Отличие хромирования от никелирования. Брак покрытия блестящий никель-хром
Никелированные покрытия обладают рядом ценных свойств: они хорошо полируются, приобретая красивый долго сохраняющейся зеркальный блеск, отличаются стойкостью и хорошо предохраняют металл от коррозии.
Цвет никелевых покрытий серебристо-белый с желтоватым оттенком; они легко полируются, но со временем тускнеют. Покрытия характеризуются мелкокристаллической структурой, хорошим сцеплением со стальной и медной основой и способностью пассивироваться на воздухе.
Никелирование широко применяют в качестве декоративного покрытия деталей светильников, предназначенных для освещения общественных и жилых помещений.
Для покрытия стальных изделий никелирование часто производят по промежуточному подслою из меди. Иногда применяют трехслойное покрытие никель-медь-никель. В отдельных случаях на слой никеля наносят тонкий слой хрома, при этом образуется покрытие никель-хром. На детали из меди и сплавов на ее основе никель наносят без промежуточного подслоя. Суммарная толщина двух и трехслойных покрытий регламентирована нормалями машиностроения, обычно она составляет 25–30 мкм.
На деталях, предназначенных для работы в условиях влажного тропического климата, толщина покрытия должна составлять не менее 45 мкм. При этом регламентируемая толщина слоя никеля не менее 12–25 мкм.
Для получения блестящих покрытий никелированные детали полируют. В последнее время широко применяют блестящее никелирование, при котором исключается трудоемкая операция механического полирования. Блестящее никелирование достигается при введении в электролит блескообразователей. Однако декоративные качества поверхностей, полированных механическим путем, выше, чем поверхностей, полученных способом блестящего никелирования.
Осаждение никеля происходит при значительной катодной поляризации, которая зависит от температуры электролита, его концентрации, состава и некоторых других факторов.
Электролиты для никелирования относительно просты по своему составу. В настоящее время применяют сульфатные, борфтористоводородные и сульфамитные электролиты. На светотехнических заводах используют исключительно сульфатные электролиты, которые позволяют работать с высокими плотностями тока и получать при этом покрытия высокого качества. В состав этих электролитов входят соли, содержащие никель, буферные соединения, стабилизаторы и соли, способствующие растворению анодов.
Достоинствами этих электролитов являются недефицитность компонентов, высокая устойчивость и невысокая агрессивности. Электролиты допускают в своем составе высокую концентрацию соли никеля, что позволяет увеличивать катодную плотность тока и, следовательно, повышать производительность процесса.
Сульфатные электролиты обладают высокой электропроводностью и хорошей рассеивающей способностью.
Широкое применение получил электролит следующего состава, г/л:
NiSO4·7H2O240–250
*Или NiCl2·6H2O – 45 г/л.
Никелирование проводят при температуре 60°C, pH=5,6÷6,2 и катодной плотности тока 3–4 A/дм2.
В зависимости от состава ванны и режима ее работы можно получить покрытия, обладающие различной степенью блескости. Для этих целей разработано несколько электролитов, составы которых приведены ниже, г/л:
для матового покрытия:
NiSO4·7H2O180–200
Na2SO4·10H2O80–100
Никелируют при температуре 25–30°C, на катодной плотности тока 0,5–1,0 A/дм2 и pH=5,0÷5,5;
для полублестящего покрытия:
Сернокислый никель NiSO4·7H2O200–300
Кислота борная H3BO330
2,6–2,7-Дисульфонафталиновая кислота5
Фтористый натрий NaF5
Хлористый натрий NaCl7–10
Никелирование ведут при температуре 20–35°C, катодной плотности тока 1–2 A/дм2 и pH=5,5÷5,8;
для блестящего покрытия:
Никель сернокислый (гидрат) 260–300
Никель хлористый (гидрат) 40–60
Борная кислота30–35
Сахарин0,8–1,5
1,4–бутиндиол (в пересчете на 100%) 0,12–0,15
Фталимид0,08–0,1
Рабочая температура никелирования 50–60°C, pH электролита 3,5–5, плотность катодного тока при интенсивном перемешивании и непрерывной фильтрации 2–12 A/дм2, плотность анодного тока 1–2 A/дм2.
Особенностью никелирования является узкий диапазон кислотности электролита, плотности тока и температуры.
Для поддержания состава электролита в требуемых пределах в него вводят буферные соединения, в качестве которых чаще всего используют борную кислоту или смесь борной кислоты с фтористым натрием. В некоторых электролитах в качестве буферных соединений используют лимонную, винную, уксусную кислоту или их щелочные соли.
Особенностью никелевых покрытий является их пористость. В отдельных случаях на поверхности могут появляться точечные пятна, так называемый "питтинг".
Для предотвращения питтинга применяют интенсивное воздушное перемешивание ванн и встряхивание подвесок с укрепленными на них деталями. Уменьшению питтинга способствует введение в электролит понизителей поверхностного натяжения или смачивающих веществ, в качестве которых применяют лаурилсульфат натрия, алкилсульфат натрия и другие сульфаты.
Отечественная промышленность выпускает хорошее антипиттинговое моющее средство "Прогресс", которое добавляют в ванну в количестве 0,5 мг/л.
Никелирование очень чувствительно к посторонним примесям, которые попадают в раствор с поверхности деталей или за счет анодного растворения. При никелировании стальных де-
талей раствор засоряется примесями железа, а при покрытии сплавов на основе меди – ее примесями. Удаление примесей осуществляют путем подщелачивания раствора карбонатом или гидроокисью никеля.
Органические загрязняющие вещества, способствующие питтингу, удаляют при кипячении раствора. Иногда применяют тонирование никелированных деталей. При этом получают цветные поверхности, обладающие металлическим блеском.
Тонирование осуществляют химическим или электрохимическим способом. Сущность его заключается в образовании на поверхности никелиевого покрытия тонкой пленки, в которой происходит интерференция света. Такие пленки получают путем нанесения на никелированные поверхности органических покрытий толщиной несколько микрометров, для чего детали обрабатывают в специальных растворах.
Хорошими декоративными качествами обладают черные никелевые покрытия. Эти покрытия получают в электролитах, в которые дополнительно к сульфатам никеля добавляют сульфаты цинка.
Состав электролита для черного никелирования следующий, г/л:
Сульфат никеля40–50
Сульфат цинка20–30
Роданистый калий25–32
Сернокислый аммоний12–15
Никелирование ведут при температуре 18–35°C, катодной плотности тока 0,1 A/дм2 и pH=5,0÷5,5.
2. ХРОМИРОВАНИЕ
Хромовые покрытия обладают высокими твердостью и износостойкостью, низким коэффициентом трения, стойки к действию ртути, прочно сцепляются с основным металлом, а также химически и нагревостойки.
При изготовлении светильников хромирование применяют для получения защитно-декоративных покрытий, а также в качестве отражающих покрытий при изготовлении зеркальных отражателей.
Хромирование производят по предварительно нанесенному подслою медь-никель или никель-медь-никель. Толщина слоя хрома при таком покрытии обычно не превышает 1 мкм. При изготовлении отражателей хромирование в настоящее время вытесняется другими способами покрытия, однако на некоторых заводах он еще применяется для изготовления отражателей зеркальных светильников.
Хром обладает хорошим сцеплением с никелем, медью, латунью и другими материалами, на которые выполняют осаждение, однако при осаждении других металлов на хромовое покрытие всегда наблюдается плохое сцепление.
Положительным свойством покрытий из хрома является то, что детали получаются блестящими непосредственно в гальванических ваннах, для этого не требуется их полировать механическим путем. Наряду с этим хромирование отличается от других гальванических процессов более жесткими требованиями к режиму работы ванн. Незначительные отклонения от требуемой плотности тока, температуры электролита и других параметров неизбежно приводят к ухудшению покрытий и массовому браку.
Рассеивающая способность хромовых электролитов невысокая, что приводит к плохому покрытию внутренних поверхностей и углублений деталей. Для повышения равномерности покрытий применяют специальные подвески и дополнительные экраны.
Для хромирования используют растворы хромового ангидрида с добавкой серной кислоты.
Промышленное применение нашли три типа электролитов: разбавленные, универсальные и концентрированные (табл.1). Для получения декоративных покрытий и для получения отражателей используют концентрированный электролит. При хромировании применяют нерастворимые свинцовые аноды.
Таблица 1 – Составы электролитов для хромирования
В процессе работы концентрация хромового ангидрида в ваннах снижается, поэтому для восстановления ванн проводят ежесуточную корректировку путем добавления в них свежего хромового ангидрида.
Разработано несколько рецептур саморегулирующихся электролитов, в которых автоматически сохраняется соотношение концентрации
.Состав такого электролита следующий, г/л:
Хромирование производят при катодной плотности тока 50–80 А/дм2 и температуре 60–70°C.
В зависимости от соотношения между температурой и плотностью тока можно получить различные виды хромового покрытия: молочные блестящие и матовые.
Хром против никеля
Принимая решение о том, что вы выберете для своего дома и бизнеса, всегда важно быть уверенным в том, какой результат вы хотите достичь. Это потому, что, как одежда и обувь, отделка также выходит из моды. В последнее время отделки, такие как хром и никель, очень популярны среди домашних хозяйств и даже среди предприятий. Это два вида отделки, которые могут легко адаптироваться к современной технике и оборудованию, будь то на кухне, в ванных комнатах или в комнатах. Они выдают элегантную и чистую отделку. Хром и никель имеют серебряный оттенок. Поэтому, прежде чем выбирать то, что вы хотите использовать для финиша, всегда разумно смотреть, как они отличаются друг от друга в первую очередь.
Хромированная отделка очень блестящая, отражающая и имеет зеркальную отделку. Некоторые люди также предпочитают это, потому что он выглядит вневременным и стильным. Он популярен не только в бытовых светильниках, но и в других целях, таких как рыболовные приманки и автомобильная промышленность. Он не только привлекателен благодаря своему серебряному оттенку, но и очень прочен. Он не корродирует и может выдержать интенсивную температуру и погоду. Нет такой вещи, как твердый хром, но на самом деле это такие материалы, как металл, медь или сталь, покрытые хромированием. Существует немного недостатка в хромированной отделке. Благодаря своей гладкой, зеркальной поверхности, они легко показывают знаки невооруженным глазом, такие как отпечатки пальцев, пятна для воды и даже царапины. Несмотря на это, хром не тускнеет со временем, в отличие от никеля, который имеет слегка облачный потускнение.
Не похоже на хромированную отделку с более холодным тоном, отделка никелем имеет теплый и серебряный оттенок. В период с 1900-х по 1930-е годы это была стандартная отделка в кухнях и ванных комнатах. Он не блестящий, как хром, но имеет довольно тусклый или матовый конец. Никель также дает античный стиль. Потенциал роста при выборе никелевого покрытия заключается в том, что из-за его матовой или тусклой отделки, отсутствие следов и царапин не будет проблемой. Он не показывает отпечатки пальцев или водяные знаки, в отличие от блестящих. Кроме того, никель не изнашивается легко, но со временем он тускнеет. Несмотря на это, он очень прочный и выдерживает экстремальные температуры и влажность. По сравнению с хромом никель также дешевле.
И хром, и никель имеют свои преимущества и недостатки. Хороший способ решить, что использовать между ними, - это начать и увидеть, что вы хотите закончить, уже есть в доме. Вы также должны иметь в виду, что хром немного дороже никеля, но немного больше затрат не повредит, если вы хотите достичь этой блестящей отделки. Вы также должны учесть, слишком ли вы склонны к деталям, потому что блестящие поверхности, такие как хром, могут немного поддерживать обслуживание из-за видимости недостатков по сравнению с тусклым покрытием никеля. Отделка никелем также имеет тенденцию к потускнению с течением времени. Тем не менее, они оба прочны и не изнашиваются легко.
1. Хром имеет зеркальную отделку, а никель имеет матовое матовое покрытие. 2. Оба являются прочными и могут выдерживать экстремальные температуры. 3. Никель может потускнуть с течением времени, а хром - нет. 4. Из-за блестящей отделки хрома, он может легко показать недостатки, такие как отпечатки пальцев и царапины. Никель, однако, не показывает эти марки. 5. Chrome немного дороже по сравнению с никелем. 6. Из-за видимости отпечатков пальцев или водяных знаков на хроме требуется немного больше обслуживания.
это нормальноСогласен, но там еще есть формальдегид.
Принцип действия любой блескообразующенй добавки - это микровыравнивание. Т. е., на микрокристаллическом уровне покрытие осаждается во впадинах быстрее, чем на выступах, что собственно соответствует Вашему фото. Другой аспект - макровыравнивание. Это выравнивание в размерах, на порядок больших, чем размеры межатомных расстояний. Макровыравнивание не всегда сопровождается блеском. Например, цианистая медь выравнивает хорошо, но блеск не сильный.Возможно я неправильно понимаю термины, выравнивателем эту добавку я назвал по той причине, что ее действие в электролите позволяет повысить класс чистоты поверхности. Если сравнивать с электролитами цинкования, то и там блескообразователи есть, но о выравнивателях для цинка я никогда не слышал.
Это нормально. Смачиватель адсорбируется на угле лучше всех остальных добавок. Я видел много случаев, когда после легкой обработки углем по блескообразователям корректировать нужды не было, а смачивателя не хватало. Вуаль, образующаяся при недостатке смачивателя отличается по виду и характеру образования от дефекта согласно Вашему фото.С самого начала работы с этой системой блескообразователей после очистки с активированным углем содержание смачивателя немного снижается и на ячейке Хулла видна небольшая вуаль при средних плотностях тока. Добавление 100-150 мл смачивателя на 1000 л (исходная заправка 2 мл/л) вуаль убирает.
Все эти хитрые приборы (-огафы, -ометры) - это все хорошо, когда мы имеем дело с чистым электролитом, работающим строго по регламенту. Другое дело, когда электролит грязный и/или обрабатывается перекисью. Вообще, самый простой и прямой способ испортить электролит - это обрабатывать его перекисью. Перекись далеко не всю органику окисляет полностью. Что-то из органики окисляется частично, потом частично восстанавливается на аноде. И эти процессы циклично продолжаются, давая все новые и новые органические производные. Поэтому, сколько по факту такой ванне становится органических соединений и каково их влияние на основные органические компоненты - никто не знает, и нет смысла стремиться подсчитать.Думаю они определяют добавки методом жидкостной хроматографии, во всяком случае в техинструкции Атотех на один из их процессов цинкования именно ВЖХ рекомендована для определения содержания добавок (впрочем, при уровне оснащения большинства отечественных гальваник, это больше похоже на злую насмешку).
Т. е. определили Вы количество основной органики при помощи -ографа. Что дальше? Как количественно учесть влияние побочной органики? Поэтому, каким хитрым бы не был прибор, все равно, самый верный метод - метод тыка с помощью ячейки Хулла и/или изогнутого катода. Перекись для никеля - это такой "крючок", с которого трудно слезть. Потому что если залили перекись один раз, потом будут постоянно накапливаться и трансформироваться продукты частичного окисления/восстановления (бысто или медленно, но постоянно). В результате перекись придется добавлять с регулярной периодичностью. Хорошо, если вы сами виноваты в том, что пользуетесь перекисью (не следите за обезжиркой, промывками, мешки не стираете и т. п.). Но, если Вы все делаете правильно, а добавление перекиси заложено в регламент, то это все равно, что купить новую машину, в двигатель которой по инструкции нужно доливать 1л масла на 500 км.
да, можно прямо в ваннеРаз в неделю у нас вообще редко что меняют кроме ванн промывки. Может придется менять раз в месяц, может раз в полгода. Там шестивалентного хрома мало. Можно вручную восстановить шестивалентных хром бисульфитом и потом слить в основные стоки.Согласен, но если раз в неделю сбрасывать на очистные, то разбавлять нужно раз в 50 иначе электрокоагулятор недочистит. Подскажите, пожалуйста, как часто, в среднем, Ваши клиенты меняют эту ванну активации?
А у Вас для Европейских автобрэндов покрытия делают? Насколько мне известно, если немецкий цех покрывает, например, для конвеера BMW, то в пятницу вечером сливаются все ванны подготовки поверхности и промывки. Все до гальванических ванн. Штрафы за простой и брак при работе для конвеера - очень высокие.К сожалению мы тоже не так близки к цивилизации,как хотелось бы. Стараемся убедить менять хим.обезжиривание раз в полгода,но нас спасает цианидное электрообезжиривание.
Это да, но из нашей практике ванну меняют не чаще раза в месяц (как правило, реже). А точнее, меняют по факту возникновения проблем.По поводу NFDS, если его не менять раз в неделю или максимум в две,так не смысла и делать ванну. Там такие маленькие концентрации,что все уйдет с деталями к концу недели получите грязную воду.
я тоже не думаю. Но ванну у нас корректируют. Корректируют потому, что меняют не так часто, как у Ефима.Честно сказать, не знаю что и ответить, потому что никогда и никто его не корректировал. Рабочая концентрация его всего 2.6 g/l. Я не думаю, что там что то накапливается, попробуйте, если есть проблема с количеством сточных вод.
Спасибо за ответ, такого радикального подхода к обработке перикисью не встречал - за это спасибо еще раз.Что касается смачивателя - да, проблема не в нем, я ж, помнится, писал - при снятии хрома пятен на никеле нет. И да, при недокорректировке смачивателем границы пятен размытые, а тут они буквально "отчеканены".
Хром и никель
В чистом виде эти «двоюродные братья» встречаются только в качестве покрытий, причем первые никелированные вещи датируются еще XIX столетием. Хром стал употребляться позднее. Однако основной объем их добычи расходуется промышленностью вовсе не на покрытия, а для производства легированной стали – нержавеющей, жаростойкой, химически пассивной и т. д.
Свое певучее наименование никель приобрел давным-давно: в средневековой Европе порой натыкались на руду, очень похожую на железную, за малоприятным исключением – выплавить металл из нее не удавалось ни при каких условиях.
Разумеется, фиаско приписывали козням зловредных карликов-кобольдов (отсюда – кобальт) и чертей (в Западной Европе одно из обиходных наименований черта – Ник). Потом, когда выяснилось, что руда содержит вовсе не железо, а совершенно иной металл, он был назван в память о былых заблуждениях.
Наибольшую популярность никелевое покрытие получило среди домашней утвари – от керосиновых ламп и самоваров до кроватей и велосипедов (автомобильный мир подключился позже) – благодаря прочности и благородству вида. Оно вполне стойко по отношению к воде во всех ее проявлениях, но лишь при условии, что пленка нанесена аккуратно и правильно, иначе мы увидим распространенную картину изъязвления поверхности множественными кавернами и раковинами самых разных форм и размеров – от микроскопических до величины рисового зерна. Такое происходит, когда предмет долгое время хранится в сырости. Вездесущая влага, проникая к железу через невидимые глазу поры, образует локальные очаги коррозии. Если повреждения не катастрофичны, достаточно аккуратно прошлифовать изделие мелкой доводочной наждачной бумагой (так называемой «микронкой» или «нулевкой») и каким-нибудь образом законсервировать результат. Можно время от времени натирать поверхность машинным маслом либо покрыть ее тонким слоем прочного бесцветного лака (лучше всего цапоновый) – все зависит от конкретной ситуации. Незащищенный металл, сохраняемый в комнатных условиях, конечно, уже не покроется сыпью, но обнажившееся железо потемнеет, чего не произойдет при масле или под лаком.
Менее радикальный путь – выдержать предмет в керосине. Последний, обладая сильной щелочной реакцией и удивительной проникающей способностью, мягко растворит ржу по месту ее пребывания.
Когда пленка никеля отслоилась сплошным лоскутом, что бывает не так уж редко из-за некачественной подготовки основы, остается нести изделие на ближайший завод или в автомастерскую, где имеется работающий гальванический участок.
Хорошее никелевое покрытие, хотя и сохраняет первозданную целостность, со временем тускнеет, подергиваясь голубоватой дымкой. В таком случае оно просто полируется, хотя былого блеска обычно уже не вернуть. Старые руководства рекомендуют удалять синеву и тусклый налет раствором серной кислоты в спирте (1:1), но это уж слишком. Пример восстановления никелированного предмета (керосиновой лампы) вы можете видеть на одной из цветных вклеек.
Хром гораздо тверже никеля, а его пленки прочнее, не тускнеют, но точечная коррозия находит пищу и тут. Методы борьбы с нею аналогичны.