О стали

Технология гальванического и химического никелирования. Никелирование поверхности своими руками в домашних условиях

Определение

Никелированием называют комплекс процедур, в результате которых на поверхности какого-либо металлического сплава создается тонкая пленка из никеля. Слой пленки является достаточно маленьким — от 1 до 50 микрометров, а контролировать толщину никель-слоя можно путем изменения пропорции никеля в составе электролитического раствора. Никелирование металла используется для того, чтобы улучшить исходные физические характеристики основного металлического сплава:

• Повышение коррозийной устойчивости. Никель обладает высокой химической инертностью, поэтому он не вступает в контакт с кислородом и водой. Поэтому никель будет препятствовать появлению коррозии на поверхности металлического элемента.
• Защита от слабых кислот и щелочей. Никель также неплохо выдерживает воздействие слабых химических реагентов, поэтому с его помощью можно также создать дополнительный слой, который будет защищать основной материал от кислот и щелочей.
• Создание прочного внешнего покрытия. При механическом повреждении меняется вид металлического изделия, а также могут ухудшатся его технико-эксплуатационные характеристики. Создание дополнительно слоя из никеля выгодно тем, что при повреждении металла всегда можно быстро нанести новый слой.
• Никель обладает приятным серебристо-серым блеском, поэтому никелирование может выполняться и для декоративных нужд. Украшение металлических игрушек, создание красивых никелированных каркасов и так далее).

Никелировать можно практически любой металл — сталь, чугун, различные железные сплавы, медь, латунь, алюминий, титан и так далее. В качестве объекта обработки — цельные листы, детали с отверстиями, сантехнические установки, болты, шурупы, рыболовные крючки и так далее.

Существует две технологии — гальваническое и химическое никелирование. Обе технологии широко применяют на фабричном производстве. При необходимости можно сделать обработку в домашних условиях самостоятельно.

Читайте также:  Как сделать кран-балку своими руками, материалы и инструменты, расчеты, сборка и установка

Гальваническое никелирование деталей из металла в домашних условиях

В рамках метода гальванизации на заготовку наносится слой меди. Возможно проведение этой операции даже без погружения в электролитный раствор. Но сначала нам необходимо приготовить электролит. Для этого нам понадобятся:

• 500 мл воды;
• 70 г никеля;
• 15 г магния;
• 3 г поваренной соли;
• 10 г кислоты борной.

Каждый сухой компонент необходимо отдельно добавить в воду. Затем мы отфильтровываем раствор с размешанными реагентами. Полученную субстанцию переливаем в тару из стекла и добавляем в сосуд электроды никеля (не менее трёх, при этом два из них должны быть на противоположных сторонах). Соединяем их между собой и подключаем к источнику постоянного тока. Не забываем при этом, что заготовка не должна касаться ни дна, ни боков нашей чаши. После завершения процесса достаём готовый предмет и даём ему высохнуть. Вся процедура не отнимет у вас больше пятидесяти минут.

Важно! 

Напряжение не должно превышать 6 Вольт, а плотность тока – 2 Ампер.

Специфика, определение и назначение никелирования

Защитное никелевое покрытие может наноситься практически на все виды металлов и их сплавов, а также на стекло, пластмассу и керамику. Но чаще всего никелирование используют для защитно-декоративной обработки изделий из стали, меди, цинка, алюминия и их сплавов. В домашних условиях изделия чаще всего покрывают одним никелевым слоем, а в промышленном производстве никель обычно входит в состав многослойных покрытий. Это связано с его пористостью, которая полностью исчезает только при толщине слоя более 30 микрон. По этой причине никель чаще всего накладывают на подслой меди, а снаружи защищают слоями хрома или кадмия.

Никелирование деталей с предварительным омеднением несложно осуществить даже в домашней мастерской, а вот использование хрома и кадмия требует особых условий и мер предосторожности в связи с высокой токсичностью соединений этих металлов. При промышленном и домашнем никелировании с помощью электролитных добавок и различных режимов электролиза можно получить следующие виды поверхностей:

• блестящие;
• матовые;
• полублестящие;
• двух- и трехслойные;
• композиционные;
• черные;
• велюровые;
• износостойкие.

На рисунке ниже изделия с матовым и черным никелевыми покрытиями.

«Черный» никель применяют в оптических приборах и при создании военной техники. В его состав входит до трех четвертей неметаллических компонентов — сульфидов никеля и гидроксидов цинка. Нанести такие покрытия в домашних условиях очень сложно, т. к. для этого требуются профессиональные знания и специальные реагенты.

Подготовка изделия

Процесс никелирования в домашних условиях требует правильной подготовки:

• абразивными инструментами снимается оксидная плёнка или поверхностный слой ржавого металла;
• щёткой убираются опилки с поверхности заготовки;
• водой смывают следы грязи, если они есть;
• заготовку обезжиривают растворителем или содовым составом;
• следы обезжиривателей смывают водой, затем просушивают.

Абразивный материал

Как повысить стойкость покрытия?

Для повышения стойкости никелированных покрытий к негативным воздействиям необходимо:

• омеднить деталь для снижения шероховатости;
• в установку для химического никелирования залить раствор MgO и H2O и HCl или H2SO4;
• нанести смазку глубокого проникновения, затем погрузить деталь в ёмкость с очищенным рыбьим жиром, достать наружу и удалить остатки состава;
• нанести многослойное никелированное покрытие;
• дважды выполнить обработку рыбьим жиром с интервалом в 12 часов.

Технология гальванического никелирования

Гальваническое никелирование — популярная технология, с помощью которой можно нанести тонкий слой никеля на поверхность какого-либо металлического сплава (медь, сталь, железо, чугун, алюминий, латунь и так далее).

Принцип применения гальванического никелирования очень прост: металлический элемент подключается к катоду и помещается в водную среду с большим содержанием никеля, который выступает в растворе в качестве электролита — после этого включается электрический ток, который проходит через никелевые аноды, происходит достаточно равномерное распределение никеля по всей поверхности металлического объекта.

Перед проведением гальванического никелирования с поверхности металлического объекта нужно удалить тонкую оксидную пленку, которая будет препятствовать нанесению никеля. Для удаления пленки рекомендуется использовать грубую наждачную бумагу — с ее помощью оксидная пленка снимается очень легко, а каких-либо серьезных усилий для очистки рабочему прилагать не нужно.

После обработки наждачной бумагой нужно промыть металлический объект водой, чтобы избавиться от остатков оксидной пленки — после этого металл обрабатывается содовым раствором и снова очищается с помощью воды. Обратите внимание, что крупные жесткие детали обрабатывать наждачной бумагой сложно — для их очистки рекомендуется использовать специальное очистительное оборудование.

Хороший пример — пескоструйные аппараты, которые снимают оксидную пленку за счет воздействия на поверхность металла песка, который в данном случае выступает в качестве абразива.

Последовательность действий

После очистки можно приступать непосредственно к никелированию:

1. Сперва нам необходимо собрать ванночку для никелирования. Для этого нам понадобится емкость на основе диэлектрика, два никелевых анода, а также провода и источник электрического тока (рабочее напряжение — 5-6 вольт).
2. Также нам понадобится электролитический раствор. Приготовить его можно на основании двух рецептов, где первый рецепт подходит для гладких однородных деталей, а второй — для шероховатых неровных элементов с низким качеством очистки.
3. Первый рецепт такой — сернокислый никель (250 г), борная кислота (25 г), фтористый калий и хлористый калий (по 4-5 г), а также натриевая соль (2-3 г) и формалин (1-2 г) + 1 литр воды.
4. Второй рецепт следующий — сернокислый никель (300 г), хлористый никель (около 60-90 г), борная кислота (50 г), а также блескообразователь (2 г) и выравнивающая присадка (2 мл) + 1 литр воды (блескообразователь и выравнивающая присадка вносятся по желанию).
5. Установка для никелирования собирается следующим образом (вне зависимости от типа электролита): в ванночку наливается электролит и в нее помещается два никелевых анода по краям ванны — в ванночку по центру помещается деталь для обработки, которая подключена к отрицательному полюсу.
6. После этого запускается электричество на 30-40 минут. Во время работы анодный и электролитический никель под действием электрических сил перемещаются на поверхность металлического элемента, который обладает отрицательной полярностью. При прохождении электрического тока никель прочно прикрепляется к металлу, что приводит к образованию тонкой пленки на основе никеля, что нам и требовалось.

После проведения гальванического никелирования на поверхности металла может образоваться черный налет, который может испортить вид металлической детали. Для очистки детали от налета необходимо выполнить зачистку и полировку детали — в результате у детали должен образоваться равномерный серебристый блеск, на поверхности объекта образуется тонкая пленка из никеля. Зачистку рекомендуется проводить вручную без использования слишком токсичных реактивов, чтобы не повредить защитную пленку.

Читайте также:  Нагартованные состояния алюминия

Когда требуется термическая обработка

Сцепление поверхности металла со слоем никеля достаточно невысокое. Это затруднение решается довольно просто. Заготовка нагревается до 300 градусов и выдерживаются час при этой температуре. Эта особенность делает домашнее никелирование опасным, поэтому мы просим вас быть предельно аккуратными.

Многие детали не выдерживают такого закаливания. Можно уменьшить теплоподачу до 250-270 градусов. Термообработка при этом будет требовать гораздо больших временных затрат: от двух до четырёх часов.

Методы обработки

Чтобы выполнить покрытие никелем металла, нужно выбрать способ нанесения защитного слоя. Технологии:

• электролитическая;
• химическая.

Химическое никелирование

Электролитический метод

Покрытие никеля наносится в ванне с электролитом, в которую погружены электрод и заготовка. Между деталью и анодом пропускается ток, подаваемый от лабораторного источника питания или понижающего трансформатора.

Образуемое покрытие отличается высокой однородностью, минимальным количеством дефектов на поверхности, отсутствием пор. Приготовление электролита в домашних условиях достаточно простое.

Гальваническое никелирование позволяет получать защитные слои с такими характеристиками:

• температура плавления — +1450 градусов;
• твёрдость по Виккерсу — 250;
• деформация продольного типа — 10–30%;
• адгезионная прочность — от 35 до 45 кгс/мм2;
• удельное сопротивление —8,510-5 Ом•м;
• магнитная восприимчивость — 37.

Нанесение защитного слоя:

1. Подготовить ёмкость, подходящую под размеры детали.
2. В ёмкости положить электрод, а на кронштейне разместить заготовку. Важно, чтобы они не касались стенок сосуда.
3. Внутрь ёмкости залить электролит.
4. Подобрать источник питания, на выходе которого формируется напряжение до 6 В и ток до 1,2 А.
5. Подключить к аноду положительный контакт источника питания, а к заготовке — отрицательный.
6. Подать на электроды напряжение.
7. Толщина наносимого покрытия зависит от времени подачи напряжения на электроды.
8. После получения слоя никеля требуемой толщины отключить источник тока и достать деталь.
9. При необходимости покрытие можно отшлифовать.

Химический метод

Химический способ нанесения покрытия позволяет создавать на заготовках прочные никелевые слои. Отличается простотой реализации, эффективностью. Не требует наличия навыков или опыта выполнения подобных работ.

Химический способ не подходит для нанесения защитного слоя на поверхности с шероховатостью или сложной геометрией. Наносить равномерный слой в труднодоступных местах не представляется возможным.

Химическое никелирование позволяет получать покрытия со следующими свойствами:

• температура плавления — +8900С;
• твёрдость по Виккерсу — 550;
• деформация продольного типа — 3–6%;
• адгезионная прочность — от 35 до 50 кгс/мм2;
• удельное сопротивление — 6010-5 Ом•м;
• магнитная восприимчивость — 4.

Нанесение защитного слоя:

1. Подготовить раствор для никелирования путём смешивания реактивов с водой в ёмкости, стойкой к данным химическим компонентам.
2. Нагреть раствор до закипания, а потом добавить NaPO2H2.
3. Подготовить эмалированную металлическую емкость. Изготовить диэлектрический держатель. Его конструкция должна быть такой, чтобы при опускании в ёмкость деталь не касалась стенок.
4. Залить в ёмкость электролит, опустить заготовку на кронштейне.
5. Подогреть конструкцию до такой температуры, чтобы электролитический состав закипел. Выдерживается в растворе течение 1–3 часов, в зависимости от химсостава, требований к толщине покрытия.
6. Извлечь готовую деталь, промыть в растворе гашёной извести.
7. При необходимости отполировать.

Никелированные болты

Применение никелированных изделий и покрытие деталей из металла

Готовые элементы приобретут улучшенные характеристики: механические и физические. Они будут надёжно защищены от агрессивных сред. При этом плёнка настолько тонка, что внешний вид при этом практически не изменится. Поэтому вы можете свободно использовать метод для стали, меди, латуни или бронзы.

Особенности технологии

Многие считают, что она подходит только для стальных деталей, но это совсем не так. Этот способ можно использовать также в отношении алюминия, цинка, марганца или меди. А вот для обновления свинца или олова следует подыскать другие средства.

Мы приведём и типы изделий, для которых подойдёт никелирование:

• медицинские и стоматологические инструменты;
• кузовные детали в мото– и автотранспорте;
• стальные и алюминиевые заборы и ограждения;
• сантехническая продукция (трубы,краны);
• металлические детали, подвергшиеся длительному воздействию воздуха или воды.

Методика подойдёт и в качестве подготовки к последующему хромированию.

О черном покрытии

Черное никелирование одновременно преследует две цели:

• декоративность покрытия;
• специализированное назначение.

При этом недостаточно обеспечиваются свойства защиты металла, на основании этого заключения следует наносить промежуточные слои из цинка, кадмия или никеля. При этом сталь нужно оцинковать, а цветные металлы — никелировать. Толщина покрытия довольно толстая до 2 мкм, поэтому оно хрупкое. Для ванн с содержанием никелевого раствора добавляется значительное количество роданида и цинка.

Состав  — около 50% элемента никеля, а в оставшейся части содержится углерод, цинк, азот и сера.

Никелирование алюминия либо стальных конструкций производится приготовлением ванн с растворением всех компонентов, с последующим их фильтрованием. С борной кислотой, как правило, возникают проблемы при ее растворении, но ее можно отдельно развести в воде при температуре до 700С. Насыщенное никелирование этим цветом прямо пропорционально показателю плотности подаваемого тока.

Ванны для проведения обработки

Покрытие заготовок никелем выполняют в ваннах с добавлением:

• хлорида Na, Mg или Zn — предназначается для растворения анодного материала, лучшего протекания реакции в присутствии Zn и других загрязнителей;
• сульфата никеля — используется в качестве источника ионов для покрытия;
• борной кислоты — регулирует кислотный уровень в ванне на требуемом уровне.

Оптимальные условия для протекания химических реакций:

• температура состава — +320С;
• кислотность pH — от 5,3 до 5,9;
• количество сульфата никеля — до 360 г/л.

Никелевые слои с металлическими поверхностями имеют малую прочность закрепления. Поэтому необходимо выполнять их термообработку при температурах до +4000С с последующей закалкой в течение 3 часов. Превышение данного значения оказать негативное влияние на свойства металла. Оптимальный диапазон — от +2600С до +3100С.

Внутри ванной устанавливается специальное перемешивающее оборудование, позволяющее достигать однородности раствора. Для удаления различных загрязнений используются фильтры.

Производительные ванны для промышленного использования требуют добавления пеноподавляющих веществ либо сжатого воздуха.

Электролитическое покрытие никелем

Электролитическое покрытие требует обязательного омеднения поверхности. Другой вариант — никелировать в несколько слоев.

Сначала готовится электролит. На 100 мл воды берется 3,5 г хлорида никеля, 30 г сульфата никеля и 3 г борной кислоты. Смесью наполняется емкость и в нее погружаются никелевые электроды, которые подсоединяются к положительному полюсу источника энергии.

Между ними помещается деталь, которую нужно покрыть никелем. Подключение ее ведется к отрицательному источнику.

Подается напряжение 6 В, в течение 20 минут. Затем деталь вынимается и высушивается. За это время она покрывается матовым, никелированным слоем. Для придания блеска ее нужно отполировать.

К недостаткам такого метода относится невозможность покрытия маленьких, глубоких отверстий и там, где находятся труднодоступные места. Слой никеля, при таком методе, наносится неравномерно.

Никелировка металлов в щелочных растворах

Необходимо следовать следующей схеме процедуры:

1. Смешать в эмалированной таре сухие реактивы.
2. Добавить воду и гипофосфит натрия.
3. Довести полученную субстанцию до кипения.
4. Поместить деталь в кипящую жидкость так, чтобы она не касалась боковых стенок или дна.
5. Продолжать кипячение в течение одного – трёх часов.
6. Достать никелированное изделие из раствора. Тщательно промыть водой с гашеной известью, отполировать поверхность до блеска.

После этого металл будет отличаться высокой прочностью. В большинстве рецептов для приготовления состава рекомендуют использовать:

1. аммониевый хлорид;
2. фосфорноватистокислый натрий;
3. натриевый цитрат.

Скорость реакции составляет 10 мк в час при температуре от 90 градусов. При этом происходит усиленное выделение водорода. В рамках метода каждый компонент должен раствориться полностью.

Важно!

Фосфорноватистую кислоту добавляйте после растворения остальных реагентов.

Химическая обработка поверхности

Химическое никелирование в домашних условиях более сложный метод. Однако покрытие наносится ровным и тонким слоем.

Приготовление смеси ведется путем добавления 10% раствора хлористого цинка к сернокислому раствору никеля. Постепенно, содержимое емкости становится ярко-зеленого цвета. Подогреваясь, оно доводится до кипения.

Деталь подвергается очистительной обработке, и помещается в кипящий раствор. По мере кипения, в течение часа, постоянно подливается дистиллированная вода. В течение всего времени цвет содержимого емкости меняться не должен. Если это происходит, то идет добавление сернокислого никеля.

Затем следует взять изделие, прополоскать его в воде с мелом и просушить. Если деталь из стали, то покрытие пристает прочно.

Никель, который ложится на деталь, следует добыть из раствора его солей. Они бывают щелочные или кислотные. Щелочные обеспечивают более прочное покрытие, а кислотные, высокую гладкость поверхности. Вместо дистиллированной воды, в домашних условиях, можно взять конденсат из холодильника. Чтобы определить необходимое количество электролита, исходят из соотношения: 1 л хватает на обработку 2 дм кв. поверхности.

Технология химического никелирования металла

Также большое распространение получило химическое никелирование металла. Эта технология также является достаточно простой. Принцип проведения химического никелирования следующий:

1. Создается электролитический раствор на основе солей никеля с добавлением различных добавок и гипофосфита натрия.
2. В раствор помещается деталь, раствор равномерно нагревается до температуры 200-300 градусов, в течение примерно 1 часа.
3. Во время нагрева электролита происходит восстановление гипофосфитом натрия никеля. Это приводит к образованию на поверхности металла тонкой пленки из никеля.

Обратите внимание, что нагрев раствора можно не проводить. Однако в таком случае никелевая пленка будет очень хрупкой, что сделает никелирование бесполезным. В качестве электролита могут использоваться как кислые, так и щелочные растворы. Рекомендуются именно кислотные растворы, поскольку они обладают более высокой твердостью и прочностью. Также обратите внимание, что формат никелирования напрямую зависит от того, из какого металла сделана основная деталь.

Никелирование стали

Также никелем могут покрываться различные стальные и чугунные изделия. Процедура в данном случае будет несколько отличаться из-за физических особенностей стального сплава. Главное отличие — никелирование рекомендуется выполнять дважды по одному и тому же методу. Поскольку при одноразовой обработке есть риск растрескивания никельного покрытия спустя несколько месяцев эксплуатации детали. Поначалу обработка выполняется по стандартному алгоритму. Деталь очищается и полируется, а потом выполняется декапирование с помощью серной или азотной кислоты. После этого деталь подвешивается на проволоке из любого материала.

Нюансы технологии

В некоторых случаях в декоративных целях прибегают к чернению. Оно не сможет повысить технические характеристики, но деталь приобретёт глубокий вороной оттенок.

Стойкость к истиранию будет в этом случае понижена, поэтому способ не подходит для заготовок, требующих механической стойкости. Чтобы сделать никель чёрным в домашних условиях, например, придать с помощью никелирования необычный цвет ванне, необходимо добавить цинк. Также готовое покрытие будет содержать серу и азот. Не забудьте о фильтрации раствора, особенно если хотите покрыть изделие из стали. При правильной подаче тока вы получите насыщенный и ровный оттенок.

Что называют никелированием

Никелированием называют процесс нанесения тонкого никелевого покрытия на поверхность материала. Никелевый слой принимают равным 1–50 мкм.
Слой никеля используется для повышения антикоррозийных и износостойких свойств материалов. Довольно часто такое покрытие имеет защитно-декоративное значение.

Никелирование используется для обработки стали и сплавов цветных металлов. Тонкий слой никеля используется для защиты изделий из марганца, титана, вольфрама, молибдена и сплавов на их основе.

Разработаны и успешно внедрены способы нанесения никелевого защитного покрытия на керамику, пластик, фарфор, стекло и другие неметаллические поверхности.

Это интересно: Пассивирование металла: назначение, технология, методы

Как покрыть слоем никеля цветные металлы в домашних условиях

Такие изделия особенно мягкие и податливые. Но работа с ними предусматривает некоторые особенности:

• Необходимо предварительно обезжирить поверхность. Иногда вам даже нужно будет её отполировать.
• Если ранее предмет уже серебрили, придётся смыть верхний слой. В этом вам поможет серная кислота. Поместите заготовку в раствор на пару минут.
• Для никелирования дома меди своими руками вам потребуется проволока из аналогичного покрытию материала. При этом его можно осуществлять вместе с электроотрицательными элементами – железом и алюминием.
• Поговорим подробнее об Al. Изделия из него травят в щелочи или осветляют в азотной кислоте.
• Существует также и обработка цинком: его оксид смешивают с гидроксидом натрия. Температура готового раствора должна составлять не менее двадцати градусов по Цельсию. Материал погружается в жидкость два раза: сначала на минуту, а потом всего на пятнадцать секунд. Затем её промывают в прохладной воде.

Никелирование алюминия

Начинают с двукратной цинковой обработки материала. Цель такой обработки — сделать материал плотным и прочным, чтобы частички никеля смогли равномерно покрыть поверхность металла. Цинковая обработка выполняется так:

1. Растворите в 1 литре воды 250 г едкого натра, добавьте 50-60 г окиси цинка. Оптимальная температура раствора — 18-20 градусов по Цельсию.
2. Поместите обрабатываемую деталь из алюминия в раствор на 3-5 секунд в раствор, а потом сразу же достаньте ее из раствора, чтобы избежать химического повреждения. Раствор не выливайте!
3. Выполните травление детали в течение 10-15 секунд, чтобы равномерно распределить цинк по всей поверхности детали. Для травления используется азотная кислота в концентрации 15%.
4. Повторно выполните цинковую обработку в растворе в течение 3-5 секунд, потом промойте деталь в горячей воде. Повторное травление в азотной кислоте выполнять не нужно.

Растворы

Для никелирования можно использовать различные растворы, рассмотрим несколько основных рецептов:

• Рецепт #1. Хлористый натрий — 20 г, лимоннокислый натрий — 40 г, аммоний на основе хлора — 50 г, 25%-аммиак — 50 мл, гипофосфит натрия — 25 г, вода — 1 литр. Для приготовления раствора необходимо нагреть воду до температуры 80-90 градусов. После этого в воду помещаются все компоненты (кроме гипофосфита). Выполняется перемешивание соединения до образования однородного раствора, в конце вносится гипофосфит натрия.
• Рецепт #2. Уксуснокислый никель — 25 г, аминоуксусная кислота — 20 г, гипофосфит натрия — 30 г, вода — 1 литр. Для приготовления раствора вода доводится до температуры 95 градусов. После этого в добавляются все компоненты (кроме гипофосфита). Производится размешивание раствора до полного растворения компонентов, в конце вносится гипофосфит натрия.

Для проведения никелирования хромированные алюминиевые детали помещаются в один из растворов. Деталь подвешиваются на проволоке, а потом она опускается в раствор на 70-80%. Она не должна касаться боковых стен и дна. После этого температура повышается до 350-380 градусов. Оптимальный срок термическо-химической обработки — 1 час.

Для ускорения никелирования можно повысить температуру раствора до 500 градусов. Однако в таком случае на поверхности детали могут образоваться желто-рыжие или фиолетовые пятна, от которых будет сложно избавиться, поэтому избыточный нагрев лучше не производить. После никелирования алюминий проходит вспомогательную обработку в машинном масле:

1. На огонь ставится минеральное масло, которое разогревается до температуры 250 градусов.
2. Деталь достается из электролитного раствора и сразу же помещается в минеральное масло.
3. В масле деталь греется в течение 1 часа. После этого деталь достается, промывается под теплой водой + выполняется обезжиривание.

Читайте также:  Страны лидеры в мире по производству и выплавке алюминия

Способы нанесения никелевого покрытия

Никелирование изделия в домашних условиях можно выполнить двумя способами: химическим и электролитическим.

Электролитический метод

Нанесение покрытия с использованием электролита называется гальваническим никелированием. Сначала потребуется подготовить водный раствор (электролит). Для этого необходимы следующие компоненты:

• сернокислый никель – 70 г;
• сернокислый магний – 15 г;
• поваренная соль – 2.5 г;
• сернокислый натрий – 25 г;
• борная кислота – 10г;
• вода – 500г.

Каждый из компонентов нужно отдельно растворить в воде и профильтровать. Полученные растворы смешивают и заливают в стеклянную емкость. Для гальванического никелирования в сосуд с электролитом помещают никелевые электроды. Чтобы покрытие на заготовке было равномерным, со всех сторон устанавливают не менее двух электродов.

Подготовленную заготовку помещают в сосуд между электродами таким образом, чтобы она не касалась стен и дна емкости. Электроды соединяют между собой медными проводниками, и подключают к плюсовому контакту источника постоянного тока. Токопроводящий провод подключают к минусовому выводу.

Схема установки для электролитического никелирования

В процессе никелирования стали напряжение питания не должно превышать 6 Вольт. Следует контролировать плотность тока, она не должна превышать 1,2 А. Процесс занимает около 30–40 минут. По его окончании, предмет нужно промыть проточной водой и тщательно просушить. Нанесенное покрытие должно получиться матовым и гладким. Чтобы поверхность изделия приобрела блеск, потребуется выполнить ее полировку.

Химический метод

Никелирование стали и других металлов химическим способом отличается от гальванического прочностью покрытия. При помощи химического никелирования можно легко нанести вещество даже на самые труднодоступные места.

Для выполнения процесса потребуется:

• янтарно-кислый натрий – 7.5 г;
• хлористый никель – 12.5 г;
• гипофосфит натрия – 15 г;
• вода – 500 мл.

В эмалированную посуду наливают воду и растворяют в ней янтарно-кислый натрий и хлористый никель. Затем раствор нагревают до температуры 90 градусов. По достижению требуемой температуры добавляется гипофосфит натрия. Изделие аккуратно подвешивается над емкостью с раствором. Количество жидкости рассчитывается исходя из того, что в 1 литре раствора можно покрыть поверхность площадью 2дм

2

.

Никелирование контролируется визуально: когда деталь равномерно покроется пленкой, процесс завершается. По окончании, деталь нужно промыть в растворе, изготовленном из воды и небольшого количества мела. После этого осуществляют сушку и полировку детали.

Это интересно: Гибка проволоки: вручную и на проволокогибочных станках

Обработка изделий из меди и латуни

Никелирование латуни и меди выполняется по стандартной схеме, однако помимо этого есть отличия. Процедура начинается с очистки, полировки и обезжиривания материала. После этого выполняется декапирование детали с помощью серной или соляной кислоты. Затем деталь аккуратно промывается теплой водой и подвешивается на металлической проволоке.

В качестве проволоки могут использоваться изделия только из стали либо алюминия без обмотки. В противном случае во время термохимической обработки никелирование в домашних условиях не пойдет из-за технических особенностей меди. Очень высокая электропроводность в данном случае играет злую шутку. Если медь не будет касаться другого металла, то частички никеля будут плохо приставать к детали.

Растворы

Для никелирования меди/латуни можно использовать один из таких растворов:

• Рецепт #1. Хлористый никель — 50 г, аммоний на основе хлора — 55 г, лимоннокислый натрий — 50 г, гипофосфит натрия — 20 г, вода — 1 литр.
• Рецепт #2. Сернокислый никель — 30 г, уксуснокислый натрий — 15 г, гипофосфит натрия — 10 г, вода — 1 литр.

Раствор готовится стандартным способом. В воду помещаются все компоненты (кроме гипофосфита) и выполняется перемешивание. После этого раствор нагревается до температуры 85-90 градусов и выполняется впрыскивание гипофосфита натрия. После этого выполняется никелирование латуни/меди обычным способом. Деталь на проволоке помещается в раствор на 70-80%, раствор доводится до температуры 350 градусов, длится не более 1 часа.

В конце обработку минеральным маслом можно не выполнять (как в случае с алюминием). Деталь просто достается из посуды с электролитом и выполняется промывка теплой водой и делается обезжиривание. Часто после обработки меди образуется тонкий слой никеля на стенках посуды. Чтобы избавиться от осадка, протрите осадок концентрированным раствором азотной кислоты.

Проведение работы

Нанесение на обрабатываемую поверхность тонкой пленки материала способствует созданию блеска и защите от перепада температур и агрессивных воздействий внешних сред.

Перед непосредственным выполнением задачи, металл следует тщательно подготовить, чтобы сцепление никеля с поверхностным слоем было основательным.

Технология подготовки заключается в:

1. Обработке наждачной мелкозернистой бумагой.
2. Протирке поверхности щеткой и жесткой щетиной или металлической проволокой.
3. Промывании водой.
4. Обезжиривании в растворе кальцинированной соды.
5. Промывании чистой водой еще раз.

Так как поверхность, обработанная никелем, зачастую быстро теряет свойство отражать свет и тускнеет, то производится ее хромирование. Это покрытие обеспечивает надежность при эксплуатации изделия.

Состав, используемый при нанесении на стальную поверхность, обеспечивает катодную защиту материала. Поэтому никелирование стали  гарантирует надежность при эксплуатации изделия. Если поверхность отчасти не защищена слоями никеля, то в скором времени проявится ржавчина, а слой отвердевшего никеля постепенно будет отслаиваться. Металл рекомендует покрывать толстым покрытием никеля.

Покрытие можно наносить на медные и железные поверхности, или сплавы на их основе. Титан или вольфрам и иные металлы тоже можно обработать никелем. Покрывать такие материалы, как свинец, висмут, олово или кадмий не рекомендуется. Перед тем как наносить покрытие на стальную поверхность последнюю следует обработать тонким медным слоем.

Нанесение защитного слоя

Чтобы выполнить никелирование стали, на её поверхность нужно нанести слой меди. Проведение работ:

1. Подобрать стеклянную ёмкость.
2. Приготовить электролит. Для этого нужно подготовить 20% CuSO4, 2% H2SO4, 78% H2O.
3. Поместить заготовку в емкость. С противоположных сторон разместить аноды.
4. Собрать электрическую цепь на основе лабораторного источника тока. Его мощность определяется на основе площади никелирования — если нужно обработать 10–15 мА/см2 поверхности детали, напряжение должно быть в диапазоне от 5,8 до 6 В.
5. Подать напряжение на подключённую схему. Оптимальная толщина покрытия достигается в течение 30 минут.

Наносить защитный слой можно и кисточкой:

1. Из многожильного медного провода изготавливается кисточка путём удаления изоляционного слоя. Для удобства её фиксируют на деревянном бруске с удобным для работы сечением.
2. Заготовку очищают, обезжиривают, затем отмывают от растворителей.
3. Берут лабораторный источник питания. К положительному контакту подсоединяют кисточку, а к отрицательному — заготовку.
4. Подготавливают раствор электролита.
5. Включают питание на источнике тока.
6. Кисточку погружают в электролитический раствор, затем вынимают и проводят над заготовкой.
7. Последовательно и равномерно покрывают всю заготовку медным покрытием. Толщина определяется временем воздействия на определённый поверхностный участок.

Процесс никелирования металлических деталей в домашних условиях

Известно, что если в электролит поместить электроды и подать на них напряжение, то начинается перенос вещества с плюсового электрода на минусовой. На основе этого явления восстановим никелевое покрытие на металлической детали, которое со временем деградировало.

В качестве источника никеля используем никельсодержащие электроды. Для удаления покрытия помещаем электрод в пластиковую бутылку с водой примерно на 2 часа.

Затем покрытие обжимаем пассатижами, и оно легко осыпается.

Для полного удаления покрытия обтираем его бумажными салфетками, обрабатываем наждачной бумагой и протираем теми же салфетками. Разрезаем очищенный электрод на две половины, которые будут служить электродами.

В стеклянной банке приготавливаем водный раствор электролита с добавлением столового уксуса и поваренной соли в определенных пропорциях, и все тщательно перемешиваем ложкой до полного растворения соли.

В деревянной дощечке (это может быть палочка из-под мороженного) по центру проделываем три отверстия. В крайние отверстия помещаем электроды и опускаем их в электролит, и подключаем напряжение.

Наибольшую активность наблюдаем на отрицательном электроде в виде интенсивного выделения пузырей. Примерно через 1 час все успокаивается и за это время происходит насыщение электролита растворенными ионами никеля.

Спустя 2 часа положительный электрод начинает зеленеть и ясно видно, как никель с положительного электрода уходит и осаждается на отрицательном электроде.

Начинаем подготовку металлической детали к никелированию. Удаляем с поверхности дремелем ржавчину, грязь и наслоения. Обезжириваем салфеткой, смоченной в спирте, уайт-спирите или специальной жидкости.

Закрепляем детали для никелирования мягкой проволокой к деревянной дощечке между электродами. Внимание! Вот теперь полярность очень важна! Электроды подключаем к плюсовой клемме, а обрабатываемые детали к минусовой.

Подаем через блок питания напряжение в течение трех минут и проверяем качество никелевого покрытия. Если оно нас не устраивает, то с большей тщательностью повторяем очистку деталей, особенно обезжиривание. После этого вторая трехминутная процедура электро-гальваники дает отличный результат.

Плотно закрываем крышкой электролит в стеклянной банке и упаковываем в бумажные салфетки сухие электроды. Они пригодятся для новых работ по никелированию.

Поверхности деталей, подвергнутых никелированию, обрабатываем шлифовальным кругом и устанавливаем на прежнее место.