При нікелювання одержувані опади мають високу корозійну стійкість і хорошими механічними властивостями - твердістю, міцністю. Нікель є одним з найважливіших магнітних матеріалів з мінімальним коефіцієнтом теплового розширення. Ці властивості забезпечують широке застосування процесу нікелювання в багатьох областях промисловості.
Властивості опадів при нікелювання в значній мірі залежать від складу використовуваних електролітів і режимів осадження, що широко використовується на практиці при отриманні деталей з певними механічними характеристиками.
Для нікелювання застосовують сульфатні, хлоридні, сульфаматних, борфторідние і інші електроліти. Найбільшого поширення набули сульфатні електроліти нікелювання.
Основним компонентом сульфатного електроліту нікелювання є сульфат нікелю. Для збільшення електропровідності вводять сульфат натрію. Крім того, в електроліт нікелювання додають сульфат магнію, який при осадженні включається в покриття, роблячи його більш м'яким і світлим. Як буферного з'єднання для підтримки pH електроліту частіше використовується борна кислота з оптимальною концентрацією 20 - 30 г / л.
Оскільки нікелеві аноди схильні до пасивації, в електроліті повинні бути присутніми іони хлору у вигляді хлористого нікелю або хлористого натрію.
Для нікелювання характерне явище, зване питтингов, коли водень, що виділяється на катоді, перешкоджає осадженню нікелевого покриття. Для усунення питтинга в електроліт нікелювання вводять змочуючі добавки: рідина «Прогрес», лаурилсульфат, алкілсульфати натрію і ін. В кількості 0,005 - 0,1 г / л. Зменшує піттінг при нікелювання також барботаж стисненим повітрям і погойдування катодних штанг.
Більш детально процес нікелювання і причини отримання неякісних покриттів розглядаються в нашому навчальному курсі.
Електроліти нікелювання стійкі в роботі і при дотриманні режиму роботи можуть використовуватися протягом кількох років.
Найбільш затребуваний сульфатний електроліт нікелювання складу, г / л:
Нікель сірчанокислий 140 - 200
Нікель хлористий 30 - 40
Натрій хлористий 10
Борна кислота 25 - 30
Натрій сірчанокислий 60 - 80
pH = 5,2 - 5,8; температура 20 - 55 0 С, щільність струму 0,5 - 0,8 А / дм 2.
Для нікелювання застосовують гарячекатані аноди марок НПА1 і НПА2.
Швидкість осадження нікелю залежить від співвідношення анодної і катодної поверхонь, яку слід підтримувати 2: 1. Аноди необхідно поміщати в чохли з хлорованою тканини.
Для отримання твердих покриттів рекомендується електроліт нікелювання складу, г / л:
Нікель сірчанокислий 180
Нікель хлористий 30
Борна кислота 25
Амоній хлористий 25
pH = 4,0 - 5,5; температура 45 - 60 0 С, щільність струму 2 - 10 А / дм 2.
Для нарощування товстих, але пластичних опадів методом гальванопластики (див. «Що таке гальванопластика? Частина 1 і Частина 2»), застосовують сульфаматних електроліт нікелювання. Основним компонентом електроліту є сульфамат нікелю, розчинність якого при температурі 70 0 С доходить до 600 г / л, завдяки цьому є можливість підвищити концентрацію основного компонента в електроліті, а значить і робочу щільність струму.
Склад сульфаматних електроліту нікелювання, г / л:
Нікель сульфаминовокислий 300 - 400
Нікель хлористий 12 - 15
Борна кислота 25 - 40
Лаурилсульфат 0,5 - 1,5
pH = 3,0 - 4,2; температура 20 - 60 0 С, щільність струму 5 - 12 А / дм 2.
Таким чином, змінюючи склад компонентів електроліту нікелювання, можна отримувати нікелеві покриття з різними властивостями.
Деталі, що пройшли нікелювання в різних електролітах.
Привіт, Маріє!
Для початку необхідно визначитися, для яких деталей (матеріал, розмір, кількість за зміну) створюється ділянка, скласти технологічну схему процесу нікелювання і планування ділянки.
Безпосередньо для ванни нікелювання необхідно мати ємність з поліпропілену з нагрівачем всередині і бортовим відсмоктувачем, електроліт, дистилятор, витяжна шафа для приготування і корекції електроліту, ваги, випрямляч, аноди, струмопровідні штанги, підведення води, електророзводку і т. Д.
Коротше: щоб правильно і повно відповісти на Ваше питання - необхідно скласти технічне завдання на розробку ділянки нікелювання.
Королева Галина Володимирівна.
Підкажіть, будь ласка, який вибрати склад електроліту нікелювання, для деталі зі сталі 40ХН, складної конфігурації, для отримання опадів товщиною від 60 мкм, і мікротвердістю нанесеного шару близько 700-1000 HV?
Привіт, Маріє!
Тверде покриття на сталь 40ХН товщиною 60 мкм можна отримати тільки при хромування, але оскільки деталь складної конфігурації, більше підійде хімічний нікель з термообробкою (Хім.Н). Однак товщина при цьому може бути не більше 20 мкм.
Покриття нікелем більше 60 мкм можна отримати з сульфаматних електроліту, який призначений для гальванопластики, але твердим воно бути не може за визначенням.
Так що вирішите, що Вам треба: товщину або твердість?
З повагою, Королева Галина Володимирівна.
Шановна Галина. З інтересом і вдячністю переглядаю ваш блог і знаходжу для себе багато цікавого і корисного. У гальваніки я новачок, осягаю нікелювання і працюю на сульфатному електроліті. Чув про сульфаматних і є бажання перейти на нього. І відразу спіткнувся на елементарному ... Справа в тому, що у нас продають 55% розчин (Нікель сульфаминовокислий 55% р-р, кг) і я ніяк не второпаю скільки мені буде потрібно його в розрахунку на 50 літрів робочого електроліту. Будь ласка, підкажіть як мені вважати, і що робити з цим розчином. Заздалегідь вдячний за відповідь, Вадим Макурин, Челябінська область.
Привіт, Вадим!
Наводжу розрахунок:
Концентрація 50% означає, що в 100г розчину міститься 55г сульфамат нікелю, отже, в 1000г розчину (в 1 л) буде міститися 550 г сульфамат.
Виходячи зі складу електроліту
сульфамат нікелю - 350 - 400
борна кислота - 25 - 30
хлорид нікелю - 10 - 15
додецилсульфат натрію - 0,8 - 1,0
Вам необхідно 350 г на 1 л розчину.
Складаємо пропорцію:
1 л - 550 г
X - 350 г
звідси X = (1 х 350) / 550 = 0,6 л
Тоді на 50 л електроліту Вам необхідно залити в ванну 0,6 х 50 = 30 л розчину сульфамат нікелю.
Бажаю творчих успіхів!
Королева Галина Володимирівна.