wprowadzenie
dla producentów i innych gałęzi przemysłu ciężkiego galwanizacja jest nie tylko kosztowną procedurą ze względu na ogromne zużycie energii elektrycznej; jest również niebezpieczna dla pracowników ze względu na wysokie napięcia stosowane w tym procesie.
Niklowanie bezprądowe może być alternatywną metodą.
w tym poście dowiesz się o zaletach niklowania bezprądowego, składnikach kąpieli stosowanych w tym procesie oraz różnych gałęziach przemysłu, które stosują tę metodę.
spis treści
- co to jest Niklowanie bezprądowe?
- zalety bezprądowego niklowania
- składniki kąpieli w bezprądowym Niklowaniu
- krok po kroku Bezprądowy proces niklowania
- branże, które szeroko wykorzystują bezprądowe Niklowanie
co to jest Galwanizacja Bezprądowa?
bezprądowe powlekanie polega na wytwarzaniu powłok z roztworów jonów metali bez użycia zewnętrznego źródła energii elektrycznej. Jest to najszerzej stosowana powłoka bezprądowa w przemyśle wytwórczym i najbardziej rozpowszechniona do celów inżynieryjnych.
zalety niklowania bezprądowego
- Doskonała odporność na korozję
- Doskonała odporność na ścieranie i ścieranie
- dobra ciągliwość, smarność i właściwości elektryczne
- wysoka twardość, zwłaszcza podczas obróbki cieplnej
- dobra lutowność
- równomierna i jednolita grubość nawet w głębokich otworach i zagłębieniach, a na narożach i krawędziach
- powłoka może być nakładana jako końcowa operacja produkcyjna i może spełniać rygorystyczne tolerancje wymiarowe
- może być stosowana zarówno na metalicznych, jak i niemetalicznych podłożach, pod warunkiem, że są zostały odpowiednio poddane obróbce wstępnej
składniki kąpieli w Niklowaniu bezprądowym
powlekanie bezprądowe polega na przeprowadzeniu reakcji w określonej temperaturze, zwykle około 90°C, gdy odpowiednio aktywowany substrat jest zanurzony w roztworze. Ponieważ większość rozwiązań stosowanych w przemyśle jest zastrzeżona, pełna formuła nigdy nie jest znana, co wymaga starannej kontroli rozwiązania w celu uzyskania optymalnych rezultatów. Analiza chemiczna roztworu poszycia musi być przeprowadzana regularnie podczas dłuższych serii produkcyjnych.
składniki kąpieli są wyszczególnione w następujący sposób:
źródło metalu
Większość roztworów kwasowych wykorzystuje siarczan niklu, podczas gdy chlorek niklu stosuje się w roztworach alkalicznych. Szybkość osadzania wzrasta wraz ze wzrostem stężenia niklu; i odwrotnie, stabilność roztworu zmniejsza się
środek redukujący
podfosforyn sodu jest szeroko stosowany ze względu na niski koszt i dostępność. Podobnie jak w przypadku zawartości niklu, widzimy ten sam wpływ z koncentracją na szybkość osadzania i stabilność. Środek redukujący jest uzupełniany z taką samą szybkością jak jony niklu, aby utrzymać szybkość osadzania. Większość komercyjnych producentów chemicznych dostarcza proces powlekania w systemach wielopakowych, aby dostarczyć nikiel i środek redukujący. Zarówno stężenia niklu, jak i podfosforynu sodu można łatwo określić za pomocą analizy objętościowej, przy czym niektóre komercyjne urządzenia na dużą skalę wykorzystują zautomatyzowane systemy analizy i dozowania chemicznego.
zużycie Podfosforynu może być wyższe niż oczekiwano przy podłożach o małej powierzchni w porównaniu z całkowitą objętością roztworu, zwłaszcza gdy wykorzystuje się mieszanie powietrza. Około 30% podfosforynu jest wykorzystywane do produkcji fosforu niklowego, podczas gdy pozostała część wytwarza Wodór.
środki kompleksujące
rodzaj zastosowanych środków kompleksujących zależy od stężenia niklu i struktury chemicznej samych środków kompleksujących. Niektóre preparaty mogą wykorzystywać pojedynczy kompleksant, podczas gdy inne używają kombinacji w celu utrzymania niskiego stężenia wolnych jonów niklu. Powszechnie stosowane kompleksy obejmują kwas glikolowy lub mlekowy w roztworach na bazie kwasu i wodorotlenek amonu w roztworach alkalicznych. Są one zawarte w roztworze uzupełniającym nikiel, aby ułatwić zarządzanie kąpielą.
bufory
jony wodorowe wytwarzane podczas powlekania powodują spadek pH roztworu. Ponieważ pH jest głównym czynnikiem kontrolującym szybkość osadzania i zawartość fosforu w złożu, musi on być stabilizowany za pomocą buforów. Typowe bufory obejmują kwasy octowe lub propionowe i ich sole. Kwasy te zwiększają również szybkość osadzania. Nawet w przypadku stosowania środków buforowych następuje powolny spadek pH w miarę występowania poszycia, co może być skorygowane przez specyficzne dodatki chemiczne lub przez zastąpienie składników kąpieli przez dodanie składników chemicznych.
Stabilizatory
stabilizatory są stosowane w celu zapobiegania spontanicznemu rozkładowi roztworów poszycia. Tradycyjnie obejmowały one metale ciężkie, takie jak ołów lub kadm w bardzo niskich stężeniach (<1 ppm). Aby zapewnić zgodność z nowymi przepisami RoHS, metale ciężkie w większości komercyjnych preparatów zostały zastąpione związkami takimi jak molibdenian lub jodany.
Bezprądowy proces niklowania
krok po kroku proces bezprądowego niklowania jest następujący:
- metal jest zanurzony w serii kąpieli wstępnych. Każda z tych kąpieli zawiera określone chemikalia, które usuwają olej, tłuszcz, brud i inne zanieczyszczenia z powierzchni metalu. Poprawia to przyczepność osadów do powierzchni podłoża. Stosowane chemikalia czyszczące zależą od materiału powierzchniowego.
- po oczyszczeniu niektóre podłoża metalowe wymagają dalszej obróbki w wodnym roztworze cynkanu. To zwykle jest zastrzeżonym rozwiązaniem dostarczonym przez producenta chemii niklu bezprądowego.
- po zanurzeniu w roztworze galwanicznym jony niklu i fosforu osadzają się na powierzchni metalowego podłoża.
- w zależności od tego, jak gruba musi być powierzchnia, proces osadzania można przeprowadzić od 5 mikronów do 25 mikronów na godzinę.
- po osiągnięciu pożądanej grubości poszycia podłoże jest usuwane z roztworu poszycia i sprawdzane.
