Гальванічне нікелювання технології. Технології нікелювання в домашніх умовах, обладнання та склади розчину

Нікелювання виробів із металів дозволяє не тільки захистити їх поверхні від корозії, а й створити на них блискуче покриття. Такі вироби широко застосовуються при виготовленні сантехніки, автомобільних запчастин, медичних інструментіві т. д. У зв'язку з цим багато людей запитують, чи можна виконати нікелювання сталі в домашніх умовах?

Технологія нікелювання металів

Нікелювання здійснюється шляхом нанесення на металевий предмет тонкого шару нікелевого покриття. Покрити нікелем можна вироби з різних металів, таких як:

сталь;
мідь;
титан;
алюміній.

Існують метали, які не можна нікелювати:

олово;
свинець;
кадмій;
сурма.

Нікельове покриття забезпечує захист виробу від впливу вологи та різних агресивних речовин. Часто його наносять як шар-основу перед хромуванням деталей. Після нанесення тонкої плівки нікелю, напилення зі срібла, золота та інших металів тримаються міцніше.

У домашніх умовах застосовуються способи, які потребують використання спеціалізованого устаткування. Завдяки цьому, нікелювання сталі, міді, алюмінію в побутових умовах є практично кожній людині. Щоб отримати рівномірне покриття, необхідно заздалегідь підготувати деталь.

Як підготувати виріб до нікелювання?

Підготовка виробу є досить трудомістким процесом. Слід повністю виключити наявність корозії, окислень тощо. Підготовка проводиться у кілька етапів.

Обробка піскоструминним апаратом

Даний вид обробки можна виконувати як спеціалізованим піскоструминним апаратом, і саморобним. Під час обробки потрібно постаратися прибрати якнайбільше сторонніх нашарувань з поверхні заготовки. Особливу увагуслід звернути на важкодоступні місця. Вони мають бути очищені так само, як і інші ділянки поверхні.

Шліфування

Щоб нікелеве покриття вийшло рівномірним, необхідно максимально вирівняти поверхню. Шліфування дозволяє очистити предмет від оксидної плівки. Для виконання цього етапу використовується наждачний папір, а також різні інструментита пристрої, призначені для шліфування.

Порада:не варто нехтувати шліфуванням заготовок, неправильна підготовкаможе призвести до відшарування покриття.

Усунення жирових забруднень

Після того, як процес шліфування закінчений, слід змити забруднення, що утворилися, під проточною водою. Потім потрібно провести знежирення заготовки. Для цього можна використовувати як готові, так саморобні розчинники. Після нанесення розчинника деталь потрібно промити ще раз водою і ретельно просушити.

Увага:при виборі розчинника необхідно враховувати ступінь його на метал, з якого виконано виріб. Забороняється застосовувати знежирювальні розчини, що вступають у хімічну реакціюз поверхнею.

Сповільнення

Нікелювання виробу краще проводити з попереднім зменшенням заготівлі. Цей етап не є обов'язковим, але нікелювання сталі та інших металів буде якіснішим, якщо покриття наноситься на тонкий шар міді.

Для уповільнення деталі необхідно помістити її у скляну ємність з водним електролітом, що складається з мідного купоросу та сірчаної кислоти. Предмет підвішується на дроті таким чином, щоб він не торкався стінок та дна ємності. По обидва боки від заготовки розміщуються мідні пластини, які є електродами. Після цього до електродів та заготівлі підключається джерело постійного струму. Ступінь сповільнення прямо залежить від часу проведення процесу.

Способи нанесення нікелевого покриття

Нікелювання виробу в домашніх умовах можна виконати двома способами: хімічним та електролітичним.

Електролітичний метод

Нанесення покриття з використанням електроліту називається гальванічним нікелюванням. Спочатку потрібно підготувати водний розчин (електроліт). Для цього необхідні такі компоненти:

сірчанокислий нікель- 70 г;
сірчанокислий магній- 15 г;
кухонна сіль- 2.5 г;
сірчанокислий натрій- 25 г;
Борна кислота - 10г;
вода- 500г.

Кожен із компонентів потрібно окремо розчинити у воді та профільтрувати. Отримані розчини змішують та заливають у скляну ємність. Для гальванічного нікелювання посудину з електролітом поміщають нікелеві електроди. Щоб покриття на заготівлі було рівномірним, з усіх боків встановлюють щонайменше два електроди.

Підготовлену заготовку поміщають у посудину між електродами таким чином, щоб вона не торкалася стін та дна ємності. Електроди з'єднують між собою мідними провідниками і підключають до плюсового контакту джерела постійного струму. Струмопровідний провід підключають до мінусового виведення.

У процесі нікелювання напруга живлення не повинна перевищувати 6 Вольт. Слід контролювати щільність струму, вона має перевищувати 1,2 А. Процес займає близько 30–40 хвилин. Після закінчення, предмет потрібно промити проточною водою і ретельно просушити. Нанесене покриття має вийти матовим та гладким. Щоб поверхня виробу набула блиску, потрібно виконати її полірування.

Хімічний метод

Нікелювання сталі та інших металів хімічним способомвідрізняється від гальванічного міцністю покриття. За допомогою хімічного нікелюванняможна легко нанести речовину навіть на важкодоступні місця.

В емальований посуд наливають воду і розчиняють у ній бурштиново-кислий натрій та хлористий нікель. Потім розчин нагрівають до температури 90 градусів. По досягненню необхідної температури додається гіпофосфіт натрію. Виріб акуратно підвішується над ємністю із розчином. Кількість рідини розраховується виходячи з того, що в 1 літрі розчину можна покрити поверхню площею 2дм2.

Нікелювання контролюється візуально: коли деталь рівномірно покриється плівкою, процес завершується. Після закінчення, деталь потрібно промити в розчині, виготовленому з води та невеликої кількості крейди. Після цього здійснюють сушіння та полірування деталі.

Як збільшити термін служби покриття?

Отримане покриття має пористу структуру. Тому метал виробу схильний до корозії. Щоб знизити ризик її виникнення, шар нікелю покривають мастилами. Після їх нанесення предмет занурюють у ємність з риб'ячим жиром. Через 24 години його надлишки прибирають за допомогою розчинника.

Якщо виріб має великі габарити, і завантажити його в ємність неможливо, його поверхню просто натирають риб'ячим жиром. Цю процедуру потрібно проводити двічі, з часом близько 12 годин. Через 48 годин після обробки залишки жиру слід видалити.

Виконати нікелювання сталі у домашніх умовах можна двома способами. Цей процес є нескладним, але потребує ретельної підготовки та граничної акуратності при виконанні. Необхідно придбати якісні компоненти для приготування розчину, заздалегідь підготувати робочу зону, ємності, інструменти та пристрої.

У процесі роботи важливо дотримуватись заходів безпеки: захистити очі та шкірні покриви від попадання хімічних речовин, забезпечити достатню вентиляцію приміщення, запобігти можливості запалення суміші та електричної установки.

Найбільшого поширення знайшли хімічні покриття нікелем, міддю, сріблом, паладієм, кобальтом і рідше оловом, хромом та іншими металами.

Хімічне нікелювання.Відновлення іонів нікелю з розчинів відбувається за рахунок окислення гіпофосфіту за сумарною реакцією

H 2 PO - 2 + H 2 O + Ni 2+ = H 2 PO - 3 + 2Н + Ni.

При цьому відновлення може протікати так:

NiCl 2 + NaH 2 PO 2 + H 2 O = Ni + 2HCl + NaH 2 PO 3

NaH 2 PO 3 + Н 2 O = NaH 2 PO 3 + Н 2

або Н 2 РO - 2 = РO - 2 + 2Н +

(Розкладання гіпофосфіту)

Ni 2+ +2H = Ni + 2H +

(Відновлення нікелю).

Водень, що виділяється, відновлює також фосфіт до фосфору, тому нікелеве покриття містить 6 - 8% фосфору, який багато в чому визначає його специфічні властивості (табл. 24).

24. Властивості хімічного та гальванічного покриттянікелем

Незважаючи на те, що нікель, обложений хімічним способом, має значну корозійну стійкість, він не може бути застосований для захисту від корозії в середовищі азотної та сірчаної кислот. Після термічної обробки такий нікель має твердість HV 1000-1025.

В основному технологічний процеснікелювання зводиться до наступного. Деталі зі сталі, міді та її сплавів підготовляють так само, як і під гальванічні покриття.

Нікелювання ведуть у розчині наступного складу (г/л):

Нікель сірчанокислий 20

Гіпофосфіт натрію 25

Натрій оцтовокислий 10

Тіомочевина (або малеїновий ангідрид) 0,003 (1,5 - 2)

Температура 93 ± 5°С, швидкість осадження 18 мкм/год (при 90°З щільності завантаження 1 дм 2 /л), рН = 4,1 ÷ 4,3.

Деталі в процесі нікелювання слід струшувати. Допускається заміна тіомочевини малеїновим ангідридом у кількості 1,5 - 2 г/л.

Для ініціювання осадження нікелю на деталях з міді та її сплавів необхідно забезпечити контакт зі сталлю або алюмінієм. Процес ведуть у фарфорових ємностях або сталевих, футерованих поліетиленовою плівкою, а також у ємностях із силікатного скла.

При швидкісному осадженні та при великій щільності завантаження деталей нескладного профілю рекомендується застосовувати розчин наступного складу (г/л):

Нікель сірчанокислий 60

Гіпофосфіт натрію 25

Натрій оцтовокислий 12

Кислота борна 8

Амоній хлористий 6

Тіомочевіна 0,003

Температура розчину 93 ± 5°С, швидкість осадження 18 мкм/год (при 90°З щільності завантаження 3 дм 2 /л), рН = 5,6 ÷ 5,7.

Після хімічного нікелювання деталі промивають в уловлювачі, потім у проточній холодній та гарячій воді, сушать при 90 ± 10 ° С протягом 5 - 10 хв і термічно обробляють при 210 ± 10 ° С протягом 2 год (з метою зняття внутрішньої напруги і підвищення міцності зчеплення з основою). Далі в залежності від умов експлуатації деталі покривають лаком, обробляють гідрофобною рідиною (ГКЖ та ін) або без обробки подають на складання.

Основними причинами неякісного покриття при хімічному нікельуванні є:

1) мимовільне осадження нікелю у вигляді чорних точок через погане очищення ванн, наявність слідів нікелю або інших вогнищ кристалізації на дні та стінках ванни, а також через перегрівання розчину;

2) наявність непокритих місць на деталях складної конфігурації через утворення газових бульбашок та нерівномірного омивання деталей розчином;

3) часткове відкладення нікелю на внутрішній поверхні ванни через дотик деталями стінок або дна ванни в процесі нікелювання;

4) зниження кислотності розчину (розтріскується, крихке покриття);

5) збільшення кислотності розчину (покриття грубе та шорстке).

Значення рН коригують, додаючи 10% розчин оцтової кислоти або їдкого натру.

Деталі з кремнію нікелюють у лужних розчинах наступного складу (г/л):

Хлорид нікелю 30

Гіпофосфіт натрію 10

Цитрат натрію 100

Хлорид амонію 50

Швидкість осадження 8 мкм/год рН = 8÷10 (за рахунок введення NH 4 OH).

Порядок хімічного нікелювання кераміки: знежирення у лужних розчинах та хімічне розтравлення поверхні (суміш сірчаної та плавикової кислот), сенсибілізація в розчині (150 г/л) гіпофосфіту натрію при 90°С, нікелювання у лужній ванні. Товщина покриттів деталей, залежно від умов їх експлуатації, вказана в табл. 25.

25. Значення товщини покриттів в залежності від умов експлуатації

Так, при рН = 5,5 в опадах міститься 7,5% фосфору, а при рН = 35 146%. Підвищення твердості покриття до 1100-1200 кгс/мм 2 при 200-300°З викликається виділенням фази Ni 3 P, яка кристалізується в тетрагональній системі з постійної кристалічної решітки а = b = 8,954. 10 -10 м і =4,384.10 -10 м. Максимум твердості нікелю відповідає 750°С. Модуль пружності становить 19000 кгс/мм 2 . Межа міцності при розтягуванні дорівнює 45 кгс/мм 2 (при 20°С) і 55 кгс/мм 2 після термообробки при 200°С протягом 1 години. та блискучого хрому. Питоме зношування нікелевого покриття при 100°С становить 2.10 -3 мм 3 /м.

При перемішуванні кислого розчину збільшується блиск опадів та швидкість осадження. Якщо процес осадження переривається на кілька хвилин, деталі можна завантажувати у ванну без додаткового активування. При тривалій перерві (24 години) деталі слід зберігати в холодному розчині нікелювання, а потім переносити до робочої ванни.

Швидкість осадження металу тим менша, ніж нижче рН розчину. Крім того, швидкість є функцією відношення Ni 2+ : Н 2 РО - 2 . Для нормальної кислої ванни воно має коливатись в межах 0,25 - 0,60 (для буферованої ацетатом 0,3-0,4).

За наявності солей амонію зменшується швидкість осадження. У новоприготовлених розчинах швидкість осадження спочатку висока, а потім у міру старіння падає. Так, в ацетатних та цитратних розчинах вона зменшується з 25 до 2 - 5 мкм/год. Найбільш оптимальна швидкість осадження ~ 10 мкм/год.

Блиск покриття визначається якістю підготовки поверхні основи, яку слід полірувати. У лужних ваннах покриття виходить більш блискучими, ніж у кислих. Покриття, що містять<= 2% фосфора — матовые, 5% фосфора — полублестящие и =>10% фосфору - дуже блискучі, але з жовтуватим відтінком. Розкид по товщині покриття 30 мкм навіть на деталях складної конфігурації становить, наприклад, трохи більше 1—2 мкм. Коли ванна працює при постійному значенні рН кількість фосфору в покритті пропорційно концентрації гіпофосфіту у ванні.

Нормальний вміст фосфору в покритті 5-6%. Зміст фосфору тим вище, що більше відношення H 2 PO 2:Ni 2+ . На низьковуглецевих сталях адгезія нікелевих покриттів дуже висока (2200 - 4400 кгс/см 2 ), але погіршується, якщо температура розчину знижується до 75°С. Адгезія на сталях, легованих Al, Be, Ti, та сплавах на основі міді залежить від способу обробки поверхні та покращується подальшою термообробкою при 150-210°С.

Першою ознакою порушення стабільності складу розчину є утворення білої піни внаслідок надмірного виділення водню у всьому обсязі ванни. Потім з'являється дуже дрібна чорна суспензія Ni-P, яка прискорює реакцію розкладання розчину.

Причинами передчасного розкладання розчину можуть бути: надто швидке введення лугу та гіпофосфіту (слід додати розведеного водного розчину при інтенсивному перемішуванні); локальне перегрів; занадто високий вміст гіпофосфіту (потрібно знизити рН та температуру); внесення паладію в розчин з деталями, активованими PdCl 2 , неправильне співвідношення сумарної площі деталей до обсягу розчину.

Рівень розчину у ванні необхідно підтримувати постійним, оскільки зниження його з допомогою випаровування призводить до концентрування розчину. У процесі покриття деталей не слід допускати відключення нагрівачів (пар, теплоелектронагрів та ін.).

На відміну від гідрозину, гіпофосфіт натрію має важливу перевагу, оскільки в осаді міститься у 8 — 10 разів менше газів. Добавка тіосульфату натрію сприяє зниженню пористості нікелю. Так, при товщині 20 мкм вона знижується від 10 до 2 пор/см2. При виборі матеріалу для ванни слід враховувати, що розчини випаровуються при температурі приблизно рівної температурі кипіння і мають високу чутливість до різних забруднень. Крім того, матеріал повинен бути стійким до HNO 3 оскільки періодично зі стінок ванни доводиться видаляти опади нікелю. Ванни об'ємом 20 л виготовляють із пірексу, а більшого — із полірованої кераміки. Внутрішню поверхнюсталевих ємностей покривають склоподібною емаллю. Ванни з корозійностійкої сталі необхідно пасивувати концентрованою азотною кислотою протягом декількох годин. Для запобігання виникненню гальванопар між сталевою ванною і деталями, що покриваються, її стінки необхідно футерувати склом або гумою. Як футерування у ваннах малої ємності використовують поліетиленові вкладиші.

Після кожного розвантаження деталей електричні нагрівачістрижневого типу необхідно протравлювати HNO 3 .

Дефектні покриття з деталей із сталі, алюмінію та титану слід видаляти в концентрованій азотній кислоті при температурі не вище 35°С, з деталей з корозійностійких сталей у 25%-ному розчині HNO 3 , а з латунних та мідних - анодним розчиненням у H 2 SO 4 .

З метою покращення стабільності складу розчину зарубіжні фірми рекомендують додавати солі хрому. Пористість покриттів, отриманих у розчині, що містить 10 г/л K 3 Fe(CN) 6 та 20 г/л NaCl, визначають протягом 10 хв. Пори відсутні при товщині покриття => 100 мкм.

Нікелювання- Нанесення на поверхню виробів нікелевого покриття (товщиною, як правило, від 1-2 до 40-50 мкм).

Нікелювання металів у домашніх умовах цілком здійсненний процес.

Предмет перед нікелюванням має бути підготовлений. Обробіть його наждачним паперомЩоб видалити оксидну плівку, протріть щіткою, як слід промийте водою, знежирте в гарячому содовому розчині і промийте ще раз.

Є два способи нікелювання: електролітичний та хімічний.

Електролітичне нікелювання металів у домашніх умовах

Перед нікелюванням виконайте попереднє металевого предмета.

Приготуйте електроліт (30 г сульфату нікелю, 3,5 г нікелю хлориду і 3 г борної кислоти на 100 мл води) і налийте цей електроліт в ємність. Для нікелювання потрібні нікелеві електроди – аноди. Опустіть їх у електроліт. Між ними на дроті підвісьте деталь. Ті тяганини, які йдуть від нікелевих пластинок, з'єднайте разом і підключіть до позитивного полюса джерела струму, а деталь - до негативного; увімкніть у ланцюг реостат, щоб регулювати струм, і міліамперметр (тестер). Джерело постійного струму з напругою трохи більше 6 У.

Увімкніть струм приблизно на двадцять хвилин. Вийміть деталь, промийте та просушіть її. Вона вкрита сіруватим матовим шаром нікелю. Щоб покриття набуло звичного блиску, його треба відполірувати.

Недоліки електролітичного нікелювання - нерівномірність осадження нікелю на рельєфній поверхні та неможливість покриття вузьких та глибоких отворів, порожнин тощо.

Хімічне нікелювання

Крім гальванічного способу можна користуватися ще наступним, дуже нескладним способом покриття полірованої сталі або заліза тонким, але дуже міцним шаром нікелю.

Беруть 10% розчин чистого хлористого цинку і поступово додають до розчину сірчанокислого нікелю, поки рідина не забарвиться в яскраво-зелений колір, потім її повільно нагрівають до кипіння, найкраще у фарфоровій посудині. Можуча при цьому з'явитися каламута не впливає на нікелювання, яке проводиться наступним чином: коли вищезгадана рідина буде доведена до кипіння, в неї опускають предмет, що підлягає нікелюванню, причому останній попередньо повинен бути ретельно очищений і знежирений. Предмет кип'ятять у розчині близько години, додаючи іноді дистильованої води в міру її випарювання. Якщо під час кипіння буде помічено, що колір рідини замість яскраво-зеленого став слабо-зеленим, то потроху додають сірчанокислий нікель до отримання початкового кольору.

Після закінчення зазначеного часу предмет виймають із розчину, промивають у воді, в якій розпущено невелику кількість крейди, і ретельно просушують. Поліроване залізо або сталь, покриті вказаним способом нікелем, міцно тримають це покриття.

Захист «заліза» від корозії проводиться в кількох випадках: при первинній обробці, з метою відновлення пошкодження на окремій ділянці або декорування будь-якого зразка. При цьому використовуються різні метали – латунь, мідь, срібло та інші. Розберемося з технологією нікелювання в домашніх умовах як однієї з найпростіших і найдоступніших у плані самостійної реалізації.

Крім того, вона є найпоширенішою. При покритті деталей захисним шаромз інших металів найтонша плівка нікелю відіграє роль проміжного. Його доцільно наносити, наприклад, до .

Примітка. Рецептів хімікатів, що використовуються, досить багато. Автор вважав за правильне навести лише ті, в ефективності яких він переконався особисто, наносячи захисне нікелеве покриття в домашніх умовах.

Одиниця виміру компонентів – г/л води (якщо інше не обумовлено). Всі хімікати, що використовуються, розводяться окремо, ретельно фільтруються і тільки після цього перемішуються для отримання електролітичного розчину.

Підготовка зразків до нікелювання

Усі заходи як ідентичні, а й обов'язкові, незалежно від обраної технології нанесення захисного (декоративного) шару.

Піскоструйна обробка

Мета - максимально прибрати іржу, оксиди (декапування) та інші сторонні нашарування. Ви можете прочитати статтю про те, як виготовити в домашніх умовах із підручних матеріалів. Наприклад, переробити фарбопульти.

Склади для декапування

№1. Сірчана (концентрована) кислота (75 г) + хромпік (3 г) на півсклянки води. Час витримки деталі у розчині – близько 20 сек.

№2. Кислота сірчана (соляна) 5 г + вода (півсклянки). Час обробки – до 1 хв.

Шліфування

Таке ретельне вирівнювання сприяє одержанню однорідного нікелевого шару та знижує витрату підготовленого розчину. Залежно від значущості дефектів (величини проміжків, подряпин) застосовується наждачний папір з різною зернистістю, щітки карцювальні, шліфувальні пасти.

Знежирення

Попередньо, після шліфування, зразок промивається під проточною водою для видалення всіх фракцій, що налипли. Що використовувати (спирт, бензин, уайт-спірит або спеціально підготовлений розчин), вирішується на місці. Головна умова - розчинник повинен бути "сумісний" з матеріалом основи, що піддається нікелюванню.

В особливо важких випадках, якщо не допомагають розчинники, що є у продажу, доцільно готувати препарати для знежирення самостійно.

Рецепти водних розчинів для сталі та чавуну

№1. Їдкий натр (10 – 15) + « рідке скло»(10) + сода кальцинована (50).

№2. Їдкий натр (50) + фосфорнокислий натрій та кальцинована сода (по 30) + рідке скло (5).

Кольорових металів

№1. Фосфорнокислий натрій господарське мило(По 10 - 15).

№2. Їдкий натр (10) + фосфорнокислий натрій (50 – 55).

Щоб перевірити якість знежирення, досить зразок змочити водою. Якщо вона покриває поверхню найтоншою плівкою, без утворення крапель, це свідчить про те, що мета технологічної операціїдосягнуто і деталь готова до нікелювання.
Робоча температура розчинів – не більше +(65 – 85) ºС.

Технології нікелювання

Нікелювання електролітичне

Найпростіші схеми домашнього застосування представлені малюнку.

Посудина (1) – будь-якої зручної форми та місткості. Єдина вимога - матеріал повинен бути хімічно нейтральний по відношенню до електроліту, що застосовується. Найчастіше в домашніх умовах при нікелюванні використовуються ємності зі скла.
Аноди (2) – нікелеві. Щоб покриття зразка вийшло рівномірним, однорідним, вони повинні бути з різних сторін заготовки. Тому – не менше 2-х.
Деталь (3). Вона є катодом. Вивішується так, щоб не торкалася стінок та днища ємності.

З'єднання: плюс джерела – із пластинами, мінус – із зразком.

Склад розчину для нікелювання:сірчанокислий натрій (50), нікель (140), магній (30) + борна кислота (20) + сіль кухонна (5).

Умови нікелювання:температура +22 (±2) ºС, щільність струму – в межах 1 (±0,2) А/дм².

Технологія нікелювання.Включається живлення та виставляється необхідне значення струму. Процес триває від 20 хвилин до півгодини. Ступінь готовності деталі визначається візуально, по відтінку (сірувато-матовому) та його однорідності.

При дефіциті (відсутності) деяких компонентів у домашніх умовах можна приготувати склад з обмеженою кількістю інгредієнтів, підвищивши їх пайовий вміст на літр води.

Нікель сірчанокислий (250) - хлористий натрій (25) - борна кислота (30). Але за такого складу електроліту змінюються умови нікелювання. Розчин підігрівається до +55 ºС (з метою активізації процесу, як і при ), а щільність струму збільшується до 4 – 5.

Що врахувати

Якість нікелювання багато в чому залежить від кислотності розчину. Перевіряється по фарбуванню лакмусового паперу– колір має бути червоним. При необхідності знизити значення кислотності можна ввести електроліт аміачний розчин. Дозування визначається самостійно; орієнтир - відтінок лакмусового "індикатора".
Електролітичний спосіб нікелювання не завжди ефективний. Якщо поверхня зразка має складний рельєф, покриття ляже нерівномірно, а на особливо проблемних ділянках його може і взагалі не бути. Наприклад, у пазах, щілинах, отворах тощо.

Нікелювання хімічне

Технологія набагато простіше, тому що все, що знадобиться - порцеляновий (емальований посуд). При цьому якість - вища, тому що необроблених ділянок не залишиться. Усі компоненти розчиняються у воді, після чого розчин нагрівається до температури приблизно +(85 – 90) ºС. І після цього, незалежно від рецептури, в нього вводиться натрію гіпофосфіт (позначимо НГ).

Після перемішування можна приступати до нікелювання. Воно полягає в тому, що деталь підвішується з розрахунку, щоб повністю занурена в хімічний/реактив. Контроль якості колишній візуально.

Складів для хімічного нікелювання досить багато. Ось деякі рецепти:

№1. Сірчанокислі амоній та нікель (по 30) – підвищення температури – НГ (10). Необхідна кислотність – близько 8,5.

№2. Хлористий нікель (30) + гліколева кислота (40) – нагрівання – НГ 10 (кислотність 4,2 – 4,4).

№3. Натрій лимоннокислий, хлористий амоній та хлористий нікель (45) – підігрів – НГ (20; 8,5).

Рекомендація – кислими розчинами (рН менше 6,5) краще обробляти вироби із міді, чорних металів (сплавів), латуні. При цьому виходить шар, близький до ідеально гладкого. Склади лужні (рН від 6,5 і вище) застосовуються, як правило, для нікелювання виробів з нержавіючої сталі. Таке покриття характеризується якісним зчепленням з основою.

Нікелювання натиранням

Доцільно практикувати під час обробки великогабаритних заготовок, котрим у домашніх умовах підібрати ємність потрібних розмірів проблематично чи неможливо. Сама методика нескладна, оскільки за неї гальванічні процеси виключаються. Труднощі в іншому – доведеться витратити багато часу, щоб підготувати необхідне обладнаннята приладдя. Насамперед – щітку.

Склад схеми:

Джерело постійного струму з плавним регулюванням у межах 5 – 15 В (до 2 А). Набувати його спеціально для нікелювання сенсу немає, оскільки виготовити самостійно для людини, яка закінчила середню школу, не важко. Знадобиться ТР з відповідною вторинною обмоткою та випрямлячем (міст). Цілком підійдуть діоди серії 303 - 305.

Щітка. Достатньо діаметром 25 (±) мм. Її ручка має бути з діелектрика. Якщо орієнтуватися на те, що є у домі, то оптимальний варіант- Зробити з відрізка труби ПП або ПЕ. З одного торця ручка "глушиться" кришкою. Як щетинок використовується ворс, наприклад, із синтетики.

Ворсинки збираються в пучок, верхня частинаякого обмотується дротом (нержавійкою), під який укладається вигнута нікелева пластина. Виходить аналог малярського пензля. Це – анод схеми. Мінус джерела підключається до виробу, що обробляється.

Провід. Досить на 0,5 «квадрата». У гаражі у будь-якого господаря завжди знайдуться потрібні шматки.

Рецептура складу

Сірчанокислий натрій і нікель – 40 і 70.
Кислота борна – 20.
Натрій хлористий – 5.

Примітка. Для нікелювання за такою технологією можна використовувати той же розчин, що і за методикою електролітичної (п. 2.1.3)

Порядок нікелювання: в ручку заливається приготовлений електроліт, подається напруга, і щітка планомірно з притиском переміщається по деталі. Незручність у тому, що доведеться постійно здійснювати контроль над рівнем розчину в рукоятці та регулярно доливати. Але якщо в домашніх умовах хочеться покрити нікелем щось об'ємне, наприклад, бампер авто, колісні диски, Іншого варіанту просто немає.

Рекомендація – для спрощення процесу підготовки обладнання замість щітки можна використовувати пластину їхнього нікелю. Вона грає роль анода. Її необхідно обернути в шматок фланелі товщиною не менше 4 мм, і поряд з оброблюваною деталлю поставити ємність з електролітом. Технологія проста – постійно змочуючи в розчині такий імпровізований електрод, водити їм поверхнею зразка. Ефект той самий, а результат залежить цілком від старанності і акуратності домашнього майстра.

Підсумкова обробка деталей

Просування. Якщо зразок має складний рельєф, необхідно переконатися у відсутності вологи на всіх проблемних ділянках (пази, виїмки і так далі).
Герметизація поверхні.Нікелева плівка характеризується пористістю, навіть якщо покриття робиться в кілька шарів. Отже, прямого контакту основи з рідиною уникнути не вийде. Справа лише у часі. Результат – поява корозії та відшарування нікелю.

Чим можна герметизувати пори в домашніх умовах?

Дещо екзотичний, але ефективний спосіб- Занурення ще теплого зразка в риб'ячий жир.
Змішати окис магнію з водою, довести до стану густої сметани і натерти такою «кашкою» нікельовану деталь і опустити на пару хвилин розчин (50%) соляної кислоти.
Обробити поверхню прозорою, здатною проникнути вглиб структури мастилом, у 2 – 3 заходи.

Надлишки препаратів (не раніше як через 24 години) легко змиваються бензином.

Полірування

На даному етапі нікельованої заготівлі надається специфічний блиск.

Корисна інформація

Не всяке "залізо" піддається нікелюванню. Така обробка не застосовується для олова, свинцю та інших менш поширених у побуті металів і сплавів.

Для якіснішого нікелювання бажано зробити попереднє зменшення заготовки. Основних причин дві.

Перша вже вказана – пористість покриття.

Друга – з міддю шар нікелю скріплюється набагато надійніше, ніж із будь-яким сплавом чи чистою сталлю. Отже, і нікельована деталь набагато довше зберігатиме незмінний привабливий вигляд. Якщо є можливість зробити в домашніх умовах зміщення зразка, то це краще рішенняпроблеми.

Склад електроліту для покриття сталевої деталі мідною плівкою

Мідний купорос (200) + сірчана кислота, концентрована (50). Умови обробки зразка: густина струму – 1,5А/дм²; температура – кімнатна +22 (±2) ºС.

При проведенні нікелювання в домашніх умовах можна орієнтуватися на такі дані – 1 л електроліту вистачить для обробки деталі загальною площею трохи більше 2 дм². Виходячи з цього, і визначається потрібна кількість розчину.

Нікелювання - це процес нанесення на металеву поверхнюдуже тонкий шар нікелю.

Товщина нікелевого шару, залежно від поставленого завдання, розмірів деталі та її подальшого використання, знаходиться в діапазоні від 0,8 до 55 мкм.

Нікелеве чорне напилення захищає металевий предмет від руйнівного впливу зовнішнього середовища– окислення, корозії та реакції із сіллю, лугом та кислотою.

Предметами, яким може бути потрібний такий захист, є:

металеві вироби, що будуть на відкритому повітрі;
кузовні деталі автотехніки та мототехніки, у тому числі і з алюмінію;
медичне та стоматологічне обладнання;
вироби, які мають тривалий контакт із водою;
декоративне металева огорожа, У тому числі і з алюмінію;
предмети, що піддаються контакту з сильнодіючими хімічними речовинамита інше.

Як можна помітити, технологія різного нікелювання застосовується не тільки в промисловості, а чорне цілком може знадобитися в домашніх умовах своїми руками.

Розглянемо основні методи нанесення захисного шару своїми руками в домашніх умовах, метали, що дозволяють наносити нікель, тонкощі та особливості кожного процесу.

На практиці застосовуються два способи нанесення нікелевого шару – електролітичний та хімічний.

Не вивчатимемо тонкощі промислового процесу, а опишемо проведення в домашніх умовах.

Технологія нанесення нікелевого шару представлена відео.

Електролітичне нікелювання

Перед електролітичним нікелюванням (інше його ще називають гальванічним) потрібно виконати електрохімічне міднення деталі або заготівлі.

Є два методи, що включають гальванічне — із зануренням у розчин електроліту та без занурення.

У першому випадку, предмет з металу ретельно обробляється наждачним папером, з нього видаляється оксидна плівка, проводиться промивання спочатку в теплій водідля видалення розчинника, а потім у содовому розчині і знову у воді.

У скляну ємність помістіть два анода з міді та деталь, зафіксувавши її дротом між пластинами анодів.

Електрохімічне міднення в домашніх умовах будемо виробляти за допомогою електроліту, що складається з води з включенням 20% мідного купоросу і 2% сірчаної кислоти.

Через півгодини обробки струмом на деталі буде тонкий шар міді, а чим довше вироблятиметься електрохімічне міднення, тим товщим буде шар.

Якщо деталь велика або відсутні відповідні скляні ємності, можна використовувати електрохімічне міднення без занурення в електроліт.

Для цього робимо пензлик з міді (можна застосувати багатожильний мідний дріт, звичайно, знявши ізоляцію тільки на кінцях), яку приєднуємо до плюс джерела струму і фіксуємо за допомогою дерев'яної палички.

Зачищену знежирену пластинку з металу покладемо в досить широку скляну ємність, заллємо розчином електроліту (можна взяти насичений мідний купорос) і приєднаємо до мінусу джерела струму.

Тепер мачаємо пензлик в електроліт і проводимо біля поверхні деталі. Важлива постійна наявність розчину на мідному пензлику.

Через деякий час ви помітите, що на поверхні деталі, що обробляється, з'явився мідний шар. Чим товщі буде нанесено покриття з міді, тим менше часу залишиться.

Так, наприклад, на 1 кв.см при одношаровому нанесенні міді буде кілька десятків наскрізних пір, а при тришаровому їх практично не буде.

Досягніть потрібної товщиниміді і можна приступати до наступного етапу.

Нанесення нікелевого шару (гальванічне) проводиться аналогічно до процесу міднення з зануренням в електроліт.

Так, деталь, підвішена на проводці, та нікелеві аноди опускаються в електроліт, дроти від анодів підключаються до плюсу, а дріт від деталі – до мінуса.

Сірчанокислий нікель, натрій і магній у пропорціях 14:5:3, 0,5% кухонної соліта 2% борної кислоти;
30% сульфату нікелю, 4% хлориду нікелю та 3% борної кислоти.

Сухі суміш заливаємо одним літром нейтральної води, ретельно перемішуємо і при необхідності позбавляється від осаду, що випав, і застосовуємо як електроліт при електролітичному нікелюванні.

Гальванічне достатньо проводити протягом півгодинної дії постійного струму з потужністю 5,8-6 В.

В результаті обробки струмом через електроліт ми отримаємо нерівномірний матовий шар сірого кольору. Щоб вирівняти його, предмет із металу необхідно акуратно зачистити та провести полірування.

Ця технологія не може бути застосована для деталей з шорстким покриттям або мають вузькі та глибокі отвори.

У цьому випадку потрібно використовувати хімічний методнікелювання або чорніння деталей.

Технологія чорніння полягає в тому, що на метал наноситься проміжне покриття з нікелю або цинку, а зверху деталь покривається тонким, не більше 2мкм, чорне покриття з нікелю.

Декоративна металева огорожа, зроблена з деталей з чорним нікелюванням, добре зберігатиметься і гарно виглядатиме.

У деяких випадках потрібно провести нікелювання та хромування.

Метод хімічного нікелювання

Технологія хімічного нікелювання деталей полягає в тому, що заготовку із металу занурюють у киплячий розчин на певний термін, за який на її поверхню осідають частинки нікелю.

Електрохімічна дія відсутня, струм не знадобиться.

Технологія спрямована на отримання міцного зчеплення нікелевого шару з металом (особлива якість зчеплення поверхні та нанесеного шару спостерігається при нікелюванні сталі та заліза).

Хімічне нікелювання різних деталей можна проводити в умовах гаража або невеликої майстерні.

Розглянемо покроково:

В емальованому посуді змішують сухі реактиви та заливають їх водою;
Доводять отриману рідку суміш до кипіння і тоді доливають гіпофосфіт натрію;
Занурюють у ємність з рідиною заготівлю так, щоб вона не торкалася країв та дна. Фактично знадобиться установка хімічного нікелювання, яку можна зробити самостійно з емальованого таза відповідного розміру та діелектричного кронштейна, на який підвішуватиметься заготівля;
Залежно від застосовуваного розчину, кипіння має тривати від години до трьох;
Заготівлю дістають і промивають водою, що містить погашене вапно, після чого можна зробити полірування.

Всі склади для хімічного нікелювання деталей будуть обов'язково містити нікель хлористий або сірчанокислий, натрію гіпофосфіт різної кислотностіі якусь із кислот.

Технологія передбачає обробку 20 кв.см поверхні одного літра розчину.

Кислими складами роблять нанесення нікелевого шару на чорні метали, а лужні краще підійдуть для нержавіючої сталі.

Деякі тонкощі:

Нікелева плівка, нанесена на метал без міднення, має слабке зчеплення з поверхнею. Для його поліпшення можна застосувати термічну обробку, витримавши заготівлю за температури вище 450 градусів;
Нагрівати до цієї температури загартовані вироби не можна, при нагріванні до 350-400 градусів вони втрачатимуть твердість. Ця проблема вирішується тривалішим витримуванням, але при температурі в діапазоні 250-300ºС;
При нанесенні нікелевого шару на громіздкі деталі виникає необхідність перемішування розчину, що призводить до потреби проводити постійну фільтрацію. Це основна складність при проведенні процесу не в промислових умовах.

Аналогічно, але із застосуванням іншого складу, можна покрити деталі шаром срібла. Срібло часто застосовується для рибальських снастей з метою запобігти потьмянінню гачків і блешень.

Технологія нанесення срібла нескладна і відрізняється від нікелювання складом електроліту, часом і температурою робочого розчину (для отримання рівного шару срібла потрібен склад, підігрітий до 90 градусів).

Розчини срібла можна приготувати із води, ляпісу аптечного та 10% сольового розчину.

Осад срібла, що випав, промити і змішати з 2% гіпосульфітом, профільтрувати, додати крейдяний пил і розмішуючи, домогтися сметаноподібного стану.

Цією сумішшю можна натирати метал до утворення на ньому шару срібла.

Зберігання цього розчину допускається протягом кількох діб, розчин срібла, що допускає тривале - до півроку зберігання, можна приготувати таким чином: 15 г ляпісу, 55 г лимонної кислоти(годиться кулінарна) та 30 г хлористого амонію.

Усі компоненти розтираються у пил і змішуються. Порошок для срібла зберігається в сухому вигляді.

Для роботи мокрою серветкою торкніться суміші і розітріть її по поверхні, що обробляється.

Напилення срібла наноситься на очищену деталь, але готувати її спеціальним способом не потрібно.

Наведені способи нанесення нікелю та срібла на металеві деталі легко повторити самостійно в домашніх умовах.

Іноді можна зіткнутися з необхідністю нікелювання алюмінію. Нікелювання алюмінію процес досить дорогий та ненадійний. Електроліт для нікелювання алюмінію коштує досить дорого, але часто йде бульбашками.

Проблема в нікелюванні алюмінію в домашніх умовах полягає в слабкій адгезії - блискучий нікель "рве" покриття.

Для хімічного нікелювання алюмінію підійде такий склад:

Нікель сірчанокислий - 20г/л;
Натрій оцтовокислий - 10г/л;
Натрій фосфорноватистокислий - 25г/л;
Тіомочевина, розчин концентрацією 1 г/л – 3 мл;
Фтористий натрій – 0,4 г/л;
Оцтова кислота - 9мл