Poniklovanie doma

Nikel je široko používaný v strojárstve a výrobe nástrojov, ako aj v rôznych priemyselných odvetviach. V potravinárskom priemysle nikel nahrádza cínové povlaky a v oblasti optiky sa rozšíril cez čierne niklové pokovovanie kovu. Diely vyrobené z neželezných kovov a ocele sú potiahnuté niklom, aby sa zvýšila odolnosť výrobkov voči mechanickému opotrebeniu a chránila sa pred koróziou. Prítomnosť fosforu v nikle spôsobuje, že tvrdosť filmu je blízka chrómu!

Obsah:

Postup pokovovania niklom

Poniklovanie je nanášanie niklového povlaku na povrch časti, ktorá je typicky hrubá 1 až 50 mikrónov. Niklové povlaky sú lesklé alebo matné čierne, ale bez ohľadu na to poskytujú spoľahlivú ochranu kovu v agresívnom prostredí (kyseliny, zásady) a pri zvýšených teplotách..

Pred procesom pokovovania niklom musí byť výrobok pripravený. Ošetrí sa brúsnym papierom, aby sa odstránil oxidový film, otrie sa kefou, premyje sa vodou, odmastí sa v horúcom roztoku sódy a znova sa premyje. Niklové povlaky môžu v priebehu času strácať svoj primárny lesk, preto často pokrývajú niklovú vrstvu odolnejšou vrstvou chrómu.

Nikel, ktorý sa nanáša priamo na oceľ, je katodický a chráni materiál výlučne mechanickými prostriedkami. Nespojitosť ochranného povlaku prispieva k vzniku korozívnych pár, v ktorých je oceľ rozpustnou elektródou. V dôsledku toho sa pod povlakom vyvíja korózia, ktorá ničí oceľový podklad a spôsobuje odlupovanie niklového povlaku. Aby sa tomu zabránilo, musí byť kov vždy potiahnutý silnou vrstvou niklu..

Niklové povlaky je možné nanášať na železo, meď, ich zliatiny, ako aj volfrám, titán a ďalšie kovy. Kovy ako olovo, kadmium, cín, olovo, antimón a bizmut nesmú byť potiahnuté chemickým poniklovaním. Pri niklovaní oceľových výrobkov je zvyčajné používať medenú podvrstvu.

Niklové povlaky sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach na špeciálne, ochranné a dekoračné účely, ako aj ako podkladová vrstva. Technológia poniklovania sa používa na obnovu opotrebovaných automobilových súčiastok a súčastí strojov, poťahovacích chemických zariadení, lekárskych nástrojov, meracích prístrojov, domácich potrieb, dielov, ktoré sa prevádzkujú s malým zaťažením v podmienkach suchého trenia alebo vystavenia silným zásadám.

Druhy poniklovania

Prax pozná dva druhy poniklovania – elektrolytické a chemické. Druhý spôsob je o niečo drahší ako elektrolytický, ale je schopný poskytnúť možnosť vytvorenia povlaku rovnomernej kvality a hrúbky na akýchkoľvek častiach povrchu, ak je splnená podmienka prístupu k nim..

Elektrolytické poniklovanie

Elektrolytické povlaky sa vyznačujú určitou pórovitosťou v závislosti od starostlivej prípravy podkladu a hrúbky ochranného povlaku. Na zabezpečenie vysokokvalitnej ochrany proti korózii je potrebná úplná absencia pórov; na tento účel je zvyčajné predbežne vykonávať medené pokovovanie kovovej časti alebo nanášať viacvrstvový povlak, ktorý je spoľahlivejší ako jednovrstvový náter aj pri rovnaká hrúbka.

Aby ste to urobili, musíte pripraviť elektrolyt. Na 100 mililitrov vody odoberte 30 gramov síranu nikelnatého, 3,5 gramu chloridu nikelnatého a 3 gramy kyseliny boritej, tento elektrolyt nalejte do nádoby. Poniklovanie ocele alebo medi vyžaduje niklové anódy, ktoré je potrebné ponoriť do elektrolytu.

Zaveste časť na drôt medzi niklové elektródy. Drôty z niklových pásov je potrebné zviazať dohromady. Časti sú pripojené k zápornému pólu zdroja prúdu a vodiče k kladnému pólu. Potom musíte do obvodu zahrnúť reostat na nastavenie prúdu a miliampérmetra. Vyberte zdroj jednosmerného prúdu, ktorý má napätie maximálne 6V.

Prúd musí byť zapnutý asi na dvadsať minút. Potom musí byť časť odstránená, opláchnutá a vysušená. Výrobok je pokrytý matnou sivastou vrstvou niklu. Aby ochranný povlak získal lesk, musí byť leštený. Pri práci však pamätajte na významné nevýhody elektrolytického niklovania doma – nerovnomerné ukladanie na reliéfny povrch niklu a nemožnosť zakrytia hlbokých a úzkych dier, ako aj dutín.

Chemické pokovovanie niklom

Okrem elektrolytickej metódy môžete použiť ešte jednu, veľmi jednoduchú metódu na nanášanie železa alebo leštenej ocele na tenkú, ale trvanlivú vrstvu niklu. Je obvyklé odoberať 10% roztok chloridu zinočnatého a postupne ho pridávať do roztoku síranu nikelnatého, až kým kvapalina nezožltne. Potom sa kvapalina musí zahriať do varu, na to je lepšie použiť porcelánovú nádobu..

V tomto prípade sa objaví charakteristický zákal, ktorý však nemá vplyv na proces pokovovania dielov niklom. Keď privediete tekutinu do varu, spustite do nej predmet, ktorý chcete poniklovať. Diel vopred očistite a odmastite. Produkt by mal v roztoku vrieť asi hodinu, počas odparovania z času na čas pridať destilovanú vodu.

Ak si počas varu všimnete, že kvapalina zmenila farbu z jasne zelenej na mierne zelenú, musíte na pôvodnú farbu pridať trochu síranu nikelnatého. Po uplynutí určeného času vyberte produkt z roztoku, opláchnite vodou, v ktorej je rozpustená malá krieda, a dôkladne osušte. Tento ochranný povlak, oceľový alebo leštený, pokovovaný podobným procesom poniklovania, drží veľmi pevne.

Chemický postup pokovovania niklom je založený na redukcii niklu z vodného roztoku jeho solí pomocou hypofosforitanu sodného a ďalších chemických činidiel. Roztoky používané na chemické pokovovanie niklom sú kyslé s pH 4-6,5 a zásadité s pH nad 6,5.

Na poťahovanie železných kovov, mosadze a medi sa odporúča použiť kyslé roztoky. Alkalické pre nehrdzavejúce ocele. Kyslý roztok v porovnaní s zásaditým poskytuje hladší povrch na leštenej časti. Ďalšou dôležitou vlastnosťou kyslých roztokov je nižšia pravdepodobnosť samovybíjania pri prekročení prahu prevádzkovej teploty. Alkalické roztoky zaručujú spoľahlivejšiu priľnavosť niklového filmu k základnému kovu.

Všetky vodné roztoky na niklovanie, ktoré si urobíte sami, sú univerzálne, to znamená, že sú vhodné pre všetky kovy. Na chemické pokovovanie niklom sa používa destilovaná voda, ale môžete použiť aj kondenzát z domácej chladničky. Chemické činidlá sú vhodné čisté – s označením na štítku „H“.

Postupnosť prípravy roztoku je nasledovná. Všetky chemické činidlá, s výnimkou fosfornanu sodného, ​​sa musia rozpustiť vo vode pomocou smaltovaného riadu. Potom roztok zahrejte na prevádzkovú teplotu, rozpustite fosfornan sodný a diely vložte do roztoku. Pomocou jedného litra roztoku môžete odrezať časti, ktoré majú povrch až 2 dm2..

Čierne povlaky

Na špeciálne a dekoratívne účely sa používajú čierne niklové povlaky. Ich ochranné vlastnosti sú veľmi nízke, preto je obvyklé ich nanášať na podkladový povlak z obyčajného niklu, zinku alebo kadmia. Výrobky z ocele musia byť pozinkované a meď a mosadz musia byť poniklované..

Pokovovanie čiernym niklom je tvrdé, ale krehké, najmä keď je hrubé. V praxi sa zastavujú pri hrúbke 2 mikróny. Niklový kúpeľ pre tieto povlaky spravidla obsahuje veľké množstvo tiokyanátu a zinku. V povlaku je prítomná takmer polovica niklu a zvyšných 50% tvorí síra, dusík, zinok a uhlík..

Je obvyklé pripraviť kúpele z čierneho poniklovania z hliníka alebo ocele rozpustením všetkých zložiek v teplej vode a filtráciou filtračným papierom. Ak počas rozpúšťania kyseliny boritej nastanú ťažkosti, potom sa oddelene rozpustí vo vode, ktorá sa zahreje na 70 stupňov Celzia. Dosiahnutie sýtej čiernej farby závisí od správneho výberu prúdovej hustoty.

Poniklované kúpele

V dielňach je široko používaná vaňa, ktorá sa skladá z 3 hlavných zložiek: kyselina boritá, síran a chlorid. Síran nikelnatý je zdrojom iónov niklu. Chlorid významne ovplyvňuje činnosť niklových anód; jeho koncentrácia v kúpeli nie je presne štandardizovaná. V bezchloridových kúpeľoch prebieha silná pasivácia niklu, po ktorej sa obsah niklu v kúpeli zníži a výsledkom je zníženie prúdovej účinnosti a pokles kvality povlakov..

V prítomnosti chloridov sa anódy rozpúšťajú v dostatočných množstvách na normálny priebeh niklovania medi alebo hliníka. Chloridy zvyšujú pri znečistení zinkom vodivosť kúpeľa a jeho výkon. Kyselina boritá pomáha udržiavať pH na určitej úrovni. Účinnosť tohto účinku závisí vo veľkej miere od koncentrácie kyseliny boritej..

Chloridom môže byť chlorid sodný, zinočnatý alebo horečnatý. Široko sa používa síranový kúpeľ Watts, ktorý obsahuje ako prísadu elektricky vodivé soli, ktoré zvyšujú elektrickú vodivosť kúpeľov a zlepšujú vzhľad ochranných povlakov. Najpoužívanejšou z týchto solí je síran horečnatý (asi 30 gramov na liter).

Síran nikelnatý sa obvykle zavádza v koncentrácii asi 250-350 gramov na liter. V poslednej dobe existujú trendy smerom k obmedzeniu síranu nikelnatého – menej ako 200 g / l, čo pomáha výrazne znížiť straty v roztoku.

Koncentrácia kyseliny boritej je 25-40 gramov na liter. Pod 25 g / l sa zvyšuje tendencia k rýchlej alkalizácii kúpeľa. A prekročenie prípustnej hladiny sa považuje za nepriaznivé kvôli možnej kryštalizácii kyseliny boritej a usadzovaniu kryštálov na stenách niklového kúpeľa a anód..

Niklový kúpeľ funguje v inom teplotnom rozsahu. Technológia pokovovania niklom v domácnosti sa však pri izbovej teplote používa zriedka. Nikel sa často odlupuje z povlakov nanesených v studených kúpeľoch, preto musí byť kúpeľ zahriaty najmenej na 30 stupňov Celzia. Hustota prúdu sa volí experimentálne, aby sa povlaky nespálili.

Sodný kúpeľ funguje spoľahlivo v širokom rozsahu pH. Predtým sa pH udržiavalo na úrovni 5,4-5,8, čo motivovalo menšiu agresivitu a vyššiu kryciu schopnosť kúpeľa. Vysoké hodnoty pH však vyvolávajú významné zvýšenie napätí pri niklovaní. Preto je vo väčšine kúpeľov pH 3,5-4,5.

Jemnosti poniklovania

Priľnavosť niklového filmu k kovu je pomerne nízka. Tento problém je možné vyriešiť tepelným spracovaním niklových fólií. Nízkoteplotný difúzny postup spočíva v tom, že sa výrobky, ktoré nie sú poniklované, zahrievajú na teplotu 400 stupňov Celzia a diely sa pri tejto teplote udržiavajú jednu hodinu..

Nezabudnite však, že ak sú časti poniklované tvrdené (rybárske háčiky, nože a pružiny), potom sa pri teplote 400 stupňov môžu uvoľniť a stratiť svoju tvrdosť – svoju hlavnú kvalitu. Preto sa nízkoteplotná difúzia v takejto situácii uskutočňuje pri teplote blízkej 270-300 stupňom s dobou expozície až 3 hodiny. Toto tepelné spracovanie môže tiež zvýšiť tvrdosť poniklovania..

Moderné niklové kúpele vyžadujú špeciálne zariadenie na niklovanie a miešanie vodného roztoku na zintenzívnenie postupu pokovovania niklom a zníženie rizika vzniku jamiek – vzniku malých priehlbín v povlaku. Miešanie v kúpeli znamená potrebu vytvorenia kontinuálnej filtrácie na odstránenie kontaminácie.

Miešanie pomocou pohyblivej katódovej tyče nie je také účinné ako použitie stlačeného vzduchu na tento účel a predovšetkým vyžaduje špeciálnu prísadu, ktorá zabraňuje peneniu..

Odstránenie poniklovania

Niklové povlaky na oceli sa zvyčajne odstraňujú v kúpeľoch so zriedenou kyselinou sírovou. Po častiach za stáleho miešania pridajte 30 litrov koncentrovanej kyseliny sírovej do 20 litrov studenej vody. Dávajte pozor, aby teplota nepresiahla 60 stupňov Celzia. Po ochladení na izbovú teplotu kúpeľa by jeho hustota mala dosiahnuť 1,63.

Aby sa znížilo riziko naočkovania materiálu, z ktorého je substrát vyrobený, do kúpeľa sa pridáva glycerín v množstve 50 gramov na liter. Kúpele sú zvyčajne vyrobené z vinylového plastu. Výrobky sú zavesené na strednej lište, ktorá je spojená s plusom aktuálneho zdroja. Tyče, na ktorých sú upevnené olovené plechy, sú spojené s mínusom zdroja prúdu.

Dbajte na to, aby teplota kúpeľa nepresiahla 30 stupňov, pretože horúci roztok pôsobí na substrát agresívne. Hustota prúdu by mala byť 4 A / dm2, je však povolená odchýlka napätia v rozmedzí 5 až 6 voltov.

Postupne pridávajte koncentrovanú kyselinu sírovú, aby sa hustota udržala na 1,63. Aby ste predišli zriedeniu kúpeľa, ponorte položky do kúpeľa po ich predsušení. Riadenie procesu nie je obzvlášť ťažké, pretože prúdová hustota v čase odstraňovania niklu prudko klesá.

Poniklovanie je teda najobľúbenejším procesom galvanického pokovovania. Poniklovanie sa vyznačuje tvrdosťou, veľkou odolnosťou proti korózii, prípustnými nákladmi na pokovovanie niklom, dobrou odrazivosťou a elektrickým odporom.

About the author