Химическое осаждение никеля – за и против!

Химическое осаждение никеля предполагает нанесение металла на поверхность без воздействия электрического тока. Процесс осуществляется в результате окислительно – восстановительных реакций, происходящих в растворе. В качестве восстановителя применяется гипофосфит натрия, в результате осаждается покрытие никель – фосфор с содержанием фосфора  до 10% в зависимости от рН раствора.

Восстановление никеля гипофосфитом протекает по реакции:

NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = Na H2PO3 + 2HCl  + Ni

Но одновременно протекает реакция восстановления фосфит–иона до элементарного фосфора, который включается в покрытие.

Химическое осаждение никеля возможно  из щелочных и кислых растворов. Щелочные растворы, позволяющие получать покрытие никель – фосфор с содержанием фосфора 4-8 %, имеют  состав:

Установка химического никелирования

Установка химического никелирования

 

Никель хлористый  20 – 30 г/л

Натрия гипофосфит 15 – 25 г/л

Натрий лимоннокислый  30 – 50 г/л

Аммоний хлористый  30 – 40 г/л

Аммиак водный, 25%  70 – 100 мл/л

рН = 8-9, температура 80 – 900С

Скорость осаждения 10 – 15 мкм/час.

 

Покрытие никель – фосфор из кислых растворов содержит фосфора 8-10%.

 

Рекомендуемый состав:

Никель сернокислый 20 – 30 г/л

Натрий уксуснокислый 10 – 20 г/л

Натрия гипофосфит 20 – 25 г/л

Тиомочевина   0, 03 г/л

Кислота уксусная (ледяная)  6 – 10 мл/л

рН = 4,3 – 5, температура 85 – 950С

Скорость осаждения 10 – 15 мкм/час.

Более широко процесс химического никелирования различных металлов, а также методики приготовления растворов представлены в нашем обучающем курсе.

Кислые растворы рекомендуются для химического осаждения никеля на алюминиевых сплавах. Щелочные  растворы —  для химического осаждения никеля на детали из медных сплавов и нержавеющей стали, кроме того, для начала реакции требуется контакт с более электроотрицательным металлом — алюминием.

В связи с тем, что  никель-фосфорное покрытие содержит некоторое количество фосфора, его химические свойства отличаются от характеристик чистого никеля:

– с увеличением % — го содержания фосфора в покрытии защитные свойства повышаются, следовательно,  из кислых растворов они выше, чем из щелочных;

– твердость химически восстановленного никеля значительно выше, чем электролитически осажденного никеля;

– магнитные свойства  и паяемость никель-фосфорного покрытия значительно ниже, чем  электролитически осажденного никеля.

Основное преимущество химического никелирования – возможность получать равномерное покрытие никеля по всей поверхности детали, несмотря на сложность конфигурации, что нельзя осуществить при электрохимическом осаждении из-за достаточно низкой рассеивающей способности электролита никелирования.

Основной недостаток химического никелирования – достаточно высокая стоимость процесса из-за короткого срока службы растворов химического никелирования.

Окажем услуги по разработке процесса: пишите, звоните!

Королева Галина ВладимировнаE-mail: koroleva@tep-nn.ru

New!

Похожие публикации:


Запись опубликована в рубрике В помощь технологам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

18 комментариев: Химическое осаждение никеля – за и против!

  1. Мария говорит:

    Скажите какое покрытие лучше выбрать химическое никелирование или электрохимическое осаждение хрома (деталь сложной конфигурации, покрытие наносится для повышения износостойкости и для предотваращения налипания твердых пород)?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Мария!
      Чтобы решить вопрос, какое покрытие наносить: химический никель или хром, надо определиться, какое из требований для Вас важнее – прокрываемость или налипание.
      Химический никель позволит прокрыть поверхность практически любой сложной конфигурации, что не скажешь о хроме, так как его рассеивающая способность оставляет желать лучшего. По твердости хим. никель с последующей термообработкой 400 градусов в течение 1 часа не уступит хромовому покрытию, однако, относительно налипания хром значительно лучше.
      Желаю успехов!
      Королева Галина Владимировна.

      • Мария говорит:

        Спасибо, Галина Владимировна за совет. Для этих деталей у нас так же идет условие — не допускать нагрев свыше 200 градусов. И еще хотелось бы узнать по поводу микротвердости, по условиям 700-1000HV.

        • Koroleva говорит:

          Здравствуйте, Мария!
          За счет увеличения времени термообработки до 3-х часов можно снизить температуру до 270 градусов, ниже не желательно. Попробуйте, измерьте твердость.
          Решение за Вами.
          Удачи!
          Королева Галина Владимировна.

  2. Мария говорит:

    Здравствуйте! Наткнулась недавно в интернете на одну информацию, что при составе раствора химического никелирования: Никель сернокислый — 21 г/л, уксуснокислый натрий — 10 г/л, гипофосфит натрия — 24 г/л, сульфид свинца — 20 г/л, скорость осаждения никеля достигает 90 мкм/ч. Скажите неужели действительно сульфид свинца так сильно повышает скорость осаждения?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Мария!
      Я тоже видела этот состав, но никогда с ним не работала.
      Теоретически обосновать взаимодействие сульфида свинца с компонентами раствора пока не получается. Если у Вас будет возможность опробовать этот раствор на практике, пожалуйста, поделитесь впечатлениями.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  3. Мария говорит:

    Еще раз здравствуйте! Хотелось бы узнать можно ли проводить никелирование химическое в полипропиленовых ваннах или они обязательно должны быть футерованны? Подскажите так же ванны промывки могут быть просто из полипропилена?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Мария!
      Ванну под хим. никелирование и промывочные ванны можно изготавливать из полипропилена.
      Для ванны хим. никелирования необходимо предусмотреть нагреватель с терморегулятором. Диапазон температур для различных составов растворов от 70 до 95С.
      Желаю успехов!
      Королева Галина Владимировна.

  4. Екатерине говорит:

    Каким раствором можно снять покрытие хим.никеля с медных и молибденовых деталей, чтобы сами они не сильно пострадали?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Екатерина!
      Некачественное никелевое покрытие с медной основы можно снять двумя методами:
      1) Химически в растворе с сод., г/л:
      Железо хлорное 300
      Медь сернокислая 100
      2) Анодно в электролите с сод.,г/л:
      Аммоний азотнокислый 300
      Натрий роданистый 30
      Температура комнатная, анодная плотность тока минимальная.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  5. Денис говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна, подскажите пожалуйста может ли химическое никелирование без термообработки стоить дороже гальванического при одинаковой толщине. Мы столкнулись с такой ситуацией у нашего поставщика, обосновано ли это?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Денис!
      К сожалению, это так: процесс химического никелирования одноразовый, емкость раствора не более 4 дм2 на 1 литр раствора, после чего раствор вырабатывается и его необходимо менять. А это требует дополнительные расходы на утилизацию, так что можете прикинуть сами.
      При гальваническом никелировании электролит может служить годами, расходуются только аноды и то не слишком быстро. Да и завесить деталей в ванну можно гораздо больше, чем в раствор хим. никелирования. Поэтому хим. никелирование применяют в основном для металлизации деталей сложного профиля или в качестве подслоя для алюминия, где без хим. никеля обойтись весьма проблематично.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  6. Марина говорит:

    Здравствуйте! У нас возникли трудности при пайке деталей с покрытием олово-висмут, нанесенного в октябре 2013г. В течение 7 месяцев детали находились в пакетах запаянных с силикагелем на складе. Анализ ванны, на момент проведения покрытия, в пределах нормы. Электролит сернокислый.
    Пожалуйста, подскажите причины ухудшения паяемости деталей. С уважением, Марина.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Марина!
      Причин ухудшения паяемости много: материал подслоя, толщина покрытия, режим пайки (припой, температура и пр.). Срок хранения покрытия до пайки ГОСТом не оговаривается, каждое предприятие устанавливает свой, который узаконивается в НТД. Определяют его эмпирически.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  7. Валентина говорит:

    Добрый день, Галина Владимировна! Покрытие Хим.Н9.т на деталях из алюминиевого сплава АМг6 после испытаний (- 50; +50, влажность 98%) потрескалось и алюминий начал корродировать. Что-то не так с покрытием или его вообще нельзя применять в таких условиях, тогда какое посоветуете? Спасибо!

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Валентина!
      Для начала Вам необходимо определить климатическое исполнение изделия
      по ГОСТ 15150-69, после чего по ГОСТ 9.303-84 выбирается толщина покрытия в соответствии с выбранным климатическим исполнением.
      Кроме того, очень важна подготовка поверхности алюминия перед покрытием. Перечень операций технологических процессов подготовки алюминия перед хим. никелированием Вы найдете в ГОСТ 9.305-84. А какую из них выбрать – это уже основывается на собственном опыте.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  8. мария говорит:

    Добрый день! Помогите пожалуйста. Столкнулись с проблемой саморазряда ванны химникеля. Начинаем работу при 68 градусах, получаем замечательные образцы, завешиваем детали (площадь большая, можно сказать максимальная), начинается рост температуры и ванна как бы «вскипает» происходит саморазряд. Не можем понять в чем дело.
    Заранее благодарна.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Мария!
      Скорее всего, саморазряд происходит из-за превышения плотности загрузки раствора.
      Для кислого раствора при температуре 65 – 68 С плотность загрузки составляет 1 – 1,5 дм2 поверхности на 1 л раствора. Скорость осаждения никеля при этом составляет 10 — 12 мкм/час. Следовательно, Вы можете рассчитать необходимый объем раствора хим. никелирования для Ваших деталей.
      Есть, конечно, и много других факторов, которые влияют на скорость саморазряда, но плотность загрузки раствора — наиболее вероятный.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.