Niquelado químico: características, tecnología y recomendaciones

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Las tecnologías para la metalización de piezas y estructuras están muy extendidas en diversas áreas de la industria y la construcción. Un recubrimiento adicional protege la superficie de daños externos y factores que contribuyen a la destrucción completa del material. Uno de estos tratamientos es el niquelado electrolítico, que tiene una película duradera que es mecánicamente resistente a la corrosión y puede soportar temperaturas de alrededor de 400 °C.

Características de la tecnología

Junto con el recubrimiento químico a base de níquel, existen métodos de galvanoplastia y galvanoplastia. La reacción de precipitación debe atribuirse inmediatamente a las características de la técnica en consideración. Se organiza en condiciones de reducción de níquel a base de hipofosfito de sodio en solución salina con adición de agua. En la industria, las tecnologías de niquelado químico se utilizan predominantemente con la conexióncompuestos ácidos y alcalinos activos, que acaban de iniciar los procesos de precipitación. El revestimiento así tratado adquiere un aspecto metalizado brillante, cuya estructura es una aleación combinada de níquel y fósforo. La tecnología, hecha con la presencia de la última sustancia en la composición, tiene indicadores físicos y químicos más bajos. Las soluciones ácidas y alcalinas pueden dar diferentes coeficientes de contenido de fósforo: el primero hasta el 10% y el segundo, alrededor del 5-6%.

Las cualidades físicas del recubrimiento también dependerán de la cantidad de esta sustancia. La gravedad específica del fósforo puede ser de aproximadamente 7,8 g/cm3, la resistencia eléctrica es de 0,60 ohm mm2/m y el punto de fusión es de 900 a 1200°. Mediante una operación de tratamiento térmico a 400° se puede aumentar la dureza del recubrimiento depositado hasta 1000 kg/mm2. Al mismo tiempo, también aumentará la fuerza de adhesión de la pieza de trabajo con una estructura de níquel-fósforo.

En lo que respecta al niquelado químico, a diferencia de muchos métodos alternativos de recubrimiento protector, es más adecuado para trabajar con piezas y estructuras de forma compleja. En la práctica, la tecnología se aplica a menudo a bobinas y superficies internas de tuberías multiformato. El recubrimiento se aplica de manera uniforme y precisa, sin espacios ni otros defectos en la capa protectora. En cuanto a la disponibilidad de procesamiento para diferentes metales, la restricción aplica solo para plomo, estaño, cadmio y zinc. Por el contrario, se recomienda la deposición de fósforo de níquel para metales ferrosos, aluminio ypiezas de cobre.

Método de niquelado en soluciones alcalinas

La precipitación alcalina proporciona al recubrimiento una alta resistencia mecánica, que se caracteriza por la posibilidad de fácil ajuste y la ausencia de factores negativos como la precipitación de polvo de níquel. Hay diferentes recetas que se preparan según el tipo de metal que se procesa y su propósito. La composición de este tipo de solución de niquelado químico se suele utilizar de la siguiente manera:

• Ácido cítrico sódico.
• Hipofosfito de sodio.
• Amonio (clorado).
• Níquel.

A una temperatura de unos 80-90°, el proceso tiene lugar a una velocidad de unas 9-10 micras/hora, mientras que la deposición va acompañada de una evolución activa de hidrógeno.

El procedimiento para preparar la receta en sí se expresa en la disolución de cada uno de los ingredientes anteriores en un orden separado. La única excepción en esta composición de niquelado químico será el hipofosfito de sodio. Se vierte en un volumen de aproximadamente 10-20 g / l en el momento en que todos los demás componentes se disuelven y la temperatura se lleva al modo óptimo.

De lo contrario, no hay requisitos especiales para la preparación del proceso de deposición en una solución alcalina. La pieza en bruto de metal se limpia y se cuelga sin ningún tratamiento especial.

La preparación de superficies de piezas y estructuras de acero para el recubrimiento no tiene características pronunciadas. Durante el proceso, puede ajustar la solución agregando el mismo hipofosfito de sodio o25% de amoníaco. En el segundo caso, bajo la condición de un gran volumen de baño, se introduce amoníaco desde un cilindro en estado gaseoso. Se sumerge un tubo de goma hasta el fondo del recipiente y el aditivo se alimenta directamente a través de él en modo continuo hasta lograr la consistencia deseada.

Niquelado con soluciones ácidas

En comparación con los medios alcalinos, los medios ácidos se caracterizan por una variedad de aditivos. La base de hipofosfito y sales de níquel se puede modificar con acetato de sodio, ácidos láctico, succínico y tartárico, así como Trilon B y otros compuestos orgánicos. Entre la gran cantidad de formulaciones utilizadas, la solución más popular para el niquelado químico por deposición ácida:

• Hipofosfito de sodio.
• Sulfato de níquel.
• Carbonato de sodio.

La tasa de deposición será la misma de 9-10 micrones/hora, y el valor de pH se corrige con una solución de hidróxido de sodio al 2%. La temperatura se mantiene estrictamente dentro de los 95 °, ya que su aumento puede provocar la autodescarga de níquel con precipitación instantánea. A veces también se observan salpicaduras de la solución del recipiente.

Es posible cambiar los parámetros de la composición en relación con la concentración de sus ingredientes principales solo si el contenido de fosfito de sodio es de aproximadamente 50 g/l. En este estado es posible la precipitación de fosfito de níquel. Cuando los parámetros de la solución alcanzan la concentración anterior, la solución se drena y se reemplaza por una nueva.

Cuando térmicaprocesamiento?

Si la pieza de trabajo necesita garantizar la calidad de la resistencia al desgaste y la dureza, se realiza una operación de tratamiento térmico. El aumento de estas propiedades se debe al hecho de que, en condiciones de aumento del régimen de temperatura, se produce la precipitación de níquel-fósforo, seguida de la formación de un nuevo compuesto químico. Contribuye al aumento de la dureza en la estructura del recubrimiento.

Dependiendo del régimen de temperatura, hay un cambio en la microdureza con diferentes características. Además, la correlación no es del todo uniforme con respecto a un aumento o disminución de la temperatura de calentamiento. Durante el tratamiento térmico en niquelado químico a 200 y 800°, por ejemplo, el índice de microdureza será sólo de 200 kg/mm2. El valor máximo de dureza se alcanza a temperaturas de 400-500°. En este modo, puede contar con proporcionar 1200 kg/mm2.

También hay que tener en cuenta que no todos los metales y aleaciones son, en principio, aceptables para el tratamiento térmico. Por ejemplo, la prohibición se impone a los aceros y aleaciones que ya han pasado por procesos de endurecimiento y normalización. A esto se suma el hecho de que el tratamiento térmico en el aire puede contribuir a la formación de un tinte de color que cambia de dorado a púrpura. Bajar la temperatura a 350 ° ayudará a minimizar tales factores. Todo el proceso se realiza en el orden de 45-60 minutos solo con la pieza de trabajo limpia de contaminantes. El pulido externo afectará directamente la probabilidad de obtener un resultado de calidad.

Equipo de procesamiento

Para producciónEsta tecnología no requiere unidades altamente especializadas e industriales. En casa, el niquelado químico se puede disponer en un baño o plato de acero esm altado. A veces, los artesanos experimentados utilizan un revestimiento para recipientes de metal ordinarios, gracias al cual las superficies están protegidas de la acción de ácidos y álcalis.

Con referencia a capacidades de hasta 50-100 litros, también se pueden utilizar tanques auxiliares esm altados resistentes a los ácidos nítricos. En cuanto al revestimiento en sí, su base está preparada con pegamento universal resistente al agua (por ejemplo, "Moment" No. 88) y óxido de cromo en polvo. Una vez más, en casa, las mezclas de polvo especializadas se pueden reemplazar con micropolvos de esmeril. Para fijar y procesar el revestimiento aplicado, se requiere secado al aire con un secador de pelo o una pistola de aire caliente.

Las instalaciones de niquelado químico profesional no requieren una protección superficial especial y se distinguen por la presencia de cubiertas removibles. Los recubrimientos se eliminan después de cada sesión de tratamiento y se limpian por separado en ácido nítrico. La principal característica de diseño de dicho equipo puede llamarse la presencia de cestas y suspensiones (generalmente hechas de acero al carbono), que facilitan la manipulación de piezas pequeñas.

Procesos de niquelado para acero inoxidable y metales resistentes a los ácidos

El objetivo de esta operación es aumentar la resistencia al desgaste y la dureza de la superficie de la pieza de trabajo, así como proporcionar protección contra la corrosión. Este es el estándarprocedimiento de niquelado químico para aceros que han sido aleados y están siendo preparados para su uso en ambientes agresivos. La preparación de piezas tendrá un lugar especial en la técnica de recubrimiento.

Para las aleaciones de acero inoxidable, se utiliza un refinado preliminar en un entorno de ánodo en una solución alcalina. Las piezas de trabajo se montan en perchas con la conexión de cátodos internos. El pesaje se lleva a cabo en un recipiente con una solución de sosa cáustica al 15% y la temperatura del electrolito es de 65-70 °. Para formar un revestimiento uniforme sin espacios, el niquelado electrolítico y químico de las aleaciones inoxidables debe realizarse en condiciones de mantener una densidad de corriente (anódica) de hasta 10 A/dm2. La duración del proceso varía de 5 a 10 minutos dependiendo del tamaño de la pieza. A continuación, la pieza de trabajo se lava con agua corriente fría y se decapita en ácido clorhídrico diluido durante unos 10 segundos a una temperatura de 20 °. A esto le sigue un procedimiento típico de precipitación alcalina.

Niquelado no ferroso

Los metales blandos y maleables a los procesos químicos también se someten a una preparación especial antes del procesamiento. Las superficies se desengrasan y, en algunos casos, se pulen. Si la pieza de trabajo ya ha sido niquelada anteriormente, entonces el procedimiento de decapado en una solución diluida al 25% con ácido sulfúrico también debe llevarse a cabo en 1 minuto. Se recomienda procesar elementos a base de cobre y sus aleaciones en contacto con metales electronegativos como el aluminio y el hierro. Técnicamente, dicha combinación la proporciona una suspensión o un cable tenaz.de las mismas sustancias. Como muestra la práctica, a veces en el proceso de reacción, un toque de la parte de hierro a la superficie de cobre es suficiente para lograr el efecto de deposición deseado.

El niquelado químico del aluminio y sus aleaciones también tiene sus propias características. En este caso, se organiza el decapado de piezas de trabajo en una solución alcalina o se realiza una clarificación a un ácido a base de nitrógeno. También se utiliza un doble tratamiento de zincato, para lo cual se prepara una composición con óxido de zinc (100 g/l) y sosa cáustica (500 g/l). El régimen de temperatura debe mantenerse dentro de 20-25 °. El primer acercamiento con la inmersión de la pieza tiene una duración de 30 segundos, y luego comienza el proceso de grabado del precipitado de zinc en ácido nítrico. A esto le sigue una segunda inmersión de 10 segundos. En la etapa final, el aluminio se lava con agua fría y se niquela con una solución de níquel-fósforo.

Tecnología de niquelado cermet

Para materiales de este tipo, se utiliza el método general de niquelado de ferrita. En la etapa de preparación, la pieza se desengrasa con una solución de carbonato de sodio, se lava con agua caliente y se graba durante 10-15 minutos en una solución de alcohol con la adición de ácido clorhídrico. A continuación, la pieza de trabajo se lava nuevamente con agua caliente y se limpia con abrasivos suaves del lodo. Inmediatamente antes del inicio del proceso de niquelado químico, el cermet se cubre con una capa de cloruro de paladio. Se aplica una solución con una concentración de 1 g / l a la superficie con un cepillo. El procedimiento se repite varias veces y la pieza de trabajo se seca después de cada pasada.

Para el niquelado utilice un recipiente con una solución ácida que contenga cloruro de níquel (30 g/l), hipofosfito de sodio (25 g/l) y ácido succínico de sodio (15 g/l). La temperatura de la solución se mantiene en el rango de 95-98 °, y el coeficiente de hidrógeno recomendado es de 4.5-4.8. Después del niquelado químico, la parte de cerámica y metal se lava con agua caliente y luego se hierve y se sumerge en un pirofosfato. electrolito revestido de cobre. En un entorno químico activo, la pieza de trabajo se mantiene hasta que se forma una capa de 1-2 micrones. Diferentes tipos de cerámica, elementos de cuarzo, ticond y termocond también pueden someterse a un procesamiento similar. En cada caso, será obligatorio el recubrimiento con cloruro de paladio, el secado al aire, la inmersión en una solución ácida y la ebullición.

Tecnología de niquelado en casa

Técnicamente, las operaciones de niquelado se pueden organizar sin equipo especial, como ya se señaló. Por ejemplo, en un entorno de garaje, podría verse así:

• Cocinar la olla del tamaño adecuado con interior esm altado.
• Los reactivos secos preparados previamente para la solución electrolítica en un recipiente esm altado se mezclan con agua.
• La mezcla resultante se hierve, después de lo cual se le agrega hipofosfito de sodio.
• La pieza de trabajo se limpia y desengrasa, y luego se sumerge en la solución, pero sin tocar las superficies del recipiente, es decir, el fondo y las paredes.
• Las características del niquelado en casa son que todoslos equipos se fabricarán con materiales improvisados. Para el mismo control de la pieza, puede proporcionar un soporte especial (necesariamente de un material dieléctrico) con una abrazadera, que deberá dejarse en una posición estacionaria durante 2-3 horas.
• Durante el tiempo anterior, la composición se deja en estado de ebullición.
• Cuando pasa el período tecnológico del niquelado, la pieza se retira de la solución. Debe enjuagarse con agua corriente fría diluida en cal apagada.

En casa, puede niquelar acero, latón, aluminio, etc. Para todos los metales enumerados, se debe preparar una solución electrolítica que contenga hipofosfito de sodio, sulfato o cloruro de níquel, así como inclusiones ácidas. Por cierto, para acelerar el proceso, puede agregar un aditivo de plomo.

Conclusión

Existen diferentes técnicas y enfoques para el niquelado en soluciones químicas activas, pero el uso de hipofosfito de sodio es el método más ventajoso. Esto se debe a la mínima cantidad de precipitaciones no deseadas ya la combinación de todo un conjunto de propiedades técnicas y físicas del recubrimiento con un espesor de unas 20 micras. Por supuesto, el niquelado químico del metal conlleva ciertos riesgos de formación de defectos. Esto es especialmente cierto para los metales no ferrosos altamente sensibles, pero estos fenómenos también pueden combatirse en el marco de un único proceso tecnológico. Por ejemplo, los expertos recomiendan eliminar las áreas defectuosas en un ambiente ácido concentrado a base de nitrógeno contemperaturas de hasta 35°C. Este procedimiento se realiza no solo en caso de defectos no deseados, sino también con el fin de corregir regularmente la capa protectora aplicada.