляется и растворяется в растворе. Отсюда окисленный никель притягивается к основному материалу и впоследствии покрывает продукт.

    Плотность тока в процессе электро никелирования

    Электро никелирование включает широкий диапазон уровней плотности тока.Плотность тока напрямую определяет скорость осаждения никеля на основной материал - в частности, чем выше плотность тока, тем быстрее скорость осаждения. Однако плотность тока также влияет на адгезию и качество покрытия, при этом более высокие уровни плотности тока дают худшие результаты. Таким образом, оптимальный уровень плотности тока зависит от типа основного материала и конкретных результатов, которые требуются для конечного продукта.

    Одним из способов избежать работы при более низких плотностях тока является использование прерывистого постоянного тока для гальванического раствора.Обеспечивая перерыв от одной до трех секунд между каждыми восемью и пятнадцатью секундами электрического тока, высокая плотность тока может обеспечить более высокий уровень качества. Прерывистый ток также полезен для предотвращения чрезмерного покрытия определенных участков на основном материале.

    Ударное электро никелирование

    Другое решение проблемы плотности тока включает включение ударного слоя в начальный процесс электро никелирования. Защитный слой, также известный как промежуточный слой (мгновенное никелирование), приклеивает тонкий слой высококачественного никелевого покрытия к основному материалу.После того, как продукт покрывает до 0,1 микрометра никелевого покрытия, используется более низкая качественная плотность тока для повышения скорости завершения продукта. Если на основной материал изделия требуется нанесение покрытия на разные металлы, можно использовать нанесение ударов. В случаях, когда никель плохо прилипает к основному материалу, например, медь может служить буфером перед процессом электро никелирования.

    Процесс предварительной обработки электро никелирования

    Надлежащая предварительная и последующая обработка основного продукта напрямую зависит от качества и скорости нанесения электролитического никелирования.Чтобы обеспечить равномерную и качественную адгезию, химическая или ручная подготовка включает следующие три этапа:

    Предварительная очистка поверхности: Очистка поверхности включает удаление загрязнений с помощью растворителей, абразивных материалов, щелочных очистителей, кислотного травления, воды или их комбинации.

    • Модификация поверхности : Изменение внешнего вида основного продукта улучшает адгезию за счет таких процессов, как ударная обработка или упрочнение металла.
    • Очистка поверхности после обработки : Выполнение чистовых операций, таких как ополаскивание, завершает процесс гальваники.

    После завершения предварительной очистки рекомендуется проверить уровень чистоты основного материала перед началом процесса электро никелирования. Для этого рекомендуется испытание на водонепроницаемость. В этом тесте обработанный субстрат ополаскивают и держат вертикально. Если загрязняющие вещества, такие как масла, отсутствуют, тонкий слой воды остается неповрежденным по всей поверхности основного материала.

    Информацию о расходных материалах для никелирования см. В нашем руководстве для поставщиков никелирования.

    Другие изделия с покрытием

    Больше от Custom Manufacturing & Fabricating

    Процесс и этапы электрохимического нанесения покрытия

    Процесс и этапы химического нанесения покрытия | Электро-покрытие

    Ваш браузер устарел.

    В настоящее время вы используете Internet Explorer 7/8/9, который не поддерживается нашим сайтом. Для максимального удобства используйте один из последних браузеров.

    • Хром
    • Firefox
    • Internet Explorer Edge
    • Safari
    Закрыть

    Химическое никелирование - это форма обработки сплава, предназначенная для увеличения сопротивления и твердости металла или пластика.Процесс химического никелирования проще, чем его аналог гальваники. Нет необходимости пропускать электрический ток через раствор химической ванны, чтобы инициировать процесс нанесения покрытия. Вместо этого металлическая поверхность проходит серию очищающих и автокаталитических реакций, которые компания Electro-Coatings усовершенствовала. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о наших процессах!

    Electro-Coatings использует почти 70-летний опыт и эти методы гальваники для производства уникальных композитных покрытий, которые обеспечивают больше преимуществ для конкретных областей применения.

    1 Предварительная обработка

    Прежде всего, поверхность подвергается предварительной обработке, в ходе которой она очищается с помощью ряда химикатов для удаления жира и масел. Тщательная очистка важна для подготовки компонента к надлежащему нанесению покрытия. Каждый компонент тщательно очищается в зависимости от материала поверхности.

    2 Подготовка поверхности

    После очистки основание активируется кислотным травителем или фирменным раствором, подготавливая поверхность для нанесения никель-фосфорного покрытия.

    3 Рендеринг

    После нанесения покрытия процесс химического никелирования делает компонент более устойчивым к коррозии и трению.

    Толщина покрытия методом химического никелирования

    Металлическое никелирование, нанесенное методом химического восстановления, можно наносить со скоростью от 5 микрон в час до 25 микрон в час. Поскольку это непрерывный процесс, который строится сам по себе, толщина покрытия практически безгранична.Однако по мере увеличения толщины мелкие дефекты становятся более заметными.

    В зависимости от ваших требований компания Electro-Coatings применяет один из пяти различных вариантов покрытия. Свяжитесь с нашим обученным персоналом, чтобы обсудить решения для химического никелирования или узнать больше о нашем подробном процессе нанесения покрытия. Компания Electro-Coatings стремится предоставить решение, соответствующее вашим потребностям.

    Подробнее о химическом никелировании

    Электролитическое покрытие

    vs.Гальваника

    Выучить больше

    Никелевое покрытие - обзор

    6 Подробное описание изобретения: нанесение нанокристаллического никеля на поверхности из алюминиевого сплава без какой-либо предварительной обработки

    Настоящее изобретение раскрывает способ нанесения никеля на объект, имеющий внешний слой оксида алюминия, включающий этап выполнения гальваника через раствор электролита, непрерывно протекающий со скоростью 1.5–3,0 мс -1 , предпочтительно 2,7 мс -1 между поверхностями анода и катода, где катод является объектом. Катод предпочтительно выполнен из алюминия. С другой стороны, анод также может быть никелем или инертным металлом. Скорость, с которой раствор электролита проходит по поверхности катода, влияет на максимальную плотность тока, при которой получают удовлетворительное электроосаждение. Кроме того, скорость электроосаждения, которая регулируется законом Фарадея, зависит от плотности тока.Плотность тока, применяемого в этом процессе гальваники, составляет от 0,1 до 1,0 акм -2 , предпочтительно от 0,1 до 0,6 акм -2 . Скорость осаждения может быть увеличена за счет увеличения плотности катодного тока, так как это увеличит скорость переноса атомов никеля во время процесса нанесения покрытия. Следовательно, больше атомов никеля осаждается на поверхности алюминия, которая представляет собой слой оксида алюминия [2–4,7,8].

    Раствор электролита играет роль водной ванны электролита в процессе гальваники.Этот раствор может быть любым раствором никеля, например раствором никелирования типа Уоттса, сульфаматом никеля, фтороборатом никеля, полностью сульфатным раствором или полностью хлоридным раствором. Температура никелевого электролита коррелирует со скоростью нанесения покрытия, поскольку скорость нанесения покрытия увеличивается с температурой раствора, пока не достигнет определенной температуры. Предпочтительная температура находится в диапазоне 50–65 ° C, наиболее предпочтительно 55 ° C. Оборудование предпочтительного варианта этого процесса гальваники показано на рис.16.1. Раствор электролита из ванны подключается к насосу, фильтру, расходомеру и закрытому контейнеру, который содержит анод и катод. Электролит закачивается в этот гидравлический контур в направлении, показанном на рис. 16.1, до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина никелевого покрытия. Раствор электролита находится в замкнутом контуре и, следовательно, течет непрерывно. Назначение фильтра - поддерживать чистоту электролита при его попадании в емкость. Он удаляет все приостановленные статьи из никелевого депозита.Однако, как и в случае с любым другим гальваническим раствором, химический состав никелевого электролита необходимо регулярно контролировать и постоянно поддерживать на желаемом уровне, чтобы раствор можно было использовать повторно.

    Рисунок 16.1. Схема нового высокоскоростного процесса прямого нанесения никеля на алюминий [4].

    Расходомер используется для измерения расхода. Насос регулирует скорость потока, перекачивая раствор электролита с желаемой скоростью потока. Помимо насоса, для регулирования расхода могут применяться и другие устройства.Раствор перетекает в контейнер, в котором размещены анод и катод, а затем возвращается в ванну. Когда к раствору прикладывают электрический ток, который течет со скоростью 1,5–3,0 мс -1 , предпочтительно 2,7 мс -1 , никелевые пластины непосредственно на поверхность слоя оксида алюминия. Генератор энергии (источник питания постоянного тока - выпрямитель) подключается к контейнеру, чтобы обеспечить электрический ток для процесса гальваники. Обычный источник питания постоянного тока используется для подачи электрического тока для электролиза.После подачи электрического тока ток проходит через анод и катод. Важным аспектом этого процесса является близость соответствующих электродов. Предпочтительный интервал 2 мм обеспечивает высокий градиент потенциала. Поскольку выпрямитель обеспечивает ток, необходимый для гальваники, примерно при 10 В, градиент потенциала обычно составляет 5 кВ м -1 . Предварительное исследование параметров процесса прямого нанесения никеля на алюминий показало, что электроосаждение увеличивается за счет плотности тока (до 0.6 Acm −2 ), температура электролита (до 65 ° C) и расход электролита (до 5 мс −1 ).

    Здесь обсуждается процесс прямого нанесения никеля на алюминий с использованием высокоскоростного (турбулентного) потока электролита между соответствующими электродами в непосредственной близости. Мы видим, что ограниченная диффузией 2-нм толщина оксида алюминия в условиях окружающей среды увеличилась примерно до 45 нм (рис. 16.2). Изображения просвечивающей электронной микроскопии с высоким разрешением (HR – TEM) ясно показывают, что никель осаждается с хорошей адгезией на этот утолщенный слой оксида алюминия.Мы предлагаем создать условия для эффективного никелирования именно на этапе запуска, за несколько минут до нанесения покрытия. Повышенная температура увеличивает термодиффузию ионов Al 3+ и O 2-. Турбулентный поток приводит к попаданию свежего электролита на поверхность, увеличивая химический потенциал, который становится дополнительным драйвером ионной диффузии. Поток кислого электролита также взаимодействует с утолщающим слоем, образуя неровную морфологию поверхности.Мы предполагаем, что эта нерегулярная и активная поверхность оксида способствует зародышеобразованию никеля, поскольку мы наблюдаем, что никель при осаждении имеет нанокристаллическую структуру. Турбулентный поток - важный аспект этого нового промышленного процесса нанесения никелевого покрытия на алюминий. Мы полагаем, что турбулентный поток кислого электролита способствует утолщению оксида и подготовке слоя амфотерного оксида для электроосаждения никеля.

    Рисунок 16.2. Изображение HR-TEM, показывающее наличие оксидного слоя (толщиной 40–47 нм) между алюминиевой подложкой и электроосажденным Ni.

    Алюминиевая поверхность поглощает кислород за миллисекунды пребывания на воздухе. Затем он образует оксидный слой Al 2 O 3 , который продолжает расти, потому что существует потенциал между металлической подложкой и поглощенным кислородом, который позволяет ионам алюминия перемещаться через пленку. Экспериментально известно, что влажность является одним из параметров, который может существенно влиять на скорость окисления [30]. Поэтому ожидается, что скорость роста оксида обычно увеличивается из-за кристаллических дефектов.Это обеспечивает поверхность, на которой никель легко зарождается под действием приложенного электрического поля. Дальнейшее зародышеобразование и рост - это механизм, с помощью которого на этом оксиде алюминия образуется липкий слой никеля. Предельная толщина этой стабильной пленки в условиях окружающей среды обычно составляет 2 нм для алюминия. Этот предел достигается, когда ионы алюминия больше не могут пересекать пленку путем диффузии, как говорит Мотт, без помощи электрического поля [31]. Если окружающая среда поверхности изменится, эта пленка может расти дальше.Факторы, которые могут вызвать утолщение этой пленки, включают повышение температуры, приложение электрического потенциала, присутствие воды и кислорода и изменение pH (кислотного или основного, поскольку оксид алюминия является амфотерным). Алюминий - единственный металл, который был коммерчески подготовлен для получения адгезионных электроосаждений путем анодирования [32]. Хотя анодирование является предварительной обработкой для нанесения покрытия на алюминий более 70 лет, этот процесс не так распространен, как процессы цинката и станната [19,33].Анодирование - это процесс, используемый для утолщения оксидного слоя на алюминии, используемый в промышленности с 1923 года. При анодировании существует электрическое поле, кислотность, кислород и вода. С помощью этих переменных можно создавать анодированные покрытия из оксида алюминия толщиной от нескольких микрон до более 100 мкм. Пористость этих анодированных покрытий обусловлена ​​равновесием между кислотным растворением оксида и электролитическим ростом оксидного слоя.

    Кабрера и Мотт [34] и Фелнер и Мотт [35] описали высокополевой механизм образования и роста оксидной пленки.Эта теория начинается с адсорбции кислорода на голых титановых поверхностях для создания монослоя оксида. Последующее туннелирование электронов от титана через оксид к адсорбированному кислороду создает ионы кислорода, которые действуют как ловушки электронов на поверхности. По мере накопления этих ловушек падение потенциала на пленке увеличивается. Это, в свою очередь, создает электрическое поле через пленку, которое снижает энергию активации для переноса ионов через пленку.

    Для образования дополнительного оксида необходимо привести в контакт титан и кислород.Это означает, что ион титана или ион кислорода (или оба) должны быть подвижными внутри пленки. Оксидная пленка, сформированная на титане, классифицируется как полупроводник типа N , что означает, что подвижность анионов является доминирующим механизмом переноса ионов [35]. Следовательно, ионы кислорода перемещаются через оксидную пленку к поверхности титана с образованием нового оксида. Этот механизм образования называется ростом при постоянном поле. Поскольку подвижные ионы и ионы, создающие поле, одинаковы, скорость переноса анионов должна уравновешиваться скоростью, с которой новые анионы, создающие поле, образуются на поверхности.В этой модели также предполагается, что по мере увеличения толщины оксидной пленки энергия активации переноса ионов увеличивается и в конечном итоге ограничивает дальнейшее образование оксида. Если падение потенциала на пленке увеличивается, электрическое поле увеличивается, и это обеспечивает средства для продолжения роста оксида. В этом обсуждении описан атомистический механизм, приводящий к образованию оксидной пленки.

    В этом новом процессе прямого никелирования алюминия, еще до того, как мы приложим электрическое поле, происходит изменение химической среды алюминия - повышается температура (предварительный нагрев - циркулирует горячий электролит), кислотность, кислород и вода.Электролит циркулирует до тех пор, пока он и устройство не достигнут заданной температуры, например 65 ° C. Во время этой начальной фазы запуска, продолжительностью всего несколько минут, мы имеем два измерения образования оксидов (рис. 16.3):

    Рис. 16.3. Элементная карта морфологии, показывающая прозрачные слои алюминия, оксида и никеля.

    1.

    Существует среда, способствующая утолщению оксидного слоя («вертикальный» рост) из-за диффузии ионов алюминия через оксидную пленку и доступа кислорода с поверхности.

    2.

    Высокая скорость кислого электролита, турбулентно протекающего по верхней поверхности оксида, создает нерегулярную или пористую морфологию, аналогичную наблюдаемой при анодировании (развитие «горизонтальной» морфологии).

    Изменение толщины и морфологии поверхностного слоя схематично показано на рис. 16.4. Мы полагаем, что о существовании и важности этой фазы запуска (предэлектрического поля) в процессе нанесения покрытия на алюминий ранее не сообщалось и не сообщалось.Когда электрическое поле применяется для никелирования, поверхность этого более толстого оксидного слоя уже находится в очень активном состоянии из-за движения ионов.

    Рисунок 16.4. Схематическая диаграмма, показывающая утолщение существующего оксидного слоя между электроосажденным Ni и алюминиевой подложкой.

    Томпсон и Вуд [36] показали, что морфология поверхности развивается во время этого традиционного процесса анодирования. Как показано на рис. 16.5, они схематически показали, что морфология поверхности пленки развивается во время этого обычного процесса анодирования.Мы наблюдали морфологию в нашем процессе, которая, по-видимому, соответствует увеличению толщины пленки и развитию морфологии поверхности, которую они наблюдали на начальной и средней стадиях анодирования, схематично показанной на рис. 16.6.

    Рисунок 16.5. Схематические сечения анодных пленок, показывающие развитие морфологии поверхности пленки в процессе анодирования.

    Данные взяты из After G.E. Томпсон, Г. Древесина. Коррозия: водные процессы и пассивные пленки, в: Трактат по материаловедению и технологиям.Academic Press, London, 1983.

    Рисунок 16.6. Схематические разделы, показывающие предполагаемое развитие морфологии поверхности пленки на ранних стадиях процесса протекания электролита без протекания тока.

    Получение изображения (рис. 16.7) поверхности никеля, нанесенного методом высокоскоростного гальванического покрытия, с использованием сканирующего электронного микроскопа с высоким разрешением, показывает морфологию частиц, начиная от только что зародившихся частиц (<50 нм) до полностью выросшие зерна микронного размера.Никель образует непрерывную плотную структуру без каких-либо поверхностных трещин, несмотря на использование высокой плотности тока во время электроосаждения. На рисунке 16.8 показаны поперечные сечения никелирования алюминия при различных температурах и плотностях тока. Толщина покрытия увеличивается за счет увеличения плотности тока.

    Рисунок 16.7. СЭМ-изображение высокого разрешения, показывающее морфологию осажденного нанокристаллического никеля на алюминии.

    Рисунок 16.8. Иллюстративные поперечные сечения, показывающие никелирование алюминиевых поверхностей при различных температурах и плотностях тока.

    (A) Гальваническое покрытие при 55 ° C и 0,3 мкм -2 ; mag × 2000; толщина покрытия 12 мкм. (B) Гальваническое покрытие при 60 ° C и плотности тока 0,3 Acm -2 ; mag × 2000; толщина покрытия 15 мкм. (C) Гальваническое покрытие при 65 ° C и плотности тока 0,3 Acm -2 ; mag × 2000; толщина покрытия 22 мкм. (D) Гальваническое покрытие при 60 ° C и плотности тока 0,6 Acm -2 ; mag × 1500; толщина покрытия 36 мкм.

    Лани [37] и Масрур [38], работая с автором и используя точно такое же оборудование, разработанное автором, пришли к выводу, что никель можно наносить непосредственно на алюминий без какой-либо предварительной обработки.Они использовали растворы типа Ваттс, все сульфаты и сульфаматы никеля, а также варьировали скорость раствора, плотность тока и температуру раствора для нанесения покрытия. Увеличение плотности тока и температуры раствора эффективно увеличивало вес и толщину электроосажденных никелевых покрытий для обоих никелевых растворов. Таблица 16.2 показывает для всех трех типов используемых растворов никеля, что раствор сульфамата никеля дает самую высокую скорость нанесения покрытия, когда раствор вращают со скоростью 500 об / мин, при температуре 75 ° C и плотности тока 0.1 Акм −2 . Результаты экспериментов показали, что между покрытием и материалом основы был получен хороший уровень адгезии. Электронно-микроскопические исследования (рис. 16.7 и 16.8) электроосаждений не показывают зазора, пористости или каких-либо других признаков повреждений на границе раздела. Скорость электроосаждения увеличивалась по мере увеличения плотности катодного тока, температуры и перемещений электролита, и взаимосвязь между этими параметрами почти линейна в экспериментальном диапазоне, который использовался в этой работе.Осажденный никель оказался нанокристаллическим.

    Таблица 16.2. Толщина никелевого покрытия, показывающая влияние различных типов используемых растворов [37]

    9020
    Скорость движения раствора (об / мин) 500
    Время нанесения покрытия (мин) 3
    Плотность тока (Acm −2 ) 0,1
    Температура (° C) 75
    Типы растворов Ватт сульфат никеля Средняя толщина покрытия (мкм) 7.3 19,6 22,9

    Размер плакированного компонента составлял 1 см в диаметре.

    Однако раствор никеля на основе сульфата давал более высокую скорость осаждения по сравнению с раствором Уоттса, поскольку температура покрытия и плотности тока были увеличены. Мансур и Лани провели испытания на адгезию с использованием двух типов испытаний и пришли к выводу, что уровень адгезии между подложкой и никелевым покрытием был очень хорошим.

    Визуализация (рис.16.7) поверхности никеля, который был осажден путем высокоскоростного нанесения покрытия с использованием сканирующего электронного микроскопа с высоким разрешением, показывает морфологию частиц, начиная от только что зародившихся частиц (<50 нм) и заканчивая полностью выросшими зернами микронного размера. -размер. Никель образует сплошную плотную структуру без каких-либо поверхностных трещин, несмотря на использование высокой плотности тока во время электроосаждения. Поперечное сечение образца алюминия с никелированным покрытием показывает при всех используемых плотностях тока отсутствие разрывов или трещин между подложкой и никелевым покрытием (рис.16.8). Эти микрофотографии подтверждают результаты испытаний на адгезию этих образцов ножом (ASTM D6677-07) и лентой (D3359-09), которые подтвердили хороший уровень адгезии никеля к алюминиевой подложке. Эта хорошая адгезия была дополнительно подтверждена.

    Раствор для блестящего никелирования - ванна или щетка - услуги по золочению

    Раствор для блестящего никелевого покрытия - это раствор для гальваники, предназначенный для нанесения твердого блестящего никелевого покрытия на большинство типов металлических поверхностей * .При правильном нанесении на правильно подготовленную поверхность никелевая пластина сама по себе может обеспечить красивую, блестящую декоративную отделку. Благодаря своему превосходному внешнему виду, твердости и другим физическим свойствам, Bright Nickel Plate является наиболее распространенным материалом, используемым в качестве подкладки для последующих отделок, таких как хром, золото, родий и другие типы декоративной отделки.

    * Некоторые металлы, такие как цинк, нержавеющая сталь и вольфрам, требуют специальной предварительной обработки перед нанесением покрытия раствором для блестящего никелирования.Для получения информации об использовании нашего раствора для блестящего никелирования, пожалуйста, напишите в наш отдел технической поддержки. Сообщите как можно больше подробностей о своем проекте. Мы свяжемся с вами и дадим нашу рекомендацию.

    Для нанесения покрытия на ванну требуется никелевый анод в мешках. Установка счетчика на 2-3 вольта, на 1-2 минуты, при температуре 110 - 130˚F.

    Для нанесения покрытия кистью требуется насадка для нанесения никеля. Установка измерителя 3–4 В в течение 10–20 секунд на ² дюйма при комнатной температуре.

    Ознакомьтесь с нашей новой схемой нанесения покрытия , чтобы получить подробную информацию о наших продуктах и ​​способах их использования.

    Демонстрация нанесения покрытия с использованием нашего раствора светлого никеля для нанесения золотого покрытия на медь


    ПРИМЕЧАНИЕ. Раствор светлого никеля содержит осветлитель / выравнивающий компонент, который может выделяться из раствора при более низких температурах. Это может привести к образованию белого или светлого слоя осадка на дне емкости. Если это произойдет, раствор никеля по-прежнему будет нормально работать как раствор для нанесения кистью.Однако, если раствор будет использоваться для нанесения покрытия на ванну, выравнивающий компонент необходимо снова растворить в растворе. Это можно сделать, нагревая раствор до 120–140 ° F и взбалтывая раствор до тех пор, пока выравнивающий компонент не растворится. Смотрите видео ниже.

    Паспорт безопасности этого продукта.

    Лист технических данных для этого продукта при нанесении покрытия щеткой.

    Лист технических данных для этого продукта при нанесении покрытия на ванну.

    Жители Калифорнии: Щелкните здесь, чтобы увидеть предупреждение о предложении 65.

    Будущее никелирования

    Никелирование является одним из наиболее универсальных доступных вариантов покрытия, и его популярность, вероятно, будет продолжать расти в аэрокосмической и оборонной отраслях. Растущие потребности инженерных групп на месторождениях, вероятно, будут и дальше способствовать дальнейшему развитию индустрии никелирования.

    Что такое никелирование?

    Покрытие из никеля или никелевого сплава может быть нанесено практически на любую существующую поверхность - обычно продукт или деталь - с помощью традиционных процессов гальваники с использованием электрического тока и процессов химического восстановления, которые происходят в результате автокаталитической реакции.

    Покрытие никелем можно осуществить несколькими способами. При работе с металлической подложкой техники используют химический или электрический метод, диспергируя тонкий слой никеля или покрытие из никелевого сплава. При гальванике слабый ток пропускается через подложку, вызывая процесс окисления, в результате которого металлические чешуйки и соли диспергируются для создания равномерно-слоистого покрытия на покрываемом элементе. В процессе химического восстановления не используется ток, а используется химическая реакция для создания аналогичных, а иногда и более стабильных результатов на металлах, полимерах и композитных объектах.

    История

    Покрытие

    использовалось последние несколько сотен лет как по эстетическим, так и по функциональным причинам. В начале 1800-х годов разработка электрохимических свай, по сути, первой электрической батареи, означала, что изобретатели и техники теперь могли прокачивать ток по проводам.

    В 1837 году Голдинг Берд, британский врач, исследовавший использование электричества и электрохимии в медицине, описал первые примеры электроосаждения хлорида или сульфата никеля на платине.Его команде удалось нанести тонкий слой никеля на платиновую подложку. Вскоре после этого другие европейские эксперименты продемонстрировали, что хлорид никеля, нитрат и сульфат никеля и аммония также могут быть использованы для процессов никелирования. Раствор сульфата никеля и аммония, также известный как двойные соли никеля, был промышленным стандартом в течение следующих семидесяти лет.

    Доктор Исаак Адамс известен в США как «отец никелирования» после патентования ванны с сульфатом никеля и аммония в 1869 году.К ним присоединились другие исследователи, и в 1916 году О. П. Уоттс разработал ванну для быстрого никелирования, которая до сих пор используется во всем мире. Основная «Формула Ватта»:

    • Сульфат никеля, NiSO4 • 7h3O, 240 г / л
    • Хлорид никеля, NiCl2 • 6h3O, 20 г / л
    • Борная кислота, h4BO3, 20 г / л

    Гальванические компании использовали различные уровни температуры и перемешивания воздуха как в Соединенных Штатах, так и в Соединенном Королевстве, пока в 1930-х годах не были созданы и продвигались международные стандарты.Эти стандарты включали более высокие температуры ванны и повышенное перемешивание воздуха.

    Формула Ватта развивалась по мере появления новых возможностей, таких как различные составы, необходимые для создания «яркого» (блестящего) никелирования. Также был введен химический состав, позволяющий наносить металлическое никелирование. Тот факт, что им не нужен постоянный источник энергии, означает, что он иногда бывает более рентабельным. Как электрическое, так и химическое никелирование используется во всем мире в широком спектре промышленных и бытовых применений.

    Основные причины никелирования включают:

    • Упрочняет металлы против ржавчины и других форм коррозии
    • Защита легких пластиков от износа
    • Добавьте эстетической ценности тусклому внешнему виду
    • Повышение твердости подстилающей поверхности
    • Добавка, устойчивая к щелочным средам
    • Экранирование RFI / EMI

    Будущее никелирования для аэрокосмической и оборонной промышленности

    Будущее никелирования в аэрокосмической и оборонной промышленности выглядит радужным.Инженеры могут положиться на это, чтобы отразить атмосферную коррозию в экстремальных условиях, которая вызывает повреждения, которые могут проникнуть в самолет и другое оборудование, ослабляя их конструктивно. Цинк-никелевое покрытие чрезвычайно эффективно в этом случае, поскольку оно действует как «жертвенное покрытие», поглощая коррозию до того, как она попадет на основу.

    Дополнительное использование включает:

    • Повышение твердости - летательные аппараты и оборонное оборудование эксплуатируются в самых экстремальных условиях, поэтому детали с гальваническим покрытием из никеля уменьшают износ и увеличивают срок службы.
    • Восстановление деталей - Когда деталь изнашивается, никелевое покрытие может помочь восстановить первоначальные размеры детали или компонента как внутри, так и снаружи.
    • Повышение электропроводности деталей и элементов из прочных полимеров
    • Повышенная стойкость к сильнокислой или щелочной среде
    • Повышение смазывающей способности и устойчивости к химическим веществам деталей двигателя, опор, лопаток компрессора и других критически важных для полета компонентов

    Как выглядит будущее?

    Вполне вероятно, что эта отрасль будет продолжать развиваться, поскольку универсальность этой технологии нанесения покрытий продолжает служить потребностям инженеров по всему миру.Аэрокосмическая и оборонная промышленность продолжат использовать весь потенциал никелирования в машиностроении и гальванопластике, в то время как компании по нанесению покрытия, такие как SAT Plating, будут продолжать развивать свои услуги для удовлетворения уникальных потребностей рынка.

    SAT Plating - лидер в области никелирования

    SAT Plating - лидер в области никелирования, разрабатывающий технические решения для нанесения металлических покрытий на высокотехнологичные полимеры. Мы предоставляем контролируемые и повторяемые технические решения, стремясь улучшаться каждый день для каждого продукта, который мы производим.Мы стремимся снизить и идентифицировать риски, превзойти требования для любых без исключения запрашиваемых продуктов, соответствовать или превзойти ваши ожидания; и работать вместе как счастливая и эффективная команда.

    Узнайте о нас больше: https://www.satplating.com/about-us/

    Что такое никелирование?

    Что означает никелирование?

    Никелирование - это процесс электролитического осаждения слоя никеля на подложку. Эти никелевые покрытия используются для следующих целей:

    • Износостойкость
    • Коррозионная стойкость
    • Твердость
    • Смазывающая способность
    • Магнитные цели

    Никель, используемый в технических целях, часто имеет гладкий и тускло-серый цвет.И блестящий, и матовый никель обеспечивает отличную устойчивость к коррозии. Никель также используется в качестве подложки для других металлов, таких как золото и серебро, поскольку он действует как диффузионный барьер, предотвращающий любую форму миграции подложки к верхнему покрытию.

    Детали, обработанные слоем блестящего никелирования, со временем сохраняют свой внешний вид и яркость.

    Технический никель используется в недекоративных целях. Декоративный блестящий никель используется в автомобильной промышленности, в быту и в ручных инструментах.

    Corrosionpedia объясняет никелирование

    Никелирование - это процесс нанесения никеля на металлическую деталь. Это может относиться к:

    • Гальваническое покрытие никелем
    • Гальваническое покрытие никелем

    Гальваническое покрытие никелем - это метод нанесения гальванического покрытия тонкого слоя никеля на металлический объект.

    Металлическое никелирование - это автокаталитическая реакция, используемая для нанесения покрытия из никеля на подложку.В отличие от гальваники, нет необходимости пропускать электрический ток через раствор для образования осадка. Металлическое никелирование имеет преимущества по сравнению с гальваническим покрытием - отсутствие проблем с плотностью магнитного потока и электропитанием, оно обеспечивает равномерное нанесение покрытия независимо от геометрии заготовки, а с надлежащим предварительным катализатором может наноситься на непроводящие поверхности.

    Слои никеля можно наносить на все обычно используемые чистые металлы и сплавы. Подложки включают:

    • Нелегированная и низколегированная сталь
    • Медь и медные сплавы
    • Латунь
    • Цинк и алюминиевые сплавы
    • Пластмассы

    Перед никелированием подложки она должна быть очищена от

    Некоторые материалы требуют специальной предварительной обработки перед никелированием, в том числе:

    • Цинк
    • Нержавеющая сталь
    • Алюминиевые сплавы
    • Пластмассы

    Никелевые гальванические покрытия наносят на изделия, помещая их в водный раствор солей никеля, соединенный в качестве катода.Никелевые аноды используются для замыкания цепи, они растворяются в процессе нанесения покрытия, чтобы поддерживать общую концентрацию металлического никеля в растворе. Добавляются органические добавки для получения ровных отложений, а также ярких декоративных покрытий. В зависимости от добавок к ванне для никелирования покрытие может варьироваться от матового до полуяркого и до яркого по блеску. Обычные ванны для никелирования:

    • Сульфат
    • Хлорид
    • Фторборат
    • Сульфамат

    Выбор ванны зависит от желаемых свойств месторождения.

    Никелирование обычно используется в качестве основного слоя покрытия, поскольку оно обеспечивает отличную адгезию между слоями и может оказывать выравнивающее действие на ямки или другие дефекты в основном материале. Никель высокой чистоты используется в:

    • Электроника и авиакосмическая промышленность
    • Химическое и пищевое оборудование
    • Аноды и катоды
    • Испарители каустических веществ
    • Теплозащитные экраны
    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *