Специалист компании "ХимНикель"
Гальваническое никелирование. Особенности технологии
Никелирование – это нанесение на поверхность изделия из металла слоя никеля, прочно соединенного с основанием.
Функции никелевого покрытия:
Функции никелевого покрытия:
- Выравнивает металлическую поверхность, скрывает дефекты.
- Придает изделию декоративный внешний вид, дополнительное хромирование и полировка обеспечивают эффектный блеск.
- Повышает твердость.
- Увеличивает электрическую проводимость.
- Обеспечивает хорошую защиту от коррозии, в том числе в щелочных средах (наносится два и более слоя, используются различные виды никеля).
- Придает способность намагничиваться.
- Служит подслоем при дальнейшем нанесении иммерсионного золота и иных драгметаллов.
Гальваническое никелирование: особенности технологии
Технология гальванического никелирования подразумевает осаждение ионов никеля методом электролиза на поверхность изделий из металла. Процесс получения покрытия с заданными физическими свойствами включает три основных этапа.
Подготовка
На подготовительном этапе очищают металлическую поверхность от загрязнений, заусенцев, посторонних включений. Важно, чтобы поверхность была ровной, без выступающих фрагментов. С этой целью выполняют механическую обработку и шлифовку деталей.
Изделие из металла обязательно обезжиривают – удаление жировых пленок повышает адгезию поверхности, что требуется для получения прочного и долговечного покрытия из никеля.
Изделие из металла обязательно обезжиривают – удаление жировых пленок повышает адгезию поверхности, что требуется для получения прочного и долговечного покрытия из никеля.
Омеднение
Чтобы устранить неровности и создать адгезионный матовый подслой, проводят операцию омеднения. Медь предварительно осаждают электролитическим методом, используя раствор медного купороса с добавлением серной кислоты.
Осаждение никеля
Для никелирования готовят электролит – выбор компонентов зависит от требований к характеристикам покрытия. Раствор заливают в резервуар, изготовленный из непроводящего материала, и погружают в него никелевые электроды, которые служат донорами ионов никеля. Предмет, подлежащий обработке, помещают таким образом, чтобы он не касался стенок и дна емкости. Затем настраивают необходимый уровень напряжения на источнике электрического тока.
Операция осаждения никеля обычно занимает около 40 минут. После завершения операции по осаждению никеля детали достают из гальванической ванны и промывают водой для удаления оксида.
Преимущества и недостатки технологии
Преимущества гальванического метода:
- Дает возможность получить ровный, очень плотный никелевый слой чистотой 999 (но нужно качественно обработать поверхность перед нанесением).
- Покрытие наносится со скоростью от 1 мкм в минуту.
- Расходуется материал анодов, а не соли из электролита.
- Из-за плохой рассеивающей способности электролита на разные части изделия сложной формы, больших размеров металл наносится неравномерно.
- Сложно подобрать вариант приготовления электролита и режим электролиза для нового материала.
Состав для нанесения никелевого гальванопокрытия
Чтобы нанести гальванопокрытие на металл, необходимо использовать электролит – многокомпонентный раствор солей, в котором никель представлен в виде двухвалентного катиона. Растворителем служит дистиллированная вода.
В стандартный состав электролита Уоттса, который чаще всего выбирают для использования благодаря доступности компонентов, входит:
В большинстве случаев требуется получить блестящее твердое покрытие, поэтому поверх блестящей никелировки изделие нередко покрывают слоем хрома. В покрытии, выполненном из блестящего никеля, содержится достаточное количество соосожденной серы – это повышает электрохимическую активность защитного слоя и снижает устойчивость к коррозии при воздействии агрессивных сред. Чтобы повысить коррозионную стойкость изделия с блестящим или сатинированным никелевым покрытием, предварительно можно нанести слой никеля, не содержащего серу.
В стандартный состав электролита Уоттса, который чаще всего выбирают для использования благодаря доступности компонентов, входит:
- Сульфат никеля. Источник основной части ионов никеля. Сульфатный анион практически не влияет на свойства осаждаемого покрытия.
- Хлорид никеля. Обеспечивает хорошую коррозию анода, повышает проводимость гальванической ванны.
- Борная кислота. Служит для буферизации концентрации ионов водорода в катодной пленке. Это позволяет избежать образования узелков, обожженного отложения при осаждении гидроксида никеля, предотвратить излишнее нарастание толщины пленки в областях с более высокими показателями плотности тока.
- Органические отбеливатели. Выполняют функции модификаторов, придают отложениям никеля желаемые свойства. Органические соединения для полублестящего никеля позволяют получить однородные отложения, где вместе с никелем не осаждается сера.
В большинстве случаев требуется получить блестящее твердое покрытие, поэтому поверх блестящей никелировки изделие нередко покрывают слоем хрома. В покрытии, выполненном из блестящего никеля, содержится достаточное количество соосожденной серы – это повышает электрохимическую активность защитного слоя и снижает устойчивость к коррозии при воздействии агрессивных сред. Чтобы повысить коррозионную стойкость изделия с блестящим или сатинированным никелевым покрытием, предварительно можно нанести слой никеля, не содержащего серу.
Электролиты гальванического никелирования
Два самых популярных электролита для получения никелевого покрытия высокой прочности методом гальваники:
Еще три типа электролитов применяют значительно реже:
Гальваническим способом также можно сделать специальное покрытие цинк-никель. Щелочные электролиты для этой процедуры обеспечивают равномерное покрытие изделий сложной конфигурации. Для повышения прочности внешнего слоя выбирают кислотные электролиты, в частности, сернокислый.
- Сульфатный (электролит Уоттса).
- Сульфаминовый.
Еще три типа электролитов применяют значительно реже:
- Хлоридный.
- Фторборатный.
- Кремнефтористоводородный.
Гальваническим способом также можно сделать специальное покрытие цинк-никель. Щелочные электролиты для этой процедуры обеспечивают равномерное покрытие изделий сложной конфигурации. Для повышения прочности внешнего слоя выбирают кислотные электролиты, в частности, сернокислый.
Катодные и анодные процессы при электроосаждении
В ходе электрохимической реакции под воздействием постоянного тока ионы никеля осаждаются на поверхность изделия из металла, образуя прочную пленку.
Если гальваническую пару составляют никель и железо, то никель будет являться катодным покрытием. В гальванической паре, состоящей из никеля и цветного металла (медь, латунь и т.д.), никель будет анодом. Это влияет на ход электроосаждения.
Катодные процессы
В ходе катодного процесса выделяется водород, из-за чего электролит защелачивается, возрастает риск образования основных солей никеля – они влияют на структуру пленки, на ее механические свойства. Помимо этого, пузырьки водорода, задержавшиеся на поверхности катода, препятствуют осаждению никеля в этих местах, из-за чего на покрытии формируются углубления, узелки. Чтобы слой никеля получился ровным, прочным и сохранил декоративный вид, в электролит добавляют вещества, снижающие поверхностное натяжение раствора на границе с металлом.
Для равномерного распределения никеля по катодной поверхности поднимают катодную поляризацию – при протекании электротока смещают в отрицательную сторону потенциал катодного участка. Катодная поляризация также влияет на структуру электролитического осадка.
Для равномерного распределения никеля по катодной поверхности поднимают катодную поляризацию – при протекании электротока смещают в отрицательную сторону потенциал катодного участка. Катодная поляризация также влияет на структуру электролитического осадка.
Анодные процессы
В ходе анодного процесса никель быстро пассивируется – образует тонкую пленку с высоким сопротивлением. Пассивация анодов приводит к снижению концентрации ионов никеля в электролите и увеличению концентрации ионов водорода. В результате падает выход по току и ухудшается качество электролитического осадка. Чтобы предотвратить пассивирование анодов, в электролит добавляют активаторы. Ими служат ионы хлора в составе хлористого натрия или хлористого никеля.
Наше предложение
Изделия, никелированные гальваническим способом в промышленных условиях, отличаются высоким качеством и надежностью. Наша компания поставляет необходимое оборудование, инструменты, реактивы, а также оказывает услуги по нанесению никеля на стальные детали, метизы и иную продукцию.
Позвоните нам по контактному телефону, чтобы уточнить условия сотрудничества и оформить заказ.
Позвоните нам по контактному телефону, чтобы уточнить условия сотрудничества и оформить заказ.