Níquel químico - características, tecnologia e recomendações

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

As tecnologias de metalização de peças e estruturas são difundidas em diversas áreas da indústria e construção. Um revestimento adicional protege a superfície de danos externos e fatores que contribuem para a destruição completa do material. Um desses tratamentos é a niquelagem eletrolítica, que possui um filme durável que é mecanicamente e resistente à corrosão e pode suportar temperaturas em torno de 400°C.

Recursos de tecnologia

Juntamente com o revestimento químico à base de níquel, existem métodos de galvanoplastia e galvanoplastia. A reação de precipitação deve ser imediatamente atribuída às características da técnica em consideração. É organizado sob condições de redução de níquel com base em hipofosfito de sódio em solução salina com adição de água. Na indústria, as tecnologias de niquelagem química são predominantemente usadas com a conexãocompostos ácidos e alcalinos ativos, que apenas iniciam os processos de precipitação. O revestimento assim tratado adquire uma aparência metalizada brilhante, cuja estrutura é uma liga combinada de níquel e fósforo. A tecnologia, feita com a presença da última substância da composição, tem indicadores físicos e químicos mais baixos. Soluções ácidas e alcalinas podem fornecer diferentes coeficientes de teor de fósforo - o primeiro até 10% e o segundo - cerca de 5-6%.

As qualidades físicas do revestimento também dependerão da quantidade dessa substância. A gravidade específica do fósforo pode ser de cerca de 7,8 g/cm3, a resistência elétrica é de 0,60 ohm mm2/m e o ponto de fusão é de 900 a 1200°. Por meio de uma operação de tratamento térmico a 400°, a dureza do revestimento depositado pode ser aumentada até 1000 kg/mm2. Ao mesmo tempo, a força de adesão da peça de trabalho com uma estrutura de níquel-fósforo também aumentará.

No que diz respeito à niquelagem química, ao contrário de muitos métodos alternativos de galvanização de proteção, ela é mais adequada para trabalhar com peças e estruturas de formato complexo. Na prática, a tecnologia é frequentemente aplicada em bobinas e superfícies internas de tubos multiformato. O revestimento é aplicado de maneira uniforme e precisa - sem lacunas e outros defeitos na camada protetora. Em relação à disponibilidade de processamento para diferentes metais, a restrição se aplica apenas ao chumbo, estanho, cádmio e zinco. Por outro lado, a deposição de fósforo de níquel é recomendada para metais ferrosos, alumínio epeças de cobre.

Método de niquelagem em soluções alcalinas

A precipitação alcalina confere ao revestimento uma alta resistência mecânica, que se caracteriza pela possibilidade de fácil ajuste e pela ausência de fatores negativos como a precipitação do pó de níquel. Existem diferentes receitas que são preparadas dependendo do tipo de metal que está sendo processado e sua finalidade. A composição deste tipo de solução química de niquelagem é geralmente usada da seguinte forma:

• Sódio de ácido cítrico.
• Hipofosfito de sódio.
• Amônio (clorado).
• Níquel.

A uma temperatura de cerca de 80-90°, o processo ocorre a uma velocidade de cerca de 9-10 mícrons/hora, enquanto a deposição é acompanhada por evolução ativa de hidrogênio.

O procedimento para preparar a receita em si é expresso na dissolução de cada um dos ingredientes acima em uma ordem separada. A única exceção nesta composição de niquelagem química será o hipofosfito de sódio. É derramado em um volume de cerca de 10-20 g / l no momento em que todos os outros componentes são dissolvidos e a temperatura é levada ao modo ideal.

Caso contrário, não há requisitos especiais para a preparação do processo de deposição em solução alcalina. O blank de metal é limpo e pendurado sem tratamento especial.

A preparação de superfícies de peças e estruturas de aço para revestimento não apresenta características pronunciadas. Durante o processo, você pode ajustar a solução adicionando o mesmo hipofosfito de sódio ou25% de amônia. No segundo caso, sob a condição de um grande volume de banho, a amônia é introduzida de um cilindro em estado gasoso. Um tubo de borracha é imerso no fundo do recipiente e o aditivo é alimentado diretamente através dele em modo contínuo até a consistência desejada.

Níquelização com soluções ácidas

Em comparação com os meios alcalinos, os meios ácidos são caracterizados por uma variedade de aditivos. A base de sais de hipofosfito e níquel pode ser modificada com acetato de sódio, ácidos lático, succínico e tartárico, assim como Trilon B e outros compostos orgânicos. Entre o grande número de formulações utilizadas, a solução mais popular para niquelagem química por deposição ácida:

• Hipofosfito de sódio.
• Sulfato de níquel.
• carbonato de sódio.

A taxa de deposição será a mesma 9-10 mícrons/hora, e o valor de pH é corrigido com solução de hidróxido de sódio a 2%. A temperatura é mantida estritamente dentro de 95 °, pois seu aumento pode levar à autodescarga de níquel com precipitação instantânea. Às vezes também é observado respingo da solução do recipiente.

É possível alterar os parâmetros da composição em relação à concentração de seus ingredientes principais somente se o teor de fosfito de sódio for de cerca de 50 g/l. Neste estado, a precipitação de fosfito de níquel é possível. Quando os parâmetros da solução atingem a concentração acima, a solução é drenada e substituída por uma nova.

Quando térmicaprocessando?

Se a peça precisa garantir a qualidade de resistência ao desgaste e dureza, é realizada uma operação de tratamento térmico. O aumento dessas propriedades deve-se ao fato de que, em condições de aumento do regime de temperatura, ocorre a precipitação de níquel-fósforo, seguida da formação de um novo composto químico. Contribui para o aumento da dureza na estrutura do revestimento.

Dependendo do regime de temperatura, há uma mudança na microdureza com características diferentes. Além disso, a correlação não é uniforme em relação a um aumento ou diminuição da temperatura de aquecimento. Durante o tratamento térmico em niquelagem química a 200 e 800°, por exemplo, o índice de microdureza será de apenas 200 kg/mm2. O valor máximo de dureza é alcançado em temperaturas de 400-500°. Neste modo, você pode contar com 1200 kg/mm2.

Também deve-se ter em mente que nem todos os metais e ligas são, em princípio, tratamento térmico aceitável. Por exemplo, a proibição é imposta a aços e ligas que já passaram por procedimentos de endurecimento e normalização. Soma-se a isso o fato de que o tratamento térmico ao ar pode contribuir para a formação de uma tonalidade de cor que muda de dourado para roxo. Abaixar a temperatura para 350 ° ajudará a minimizar esses fatores. Todo o processo é realizado na ordem de 45-60 minutos apenas com a peça limpa de contaminantes. O polimento externo afetará diretamente a probabilidade de obter um resultado de qualidade.

Equipamento de processamento

Para produçãoEsta tecnologia não requer unidades industriais e altamente especializadas. Em casa, a niquelagem química pode ser disposta em um banho ou prato de aço esm altado. Às vezes, artesãos experientes usam um revestimento para recipientes de metal comuns, graças ao qual as superfícies são protegidas da ação de ácidos e álcalis.

Com referência a capacidades de até 50-100 litros, também podem ser usados tanques auxiliares esm altados resistentes a ácidos nítricos. Quanto ao revestimento em si, sua base é preparada com cola universal à prova d'água (por exemplo, "Moment" nº 88) e óxido de cromo em pó. Novamente, em casa, as misturas de pó especializadas podem ser substituídas por micropós de esmeril. Para fixar e processar o revestimento aplicado, é necessário secar ao ar com um secador de cabelo ou pistola de calor.

As instalações profissionais de niquelagem química não requerem proteção especial da superfície e se distinguem pela presença de tampas removíveis. Os revestimentos são removidos após cada sessão de tratamento e limpos separadamente em ácido nítrico. A principal característica de projeto desses equipamentos pode ser chamada de presença de cestos e suspensões (geralmente feitas de aço carbono), que facilitam a manipulação de peças pequenas.

Processos de niquelagem para aço inoxidável e metais resistentes a ácidos

O objetivo desta operação é aumentar a resistência ao desgaste e a dureza da superfície da peça, além de fornecer proteção anticorrosiva. Este é o padrãoprocedimento de niquelagem química para aços que foram ligados e estão sendo preparados para uso em ambientes agressivos. A preparação da peça terá um lugar especial na técnica de revestimento.

Para ligas inoxidáveis, é usado um refinamento preliminar em um ambiente anódico em uma solução alcalina. As peças de trabalho são montadas em cabides com a conexão de cátodos internos. A pesagem é realizada em um recipiente com uma solução de soda cáustica a 15% e a temperatura do eletrólito é de 65 a 70 °. Para formar um revestimento uniforme e sem folgas, a niquelagem eletrolítica e química das ligas inoxidáveis deve ser realizada em condições de manutenção de uma densidade de corrente (anódica) de até 10 A/dm2. A duração do processo varia de 5 a 10 minutos dependendo do tamanho da peça. Em seguida, a peça é lavada em água fria corrente e decapitada em ácido clorídrico diluído por cerca de 10 segundos a uma temperatura de 20°. Isto é seguido por um procedimento típico de precipitação alcalina.

Níquel não ferroso

Metais macios e maleáveis a processos químicos também passam por uma preparação especial antes do processamento. As superfícies são desengorduradas e, em alguns casos, polidas. Se a peça já tiver sido niquelada antes, o procedimento de decapagem em uma solução diluída a 25% com ácido sulfúrico também deve ser realizado em 1 minuto. Elementos à base de cobre e suas ligas são recomendados para serem processados em contato com metais eletronegativos como alumínio e ferro. Tecnicamente, essa combinação é fornecida por uma suspensão ou fio tenaz.das mesmas substâncias. Como mostra a prática, às vezes no processo de reação, um toque da peça de ferro na superfície de cobre é suficiente para obter o efeito de deposição desejado.

Níquelização química do alumínio e suas ligas também possui características próprias. Nesse caso, é organizada a decapagem de peças em uma solução alcalina ou a clarificação é realizada em um ácido à base de nitrogênio. Também é utilizado um tratamento duplo de zincato, para o qual é preparada uma composição com óxido de zinco (100 g/l) e soda cáustica (500 g/l). O regime de temperatura deve ser mantido dentro de 20-25 °. A primeira abordagem com a imersão da peça dura 30 segundos e, em seguida, inicia-se o processo de ataque do precipitado de zinco em ácido nítrico. Isto é seguido por um segundo mergulho, já de 10 segundos. Na fase final, o alumínio é lavado com água fria e niquelado com solução de níquel-fósforo.

Tecnologia de niquelagem de cermet

Para materiais deste tipo, é usado o método geral de niquelagem de ferrite. Na fase de preparação, a peça é desengordurada com uma solução de carbonato de sódio, lavada com água quente e condicionada por 10 a 15 minutos em uma solução alcoólica com adição de ácido clorídrico. Em seguida, a peça de trabalho é novamente lavada com água quente e limpa com abrasivos macios do lodo. Imediatamente antes do início do processo de niquelagem química, o cermet é coberto com uma camada de cloreto de paládio. Uma solução com uma concentração de 1 g / l é aplicada à superfície com um pincel. O procedimento é repetido várias vezes e a peça é seca após cada passagem.

Para niquelagem utilizar um recipiente com solução ácida contendo cloreto de níquel (30 g/l), hipofosfito de sódio (25 g/l) e ácido succínico sódico (15 g/l). A temperatura da solução é mantida na faixa de 95 a 98 °, e o coeficiente de hidrogênio recomendado é de 4,5 a 4,8. Após a niquelagem química, a parte cerâmica-metal é lavada em água quente e depois fervida e imersa em um pirofosfato eletrólito banhado a cobre. Em um ambiente químico ativo, a peça de trabalho é mantida até que uma camada de 1-2 mícrons seja formada. Diferentes tipos de cerâmicas, elementos de quartzo, ticcond e termocond também podem ser submetidos a processamentos semelhantes. Em cada caso, será obrigatório o revestimento com cloreto de paládio, secagem ao ar, imersão em solução ácida e fervura.

Tecnologia de niquelagem em casa

Tecnicamente, as operações de niquelagem podem ser organizadas sem equipamentos especiais, conforme já mencionado. Por exemplo, em um ambiente de garagem, pode ficar assim:

• Cozinhar a panela do tamanho certo com interior esm altado.
• Reagentes secos pré-preparados para a solução eletrolítica em um recipiente esm altado são misturados com água.
• A mistura resultante é fervida, após o que hipofosfito de sódio é adicionado a ela.
• A peça de trabalho é limpa e desengordurada e, em seguida, imersa na solução, mas sem tocar as superfícies do recipiente - ou seja, o fundo e as paredes.
• As características de niquelagem em casa são que todasos equipamentos serão feitos de materiais improvisados. Para o mesmo controle da peça, você pode fornecer um suporte especial (necessariamente de um material dielétrico) com um grampo, que precisará ser deixado em posição estacionária por 2-3 horas.
• Para o tempo acima, a composição é deixada em estado de ebulição.
• Quando passa o período tecnológico da niquelagem, a peça é retirada da solução. Deve ser enxaguado em água corrente fria diluída em cal apagada.

Em casa, você pode niquelar aço, latão, alumínio, etc. Para todos os metais listados, deve ser preparada uma solução eletrolítica contendo hipofosfito de sódio, sulfato ou cloreto de níquel, bem como inclusões ácidas. A propósito, para acelerar o processo, você pode adicionar um aditivo de chumbo.

Conclusão

Existem diferentes técnicas e abordagens de niquelagem em soluções químicas ativas, mas o uso de hipofosfito de sódio é o método mais vantajoso. Isso se deve à quantidade mínima de precipitação indesejada e a uma combinação de todo um conjunto de propriedades técnicas e físicas do revestimento com uma espessura de cerca de 20 mícrons. É claro que a niquelagem química do metal é acompanhada por certos riscos de formação de defeitos. Isto é especialmente verdadeiro para metais não ferrosos altamente sensíveis, mas tais fenômenos também podem ser combatidos no âmbito de um único processo tecnológico. Por exemplo, os especialistas recomendam a remoção de áreas defeituosas em um ambiente concentrado e ácido à base de nitrogênio comtemperaturas até 35°C. Este procedimento é realizado não apenas em caso de falhas indesejadas, mas também para fins de correção regular da camada protetora aplicada.