Нікелювання – це процес нанесення на металеву поверхню дуже тонкого шару нікелю.
Товщина нікелевого шару, в залежності від поставленої задачі, розмірів деталі і подальшого її використання, знаходиться в діапазоні від 0,8 до 55 мкм.
Нікелеве покриття захищає металевий предмет від руйнівного впливу зовнішнього середовища – окислення, корозії і реакції з сіллю, лугом і кислотою.
Предметами, яким може знадобитися такий захист, є:
- металеві вироби, які будуть перебувати на відкритому повітрі;
- кузовні деталі автотехніки та мототехніки;
- медичне та стоматологічне обладнання;
- вироби, які мають тривалий контакт з водою;
- декоративне металеве огородження;
- предмети, що піддаються контакту з сильнодіючими хімічними речовинами та інше.
Як можна помітити, технологія застосовується не тільки в промисловості, а нікелювання цілком може знадобитися в домашніх умовах.
Розглянемо основні методи нанесення захисного шару своїми руками, метали, дозволяють наносити нікель, тонкощі і особливості кожного процесу.
На практиці застосовуються два способи нанесення нікелевого шару — електролітичний та хімічний.
Не будемо вивчати тонкощі промислового процесу, а опишемо нікелювання в домашніх умовах.
Технологія нанесення нікелевого шару представлена на відео.
Відео:
Електролітичне нікелювання
Перед електролітичним никелированием (по-іншому його ще називають гальванічне нікелювання) потрібно виконати електрохімічне міднення деталі або заготовки.
Є два методи — з зануренням в розчин електроліту і без занурення.
У першому випадку, металевий предмет ретельно обробляється наждачним папером, з нього видаляється оксидна плівка, проводиться промивка спочатку в теплій воді для видалення розчинника, а потім в содовому розчині і знову у воді.
В скляну ємність помістіть два анода з міді і деталь, зафіксувавши її дротом між пластинами анодів.
Електрохімічне міднення будемо проводити за допомогою електроліту, що складається з води з включенням 20%-го мідного купоросу і 2% сірчаної кислоти.
Струм потрібно розрахувати показників 10-15 мА/кв. див.
Через півгодини обробки струмом на деталі буде тонкий шар міді, а чим довше буде проводитися електрохімічне міднення, тим товще буде шар.
Відео:
Якщо деталь велика або відсутні відповідні скляні ємності, то можна використовувати метод без занурення в електроліт.
Для цього робимо пензлик з міді (можна застосувати багатожильний мідний провід, звичайно, знявши ізоляцію тільки на кінцях), яку приєднуємо до плюса джерела струму і фіксуємо за допомогою дерев’яної палички.
Зачищену знежирену пластинку з металу покладемо в достатньо широку скляну ємність, заллємо розчином електроліту (можна взяти насичений мідний купорос) і подсоединим до мінуса джерела струму.
Тепер маку пензлик в електроліт і проводимо біля поверхні деталі. Важливо постійна наявність розчину на мідній пензлику.
Через деякий час ви помітите, що на поверхні оброблюваної деталі з’явився мідний шар. Чим товще буде нанесено покриття з міді, тим меншу кількість часу залишиться.
Так, наприклад, на 1 кв. см при одношаровому нанесенні міді буде кілька десятків наскрізних пор, а при трехслойном їх практично не буде.
Досягніть потрібної товщини міді і можна приступати до наступного етапу.
Нанесення нікелевого шару проводиться аналогічно процесу міднення з зануренням в електроліт.
Так, деталь, підвішена на проводці, і аноди нікелеві опускаються в електроліт, дроту від анодів підключаються до плюса, а дріт від деталі – до мінуса.
В якості електроліту можна рекомендувати один з двох розчинів:
- Сірчанокислий нікель, натрій і магній в пропорціях 14:5:3, 0,5% кухонної солі і 2% борної кислоти;
- 30% сульфату нікелю, 4% хлориду нікелю і 3% борної кислоти.
Сухі суміш заливаємо одним літром нейтральної води, ретельно перемішуємо і при необхідності позбувається випав осаду, і застосовуємо як електроліт при електролітичному никелировании.
Для нікелювання досить півгодинного впливу постійного струму з потужністю 5,8-6 Ст.
В результаті обробки струмом через електроліт ми отримаємо матовий шар нерівномірний сірого кольору. Щоб вирівняти його, метал необхідно охайно зачистити і провести поліровку.
Ця технологія не може бути застосована для деталей з шорстким покриттям або мають вузькі і глибокі отвори.
В цьому випадку потрібно використовувати хімічний метод нікелювання або чорніння.
Технологія чорніння полягає в тому, що на метал наноситься проміжне покриття з цинку або нікелю, а зверху деталь покривається тонким, не більше 2мкм, шаром чорного нікелю.
Декоративне металеву огорожу, покрите чорним никелированием, буде добре зберігатися і гарно виглядати.
В деяких випадках потрібно провести нікелювання та хромування.
Хімічне нікелювання
Технологія хімічного нікелювання полягає в тому, що металеву заготовку занурюють в киплячий розчин на певний строк, за який на її поверхню осідають частинки нікелю.
Електрохімічне вплив відсутній, струм не знадобиться.
Технологія спрямована на отримання міцного зчеплення нікелевого шару з металом (особлива якість зчеплення поверхні і нанесеного шару спостерігається при никелировании сталі і заліза).
Хімічне нікелювання реально проводити в умовах гаража або невеликої майстерні.
Розглянемо покроково:
- В емальованому посуді змішують сухі реактиви і заливають їх водою;
- Доводять отриману рідку суміш до кипіння і тільки тоді доливають гипофосфит натрію;
- Занурюють в ємність з рідиною заготовку так, щоб вона не торкалася країв та дна. Фактично буде потрібно установка хімічного нікелювання, яку можна зробити самостійно з емальованого тазу відповідного розміру і діелектричного кронштейну, на який буде підвішуватися заготівля;
- У залежності від застосовуваного розчину, кипіння має тривати від години до трьох;
- Заготівлю дістають і промивають водою, що містить погашену вапно, після чого можна провести поліровку.
Всі склади для хімічного нікелювання будуть містити в обов’язково порядку хлористий нікель або сірчанокислий, натрію гипофосфит різної кислотності і якусь з кислот.
Суміші, що містять свинець, збільшують швидкість наростання нікелевого шару до 95 мкм/год.
Відео:
Технологія передбачає обробку 20 кв. см поверхні в одному літрі розчину.
Кислими сумішами виробляють нанесення нікелевого шару на чорні метали, а лужні краще підійдуть для нержавіючої сталі.
Деякі тонкощі:
- Нікелева плівка, нанесена на метал без міднення, має слабке зчеплення з поверхнею. Для його поліпшення можна застосувати термічну обробку, витримавши заготовку при температурі вище 450 градусів;
- Нагрівати до цієї температури загартовані вироби не можна, при нагріванні до 350-400 градусів вони будуть втрачати твердість. Ця проблема вирішується більш тривалим витримуванням, але при температурі в діапазоні 250-300 ? с;
- При нанесенні нікелевого шару на громіздкі деталі виникає необхідність перемішування розчину, що призводить до потреби проводити постійну фільтрацію. Це основна складність при проведенні процесу не в промислових умовах.
Аналогічним чином, але із застосуванням іншого складу, можна покрити деталі шаром срібла. Сріблення часто застосовується для риболовних снастей з метою запобігти потускнение гачків і блешень.
Технологія нанесення срібла нескладна і відрізняється від складом електроліту нікелювання, часом і температурою робочого розчину (для отримання рівного шару срібла потрібно складу, підігрітий до 90 градусів).
Розчини срібла можна приготувати з води, ляпіса аптечного і 10% сольового розчину.
Випав осад срібла промити і змішати з 2% гіпосульфітом, профільтрувати, додати крейдяну пил і розмішуючи, домогтися сметаноподібного стану.
Цією сумішшю можна натирати метал до утворення на ньому шару срібла.
Зберігання цього розчину допускається протягом декількох діб, розчин срібла, допускає тривале — до півроку зберігання, можна приготувати таким чином: 15 г ляпісу, 55 г лимонної кислоти (годиться кулінарна) і 30 г хлористого амонію.
Всі компоненти розтираються в пил і змішуються. Порошок для нанесення срібла зберігається в сухому вигляді.
Відео:
Для роботи мокрою серветкою торкніться суміші і розітріть її по оброблюваній поверхні.
Напилення срібла наноситься на очищену деталь, але готувати її спеціальним способом не потрібно.
Наведені способи нанесення нікелю і срібла на металеві деталі легко повторити самостійно в умовах будинку.