Химиялық никельмен қаптау - мүмкіндіктері, технологиясы және ұсыныстары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Бөлшектерді және конструкцияларды металдандыру технологиялары өнеркәсіп пен құрылыстың әртүрлі салаларында кең таралған. Қосымша жабын бетті сыртқы зақымданудан және материалдың толық жойылуына ықпал ететін факторлардан қорғайды. Осындай өңдеудің бірі механикалық және коррозияға төзімді және шамамен 400°C температураға төтеп бере алатын берік қабығы бар электрсіз никельмен қаптау болып табылады.

Технологиялық мүмкіндіктер

Никель негізіндегі химиялық қаптаумен қатар, гальваникалық жалату және гальвания әдістері бар. Тұндыру реакциясын дереу қарастырылатын техниканың ерекшеліктеріне жатқызу керек. Ол су қосылған тұзды ерітіндідегі натрий гипофосфиті негізінде никельді қалпына келтіру жағдайында ұйымдастырылған. Өнеркәсіпте химиялық никельмен қаптау технологиялары негізінен қосылыспен қолданыладыжауын-шашын процестерін жаңадан бастайтын белсенді қышқылдық және сілтілі қосылыстар. Осылайша өңделген жабын жылтыр металданған көрініске ие болады, оның құрылымы никель мен фосфордың аралас қорытпасы болып табылады. Құрамындағы соңғы заттың қатысуымен жасалған технологияның физикалық және химиялық көрсеткіштері төмен. Қышқылдық және сілтілі ерітінділер фосфордың әртүрлі коэффициенттерін бере алады - біріншісі 10% дейін, ал екіншісі - шамамен 5-6%.

Қаптаманың физикалық қасиеттері де осы заттың мөлшеріне байланысты болады. Фосфордың меншікті салмағы шамамен 7,8 г/см3, электр кедергісі 0,60 Ом мм2/м, балқу температурасы 900-ден 1200°-қа дейін болуы мүмкін. 400° термиялық өңдеу операциясы арқылы тұндырылған жабынның қаттылығын 1000 кг/мм2 дейін арттыруға болады. Сонымен қатар, никель-фосфор құрылымы бар дайындаманың адгезиясының беріктігі де артады.

Химиялық никельмен қаптауға келетін болсақ, көптеген балама қорғау әдістерінен айырмашылығы, ол күрделі пішінді бөлшектермен және құрылымдармен жұмыс істеу үшін ең қолайлы. Іс жүзінде технология көп форматты құбырлардың катушкаларына және ішкі беттеріне жиі қолданылады. Қаптама біркелкі және дәл қолданылады - қорғаныс қабатындағы бос орындар мен басқа ақауларсыз. Әртүрлі металдарды өңдеу мүмкіндігіне қатысты шектеу тек қорғасынға, қалайыға, кадмийге және мырышқа қатысты. Керісінше, никель-фосфорды тұндыру қара металдар, алюминий жәнемыс бөлшектер.

Сілтілік ерітінділердегі никельмен қаптау әдісі

Сілтілі жауын-шашын жабынды жоғары механикалық төзімділікпен қамтамасыз етеді, ол оңай реттелу мүмкіндігімен және никель ұнтағының тұнбасы сияқты жағымсыз факторлардың болмауымен сипатталады. Өңделетін металдың түріне және оның мақсатына байланысты дайындалатын әртүрлі рецепттер бар. Химиялық никельмен қаптау ерітіндісінің осы түрінің құрамы әдетте келесідей пайдаланылады:

• Лимон қышқылы натрий.
• Натрий гипофосфиті.
• Аммоний (хлорланған).
• Никель.

Шамамен 80-90° температурада процесс шамамен 9-10 мкм/сағ жылдамдықпен жүреді, бұл ретте тұндыру сутегінің белсенді бөлінуімен бірге жүреді.

Рецепттің өзін дайындау тәртібі жоғарыда аталған ингредиенттердің әрқайсысын жеке ретпен еріту арқылы көрсетілген. Химиялық никельмен қаптаудың бұл құрамындағы жалғыз ерекшелік натрий гипофосфиті болады. Ол барлық басқа компоненттер еріген кезде шамамен 10-20 г / л көлемде құйылады және температура оңтайлы режимге дейін жеткізіледі.

Әйтпесе, сілтілі ерітіндіде тұндыру процесін дайындау үшін арнайы талаптар жоқ. Металл дайындама арнайы өңдеусіз тазаланады және ілінеді.

Болат бөлшектер мен конструкциялардың беттерін жабуға дайындаудың айқын ерекшеліктері жоқ. Процесс барысында сіз сол натрий гипофосфитін немесе қосу арқылы ерітіндіні реттей аласыз25% аммиак. Екінші жағдайда, ваннаның үлкен көлемі жағдайында аммиак цилиндрден газ тәрізді күйде енгізіледі. Резеңке түтік контейнердің түбіне батырылады және қоспа үздіксіз режимде ол арқылы қажетті консистенцияға дейін тікелей беріледі.

Қышқыл ерітінділерімен никельмен қаптау

Сілтілік ортамен салыстырғанда қышқылдық орталар әртүрлі қоспалармен сипатталады. Гипофосфит пен никель тұздарының негізін натрий ацетаты, сүт, янтарь және шарап қышқылдарымен, сонымен қатар трилон В және басқа органикалық қосылыстармен өзгертуге болады. Пайдаланылған рецепттердің көп санының ішінде қышқылды тұндыру арқылы химиялық никельмен қаптауға арналған ең танымал ерітінді:

• Натрий гипофосфиті.
• Никель сульфаты.
• Натрий карбонаты.

Шөгу жылдамдығы бірдей 9-10 микрон/сағ болады және рН мәні 2% натрий гидроксиді ерітіндісімен түзетіледі. Температура қатаң түрде 95 ° шегінде сақталады, өйткені оның жоғарылауы тез жауын-шашынмен никельдің өздігінен ағуына әкелуі мүмкін. Кейде ыдыстан ерітіндінің шашырауы да байқалады.

Құрамындағы натрий фосфитінің мөлшері шамамен 50 г/л болған жағдайда ғана оның негізгі ингредиенттерінің концентрациясына қатысты құрамның параметрлерін өзгертуге болады. Бұл күйде никель фосфитінің тұнбасы мүмкін. Ерітіндінің параметрлері жоғарыда көрсетілген концентрацияға жеткенде, ерітінді ағызылады және жаңасымен ауыстырылады.

Жылу кезіндеөңделуде ме?

Дайындаманың тозуға төзімділік пен қаттылық сапасын қамтамасыз ету қажет болса, термиялық өңдеу операциясы орындалады. Бұл қасиеттердің жоғарылауы температуралық режимнің жоғарылауы жағдайында никель-фосфорлық жауын-шашынның пайда болуымен байланысты, содан кейін жаңа химиялық қосылыс пайда болады. Ол жабын құрылымындағы қаттылықтың жоғарылауына ықпал етеді.

Температуралық режимге байланысты әртүрлі сипаттамаларға ие микроқаттылықтың өзгеруі байқалады. Оның үстіне, корреляция қыздыру температурасының жоғарылауы немесе төмендеуіне қатысты мүлдем біркелкі емес. 200 және 800° температурада химиялық никельмен қаптауда термиялық өңдеу кезінде, мысалы, микроқаттылық көрсеткіші тек 200 кг/мм2 болады. Қаттылықтың максималды мәніне 400-500° температурада жетеді. Бұл режимде 1200 кг/мм2 қамтамасыз етуге сене аласыз.

Сондай-ақ, барлық металдар мен қорытпалардың, негізінен, термиялық өңдеуге жарамды емес екенін есте ұстаған жөн. Мысалы, қатайту және қалыпқа келтіру процедураларынан өткен болаттар мен қорытпаларға тыйым салынады. Бұған ауада термиялық өңдеу алтыннан күлгінге дейін өзгеретін реңктің пайда болуына ықпал етуі мүмкін екендігі қосылады. Температураны 350 ° дейін төмендету мұндай факторларды азайтуға көмектеседі. Бүкіл процесс 45-60 минуттық тәртіпте тек ластаушы заттардан тазартылған дайындамамен орындалады. Сыртқы жылтырату сапалы нәтиже алу ықтималдығына тікелей әсер етеді.

Өңдеу жабдығы

Өндіріс үшінБұл технология жоғары мамандандырылған және өндірістік бірліктерді қажет етпейді. Үйде химиялық никельмен қаптауды эмальданған болат ваннаға немесе ыдысқа салуға болады. Кейде тәжірибелі шеберлер қарапайым металл ыдыстар үшін төсемді пайдаланады, оның арқасында беттер қышқылдар мен сілтілердің әсерінен қорғалған.

50-100 литрге дейінгі сыйымдылыққа қатысты азот қышқылдарына төзімді көмекші эмальданған резервуарларды да пайдалануға болады. Қаптаманың өзіне келетін болсақ, оның негізі су өткізбейтін әмбебап желімнен (мысалы, «Момент» No 88) және ұнтақ хром оксидінен дайындалған. Тағы да, үй жағдайында мамандандырылған ұнтақ қоспаларын эмери микроұнтақтарымен ауыстыруға болады. Қолданылған төсемді бекіту және өңдеу үшін құрылыс шаш кептіргішімен немесе жылытқышпен ауамен кептіру қажет.

Кәсіби химиялық никельмен қаптау қондырғылары арнайы бетті қорғауды қажет етпейді және алынбалы қақпақтардың болуымен ерекшеленеді. Әр өңдеу сеансынан кейін жабындар жойылады және азот қышқылында бөлек тазартылады. Мұндай жабдықтың негізгі дизайн ерекшелігі шағын бөлшектермен манипуляциялауды жеңілдететін себеттер мен суспензиялардың (әдетте көміртекті болаттан жасалған) болуы деп атауға болады.

Тот баспайтын болат пен қышқылға төзімді металдарды никельмен қаптау процестері

Бұл операцияның мақсаты дайындама бетінің тозуға төзімділігі мен қаттылығын арттыру, сонымен қатар коррозияға қарсы қорғанысты қамтамасыз ету болып табылады. Бұл стандартлегирленген және агрессивті ортада пайдалануға дайындалып жатқан болаттар үшін химиялық никельмен қаптау процедурасы. Қаптау техникасында бөлшектерді дайындау ерекше орын алады.

Тот баспайтын қорытпалар үшін сілтілі ерітіндідегі анодтық ортада алдын ала тазарту қолданылады. Дайындамалар ішкі катодтарды қосу арқылы ілгіштерге орнатылады. Өлшеу 15% каустикалық сода ерітіндісі бар ыдыста жүргізіледі, ал электролит температурасы 65-70 °. Саңылаусыз біркелкі жабынды қалыптастыру үшін тот баспайтын қорытпаларды электролиттік және химиялық никельмен қаптау ток тығыздығын (анодтық) 10 А/дм2-ге дейін сақтау жағдайында жүргізілуі керек. Процестің ұзақтығы бөліктің өлшеміне байланысты 5-тен 10 минутқа дейін өзгереді. Содан кейін дайындаманы ағынды суық сумен жуып, 20 ° температурада шамамен 10 секунд бойы сұйылтылған тұз қышқылында кесіп тастайды. Осыдан кейін әдеттегі сілтілі тұндыру процедурасы орындалады.

Түсті никельмен қаптау

Химиялық процестерге жұмсақ және иілгіш металдар да өңдеу алдында арнайы дайындықтан өтеді. Беткейлер майсыздандырылады және кейбір жағдайларда жылтыратылады. Егер дайындама бұрын никельмен қапталған болса, онда күкірт қышқылымен 25% сұйылтылған ерітіндідегі тұздықтау процедурасын да 1 минут ішінде орындау керек. Мыс пен оның қорытпаларына негізделген элементтерді алюминий және темір сияқты электртеріс металдармен байланыста өңдеу ұсынылады. Техникалық тұрғыдан мұндай комбинация суспензия немесе берік сым арқылы қамтамасыз етіледі.бірдей заттардан. Тәжірибе көрсеткендей, кейде реакция процесінде қалаған тұндыру әсеріне жету үшін темір бөлігін мыс бетіне бір рет тигізу жеткілікті.

Алюминий мен оның қорытпаларын химиялық никельмен қаптаудың да өзіндік ерекшеліктері бар. Бұл жағдайда дайындамаларды сілтілі ерітіндіде тұздау ұйымдастырылады немесе азот негізіндегі қышқылға дейін тазарту жүргізіледі. Қосарланған цинкатты өңдеу де қолданылады, ол үшін композиция мырыш оксиді (100 г / л) және каустикалық сода (500 г / л) дайындалады. Температура режимі 20-25 ° шегінде сақталуы керек. Бөлшекті батырумен бірінші тәсіл 30 секундқа созылады, содан кейін мырыш тұнбасын азот қышқылында қышқылдандыру процесі басталады. Бұдан кейін екінші, қазірдің өзінде 10 секундтық сүңгу. Соңғы кезеңде алюминий суық сумен жуылады және никель-фосфор ерітіндісімен никельмен қапталған.

Никельмен қаптау технологиясы

Осы түрдегі материалдар үшін ферритті никельмен қаптаудың жалпы әдісі қолданылады. Дайындау сатысында бөлік сода күлінің ерітіндісімен майсыздандырылады, ыстық сумен жуылады және тұз қышқылы қосылған спирт ерітіндісінде 10-15 минут бойы оюланады. Содан кейін дайындама қайтадан ыстық сумен жуылады және шөгінділерден жұмсақ абразивтермен тазартылады. Химиялық никельмен қаптау процесі басталмас бұрын, кермет палладий хлоридінің қабатымен жабылған. Бетіне щеткамен 1 г/л концентрациясы бар ерітінді қолданылады. Процедура бірнеше рет қайталанады және дайындама әр өтуден кейін кептіріледі.

Никельмен қаптау үшін құрамында никель хлориді (30 г/л), натрий гипофосфиті (25 г/л) және натрий сукцин қышқылы (15 г/л) бар қышқыл ерітіндісі бар ыдысты пайдаланыңыз. Ерітінді температурасы 95-98 ° аралығында сақталады, ал ұсынылатын сутегі коэффициенті 4,5-4,8. Химиялық никельмен қапталғаннан кейін керамикалық-металл бөлігін ыстық сумен жуады, содан кейін қайнатады және пирофосфатқа батырады. мыс жалатылған электролит. Белсенді химиялық ортада дайындаманы 1-2 микрон қабаты пайда болғанша ұстайды. Керамиканың әртүрлі түрлері, кварц элементтері, тиконд және термокондтар да ұқсас өңдеуге ұшырауы мүмкін. Әрбір жағдайда палладий хлоридімен қаптау, ауада кептіру, қышқыл ерітіндісіне батыру және қайнату міндетті болады.

Үйде никельмен қаптау технологиясы

Техникалық тұрғыдан алғанда, жоғарыда айтылғандай, никельмен қаптау операцияларын арнайы жабдықсыз ұйымдастыруға болады. Мысалы, гараж ортасында ол келесідей болуы мүмкін:

• Іші эмальданған дұрыс өлшемдегі кәстрөлді пісіру.
• Эмальданған ыдыстағы электролиттік ерітіндіге арналған алдын ала дайындалған құрғақ реагенттер сумен араластырылады.
• Алынған қоспа қайнатылады, содан кейін оған натрий гипофосфиті қосылады.
• Дайындау тазартылады және майсыздандырылады, содан кейін ерітіндіге батырылады, бірақ ыдыстың беттеріне, яғни түбіне және қабырғаларына тигізбестен.
• Үйде никельмен қаптаудың ерекшеліктері осының бәріжабдықтар импровизацияланған материалдардан жасалады. Бөлшекті бірдей басқару үшін қысқышы бар арнайы кронштейнді (міндетті түрде диэлектрлік материалдан) қамтамасыз етуге болады, оны 2-3 сағат бойы тұрақты күйде қалдыру қажет.
• Жоғарыда көрсетілген уақыт ішінде композиция қайнаған күйде қалдырылады.
• Никельмен қаптаудың технологиялық мерзімі өткенде бөлшек ерітіндіден алынады. Оны сөнген әкте сұйылтылған суық ағынды сумен шаю керек.

Үйде болаттан, жезден, алюминийден және т.б. Барлық аталған металдар үшін натрий гипофосфиті, никель сульфаты немесе хлориді, сондай-ақ қышқыл қосындылары бар электролиттік ерітіндіні дайындау керек. Айтпақшы, процесті жылдамдату үшін қорғасын қоспасын қосуға болады.

Қорытынды

Белсенді химиялық ерітінділерде никельмен қаптаудың әртүрлі әдістері мен тәсілдері бар, бірақ натрий гипофосфитін пайдалану ең тиімді әдіс болып табылады. Бұл қажетсіз жауын-шашынның ең аз мөлшеріне және қалыңдығы шамамен 20 мкм болатын жабынның техникалық және физикалық қасиеттерінің тұтас жиынтығының жиынтығына байланысты. Әрине, металды химиялық никельмен қаптау ақаулардың пайда болу қаупімен бірге жүреді. Бұл әсіресе сезімталдығы жоғары түсті металға қатысты, бірақ мұндай құбылыстармен бір технологиялық процесс шеңберінде де күресуге болады. Мысалы, сарапшылар концентрлі, қышқыл азот негізіндегі ортада ақаулы аймақтарды жоюды ұсынады.температура 35 ° C дейін. Бұл процедура қажетсіз кемшіліктер болған жағдайда ғана емес, сонымен қатар қолданылатын қорғаныс қабатын жүйелі түрде түзету мақсатында орындалады.