Քիմիական նիկելապատում - առանձնահատկություններ, տեխնոլոգիա և առաջարկություններ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Մասերի և կառուցվածքների մետաղացման տեխնոլոգիաները լայնորեն տարածված են արդյունաբերության և շինարարության տարբեր ոլորտներում: Լրացուցիչ ծածկույթը պաշտպանում է մակերեսը արտաքին վնասներից և գործոններից, որոնք նպաստում են նյութի ամբողջական ոչնչացմանը: Նման բուժումներից մեկը նիկելապատումն է, որն ունի ամուր թաղանթ, որը մեխանիկական և կոռոզիոն դիմացկուն է և կարող է դիմակայել մոտ 400°C ջերմաստիճանի:

Տեխնոլոգիական առանձնահատկություններ

Նիկելի վրա հիմնված քիմիական երեսպատման հետ մեկտեղ կան էլեկտրապատման և էլեկտրապատման մեթոդներ: Տեղումների արձագանքը պետք է անմիջապես վերագրվի դիտարկվող տեխնիկայի առանձնահատկություններին: Կազմակերպվում է նիկելի ռեդուկցիայի պայմաններում նատրիումի հիպոֆոսֆիտի հիման վրա աղի լուծույթում՝ ջրի ավելացումով։ Արդյունաբերության մեջ միացման հետ հիմնականում օգտագործվում են քիմիական նիկելապատման տեխնոլոգիաներըակտիվ թթվային և ալկալային միացություններ, որոնք նոր են սկսում տեղումների գործընթացները։ Այս կերպ մշակված ծածկույթը ձեռք է բերում փայլուն մետաղացված տեսք, որի կառուցվածքը նիկելի և ֆոսֆորի համակցված խառնուրդ է։ Կազմում վերջին նյութի առկայությամբ պատրաստված տեխնոլոգիան ավելի ցածր ֆիզիկական և քիմիական ցուցանիշներ ունի։ Թթվային և ալկալային լուծույթները կարող են տալ ֆոսֆորի պարունակության տարբեր գործակիցներ՝ առաջինը մինչև 10%, իսկ երկրորդը՝ մոտ 5-6%։։

Ծածկույթի ֆիզիկական որակները նույնպես կախված կլինեն այս նյութի քանակից: Ֆոսֆորի տեսակարար կշիռը կարող է լինել մոտ 7,8 գ/սմ3, էլեկտրական դիմադրությունը՝ 0,60 օմ մմ2/մ, իսկ հալման կետը՝ 900-ից 1200°։ 400°-ում ջերմամշակման գործողության միջոցով նստած ծածկույթի կարծրությունը կարող է ավելացվել մինչև 1000 կգ/մմ2: Միևնույն ժամանակ կավելանա նաև նիկել-ֆոսֆորային կառուցվածքով մշակված մասի կպչունության ուժը։

Ինչ վերաբերում է քիմիական նիկելապատմանը, ի տարբերություն պաշտպանիչ ծածկույթի շատ այլընտրանքային մեթոդների, այն լավագույնս հարմար է բարդ ձևի մասերի և կառուցվածքների հետ աշխատելու համար: Գործնականում տեխնոլոգիան հաճախ կիրառվում է բազմաֆորմատ խողովակների կծիկների և ներքին մակերեսների վրա: Ծածկույթը կիրառվում է հավասարաչափ և ճշգրիտ՝ առանց բացերի և պաշտպանիչ շերտի այլ թերությունների: Ինչ վերաբերում է տարբեր մետաղների վերամշակման առկայությանը, ապա սահմանափակումը վերաբերում է միայն կապարի, անագի, կադմիումի և ցինկի վրա։ Ընդհակառակը, նիկելի ֆոսֆորի նստեցումը խորհուրդ է տրվում գունավոր մետաղների, ալյումինի ևպղնձե մասեր.

Նիկելապատման մեթոդ ալկալային լուծույթներում

Ալկալիային տեղումներն ապահովում են ծածկույթը բարձր մեխանիկական դիմադրությամբ, որը բնութագրվում է հեշտ ճշգրտման հնարավորությամբ և այնպիսի բացասական գործոնների բացակայությամբ, ինչպիսիք են նիկելի փոշու տեղումները: Կան տարբեր բաղադրատոմսեր, որոնք պատրաստվում են՝ կախված մշակվող մետաղի տեսակից և դրա նպատակից։ Այս տեսակի քիմիական նիկելապատման լուծույթի բաղադրությունը սովորաբար օգտագործվում է հետևյալ կերպ՝

• Կիտրոնաթթու նատրիում.
• Նատրիումի հիպոֆոսֆիտ.
• Ամոնիում (քլորացված).
• Նիկել.

Մոտ 80-90° ջերմաստիճանի դեպքում գործընթացը տեղի է ունենում մոտ 9-10 մկմ/ժամ արագությամբ, մինչդեռ նստվածքն ուղեկցվում է ջրածնի ակտիվ էվոլյուցիայով։

Բաղադրատոմսի պատրաստման կարգն ինքնին արտահայտվում է վերը նշված բաղադրիչներից յուրաքանչյուրի լուծարման մեջ առանձին հերթականությամբ: Քիմիական նիկելապատման այս բաղադրության մեջ միակ բացառությունը կլինի նատրիումի հիպոֆոսֆիտը: Այն լցնում են մոտ 10-20 գ/լ ծավալով, մինչև մյուս բաղադրիչները լուծվեն, և ջերմաստիճանը հասցվի օպտիմալ ռեժիմի։

Հակառակ դեպքում, չկան հատուկ պահանջներ ալկալային լուծույթում նստեցման գործընթացի պատրաստման համար: Մետաղական բլանկը մաքրվում և կախվում է առանց հատուկ մշակման։

Պողպատե մասերի և կոնստրուկցիաների մակերևույթների պատրաստումը ծածկույթի համար չունի ընդգծված առանձնահատկություններ: Ընթացքում դուք կարող եք կարգավորել լուծումը, ավելացնելով նույն նատրիումի հիպոֆոսֆիտը կամ25% ամոնիակ: Երկրորդ դեպքում լոգանքի մեծ ծավալի պայմաններում գազային վիճակում գտնվող բալոնից ամոնիակ է ներմուծվում։ Ռետինե խողովակը ընկղմվում է տարայի ներքևի մասում, և հավելումը ուղղակիորեն սնվում է դրա միջով շարունակական ռեժիմով մինչև ցանկալի խտությունը:

Նիկելապատում թթվային լուծույթներով

Ալկալային միջավայրերի համեմատ՝ թթվային միջավայրերը բնութագրվում են մի շարք հավելումներով: Հիպոֆոսֆիտի և նիկելի աղերի հիմքը կարող է փոփոխվել նատրիումի ացետատով, կաթնաթթվային, սուկինինային և գինձաթթուներով, ինչպես նաև Trilon B-ով և այլ օրգանական միացություններով: Օգտագործված մեծ թվով ձևակերպումների շարքում ամենահայտնի լուծումը քիմիական նիկելապատման համար թթվային նստվածքով.

• Նատրիումի հիպոֆոսֆիտ.
• Նիկելի սուլֆատ.
• Նատրիումի կարբոնատ.

Տեղադրման արագությունը կլինի նույնը 9-10 մկմ/ժամ, իսկ pH-ի արժեքը շտկվում է նատրիումի հիդրօքսիդի 2% լուծույթով: Ջերմաստիճանը պահպանվում է խստորեն 95 °-ի սահմաններում, քանի որ դրա բարձրացումը կարող է հանգեցնել նիկելի ինքնահոսքի ակնթարթային տեղումներով: Երբեմն նկատվում է նաև տարայից լուծույթի շաղ տալ։

Հնարավոր է փոխել բաղադրության պարամետրերը նրա հիմնական բաղադրիչների կոնցենտրացիայի համեմատ միայն այն դեպքում, եթե նրանում նատրիումի ֆոսֆիտի պարունակությունը մոտ 50 գ/լ է։ Այս վիճակում հնարավոր են նիկել ֆոսֆիտի տեղումներ։ Երբ լուծույթի պարամետրերը հասնում են վերը նշված կոնցենտրացիան, լուծույթը քամվում է և փոխարինվում նորով։

Երբ ջերմայինվերամշակու՞մ է:

Եթե մշակման համար անհրաժեշտ է ապահովել մաշվածության դիմադրության և կարծրության որակը, կատարվում է ջերմային մշակման գործողություն: Այս հատկությունների աճը պայմանավորված է նրանով, որ ջերմաստիճանի ռեժիմի բարձրացման պայմաններում տեղի են ունենում նիկելաֆոսֆորային տեղումներ, որին հաջորդում է նոր քիմիական միացության ձևավորում։ Այն նպաստում է ծածկույթի կառուցվածքի կարծրության բարձրացմանը։

Կախված ջերմաստիճանի ռեժիմից՝ առկա է միկրոկարծրության փոփոխություն՝ տարբեր բնութագրերով։ Ավելին, հարաբերակցությունը բոլորովին միատեսակ չէ ջեռուցման ջերմաստիճանի բարձրացման կամ նվազման առումով: Քիմիական նիկելապատման ժամանակ ջերմային մշակման ժամանակ 200 և 800°, օրինակ, միկրոկարծրության ինդեքսը կկազմի ընդամենը 200 կգ/մմ2: Կարծրության առավելագույն արժեքը հասնում է 400-500° ջերմաստիճանի դեպքում։ Այս ռեժիմում կարող եք հույս դնել 1200 կգ/մմ2 ապահովելու վրա։

Պետք է նաև նկատի ունենալ, որ ոչ բոլոր մետաղներն ու համաձուլվածքներն են, սկզբունքորեն, ընդունելի ջերմային մշակման համար: Օրինակ, արգելքը դրված է պողպատների և համաձուլվածքների վրա, որոնք արդեն անցել են կարծրացման և նորմալացման ընթացակարգեր: Դրան գումարվում է այն փաստը, որ օդում ջերմային բուժումը կարող է նպաստել երանգի գույնի ձևավորմանը, որը ոսկեգույնից դառնում է մանուշակագույն: Ջերմաստիճանի իջեցումը մինչև 350 ° կօգնի նվազագույնի հասցնել նման գործոնները: Ամբողջ պրոցեսն իրականացվում է 45-60 րոպեի ընթացքում միայն աղտոտիչներից մաքրված աշխատանքային մասով: Արտաքին փայլեցումն ուղղակիորեն կազդի որակյալ արդյունք ստանալու հավանականության վրա։

Վերամշակող սարք

Արտադրության համարԱյս տեխնոլոգիան չի պահանջում բարձր մասնագիտացված և արդյունաբերական միավորներ: Տանը քիմիական նիկելապատումը կարելի է կազմակերպել էմալապատ պողպատե լոգանքի կամ սպասքի մեջ: Երբեմն փորձառու արհեստավորները սովորական մետաղական տարաների համար օգտագործում են երեսպատում, որի շնորհիվ մակերեսները պաշտպանված են թթուների և ալկալիների ազդեցությունից։

Անդրադառնալով մինչև 50-100 լիտր տարողություններին, կարող են օգտագործվել նաև ազոտական թթուներին դիմացկուն էմալապատ բաքեր: Ինչ վերաբերում է բուն աստառին, ապա դրա հիմքը պատրաստված է անջրանցիկ ունիվերսալ սոսինձից (օրինակ՝ «Մոմենտ» թիվ 88) և փոշիացված քրոմի օքսիդից։ Կրկին, տանը, մասնագիտացված փոշի խառնուրդները կարող են փոխարինվել զմրուխտ միկրոփոշիներով: Կիրառված երեսպատումը ամրացնելու և մշակելու համար անհրաժեշտ է օդով չորացնել շինության վարսահարդարիչով կամ ջերմային ատրճանակով։

Պրոֆեսիոնալ քիմիական նիկելապատման տեղադրումները չեն պահանջում մակերեսի հատուկ պաշտպանություն և առանձնանում են շարժական ծածկույթների առկայությամբ: Ծածկույթները հանվում են բուժման յուրաքանչյուր նստաշրջանից հետո և առանձին մաքրվում ազոտաթթվի մեջ: Նման սարքավորումների հիմնական դիզայնի առանձնահատկությունը կարելի է անվանել զամբյուղների և կախոցների առկայությունը (սովորաբար պատրաստված ածխածնային պողպատից), որոնք հեշտացնում են մանր մասերի մանիպուլյացիան։

Նիկելապատման գործընթացներ չժանգոտվող պողպատի և թթվակայուն մետաղների համար

Այս գործողության նպատակն է բարձրացնել աշխատանքային մասի մակերեսի մաշվածության դիմադրությունը և կարծրությունը, ինչպես նաև ապահովել հակակոռոզիոն պաշտպանություն: Սա ստանդարտ էՔիմիական նիկելապատման ընթացակարգ պողպատների համար, որոնք համաձուլվել են և պատրաստվում են ագրեսիվ միջավայրում օգտագործելու համար: Մասի պատրաստումը հատուկ տեղ կունենա ծածկույթի տեխնիկայում։

Չժանգոտվող համաձուլվածքների համար օգտագործվում է նախնական մաքրում անոդային միջավայրում՝ ալկալային լուծույթում: Աշխատանքային մասերը տեղադրվում են կախիչների վրա՝ ներքին կաթոդների միացմամբ։ Կշռումը կատարվում է 15% կաուստիկ սոդայի լուծույթով տարայի մեջ, իսկ էլեկտրոլիտի ջերմաստիճանը 65-70 ° է։ Առանց բացերի միատեսակ ծածկույթ ստեղծելու համար պետք է կատարել չժանգոտվող համաձուլվածքների էլեկտրոլիտիկ և քիմիական նիկելապատում մինչև 10 Ա/դմ2 հոսանքի խտության (անոդիկ) պահպանման պայմաններում։ Գործընթացի տեւողությունը տատանվում է 5-ից 10 րոպե՝ կախված մասի չափից։ Այնուհետև աշխատանքային մասը լվանում են հոսող սառը ջրով և գլխատում նոսր աղաթթվի մեջ մոտ 10 վայրկյան 20 ° ջերմաստիճանում: Դրան հաջորդում է տիպիկ ալկալային տեղումների ընթացակարգը:

Գունավոր նիկելապատում

Քիմիական պրոցեսների նկատմամբ փափուկ և ճկուն մետաղները նույնպես ենթարկվում են հատուկ նախապատրաստման նախքան մշակումը: Մակերեւույթները յուղազերծված են, իսկ որոշ դեպքերում՝ փայլեցված: Եթե գործը նախկինում արդեն ենթարկվել է նիկելապատման, ապա 25% նոսրացված լուծույթում ծծմբաթթվով թթու թթու դնելը նույնպես պետք է իրականացվի 1 րոպեի ընթացքում: Պղնձի և դրա համաձուլվածքների վրա հիմնված տարրերը խորհուրդ է տրվում մշակել էլեկտրաբացասական մետաղների հետ շփման մեջ, ինչպիսիք են ալյումինը և երկաթը: Տեխնիկապես, նման համակցությունը ապահովվում է կասեցման կամ համառ մետաղալարով:նույն նյութերից: Ինչպես ցույց է տալիս պրակտիկան, երբեմն ռեակցիայի գործընթացում երկաթե մասի մեկ հպումը պղնձի մակերեսին բավական է ցանկալի նստվածքային էֆեկտին հասնելու համար:

Ալյումինի և դրա համաձուլվածքների քիմիական նիկելապատումը նույնպես ունի իր առանձնահատկությունները: Այս դեպքում կազմակերպվում է ալկալային լուծույթում մշակված կտորների թթու թթու դնելը կամ մաքրումը կատարվում է ազոտի վրա հիմնված թթվի վրա: Օգտագործվում է նաև կրկնակի ցինկատային բուժում, որի համար պատրաստում են բաղադրություն ցինկի օքսիդով (100 գ / լ) և կաուստիկ սոդայով (500 գ / լ): Ջերմաստիճանի ռեժիմը պետք է պահպանվի 20-25 ° սահմաններում: Մասի ընկղմմամբ առաջին մոտեցումը տևում է 30 վայրկյան, որից հետո սկսվում է ցինկի նստվածքը ազոտաթթվի մեջ փորագրելու գործընթացը։ Դրան հաջորդում է երկրորդ՝ արդեն 10 վայրկյանանոց սուզումը։ Վերջնական փուլում ալյումինը լվանում են սառը ջրով և նիկելապատում նիկել-ֆոսֆորի լուծույթով։

Կերմետիկ նիկելապատման տեխնոլոգիա

Այս տեսակի նյութերի համար օգտագործվում է ֆերիտ նիկելապատման ընդհանուր մեթոդը: Պատրաստման փուլում հատվածը յուղազերծում են սոդայի լուծույթով, լվանում տաք ջրով և 10-15 րոպե փորագրում սպիրտային լուծույթում՝ աղաթթվի ավելացմամբ։ Հաջորդը, աշխատանքային մասը կրկին լվանում է տաք ջրով և մաքրվում փափուկ հղկող նյութերով տիղմից: Քիմիական նիկելապատման գործընթացի մեկնարկից անմիջապես առաջ սերմետը ծածկված է պալադիումի քլորիդի շերտով։ Խոզանակով մակերեսին կիրառվում է 1 գ/լ կոնցենտրացիայով լուծույթ։ Ընթացակարգը կրկնվում է մի քանի անգամ և յուրաքանչյուր անցումից հետո կտորը չորանում է։

Նիկելապատման համար օգտագործեք թթվային լուծույթով տարա, որը պարունակում է նիկելի քլորիդ (30 գ/լ), նատրիումի հիպոֆոսֆիտ (25 գ/լ) և նատրիումի սուկինինաթթու (15 գ/լ): Լուծույթի ջերմաստիճանը պահպանվում է 95-98 ° միջակայքում, իսկ առաջարկվող ջրածնի գործակիցը 4,5-4,8 է: Քիմիական նիկելապատումից հետո կերամիկական-մետաղական մասը լվանում են տաք ջրով, այնուհետև եռացնում և ընկղմում պիրոֆոսֆատի մեջ: պղնձապատ էլեկտրոլիտ: Ակտիվ քիմիական միջավայրում աշխատանքային մասը պահվում է մինչև 1-2 մկմ շերտի ձևավորումը: Նմանատիպ մշակման կարող են ենթարկվել նաև տարբեր տեսակի կերամիկա, քվարցային տարրեր, տիկոնդ և թերմոկոնդ։ Յուրաքանչյուր դեպքում պարտադիր կլինի պալադիումի քլորիդով ծածկելը, օդով չորացնելը, թթվային լուծույթի մեջ ընկղմելը և եռացնելը։

Նիկելապատման տեխնոլոգիա տանը

Տեխնիկապես, նիկելապատման աշխատանքները կարող են կազմակերպվել առանց հատուկ սարքավորումների, ինչպես արդեն նշվել է: Օրինակ, ավտոտնակի միջավայրում այն կարող է այսպիսի տեսք ունենալ՝

• Պատրաստում ենք ճիշտ չափի կաթսա՝ էմալապատ ինտերիերով։
• Էմալապատ տարայի մեջ էլեկտրոլիտիկ լուծույթի համար նախապես պատրաստված չոր ռեակտիվները խառնվում են ջրի հետ։
• Ստացված խառնուրդը եփում են, որից հետո դրան ավելացնում են նատրիումի հիպոֆոսֆիտ։
• Աշխատանքը մաքրվում և յուղազերծվում է, այնուհետև ընկղմվում է լուծույթի մեջ, բայց առանց տարայի մակերեսին, այսինքն՝ հատակին և պատերին դիպչելու:
• Տանը նիկելապատման առանձնահատկությունները բոլորն ենսարքավորումները պատրաստվելու են իմպրովիզացված նյութերից։ Մասի նույն հսկողության համար կարող եք ապահովել հատուկ ամրակ (պարտադիր դիէլեկտրիկ նյութից) սեղմակով, որը պետք է 2-3 ժամ թողնել անշարժ վիճակում։
• Վերոնշյալ ժամանակի համար բաղադրությունը թողնում ենք եռման վիճակում։
• Երբ անցնում է նիկելապատման տեխնոլոգիական շրջանը, մասը հանվում է լուծույթից։ Այն պետք է ողողել սառը հոսող ջրի տակ՝ նոսրացված խարխուլ կրաքարի մեջ։

Տանը կարող եք նիկելային ափսե պողպատ, արույր, ալյումին և այլն: Թվարկված բոլոր մետաղների համար պետք է պատրաստել նատրիումի հիպոֆոսֆիտ, նիկելի սուլֆատ կամ քլորիդ պարունակող էլեկտրոլիտիկ լուծույթ, ինչպես նաև թթու ներդիրներ: Ի դեպ, գործընթացը արագացնելու համար կարող եք կապարի հավելում ավելացնել։

Եզրակացություն

Ակտիվ քիմիական լուծույթներում նիկելապատման տարբեր մեթոդներ և մոտեցումներ կան, սակայն նատրիումի հիպոֆոսֆիտի օգտագործումը առավել շահավետ մեթոդ է: Դա պայմանավորված է անցանկալի տեղումների նվազագույն քանակով և ծածկույթի տեխնիկական և ֆիզիկական հատկությունների մի ամբողջ շարքի համակցությամբ՝ մոտ 20 մկմ հաստությամբ: Իհարկե, մետաղի քիմիական նիկելապատումը ուղեկցվում է արատների առաջացման որոշակի ռիսկերով։ Սա հատկապես վերաբերում է բարձր զգայուն գունավոր մետաղներին, սակայն նման երևույթների դեմ կարելի է պայքարել նաև մեկ տեխնոլոգիական գործընթացի շրջանակներում։ Օրինակ, փորձագետները խորհուրդ են տալիս հեռացնել թերի հատվածները կենտրոնացված, թթվային ազոտի վրա հիմնված միջավայրումջերմաստիճանը մինչև 35°C։ Այս պրոցեդուրան կատարվում է ոչ միայն անցանկալի թերությունների դեպքում, այլև կիրառվող պաշտպանիչ շերտի կանոնավոր շտկման նպատակով։