الطلاء الكيميائي بالنيكل - الميزات والتكنولوجيا والتوصيات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تقنيات تعدين الأجزاء والهياكل منتشرة على نطاق واسع في مختلف مجالات الصناعة والبناء. يحمي الطلاء الإضافي السطح من التلف الخارجي والعوامل التي تساهم في التدمير الكامل للمادة. أحد هذه العلاجات هو طلاء النيكل غير الكهربائي ، والذي يحتوي على فيلم متين مقاوم ميكانيكيًا ومقاوم للتآكل ويمكن أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى حوالي 400 درجة مئوية.

ميزات التكنولوجيا

جنبا إلى جنب مع الطلاء الكيميائي القائم على النيكل ، هناك طرق الطلاء الكهربائي والطلاء الكهربائي. يجب أن يُعزى تفاعل الترسيب على الفور إلى سمات التقنية قيد الدراسة. يتم تنظيمه في ظل ظروف اختزال النيكل على أساس هيبوسفيت الصوديوم في محلول ملحي مع إضافة الماء. في الصناعة ، تُستخدم تقنيات الطلاء الكيميائي بالنيكل في الغالب مع التوصيلالمركبات الحمضية والقلوية النشطة ، والتي تبدأ للتو عمليات الترسيب. يكتسب الطلاء المعالج بهذه الطريقة مظهرًا معدنيًا لامعًا ، هيكله عبارة عن سبيكة مركبة من النيكل والفوسفور. التكنولوجيا ، المصنوعة من وجود المادة الأخيرة في التركيبة ، لها مؤشرات فيزيائية وكيميائية أقل. يمكن أن تعطي المحاليل الحمضية والقلوية معاملات مختلفة لمحتوى الفوسفور - الأول يصل إلى 10٪ ، والثاني - حوالي 5-6٪.

ستعتمد الصفات الفيزيائية للطلاء أيضًا على كمية هذه المادة. يمكن أن تكون الثقل النوعي للفوسفور حوالي 7.8 جم / سم 3 ، والمقاومة الكهربائية 0.60 أوم مم 2 / م ، ونقطة الانصهار من 900 إلى 1200 درجة. عن طريق عملية المعالجة الحرارية عند 400 درجة ، يمكن زيادة صلابة الطلاء المترسب حتى 1000 كجم / مم 2. في الوقت نفسه ، ستزيد أيضًا قوة التصاق قطعة العمل بهيكل النيكل والفوسفور.

فيما يتعلق بالطلاء الكيميائي بالنيكل ، على عكس العديد من طرق الطلاء الواقية البديلة ، فهو الأنسب للعمل مع الأجزاء والهياكل ذات الشكل المعقد. في الممارسة العملية ، غالبًا ما يتم تطبيق هذه التقنية على الملفات والأسطح الداخلية للأنابيب متعددة الأشكال. يتم تطبيق الطلاء بشكل متساوٍ ودقيق - بدون فجوات وعيوب أخرى في الطبقة الواقية. فيما يتعلق بتوافر المعالجة للمعادن المختلفة ، فإن التقييد ينطبق فقط على الرصاص والقصدير والكادميوم والزنك. على العكس من ذلك ، يوصى بترسيب النيكل والفوسفور للمعادن الحديدية والألمنيوم وأجزاء نحاسية.

طريقة طلاء النيكل في المحاليل القلوية

الترسيب القلوي يوفر للطلاء مقاومة ميكانيكية عالية والتي تتميز بإمكانية التعديل السهل وغياب العوامل السلبية مثل ترسيب مسحوق النيكل. هناك وصفات مختلفة يتم تحضيرها حسب نوع المعدن الذي تتم معالجته والغرض منه. عادةً ما يتم استخدام تركيبة هذا النوع من محلول طلاء النيكل الكيميائي على النحو التالي:

• حامض الستريك الصوديوم.
• هيبوفوسفيت الصوديوم.
• أمونيوم (مكلور).
• نيكل

عند درجة حرارة حوالي 80-90 درجة ، تتم العملية بسرعة حوالي 9-10 ميكرون / ساعة ، بينما يكون الترسب مصحوبًا بتطور نشط للهيدروجين.

يتم التعبير عن إجراء تحضير الوصفة نفسها في إذابة كل من المكونات المذكورة أعلاه بترتيب منفصل. الاستثناء الوحيد في هذا التركيب للطلاء الكيميائي للنيكل هو هيبوفوسفيت الصوديوم. يُسكب في حجم حوالي 10-20 جم / لتر بحلول الوقت الذي يتم فيه إذابة جميع المكونات الأخرى ، ويتم رفع درجة الحرارة إلى الوضع الأمثل.

وإلا فلا توجد متطلبات خاصة لتحضير عملية الترسيب في محلول قلوي. يتم تنظيف الفراغ المعدني وتعليقه بدون معالجة خاصة.

تحضير أسطح الأجزاء والهياكل الفولاذية للطلاء ليس له ميزات واضحة. أثناء العملية ، يمكنك ضبط المحلول بإضافة نفس هيبوفوسفيت الصوديوم أو25٪ أمونيا. في الحالة الثانية ، في حالة وجود حجم حمام كبير ، يتم إدخال الأمونيا من أسطوانة في حالة غازية. يتم غمر أنبوب مطاطي في الجزء السفلي من الحاوية ويتم تغذية المادة المضافة مباشرة من خلاله بشكل مستمر إلى القوام المطلوب.

طلاء النيكل بالمحلول الحمضي

بالمقارنة مع الوسائط القلوية ، تتميز الوسائط الحمضية بمجموعة متنوعة من الإضافات. يمكن تعديل قاعدة الهيبوفوسفيت وأملاح النيكل باستخدام أحماض أسيتات الصوديوم واللبنك والسكسينيك والطرطريك ، بالإضافة إلى تريلون ب ومركبات عضوية أخرى. من بين العدد الكبير من التركيبات المستخدمة ، الحل الأكثر شيوعًا للطلاء الكيميائي بالنيكل عن طريق الترسيب الحمضي:

• هيبوفوسفيت الصوديوم.
• سلفات النيكل
• كربونات الصوديوم

سيكون معدل الترسيب هو نفسه 9-10 ميكرون / ساعة ، ويتم تصحيح قيمة الأس الهيدروجيني بمحلول 2٪ هيدروكسيد الصوديوم. يتم الحفاظ على درجة الحرارة بدقة في حدود 95 درجة ، حيث يمكن أن تؤدي زيادتها إلى التفريغ الذاتي للنيكل مع الترسيب الفوري. أحيانًا يُلاحظ أيضًا تناثر المحلول من الحاوية.

لا يمكن تغيير معلمات التركيب بالنسبة لتركيز مكوناته الرئيسية إلا إذا كان محتوى فوسفيت الصوديوم فيه حوالي 50 جم / لتر. في هذه الحالة ، يكون ترسيب النيكل فوسفيت ممكنًا. عندما تصل معلمات المحلول إلى التركيز أعلاه ، يتم تصريف المحلول واستبداله بمحلول جديد.

عند الحراريةالمعالجة؟

إذا احتاجت قطعة العمل إلى ضمان جودة مقاومة التآكل والصلابة ، يتم إجراء عملية المعالجة الحرارية. تعود الزيادة في هذه الخصائص إلى حقيقة أنه في ظل ظروف الزيادة في نظام درجة الحرارة ، يحدث ترسيب النيكل والفوسفور ، يليه تكوين مركب كيميائي جديد. يساهم في زيادة الصلابة في هيكل الطلاء

اعتمادًا على نظام درجة الحرارة ، هناك تغيير في الصلادة الدقيقة بخصائص مختلفة. علاوة على ذلك ، فإن العلاقة ليست موحدة على الإطلاق فيما يتعلق بزيادة أو نقصان درجة حرارة التسخين. أثناء المعالجة الحرارية للطلاء الكيميائي بالنيكل عند 200 و 800 درجة ، على سبيل المثال ، سيكون مؤشر الصلادة الدقيقة 200 كجم / مم 2 فقط. يتم الوصول إلى الحد الأقصى لقيمة الصلابة عند درجات حرارة 400-500 درجة. في هذا الوضع ، يمكنك الاعتماد على توفير 1200 كجم / مم 2.

يجب أيضًا ألا يغيب عن البال أنه ليست كل المعادن والسبائك ، من حيث المبدأ ، معالجة حرارية مقبولة. على سبيل المثال ، يُفرض الحظر على الفولاذ والسبائك التي خضعت بالفعل لإجراءات التصلب والتطبيع. يضاف إلى ذلك حقيقة أن المعالجة الحرارية في الهواء يمكن أن تساهم في تكوين لون خفيف يتغير من الذهبي إلى الأرجواني. سيساعد خفض درجة الحرارة إلى 350 درجة في تقليل هذه العوامل. يتم تنفيذ العملية بأكملها في حدود 45-60 دقيقة فقط مع تنظيف قطعة العمل من الملوثات. سيؤثر التلميع الخارجي بشكل مباشر على احتمالية الحصول على نتيجة الجودة.

معدات المعالجة

للإنتاجلا تتطلب هذه التكنولوجيا وحدات صناعية عالية التخصص. في المنزل ، يمكن ترتيب الطلاء الكيميائي بالنيكل في حمام أو طبق فولاذي مطلي بالمينا. يستخدم الحرفيون المتمرسون أحيانًا بطانة للأوعية المعدنية العادية ، بفضل حماية الأسطح من تأثير الأحماض والقلويات.

بالإشارة إلى السعات التي تصل إلى 50-100 لتر ، يمكن أيضًا استخدام الخزانات الإضافية المطلية بالمينا المقاومة لأحماض النيتريك. أما بالنسبة للبطانة نفسها ، فقد تم تحضير قاعدتها من غراء عالمي مقاوم للماء (على سبيل المثال ، "لحظة" رقم 88) ومسحوق أكسيد الكروم. مرة أخرى ، في المنزل ، يمكن استبدال خلائط البودرة المتخصصة بمساحيق الصنفرة الدقيقة. لإصلاح ومعالجة البطانة المطبقة ، يلزم تجفيف الهواء باستخدام مجفف شعر المبنى أو مسدس الحرارة.

لا تتطلب تركيبات طلاء النيكل الكيميائي المحترفة حماية خاصة للسطح وتتميز بوجود أغطية قابلة للإزالة. تتم إزالة الطلاءات بعد كل جلسة معالجة وتنظيفها بشكل منفصل في حمض النيتريك. يمكن تسمية ميزة التصميم الرئيسية لهذه المعدات بوجود السلال والمعلقات (عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ الكربوني) ، والتي تسهل معالجة الأجزاء الصغيرة.

عمليات طلاء النيكل للفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن المقاومة للأحماض

الغرض من هذه العملية هو زيادة مقاومة التآكل وصلابة سطح قطعة العمل ، فضلاً عن توفير الحماية ضد التآكل. هذا هو المعيارإجراء الطلاء الكيميائي للنيكل للصلب الذي تم تشكيله وتجهيزه للاستخدام في البيئات العدوانية. سيكون لتحضير الأجزاء مكانة خاصة في تقنية الطلاء.

بالنسبة للسبائك غير القابل للصدأ ، يتم استخدام التحسين الأولي في بيئة الأنود في محلول قلوي. يتم تثبيت قطع العمل على علاقات مع وصلة كاثودات داخلية. يتم الوزن في حاوية بمحلول صودا كاوية بنسبة 15٪ ، ودرجة حرارة المنحل بالكهرباء 65-70 درجة. لتشكيل طلاء موحد بدون فجوات ، يجب تنفيذ طلاء النيكل الإلكتروليتي والكيميائي للسبائك غير القابل للصدأ في ظل ظروف الحفاظ على كثافة التيار (أنوديك) حتى 10 أمبير / ديسيمتر 2. تختلف مدة العملية من 5 إلى 10 دقائق حسب حجم الجزء. بعد ذلك ، يتم غسل قطعة العمل في الماء البارد الجاري وقطع رأسها في حمض الهيدروكلوريك المخفف لمدة 10 ثوانٍ عند درجة حرارة 20 درجة. يتبع ذلك إجراء ترسيب قلوي نموذجي.

طلاء النيكل غير الحديدية

المعادن اللينة والقابلة للطرق للعمليات الكيميائية تخضع أيضًا لتحضير خاص قبل المعالجة. يتم إزالة الشحوم من الأسطح وفي بعض الحالات يتم صقلها. إذا كانت قطعة العمل قد تعرضت بالفعل لطلاء بالنيكل من قبل ، فيجب أيضًا إجراء عملية التخليل في محلول مخفف بنسبة 25٪ بحمض الكبريتيك في غضون دقيقة واحدة. يوصى بمعالجة العناصر القائمة على النحاس وسبائكه بالتلامس مع المعادن الكهربية مثل الألمنيوم والحديد. من الناحية الفنية ، يتم توفير هذا المزيج عن طريق تعليق أو سلك ثابت.من نفس المواد. كما تبين الممارسة ، في بعض الأحيان في عملية التفاعل ، تكفي لمسة واحدة من الجزء الحديدي لسطح النحاس لتحقيق تأثير الترسيب المطلوب.

طلاء النيكل الكيميائي للألمنيوم وسبائكه له خصائصه الخاصة. في هذه الحالة ، يتم تنظيم تخليل قطع العمل في محلول قلوي ، أو يتم إجراء التنقية لحمض أساسه النيتروجين. يتم أيضًا استخدام معالجة مزدوجة من الزنك ، حيث يتم تحضير تركيبة من أكسيد الزنك (100 جم / لتر) والصودا الكاوية (500 جم / لتر). يجب الحفاظ على نظام درجة الحرارة في حدود 20-25 درجة. تستغرق الطريقة الأولى لغمر الجزء 30 ثانية ، ثم تبدأ عملية حفر ترسبات الزنك في حمض النيتريك. ويلي ذلك غطسة ثانية مدتها 10 ثوانٍ بالفعل. في المرحلة النهائية ، يتم غسل الألومنيوم بالماء البارد ومطلي بالنيكل بمحلول النيكل والفوسفور.

تقنية طلاء النيكل سيرمت

بالنسبة لمواد من هذا النوع ، يتم استخدام الطريقة العامة لطلاء الفريت بالنيكل. في مرحلة التحضير ، يتم إزالة الشحوم من الجزء بمحلول من رماد الصودا ، وغسله بالماء الساخن وحفره لمدة 10-15 دقيقة في محلول كحول مع إضافة حمض الهيدروكلوريك. بعد ذلك ، يتم غسل قطعة العمل مرة أخرى بالماء الساخن وتنظيفها بمواد كاشطة ناعمة من الحمأة. مباشرة قبل بدء عملية الطلاء الكيميائي للنيكل ، يتم تغطية السيرمت بطبقة من كلوريد البلاديوم. يوضع محلول بتركيز 1 جم / لتر على السطح بفرشاة. يتكرر الإجراء عدة مرات ويتم تجفيف قطعة العمل بعد كل تمريرة.

لطلاء النيكل ، استخدم وعاء بمحلول حمضي يحتوي على كلوريد النيكل (30 جم / لتر) وهيبوفوسفيت الصوديوم (25 جم / لتر) وحمض سوكسينيك الصوديوم (15 جم / لتر). يتم الحفاظ على درجة حرارة المحلول في حدود 95-98 درجة ، ومعامل الهيدروجين الموصى به هو 4.5-4.8. بعد الطلاء الكيميائي بالنيكل ، يتم غسل الجزء المعدني الخزفي في الماء الساخن ، ثم غليه وغمره في بيروفوسفات المنحل بالكهرباء مطلي بالنحاس. في بيئة كيميائية نشطة ، يتم تثبيت قطعة العمل حتى يتم تشكيل طبقة من 1-2 ميكرون. يمكن أيضًا إخضاع أنواع مختلفة من السيراميك وعناصر الكوارتز والتكوند والحراري لعمليات معالجة مماثلة. في كل حالة ، الطلاء بكلوريد البلاديوم والتجفيف بالهواء والغطس في محلول حامض والغليان سيكون إلزامياً.

تكنولوجيا طلاء النيكل في المنزل

من الناحية الفنية ، يمكن تنظيم عمليات طلاء النيكل بدون معدات خاصة ، كما لوحظ بالفعل. على سبيل المثال ، في بيئة المرآب ، قد يبدو كالتالي:

• طهي قدر الحجم المناسب من الداخل بالمينا.
• يتم خلط الكواشف الجافة المعدة مسبقًا للمحلول الإلكتروليتي في حاوية مطلية بالمينا بالماء.
• يغلي المزيج الناتج ثم يضاف إليه هيبوفوسفيت الصوديوم.
• يتم تنظيف قطعة العمل وإزالة الشحوم منها ، ثم غمرها في المحلول ، ولكن دون لمس أسطح الحاوية - أي الجزء السفلي والجدران.
• ميزات طلاء النيكل في المنزل هي أن كل شيءسيتم تصنيع المعدات من مواد الخردة. لنفس التحكم في الجزء ، يمكنك توفير شريحة خاصة (بالضرورة من مادة عازلة للكهرباء) مع مشبك ، والذي يجب تركه في وضع ثابت لمدة 2-3 ساعات.
• في الوقت أعلاه ، ترك التكوين في حالة الغليان.
• عندما تمر الفترة التكنولوجية لطلاء النيكل ، تتم إزالة الجزء من المحلول. يجب شطفه تحت الماء الجاري البارد المخفف في الجير المطفأ.

في المنزل ، يمكنك استخدام ألواح الصلب النيكل ، والنحاس الأصفر ، والألمنيوم ، إلخ. بالنسبة لجميع المعادن المدرجة ، يجب تحضير محلول إلكتروليتي يحتوي على هيبوفوسفيت الصوديوم ، أو كبريتات النيكل أو كلوريد ، بالإضافة إلى شوائب الحمض. بالمناسبة ، لتسريع العملية ، يمكنك إضافة مادة مضافة للرصاص.

الخلاصة

هناك تقنيات وأساليب مختلفة لطلاء النيكل في المحاليل الكيميائية النشطة ، ولكن استخدام هيبوفوسفيت الصوديوم هو الطريقة الأكثر فائدة. هذا يرجع إلى الحد الأدنى من كمية الترسيب غير المرغوب فيها ، ومجموعة كاملة من الخصائص التقنية والفيزيائية للطلاء بسماكة حوالي 20 ميكرون. بالطبع ، يصاحب الطلاء الكيميائي للمعادن بالنيكل مخاطر معينة من تكوين الخلل. هذا ينطبق بشكل خاص على المعادن غير الحديدية شديدة الحساسية ، ولكن يمكن أيضًا مكافحة هذه الظواهر في إطار عملية تكنولوجية واحدة. على سبيل المثال ، يوصي الخبراء بإزالة المناطق المعيبة في بيئة مركزة وقائمة على النيتروجين الحمضيدرجات حرارة تصل إلى 35 درجة مئوية. يتم تنفيذ هذا الإجراء ليس فقط في حالة وجود عيوب غير مرغوب فيها ، ولكن أيضًا لغرض التصحيح المنتظم للطبقة الواقية المطبقة.