⭐️Гальваническое никелирование: основы процесса.
1️⃣ Толщина покрытия
Средняя толщина покрытия может быть определена путем деления массы осажденного покрытия (в граммах) на произведение плотности никеля (8,907 г/см³) и площади поверхности, подлежащей электролитическому осаждению (в дм²), а затем умножения на 100 для получения толщины в микрометрах (мкм).
Также среднюю толщину можно вычислить непосредственно из тока и времени, используя уравнение
T = (12.294*It)/S
Где T — средняя толщина (мкм), S — площадь, подвергаемая электролитическому осаждению (дм²), I — ток, протекающий через гальваническую ванну, в амперах, а t — время протекания тока, в часах.
Толщину покрытия можно измерить с помощью специальных приборов - толщинометров.
От толщины покрытия и состояния поверхности до нанесения будет зависеть коррозионная стойкость изделия. Минимальные требования к толщине могут варьироваться от 5 мкм, если никель используется в качестве подслоя перед нанесением других покрытий, и до 125 мкм для применения в условиях интенсивной коррозии.
2️⃣ Подготовка поверхности
Перед никелированием поверхность детали готовят, чтобы удалить загрязнения, масла, ржавчину или окислы, которые могут помешать процессу нанесения покрытия.
Механическая обработка требуется для удаления неровностей, царапин и заусенцев. Для механической обработки используется шлифование, полирование, галтовка, пескоструйная обработка. Выбор способа зависит от состояния поверхности детали, требований к внешнему виду и размеров.
Химическая обработка.
Обезжиривание — удаление масел и жиров; часто проводится с использованием щелочных растворов.
Активация поверхности — удаление оксидных плёнок. Может выполняться в растворе соляной кислоты (HCl) или серной кислоты (H₂SO₄), которые удаляют оксиды металлов.
3️⃣ Электролит никелирования
Большинство растворов для никелирования, особенно используемых для декоративного покрытия, основаны на рецептуре, разработанной профессором Оливером П. Уоттсом в 1916 году. Так называемый "электролит Уоттса" готовится на основе борной кислоты, сульфата и хлорида никеля.
4️⃣ Роль блескообразователей и выравнивающих добавок
Блескообразователи в комбинации с выравнивающими добавками способствуют образованию блестящих покрытий с хорошей пластичностью и выравнивающими свойствами в широком диапазоне плотностей тока. Эти добавки, как правило, присутствуют в электролите в очень низких концентрациях и расходуются при электролизе, поэтому их необходимо регулярно пополнять для поддержания желаемой яркости.
5️⃣ Аноды
Основные функции никелевых анодов:
• Проведение электрического тока к электролиту.
• Восполнение ионов никеля в растворе.
• Равномерное распределение тока по поверхности катода.
Наилучшими вариантами являются никелевые пластины марки НПА или Н1. Площадь поверхности анодов должна обязательно быть больше площади никелируемого изделия.
6️⃣ Контроль процесса
Плотность тока должна находиться в корректном рабочем диапазоне для получения качественных покрытий с равномерной поверхностью, без подгорания или образования дендритов.
Температура. Изменения температуры могут влиять на характеристики никелирования и других технологических процессов. В частности, температура может влиять на блеск, рассеивающую способность, пластичность, твердость и внутренние напряжения.
pH. В случае растворов никелирования pH оказывает большое влияние на характеристики электролита. pH может влиять на блеск покрытия, воздействие содержащихся примесей, рассеивающую способность, напряжение, а также физические свойства осадка.
Фильтрация. Загрязняющие частицы могут попадать в раствор от обрабатываемых деталей, нечистых химикатов, из воздуха и т.д. Для наилучшего качества покрытия важно устранить как можно больше источников загрязнений и периодически фильтровать раствор. В большинстве случаев для фильтрации раствора подойдут полипропиленовые фильтры, предназначенные для удаления частиц размером от 5 до 15 микрон.
Нанесение никеля является одной из ключевых процедур при подготовке изделия под целевое финишное покрытие и широко используется в гальванике.
