Никелиране на ръка в домашни условия. Защо е необходимо химическо никелиране? За мед и нейните сплави

Никелирането се използва в машиностроенето, приборостроенето и други индустрии. Никелът се използва за покриване на части, изработени от стомана и цветни метали, за да ги предпази от корозия, декоративни покрития и да увеличи устойчивостта на механично износване. Поради високата си устойчивост на корозия в алкални разтвори, никеловите покрития се използват за защита на химическите апарати от алкални разтвори. AT Хранително-вкусовата промишленостникелът може да замени калаените покрития. Процесът на черно никелиране е станал широко разпространен в оптичната индустрия.
При електрохимичното отлагане на никел върху катода протичат два основни процеса: Ni 2+ + 2e - → Ni и 2H + + 2e - → H 2 .
В резултат на изхвърлянето на водородни йони концентрацията им в катодния слой намалява, т.е. електролитът се алкализира. В този случай могат да се образуват основни никелови соли, които влияят върху структурата и механичните свойства на никеловото покритие. Освобождаването на водород също причинява питтинг, явление, при което водородните мехурчета, задържащи се върху повърхността на катода, предотвратяват изхвърлянето на никелови йони на тези места. Върху покритието се образуват ями и утайката губи своята декоративен вид. В борбата срещу питинга се използват вещества, които намаляват повърхностното напрежение на интерфейса метал-разтвор.
Никелът лесно се пасивира по време на анодно разтваряне. При пасивиране на анодите в електролита концентрацията на никелови йони намалява и концентрацията на водородните йони бързо се увеличава, което води до спад в ефективността на тока и влошаване на качеството на отлаганията. За да се предотврати пасивирането на анодите, в електролитите за никелиране се въвеждат активатори. Такива активатори са хлоридни йони, които се въвеждат в електролита под формата на никелов хлорид или натриев хлорид.

Бъди внимателен!Фирма "ЛВ-Инженеринг" не извършва галванични услуги! Нашата организация извършва проектиране на галванични инсталации, производство на галванични вани и линии от полипропилен, монтаж и пускане в експлоатация в тази област.

Никелирани сулфатни електролити

Най-широко се използват електролити със сулфатно никелиране. Тези електролити са стабилни при работа, при правилна работа могат да се използват няколко години без подмяна. Съставът на някои електролити и режими на никелиране:

Съединение	Електролит №1	Електролит №2	Електролит №3
Никелов сулфат		280-300	400-420
Натриев сулфат	50-70	-	-
Магнезиев сулфат	30-50	50-60	-
Борна киселина	25-30	25-40	25-40
натриев хлорид	5-10	5-10	-
натриев флуорид	-	-	2-3
Температура, °C	15-25	30-40	50-60
плътност на тока. A/dm 2	0,5-0,8	2-4	5-10
рН	5,0-5,5	3-5	2-3

Натриевият сулфат и магнезиевият сулфат се въвеждат в електролита за повишаване на електрическата проводимост на разтвора. Проводимостта на натриевите разтвори е по-висока, но в присъствието на магнезиев сулфат се получават по-леки, по-меки и лесно полирани утайки.
Никеловият електролит е много чувствителен дори към малки промени в киселинността. За поддържане на pH в необходимите граници трябва да се използват буферни съединения. Борната киселина се използва като такова съединение, което предотвратява бързата промяна в киселинността на електролита.
За да се улесни разтварянето на анодите, в банята се въвеждат соли на натриев хлорид.
За приготвянето на сулфатни електролити, никелирането трябва да се разтвори в отделни контейнери топла водавсички компоненти. След утаяване разтворите се филтрират в работна баня. Разтворите се смесват, рН на електролита се проверява и при необходимост се коригира с 3% разтвор на натриев хидроксид или 5% разтвор на сярна киселина. След това електролитът се регулира с вода до необходимия обем. При наличие на примеси е необходимо да се проучи електролита преди да започне работата му, тъй като никеловите електролити са изключително чувствителни към чужди примеси, както органични, така и неорганични.
Дефектите при работа на светъл никелов електролит и методите за тяхното отстраняване са дадени в Таблица 1.

Таблица 1. Дефекти в работата на никелови сулфатни електролити и методи за тяхното отстраняване

Дефект	Причина за дефект	Лек
Никелът не се утаява. Обилно отделяне на водород	Ниско pH	Регулирайте рН с 3% разтвор на натриев хидроксид
Частично никелиране	Лошо обезмасляване на частите	Подобрете подготовката си
	Неправилно положение на анодите	Равномерно разпределете анодите
	Частите взаимно се защитават една друга	Променете подредбата на частите във ваната
Покритието има сив цвят	Наличието на медни соли в електролита	Почистете електролита от медта
Крехко, напукано покритие		Обработете електролита с активен въглен и го работете с ток
	Наличието на примеси от желязо	Почистете електролита от желязото
	Ниско pH	Регулирайте pH
Образуване на дупки	Замърсяване с електролит органични съединения	Отработете електролита
	Назначаване с ниско pH	Регулирайте pH
	Слабо смесване	Подобрете смесването
Появата на черни или кафяви ивици върху покритието	Наличието на цинкови примеси	Пречистване на електролита от цинк
Образуване на дендрити по ръбовете на частите	Висока плътност на тока	Намалете плътността на тока
	Прекалено дълъг процес на никелиране	Въведете междинен меден слой или намалете времето за електролиза
Аноди, покрити с кафяв или черен филм	Висока плътност на анодния ток	Увеличете повърхността на анодите
	Ниска концентрация на натриев хлорид	Добавете 2-3 g/l натриев хлорид

При никелирането се използват горещо валцувани аноди, както и непасивирани аноди. Анодите се използват и под формата на плочи (карти), които се зареждат в обвити титаниеви кошници. Анодите на картата допринасят за равномерното разтваряне на никела. За да се избегне замърсяване на електролита с анодна утайка, никелови аноди трябва да бъдат затворени в платнени покрития, които са предварително обработени с 2-10% разтвор на солна киселина.
Съотношението на анодната повърхност към катода по време на електролиза е 2: 1.
Никелирането на малки детайли се извършва в камбанарни и барабанни вани. При никелиране в камбанови вани се използва повишено съдържание на хлоридни соли в електролита, за да се предотврати пасивирането на анодите, което може да възникне поради несъответствие между повърхността на анодите и катодите, в резултат на което концентрацията на никел в електролита намалява и стойността на pH намалява. Той може да достигне такива граници, при които отлагането на никел спира напълно. Недостатък при работа в камбани и барабани е и голямото увличане на електролита с части от ваните. Специфичните скорости на загуба в този случай варират от 220 до 370 ml/m 2 .

Ярки никелови електролити

За защитно и декоративно завършване на детайли широко се използват лъскави и огледални никелови покрития, получени директно от електролити с избелващи добавки. Състав на електролита и режим на никелиране:

Никелов сулфат - 280-300 г/л
Никелов хлорид - 50-60 g/l
Борна киселина - 25-40 g/l
Захарин 1-2 g/l
1,4-бутиндиол - 0,15-0,18 ml / l
Фталимид 0,02-0,04 g/l
рН = 4-4,8
Температура = 50-60°C
Плътност на тока = 3-8 A / dm 2

За получаване на лъскави никелови покрития се използват и електролити с други избелващи добавки: хлорамин В, пропаргилов алкохол, бензосулфамид и др.
При нанасяне на брилянтно покритие е необходимо интензивно смесване на електролита със сгъстен въздух, за предпочитане в комбинация с люлеене на катодните пръти, както и непрекъснато филтриране на електролита,
Електролитът се приготвя по следния начин. В дестилирана или дейонизирана гореща (80-90°C) вода, сярна киселина и никелов хлорид, борна киселина се разтварят при разбъркване. Доведеният с вода до работния обем електролит се подлага на химично и селективно пречистване. За отстраняване на медта и цинка електролитът се подкиселява със сярна киселина до pH 2-3, катоди с голяма площ от гофрирана стомана се окачват и електролитът се обработва в продължение на един ден при температура 50-60°C, като се разбърква със сгъстен въздух. Плътността на тока е 0,1-0,3 A / dm 2. След това рН на разтвора се регулира до 5,0-5,5, след което в него се въвежда калиев перманганат (2 g/l) или 30% разтвор на водороден пероксид (2 ml/l).
Разтворът се разбърква в продължение на 30 минути, добавя се 3 g/l активен въглен, обработен със сярна киселина, и се смесва електролита 3-4 с сгъстен въздух. Разтворът се утаява за 7-12 часа, след което се филтрира в работна баня.
В пречистения електролит се въвеждат изсветлители: захарин и 1,4-бутиндиол директно, фталимид - предварително разтворен в малко количество електролит, загрят до 70-80 ° C. pH се настройва до необходимата стойност и се започва работа. Разходът на избелители при регулиране на електролита е: захарин 0,01-0,012 g/(A.h); 1,4-бутдиол (35% разтвор) 0,7-0,8 ml / (A. h); фталимид 0,003-0,005 g/(A.h).
Дефектите при работа на светъл никелов електролит и методите за тяхното отстраняване са дадени в Таблица 2.

Таблица 2. Дефекти в работата на светъл никелов електролит и методи за тяхното отстраняване

Дефект	Причина за дефект	Лек
Недостатъчен гланц на покритието	Ниска концентрация на избелители	Въведете избелители
	Посочената плътност на тока и pH не се поддържат	Регулирайте плътността на тока и pH
Тъмен цвят на покритието и/или тъмни петна	Електролитът съдържа примеси от тежки метали	Извършете селективно пречистване на електролита при ниска плътност на тока
Питинг	Наличието на примеси от желязо в електролита	Пречистете електролита и въведете добавка против питинг
	Недостатъчно смесване	Увеличете смесването на въздуха
	Ниска температура на електролита	Повишете температурата на електролита
крехки валежи	Електролитно замърсяване с органични съединения	Пречистете електролита с активен въглен
	Намалено съдържание на 1,4-бутиндиол	Въведете добавка 1,4-бутиндиол

Никелирането на метални изделия позволява не само да се предпазят повърхностите им от корозия, но и да се създаде брилянтно покритие върху тях. Такива продукти се използват широко при производството на санитарен фаянс, автомобилни части, медицински инструменти и др. В тази връзка много хора се чудят дали може да се направи стоманено никелиране у дома?

Технология на метално никелиране

Никелирането се извършва чрез нанасяне на тънък слой никелово покритие върху метален предмет. Можете да покриете с никел продукти от различни метали, като:

• стомана;
• медни;
• титан;
• алуминий.

Има метали, които не могат да бъдат никелирани:

• калай;
• водя;
• кадмий;
• антимон.

Никеловата обвивка осигурява защита на продукта от въздействието на влага и различни агресивни вещества. Често се нанася като основен слой преди хромираните части. След нанасяне на тънък филм от никел, разпръскването на сребро, злато и други метали се задържа по-здраво.

В домашни условия се използват методи, които не изискват използването на специализирано оборудване. Поради това никелирането на стомана, мед, алуминий в условия на животдостъпни за почти всеки. За да се получи равномерно покритие, е необходимо предварително да се подготви детайлът.

Как да подготвим продукт за никелиране?

Приготвянето на продукта е доста трудоемък процес. Напълно трябва да се изключи наличието на корозия, окисляване и др. Подготовката се извършва на няколко етапа.

Пясъкоструйна обработка

Този вид обработка може да се извършва като специализирана машина за пясъкоструене, и домашно приготвени. По време на обработката трябва да се опитате да премахнете възможно най-много чужди слоеве от повърхността на детайла. Специално вниманиетрябва да се позовава труднодостъпни места. Те трябва да се почистват по същия начин като другите повърхности.

Смилане

За да може никеловото покритие да стане равномерно, трябва да изравните повърхността възможно най-много. Смилането прави възможно почистването на обекта от оксидния филм. За тази стъпка използвайте шкурка, както и различни инструментии инструменти за шлайфане.

съвет:не пренебрегвайте смилането на детайлите, неправилната подготовка може да доведе до отлепване на покритието.

Елиминиране на мазнини

След приключване на процеса на смилане, получената мръсотия трябва да се измие под течаща вода. След това трябва да обезмаслите детайла. За да направите това, можете да използвате както готови, така и домашно приготвени разтворители. След нанасяне на разтворителя частта трябва да се изплакне отново с вода и да се изсуши добре.

внимание:при избора на разтворител е необходимо да се вземе предвид степента на неговото въздействие върху метала, от който е направен продуктът. Не използвайте разтвори за обезмасляване, които влизат химическа реакцияс повърхност.

медно покритие

Никелирането на продукта се извършва най-добре с предварително медно покритие на детайла. Тази стъпка е по избор, но никелирането на стомана и други метали ще бъде по-добро, ако покритието се нанесе върху тънък слой мед.

За медно покритие частта трябва да се постави в стъклен съд с воден електролит, състоящ се от син витриоли сярна киселина. Предметът е окачен на тел, така че да не докосва стените и дъното на контейнера. От двете страни на детайла се поставят медни пластини, които са електроди. След това към електродите и детайла се свързва източник на постоянен ток. Степента на медно покритие директно зависи от времето на процеса.

Методи за никелиране

Никелирането на продукт у дома може да се извърши по два начина: химически и електролитен.

електролитен метод

Покриването с електролит се нарича никелиране. Първо трябва да приготвите воден разтвор (електролит). Това изисква следните компоненти:

• никелов сулфат- 70 г;
• магнезиев сулфат- 15 г;
• сол- 2,5 г;
• натриев сулфат- 25 г;
• борна киселина- 10гр;
• вода- 500гр.

Всеки от компонентите трябва да се разтвори отделно във вода и да се филтрира. Получените разтвори се смесват и се изсипват в стъклен съд. За галванично никелиране никеловите електроди се поставят в съд с електролит. За да е равномерно покритието върху детайла, от всички страни са монтирани поне два електрода.

Подготвеният детайл се поставя в съда между електродите, така че да не докосва стените и дъното на съда. Електродите са свързани помежду си с медни проводници и са свързани към положителния контакт на източника на постоянен ток. Провеждащият проводник е свързан към отрицателния извод.

По време на никелиране на стомана захранващото напрежение не трябва да надвишава 6 волта. Плътността на тока трябва да се контролира, не трябва да надвишава 1,2 A. Процесът отнема около 30-40 минути. След приключване, артикулът трябва да се изплакне с течаща вода и да се изсуши добре. Нанесеното покритие трябва да е матово и гладко. За да придобие блясък повърхността на продукта, тя ще трябва да бъде полирана.

химичен метод

Никелиране на стомана и други метали с химически средствасе различава от якостта на галваничното покритие. С помощта на химическо никелиране можете лесно да нанесете веществото дори на най-недостъпните места.

В емайлирани съдове се налива вода и в нея се разтварят янтарният натрий и никеловият хлорид. След това разтворът се загрява до температура от 90 градуса. При достигане на необходимата температура се добавя натриев хипофосфит. Продуктът внимателно се окачва над контейнер с разтвор. Количеството течност се изчислява въз основа на факта, че в 1 литър разтвор може да се покрие повърхност от 2 dm 2.

Никелирането се контролира визуално: когато частта е равномерно покрита с филм, процесът е завършен. В края частта трябва да се измие в разтвор, направен от вода и малко количество тебешир. След това се извършва сушене и полиране на детайла.

Как да увеличим експлоатационния живот на покритието?

Полученото покритие има пореста структура. Следователно металът на продукта е подложен на корозия. За да се намали рискът от възникването му, никеловият слой е покрит със смазки. След нанасянето им обектът се потапя в съд с рибено масло. След 24 часа излишъкът му се отстранява с разтворител.

Ако продуктът има големи размери и е невъзможно да се потопи в контейнер, тогава повърхността му просто се разтрива с рибено масло. Тази процедура ще трябва да се извърши два пъти, с интервал от около 12 часа. След 48 часа след третирането, останалата мазнина трябва да се отстрани.

Има два начина за извършване на никелиране на стомана у дома. Този процес е прост, но изисква внимателна подготовка и изключително внимание при изпълнение. Необходимо е да закупите висококачествени компоненти за приготвянето на разтвора, подгответе предварително работна зона, контейнери, инструменти и устройства.

В процеса на работа е важно да спазвате мерките за безопасност: предпазвайте очите и кожата си от контакт с химични вещества, осигурете достатъчна вентилация на помещението, предотвратите възможността от запалване на сместа и ел. инсталацията.

Покриването на части от цветни метали и стомана с никел повишава тяхната устойчивост на корозионни процеси и механично износване. Никелирането у дома е достъпно за всеки и се характеризира с проста технология.

1 Никелиране на метални повърхности - основите на технологията

Никелирането се състои в нанасяне на тънко никелово покритие върху повърхността на детайла, чиято дебелина като правило е 1–50 микрона. Частите се подлагат на тази операция, за да ги защитят или да получат характеристика (матово черно или блестящо) външен видникелирана повърхност. Покритието, независимо от нюанса, надеждно предпазва металните предмети от корозия на открито, в разтвори на соли, основи, слаби органични киселини.

По правило части от стомана или такива метали и сплави от тях като мед, алуминий, цинк, по-рядко титан, манган, молибден, волфрам са никелирани. Невъзможно е да се обработва повърхността на продукти, изработени от олово, калай, кадмий, бисмут, антимон чрез химическо никелиране. Никелирането се използва в различни промишлени секториза защитно-декоративни и специални цели или като подслой.

Тази технология се използва за възстановяване на повърхността на износени части на различни механизми и превозни средства, покрития на измервателни и медицински инструменти, битови предмети и продукти, химическо оборудване, части, работещи при леки натоварвания под въздействието на силни алкални разтвори или сухо триене. Има 2 метода за нанасяне на никелиране - електролитен и химичен.

Вторият е малко по-скъп от първия, но позволява да се получи покритие с еднаква дебелина и качество върху цялата повърхност на детайла, при условие че разтворът има достъп до всички негови секции. Никелирането у дома е доста изпълнима задача. Преди да започнете работа, продуктът се почиства старателно от мръсотия и ръжда (ако има такава), обработва се с фина шкурка за отстраняване на оксидния филм, измива се с вода, след това се обезмаслява и се измива отново.

2 Тайни за увеличаване на издръжливостта и експлоатационния живот на никелирането

Преди никелиране на стоманата е желателно да се извърши медно покритие на продукта (покриване с меден подслой). Тази технология се използва в индустрията като отделен процес, както и като подготвителен процес преди сребро, хромиране, никелиране. Медното покритие, което предхожда нанасянето на други слоеве, ви позволява да изравните повърхностните дефекти и гарантира надеждността и издръжливостта на външните защитно покритие. Медта прилепва към стоманата много силно, а други метали се отлагат върху нея много по-добре, отколкото върху чистата стомана. В допълнение, никеловите покрития не са непрекъснати и имат през (към метала на основата) пори на 1 cm2:

• няколко десетки - за еднослойни никелови покрития;
• няколко - за трислойни.

В резултат на това металът на основата под никела претърпява корозионни процеси и възникват условия, които провокират отлепване на защитното покритие. Ето защо, дори при предварително медно покритие, многослойно никелиране и особено при еднослойно никелиране, е необходимо повърхността на никеловото защитно покритие да се третира със специални съединения, които затварят порите. При самообработка у дома са възможни следните методи:

• избършете покритата част с кашеста смес от вода и магнезиев оксид и незабавно я потопете за 1-2 минути в състав 50% солна киселина;
• избършете повърхността на детайла 2-3 пъти с лесно проникваща смазка;
• веднага след обработката, потопете продукта, който все още не е изстинал, в рибено масло (неподсилено, за предпочитане старо, което вече не е подходящо за предназначението си).

В последните два случая излишната смазка (мазнина) се отстранява от повърхността за един ден с бензин. В случай на обработка на големи повърхности (лайсни, брони на автомобили), рибеното масло се използва, както следва. При горещо време те избърсват артикула 2 пъти с интервал от 12-14 часа и след 2 дни отстраняват излишъка с бензин.

3 Електролитно никелиране у дома

Този метод изисква приготвянето на електролит, чийто състав е, както следва:

• 140 g никелов сулфат;
• 50 g натриев сулфат;
• 30 g магнезиев сулфат;
• 5 гр готварска сол(натриев хлорид);
• 20 гр борна киселина;
• 1000 г вода.

Химикалите се разтварят отделно във вода, получените разтвори се филтрират и след това се смесват.Готовият електролит се излива в контейнер. Никелирането изисква никелови електроди (аноди), които са потопени в електролитна вана (един електрод не е достатъчен, тъй като полученото покритие ще бъде неравномерно). Заготовка е окачена на тел между анодите. Медните проводници, идващи от никеловите плочи, са свързани в една верига и са свързани към положителния извод на източника на постоянен ток, проводникът от частта към отрицателния.

За контрол на силата на тока във веригата са включени съпротивление (реостат) и милиамперметър (устройство). Напрежението на източника на ток трябва да бъде не повече от 6 V, плътността на тока трябва да се поддържа на ниво 0,8–1,2 A/dm2 (повърхностната площ на продукта), температурата на електролита е стайна температура 18–25 °C. Токът се прилага за 20-30 минути. През това време се образува никелов слой с дебелина приблизително 1 µm. След това частта се изважда, добре се измива с вода и се изсушава. Полученото покритие ще бъде сиво-матово на цвят. За да може никеловият слой да стане лъскав, повърхността на детайла се полира.

Ако няма натриев и магнезиев сулфат, тогава вземете повече никелов сулфат, като доведете количеството му в електролита до 250 g, както и борна киселина - 30 g, натриев хлорид - 25 g. Никелирането в този случай се извършва при ток стойности на плътност​​в диапазона 3-5 A/dm2, разтворът се нагрява до 50-60 °C.

Недостатъци на електролитния метод:

• върху релефни, неравни повърхности, никелът се отлага неравномерно;
• невъзможността за нанасяне на покритие в дълбоки и тесни кухини, дупки и други подобни.

4 Химическо никелиране на продукти у дома

Всички състави за химическо никелиране са универсални - подходящи за обработка на всеки метал. Разтворите се приготвят в определена последователност. Всички химикали се разтварят във вода (с изключение на натриевия хипофосфит). Съдовете трябва да бъдат емайлирани. След това разтворът се нагрява, като температурата му се довежда до работната температура, след което натриевият хипофосфит се разтваря. Частта е окачена в течен състав, чиято температура се поддържа на необходимото ниво. В 1 литър от приготвения разтвор е възможно да се извърши никелиране на продукта, чиято повърхност е до 2 dm2.

Използвайте следните състави на разтвори, g/l:

• Натриева янтарна киселина - 15, никелов хлорид - 25, натриев хипофосфит - 30 (киселинност на рН разтвора - 5,5). Работна температурасмес - 90–92 °C, скорост на растеж на покритието - 18–25 µm/h.
• Никелов сулфат - 25, натриева янтарна киселина - 15, натриев хипофосфит - 30 (рН - 4,5). Температура - 90 °С, скорост - 15–20 µm/h.
• Никелов хлорид - 30, гликолова киселина - 39, натриев хипофосфит - 10 (pH - 4,2). 85–89 °С, 15–20 µm/h.
• Никелов сулфат - 21, натриев ацетат - 10, оловен сулфид - 20, натриев хипофосфит - 24 (pH - 5). 90 °С, до 90 µm/h.
• Никелов хлорид - 21, натриев ацетат - 10, натриев хипофосфит - 24 (рН - 5,2). 97 °С, до 60 µm/h.
• Никелов хлорид - 30, оцетна киселина - 15, оловен сулфид - 10-15, натриев хипофосфит - 15 (pH - 4,5). 85–87 °С, 12–15 µm/h.
• Никелов хлорид - 30, амониев хлорид - 30, натриева янтарна киселина - 100, амоняк (25% разтвор) - 35, натриев хипофосфит - 25 (pH - 8–8,5). 90 °С, 8–12 µm/h.
• Никелов хлорид - 45, амониев хлорид - 45, натриев цитрат - 45, натриев хипофосфит - 20 (pH - 8,5). 90°С, 18–20 µm/h.
• Никелов сулфат - 30, амониев сулфат - 30, натриев хипофосфит - 10 (pH - 8,2–8,5). 85 °С, 15–18 µm/h.
• Никелов хлорид - 45, амониев хлорид - 45, натриев ацетат - 45, натриев хипофосфит - 20 (pH - 8–9). 88–90 °С, 18–20 µm/h.

След изтичане на необходимото време продуктът се измива във вода, съдържаща малко количество разтворена креда, след което се изсушава и полира. Така полученото покритие от стомана и желязо се държи доста здраво.

В основата химичен процесникелирането е реакция, при която никелът се редуцира от разтвор на соли на негова основа в присъствието на натриев хипофосфит и с помощта на други химични реагенти. Използваните състави са разделени на алкални (нивото на рН надвишава 6,5) и киселинни (рН стойността е 4-6,5). Последните се използват най-добре за обработка на черни метали, мед, месинг, а алкалните са предназначени за никелиране.

Използването на киселинни състави позволява да се получи по-гладка, по-равномерна повърхност върху полиран продукт, отколкото при алкални. Киселинните разтвори имат още една важна характеристика - вероятността от тяхното саморазреждане при превишаване на работната температура е по-малка от тази на алкалните. Направете сами никелиране с алкални съединения гарантира по-здрава и по-надеждна адхезия на никеловия слой към метала, върху който е нанесен.

Защитата на "желязото" от корозия се извършва в няколко случая: по време на първична обработка, за да се възстанови повредата в отделна зона или да се украси проба. В същото време те използват различни метали- месинг, мед, сребро и редица други. Ще се занимаваме с технологията за никелиране у дома като една от най-простите и достъпни от гледна точка на самостоятелно изпълнение.

Освен това е и най-често срещаният. При покриване на части защитен слойот други метали, най-тънкият филм от никел играе ролята на междинен продукт. Препоръчително е да го приложите, например, преди.

Забележка. Има доста рецепти за използваните химикали. Авторът смята за правилно да цитира само тези, в чиято ефективност лично се е убедил чрез нанасяне на защитно никелово покритие у дома.

Мерната единица на компонентите е g/l вода (освен ако не е посочено друго). Всички използвани химикали се разреждат отделно, внимателно се филтрират и едва след това се смесват, за да се получи електролитен разтвор.

Подготовка на проби за никелиране

Всички дейности са не само идентични, но и задължителни, независимо от избраната технология за нанасяне на защитен (декоративен) слой.

Пясъкоструйна обработка

Целта е възможно най-много да се отстранят ръждата, оксидите (кисели) и други чужди слоеве. Можете да прочетете статия за това как да направите у дома, от импровизирани материали. Например, преработете пистолета за пръскане.

Състави за обезглавяване

номер 1 Сярна (концентрирана) киселина (75 g) + хромова (3 g) в половин чаша вода. Времето за задържане на детайла в разтвора е около 20 секунди.

номер 2 Сярна киселина (солна) 5 g + вода (половин чаша). Време за обработка - до 1 мин.

Смилане

Такова внимателно изравняване помага да се получи равномерен никелов слой и намалява консумацията на приготвения разтвор. В зависимост от значимостта на дефектите (размерът на пролуките, драскотините), се използват шкурка с различни размери на зърната, карцови четки, пасти за шлайфане.

Обезмасляване

Преди това, след смилане, пробата се измива под течаща вода, за да се отстранят всички прилепнали фракции. Какво да използвате (алкохол, бензин, уайт спирт или специално приготвен разтвор) се решава на място. Основното условие е разтворителят да е „съвместим“ с основния материал, който е никелиран.

По-специално трудни случаи, ако наличните в търговската мрежа разтворители не помагат, препоръчително е сами да приготвите препарати за обезмасляване.

Рецепти за водни разтвори за стомана и чугун

номер 1 Сода каустик (10 - 15) + " течно стъкло» (10) + калцинирана сода (50).

номер 2 Сода каустик (50) + натриев фосфат и калцинирана сода (по 30) + "течно стъкло" (5).

цветни метали

номер 1 Натриев фосфат + сапун за пране (по 10 - 15).

номер 2 Сода каустик (10) + натриев фосфат (50 - 55).

• За да проверите качеството на обезмасляването, достатъчно е да навлажнете пробата с вода. Ако покрива повърхността най-тънкият филм, без образуване на капки, това показва, че целта на технологичната операция е постигната и детайлът е готов за никелиране.
• Работната температура на разтворите е в рамките на + (65 - 85) ºС.

Технологии за никелиране

Електролитно никелиране

Най-простите схеми за домашна употребапоказано на фигурата.

• Съд (1) - всяка удобна форма и капацитет. Единственото изискване е материалът да е химически неутрален по отношение на използвания електролит. Най-често у дома стъклените съдове се използват за никелиране.
• Анодите (2) са никелови. За да бъде покритието на пробата равномерно, хомогенно, те трябва да са от различни страни на детайла. Следователно поне 2.
• Детайл (3). Това е и катодът. Окачва се така, че да не докосва стените и дъното на съда.

Връзки: плюс източник - с пластини, минус - с пробата.

Съставът на разтвора за никелиране:натриев сулфат (50), никел (140), магнезий (30) + борна киселина (20) + готварска сол (5).

Условия за никелиране:температура +22 (±2) ºС, плътност на тока - в рамките на 1 (±0,2) A/dm².

Технология на никелиране.Захранването се включва и се задава необходимата стойност на тока. Процесът продължава от 20 минути до половин час. Степента на готовност на детайла се определя визуално, от нюанса (сивкаво-матов) и неговата еднородност.

При недостиг (отсъствие) на някои компоненти у дома можете да приготвите състав с ограничен брой съставки, като увеличите пропорцията им на литър вода.

Никелов сулфат (250) - натриев хлорид (25) - борна киселина (30). Но при такъв електролитен състав условията на никелиране се променят. Разтворът се нагрява до приблизително +55 ºС (за да се активира процесът, както при) и плътността на тока се увеличава до 4 - 5.

Какво да вземете предвид

• Качеството на никелирането до голяма степен зависи от киселинността на разтвора. Проверява се чрез оцветяване на лакмусова хартия - цветът трябва да е червен. Ако е необходимо да се понижи стойността на киселинността, в електролита може да се постави разтвор на амоняк. Дозировката се определя независимо; референтна точка - сянката на лакмусовия "индикатор".
• Електролитният метод на никелиране не винаги е ефективен. Ако повърхността на пробата има сложен релеф, тогава покритието ще лежи неравномерно, а в особено проблемни зони може да не е изобщо. Например в канали, прорези, дупки и така нататък.

Химикал за никелиране

Технологията е много по-проста, тъй като всичко, което е необходимо, е порцелан (емайлирани съдове). В същото време качеството е по-високо, тъй като няма да останат нетретирани зони. Всички компоненти се разтварят във вода, след което разтворът се загрява до температура приблизително + (85 - 90) ºС. И след това, независимо от използваната рецепта, в него се въвежда натриев хипофосфит (да обозначим NG).

След смесване можете да започнете никелиране. Състои се във факта, че частта е окачена, така че да е напълно потопена в химикала / реагента. Контролът на качеството е същият - визуално.

Има доста състави за химическо никелиране. Ето няколко рецепти:

номер 1 Сулфат амоний и никел (по 30) - повишаване на температурата - NG (10). Необходимата киселинност е около 8,5.

номер 2 Никелов хлорид (30) + гликолова киселина (40) - нагряване - NG 10 (киселинност 4.2 - 4.4).

номер 3 Натриев цитрат, амониев хлорид и никелов хлорид (по 45) - нагряване - NG (20; 8.5).

Препоръка - с киселинни разтвори (рН по-малко от 6,5) е по-добре да се обработват продукти от мед, черни метали (сплави), месинг. Това води до слой, който е близо до идеално гладък. Алкалните състави (рН от 6,5 и повече) се използват като правило за никелиране на продукти от неръждаема стомана. Такова покритие се характеризира с висококачествена адхезия към основата.

Никелиране

Препоръчително е да се практикува при обработка на заготовки с големи размери, за които у дома е проблематично или невъзможно да изберете контейнер с желания размер. Самата техника е проста, тъй като с нея са изключени галванични процеси. Трудността е друга - трябва да отделите много време за подготовка необходимото оборудванеи аксесоари. На първо място, четка.

Съставът на схемата:

Непрекъснато регулируем източник на постоянен ток в рамките на 5 - 15 V (до 2 A). Няма смисъл да го купувате специално за никелиране, тъй като е направен самостоятелно за лице, което е завършило гимназия, няма да е трудно. Ще ви трябва TR с подходяща вторична намотка и токоизправител (мост). Диодите от серия 303 - 305 са доста подходящи.

Четка. Достатъчен е диаметър от 25 (±) mm. Дръжката му трябва да бъде направена от диелектрик. Ако се съсредоточите върху това, което има в къщата, тогава най-добрият вариант- направете парче PP или PE тръба. От единия край дръжката е „потисната“ от капак. Като четина се използва купчина, например от синтетика.

Вилите се събират в сноп, чиято горна част е обвита с тел (неръждаема стомана), под която се поставя извита никелова пластина. Оказва се аналог на четка за боядисване. Това е анодът на веригата. Минусът на източника е свързан към детайла.

жици. Достатъчно за 0,5 "квадрат". В гаража всеки собственик винаги ще намери подходящи парчета.

Формулировката на състава

• Натриев сулфат и никел - 40 и 70.
• Борна киселина - 20.
• натриев хлорид - 5.

Забележка. За никелиране с помощта на тази технология можете да използвате същото решение като при електролитния метод (точка 2.1.3.)

Процедура за никелиране: приготвеният електролит се излива в дръжката, подава се напрежение и четката се движи систематично, със скоба, върху детайла. Неудобството е, че ще трябва постоянно да следите нивото на разтвора в дръжката и да допълвате редовно. Но ако у дома искате да покриете нещо обемно с никел, например броня на кола, дискове на колела, тогава просто няма друг вариант.

Препоръка - за да се опрости процеса на подготовка на оборудването, вместо четка може да се използва никелова пластина. Тя играе ролята на анод. Трябва да се увие в парче фланела с дебелина най-малко 4 мм, а до детайла трябва да се постави контейнер с електролит. Технологията е проста - постоянно намокряйте такъв импровизиран електрод в разтвор, закарайте го по повърхността на пробата. Ефектът е същият, а резултатът зависи изцяло от старанието и точността на домашния майстор.

Окончателна обработка на частите

• Изсушаване. Ако пробата има сложен релеф, тогава трябва да се уверите, че няма влага във всички проблемни зони (браздове, вдлъбнатини и т.н.).
• Повърхностно уплътняване.Никеловият филм се характеризира с порьозност, дори ако покритието е направено на няколко слоя. Следователно директният контакт на основата с течността не може да бъде избегнат. Въпрос на време е. Резултатът е корозия и лющене на никел.

Как можете да запечатате порите у дома:

• Малко екзотично, но ефективен метод- потапяне на още топла проба в рибено масло.
• Смесете магнезиевия оксид с вода, доведете до гъста заквасена сметана и разтрийте никелираната част с такава „каша“ и я поставете за няколко минути в разтвор (50%) на солна киселина.
• Обработете повърхността с прозрачен лубрикант, способен да проникне дълбоко в структурата, за 2-3 преминавания.

Излишните лекарства (не по-рано от 24 часа) лесно се отмиват с бензин.

Полиране

На този етап никелираният детайл получава специфичен блясък.

Полезна информация

Не всяко "желязо" е подложено на никелиране. Това третиране не се отнася за калай, олово и други метали и сплави, по-рядко срещани в ежедневието.

За по-добро никелиране е желателно да се направи предварително медно покритие на детайла. Има две основни причини.

Първото вече е посочено - порьозността на покритието.

Второто е, че при медта никеловият слой е свързан много по-надеждно, отколкото с всяка сплав или чиста стомана. Следователно никелираната част ще запази непроменен атрактивен външен вид много по-дълго. Ако е възможно да се направи медно покритие на проба у дома, тогава това Най-доброто решениеПроблеми.

Съставът на електролита за покриване на стоманена част с меден филм

Меден сулфат (200) + сярна киселина, концентрирана (50). Условия за обработка на пробата: плътност на тока - 1.5A/dm²; температура - стайна +22 (±2) ºС.

Когато провеждате никелиране у дома, можете да се съсредоточите върху такива данни - 1 литър електролит е достатъчен за обработка на детайл с обща площ не повече от 2 dm². Въз основа на това се определя необходимото количество разтвор.

Никелът е метал от подгрупата на желязото, който е получил най-широко приложение в галваничното покритие.

В сравнение с медно покритие, месингово покритие, сребърно покритие и др., никелирането е получило промишлено приложениемного по-късно, но от края на 19 век този процес се превръща в най-разпространения метод за „облагородяване“ на повърхността метални изделия. Едва през двадесетте години на настоящия век е широко използван друг процес - хромирането, което сякаш замества никелирането. И двата процеса обаче - никелиране и хромиране за защитни и декоративни цели се използват в комбинация, тоест продуктите първо се никелират и след това се покриват с тънък слой хром (десети от микрона). В този случай ролята на никелното покритие не се намалява, а напротив, към него се налагат повишени изисквания.

Широкото използване на никелиране в галваничното покритие се обяснява с ценните физични и химични свойства на електролитно отложения никел. Въпреки че в редица напрежения никелът е по-висок от водорода, поради силно изразена склонност към пасивиране, обаче, той се оказва доста устойчив на атмосферен въздух, основи и някои киселини. По отношение на желязото никелът има по-малко електроотрицателен потенциал, следователно основният метал - желязото - е защитен от корозия от никел само ако няма пори в покритието.

Никелови покрития, получени от разтвори на прости соли, имат много фина структура и тъй като в същото време електролитният никел отлично приема полиране, покритията могат да бъдат доведени до огледално покритие. Това обстоятелство прави възможно широкото използване на никелови покрития за декоративни цели. Когато в електролита се въвеждат избелващи агенти, е възможно да се получат лъскави никелови покрития в слоеве с достатъчна дебелина без полиране. Структурата на нормалните никелови отлагания е изключително фина и трудна за откриване дори при голямо увеличение.

Най-често никелирането има две цели: да предпази основния метал от корозия и да осигури декоративно покритие на повърхността. Такива покрития се използват широко за екстериор на автомобили, велосипеди, различни апарати, инструменти, хирургически инструменти, предмети от бита и др.

От електрохимична гледна точка никелът може да се характеризира като представител на металите от групата на желязото. В силно кисела среда отлагането на тези метали по принцип е невъзможно - на катода се отделя почти един водород. Освен това, дори в разтвори, близки до неутрални, промяната в pH влияе върху текущата ефективност и свойствата на металните отлагания.

С киселинността на средата е силно свързано и явлението пилинг на утайката, което е най-характерно за никела. От това следва първата грижа за поддържане и регулиране на правилната киселинност при никелиране, както и избор на подходяща температура за правилно управлениепроцес.

Първите електролити за никелиране са приготвени на базата на двойната сол NiSO 4 (NH 4) 2 SO 4 6H 2 O. Тези електролити за първи път са изследвани и разработени от професора от Харвардския университет Исак Адамс през 1866 г. В сравнение със съвременните високоефективни електролити с висока концентрация на електролити с двойна сол на никелова сол позволява плътност на тока, която не надвишава 0,3-0,4 A/dm 2 . Разтворимостта на двойната никелова сол при стайна температура не надвишава 60-90 g/l, докато никеловият сулфат хептахидрат се разтваря при стайна температура в количество от 270-300 g/l. Съдържанието на метален никел в двойната сол е 14,87%, а в простата (сулфатна) сол 20,9%.

Процесът на никелиране е много чувствителен към примеси в електролита и анодите. Съвсем очевидно е, че сол, която е слабо разтворима във вода, е по-лесна за освобождаване по време на кристализация и измиване от вредни примеси, като сулфати на мед, желязо, цинк и др., отколкото по-разтворима проста сол. До голяма степен поради тази причина двойните солеви електролити доминират през втората половина на 19-ти и началото на 20-ти век.

Борната киселина, която понастоящем се счита за много важен компонент за буфериране на електролита при никелиране и електролитно рафиниране на никел, е предложена за първи път в края на XIX- началото на XX век.

Хлоридите бяха предложени за активиране на никелови аноди в началото на 20-ти век. Към днешна дата в патентната и списания литература е предложено голямо разнообразие от електролити и режими за никелиране, очевидно повече от всеки друг процес на електродепозиране на метал. Въпреки това, не е преувеличено да се каже това повечето отсъвременните електролити за никелиране е вариация на тази, предложена през 1913 г. от професора Уотс от Университета на Уисконсин въз основа на подробно изследване на влиянието на отделните компоненти и електролитния режим. Малко по-късно, в резултат на подобрението, той установи, че в електролити с никел, при повишена температура и интензивно разбъркване (1000 rpm), е възможно да се получат задоволителни никелови покрития в дебели слоеве при плътност на тока над 100 A / dm 2 (за продукти с прости форми). Тези електролити се състоят от три основни компонента: никелов сулфат, никелов хлорид и борна киселина. Принципно е възможно да се замени никеловият хлорид с натриев хлорид, но според някои доклади такава замяна донякъде намалява допустимата катодна плътност на тока (вероятно поради намаляване на общата концентрация на никел в електролита). Ватовият електролит има следния състав, g/l:
240 - 340 NiSO 4 7H 2 O, 30-60 NiCl 2 6H 2 O, 30 - 40 H 3 BO 3.

От други електролити, които в последните временавсе повече привличат вниманието на изследователите и намират промишлено приложение, трябва да се нарича флуороборат, позволяващ използването на повишена плътност на тока и сулфамат, осигуряващ възможност за получаване на никелови покрития с по-ниски вътрешни напрежения.

В началото на тридесетте години на настоящия век, и особено след Втората световна война, вниманието на изследователите беше приковано към разработването на такива избелители, които дават възможност за получаване на лъскави никелови покрития в слоеве с достатъчна дебелина не само върху основата. метална повърхност, полирана до блясък, но и върху матова повърхност.

Изхвърлянето на никелови йони, подобно на други метали от подгрупата на желязото, е придружено от значителна химическа поляризация и освобождаването на тези метали на катода започва при потенциални стойности, които са много по-отрицателни от съответните стандартни потенциали.

Много изследвания са посветени на изясняване на причините за тази повишена поляризация и са предложени няколко широко различни обяснения. Според някои данни катодната поляризация по време на електроотлагане на метали от желязната група е рязко изразена само в момента на началото на тяхното утаяване, при по-нататъшно увеличаване на плътността на тока, потенциалите се променят незначително. С повишаване на температурата катодната поляризация (в момента на началото на валежите) рязко намалява. И така, в момента на началото на утаяването на никел при температура 15 ° C катодната поляризация е 0,33 V, а при 95 ° C 0,05 V; за желязо катодната поляризация намалява от 0,22 V при 15° C до нула при 70° C, а за кобалта от 0,25 V при 15° C до 0,05 V при 95° C.

Високата катодна поляризация в началото на утаяването на метали от групата на желязото се обяснява с утаяването на тези метали в метастабилна форма и необходимостта от изразходване на допълнителна енергия за прехвърлянето им в стабилно състояние. Такова обяснение не е общоприето и има други възгледи за причините за голямата катодна поляризация, при която се получава утаяване на метали от желязната група, и финозърнеста структура, свързана с поляризация.

Други последователи приписват специална роля на водородния филм, образуван в резултат на комбинираното изхвърляне на водородни йони, което възпрепятства агрегирането на малки кристали и води до образуването на фино диспергирани отлагания на метали от желязната група, както и алкализиране на катода слой и свързаното с него утаяване на колоидни хидроксиди и основни соли, които могат да се утаяват съвместно с метали и да възпрепятстват растежа на кристалите.

Някои изхождаха от факта, че голямата поляризация на металите от желязната група е свързана с висока енергия на активиране по време на изхвърлянето на силно хидратирани йони, изчисленията на други показват, че енергията на дехидратация на металите от желязната група е приблизително същата като дехидратацията енергия на такива двувалентни метални йони като мед, цинк, кадмий, чието изхвърляне на йони протича с незначителна катодна поляризация, приблизително 10 пъти по-малко, отколкото при електроотлагането на желязо, кобалт, никел. Повишената поляризация на металите от желязната група беше обяснена и сега се обяснява с адсорбцията на чужди частици; поляризацията забележимо намалява с непрекъснато отстраняване на повърхността на катода.

Това не изчерпва прегледа на различни възгледи за причините за повишена поляризация по време на електроотлагане на метали от групата на желязото. Въпреки това може да се предположи, че с изключение на областта на ниските концентрации и висока плътностток, кинетиката на тези процеси може да бъде описана с уравнението на теорията на забавения разряд.

Поради голямата катодна поляризация при относително ниско водородно пренапрежение, процесите на електроотлагане на метали от групата на желязото са изключително чувствителни към концентрацията на водородните йони в електролита и към температурата. Допустимата катодна плътност на тока е толкова по-висока, колкото по-висока е температурата и концентрацията на водородните йони (колкото по-ниско е pH).