Co je to? Niklování je proces pokovování obrobku niklem, který jej ochrání před vlivy vnějšího prostředí. Technologie je reprezentována dvěma metodami: chemickou a galvanickou.
Co bych měl hledat? Ne každý materiál je vhodný pro niklování – nebude fungovat na olovo, cín nebo kadmium. Nikl však bez problémů drží na oceli, mědi, hliníku a titanu.
Z tohoto materiálu se dozvíte:
- Podstata technologie niklování
- Galvanické niklování
- Bezproudové niklování
- Příklad niklování některých kovů
- Často kladené otázky o niklování
Podstata technologie niklování
V moderním průmyslu je niklový povlak široce používán na různých částech a konstrukčních prvcích vyrobených z ocelových slitin a neželezných kovů. Niklování umožňuje dosáhnout zvýšené odolnosti proti korozi, ochraně proti opotřebení, odolnosti proti vlhkosti a odolnosti vůči agresivnímu chemickému prostředí.
Poniklovaný povrch získává vysokou tvrdost, odolnost proti oxidaci a odrazivost.
Ochranný povlak vytvořený během pokovování niklem může mít tloušťku od 0,8 do 55 mikronů. Metoda se používá k ochraně:
- kovové konstrukce, jejichž provoz zahrnuje vystavení nepříznivým atmosférickým podmínkám;
- části karoserie automobilů;
- části lékařských nástrojů a vybavení;
- ocelové nebo hliníkové oplocení a nosné konstrukce;
- kovové výrobky, které se používají v kyselém nebo zásaditém prostředí.
Technologie niklování umožňuje tvorbu matných, lesklých a černých ochranných a dekorativních povlaků.
Niklování, což je vytvoření tenkého ochranného povlaku na povrchu dílů, je odolné vůči kadmiu, olovu, cínu, vizmutu a antimonu.
Galvanické niklování
Galvanické pokovování niklem využívá elektrický proud k ukládání částic, které tvoří povlak.
Mezi výhody elektrochemického niklování odborníci zdůrazňují:
- jednoduchost metody – proto se široce používá k vytváření antikorozních povlaků ve velkých průmyslových odvětvích a v domácích dílnách;
- hospodárnost díky skutečnosti, že niklování nevyžaduje drahé vybavení a suroviny;
- vynikající kvalita nanesených nátěrů, jejichž vysoká pevnost umožňuje spolehlivě chránit povrch před korozí a škodlivými vlivy prostředí;
- estetika – niklování činí povrchy hladkými a lesklými.
Niklování kovu umožňuje vytvářet nejen spolehlivé, krásné, ale také praktické povlaky, které se velmi snadno udržují – povrch je třeba pravidelně otřít měkkým hadříkem.
Technologie elektrochemického niklování má řadu nevýhod:
- maximální velikost zpracovávaných výrobků je omezena velikostí niklovací lázně;
- rozměry technologického zařízení neumožňují niklování trvale upevněných dílů bez jejich demontáže;
- malá tloušťka poniklování (ne více než 40 mikronů).
Proces galvanického niklování, bez ohledu na velikost zpracovávaných výrobků, probíhá v několika specifických fázích, z nichž první je příprava povrchu pro nátěr. Existuje několik metod předběžného zpracování:
- Mechanické čištění – K přípravě povrchu je nejlepší použít pískování.
- Broušení – provádí se za účelem vyrovnání povrchu a zlepšení přilnavosti ochranné vrstvy ke kovu.
- Odmašťování – k odstranění tuku se používají rozpouštědla a ošetřené části se omyjí tekoucí vodou a vysuší.
- Pokovení mědí – volitelný typ zpracování, který vyrovnává povrch a zvyšuje přilnavost ochranného povlaku ke kovu obrobku.
- Niklování – díly určené ke zpracování se umístí do lázně s niklovými elektrodami a elektrolytickým roztokem, který obsahuje nikl, hořčík, síran sodný, kuchyňskou sůl a kyselinu boritou. Obrobky by se neměly dotýkat stěn a dna nádoby. Provozní napětí dosahuje 6 V. Doba niklování je přibližně 40 minut. Po vyjmutí z roztoku se produkty promyjí a suší.
Bezproudové niklování
Tento způsob nanášení ochranných povlaků se používá u dílů se složitými konfiguracemi, protože zajišťuje rovnoměrné nanášení kovu i uvnitř otvorů o malém průměru. Tato úprava umožňuje vytvořit na povrchu výrobků niklovou vrstvu odolnou proti opotřebení, což je důležité zejména při výrobě dílů, které na sebe vzájemně působí během provozu bez mazání. Metoda je také široce používána při výrobě různých dekorativních prvků.
Tepelné zpracování, široce používané v průmyslových aplikacích, zvyšuje tvrdost galvanicky pokoveného niklu. Z hlediska přilnavosti k povrchu dílů jsou nikl-fosforové nánosy výrazně před elektrolytickými nánosy. Tloušťku vrstvy lze nastavit s přesností asi 10 %.
Vzhledem k vysokým ochranným vlastnostem a minimální pórovitosti vytvořených povlaků se chemické niklování používá u dílů, jejichž provoz zahrnuje kontakt s přehřátým vzduchem a vodní párou při teplotách dosahujících +700 stupňů Celsia. Moderní technologie umožňují dosáhnout rychlosti nanášení 25 mikronů/hod.
Specifická produktivita je dána složením pracovního roztoku. Ošetření lze provádět ponořením do statických nebo tekoucích kapalin:
- V prvním případě se používají nádoby s výměnnými kryty z chemicky odolného plastu.
- Ve druhém je zajištěna konstantní koncentrace složek v roztoku pomocí uzavřeného technologického cyklu.
Kapalina cirkuluje v řetězci: reaktor – výměník tepla – čištění – korekční nádrž – reaktor. Výhodou tohoto schématu je rovnoměrné nanášení niklu, snížení nákladů a zvýšení produktivity.
Příklad niklování některých kovů
Niklování hliníkových polotovarů
Příprava povrchu začíná dvojitým zinkováním, které zvyšuje pevnost a hustotu materiálu, a proto zajišťuje rovnoměrné niklování. K aplikaci zinkového povlaku potřebujete:
- směs připravíme rozpuštěním 1 g hydroxidu sodného a 250 až 50 g oxidu zinečnatého v 60 litru vody (optimální teplotní rozsah je +18 až +20 stupňů Celsia);
- ponořte ošetřovaný přípravek do nádoby s roztokem na cca 5 sekund (při delší expozici je možné chemické poškození), směs ponechte k opětovnému zpracování;
- pro zajištění rovnoměrného rozložení zinku by měl být povrch, který má být ošetřen, naleptán 15% roztokem kyseliny dusičné;
- opakujte galvanizaci a poté výrobek opláchněte horkou vodou.
Niklování lze provést pomocí roztoku připraveného podle jednoho z následujících receptů:
- Číslo receptury 1. V 1 litru vody zahřáté na teplotu +80 až +90 stupňů Celsia rozpusťte 20 g chloridu sodného, 40 g citrátu sodného, 50 g amonia na bázi chloru, 50 ml amoniaku. Po důkladném promíchání se do výsledného homogenního roztoku přidá 25 g fosfornanu sodného.
- Číslo receptury 2. Rozpusťte 1 g octanu nikelnatého a 95 g kyseliny aminooctové v 25 litru vody zahřáté na + 20 stupňů Celsia. Do důkladně promíchaného homogenního roztoku přidejte 30 g fosfornanu sodného.
Dále musí být pozinkovaný hliníkový obrobek zavěšený na drátu spuštěn do nádoby s roztokem připraveným podle jednoho z uvedených receptů o 70–80 % tak, aby nepřišel do kontaktu se stěnami a dnem. Poté musí být pracovní kapalina zahřátá na teplotu +350 až +380 stupňů Celsia. Doporučená doba působení je 60 minut.
Proces pokovování niklem lze urychlit zvýšením teploty roztoku na +500 stupňů Celsia. Při takovém zahřívání však hrozí, že se na ošetřovaném povrchu objeví žlutočervené nebo fialové skvrny, které se extrémně obtížně odstraňují, proto se zkušení řemeslníci snaží nadměrnému zahřívání vyhýbat. Po nanesení ochranné niklové vrstvy by měl být výrobek ošetřen minerálním strojním olejem:
- zahřejte nádobu s minerálním olejem nad ohněm a přiveďte její teplotu na +250 stupňů Celsia;
- vyjměte obrobek z nádoby s roztokem elektrolytu a ihned jej ponořte do oleje;
- Po držení po dobu 60 minut vyjměte obrobek z nádoby s minerálním olejem, opláchněte teplou vodou a odmastěte.
Niklování měděných a mosazných dílů
Obvykle se používá standardní schéma niklování pro měď a mosaz. Existují však i drobné rozdíly. V první fázi musí být povrch obrobku očištěn od nečistot, vyleštěn a odmaštěn. K odstranění zbytkových nečistot a oxidového filmu se používá kyselina sírová nebo chlorovodíková. Dále se díly umyjí v teplé vodě a zavěsí na kovový drát.
K zavěšení obrobků z mědi nebo mosazi můžete použít pouze ocelový nebo hliníkový drát bez izolace, jinak mohou technické vlastnosti materiálu zpracovávaných dílů hrát krutý vtip a proces nebude fungovat. Jde o extrémně vysokou elektrickou vodivost tohoto kovu. Bez kontaktu s ocelí nebo hliníkem bude adheze niklových částic k povrchu příliš nízká.
Při niklování měděných nebo mosazných obrobků použijte roztok připravený podle jednoho z následujících receptů:
- Recept č. 1. Na 1 litr vody: 50 g chloridu nikelnatého, 55 g amonia na bázi chloru, 50 g citrátu sodného a 20 g fosfornanu sodného.
- Recept č. 2. Na 1 litr vody: 30 g síranu nikelnatého, 15 g octanu sodného, 10 g fosfornanu sodného.
Pro přípravu pracovní tekutiny je nutné všechny přísady naředit ve vodě (kromě fosfornanu sodného) a důkladně promíchat. Poté je třeba do výsledného homogenního roztoku zahřátého na teplotu +85 až +90 stupňů Celsia přidat fosfornan sodný. Dále byste měli provést niklování, pro které umístíte díly zavěšené na drátu do nádoby s roztokem 70–80%, přiveďte teplotu na +350 stupňů Celsia. Doporučená doba působení není delší než 60 minut.
Na rozdíl od hliníkových polotovarů není nutné měděné nebo mosazné polotovary ošetřovat minerálním olejem. Jednoduše je vyjměte z nádoby s pracovním roztokem, opláchněte v teplé vodě a důkladně odmastěte. Pokud se na stěnách lázně, ve které se provádělo niklování, usadí malé množství niklu, lze jej odstranit vytřením nádoby koncentrovaným roztokem kyseliny dusičné.
Niklování dílů ze slitin oceli
Niklování oceli a litiny je široce používáno v moderním průmyslu. Tento technologický postup má rozdíly v důsledku fyzikálních a chemických vlastností slitin obsahujících železo. Hlavním rysem je doporučená dvojitá aplikace nátěru stejnou metodou.
Faktem je, že vrstva niklu získaná jednorázovým zpracováním může prasknout – to se často stává během několika měsíců provozu produktu. Niklování se provádí podle standardního schématu. Po vyčištění a vyleštění se povrch namoří kyselinou sírovou nebo chlorovodíkovou a poté se díly zavěsí na kovový drát.
Roztok pro niklování oceli se připravuje podle jednoho z následujících receptů:
- Číslo receptury 1. V 1 litru vody zahřáté na +90 stupňů Celsia rozpusťte 30 g chloridu nikelnatého, 50 ml 25% amoniaku, 100 g citrátu sodného. Po důkladném promíchání přidejte do výsledného homogenního roztoku 10 g fosfornanu sodného.
- Číslo receptury 2. V 1 litru vody zahřáté na +95 stupňů Celsia rozpusťte 30 g chloridu nikelnatého, 50 g glykolátu sodného. Do důkladně promíchaného homogenního roztoku přidejte 10 g fosfornanu sodného.
Je důležité si uvědomit, že při niklování ocelových dílů je přísně zakázáno nechat kov zahřát na popouštěcí teplotu – to může způsobit praskání a poškození materiálu obrobku. Samotný proces niklování je standardní. Poté, co jsou výrobky zavěšené na drátu umístěny do nádoby s pracovní kapalinou, je tato zahřátá na požadovanou teplotu (ne vyšší než teplota temperování a ne vyšší než +350 stupňů Celsia). Doporučená doba výdrže je od 60 do 120 minut (čím vyšší teplota, tím kratší doba výdrže). Poté by se mělo zpracování opakovat podle stejného schématu.
Často kladené otázky o niklování
V jakých případech je nutná tepelná úprava?
Zpracovávané díly jsou podrobeny tepelnému zpracování, když je potřeba dodat povlaku odolnost proti opotřebení a zvýšit jeho tvrdost. Vlivem vysoké teploty vzniká nikl-fosforová sraženina a vzniká nová chemická sloučenina, díky které je ochranný povlak tvrdší a odolnější.
Jaké zařízení by se mělo používat k poniklování kovových dílů?
Tento technologický proces nevyžaduje použití složitých a drahých celků nebo materiálů. V domácí dílně je pro nanášení niklového povlaku na povrch obrobků docela vhodná smaltovaná ocelová lázeň nebo nádoba požadovaného objemu a velikosti. V průmyslových instalacích pro nanášení niklové vrstvy chemickou metodou se používají výměnné kryty z chemicky odolných polymerních materiálů, díky kterým není potřeba chránit stěny a dno van speciálními nátěry. Koše a věšáky zahrnuté v konstrukci takových jednotek, které jsou vyrobeny ze slitin uhlíkové oceli, výrazně zjednodušují zpracování malých dílů.
Jaké jsou hlavní nevýhody technologie niklování?
Mezi nevýhody tohoto technologického procesu odborníci zdůrazňují: Použití chemických činidel, která jsou nebezpečná pro lidské zdraví. Samotný nikl je karcinogen. Je důležité pochopit, že i přes nebezpečí technologie pro pracovníky provádějící zpracování jsou samotné poniklované výrobky zcela neškodné. Škody, které mohou být způsobeny životnímu prostředí. Toxicita chemikálií, které se používají k přípravě pracovních kapalin a ošetření povrchu obrobků, může mít, pokud nebudou přijata zvláštní opatření, negativní dopad na životní prostředí. Relativně drahé. Pro velké průmyslové podniky je technologie niklování kovových dílů cenově výhodná, ale pro malé průmyslové podniky a soukromé řemeslníky může být problémem vysoká cena spotřebního materiálu. Niklování je univerzální a cenově výhodná technologie pro nanášení ochranných a dekorativních nátěrů, které se vyznačují vysokou odolností proti korozi, trvanlivostí a estetickou přitažlivostí. Při použití této metody (jak v průmyslu, tak v domácích dílnách) je však důležité zvážit její potenciální poškození zdraví a životního prostředí.
Vedoucí obchodního oddělení
Po-Pá: 09.00:18.00 -XNUMX:XNUMX
Úvod > Služby > Niklování mědi, mosazi
Chemické niklování mědi, mosazi
