Hemijsko niklovanje - karakteristike, tehnologija i preporuke

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Tehnologije za metalizaciju delova i konstrukcija rasprostranjene su u raznim oblastima industrije i građevinarstva. Dodatni premaz štiti površinu od vanjskih oštećenja i faktora koji doprinose potpunom uništenju materijala. Jedan takav tretman je elektrobez niklovanje, koje ima izdržljiv film koji je mehanički i otporan na koroziju i može izdržati temperature od oko 400°C.

Tehnološke karakteristike

Zajedno sa hemijskim prevlačenjem na bazi nikla, postoje metode galvanizacije i galvanizacije. Reakciju precipitacije treba odmah pripisati karakteristikama tehnike koja se razmatra. Organizuje se u uslovima redukcije nikla na bazi natrijum hipofosfita u fiziološkom rastvoru uz dodatak vode. U industriji se sa spojevima pretežno koriste tehnologije hemijskog niklanjaaktivni kiseli i alkalni spojevi, koji tek pokreću procese taloženja. Ovako obrađen premaz dobija sjajan metalizirani izgled, čija je struktura kombinovana legura nikla i fosfora. Tehnologija, napravljena uz prisustvo posljednje supstance u sastavu, ima niže fizičko-hemijske pokazatelje. Kisele i alkalne otopine mogu dati različite koeficijente sadržaja fosfora - prvi do 10%, a drugi - oko 5-6%.

Fizički kvaliteti premaza će takođe zavisiti od količine ove supstance. Specifična težina fosfora može biti oko 7,8 g/cm3, električni otpor je 0,60 ohm mm2/m, a tačka topljenja je od 900 do 1200°. Operacijom termičke obrade na 400°, tvrdoća nanesenog premaza može se povećati do 1000 kg/mm2. Istovremeno će se povećati i čvrstoća prianjanja radnog komada sa strukturom nikl-fosfora.

Što se tiče hemijskog niklovanja, za razliku od mnogih alternativnih metoda zaštite, ono je najpogodnije za rad sa delovima i strukturama složenog oblika. U praksi se tehnologija često primjenjuje na zavojnice i unutrašnje površine cijevi više formata. Premaz se nanosi ravnomjerno i precizno - bez praznina i drugih nedostataka u zaštitnom sloju. Što se tiče dostupnosti obrade za različite metale, ograničenje se odnosi samo na olovo, kalaj, kadmijum i cink. Suprotno tome, taloženje nikl-fosfora se preporučuje za crne metale, aluminijum ibakreni dijelovi.

Metoda niklanja u alkalnim rastvorima

Alkalne precipitacije obezbeđuju premazu visoku mehaničku otpornost, koju karakteriše mogućnost lakog podešavanja i odsustvo negativnih faktora kao što je taloženje praha nikla. Postoje različite recepture koje se pripremaju ovisno o vrsti metala koji se obrađuje i njegovoj namjeni. Sastav ove vrste rastvora za hemijsko niklovanje se obično koristi na sledeći način:

• Natrijum limunske kiseline.
• Natrijum hipofosfit.
• Amonijum (hlorisani).
• Nikal.

Na temperaturi od oko 80-90°, proces se odvija brzinom od oko 9-10 mikrona/sat, dok je taloženje praćeno aktivnom evolucijom vodonika.

Sam postupak pripreme recepta se izražava u rastvaranju svakog od navedenih sastojaka posebnim redoslijedom. Jedini izuzetak u ovom sastavu hemijskog niklanja biće natrijum hipofosfit. Sipa se u zapremini od oko 10-20 g/l do trenutka kada se sve ostale komponente rastvore, a temperatura se dovede na optimalni režim.

Inače, ne postoje posebni zahtjevi za pripremu procesa taloženja u alkalnom rastvoru. Metalni blank je očišćen i okačen bez posebnog tretmana.

Priprema površina čeličnih delova i konstrukcija za premazivanje nema izražene karakteristike. Tokom procesa možete prilagoditi rastvor dodavanjem istog natrijum hipofosfita ili25% amonijaka. U drugom slučaju, pod uvjetom velike zapremine kupke, amonijak se unosi iz cilindra u plinovitom stanju. Gumena cijev je uronjena na samo dno posude i aditiv se direktno unosi kroz nju kontinuirano do željene konzistencije.

Niklovanje sa kiselim rastvorima

U poređenju sa alkalnim medijima, kisele medije karakteriše niz aditiva. Baza hipofosfita i soli nikla može se modificirati natrijum acetatom, mliječnom, jantarnom i vinskom kiselinom, kao i trilonom B i drugim organskim jedinjenjima. Među velikim brojem korištenih formulacija, najpopularnije rješenje za hemijsko niklovanje kiselim taloženjem:

• Natrijum hipofosfit.
• Nikal sulfat.
• Natrijum karbonat.

Brzina taloženja će biti ista 9-10 mikrona/sat, a pH vrijednost se koriguje sa 2% rastvorom natrijum hidroksida. Temperatura se održava strogo unutar 95 °, jer njeno povećanje može dovesti do samopražnjenja nikla s trenutnim taloženjem. Ponekad se primećuje i prskanje rastvora iz posude.

Moguće je promijeniti parametre sastava u odnosu na koncentraciju njegovih glavnih sastojaka samo ako je sadržaj natrijum fosfita u njemu oko 50 g/l. U tom stanju moguća je taloženja nikl fosfita. Kada parametri rastvora dostignu gornju koncentraciju, rastvor se ispušta i zamenjuje novim.

Kada termičkiobrada?

Ako radni komad treba da osigura kvalitetu otpornosti na habanje i tvrdoću, vrši se operacija termičke obrade. Povećanje ovih svojstava je zbog činjenice da u uslovima povećanja temperaturnog režima dolazi do taloženja nikl-fosfora, praćenog formiranjem novog hemijskog jedinjenja. Doprinosi povećanju tvrdoće u strukturi premaza.

U zavisnosti od temperaturnog režima, dolazi do promene mikrotvrdoće sa različitim karakteristikama. Štaviše, korelacija nije nimalo ujednačena u odnosu na povećanje ili smanjenje temperature grijanja. Prilikom termičke obrade u hemijskom niklovanju na 200 i 800°, na primjer, indeks mikrotvrdoće će biti samo 200 kg/mm2. Maksimalna vrijednost tvrdoće se postiže na temperaturama od 400-500°. U ovom načinu rada možete računati na 1200 kg/mm2.

Također treba imati na umu da nisu svi metali i legure, u principu, prihvatljivi za termičku obradu. Na primjer, zabrana je uvedena za čelike i legure koji su već prošli postupke kaljenja i normalizacije. Tome se dodaje i činjenica da termička obrada na zraku može doprinijeti stvaranju nijansi koja se mijenja od zlatne do ljubičaste. Snižavanje temperature na 350 ° pomoći će minimizirati takve faktore. Cijeli proces se izvodi u trajanju od 45-60 minuta samo sa očišćenim obradakom od zagađivača. Spoljno poliranje će direktno uticati na verovatnoću dobijanja kvalitetnog rezultata.

Oprema za obradu

Za proizvodnjuOva tehnologija ne zahtijeva visoko specijalizirane i industrijske jedinice. Kod kuće, hemijsko niklovanje može se postaviti u emajliranu čeličnu kadu ili posudu. Ponekad iskusni majstori koriste oblogu za obične metalne posude, zahvaljujući kojoj su površine zaštićene od djelovanja kiselina i lužina.

U odnosu na kapacitete do 50-100 litara, mogu se koristiti i pomoćni emajlirani rezervoari otporni na azotne kiseline. Što se tiče same obloge, njena osnova je pripremljena od vodootpornog univerzalnog ljepila (npr. "Moment" br. 88) i hrom oksida u prahu. Opet, kod kuće, specijalizirane mješavine praha mogu se zamijeniti mikropraškovima smirgla. Za fiksiranje i obradu nanesene obloge potrebno je sušenje na zraku građevinskim sušilom za kosu ili toplotnim pištoljem.

Profesionalne instalacije za hemijsko niklovanje ne zahtevaju posebnu površinsku zaštitu i odlikuju se prisustvom poklopca koji se može skinuti. Oblozi se uklanjaju nakon svakog tretmana i posebno čiste u dušičnoj kiselini. Glavna dizajnerska karakteristika takve opreme može se nazvati prisustvom korpi i suspenzija (obično napravljenih od ugljičnog čelika), koji olakšavaju manipulaciju malim dijelovima.

Postupci niklovanja za nerđajući čelik i metale otporne na kiseline

Svrha ove operacije je da se poveća otpornost na habanje i tvrdoća površine radnog komada, kao i da se obezbedi zaštita od korozije. Ovo je standardpostupak hemijskog niklanja čelika koji su legirani i koji se pripremaju za upotrebu u agresivnim sredinama. Priprema dijelova imat će posebno mjesto u tehnici premaza.

Za nerđajuće legure koristi se preliminarno rafiniranje u anodnom okruženju u alkalnom rastvoru. Radni predmeti se montiraju na vješalice sa vezom unutarnjih katoda. Vaganje se vrši u posudi s 15% otopinom kaustične sode, a temperatura elektrolita je 65-70 °. Da bi se formirao jednoličan premaz bez zazora, elektrolitičko i hemijsko niklovanje nerđajućih legura treba izvesti u uslovima održavanja gustine struje (anodne) do 10 A/dm2. Trajanje procesa varira od 5 do 10 minuta u zavisnosti od veličine dela. Zatim se radni komad ispere u tekućoj hladnoj vodi i dekapitira u razrijeđenoj klorovodičnoj kiselini oko 10 sekundi na temperaturi od 20 °. Nakon toga slijedi tipična procedura alkalne precipitacije.

Obojeni nikl

Metali koji su mekani i savitljivi za hemijske procese takođe prolaze posebnu pripremu pre obrade. Površine su odmašćene i, u nekim slučajevima, polirane. Ako je radni predmet već bio podvrgnut niklovanju, tada se postupak kiseljenja u 25% razrijeđenoj otopini sumporne kiseline također treba izvesti u roku od 1 minute. Elemente na bazi bakra i njegovih legura preporučuje se obrada u kontaktu sa elektronegativnim metalima kao što su aluminijum i gvožđe. Tehnički, takvu kombinaciju osigurava suspenzija ili žilava žica.od istih supstanci. Kao što praksa pokazuje, ponekad u procesu reakcije, jedan dodir željeznog dijela na površinu bakra dovoljan je za postizanje željenog efekta taloženja.

Hemijsko niklovanje aluminijuma i njegovih legura takođe ima svoje karakteristike. U ovom slučaju se organizira dekapiranje radnih komada u alkalnoj otopini ili se vrši bistrenje na kiselinu na bazi dušika. Koristi se i dvostruki tretman cinkatom, za koji se priprema sastav s cink oksidom (100 g / l) i kaustičnom sodom (500 g / l). Temperaturni režim se mora održavati unutar 20-25 °. Prvi pristup s uranjanjem dijela traje 30 sekundi, a zatim počinje proces jetkanja taloga cinka u dušičnoj kiselini. Nakon toga slijedi drugi, već 10-sekundni zaron. U završnoj fazi, aluminijum se pere hladnom vodom i niklova se rastvorom nikl-fosfora.

Tehnologija niklovanog kermeta

Za materijale ove vrste koristi se opća metoda feritnog niklanja. U fazi pripreme, dio se odmašćuje otopinom sode pepela, ispere vrućom vodom i nagriza 10-15 minuta u otopini alkohola uz dodatak hlorovodonične kiseline. Zatim se radni komad ponovo ispere vrućom vodom i čisti mekim abrazivima od mulja. Neposredno prije početka procesa hemijskog niklovanja, kermet se prekriva slojem paladijum hlorida. Otopina s koncentracijom od 1 g / l nanosi se na površinu četkom. Postupak se ponavlja nekoliko puta i radni komad se suši nakon svakog prolaza.

Za niklovanje koristite posudu sa kiselim rastvorom koji sadrži nikl hlorid (30 g/l), natrijum hipofosfit (25 g/l) i natrijum jantarnu kiselinu (15 g/l). Temperatura rastvora se održava u rasponu od 95-98°, a preporučeni koeficijent vodika je 4,5-4,8. Nakon hemijskog niklovanja metalno-keramički deo se ispere u vrućoj vodi, a zatim prokuva i potapa u pirofosfat. pobakreni elektrolit. U aktivnom hemijskom okruženju radni komad se drži sve dok se ne formira sloj od 1-2 mikrona. Sličnoj obradi mogu se podvrgnuti i različite vrste keramike, kvarcnih elemenata, tikonda i termokonda. U svakom slučaju, oblaganje paladijum hloridom, sušenje na vazduhu, potapanje u kiseli rastvor i prokuvavanje će biti obavezni.

Tehnologija niklanja kod kuće

Tehnički, operacije niklovanja mogu se organizovati bez posebne opreme, kao što je već napomenuto. Na primjer, u okruženju garaže, to može izgledati ovako:

• Kuvanje lonca prave veličine sa emajliranom unutrašnjosti.
• Prethodno pripremljeni suvi reagensi za elektrolitičku otopinu u emajliranoj posudi pomiješaju se sa vodom.
• Rezultirajuća smjesa se prokuha, nakon čega joj se dodaje natrijum hipofosfit.
• Radni komad se čisti i odmašćuje, a zatim se uranja u rastvor, ali bez dodirivanja površina posude - odnosno dna i zidova.
• Karakteristike niklovanja kod kuće su to sveoprema će biti izrađena od improvizovanih materijala. Za istu kontrolu dijela možete obezbijediti poseban držač (obavezno od dielektričnog materijala) sa stezaljkom, koji ćete morati ostaviti u mirnom položaju 2-3 sata.
• Za gore navedeno vrijeme, kompozicija je ostavljena u stanju ključanja.
• Kada prođe tehnološki period niklovanja, dio se uklanja iz otopine. Mora se isprati pod hladnom tekućom vodom razblaženom u gašenom kreču.

Kod kuće možete koristiti čelik od nikla, mesing, aluminijum itd. Za sve navedene metale treba pripremiti elektrolitičku otopinu koja sadrži natrijum hipofosfit, nikl sulfat ili hlorid, kao i inkluzije kiseline. Usput, da ubrzate proces, možete dodati olovni aditiv.

Zaključak

Postoje različite tehnike i pristupi niklovanju u aktivnim hemijskim rastvorima, ali upotreba natrijum hipofosfita je najpovoljnija metoda. To je zbog minimalne količine neželjenih padavina, te kombinacije čitavog skupa tehničkih i fizičkih svojstava premaza debljine oko 20 mikrona. Naravno, hemijsko niklovanje metala je praćeno određenim rizicima od nastanka defekata. Ovo posebno vrijedi za visoko osjetljive obojene metale, ali se takve pojave mogu suzbiti i u okviru jednog tehnološkog procesa. Na primjer, stručnjaci preporučuju uklanjanje neispravnih područja u koncentriranom, kiselom okruženju na bazi dušika satemperature do 35°C. Ovaj postupak se izvodi ne samo u slučaju neželjenih nedostataka, već i radi redovne korekcije nanesenog zaštitnog sloja.