Galvanické pokovování niklem - Nickel electroplating

Galvanické pokovování niklem je technika galvanického pokovení tenké vrstvy niklu na kovový předmět. Vrstva niklu může být dekorativní, poskytovat odolnost proti korozi , odolnost proti opotřebení nebo ji lze použít ke stavbě opotřebovaných nebo poddimenzovaných částí pro účely záchrany.

Přehled

Galvanické pokovování niklem je proces nanášení niklu na kovovou část. Díly, které mají být pokoveny, musí být před zahájením pokovování čisté a bez nečistot, koroze a vad. K čištění a ochraně součásti během procesu pokovování lze použít kombinaci tepelného zpracování , čištění, maskování, moření a leptání. Jakmile je kus připraven, ponoří se do roztoku elektrolytu a použije se jako katoda . Niklová anoda se rozpustí v elektrolytu za vzniku iontů niklu . Ionty procházejí roztokem a ukládají se na katodě.

Druhy a chemie

Watts koupele

Vany na pokovování niklem mohou ukládat jak jasný, tak polojasný nikl. Pro dekorativní účely a ochranu proti korozi se obvykle používá jasný nikl. Polosvětlé usazeniny se používají v technických aplikacích, kde je důležitá vysoká odolnost proti korozi, tažnost nebo elektrická vodivost a není vyžadován vysoký lesk.

Složení koupele

Chemický název Vzorec Jasný Polojasné
Metrický NÁS Metrický NÁS
Síran niklnatý NiSO 4 · 6H 2 O 150–300 g/l 20–40 oz/gal 225–300 g/l 30–40 oz/gal
Chlorid nikelnatý NiCl 2 · 6H 2 O 60–150 g/l 8–20 oz/gal 30–45 g/l 4–6 oz/gal
Kyselina boritá H 3 BO 3 37–52 g/l 5–7 oz/gal 37–52 g/l 5–7 oz/gal

Operační podmínky

  • Teplota: 40-65 ° C
  • Hustota katodového proudu: 2-10 A/dm 2
  • pH: 4,7-5,1

Rozjasňovače

  • Nosné zjasňovače (například p-toluensulfonová sulfonamid, kyselina benzensulfonová ) v koncentraci 0.75-23 g / l. Nosičové zjasňovače obsahují síru zajišťující rovnoměrnou strukturu jemných zrn poniklování.
  • Nivelační činidla, zjasňovače druhé třídy (např. Kyselina allylsulfonová, chloralhydrát formaldehydu) v koncentraci 0,0045-0,15 g/l vytvářejí (v kombinaci s nosnými zjasňovači) brilantní usazeniny.
  • Pomocná zjasňovače (např. Alylsulfonát sodný, pyridiniumpropylsulfonát) v koncentraci 0,075-3,8 g/l.
  • Anorganické zjasňovače (např. Kobalt, zinek) v koncentraci 0,075-3,8 g/l. Anorganické zjasňovače dodávají povlaku dodatečný lesk.

Typ přidaných zjasňovačů a jejich koncentrace určují vzhled usazenin: brilantní, jasný, polojasný, saténový.

Síran amonný

Sulfamátové niklování se používá pro mnoho technických aplikací. Je deponován pro rozměrové korekce, odolnost proti oděru a opotřebení, vysoce účinný povlak a ochranu proti korozi. Používá se také jako podsada pro chrom.

Složení koupele

Chemický název Vzorec Koncentrace koupele
Metrický NÁS
Síran amonný Ni (SO 3 NH 2 ) 2 300-450 g/l 40–60 oz/gal
Chlorid nikelnatý NiCl 2 · 6H 2 O 0-30 g/l 0–4 oz/gal
Kyselina boritá H 3 BO 3 30-45 g/l 4–6 oz/gal

Operační podmínky

  • Teplota: 40-60 ° C
  • Hustota katodového proudu: 2-25 A/dm 2
  • pH: 3,5-4,5

All-chlorid

Celochloridové roztoky umožňují nanášení silných niklových povlaků. Dělají to proto, že běží na nízké napětí. Depozice má však vysoká vnitřní napětí.

Chemický název Vzorec Koncentrace koupele
Chlorid nikelnatý NiCl 2 · 6H 2 O 30–40 oz/gal
Kyselina boritá H 3 BO 3 4–4,7 oz/gal

Sulfát-chlorid

Sulfát-chloridová lázeň pracuje s nižším napětím než Wattsova lázeň a poskytuje vyšší rychlost usazování. Přestože jsou vnitřní napětí vyšší než ve Wattsově lázni, jsou nižší než v allchloridové lázni.

Chemický název Vzorec Koncentrace koupele
Síran niklnatý NiSO 4 · 6H 2 O 20–30 oz/gal
Chlorid nikelnatý NiCl 2 · 6H 2 O 20–30 oz/gal
Kyselina boritá H 3 BO 3 4–6 oz/gal

Všesulfát

K elektrolytickému nanášení niklu se používá celosulfátový roztok, kde jsou anody nerozpustné. Například pokovení vnitřních částí ocelových trubek a tvarovek může vyžadovat anodu.

Chemický název Vzorec Koncentrace koupele
Síran niklnatý NiSO 4 · 6H 2 O 30–53 oz/gal
Kyselina boritá H 3 BO 3 4–6 oz/gal

Tvrdý nikl

Pokud je požadována vysoká pevnost v tahu a tvrdost, používá se roztok tvrdého niklu.

Chemický název Vzorec Koncentrace koupele Metrický
Síran niklnatý NiSO 4 · 6H 2 O 24 oz/gal 179,7 g/l
Chlorid amonný NH 4 Cl 3,3 oz/gal 24,7 g/l
Kyselina boritá H 3 BO 3 4 oz/gal 29,96 g/l

Černý nikl

Pokovování černým niklem se obvykle pokovuje na mosaz, bronz nebo ocel, aby se vytvořil nereflexní povrch. Tento typ pokovování se používá pro dekorativní a vojenské účely a nenabízí velkou ochranu.

Chemický název Vzorec Koncentrace koupele
Síran nikl -amonný NiSO 4 · (NH 4 ) 2SO 4 · 6H 2 O 8 oz/gal
Síran zinečnatý ZnSO 4 1,0 oz/gal
Thiokyanát sodný NaCNS 2 oz/gal

Aplikace

Dekorativní nátěr

Dekorativní jasný nikl se používá v celé řadě aplikací. Nabízí vysoký lesk, ochranu proti korozi a odolnost proti opotřebení. V automobilovém průmyslu lze jasný nikl nalézt na náraznících , ráfcích, výfukových trubkách a obložení. Používá se také pro jasnou práci na kolech a motocyklech . Mezi další aplikace patří ruční nářadí a domácí potřeby, jako jsou osvětlovací a instalatérská zařízení , drátěné regály, střelné zbraně a spotřebiče .

Inženýrské aplikace

Technický nikl se používá tam, kde není požadovaný jas. Non-dekorativní aplikace poskytují ochranu proti opotřebení a korozi, stejně jako nahromadění nízkého napětí pro obnovu rozměrů. Tuto metodu lze použít pro výrobu nanokompozitních povlaků odolných proti opotřebení.

Viz také

Reference