Химическое никелирование

Что такое химическое никелирование?

Химическое никелирование (электролесс-никелирование) – это процесс нанесения защитного слоя никеля на поверхность металлических изделий без использования электрического тока. В отличие от классического гальванического метода, здесь осаждение металла происходит за счёт химической реакции восстановления в специальном растворе. Результат – равномерное, износостойкое покрытие даже на деталях сложной геометрии: с резьбами, отверстиями, внутренними полостями и микрорельефом.

В процессе гальванической обработки изделий применяются различные материалы и подходы. Для нанесения слоя никелирования применяются два подхода:

Гальваническое никелирование и

Химическое никелирование.

Покрытие гальваническим никелированием происходит в ваннах под внешним током в присутствии анодов, и покрытие металлического никеля происходит с анодов, путем «отрыва» атомов никеля с поверхности анодов и осаждения его на изделия. На анод подается «+», а на деталь «-».

Преимущества химического никелирования

Иногда ввиду сложной формы детали или по техническому заданию заказчика гальванический никель не подходит как покрытие, требуется применение бестоковой технологии (без применения внешнего тока). Одним из самых важных характеристик покрытия химическим никелированием является его равномерность. Всю полости и выступы детали покрываются с одинаковой скоростью, а значит выполняется условие точного соблюдения толщины химического покрытия. Гальванический процесс сильно зависит от распределения силовых линий электрического поля и поэтому не позволяет наносить равномерные покрытия на всю поверхность изделия, особенно, если есть внутренние полости.

В таких случаях подходит раствор химического никелирования. В состав растворов для химической никелировки всегда входит соль никеля (как источник никеля для покрытия) и восстановитель металла из соли (например, это может быть гипофосфит никеля). восстановитель нужен чтобы заместить металл в солях никеля и запустить реакцию осаждения покрытия химического никелирования на поверхности изделий. Само изделие в таком процессе выступает в роли затравки для наращивания химического никелирования. Если в емкости нет изделия, а никель начал высаживаться, то он будет расти на стенках ванны или бурно высадится в объеме раствора.

При использовании раствора химического никелирования, надо иметь ввиду, что покрытие обязательно будут содержать в себе частицы фосфора, что влияет на свойства поверхности. В некоторых случаях, это не имеет значения, но надо обращать внимание на техническое задание на покрытие. Поэтому применение покрытия химического никелирования всегда следует согласовывать с заказчиком, даже если такой вид никелирования предпочтителен для конкретного изделия с точки зрения мастера по гальванике.

Основные свойства химического никелирования

Покрытие химическим никелем имеет высокую твердость, плотность и может обладать даже выравнивающими свойствами. Составов для нанесения химического никелирования множество. Для получения декоративных покрытий хорошо подойдет состав кислого химического никелирования, а для получения толстых плотных мелкозернистых покрытий подходит щелочное химическоское никелирование. В любом электролите происходит похожая химическая реакция отличается только ее скорость и требования к контролю состава раствора. Блестящие покрытия химического никелирования более напряженные и требуют постоянной корректировки ванн по показателю рН и содержанию никеля и восстановителя. Если упустить момент – реакция остановится и невозможно будет рассчитать толщину никелевого слоя. Восстановление растворов необходимо проводить под контролем аналитиков. Чтобы не инициировать неконтролируемую реакцию распада раствора, когда никеля выделяется с большой скоростью в объеме электролита, а не на изделии. При таком течении событий никель утилизируют, его невозможно и бессмысленно пытаться восстановить.

На какие материалы можно нанести хим никель?

Чаще всего химическое никелирование наносят на основу из стали или из алюминия, иногда на титановую основу. Конечно, а титан и алюминий требуют отдельной подготовки для нанесения химического никелирования, но это предмет для отдельной статьи, тут мы не будем обращать внимание на этот момент. Сталь в качестве подготовки под химическое никелирование обезжиривают и травят в кислоте. Этого вполне достаточно для образования затравочных центров роста никеля.

Сплавы цветных металлов редко обрабатывают покрытием методом химического никелирования. Это связано с близкими химическими потенциалами меди и никеля. Другими словами, можно говорить о том, что никель не дает покрытия на меди, как на центре кристаллизации. Так как нет приложения внешнего поля, то исходная разность потенциалов основного материала и никеля важна для запуска осаждения покрытия химического никелирования. Если стоит необходимость обработать покрытием химическим никелем сплавы цветных металлов, то перед погружением в ванну, на детали заранее делают покрытие в растворе гальванического никелирования, чтобы на поверхности образовались активные затравочные точки из свежеосажденного химического никелирования. В таком случае покрытие проходит как на никелевой поверхности.

Области применения химического никелирования

Ввиду высокой коррозионной стойкости, укрывистости и износостойкости и адгезии покрытий, полученных способом химического никелирования, такие виды покрытий находят широкое применение. Например, в машиностроении (детали и корпуса машин, двигателей), авиационной промышленности, электротехнической и пищевой промышленности, а также при производстве сувенирных и бижутерных изделий. Составов для нанесения покрытия химического никелирования множество, на них оформлено большое количество патентов, полезных моделей и свидетельств, выпущены ГОСТы и ТУ. Проще и лучше всего выбирать составы покрытий ГОСТ, они самые простые в приготовлении и наиболее универсальны в использовании.

Оборудование для выполнения обработки

Для выполнения работ по нанесению покрытия химического никелирования потребуется специальная термостойкая ванна. Химическое осаждение кроме реактивов, требует также нагрева. Температура ниже 80 градусов не запускает реакцию осаждения. Может применяться специальная ванна с тефлоновой вставкой и инертный нагреватель, на который не будет высаживаться никель. Также можно использовать внешний нагреватель (плитку) и химически стойкую посуду (стакан, колба и т.д). важно обеспечить постоянство температуры и необходимый объем раствора, чтобы изделие было полностью погружено в раствор химического никелирования. Хорошо, если будет постоянный контроль рН и температуры. Частичное покрытие изделий с переворотом для экономии объема электролита в данном случае не допускается.

Составы растворов для химического никелирования и условия проведения процесса

В общем случае растворы для химического никелирования можно разделить по показателю кислотности на кислые (рН меньше 7) и щелочные (рН больше 7). Различаются они по составу и по скорости осаждения. В кислых растворах меньше содержание никеля, но выше скорость осаждения, в составе есть блескообразователь, хорошая скорость осаждения (до 25 мкм в час), температура доходит до 100 градусов.

Щелочные растворы содержат в два раза больше никеля, наносятся при более низких температурах (около 80 градусов), скорость осаждения до 10 мкм в час. исходя из этого, может показаться, будто предпочтительнее кислый раствор, но на практике как раз чаще используется щелочное химическое никелирование, а кислый крайне редко находит применение. Дело в том, что контроль быстрого расхода реактивов и электролите – дело достаточно сложное, поэтому технологи предпочитают использовать простой и медленный раствор щелочного химического никелирования, заслуженно полагая его более легким в обслуживании.

Для расчета толщины покрытия используют данные о скорости высадки никеля и площади поверхности, рассчитывают время выдержки и температуру раствора. Таким образом с высокой точностью можно обеспечить заданные параметры покрытия. Надо обратить внимание, что растворы химического никелирования одноразовые. После обработки деталей его утилизируют. Это связано с тем, что корректировка растовора после каждой детали дело сложное и дорогостоящее. В небольшой объеме производства замена электролита более оправдана, чем его аналитика и корректировка.

Никелирование цветных металлов

Химическое никелирование цветных металлов используется редко. Это связано с химическими свойствами исходных металлов и стоимости бестокового способа нанесения никеля. Сплавы меди значительно проще обрабатывать в ваннах для покрытия гальванического никелирования, меньше затрат и проще обработка. Только в отдельных случаях с изделиями сложной формы применяют технологию химической никелировки. При этом, для обеспечения качественной адгезии, наносят первичный слой никелирования или даже (в случае очень ответственных деталей) золота под током. Если не делать гальваническую подготовку, велика вероятность отслоения никеля от основы, химникель очень неравномерно осаждается на сплавы цветных металлов.

Технология никелирования в домашних условиях

Этот бестоковый процесс можно проводить в домашних условиях при соблюдении минимальной техники безопасности для работы с химическими веществами: защитные перчатки, вытяжка, – вот минимальный набор требований для безопасной работы. Химическое никелирование – простой процесс при наличии качественного раствора и хорошей подготовки детали. При этом нельзя сказать, что он универсален. Для первичного знакомства с процессами гальванического никелирования лучше подходит никелирование под током. В случае покрытия под током проще оценить результат. Состав подходит для работы в течение длительного времени, не требует корректировок и стабилен в использовании. Если Вам интересен процесс никелирования в Москве в домашних условиях, то можно ознакомиться с информацией по поводу никелирования под током в домашних условиях.

Электролитическое и химическое никелирование в чем разница

Осадки никеля можно получать на различных металлах различными способами. При выборе метода покрытия никелевого покрытия, следует уделить внимание следующим параметрам изделия:

• Исходный материал
• Требуемая чистота покрытия
• Форма изделия
• Размер детали

Если в результате анализа этих данных получается, что чистота покрытия не критична, а изделия сложной формы и исходный сплав – не цветной металл, то можно успешно применить электролит химического никелирования. Подобрать кислотный, если нужна высокая скорость осаждения и блеск поверхности или щелочной, если важна укрывистость, плотность и нет возможности вносить в процессе корректировки в раствор химического никелирования.

В других более простых случаях мы рекомендуем пользоваться покрытием гальваническим никелем, под током контролируемо наносить покрытия и использовать электролит повторно много лет без корректировки и замены. Выбирайте под Вашу задачу и требования к покрытию, учитывая особенности исходного металла и сложность поверхности.

Заключение

В заключение, хочется обратить внимание мастеров на то, что кажущаяся простота обычно не означает его универсальность, а говорит обычно об узкой но полной применимости для определенной задачи. Технологи ООО «6 микрон» приготовят для Вас любой электролит химического или гальванического никелирования по выбору, но все-таки выбрать предстоит Вам. Надеемся, что данная статья подсветила для Вас важную информацию и если остались вопросы – мы с проконсультируем Вас более подробно по любому возникающему вопросу про химического и гальванического никелирования.

НАШИ ПРЕИМУЩЕСТВА:

Индивидуальный подбор технологии.	Нет привязки к “стандарту”, работаем строго по требованию заказчика.	Гарантия на гальваническое покрытие 100% качества!	Консультация специалиста на “приемке” прямо на производстве.	Гальваническое покрытие по готовым образцам.

Гордиенко Анастасия Вадимовна
Автор материалов
Должность: главный технолог ООО «6 микрон»
Образование: высшее
Опыт работы в гальванике: 13 лет

Отправить заявку или задать вопрос:

Смотрите также: