Nichelatura chimica: caratteristiche, tecnologia e consigli

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Le tecnologie per la metallizzazione di parti e strutture sono diffuse in vari settori dell'industria e dell'edilizia. Un rivestimento aggiuntivo protegge la superficie da danni esterni e fattori che contribuiscono alla completa distruzione del materiale. Uno di questi trattamenti è la nichelatura chimica, che ha una pellicola durevole che è meccanicamente e resistente alla corrosione e può resistere a temperature di circa 400°C.

Caratteristiche tecnologiche

Oltre alla placcatura chimica a base di nichel, esistono metodi di galvanica e galvanica. La reazione di precipitazione va immediatamente attribuita alle caratteristiche della tecnica in esame. È organizzato nelle condizioni di riduzione del nichel a base di ipofosfito di sodio in una soluzione salina con l'aggiunta di acqua. Nell'industria, le tecnologie di nichelatura chimica sono utilizzate prevalentemente con la connessionecomposti attivi acidi e alcalini, che appena avviano i processi di precipitazione. Il rivestimento così trattato acquisisce un aspetto metallizzato lucido, la cui struttura è una lega combinata di nichel e fosforo. La tecnologia, realizzata con la presenza dell'ultima sostanza nella composizione, ha indicatori fisici e chimici inferiori. Le soluzioni acide e alcaline possono fornire diversi coefficienti di contenuto di fosforo - il primo fino al 10% e il secondo - circa il 5-6%.

Le qualità fisiche del rivestimento dipenderanno anche dalla quantità di questa sostanza. Il peso specifico del fosforo può essere di circa 7,8 g/cm3, la resistenza elettrica è di 0,60 ohm mm2/m2 e il punto di fusione è compreso tra 900 e 1200°. Mediante un'operazione di trattamento termico a 400°, la durezza del rivestimento depositato può essere aumentata fino a 1000 kg/mm2. Allo stesso tempo, aumenterà anche la forza di adesione del pezzo con una struttura al nichel-fosforo.

Per quanto riguarda la nichelatura chimica, a differenza di molti metodi di placcatura protettivi alternativi, è più adatta per lavorare con parti e strutture di forma complessa. In pratica, la tecnologia viene spesso applicata a serpentini e superfici interne di tubi multiformato. Il rivestimento viene applicato in modo uniforme e preciso, senza spazi vuoti e altri difetti nello strato protettivo. Per quanto riguarda la disponibilità della lavorazione per diversi metalli, la restrizione si applica solo a piombo, stagno, cadmio e zinco. Al contrario, la deposizione di nichel fosforo è consigliata per metalli ferrosi, alluminio eparti in rame.

Metodo di nichelatura in soluzioni alcaline

La precipitazione alcalina conferisce al rivestimento un'elevata resistenza meccanica, caratterizzata dalla possibilità di facile regolazione e dall'assenza di fattori negativi come la precipitazione della polvere di nichel. Esistono diverse ricette che vengono preparate a seconda del tipo di metallo da lavorare e del suo scopo. La composizione di questo tipo di soluzione di nichelatura chimica viene solitamente utilizzata come segue:

• Acido citrico sodico.
• Ipofosfito di sodio.
• Ammonio (clorurato).
• Nichel.

A una temperatura di circa 80-90°, il processo avviene ad una velocità di circa 9-10 micron/ora, mentre la deposizione è accompagnata da un'evoluzione attiva di idrogeno.

La procedura per la preparazione della ricetta stessa si esprime nello scioglimento di ciascuno degli ingredienti di cui sopra in un ordine separato. L'unica eccezione in questa composizione di nichelatura chimica sarà l'ipofosfito di sodio. Viene versato in un volume di circa 10-20 g / l quando tutti gli altri componenti si sono sciolti e la temperatura viene portata alla modalità ottimale.

In caso contrario, non ci sono requisiti speciali per la preparazione del processo di deposizione in una soluzione alcalina. Il grezzo di metallo viene pulito e appeso senza trattamenti speciali.

La preparazione delle superfici delle parti in acciaio e delle strutture per il rivestimento non ha caratteristiche pronunciate. Durante il processo, è possibile regolare la soluzione aggiungendo lo stesso ipofosfito di sodio o25% di ammoniaca. Nel secondo caso, nella condizione di un grande volume del bagno, l'ammoniaca viene introdotta da un cilindro allo stato gassoso. Un tubo di gomma viene immerso fino al fondo del contenitore e l'additivo viene alimentato direttamente attraverso di esso in modo continuo fino alla consistenza desiderata.

Nichelatura con soluzioni acide

Rispetto ai mezzi alcalini, i mezzi acidi sono caratterizzati da una varietà di additivi. La base dei sali di ipofosfito e di nichel può essere modificata con acetato di sodio, acido lattico, succinico e tartarico, nonché Trilon B e altri composti organici. Tra il gran numero di formulazioni utilizzate, la soluzione più popolare per la nichelatura chimica per deposizione acida:

• Ipofosfito di sodio.
• Solfato di nichel.
• Carbonato di sodio.

La velocità di deposito sarà la stessa di 9-10 micron/ora e il valore del pH viene corretto con una soluzione di idrossido di sodio al 2%. La temperatura viene mantenuta rigorosamente entro i 95°, poiché il suo aumento può portare all'autoscarica del nichel con precipitazione istantanea. A volte si osservano anche schizzi della soluzione dal contenitore.

È possibile modificare i parametri della composizione relativi alla concentrazione dei suoi ingredienti principali solo se il contenuto di fosfito di sodio in essa contenuto è di circa 50 g/l. In questo stato è possibile la precipitazione del fosfito di nichel. Quando i parametri della soluzione raggiungono la concentrazione sopra indicata, la soluzione viene scaricata e sostituita con una nuova.

Quando termicaelaborazione?

Se il pezzo deve garantire la qualità della resistenza all'usura e della durezza, viene eseguita un'operazione di trattamento termico. L'aumento di queste proprietà è dovuto al fatto che in condizioni di aumento del regime di temperatura si verifica una precipitazione di nichel-fosforo, seguita dalla formazione di un nuovo composto chimico. Contribuisce all'aumento della durezza nella struttura del rivestimento.

A seconda del regime di temperatura, c'è un cambiamento di microdurezza con caratteristiche diverse. Inoltre, la correlazione non è affatto uniforme rispetto all'aumento o alla diminuzione della temperatura di riscaldamento. Durante il trattamento termico in nichelatura chimica a 200 e 800°, ad esempio, l'indice di microdurezza sarà di soli 200 kg/mm2. Il valore massimo di durezza si raggiunge a temperature di 400-500°. In questa modalità, puoi contare sulla fornitura di 1200 kg/mm2.

Va inoltre tenuto presente che non tutti i metalli e le leghe sono, in linea di principio, trattamenti termici accettabili. Ad esempio, il divieto è imposto su acciai e leghe che hanno già subito procedure di tempra e normalizzazione. A ciò si aggiunge il fatto che il trattamento termico in aria può contribuire alla formazione di una tinta che cambia dal dorato al porpora. Abbassare la temperatura a 350 ° aiuterà a ridurre al minimo tali fattori. L'intero processo viene eseguito nell'ordine di 45-60 minuti solo con il pezzo pulito dai contaminanti. La lucidatura esterna influirà direttamente sulla probabilità di ottenere un risultato di qualità.

Apparecchiature di elaborazione

Per la produzioneQuesta tecnologia non richiede unità altamente specializzate e industriali. A casa, la nichelatura chimica può essere organizzata in un bagno o in un piatto d'acciaio sm altato. A volte artigiani esperti usano un rivestimento per normali contenitori di metallo, grazie al quale le superfici sono protette dall'azione di acidi e alcali.

Con riferimento a capacità fino a 50-100 litri possono essere utilizzati anche serbatoi ausiliari sm altati resistenti agli acidi nitrici. Per quanto riguarda il rivestimento stesso, la sua base è preparata con colla universale impermeabile (ad esempio "Moment" n. 88) e ossido di cromo in polvere. Ancora una volta, a casa, le miscele di polvere specializzate possono essere sostituite con micropolveri smeriglio. Per fissare ed elaborare il rivestimento applicato, è necessaria l'asciugatura all'aria con un asciugacapelli da costruzione o una pistola termica.

Gli impianti di nichelatura chimica professionale non richiedono particolari protezioni superficiali e si distinguono per la presenza di coperture sfoderabili. I rivestimenti vengono rimossi dopo ogni sessione di trattamento e puliti separatamente in acido nitrico. La principale caratteristica progettuale di tali apparecchiature può essere definita la presenza di cestelli e sospensioni (solitamente realizzati in acciaio al carbonio), che facilitano la manipolazione di piccole parti.

Processi di nichelatura per acciaio inossidabile e metalli resistenti agli acidi

Lo scopo di questa operazione è aumentare la resistenza all'usura e la durezza della superficie del pezzo, oltre a fornire una protezione anticorrosione. Questo è lo standardprocedura di nichelatura chimica per acciai che sono stati legati e sono in preparazione per l'uso in ambienti aggressivi. La preparazione delle parti avrà un posto speciale nella tecnica di rivestimento.

Per le leghe inossidabili, viene utilizzata la raffinazione preliminare in ambiente anodico in una soluzione alcalina. I pezzi sono montati su pendini con il collegamento di catodi interni. La pesatura viene effettuata in un contenitore con una soluzione di soda caustica al 15% e la temperatura dell'elettrolita è di 65-70°. Per formare un rivestimento uniforme senza fessure, la nichelatura elettrolitica e chimica delle leghe inossidabili deve essere eseguita in condizioni di mantenimento di una densità di corrente (anodica) fino a 10 A/dm2. La durata del processo varia da 5 a 10 minuti a seconda delle dimensioni del pezzo. Successivamente, il pezzo viene lavato in acqua corrente fredda e decapitato in acido cloridrico diluito per circa 10 secondi ad una temperatura di 20°. Questa è seguita da una tipica procedura di precipitazione alcalina.

Nichelatura non ferrosa

Anche i metalli morbidi e malleabili ai processi chimici subiscono una preparazione speciale prima della lavorazione. Le superfici sono sgrassate e, in alcuni casi, lucidate. Se il pezzo è già stato precedentemente sottoposto a nichelatura, è necessario eseguire entro 1 minuto anche la procedura di decapaggio in una soluzione diluita al 25% con acido solforico. Si consiglia di lavorare elementi a base di rame e sue leghe a contatto con metalli elettronegativi come alluminio e ferro. Tecnicamente, una tale combinazione è fornita da una sospensione o da un filo tenace.dalle stesse sostanze. Come mostra la pratica, a volte nel processo di reazione, è sufficiente un tocco della parte in ferro sulla superficie in rame per ottenere l'effetto di deposizione desiderato.

Anche la nichelatura chimica dell'alluminio e delle sue leghe ha le sue caratteristiche. In questo caso, viene organizzato il decapaggio dei pezzi in una soluzione alcalina o viene eseguita la chiarificazione su un acido a base di azoto. Viene utilizzato anche un doppio trattamento zincato, per il quale viene preparata una composizione con ossido di zinco (100 g/l) e soda caustica (500 g/l). Il regime di temperatura deve essere mantenuto entro 20-25°. Il primo approccio con l'immersione del pezzo dura 30 secondi, quindi inizia il processo di attacco del precipitato di zinco in acido nitrico. Questa è seguita da una seconda immersione, già di 10 secondi. Nella fase finale, l'alluminio viene lavato con acqua fredda e nichelato con una soluzione di nichel-fosforo.

Tecnologia di nichelatura cermet

Per materiali di questo tipo viene utilizzato il metodo generale di nichelatura della ferrite. Nella fase di preparazione, la parte viene sgrassata con una soluzione di carbonato di sodio, lavata con acqua calda e mordenzata per 10-15 minuti in una soluzione alcolica con l'aggiunta di acido cloridrico. Successivamente, il pezzo viene nuovamente lavato con acqua calda e pulito con abrasivi morbidi dai fanghi. Immediatamente prima dell'inizio del processo di nichelatura chimica, il cermet viene ricoperto da uno strato di cloruro di palladio. Una soluzione con una concentrazione di 1 g / l viene applicata sulla superficie con un pennello. La procedura viene ripetuta più volte e il pezzo viene asciugato dopo ogni passaggio.

Per la nichelatura, utilizzare un contenitore con una soluzione acida contenente cloruro di nichel (30 g/l), ipofosfito di sodio (25 g/l) e acido succinico di sodio (15 g/l). La temperatura della soluzione viene mantenuta nell'intervallo 95-98 ° e il coefficiente di idrogeno raccomandato è 4,5-4,8 Dopo la nichelatura chimica, la parte ceramica-metallica viene lavata in acqua calda, quindi bollita e immersa in un pirofosfato elettrolita ramato. In un ambiente chimico attivo, il pezzo viene trattenuto fino a formare uno strato di 1-2 micron. Anche diversi tipi di ceramica, elementi in quarzo, ticond e thermocond possono essere sottoposti a lavorazioni simili. In ogni caso saranno obbligatorie la placcatura con cloruro di palladio, l'essiccazione all'aria, l'immersione in una soluzione acida e l'ebollizione.

Tecnologia di nichelatura a casa

Tecnicamente, le operazioni di nichelatura possono essere organizzate senza attrezzature speciali, come già notato. Ad esempio, in un garage, potrebbe apparire così:

• Cottura della pentola della giusta misura con interno sm altato.
• I reagenti secchi preparati per la soluzione elettrolitica in un contenitore sm altato vengono miscelati con acqua.
• La miscela risultante viene fatta bollire, dopodiché viene aggiunto ipofosfito di sodio.
• Il pezzo viene pulito e sgrassato, quindi immerso nella soluzione, ma senza toccare le superfici del contenitore, ovvero il fondo e le pareti.
• Le caratteristiche della nichelatura a casa sono tutto quile apparecchiature saranno realizzate con materiali improvvisati. Per lo stesso controllo del pezzo, è possibile fornire un'apposita staffa (necessariamente di materiale dielettrico) con un morsetto, che dovrà essere lasciato in posizione stazionaria per 2-3 ore.
• Per il tempo di cui sopra, la composizione viene lasciata in uno stato di ebollizione.
• Al termine del periodo tecnologico della nichelatura, la parte viene rimossa dalla soluzione. Va sciacquato sotto acqua corrente fredda diluita in grassello di calce.

A casa, puoi nichelare acciaio, ottone, alluminio, ecc. Per tutti i metalli elencati, deve essere preparata una soluzione elettrolitica contenente ipofosfito di sodio, solfato di nichel o cloruro, nonché inclusioni acide. A proposito, per velocizzare il processo, puoi aggiungere un additivo al piombo.

Conclusione

Ci sono diverse tecniche e approcci alla nichelatura in soluzioni chimiche attive, ma l'uso dell'ipofosfito di sodio è il metodo più vantaggioso. Ciò è dovuto alla quantità minima di precipitazioni indesiderate e alla combinazione di un intero insieme di proprietà tecniche e fisiche del rivestimento con uno spessore di circa 20 micron. Naturalmente, la nichelatura chimica del metallo è accompagnata da alcuni rischi di formazione di difetti. Ciò è particolarmente vero per i metalli non ferrosi altamente sensibili, ma tali fenomeni possono essere combattuti anche nell'ambito di un unico processo tecnologico. Ad esempio, gli esperti raccomandano di rimuovere le aree difettose in un ambiente concentrato e acido a base di azoto contemperature fino a 35°C. Questa procedura viene eseguita non solo in caso di difetti indesiderati, ma anche allo scopo di correggere regolarmente lo strato protettivo applicato.