introduktion
for producenter og andre tunge industrier er galvanisering ikke kun en dyr procedure på grund af det enorme elektriske strømforbrug; det er også farligt for arbejdstagere på grund af de høje spændinger, der bruges i processen.
Elektroløs nikkelbelægning kan være en alternativ metode.
i dette indlæg lærer du om fordelene ved elektroløs nikkelbelægning, de badebestanddele, der anvendes i processen, og de forskellige industrier, der bruger denne metode.
Indholdsfortegnelse
- Hvad er Elektroløs Nikkelbelægning?
- fordele ved Elektroløs Nikkelbelægning
- Badbestanddele i Elektroløs Nikkelbelægning
- trin-for-trin Elektroløs Nikkelbelægning
- industrier, der i vid udstrækning bruger Elektroløs Nikkelbelægning
Hvad er Electroless Plating?
Electroless plating indebærer produktion af belægninger fra opløsninger af metalioner uden brug af en ekstern kilde til elektrisk energi. Det er den mest udbredte elektroløse belægning inden for fremstillingsindustrien og den mest udbredte til tekniske formål.
fordele ved Elektroløs Nikkelbelægning
- fremragende korrosionsbestandighed
- fremragende slid-og slidstyrke
- god duktilitet, smøreevne og elektriske egenskaber
- høj hårdhed, især når varmebehandlet
- god lodderbarhed
- jævn og ensartet tykkelse, selv ned dybe boringer og fordybninger og i hjørner og kanter
- belægningen kan påføres som den endelige Produktionsoperation og kan opfylde strenge dimensionstolerancer
- kan bruges på både metalliske og ikke-metalliske underlag, forudsat at de er blevet passende forbehandlet
Badebestanddele i Elektroløs Nikkelbelægning
Elektroløs plettering er afhængig af en reaktion, der forløber ved en bestemt temperatur, typisk omkring 90 liter C, når et passende aktiveret substrat nedsænkes i opløsningen. Da de fleste løsninger, der anvendes i industrien, er proprietære, er den fulde formulering aldrig kendt, hvilket kræver, at løsningen kontrolleres omhyggeligt for optimale resultater. Kemisk analyse af pletteringsopløsningen skal udføres regelmæssigt under længere produktionskørsler.
badbestanddelene er beskrevet som følger:
kilde til Metal
de fleste syreopløsninger bruger nikkelsulfat, mens nikkelchlorid anvendes i alkaliske opløsninger. Aflejringshastigheden stiger med stigning i nikkelkoncentration; og omvendt falder opløsningsstabiliteten
reduktionsmiddel
Natriumhypophosphit i vid udstrækning på grund af dets lave omkostninger og tilgængelighed. Som med nikkelindhold ser vi de samme effekter med koncentration på aflejringshastighed og stabilitet. Reduktionsmiddel genopfyldes med samme hastighed som nikkelionerne for at opretholde aflejringshastigheden. De fleste kommercielle kemiske producenter leverer pletteringsprocessen i flere pakningssystemer for at levere nikkel og reduktionsmiddel. Både nikkel-og natriumhypophosphitkoncentrationer kan let bestemmes ved volumetrisk analyse, hvor nogle kommercielle opsætninger i stor skala gør brug af automatiserede analyse-og kemiske doseringssystemer.
Hypofosfitforbrug kan være højere end forventet med substrater med lavt overfladeareal sammenlignet med det samlede opløsningsvolumen, især når der anvendes luftrygning. 30% hypophosphit bruges til at producere nikkelfosfor, mens resten producerer hydrogen.
Kompleksanter
den anvendte type kompleksanter afhænger af nikkelkoncentrationen og den kemiske struktur af kompleksningsmidlerne selv. Nogle formuleringer kan bruge et enkelt kompleksant, mens andre bruger kombinationer for at opretholde en lav koncentration af frie nikkelioner. Almindeligt anvendte kompleksanter inkluderer glycolsyre eller mælkesyre til syrebaserede opløsninger og ammoniumhydroksid til alkaliske opløsninger. Disse er indeholdt i nikkelpåfyldningsopløsningen for at gøre badstyring enklere.
buffere
hydrogenioner produceret under plettering får opløsningens pH til at falde. Da pH er en vigtig faktor i styringen af aflejringshastigheden og fosforindholdet i aflejringen, skal det stabiliseres ved hjælp af buffere. Almindelige buffere omfatter eddikesyre eller propionsyrer og deres salte. Disse syrer øger også aflejringshastigheden. Selv når der anvendes buffermidler, er der et langsomt fald i pH, når plettering forekommer, hvilket kan korrigeres ved specifikke kemiske tilsætninger eller ved udskiftning af badkomponenterne gennem tilsætninger af komponentkemikalierne.
stabilisatorer
stabilisatorer anvendes til at forhindre spontan nedbrydning af platingopløsningerne. Traditionelt omfattede disse tungmetaller såsom bly eller cadmium i meget lave koncentrationer (<1 ppm). For at overholde nye RoHS-regler er tungmetallerne i de fleste kommercielle formuleringer blevet substitueret med forbindelser såsom molybdat eller iodater.
Elektroløs Nikkelbelægningsproces
den trinvise proces for elektroløs nikkelbelægning er som følger:
- metallet er nedsænket i en række forbehandlingsbade. Hvert af disse bade indeholder specifikke kemikalier, der fjerner olie, fedt, snavs og andre forurenende stoffer på metaloverfladen. Dette forbedrer vedhæftningen af aflejringerne på substratoverfladen. De anvendte rensekemikalier afhænger af overfladematerialet.
- efter rengøring kræver visse metalsubstrater yderligere behandling i en vandig sinkatopløsning. Dette har tendens til at være en proprietær løsning leveret af den elektroløse nikkelkemiproducent.
- når de er nedsænket i pletteringsopløsningen, deponeres nikkel-og fosforioner på metalsubstratetsoverfladen.
- afhængigt af hvor tyk overfladen skal være, kan aflejringsprocessen udføres fra mellem 5 mikron til 25 mikron i timen.
- når den ønskede belægningstykkelse er opnået, fjernes substratet fra pletteringsopløsningen og inspiceres.
