Kemično nikljanje - značilnosti, tehnologija in priporočila

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Tehnologije za metalizacijo delov in konstrukcij so zelo razširjene na različnih področjih industrije in gradbeništva. Dodaten premaz ščiti površino pred zunanjimi poškodbami in dejavniki, ki prispevajo k popolnemu uničenju materiala. Ena od takšnih obdelav je brezelektrično nikljanje, ki ima trpežen film, ki je mehansko in korozijsko odporen ter lahko prenese temperature okoli 400°C.

Tehnološke funkcije

Poleg kemičnega prevleke na osnovi niklja obstajajo metode galvanizacije in galvanizacije. Reakcijo obarjanja je treba takoj pripisati značilnostim obravnavane tehnike. Organiziran je v pogojih redukcije niklja na osnovi natrijevega hipofosfita v fiziološki raztopini z dodatkom vode. V industriji se pri povezovanju pretežno uporabljajo tehnologije kemičnega ponikljanjaaktivne kislinske in alkalne spojine, ki šele sprožijo procese obarjanja. Tako obdelana prevleka pridobi sijoč metaliziran videz, katerega struktura je kombinirana zlitina niklja in fosforja. Tehnologija, izdelana s prisotnostjo zadnje snovi v sestavi, ima nižje fizikalne in kemijske kazalnike. Kisle in alkalne raztopine lahko dajo različne koeficiente vsebnosti fosforja - prvi do 10%, drugi pa približno 5-6%.

Fizične lastnosti premaza bodo odvisne tudi od količine te snovi. Specifična teža fosforja je lahko približno 7,8 g/cm3, električni upor je 0,60 ohm mm2/m, tališče pa od 900 do 1200°. S toplotno obdelavo pri 400° se lahko trdota nanesenega premaza poveča do 1000 kg/mm2. Hkrati se bo povečala tudi trdnost oprijema obdelovanca s strukturo nikelj-fosfor.

Kar zadeva kemično nikljanje, je za razliko od mnogih alternativnih zaščitnih metod najprimernejše za delo z deli in strukturami kompleksne oblike. V praksi se tehnologija pogosto uporablja za tuljave in notranje površine večformatnih cevi. Premaz se nanese enakomerno in natančno - brez vrzeli in drugih napak v zaščitni plasti. Glede razpoložljivosti predelave različnih kovin velja omejitev samo za svinec, kositer, kadmij in cink. Nasprotno pa je nanašanje niklja in fosforja priporočljivo za železne kovine, aluminij inbakreni deli.

metoda nikljanja v alkalnih raztopinah

Alkalna precipitacija zagotavlja premazu visoko mehansko odpornost, za katero je značilna možnost enostavne nastavitve in odsotnost negativnih dejavnikov, kot je obarjanje nikljevega prahu. Obstajajo različni recepti, ki so pripravljeni glede na vrsto kovine, ki se obdeluje, in njen namen. Sestava te vrste raztopine za kemično nikljanje se običajno uporablja na naslednji način:

• Natrijeva citronska kislina.
• Natrijev hipofosfit.
• Amonij (kloriran).
• nikelj.

Pri temperaturi okoli 80-90° proces poteka s hitrostjo okoli 9-10 mikronov/uro, medtem ko odlaganje spremlja aktivno razvijanje vodika.

Postopek priprave samega recepta je izražen v raztapljanju vsake od zgornjih sestavin v ločenem vrstnem redu. Edina izjema v tej sestavi kemičnega nikljanja bo natrijev hipofosfit. Vlijemo ga v prostornini približno 10-20 g / l do trenutka, ko se vse druge komponente raztopijo, in temperatura se spravi na optimalen način.

Sicer ni posebnih zahtev za pripravo postopka nanašanja v alkalni raztopini. Kovinski del je očiščen in obešen brez posebne obdelave.

Priprava površin jeklenih delov in konstrukcij za prevleko nima izrazitih značilnosti. Med postopkom lahko prilagodite raztopino z dodajanjem enakega natrijevega hipofosfita oz25% amoniaka. V drugem primeru, pod pogojem velike prostornine kopeli, se amoniak vnese iz jeklenke v plinastem stanju. Gumijasta cev je potopljena na dno posode in aditiv se neposredno skozi njo v neprekinjenem načinu dovaja do želene konsistence.

Nikljanje s kislinskimi raztopinami

V primerjavi z alkalnimi mediji so za kisle medije značilni različni dodatki. Osnovo hipofosfitnih in nikljevih soli lahko modificiramo z natrijevim acetatom, mlečno, jantarno in vinsko kislino, pa tudi s trilonom B in drugimi organskimi spojinami. Med velikim številom uporabljenih formulacij je najbolj priljubljena rešitev za kemično nikljanje s kislinskim nanašanjem:

• Natrijev hipofosfit.
• Nikeljev sulfat.
• Natrijev karbonat.

Hitrost nanašanja bo enaka 9-10 mikronov/uro, pH vrednost pa se popravi z 2% raztopino natrijevega hidroksida. Temperatura se vzdržuje strogo znotraj 95 °, saj lahko njeno povečanje povzroči samopraznjenje niklja s takojšnjimi padavinami. Včasih opazimo tudi brizganje raztopine iz posode.

Parametre sestave glede na koncentracijo njenih glavnih sestavin je mogoče spremeniti le, če je vsebnost natrijevega fosfita v njej približno 50 g/l. V tem stanju je možno obarjanje nikljevega fosfita. Ko parametri raztopine dosežejo zgornjo koncentracijo, se raztopina izprazni in nadomesti z novo.

Ko toplotnoobdelava?

Če mora obdelovanec zagotoviti kakovost odpornosti proti obrabi in trdote, se izvede postopek toplotne obdelave. Povečanje teh lastnosti je posledica dejstva, da v pogojih zvišanja temperaturnega režima pride do padavin nikelj-fosforja, čemur sledi tvorba nove kemične spojine. Prispeva k povečanju trdote v strukturi prevleke.

Odvisno od temperaturnega režima se mikrotrdota spreminja z različnimi lastnostmi. Poleg tega korelacija glede povečanja ali znižanja temperature ogrevanja sploh ni enotna. Med toplotno obdelavo s kemičnim nikljanjem pri 200 in 800° bo na primer indeks mikrotrdote le 200 kg/mm2. Največjo vrednost trdote dosežemo pri temperaturah 400-500°. V tem načinu lahko računate na 1200 kg/mm2.

Upoštevati je treba tudi, da vse kovine in zlitine načeloma niso sprejemljive za toplotno obdelavo. Na primer, prepoved velja za jekla in zlitine, ki so že opravili postopke utrjevanja in normalizacije. Temu je dodano še dejstvo, da lahko toplotna obdelava na zraku prispeva k nastanku odtenka, ki se spremeni od zlate do vijolične. Znižanje temperature na 350 ° bo pomagalo zmanjšati takšne dejavnike. Celoten postopek se izvede v vrstnem redu 45-60 minut le z očiščenim obdelovancem iz onesnaževalcev. Zunanje poliranje bo neposredno vplivalo na verjetnost doseganja kakovostnega rezultata.

predelovalna oprema

Za proizvodnjoTa tehnologija ne zahteva visoko specializiranih in industrijskih enot. Doma lahko kemično nikljanje uredite v emajlirani jekleni kopeli ali posodi. Včasih izkušeni obrtniki uporabljajo oblogo za navadne kovinske posode, zahvaljujoč kateri so površine zaščitene pred delovanjem kislin in alkalij.

Pri prostornini do 50-100 litrov se lahko uporabljajo tudi pomožni emajlirani rezervoarji, odporni na dušikove kisline. Kar se tiče same podloge, je njena osnova pripravljena iz nepremočljivega univerzalnega lepila (na primer "Moment" št. 88) in kromovega oksida v prahu. Spet lahko doma specializirane mešanice prahu nadomestimo s smirkovimi mikropraški. Za pritrditev in obdelavo nanešene obloge je potrebno sušenje na zraku z gradbenim sušilcem za lase ali toplotno pištolo.

Profesionalne inštalacije za kemično ponikljanje ne zahtevajo posebne površinske zaščite in se odlikujejo po prisotnosti odstranljivih pokrovov. Obloge odstranimo po vsaki tretmaji in jih ločeno očistimo v dušikovi kislini. Glavno oblikovno značilnost takšne opreme lahko imenujemo prisotnost košar in vzmetenja (običajno iz ogljikovega jekla), ki olajšajo manipulacijo z majhnimi deli.

postopki ponikljanja nerjavnega jekla in kovin, odpornih na kisline

Namen te operacije je povečati odpornost proti obrabi in trdoto površine obdelovanca ter zagotoviti protikorozijsko zaščito. To je standardpostopek kemičnega nikljanja za jekla, ki so bila legirana in se pripravljajo za uporabo v agresivnih okoljih. Priprava delov bo imela posebno mesto v tehniki premaza.

Za nerjavne zlitine se uporablja predhodno rafiniranje v anodnem okolju v alkalni raztopini. Obdelovanci so nameščeni na obešalnikih s povezavo notranjih katod. Tehtanje se izvaja v posodi s 15% raztopino kavstične sode, temperatura elektrolita pa je 65-70 °. Za tvorbo enotne prevleke brez vrzeli je treba izvesti elektrolitsko in kemično nikljanje nerjavnih zlitin v pogojih vzdrževanja gostote toka (anodne) do 10 A/dm2. Trajanje postopka je od 5 do 10 minut, odvisno od velikosti dela. Nato obdelovanec speremo v tekoči mrzli vodi in dekapitiramo v razredčeni klorovodikovi kislini približno 10 sekund pri temperaturi 20 °. Temu sledi tipičen postopek alkalne precipitacije.

neželezno nikljanje

Kovine, ki so mehke in upogljive kemičnim procesom, so pred obdelavo podvržene tudi posebni pripravi. Površine so razmaščene in v nekaterih primerih polirane. Če je bil obdelovanec že predhodno ponikljan, je treba postopek luženja v 25 % razredčeni raztopini žveplove kisline izvesti tudi v 1 minuti. Elemente na osnovi bakra in njegovih zlitin je priporočljivo obdelati v stiku z elektronegativnimi kovinami, kot sta aluminij in železo. Tehnično takšno kombinacijo zagotavlja vzmetenje ali trda žica.iz istih snovi. Kot kaže praksa, je včasih v reakcijskem procesu en dotik železnega dela na bakreno površino dovolj, da dosežemo želeni učinek nanašanja.

Kemično ponikljanje aluminija in njegovih zlitin ima tudi svoje značilnosti. V tem primeru je organizirano luženje obdelovancev v alkalni raztopini ali čiščenje s kislino na osnovi dušika. Uporablja se tudi dvojna obdelava s cinkatom, za katero pripravimo sestavo s cinkovim oksidom (100 g / l) in kavstično sodo (500 g / l). Temperaturni režim je treba vzdrževati v območju 20-25 °. Prvi pristop s potopitvijo dela traja 30 sekund, nato pa se začne postopek jedkanja cinkove oborine v dušikovi kislini. Sledi drugi, že 10-sekundni potop. Na zadnji stopnji se aluminij spere s hladno vodo in poniklja z raztopino nikelj-fosforja.

Tehnologija nikljanja s kermetom

Za materiale te vrste se uporablja splošna metoda feritnega nikljanja. V fazi priprave del razmastimo z raztopino natrijevega pepela, speremo z vročo vodo in jedkamo 10-15 minut v alkoholni raztopini z dodatkom klorovodikove kisline. Nato obdelovanec ponovno speremo z vročo vodo in očistimo z mehkimi abrazivi iz blata. Neposredno pred začetkom postopka kemičnega nikljanja je kermet prekrit s plastjo paladijevega klorida. Raztopino s koncentracijo 1 g / l nanesemo na površino s čopičem. Postopek se večkrat ponovi in obdelovanec se po vsakem prehodu posuši.

Za nikljanje uporabite posodo s kislo raztopino, ki vsebuje nikljev klorid (30 g/l), natrijev hipofosfit (25 g/l) in natrijevo jantarno kislino (15 g/l). Temperatura raztopine se vzdržuje v območju 95-98 °, priporočeni vodikov koeficient pa je 4,5-4,8. Po kemičnem nikljanju se kovinsko-keramični del spere v vroči vodi, nato zavre in potopi v pirofosfat. pobakreni elektrolit. V aktivnem kemičnem okolju se obdelovanec drži, dokler ne nastane sloj 1-2 mikrona. Podobni obdelavi se lahko podvržejo tudi različne vrste keramike, kremenovi elementi, tikond in termokond. V vsakem primeru bo obvezno prekrivanje s paladijevim kloridom, sušenje na zraku, potapljanje v kislinsko raztopino in prekuhavanje.

Tehnologija ponikljanja doma

Tehnično je ponikljanje mogoče organizirati brez posebne opreme, kot je že omenjeno. Na primer, v okolju garaže bi lahko izgledalo takole:

• Kuhanje lonca prave velikosti z emajlirano notranjostjo.
• Predpripravljene suhe reagente za elektrolitsko raztopino v emajlirani posodi zmešamo z vodo.
• Dobljeno zmes zavremo, nato pa ji dodamo natrijev hipofosfit.
• Obdelovanec očistimo in razmastimo ter nato potopimo v raztopino, vendar brez dotika površin posode - torej dna in sten.
• Značilnosti ponikljanja doma so to vseoprema bo izdelana iz improviziranih materialov. Za enak nadzor dela lahko zagotovite poseben nosilec (nujno iz dielektričnega materiala) s sponko, ki jo boste morali pustiti v mirovanju 2-3 ure.
• Zgornji čas pustimo sestavo v stanju vrenja.
• Ko mine tehnološko obdobje ponikljanja, se del odstrani iz raztopine. Izprati ga je treba pod hladno tekočo vodo, razredčeno v gašenem apnu.

Doma lahko nikljate jeklo, medenino, aluminij itd. Za vse naštete kovine je treba pripraviti elektrolitsko raztopino, ki vsebuje natrijev hipofosfit, nikljev sulfat ali klorid, pa tudi kislinske vključke. Mimogrede, za pospešitev postopka lahko dodate svinec.

Sklep

Obstajajo različne tehnike in pristopi k nikljanju v aktivnih kemičnih raztopinah, vendar je uporaba natrijevega hipofosfita najbolj ugodna metoda. To je posledica minimalne količine neželenih padavin in kombinacije celotnega niza tehničnih in fizikalnih lastnosti prevleke z debelino približno 20 mikronov. Seveda kemično nikljanje kovine spremljajo določena tveganja za nastanek napak. To še posebej velja za visoko občutljive neželezne kovine, vendar se je proti takim pojavom mogoče boriti tudi v okviru enega samega tehnološkega procesa. Strokovnjaki na primer priporočajo odstranjevanje okvarjenih območij v koncentriranem, kislem okolju na osnovi dušika ztemperature do 35°C. Ta postopek se izvaja ne le v primeru neželenih napak, ampak tudi za namen rednega popravljanja nanešenega zaščitnega sloja.