Kemijsko niklanje - značajke, tehnologija i preporuke

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Tehnologije za metalizaciju dijelova i konstrukcija rasprostranjene su u raznim područjima industrije i građevinarstva. Dodatni premaz štiti površinu od vanjskih oštećenja i čimbenika koji pridonose potpunom uništenju materijala. Jedan od takvih tretmana je poniklavanje bez elektronike, koje ima izdržljiv film koji je mehanički i otporan na koroziju i može izdržati temperature od oko 400°C.

Tehnološke značajke

Zajedno s kemijskim prevlačenjem na bazi nikla, postoje metode galvanizacije i galvanizacije. Reakciju precipitacije treba odmah pripisati značajkama tehnike koja se razmatra. Organizira se u uvjetima redukcije nikla na bazi natrijevog hipofosfita u fiziološkoj otopini uz dodatak vode. U industriji se s vezom pretežno koriste tehnologije kemijskog niklanjaaktivni kiseli i alkalni spojevi, koji tek pokreću procese taloženja. Ovako obrađen premaz dobiva sjajni metalizirani izgled čija je struktura kombinirana legura nikla i fosfora. Tehnologija, izrađena uz prisutnost posljednje tvari u sastavu, ima niže fizikalne i kemijske pokazatelje. Kisele i alkalne otopine mogu dati različite koeficijente udjela fosfora - prvi do 10%, a drugi - oko 5-6%.

Fizičke kvalitete premaza također će ovisiti o količini ove tvari. Specifična težina fosfora može biti oko 7,8 g/cm3, električni otpor je 0,60 ohm mm2/m, a talište je od 900 do 1200°. Postupkom toplinske obrade na 400°, tvrdoća nanesenog premaza može se povećati do 1000 kg/mm2. Istodobno će se povećati i čvrstoća prianjanja obratka sa strukturom nikal-fosfor.

Što se tiče kemijskog poniklanja, za razliku od mnogih alternativnih metoda zaštite, ono je najprikladnije za rad s dijelovima i strukturama složenog oblika. U praksi se tehnologija često primjenjuje na zavojnice i unutarnje površine višeformatnih cijevi. Premaz se nanosi ravnomjerno i točno - bez praznina i drugih nedostataka u zaštitnom sloju. Što se tiče dostupnosti obrade za različite metale, ograničenje se odnosi samo na olovo, kositar, kadmij i cink. Suprotno tome, taloženje nikal-fosfora preporučuje se za crne metale, aluminij ibakreni dijelovi.

Metoda poniklanja u alkalnim otopinama

Alkalijska precipitacija osigurava premazu visoku mehaničku otpornost, koju karakterizira mogućnost lakog podešavanja i odsutnost negativnih čimbenika kao što je taloženje nikalnog praha. Postoje različiti recepti koji se pripremaju ovisno o vrsti metala koji se obrađuje i njegovoj namjeni. Sastav ove vrste otopine za kemijsko poniklavanje obično se koristi na sljedeći način:

• Limunska kiselina natrij.
• Natrijev hipofosfit.
• Amonij (klorirani).
• Nikal.

Na temperaturi od oko 80-90°, proces se odvija brzinom od oko 9-10 mikrona/sat, dok je taloženje popraćeno aktivnom evolucijom vodika.

Sam postupak pripreme recepta izražen je u otapanju svakog od navedenih sastojaka posebnim redoslijedom. Jedina iznimka u ovom sastavu kemijskog poniklanja bit će natrijev hipofosfit. Ulijeva se u volumenu od oko 10-20 g/l do trenutka kada se sve ostale komponente otope, a temperatura se dovede na optimalan način.

Inače, ne postoje posebni zahtjevi za pripremu procesa taloženja u alkalnoj otopini. Metalni uložak se čisti i vješa bez posebnog tretmana.

Priprema površina čeličnih dijelova i konstrukcija za premazivanje nema izražene značajke. Tijekom procesa možete prilagoditi otopinu dodavanjem istog natrijevog hipofosfita ili25% amonijaka. U drugom slučaju, pod uvjetom velikog volumena kupke, amonijak se uvodi iz cilindra u plinovitom stanju. Gumena cijev je uronjena na samo dno posude i aditiv se direktno dovodi kroz nju kontinuirano do željene konzistencije.

Niklovanje kiselim otopinama

U usporedbi s alkalnim medijima, kisele medije karakteriziraju različiti aditivi. Baza hipofosfita i soli nikla može se modificirati natrijevim acetatom, mliječnom, jantarnom i vinskom kiselinom, kao i trilonom B i drugim organskim spojevima. Među velikim brojem korištenih formulacija, najpopularnije rješenje za kemijsko niklanje kiselim taloženjem:

• Natrijev hipofosfit.
• Nikal sulfat.
• Natrijev karbonat.

Brzina taloženja bit će ista 9-10 mikrona/sat, a pH vrijednost se korigira s 2% otopinom natrijevog hidroksida. Temperatura se održava strogo unutar 95 °, jer njezino povećanje može dovesti do samopražnjenja nikla s trenutnim taloženjem. Ponekad se opaža i prskanje otopine iz posude.

Moguće je promijeniti parametre sastava u odnosu na koncentraciju njegovih glavnih sastojaka samo ako je sadržaj natrijevog fosfita u njemu oko 50 g/l. U tom stanju moguća je precipitacija nikal fosfita. Kada parametri otopine dostignu gornju koncentraciju, otopina se ispušta i zamjenjuje novom.

Kada toplinskiobrada?

Ako radni komad treba osigurati kvalitetu otpornosti na habanje i tvrdoću, provodi se operacija toplinske obrade. Povećanje ovih svojstava posljedica je činjenice da u uvjetima povećanja temperaturnog režima dolazi do taloženja nikal-fosfora, nakon čega slijedi stvaranje novog kemijskog spoja. Pridonosi povećanju tvrdoće u strukturi premaza.

Ovisno o temperaturnom režimu, dolazi do promjene mikrotvrdoće s različitim karakteristikama. Štoviše, korelacija uopće nije ujednačena s obzirom na povećanje ili smanjenje temperature zagrijavanja. Tijekom toplinske obrade u kemijskom niklanju na 200 i 800°, na primjer, indeks mikrotvrdoće bit će samo 200 kg/mm2. Maksimalna vrijednost tvrdoće postiže se na temperaturama od 400-500°. U ovom načinu rada možete računati na 1200 kg/mm2.

Također treba imati na umu da nisu svi metali i legure u principu prihvatljivi za toplinsku obradu. Primjerice, zabrana se primjenjuje na čelike i legure koji su već prošli postupke kaljenja i normalizacije. Tome se dodaje i činjenica da toplinska obrada na zraku može pridonijeti stvaranju nijansi koja se mijenja od zlatne do ljubičaste. Snižavanje temperature na 350 ° pomoći će minimizirati takve čimbenike. Cijeli proces se izvodi u roku od 45-60 minuta samo s očišćenim izratkom od onečišćenja. Vanjsko poliranje izravno će utjecati na vjerojatnost dobivanja kvalitetnog rezultata.

Oprema za obradu

Za proizvodnjuOva tehnologija ne zahtijeva visoko specijalizirane i industrijske jedinice. Kod kuće, kemijsko niklanje može se rasporediti u emajliranu čeličnu kupku ili posudu. Ponekad iskusni majstori koriste oblogu za obične metalne posude, zahvaljujući kojoj su površine zaštićene od djelovanja kiselina i lužina.

S obzirom na kapacitete do 50-100 litara, mogu se koristiti i pomoćni emajlirani spremnici otporni na dušičnu kiselinu. Što se tiče same obloge, njena baza je pripremljena od vodootpornog univerzalnog ljepila (na primjer, "Moment" br. 88) i krom-oksida u prahu. Opet, kod kuće, specijalizirane smjese praha mogu se zamijeniti mikropraškovima smirgla. Za fiksiranje i obradu nanesene obloge potrebno je sušenje na zraku građevinskim sušilom za kosu ili toplinskim pištoljem.

Profesionalne instalacije kemijskog poniklanja ne zahtijevaju posebnu površinsku zaštitu i razlikuju se po prisutnosti uklonjivih poklopaca. Oblozi se uklanjaju nakon svakog tretmana i posebno čiste u dušičnoj kiselini. Glavna značajka dizajna takve opreme može se nazvati prisutnost košara i ovjesa (obično izrađenih od ugljičnog čelika), koji olakšavaju manipulaciju malim dijelovima.

Postupci poniklanja za nehrđajući čelik i metale otporne na kiseline

Svrha ove operacije je povećati otpornost na habanje i tvrdoću površine obratka, kao i osigurati zaštitu od korozije. Ovo je standardpostupak kemijskog niklanja čelika koji su legirani i koji se pripremaju za uporabu u agresivnim okruženjima. Priprema dijela imat će posebno mjesto u tehnici premaza.

Za nehrđajuće legure koristi se preliminarno rafiniranje u anodnom okruženju u alkalnoj otopini. Obradaci su montirani na vješalice s vezom unutarnjih katoda. Vaganje se provodi u posudi s 15% otopinom kaustične sode, a temperatura elektrolita je 65-70 °. Za stvaranje jednolikog premaza bez razmaka, elektrolitičko i kemijsko niklanje nehrđajućih legura treba izvesti u uvjetima održavanja gustoće struje (anodne) do 10 A/dm2. Trajanje postupka varira od 5 do 10 minuta ovisno o veličini dijela. Zatim se radni komad ispere u tekućoj hladnoj vodi i dekapitira u razrijeđenoj klorovodičnoj kiselini oko 10 sekundi na temperaturi od 20 °. Nakon toga slijedi tipičan postupak alkalne precipitacije.

Obojena niklana prevlaka

Metali koji su mekani i savitljivi kemijskim procesima također prolaze posebnu pripremu prije obrade. Površine su odmašćene i, u nekim slučajevima, polirane. Ako je izradak već bio podvrgnut niklanju, tada se postupak kiseljenja u 25% razrijeđenoj otopini sa sumpornom kiselinom također treba provesti unutar 1 minute. Elemente na bazi bakra i njegovih legura preporuča se obrađivati u kontaktu s elektronegativnim metalima kao što su aluminij i željezo. Tehnički, takvu kombinaciju osigurava ovjes ili žilava žica.od istih supstanci. Kao što praksa pokazuje, ponekad je u procesu reakcije dovoljan jedan dodir željeznog dijela na bakrenu površinu za postizanje željenog efekta taloženja.

Kemijsko poniklavanje aluminija i njegovih legura također ima svoje karakteristike. U tom slučaju organizira se dekapiranje obratka u alkalnoj otopini ili se bistrenje vrši na kiselinu na bazi dušika. Također se koristi dvostruki tretman cinkatom, za koji se priprema pripravak s cinkovim oksidom (100 g / l) i kaustičnom sodom (500 g / l). Temperaturni režim mora se održavati unutar 20-25 °. Prvi pristup s uranjanjem dijela traje 30 sekundi, a zatim počinje proces jetkanja cinkovog taloga u dušičnoj kiselini. Nakon toga slijedi drugi, već 10-sekundni zaron. U završnoj fazi, aluminij se ispere hladnom vodom i ponikla se otopinom nikl-fosfora.

Tehnologija poniklanja s kermetom

Za materijale ove vrste koristi se opća metoda feritnog niklanja. U fazi pripreme, dio se odmašćuje otopinom sode pepela, ispere vrućom vodom i nagriza 10-15 minuta u alkoholnoj otopini uz dodatak klorovodične kiseline. Zatim se radni komad ponovno ispere vrućom vodom i očisti mekim abrazivima od mulja. Neposredno prije početka procesa kemijskog niklanja, kermet se prekriva slojem paladijevog klorida. Otopina s koncentracijom od 1 g / l nanosi se na površinu četkom. Postupak se ponavlja nekoliko puta i obradak se suši nakon svakog prolaza.

Za niklovanje koristite posudu s kiselom otopinom koja sadrži nikal klorid (30 g/l), natrijev hipofosfit (25 g/l) i natrijevu jantarnu kiselinu (15 g/l). Temperatura otopine održava se u rasponu od 95-98 °, a preporučeni koeficijent vodika je 4,5-4,8. Nakon kemijskog niklanja metalno-keramički dio se ispere u vrućoj vodi, a zatim prokuha i uroni u pirofosfat pobakreni elektrolit. U aktivnom kemijskom okruženju obradak se drži sve dok se ne formira sloj od 1-2 mikrona. Sličnoj obradi mogu se podvrgnuti i različite vrste keramike, kvarcni elementi, tikond i termokond. U svakom slučaju, oblaganje paladijevim kloridom, sušenje na zraku, potapanje u kiselu otopinu i prokuhavanje bit će obavezni.

Tehnologija poniklanja kod kuće

Tehnički, operacije poniklanja mogu se organizirati bez posebne opreme, kao što je već navedeno. Na primjer, u okruženju garaže, to može izgledati ovako:

• Kuhanje lonca prave veličine s emajliranim interijerom.
• Unaprijed pripremljeni suhi reagensi za elektrolitičku otopinu u emajliranoj posudi pomiješaju se s vodom.
• Nastala smjesa se prokuha, nakon čega joj se dodaje natrijev hipofosfit.
• Obradak se čisti i odmašćuje, a zatim se uroni u otopinu, ali bez dodirivanja površina posude - odnosno dna i zidova.
• Obilježja poniklanja kod kuće su to sveoprema će biti izrađena od improviziranih materijala. Za istu kontrolu dijela možete osigurati poseban nosač (obavezno od dielektričnog materijala) sa stezaljkom, koju ćete morati ostaviti u mirnom položaju 2-3 sata.
• Za gore navedeno vrijeme, sastav se ostavlja u stanju ključanja.
• Kada prođe tehnološko razdoblje poniklanja, dio se vadi iz otopine. Mora se isprati pod hladnom tekućom vodom razrijeđenom u gašenom vapnu.

Kod kuće možete koristiti čelik od nikla, mesing, aluminij itd. Za sve navedene metale treba pripremiti elektrolitičku otopinu koja sadrži natrijev hipofosfit, nikal sulfat ili klorid, kao i inkluzije kiseline. Usput, da biste ubrzali proces, možete dodati olovni aditiv.

Zaključak

Postoje različite tehnike i pristupi niklanju u aktivnim kemijskim otopinama, ali upotreba natrijevog hipofosfita je najpovoljnija metoda. To je zbog minimalne količine neželjenih oborina, te kombinacije cijelog skupa tehničkih i fizičkih svojstava premaza debljine oko 20 mikrona. Naravno, kemijsko poniklavanje metala je popraćeno određenim rizicima od nastanka defekata. To posebno vrijedi za visokoosjetljive obojene metale, ali se takve pojave mogu suzbiti i u okviru jednog tehnološkog procesa. Na primjer, stručnjaci preporučuju uklanjanje neispravnih područja u koncentriranom, kiselom okruženju na bazi dušika stemperature do 35°C. Ovaj postupak se provodi ne samo u slučaju neželjenih nedostataka, već i u svrhu redovite korekcije nanesenog zaštitnog sloja.