Introduction
Pour les fabricants et autres industries lourdes, la galvanoplastie n’est pas seulement une procédure coûteuse en raison de l’énorme consommation d’énergie électrique; elle est également dangereuse pour les travailleurs en raison des tensions élevées utilisées dans le processus.
Le nickelage sans électrolyse peut être une méthode alternative.
Dans cet article, vous découvrirez les avantages du nickelage sans électrolyse, les constituants du bain utilisés dans le processus et les différentes industries qui utilisent cette méthode.
Table des matières
- Qu’est-ce que le nickelage sans électrolyse?
- Avantages du Nickelage Sans Électrolyse
- Constituants du bain dans le Nickelage sans Électrolyse
- Procédé De Nickelage Sans Électrolyse Étape par étape
- Industries Qui Utilisent Largement Le Nickelage Sans Électrolyse
Qu’est-ce que le placage sans électrolyse?
Le placage électrolytique implique la production de revêtements à partir de solutions d’ions métalliques sans l’utilisation d’une source externe d’énergie électrique. C’est le revêtement électrolytique le plus largement utilisé dans l’industrie manufacturière et le plus répandu à des fins d’ingénierie.
Avantages du nickelage sans électrolyte
- Excellente résistance à la corrosion
- Excellente résistance à l’usure et à l’abrasion
- Bonne ductilité, pouvoir lubrifiant et propriétés électriques
- Dureté élevée, en particulier lors d’un traitement thermique
- Bonne soudabilité
- Épaisseur uniforme et uniforme même vers le bas alésages et évidements profonds, et aux coins et bords
- Le revêtement peut être appliqué en tant qu’opération de production finale et peut répondre à des tolérances dimensionnelles strictes
- Peut être utilisé sur des substrats métalliques et non métalliques, à condition qu’ils ont été convenablement prétraités
Constituants du bain dans un nickelage sans électrolyse
Le placage sans électrolyse repose sur une réaction se déroulant à une température spécifique, typiquement autour de 90 °C, lorsqu’un substrat convenablement activé est immergé dans la solution. Étant donné que la plupart des solutions utilisées dans l’industrie sont propriétaires, la formulation complète n’est jamais connue, ce qui nécessite un contrôle minutieux de la solution pour obtenir des résultats optimaux. L’analyse chimique de la solution de placage doit être effectuée régulièrement pendant les cycles de production plus longs.
Les constituants du bain sont détaillés comme suit:
Source de métal
La plupart des solutions acides utilisent du sulfate de nickel, tandis que le chlorure de nickel est utilisé dans les solutions alcalines. Le taux de dépôt augmente avec l’augmentation de la concentration en nickel; et inversement, la stabilité de la solution diminue
Agent réducteur
L’hypophosphite de sodium est largement utilisé en raison de son faible coût et de sa disponibilité. Comme pour la teneur en nickel, nous observons les mêmes effets avec la concentration sur le taux de dépôt et la stabilité. L’agent réducteur est réapprovisionné au même taux que les ions nickel pour maintenir le taux de dépôt. La plupart des fabricants de produits chimiques commerciaux fournissent le processus de placage dans plusieurs systèmes d’emballage pour fournir le nickel et l’agent réducteur. Les concentrations de nickel et d’hypophosphite de sodium peuvent être facilement déterminées par analyse volumétrique, certaines installations commerciales à grande échelle utilisant des systèmes d’analyse automatisés et de dosage chimique.
La consommation d’hypophosphite peut être plus élevée que prévu avec des substrats de faible surface par rapport au volume total de la solution, en particulier lorsque l’agitation de l’air est utilisée. Environ 30% de l’hypophosphite est utilisé pour produire du nickel phosphoré, tandis que le reste produit de l’hydrogène.
Complexants
Le type de complexants utilisés dépend de la concentration en nickel et de la structure chimique des agents complexants eux-mêmes. Certaines formulations peuvent utiliser un seul complexant, tandis que d’autres utilisent des combinaisons pour maintenir une faible concentration d’ions nickel libres. Les complexants couramment utilisés comprennent l’acide glycolique ou lactique pour les solutions à base d’acide et l’hydroxyde d’ammonium pour les solutions alcalines. Ceux-ci sont contenus dans la solution de réapprovisionnement en nickel pour simplifier la gestion du bain.
Tampons
Les ions hydrogène produits pendant le placage font diminuer le pH de la solution. Étant donné que le pH est un facteur majeur dans le contrôle du taux de dépôt et de la teneur en phosphore du dépôt, il doit être stabilisé à l’aide de tampons. Les tampons courants comprennent les acides acétique ou propionique et leurs sels. Ces acides augmentent également la vitesse de dépôt. Même lors de l’utilisation d’agents tampons, le pH diminue lentement au fur et à mesure du placage, ce qui peut être corrigé par des ajouts chimiques spécifiques ou par le remplacement des composants du bain par des ajouts des composants chimiques.
Stabilisants
Les stabilisants sont utilisés pour empêcher la décomposition spontanée des solutions de placage. Traditionnellement, ceux-ci comprenaient des métaux lourds tels que le plomb ou le cadmium à de très faibles concentrations (< 1 ppm). Pour se conformer aux nouvelles réglementations RoHS, les métaux lourds de la plupart des formulations commerciales ont été substitués par des composés tels que le molybdate ou les iodates.
Procédé de nickelage sans électrolyse
Le procédé étape par étape pour le nickelage sans électrolyse est le suivant:
- Le métal est immergé dans une série de bains de prétraitement. Chacun de ces bains contient des produits chimiques spécifiques qui éliminent l’huile, la graisse, la saleté et d’autres polluants sur la surface métallique. Cela améliore l’adhérence des dépôts sur la surface du substrat. Les produits chimiques de nettoyage utilisés dépendent du matériau de surface.
- Après nettoyage, certains substrats métalliques nécessitent un traitement supplémentaire dans une solution aqueuse de zincate. Il s’agit généralement d’une solution exclusive fournie par le fabricant de chimie du nickel électrolytique.
- Une fois immergés dans la solution de placage, des ions nickel et phosphore sont déposés sur la surface du substrat métallique.
- Selon l’épaisseur de la surface, le processus de dépôt peut être effectué entre 5 microns et 25 microns par heure.
- Une fois l’épaisseur de placage souhaitée atteinte, le substrat est retiré de la solution de placage et inspecté.
