Технология никелирования металлов
Никелирование осуществляется путем нанесения на металлический предмет тонкого слоя никелевого покрытия. Покрыть никелем можно изделия из различных металлов, таких как:
- сталь,
- медь,
- титан,
- алюминий.
Существуют металлы, которые нельзя никелировать:
- олово,
- свинец,
- кадмий,
- сурьма.
Никелевое покрытие обеспечивает защиту изделия от воздействия влаги и различных агрессивных веществ. Часто его наносят в качестве слоя-основы перед хромированием деталей. После нанесения тонкой пленки никеля, напыления из серебра, золота и других металлов держатся более прочно.
В домашних условиях применяются способы, не требующие использования специализированного оборудования. Благодаря этому, никелирование стали, меди, алюминия в бытовых условиях доступно практически каждому человеку. Чтобы получить равномерное покрытие, необходимо предварительно подготовить деталь.
Преимущество никелирования
Как подготовить изделие к никелированию?
Подготовка изделия довольно трудоемкий процесс. Следует полностью исключить наличие коррозии, окислений и т. п. Подготовка проводится в несколько этапов.
Обработка пескоструйным аппаратом
Данный вид обработки можно выполнять как специализированным пескоструйным аппаратом, так и самодельным. Во время обработки нужно постараться убрать как можно больше посторонних наслоений с поверхности заготовки. Особое внимание следует обратить на труднодоступные места. Они должны быть очищены так же, как и другие участки поверхности.
Общая схема пескоструйного аппарата
Шлифовка
Чтобы никелевое покрытие получилось равномерным, нужно максимально выровнять поверхность. Шлифовка дает возможность очистить предмет от оксидной пленки. Для выполнения этого этапа используется наждачная бумага, а также различные инструменты и приспособления, предназначенные для шлифовки.
До и после пескоструйной обработки
Совет: не стоит пренебрегать шлифовкой заготовок, неправильная подготовка может привести к отслоению покрытия.
Следующий этап подготовки металла — шлифовка
Устранение жировых загрязнений
После того, как процесс шлифовки окончен, следует смыть образовавшиеся загрязнения под проточной водой. Затем потребуется провести обезжиривание заготовки. Для этого можно использовать как готовые, так и самодельные растворители. После нанесения растворителя деталь нужно еще раз промыть водой и тщательно просушить.
Внимание: при выборе растворителя необходимо учитывать степень его воздействия на металл, из которого выполнено изделие. Запрещается применять обезжиривающие растворы, вступающие в химическую реакцию с поверхностью.
Обезжиривание металла
Омеднение
Никелирование изделия лучше проводить с предварительным омеднением заготовки. Этот этап не является обязательным, но никелирование стали и других металлов будет более качественным, если покрытие наносится на тонкий слой меди.
Омеднение в домашних условиях
Для омеднения детали необходимо поместить ее в стеклянную емкость с водным электролитом, состоящим из медного купороса и серной кислоты. Предмет подвешивается на проводе таким образом, чтобы он не касался стенок и дна емкости. По обе стороны от заготовки размещаются медные пластины, являющиеся электродами. После этого к электродам и заготовке подключается источник постоянного тока. Степень омеднения прямо зависит от времени проведения процесса.
Способы нанесения никелевого покрытия
Никелирование изделия в домашних условиях можно выполнить двумя способами: химическим и электролитическим.
Электролитический метод
Нанесение покрытия с использованием электролита называется гальваническим никелированием. Сначала потребуется подготовить водный раствор (электролит). Для этого необходимы следующие компоненты:
- сернокислый никель – 70 г,
- сернокислый магний – 15 г,
- поваренная соль – 2.5 г,
- сернокислый натрий – 25 г,
- борная кислота – 10г,
- вода – 500г.
Каждый из компонентов нужно отдельно растворить в воде и профильтровать. Полученные растворы смешивают и заливают в стеклянную емкость. Для гальванического никелирования в сосуд с электролитом помещают никелевые электроды. Чтобы покрытие на заготовке было равномерным, со всех сторон устанавливают не менее двух электродов.
Подготовленную заготовку помещают в сосуд между электродами таким образом, чтобы она не касалась стен и дна емкости. Электроды соединяют между собой медными проводниками, и подключают к плюсовому контакту источника постоянного тока. Токопроводящий провод подключают к минусовому выводу.
Схема установки для электролитического никелирования
В процессе никелирования стали напряжение питания не должно превышать 6 Вольт. Следует контролировать плотность тока, она не должна превышать 1,2 А. Процесс занимает около 30–40 минут. По его окончании, предмет нужно промыть проточной водой и тщательно просушить. Нанесенное покрытие должно получиться матовым и гладким. Чтобы поверхность изделия приобрела блеск, потребуется выполнить ее полировку.
Химический метод
Никелирование стали и других металлов химическим способом отличается от гальванического прочностью покрытия. При помощи химического никелирования можно легко нанести вещество даже на самые труднодоступные места.
Для выполнения процесса потребуется:
- янтарно-кислый натрий – 7.5 г,
- хлористый никель – 12.5 г,
- гипофосфит натрия – 15 г,
- вода – 500 мл.
В эмалированную посуду наливают воду и растворяют в ней янтарно-кислый натрий и хлористый никель. Затем раствор нагревают до температуры 90 градусов. По достижению требуемой температуры добавляется гипофосфит натрия. Изделие аккуратно подвешивается над емкостью с раствором. Количество жидкости рассчитывается исходя из того, что в 1 литре раствора можно покрыть поверхность площадью 2дм2.
Никелирование контролируется визуально: когда деталь равномерно покроется пленкой, процесс завершается. По окончании, деталь нужно промыть в растворе, изготовленном из воды и небольшого количества мела. После этого осуществляют сушку и полировку детали.
Мета-хромирование — подделка под настоящий гальванический хром
Главная → ◊ Мета-хромирование
Как уже писалось нами ранее, в интернете достаточно много информации об «инновационном» способе хромирования, «химическом хромировании» или «каталитическом хромировании». Достаточно почитать заголовки и становится непонятно — зачем при таком уровне технологий нужна «вредная» гальваника. Так, некоторые изготовители такого покрытия заверяют, что их технология не содержит тяжелых металлов и проста в применении, а получаемое покрытие выдерживает ударные и механические нагрузки. Давайте разберемся в сути этой технологии и ее отличиях от гальванического метода — так ли она хороша, как заявляется? Мы покажем, что это не так. Но вначале посмотрим как же наносится покрытие по технологии «мета-хром», «химический хром» или «каталитический хром».
1 Шаг — нанесение связующего грунта из краскопульта
Перед проведением так называемого хромирования и нанесением металлопокрытия, наносится слой связующего грунта, образующего на поверхности после высыхания полупрозрачное стекловидное покрытие. Наносится один-три слоя связующего грунта. Связующий грунт сушится в течении нескольких часов при температуре шестьдесят-шестьдесят пять градусов или в течение семи-восьми часов при комнатной температуре.
2 Шаг — Химическая металлизация «Мета-хром»
2.1 Активация
С помощью распылителя на грунтованную поверхность распыляется активатор СТ.2516, залитый в металлический бак. Затем, используя распылительный пистолет, поверхность промывается дистиллированной или деионизированной водой.
2.2 Химическая металлизация
После промывки проводится покрытие так называемым «хромом». Для этого используется сдвоенный распылительный пистолет, на поверхность детали наносится модификатор «Мета-хром», залитый в металлический бак и смешанные восстановители АВ/101 и АВ/202, залитые в бак. Сразу после этого с помощью пистолета металлизированная поверхность промывается дистиллированной или деионизированной водой. Деталь продувается сжатым воздухом.
3 Шаг — нанесение защитного лака
На металлизированную поверхность наносится несколько слоев защитного лака. Последний слой может содержать светопозрачные красители, позволяющие имитировать цвет хрома, золота, меди, бронзы. Защитный лак высушивается при комнатной температуре несколько часов или при шестидесяти градусах один-два часа.
Как видно из приведенной типовой технологии мета-хромирвоания, никакого хрома в состав покрытия не входит. А входит, как ни странно, серебро, причем толщина слоя его меньше микрона. Вспомним реакцию серебряного зеркала.
Реакция серебряного зеркала это процесс восстановления металлического серебра из аммиачного раствора оксида серебра.
Ag2O + 4NH4OH ↔ 2[Ag(NH3)2]OH + H2O
Если добавить к комплексному соединению серебра какой — либо альдегид (например, формальдегид), в результате реакции образуется металлическое серебро на стенках посуды, в которой проводится реакция — зеркальный слой серебра.
R-CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH → 2Ag ↓ + R-COONH4 + 3NH3 + H2O
В результате реакции образуются серебряныйе однозарядные ионы, которые объединяются с альдегидной группой, образуя мельчайшие или коллоидные серебряные частицы. Такие мельчайшие частицы могут крепко сцепляються с поверхностью реактора или оставаться в растворе в виде суспензии серебра. Для того чтобы коллоидные частички серебра, надежно сцеплялись и образовали прочный и равномерный серебряный слой (зеркало), поверхность должна предварительно перед серебрением обезжириваться. Поверхность должна быть не только хорошо очищенной, но и как можно более гладкой. После обезжиривания, полезно промыть стекло раствором хлоридом олова и дистиллированной водой (олово в данном случае будет являться хорошим активатором реакции серебряного зеркала, вспомним активатор из рассматриваемой технологии СТ.2516 — скорее всего в нем и содержатся соединения олова).
Для восстановления металлического серебра, в реакции серебряного зеркала, часто используют восстановители: формальдегид или глюкозу. Выбор этих двух веществ, зависит от того, с какой целью будет использоваться химическая реакция. Если нужно изготовить качественное зеркало с прочной и ровной поверхностью, лучше воспользоваться глюкозой, а не фромальдегидом.
Для серебрения описанным способом, берут серебро в составе нитрата серебра. К нитрату серебра добавляют аммиачные и щелочные компоненты, т.к. осаждение серебра на поверхности должно проходить в щелочном растворе. При этом щелочной раствор должен браться в недостатке, его избыток нежелателен. Реакция серебряного зеркала может проводиться как при комнатной температуре, так и при нагревании.
Окрашивание раствора в коричневый цвет означает, что в растворе образовались мельчайшие коллоидные частички серебра. Позднее на поверхности образуется тонкий зеркальный налет из восстановленного серебра.
Реакция серебряного зеркала с использованием глюкозы, может проводиться, не только с целью демонстрации химической реакции, но и для получения качественного серебряного зеркала или токопроводящей поверхности.
Реакция серебряного зеркала лежит в основе производства серебряных зеркал. Для того чтобы металлическое серебро не окислялось, не образовывало черный сульфид серебра, и не становилось тусклым, не царапалось, его покрывают сверху защитным лаком.
Технически, для того чтобы посеребрить поверхность, нужно иметь два свежеприготовленных раствора (1 и 2).
Раствор 1
состоит из смеси нитрата серебра с аммиачно-щелочным раствором, приготовленным по специальной рецептре. Раствор соли серебра смешивается с аммиаком до растворения первично образующегося осадка, затем к нему добавляется раствор щелочи и снова аммиак до просветления раствора. Полученный раствор разбавляется дистиллятом.
Раствор 2
готовится растворением глюкозы в дистиллированной воде с небольшим количеством концентрированной азотной кислоты и кипятится в течение двух минут. После этого раствор охлаждается и смешивается с равным объемом спирта. Растворы 1 и 2 смешиваются перед самым употреблением в пропорции — 10:1. После смешивания растворов, в течение 30 минут на обрабатываемой поверхности образуется зеркальная пленка серебра.
Как известно, серебро — металл очень мягкий и никакими защитными механическими свойствами не обладает. Прочность сцепления покрытия к поверхности и прочность самого покрытия полностью определяется грунтом и финишным лаком. Т.е. так называемое «хромирование» не более, чем краска со всеми присущими ей недостатками. Лично автором этой статьи был проведен эксперимент, когда на мета-хромированной дверной ручке было с легкостью выцарапано его имя обычным ножом без каких-либо усилий. Попробуйте поцарапать по настоящему хромированный бампер — едва ли вам это удастся!
В итоге, не следуют доверять заманчивым лозунгам и рекламным текстам, предлагающим волшебный способ хромирования — зачастую авторы сами не знают о чем пишут и что предлагают. Настоящий металлический хром может быть получен, как правило, только гальваническим способом или, на худой конец, напылением. Такой хром имеет только один цвет — серебристо-голубоватый. В редких случаях, при получении сплавов хрома, можно получить черный цвет (хотя это уже не цвет чистого металла) Все другие цвета «хрома» — просто окрашенный лак. Такой лак не обладает и долей прочности настоящего хрома, не так уж и безопасен в применении (несмотря на заверения, используется тяжелый металл — серебро, которое, кстати, при попадании внутрь организама, едва ли менее опасно, чем мышьяк, может применться формальдегид и аммиак), не так прост, как может показаться на первый взгляд. Средняя стоимость мета-хрома — 180 р/дм2 покрытия. Дороговато, для краски, не правда ли? А если почитать отзывы автолюбтелей, попавшихся на удочку производителей такого покрытия, то и качество его можно поставить под сомнение. У некоторых покупателей покрытие на дисках не прожило и недели.
Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО «НПП Электрохимия» Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс «Оригинальные тексты»
Как увеличить срок службы покрытия?
Полученное покрытие имеет пористую структуру. Поэтому металл изделия подвержен коррозии. Чтобы снизить риск ее возникновения, слой никеля покрывают смазочными составами. После их нанесения предмет погружают в емкость с рыбьим жиром. Спустя 24 часа, его излишки убирают при помощи растворителя.
Если изделие имеет крупные габариты, и погрузить его в емкость невозможно, то его поверхность просто натирают рыбьим жиром. Данную процедуру потребуется проводить дважды, с промежутком времени около 12 часов. Через 48 часов после обработки остатки жира нужно удалить.
Никелирование защищает металл от коррозии
Выполнить никелирование стали в домашних условиях можно двумя способами. Данный процесс является несложным, но требует тщательной подготовки и предельной аккуратности при выполнении. Необходимо приобрести качественные компоненты для приготовления раствора, заранее подготовить рабочую зону, емкости, инструменты и устройства.
В процессе работы важно соблюдать меры безопасности: защитить глаза и кожные покровы от попадания химических веществ, обеспечить достаточную вентиляцию помещения, предотвратить возможность воспламенения смеси и электрической установки.
Видео по теме: Химическая металлизация — никелирование
Полезные статьи
Процесс хромирования металлических изделий в домашних условиях
Травление нержавеющей стали в домашних условиях
Технология выполнения цинкования в домашних условиях
Снятие покрытия из никеля
Никелевые покрытия следует снимать в растворе с разбавленной серной кислотой. Для приготовления соответствующей ванны, необходимо смешать 200 мл воды с 300 мл концентрированной серной кислоты. Важно отслеживать температурный уровень — он не должен подниматься выше 60оС. Когда ванна остынет, ее плотность должна достигать 1,6.
Чтобы снизить риск затравливания изделия, рекомендуется также в полученный состав добавить глицерин (50 г/л). Обрабатываемая вещь подвешивается между свинцовыми катодами. Снятие никеля происходит на обратной полярности. Через некоторое время нужно будет восполнить уровень серной кислоты в составе, поддерживая в ванне необходимую плотность. Чтобы состав не был чрезмерно разбавлен, изделия следует погружать в ванну только после их тщательной просушки. Проконтролировать этот процесс не сложно, так как при удалении никеля плотность тока упадет.
Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что никелирование сегодня — один из наиболее актуальных гальванотехнических процессов, обучиться которому при желании может абсолютно каждый. Научно-производственная проводит обучение по направлению «Гальваника» для всех желающих! Вы сможете выбрать удобную для Вас программу обучения, которая лучше всего подойдет под Вашу техническую задачу. На занятиях Вы получите все необходимые знания для работы с электролитами, покрытию поверхностей золотом, серебром, узнаете, как проводить никелирование, меднение и родирование, удалять нежелательные покрытия, а также многое другое! Все интересующие вопросы можно задать по телефону или по электронной почте (на главной странице), наши технологи помогут Вам определиться с подходящим курсом для обучения.
Подробности Вы можете узнать по ссылке:
Автор материалов: Гордиенко Анастасия Вадимовна Должность: главный технолог ООО «6 микрон» Образование: высшее Опыт работы в гальванике: 11 лет