Inledning
för tillverkare och andra tunga industrier, galvanisering är inte bara en kostsam procedur på grund av den enorma elförbrukningen; det är också farligt för arbetstagare på grund av de höga spänningar som används i processen.
elektrofri nickelplätering kan vara en alternativ metod.
i det här inlägget kommer du att lära dig om fördelarna med elektrofri nickelplätering, badkomponenterna som används i processen och de olika industrier som använder denna metod.
Innehållsförteckning
- Vad är elektrofri nickelplätering?
- fördelar med elektrofri nickelplätering
- Badbeståndsdelar i elektrofri nickelplätering
- steg-för-steg elektrofri Nickelpläteringsprocess
- industrier som i stor utsträckning använder elektrofri nickelplätering
Vad är Electroless Plating?
elektrofri plätering innebär produktion av beläggningar från lösningar av metalljoner utan användning av en extern källa till elektrisk energi. Det är den mest använda elektrofria beläggningen inom tillverkningsindustrin och den vanligaste för tekniska ändamål.
fördelar med elektrofri nickelplätering
- utmärkt korrosionsbeständighet
- utmärkt slitage och nötningsbeständighet
- bra duktilitet, smörjförmåga och elektriska egenskaper
- hög hårdhet, speciellt vid värmebehandlad
- bra lödbarhet
- jämn och enhetlig tjocklek även ner djupa hål och urtag, och vid hörn och kanter
- beläggningen kan appliceras som den slutliga Produktionsoperationen och kan uppfylla stränga dimensionstoleranser
- kan användas på både metalliska och icke-metalliska substrat, förutsatt att de har på lämpligt sätt förbehandlats
Badbeståndsdelar i elektrofri nickelplätering
elektrofri plätering förlitar sig på ett reaktionsförfarande vid en specifik temperatur, typiskt omkring 90 kcal C, när ett lämpligt aktiverat substrat nedsänks i lösningen. Eftersom de flesta lösningar som används inom industrin är proprietära, är den fullständiga formuleringen aldrig känd, vilket kräver att lösningen kontrolleras noggrant för optimala resultat. Kemisk analys av pläteringslösningen måste utföras regelbundet under längre produktionskörningar.
badbeståndsdelarna är detaljerade enligt följande:
Metallkälla
de flesta syralösningar använder nickelsulfat, medan nickelklorid används i alkaliska lösningar. Deponeringshastigheten ökar med ökad nickelkoncentration; och omvänt minskar lösningsstabiliteten
reduktionsmedel
Natriumhypofosfit används ofta på grund av dess låga kostnad och tillgänglighet. Som med nickelinnehåll ser vi samma effekter med koncentration på deponeringshastighet och stabilitet. Reduktionsmedel fylls på i samma takt som nickeljonerna för att bibehålla avsättningshastigheten. De flesta kommersiella kemiska tillverkare levererar pläteringsprocessen i flera packningssystem för att leverera nickel och reduktionsmedel. Både nickel-och natriumhypofosfitkoncentrationer kan lätt bestämmas genom volymetrisk analys, med vissa storskaliga kommersiella uppställningar som använder sig av automatiserad analys och kemiska doseringssystem.
Hypofosfitförbrukningen kan vara högre än väntat med låga ytarea substrat jämfört med den totala lösningsvolymen, särskilt när luft agitation utnyttjas. Cirka 30% av hypofosfiten används för att producera nickelfosfor, medan resten producerar väte.
komplexämnen
typen av komplexämnen som används beror på nickelkoncentrationen och den kemiska strukturen hos komplexbildningsmedlen själva. Vissa formuleringar kan använda ett enda komplexämne, medan andra använder kombinationer för att upprätthålla en låg koncentration av fria nickeljoner. Vanligen använda komplexmedel innefattar glykolsyra eller mjölksyra för syrabaserade lösningar och ammoniumhydroxid för alkaliska lösningar. Dessa finns i nickelpåfyllningslösningen för att göra badhanteringen enklare.
buffertar
vätejoner som produceras under plätering får lösningens pH att minska. Eftersom pH är en viktig faktor för att kontrollera deponeringshastigheten och fosforhalten i deponeringen måste den stabiliseras med hjälp av buffertar. Vanliga buffertar inkluderar ättiksyra eller propionsyror och deras salter. Dessa syror ökar också deponeringshastigheten. Även vid användning av buffertmedel, det finns en långsam nedgång i pH som plätering inträffar, som kan korrigeras genom specifika kemiska tillsatser eller genom ersättning av badkomponenterna genom tillsatser av komponentkemikalier.
stabilisatorer
stabilisatorer används för att förhindra spontan sönderdelning av pläteringslösningarna. Traditionellt inkluderade dessa tungmetaller som bly eller kadmium i mycket låga koncentrationer (<1 ppm). För att följa nya RoHS-regler har tungmetallerna i de flesta kommersiella formuleringar ersatts med föreningar som molybdat eller jodater.
elektrofri Nickelpläteringsprocess
steg-för-steg-processen för elektrofri nickelplätering är som följer:
- metallen är nedsänkt i en serie förbehandlingsbad. Var och en av dessa bad innehåller specifika kemikalier som tar bort olja, fett, smuts och andra föroreningar på metallytan. Detta förbättrar vidhäftningen av avlagringarna på substratytan. De rengöringskemikalier som används beror på ytmaterialet.
- efter rengöring kräver vissa metallsubstrat ytterligare behandling i en vattenhaltig zinkatlösning. Detta tenderar att vara en proprietär lösning som levereras av den elektrofria nickelkemiska tillverkaren.
- en gång nedsänkt i pläteringslösningen deponeras nickel-och fosforjoner på metallsubstratytan.
- beroende på hur tjock ytan behöver vara, kan deponeringsprocessen utföras från mellan 5 mikron till 25 mikron per timme.
- när den önskade pläteringstjockleken har uppnåtts avlägsnas substratet från pläteringslösningen och inspekteras.
