8 800 505-40-57 Бесплатный звонок
+7 (812) 647-07-57 Пн.-Пт.; 9:30-18
+7 (812) 647-07-67
e-mail: info@impgold.ru

Никелирование

image1.jpegНикелевые покрытия применяют в качестве защитно-декоративной отделки металлических поверхностей и как промежуточный подслой перед нанесением других металлических покрытий. Никелевые покрытия обычно наносят на железо, медь, титан, алюминий, бериллий, вольфрам и другие металлы, и их сплавы.

Матовые никелевые покрытия имеет низкие декоративные свойства, но за счет того, что получаемые никелевые осадки не имеют посторонних включений, покрытия обладают исключительно высокими антикоррозионными свойствами. Блестящие никелевые покрытия обладают высокой твердостью и износостойкостью, но основными их недостатками является сильное наводороживание никелевого слоя и базового металла, а также большое количество примесей в получаемых осадках и повышенные значения внутренних напряжений со склонностью осадка к растрескиванию, и вследствие этого, понижение коррозионной стойкости. Но несмотря на все эти недостатки, метод получения зеркально-блестящих никелевых покрытий широко распространен, так как при его применении отпадает трудоемкая операция механического полирования поверхности и за счет использования высокой плотности тока, значительно повышается интенсификации гальванического производства и увеличивается скорость осаждения гальванического покрытия.

При гальваническом никелировании стали, никель может защищать основной металл от коррозии только при условии полной беспористости покрытия. Для получения беспористых никелевых осадков применяют многослойные покрытия, которые получают при последовательном осаждении никелевых покрытий из различных по составу электролитов (за счет того, что поры каждого слоя покрытия обычно не совпадают с порами последующего слоя, наносимого с использованием другого по составу электролита). Такие покрытия обладают более высокими защитными свойствами вследствие электрохимического взаимодействия отдельных никелевых слоев, входящих в такое комбинированное покрытие.

Для никелирования применяются растворимые никелевые аноды, высокой степени чистоты. Для стабильной работы анодов, т. е. для равномерного растворения анодов, их подвергают термообработке и придают эллиптическую или ромбовидную форму. Эти факторы сказываются на скорости растворения никеля и соответственно на качестве получаемых осадков.

Для блестящего никелирования используются кислые (к которым относятся сернокислые, хлористые, сульфаминовокислые и борфтористые) и щелочные электролиты (цитратные, тартратные и др.)

image2.jpgНаиболее распространение в промышленности получили сернокислые электролиты блестящего никелирования. Такие электролиты имеют различные составы и различные режимы работы ванн, что позволяет получать никелевые покрытия с различными заданными свойствами. Сернокислые электролиты весьма чувствительны к отклонениям от принятого режима работы ванн и к наличию посторонних примесей. Во время электролиза для некоторых электролитов необходимо выполнять непрерывное перемешивание, а для некоторых и непрерывное фильтрование. Поддержание постоянного рН электролита проводится путем добавления 3%-ного раствора гидроксида натрия или серной кислоты..

Состав сернокислого электролита никелирования:

Никель сернокислый (NiSO4)-250-300 г/л

Никель хлористый (NiСl2 ) -50-60 г/л

Борная кислота (H3BO3) -25-30 г/л

Температура электролита 45-55°С. pH раствора поддерживают на уровне-3,5-4,5. Средняя скорость осаждения никеля 20 мкм в час.

Вводом дополнительных компонентов в сернокислые электролиты никелирования можно получать электролиты с заранее заданными свойствами. Для получения твердых и износостойкий покрытий, применяют электролит, содержащий до 10% фосфора; благодаря чему, получаемые осадки обладают твердостью до 550 МПа. При нагревании до 300-400°С в течение одного часа, твердость покрытия возрастает до 1000-1200 МПА. А коэффициент трения у таких покрытий по стали и чугуну на 30% ниже, чем у хромовых покрытий.

Сульфаминовые электролиты позволяют получать осадки с наивысшей прочностью сцепления со сталью; а осадки получаются пластичные без внутренних напряжений. Из этих электролитов также можно получать никель с высокой скоростью осаждения.

Борфтористоводородные и кремнефтористоводородные электролиты применяются для скоростного осаждения никеля. Часто никель из таких электролитов наносят в качестве подслоя, например, при проведении процесса хромирования.

Черные никелевые покрытия применяются в оптической промышленности, в некоторых специальных отрасляхimage3.jpg машиностроения, а также для придания детали декоративного вида. Такие покрытия получаются при введении в никелевый электролит соли цинка. Но черное никелирование имеет такие недостатки, как низкая коррозионная стойкость, пластичность и прочность сцепления с покрываемыми деталями. Толщина наносимого никелевого покрытия обычно не превышает 0,5-0,7 мкм, поэтому предварительно на деталь наносится подслой меди или блестящего никеля.

Для увеличения твердости, стойкости к коррозии используется никель-кобальтовые покрытия/

Состав никель-кобальтового электролита:

Никель сернокислый (Ni SO4)-200 г/л

Кобальт сернокислый(CoSO4 ) -30 г/л

Натрий хлористый (NaCl)-15 г/л

Борная кислота (H3BO3 ) -25-30 г/л

Температура электролита 17-27°С, pH раствора-5,0-5,6. Средняя скорость осаждения 20 мкм в час. Получаемые покрытия обладают высокой химической стойкостью, обладают повышенным сопротивлением к механическому износу.

Химические никелевые покрытия из-за включения фосфора намного тверже никелевых покрытий полученных электрохимическим способом и приближаются по твердости к хромовым покрытиям. А предел прочности на растяжение у химического никеля даже выше. Электролиты химического никелирования используются для покрытия труб, стволов, различных сложно профильных деталей с глухими каналами и отверстиями, и т.д. Но в отличие от гальванического никеля, существенным недостатком является то, что раствор для химического никелирования не может длительно использоваться, т. к. в нем накапливаются продукты реакции и электролит скоро становиться непригодным для дальнейшего использования.

image4.jpegОсаждение химического никеля может производиться как из кислых, так и из щелочных растворов. Щелочные растворы отличаются высокой устойчивостью и простотой корректировки электролита. В этих растворах не наблюдается саморазряда, т.е. мгновенного выпадения порошкообразного никеля. При получении не качественного никелевого покрытия, его удаляют раствором разбавленной азотной кислоты.

Состав электролита химического никелирования:

Никель сернокислый (NiSO4)-20 г/л

Гипофосфит натрия (NaH2PO2)-10-25 г/л

Ацетат натрия (CH3COONa)-10 г/л

Температура электролита 88-92°С. pH раствора 4,1-4,3. Средняя скорость осаждения никеля 20 мкм в час

Неполадки при осаждении никеля и способы их устранения.

Неполадки Причина неполадок Способ устранения
Слабый блеск Недостаточное содержание блескообразующей добавки
Низкое значение рН
Низкая плотность тока
Откорректировать электролит по анализу
Откорректировать рН электролита
Повысить плотность тока
Хрупкий осадок Высокое значение рН
Загрязнение железом
Органические загрязнения
Избыток перекиси водорода в растворе
Заниженная концентрация борной кислоты
Избыток блескообразователей
Подкислить электролит
Селективно очистить электролит
Химическая очистка электролита
Устранить избыток перекиси водорода подогревом
Проверить и откорректировать концентрацию борной кислоты
Снизить концентрацию блескообразователя при помощи активированного угля или проработкой током
Питтинг Ванна загрязнена органическими примесями
Слабое перемешивание
Низкая температура
Провести очистку ванны активированным углем или перманганатом калия
Усилить перемешивание
Подогреть электролит
Темный цвет осадка Ванна загрязнена медью, цинком или железом Провести селективную чистку
Отслаивание никеля от основы Плохая подготовка поверхности
Наличие свинца в электролите
Повторить подготовительные операции
Провести селективную очистку электролита
Расслаивание никеля при многослойном никелировании Пассивация никелевого слоя, предварительно нанесенного
Завышенная концентрация бутандиола
Уменьшить межоперационное нахождение деталей на воздухе, проверить контакты
Произвести химическую очистку и разбавить электролит
Шероховатость осадков Механические загрязнения
Плохая промывка
Загрязнение электролита анодным шламом
Низкая концентрация никеля в электролите
Заниженная температура электролита
Загрязнение электролита алюминием и железом
Усилить фильтрацию
Улучшить промывку
Заменить анодные чехлы
Добавить сернокислый никель по анализу
Установить необходимую температуру ванны
Удалить из раствора алюминий и железо снижением кислотности раствора и фильтрацией
Шелушение осадка никеля Присутствие в электролите окислителей
Присутствие в электролите солей хрома
Обработать электролит активированным углем и прокипятить
Заменить электролит
Низкая рассеивающая и кроющая способность электролита Плохая электропроводимость электролита
Органические и неорганические загрязнения
Плохие контакты
Недостаточная площадь анодов
Заниженная плотность тока
Проверить и откорректировать концентрацию хлора в электролите
Провести очистку электролита
Последовательно проверить все контакты
Проверить соотношение площади анода к покрываемой поверхности
Увеличить площадь анодов
Постепенно повысить плотность тока

Возврат к списку