Поиск

Реклама


Свойства и области применения никелевых покрытий.
Индекс материала
Свойства и области применения никелевых покрытий.
Page #
Все страницы

Основой процесса химического никелирования является реакция восстановления никеля из водных растворов его солей. В настоящее время существует три варианта технологического процесса химического никелирования, различающихся по реагенту, выбранному в качестве восстановителя. К ним относятся:

1)    гипофосфитный способ, характеризующийся совместным выделением фосфора в никелевое покрытие;
2)    боргидридный способ с выделением бора, входящего в состав покрытия;
3)    гидроксиламиновый, по которому никель осаждается с наименьшим количеством примесей.

Промышленное применение пока лишь получил гипофосфитный способ, причем осаждение никеля может производиться гипофосфитом натрия или гипофосфитом кальция, но практически применяют лишь гипофосфит натрия. Осажденное покрытие имеет полублестящий металлический вид, аморфную структуру и является сплавом никеля с фосфором. При этом содержание фосфора в осадке зависит от состава раствора и колеблется от 8-10% для щелочных до 8—10% для кислых растворов.

После термообработки при 400—500° С, твердость никель-фосфорного покрытия возрастает вдвое, составляя 900—1000 кгс/мм2 и сравниваясь таким образом с хромовыми покрытиями. При этом многократно возрастает и прочность сцепления. Изменение микротвердости никель-фосфорного слоя в зависимости от температуры термообработки представлено на рис. 21. Пористость никель-фосфорного покрытия можно приравнять к пористости гальванически осажденного никеля.

Указанные свойства никель-фосфорного покрытия определяют и области его применения. Никель-фосфорному покрытию подвергаются детали из черных металлов, меди, алюминия и никеля или покрытые этими металлами. Этот метод покрытия непригоден для осаждения на таких металлах или покрытиях, как свинец, цинк, кадмий  и олово.

Осаждение никеля возможно из щелочных или кислых растворов. Щелочные растворы характеризуются высокой устойчивостью, простотой корректирования, отсутствием склонности к бурному и мгновенному выпадению порошкообразного никеля (явление саморазряда) и возможностью их длительной эксплуатации без замены.

Из многочисленных составов следует рекомендовать проверенный в производственных условиях раствор, содержащий следующие компоненты (г/л) при режиме работы:

Хлористый никель NiCl2 6H2O.................................................... 40—50

аммоний NH4C1......................................................................   45—55

Лимоннокислый натрий............................................................. 40—50

Гипофосфит натрия.................................................................  10—20

Аммиак.................................................................................... До синего цвета раствора

Рабочая температура, °С .......................................................... 80 - 88

Скорость осаждения никеля, мкм/ч ........................................... 8 - 10

Процесс идет с интенсивным выделением водорода па поверхности деталей.

Кислые растворы характеризуются большим разнообразием добавок к растворам солей никеля и гипофосфита. Так, для этой цели могут применяться уксуснокислый натрий, янтарная, винная и молочная кислоты, трилон Б и прочие органические соединения. Приведем один из растворов со следующим составом (г/л) и режимом осаждения:

Сернокислый никель NiSO4 7Н2O................................................. 28—30

Уксуснокислый натрий................................................................. 10—12

Гипофосфит натрия..................................................................... 8—10

Рабочая температура, °С.............................................................. 90—92

Величина рН................................................................................ 4—4,5

Величину рН следует корректировать 2%-ным раствором едкого натра. Скорость осаждения никеля составляет 8—10 мкм/ч. Перегревание раствора сверх 95° С может привести к саморазряду с мгновенным выпадением темного губчатого осадка и с выбрасыванием раствора из ванны.

Корректирование раствора по концентрации входящих в него компонентов производят лишь до накопления в нем фосфита натрия в количестве до 55 г/л, после чего из раствора может выпадать фосфит никеля. По достижении указанной концентрации фосфита никелевый раствор сливают и заменяют новым.

С целью увеличения поверхностной твердости, износостойкости и прочности сцепления детали подвергают термообработке. Наибольшее повышение твердости имеет место в диапазоне температур 400—500° С. При выборе температурного режима следует учитывать, что для ряда сталей, прошедших закалку или нормализацию, высокие температуры не всегда допустимы. Кроме того, термообработка, проводящаяся в воздушной среде, вызывает на поверхности деталей появление цветов побежалости, переходящих от золотисто-желтого цвета до фиолетового. По этим причинам температуру нагрева часто ограничивают 350—380° С в течение 1 ч.

Для футеровки цилиндрических ванн химического никелирования наиболее целесообразно пользоваться съемными пластикатовыми чехлами, сваренными методом горячего проглаживания. При очистке ванн растворы выкачивают насосом, а чехлы извлекают и обрабатывают в азотной кислоте. В качестве материала для подвесок и корзин следует применять углеродистую сталь. Изоляцию отдельных участков деталей и подвесок производят перхлорвиниловыми эмалями или пластикатом. Для нагревания раствора ванн следует применять электрические нагреватели с передачей теплоты через водяную рубашку.