Мы обратились в компанию для хромирования с фосфатированием подшипников и остались очень довольны результатом. Процесс был выполнен профессионально и быстро, подшипники выглядят как новые. Мы рекомендуем эту компанию всем, кто ищет надежного партнера для хромирования и фосфатирования металлических деталей. Благодарим за отличную работу!
Никелерование
Физико-химические свойсва покрытия и области его применения
Никель-металл серебристо-белого цвета с удельным весом 8,9 и температурой плавления 1452°. Твердость гальванических покрытий никелем зависит от выбранного электролита и обычно колеблется в пределах 25-36 единиц Но но при осаждении из специальных электролитов может доходить до 54-57 единиц Нс Никель обладает магнитными свойствами, которые он утрачивает при нагревании до 360°. В процессе осаждения насыщение никелевых покрытий водородом может доходить до 3 мл/г, вследствие чего покрытия имеют пони-женную пластичность. Атомный вес никеля 58,69.
Валентность никеля может быть 2, 3 и 8. Нормальный потенциал никеля - 0,25 в и электрохимический эквивалент 1.095. Никель хорошо полируется и сохраняет свой блеск вследствие образования на его поверхности тончайшей пассив-ной пленки. Он весьма устойчив в растворах шелочей при любых концентрациях и температурах.
В гальванической паре никель — железо никель, как более положительный металл, является катодом по отношению к железу и, следовательно, электрохимически не защищает железо от коррозии.
Наличие химической и термической стойкости в соединении с хорошей способностью полироваться обусловливает широкое применение никелевых покрытий в химической промышленности, для покрытия матоиц и клише полиграфической промышленности.
Ввиду пористости никелевых покрытий, никелируемые из-делия, особенно находящиеся в условиях жесткой атмосферной коррозии, обычно имеют подслой меди и дополнительное покрытие хромом. Наименьшая толщина никелевых и многослой-ных покрытий, соответствии с ГОСТ 3002-45, приведена в таблице.
Материалы и аноды
Сернокислый никель. Молекулярный вес 280,86. Удельный вес 2. Кристаллы зеленого цвета. Растворимость на холоде около 300 г/л; является основным компонентом никелевых электролитов. Технический сернокислый никель марки СН-1, в соответствии с ОСТ ЦМ 960-39 может содержать вредные примеси: цинка и железа не выше 0,004% меди не выше 0,008% и азотной кислоты не более 0,002%. Хранится в деревянных бочках.
Хлористый никель. Молекулярный вес 238. Удельный вес 2,5. Растворимость на холоде свыше 400 г/л. ОСТ 6761/368 допускает большее содержание вредных примесей, чем в сернокислом никеле. Применяется в некоторых электролитах для лучшего растворения анодов, но получаемые покрытия менее пластичны.
Сернокислый магний. Молекулярный вес 246,5. Удельный вес 1,68. Растворимость в воде на холоде свыше 300 г/л. По ГОСТ 4523—48 содержит небольшие примеси NaCl. Применяется для повышения электропроводности никелевых электролитов в количествах до 100 г/л.
Хлористый натрий. Молекулярный вес 58,5. Удельный вес 2,1. Растворимость около 280 2г''л. В соответствии с ГОСТ 153—141 вредных примесей не содержит. Применяется для улучшения растворимости никелевых анодов.
Фтористый натрий. Молекулярный вес 42. Удельный вес 2,7. Растворимость на холоде около 40 г/л. Применяется для улучшения растворимости никелевых анодов, а также совместно с Н3В3 для повышения устойчивости рН.
Аноды никелевые. В соответствии с ГОСТ 2132—43 аноды из никеля марки Н-1 могут иметь вредные примеси: железа не свыше 0,25%, серы не более 0,02%, и меди не более 0,10%. Характеристика и размеры никелевых анодов предусматриваются ГОСТ 849—141. Во время эксплуатации аноды завешивают в чехлах из плотной льняной ткани, прокипяченной в 1-2-процентном растворе серной кислоты.
Электролиты никелирования
Существующие электролиты можно разделить на электролиты общего назначения, специальные электролиты, электролиты блестящего никелирования и электролиты для осаждения черного никеля.
Электролиты общего назначения служат для получения матовых, светлых и легко полирующихся никелевых покрытий. В состав их входят; сернокислый никель в качестве основной соли, сернокислый натрий или сернокислый магний в качестве проводящей соли, борная кислота, вводимая для сохранения кислотности, и галоидные соединения натрия или калия для Улучшения растворимости анодов.
Концентрация NiSO4*7H2O в этих электролитах определяет, до известной степени, устанавливаемый для них режим никелирования.
Составы и режмы работы электролитов общего назначения приведены в таблице.
Для этих электролитов необходимо применять фильтрование (хотя бы периодическое) и перемешивание (механическое или сжатым воздухом).
Для скоростного покрытия деталей слоем никеля до 0,1 мм и выше наиболее целесообразно пользоваться спешиальным электролитом.
К достоинствах этого электролита следует отнести исключительную простоту состава, устойчивость pH и высокое качество никелевых покрытий. Недостатком его является пониженная рассеивающая способность, позволяющая применять его лишь для покрытия деталей простой конфигурации.
Стремление к снижению затрат на полирование и потери металлического никеля, достигающие при полировании 20% от общего расхода никеля, привело к появлению и широкому распростравению электролитов блестящего никелирования. Эти электролиты характеризуются введением в их состав в качестве блескообразователя дисульфонафталиновых кислот. В таблице приводятся состав и режим работы двух злектролитов, из ко-горих первый пригоден для покрытия толщиной не свыше 5-8 мк, а второй - для слоя никеля в 15 мк и более.
Блестящие никелевые покрытия, полученные из указанных электролитов, не всегда обладают равномерным блеском и часто требуют механического дополирования отдельных участков.
Характерной особенностью их является повышенная твердость, связанная, повидимому, со сложной структурой и включениями серы, а также повышенная хрупкость и склонность к отслаиванию.
Для получения защитно-декоративных покрытий черного цвета с сохранением металлического блеска применяют электролиты черного никелирования. Они характеризуются введением пинковых солей в качестве цветообразователя, считающихся вредными примесями в обычных никелевых электролитах.
Пря осаждении черного никеля непосредственно на сталь, прочность сцепления, пластичность и антикоррозийные свойства покрытия являются весьма низкими. Поэтому при осажденин черного никеля рекомендуется применять подслой меди или обычного матового никеля, а толщину покрытия черным никелем ограничивать величиной около 0,5 мк.
Из числа имеющихся составов ниже приведены два электролита, весьма различных по составу и режимам работы. Первым из них характеризуется слабой концентрацией солей и налой плотностью тока. Приводим его состав и режим работы:
Детали никелируют с выдержкой 20-30 мин. с применением никелевых и графитовых анодов.
Второй электролит, применяемый для ускоренного осаждения черного никеля с подслоем светлого никеля из этого же электролита, предложен проф. Н. П. Федотьевым. Coстав этого электролита и режим работы следующие:
Плотность тока при осаждении светлого никеля увеличивают в течение 10-12 мин. от 0.02 до 0.2 а/дм2. Осаждение черного никеля производят в течение 3-5 мин., с резким повышением плотности тока до 1,0-1,3 а/дм2.
Для улучшения и сохранения блеска черного никеля детали протирают веретенным маслом или покрывают цапон-лаком.
Для определения выдержки при никелировании во всех приведенных выше электролитах следует пользоваться данными таблицы.
Составление никелевых электролитов. Составление никелевых электролитов не представляет никаких затруднений. Каждый из компонентов растворяют отдельно в теплой воде при перемешивании, дают раствори отстояться, после чего декантируют в ванны никелировання.Лишь приготовление блескообразователя для электролитов блестящего никелирования требует специальных указаний.
Дисульфонафталиновую кислоту готовят перед зарядкой ванн путем сульфирования нафталина серной кислотов. Для сульфирования отвешивают в фарфоровый стакан три весовые части серной кислоты удельного веса 1,84 подогревают ее до 60° и небольшими дозами (при непрерывном помешивании) прибавляют сухой нафталин, взятый в количестве одной весовой части по отношению к серной кислоте. Каждую последующую дозу нафталина вводят лишь после превращения предыдущей дозы в густую розовую массу.
Процесс введения нафталина должен быть выполиен за 35-40 мин., после чего температуру реакционной массы доводят до 160-165° в течение 15- 20 мин. и при этой температуре выдерживают в тецение 10 час. при непрерывном перемешивании. По окончании реакции загустевшую массу разбавляют небольшим количеством воды и нейтрализуют щелочью или свеже-осажденным гидратом окиси никеля. Удельный расход полученного блескообразователя составляет 1,2- 1,3 кг на каждые 100 л электролита в месяц при непрерывной работе ванны никелирования. Для механизации варки блескообразователя может быть использован цеховый автомат простой конструкцин, предложенный Н. Н. Линеевым.
После составления никелевый злектролит контролируется на кислотность рН. Определение кислотности рН с высокон степенью точности производят потенциометрически, посредетвом хингидронного электрода. Менее точным, но более быстрым и простым является колориметрический способ, заключающийся в сравнении оттенка цвета электролита, отобранного в про-бирку, с эталонными растворами, разность показаний рН которых составляет 0,2. Для приближенного определения можно также пользоваться раствором индикатора броикрезолпурпура, капля которого в пробе кислого электролита дает желтое окрашивание, при рабочей величине рН - рубиново-красную окраску и в щелочном — фиолетово-синюю.
Неполадки при никелировании
Для электролитов никелирования характерно большое количество и разнообразие неполадок, связанных с высокой чувствительностью электролита к примесям и отклонениям от заданного режима.
К основным из них следует отнести отсутствие покрытия, отсланвание и растрескивание покрытия, высокую пористость и шероховатость слоя никеля и ненормальный цвет и оттенок никелевых покрытий. Для каждой из них может быть несколько причин.
Установление и устранение причины неполадок может иметь место лишь при внимательном изучении сопутствующих им явлений. Так, отсутствие покрытия может быть при неправильном включении полюсов на шинах ванны, при низкой температуре электролита, при низком значении рН, при весьма малой плотности тока и низком напряжении, при коротком замыкании между подвеской и анодом, при плохом обезжиривании деталей и при отсутствии контакта на катодной или на анодной штангах.
Отслаивание покрытий, доброкачественных по всем показателям, может быть либо за счет плохой подготовки к покрытию, либо при перерыве тока во время никелирования.
Отслаивание никеля в виде блестящих мелких чешуек бывает при низком значении рН и высокой плотности тока, а также при низкой концентрация NiSO4* 7H2О и большом количестве проводящих солей.
Продольное растрескивание покрытий с повыценным бле. ском указывает на высокое содержание солей железа в электролите. Удаление железа производят путем закисления электролита до значения рН = 4, после чего подогревают eгo до 30-40° вводят перекись водорода, перемешивают и затем щелочат электролит до рН = 6. Железо выпадает на дно ванны в виде осадка Fe (ОН)3. После фильтрования злектролит подкисляют до рабочего значения рН и продолжают работу.
Исправленне брака. При наличи местных дефектов на доброкачественном слое никеля исправление покрытия можно производить двумя путими. Найденные дефекты: царапина, вздутие, прополированный участок и другие заполировывают, безжиривают и декапируют площадь дефектного участка и производят местное покрытие никелем способом электроватирания. Сущность его заключается в том, что поверхность исправляемой детали соединяют с отрицательным полюсом источника тока н натирают дефектны участок специальной щеткой, непрерывно смачивае-ной электролитом никелирования и соединенной с положительным полюсом,
Конструкция таков щетки представлена на рис. Рабочая часть щетки состоит из пучка резиновых нитей, закрепленного в спиральном никелевом или свинцовом аноде. Способ электронатирания пригоден и для других покрытий.
При наличии дефектных участков с большой площадью укаванный выше способ нецелесообразен и исправление детали производят путем повторного покрытия, Для этой цели дефектные участки сполировывают, и деталь, после обезжирива-ния, завешивают в качестве анода в электролит, состоящий из технической серной кислоты с удельным весом 1,6. Рабочая температура злектролита 15-25°. Анодная плотность тока 5-10 а/дм2. Выдержка 2- 3 мин.
Катодами служат свинцовые пластины.
После промывки в холодной проточной воде деталь никелируют по обычному режиму.
В том случае, если покрытие не может быть исправлено, его удаляют в том же сернокислотном электролите с выдержкой до полного растворения слоя никеля. Электролит не действует на подслой меди и на сталь.