Химическое покрытие никелем

Никель - один из наиболее универсальных металлов, используемых для нанесения покрытий. Кроме традиционного процесса гальваники, нанесение никеля может быть произведено без использования электрического тока, когда осаждение металла на поверхность изделия происходит в результате химической реакции.
В процессе химического никелирования образуется никель-фосфорное покрытие, которое можно использовать для повышения коррозионной и износостойкости или увеличения твердости поверхности.
Хотя оба варианта, традиционный гальванический процесс и химическое нанесение, и обеспечивают ряд важных преимуществ при обработке металла, существуют определенные ситуации, когда химический никель может оказаться лучшим вариантом.

Основные свойства химического никелирования

• Повышенная коррозионная стойкость
  Если образование ржавчины является серьезной проблемой в некоторых областях производства, то химическое нанесение никеля сможет обеспечить необходимую улучшенную защиту от коррозии. Типичный раствор химникеля на самом деле представляет собой жидкий сплав никеля и фосфора — фосфористый компонент и обеспечивает повышенную коррозионную стойкость. В отличие от этого химического осаждения, гальваническое никелирование основано на использовании 99-процентного чистого никеля. Это обеспечивает адекватную, но не превосходную защиту от коррозии стали и других металлов.

• Равномерное распределение покрытия
  Вы производите детали с глубокими канавками или углублениями? Или ваши изделия сложной формы или конфигурации? Процесс нанесения химического никеля, обеспечивает гораздо лучшее покрытие поверхности, чем традиционное никелирование с использованием электрического тока, так как химическая реакция осаждения металла протекает одинаково в любой точке на поверхности изделия и не зависит от расположения анодов. Это связано с автокаталитической реакцией, которая происходит при погружении детали в электролит, при этом никель фосфорное покрытие прилипает к любому участку поверхности детали, которая является катализатором процесса.

• Контроль плотности покрытия
  Химический никель обеспечивает большую гибкость с точки зрения плотности осажденного металла. Количество фосфора в сплаве определяет общую плотность и толщину. В ванне для нанесения покрытия может быть низкое содержание фосфора (1-4%), среднее содержание фосфора (6-9%) или высокое содержание фосфора (11-14%). Чем ниже содержание фосфора, тем больше плотность покрытия. Покрытие с чрезвычайно низким содержанием фосфора может приблизиться по плотности к электролитическому никелированию.

• Внешний вид
  Химникель в основном используется в функциональных, а не эстетических целях, т.к. в отличие от электролитически осажденного никеля не имеет яркого, блестящего внешнего вида, похожего на хром.

• Применение
  Процесс химического никелирования в основном используется для покрытия стали, аллюминия и титана, т.к. эти металлы являются естественными катализаторами процесса. Для покрытия химическим способом металлов, не являющихся катализаторами для никеля, таких как, например, медь, латунь или серебро, необходима подача на деталь импульса тока или контакт изделия с каталитическим металлом, например аллюминием.

Виды электролитов для химического никелирования

1. С высоким содержанием фосфора
   Эти электролиты содержат от 10% до 13% фосфора и обычно используются для нанесения на детали, эксплуатирующихся в очень агрессивных средах. Электролит образует на поверхности стеклообразное покрытие, не имеющее кристаллической структуры, поэтому риск образования слабых участков, через которые может прорваться коррозия или износ, невелик. В отличие от покрытий осажденных из других видов электролитов для хим никелирования, это покрытие немагнитно, что позволяет использовать его для электроники и других деталей или механизмов, которые нуждаются в защитном слое. Покрытие также может служить барьером для помех, создаваемых другой электроникой, находящейся поблизости.

2. Среднефосфористый химический никель
   Среднефосфористый электролит обеспечивает хороший баланс между защитой от коррозии и износом. Он обычно содержит от 5% до 9% фосфора и придает яркий блеск покрываемому объекту. К сожалению, при нанесении на некоторые металлы, такие как сталь, это покрытие создает растягивающее напряжение (растяжение), и это может привести к незначительной потере качества очень точных деталей.

3. Электролит с низким содержанием фосфора (до 5%)
   Химический никель из этого электролита позволяет материалам выдерживать воздействие высокотемпературных сред, повышает устойчивость к общему износу, повышает электропроводность. В отличие от других электролитов, этот вид химического нанесения никеля обеспечивает незначительную защиту от коррозии в кислых средах и чуть более надежную в щелочных, но создает сжимающее напряжение на металле, особенно на стали, что позволяет значительно снизить усталостное разрушение детали.

4. Химические никелевые покрытия на основе бора
   Для сред, где нет необходимости в защите от коррозии, может подойти никелевая ванна на основе бора. Эти ванны создают первоклассное химическое никелевое покрытие, распространенное в высокотехнологичных областях промышленности - автомобильной, авиационной и аэрокосмической.
   Борсодержащие электролиты для химического нанесения никеля бывают двух типов: с низким содержанием бора(от 0,5% до 3%) и с высоким (3-5%).
   Электролит с низким содержанием бора обеспечивает улучшенную паяемость материалов, а также увеличивает их электропроводность. Это позволяет использовать его в основном в секторе электроники как для крупных, так и для мелких деталей. Осадки из этого электролита обладают высокой пористостью по сравнению с другими покрытиями и не подходит для использования в условиях коррозийных сред.
   Электролиты с высоким содержанием бора могут значительно повысить прочность покрываемого металла, а также поддерживают термообработку для значительного повышения дальнейшей упругости. Даже до термической обработки это покрытие может приобретать ту же прочность, что и хром, что делает его разумной и экономичной заменой хромирования в автомобильной, авиационной и космической промышленности. К сожалению, нанесеный из этого электролита металл, также обладает высокой пористостью, и не выдержывает воздействия высококоррозионных сред или промышленных условий.