Nickel ist das fünfthäufigste Metall auf der Erde. Es hat ein glänzendes Aussehen, eine ausgezeichnete Härte und korrosionsbeständige Eigenschaften und eignet sich daher ideal für die vorbeugende Beschichtung von Oberflächen anderer Materialien. Daher ist Nickel die beste Beschichtungsoption für verschiedene Metalle wie z Aluminium, Stahl, Kupfer, Wolfram, Polymer, und viele mehr. Die stromlose Vernickelung ist ein beliebtes chemisches Beschichtungsverfahren aus einer Lösung, die Nickel, Sulfat, Phosphat und Karbolsäure enthält. Diese Lösungen werden gemischt und erhitzt, bevor mit der Plattierung fortgefahren wird. Dieses Verfahren wird seit über 50 Jahren in der Fertigungsindustrie eingesetzt. Sie können sich also vorstellen, wie beliebt es bei der Oberflächenveredelung ist.
Teile mit chemischer Vernickelung
Vernickelte Bauteile mit reflektierender Oberfläche
Lösungen für die chemische Vernickelung
Für die chemische Vernickelung werden verschiedene chemische Lösungen verwendet. Lassen Sie uns jeden von ihnen anhand der Vergleichsstudientabelle unten verstehen.
| SN |
Chemikalie
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Funktion / Rolle (Role) * |
Beispiele
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| 1 |
Lösliches Nickelsalz
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Es wird reduziert und lagert sich auf der Oberfläche des zu beschichtenden Materials (Substrat) ab.
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Nickelchlorid (NiCl₂), Nickelsulfat (NiSO₄) |
| 2 |
Reduktionsmittel
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Es wird durch Reduktion des Metallions oxidiert.
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Formaldehyd (CH 2 O), Hypophosphit
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| 3 |
Teintmittel
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Verbessern Sie die Qualität der Nickelabscheidung
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Fluoride, Glycinate, Succinate
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| 4 |
Stabilisator
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Verhindern Sie die Zersetzung des Galvanisierbades
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Thallium, Kalzium
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| 5 |
Buffer
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Kontrollieren Sie den pH-Wert des Galvanisierungsbades, um eine dünne und gleichmäßige Nickelabscheidung zu erzielen
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Natriumacetat, Natriumhydroxid
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Wie funktioniert es?
Arbeitsprinzip
Stromlos bedeutet hier, dass beim Galvanisieren kein Strom verwendet wird. Stattdessen liefert das Reduktionsmittel das Elektron für die Metallionenreduktion, was zu einer hohen Streuleistung führt. Das Nickelion (2e+) in der Lösung lagert Nickel auf der Oberfläche des Substratmaterials ab, während es mit dem Reduktionsmittel (2e-) reagiert.
Ni2+ (aus der Nickelsalzlösung) +2e- (aus dem Reduktionsmittel) = Ni (auf der Substratoberfläche)
Schritte der chemischen Vernickelung
Schritt 1: Vorbereitung für die Beschichtung
Der erste Schritt besteht darin, die zu beschichtenden Teile zu reinigen, damit alle Verunreinigungen wie Staub, Öl, Schlacken, Fette und alle Chemikalien auf der Oberfläche abgewaschen werden, um eine optimale Haftung der Nickelbeschichtung zu gewährleisten. Bei der Verwendung von Reinigungsmitteln wie Schwefelsäure und Salzsäure wird diese mit destilliertem Wasser in einem heißen Bad gewaschen, um die Säure zu neutralisieren und zu verhindern, dass sie die Oberfläche angreift.
Schritt 2: Behandlung im Galvanisierbad
Aufbereitungsanlage zur chemischen Vernickelung
Nach der Reinigung der Teile und der Vorbereitung der Badlösung kann mit dem Galvanisieren begonnen werden. Die Teile werden nun in ein Vernickelungsbad mit positiven Ladungen getaucht. Das zu beschichtende Material zieht positiv geladene Nickelionen an seine Oberflächen, wodurch eine feine Schicht der Beschichtung entsteht. Da für die stromlose Vernickelung keine Stromquelle erforderlich ist, ist die Temperatur des Galvanisierbads die primäre Kontrollvariable im Prozess (70 bis 90 °C).0C ist bevorzugt).
Die Dicke der abgeschiedenen Nickelschicht variiert zwischen 5 und 25 Mikrometer pro Stunde. Da jedoch kein Strom vorhanden ist und es sich um einen autokatalytischen Beschichtungsprozess handelt, gibt es keine solche Dickenbegrenzung; Mit zunehmender Behandlungszeit erhöht sich auch die Schichtdicke.
Schritt 3: Nachbearbeitung
In der Nachbearbeitungsphase werden die anhaftenden Partikel und Rückstände durch Spülen mit einer Säure-, Alkali- und Tensidlösung entfernt. Anschließend werden je nach Anforderung weitere Veredelungen wie Polieren, Wachsen usw. vorgenommen.
Einflussfaktoren bei der chemischen Vernickelung
Mehrere Faktoren beeinflussen die Ergebnisse der stromlosen Nickelbeschichtung, die kontrolliert werden müssen, um die erforderliche Oberflächenqualität zu erreichen.
1. Unvollkommenheit an der Oberfläche
Die Vernickelung wird durch Oberflächenfehler wie Grate, Schlacken und vorgeformten Rost beeinträchtigt. Daher ist es am besten, diese Dinge bei der Bearbeitung zu berücksichtigen und die Fehler dann durch den Entgratungsprozess zu beseitigen.
2. Sauberkeit der Oberfläche
Bevor mit der Vernickelung fortgefahren wird, müssen Staub, Öle oder Seifen, die durch die Verseifung des Öls mit einem alkalischen Reiniger entstehen, entfernt werden. Wenn die Oberflächenreinigung nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, kann sich die Nickelschicht nach einiger Zeit ablösen oder beschädigt werden.
3. PH-Wert
Die Aufrechterhaltung des PH-Werts ist für eine gleichmäßige Vernickelung im stromlosen Verfahren von entscheidender Bedeutung. Der PH-Wert sollte zwischen 3.8 und 5 liegen. In der LösungEs ist zu erwarten, dass der pH-Wert im Laufe der Zeit tendenziell ansteigt. Daher müssen Stabilisator- und Pufferlösungen verwendet werden, um den pH-Wert während des gesamten Behandlungsprozesses stabil zu halten.
Mit steigendem pH-Wert werden mehr Hydroxidionen gebildet, die sich mit Nickelionen verbinden und Nickelhydroxid bilden, das eine hellgrüne Farbe hat.
4. Die Konzentration von Nickelionen
Die in der Behandlungsoberfläche verwendete Salzlösung ist die auf der Substratoberfläche abgeschiedene Nickelionenquelle. Daher wird der Galvanisierungsprozess langsamer, wenn die Nickelionenkonzentration niedrig ist. Bei einer zu hohen Konzentration kommt es allerdings zu einer schnelleren Abscheidung, allerdings ist die Abscheidung ungleichmäßig. Der Standardbereich der Nickelkonzentration liegt zwischen 20 und 45 g/l.
5. Temperaturen
Die Temperatur des Behandlungsbades muss zwischen liegen 70 und 90 zur Verfügung0C. Mit steigender Temperatur verdampfen einige aromatische Bestandteile der Zusatzstoffe, wodurch die Ablagerung länger dauert.
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Vergleich der chemischen Vernickelung mit der herkömmlichen Vernickelung
Die chemische Vernickelung und die herkömmliche Vernickelung weisen mehrere Unterschiede und Gemeinsamkeiten auf, die sich auf ihre Leistung, Kosten und Anwendungen auswirken. Im Folgenden sind einige der Hauptunterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen der chemischen Vernickelung und der herkömmlichen Vernickelung aufgeführt:
Prozess und Ausrüstung
Der Hauptunterschied zwischen der chemischen Vernickelung und der herkömmlichen Vernickelung besteht im verwendeten Verfahren und der verwendeten Ausrüstung. Die chemische Vernickelung ist ein chemischer Prozess, der weder Strom noch ein leitfähiges Substrat erfordert, während die herkömmliche Vernickelung ein elektrolytischer Prozess ist, der eine Stromquelle und ein leitfähiges Substrat erfordert. Für die chemische Vernickelung sind außerdem spezielle Geräte wie ein chemisches Bad, ein Reduktionsmittel und eine Heizung erforderlich, während für die herkömmliche Vernickelung ein Galvanisierungstank, eine Elektrolytlösung und ein Gleichrichter erforderlich sind.
Eigenschaften und Leistung
Der zweite Unterschied zwischen der chemischen Vernickelung und der herkömmlichen Vernickelung besteht in ihren Eigenschaften und ihrer Leistung. Die chemische Vernickelung sorgt für eine gleichmäßige und konsistente Beschichtung, die die Eigenschaften des Substrats gleichmäßig verbessert, während die herkömmliche Vernickelung zu ungleichmäßigen und inkonsistenten Beschichtungen führen kann, die sich auf die Eigenschaften des Substrats auswirken können. Die chemische Vernickelung bietet außerdem eine bessere Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie eine bessere Haftung und Härte als herkömmliche Vernickelung. Allerdings bietet die herkömmliche Nickelbeschichtung möglicherweise eine bessere Leitfähigkeit und Duktilität als die stromlose Nickelbeschichtung.
Kosten und Zeit
Der dritte Unterschied zwischen stromloser Vernickelung und herkömmlicher Vernickelung besteht in den Kosten und dem Zeitaufwand. Die chemische Vernickelung ist aufgrund der erforderlichen speziellen Ausrüstung und Chemikalien sowie der längeren Verarbeitungszeit im Allgemeinen teurer als die herkömmliche Vernickelung. Die chemische Vernickelung erfordert außerdem eine sorgfältigere Vorbereitung und Handhabung der Substrate sowie eine strengere Qualitätskontrolle und Zertifizierung. Allerdings können Kosten und Zeit je nach Anwendung, Komplexität und Anforderungen der Beschichtungen variieren.
Vorteile
Wie bei anderen Beschichtungs- und Oberflächenveredelungsmethoden besteht der Hauptvorteil darin, dass die beschichteten Teile und Produkte eine hohe Korrosionsbeständigkeit erhalten und den kritischen Umwelteinflüssen standhalten. Aber darüber hinaus bietet die chemische Vernickelung noch viele weitere Vorteile. Schauen wir uns einige entscheidende Vorteile im Detail an.
Kostengünstig
Einer der Kostenfaktoren beim Veredelungsansatz sind die Stromkosten. Da für die stromlose Vernickelung jedoch keine Stromquelle erforderlich ist, ist sie kostengünstiger als andere Methoden, beispielsweise die Verzinkung.
Gleichmäßige Beschichtung
Durch die chemische Vernickelung entsteht eine gleichmäßige Beschichtung auf der Substratoberfläche. Temperatur, PH-Wert des Beschichtungsbades, Konzentration der Nickelionen, Behandlungszeit und viele andere Faktoren können alle gesteuert werden, um die gewünschte Dicke der Nickelbeschichtung zu erreichen.
Dimensionskonsistenz
Da eine Beschichtungsdicke von bis zu 5 Mikrometern erreichbar ist, hat dies keinen Einfluss auf die erforderliche Toleranz der Teile.
Härte
Der Phosphorgehalt des Galvanisierbades beeinflusst die Härte der galvanisierten Teile. Ein niedriger Phosphorgehalt erhöht die Härte und verringert gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit der Überzugsschicht.
Kleinere Oberflächenreparaturen
Die chemische Vernickelung hilft auch bei der Reparatur kleinerer Risse auf der Substratoberfläche. Daher kann es sehr vorteilhaft sein, Ecken, Ritzen und Sacklöcher mit gleichmäßiger Dicke zu beschichten.
Ästhetische und andere Vorteile
Die gelblich-weiße Farbe der Vernickelung verleiht den Teilen und Produkten eine ansprechende ästhetische Schönheit. Zudem ist es weniger komplex. Es ist kein komplizierter Filterprozess erforderlich. Heutzutage stehen in der Fertigungsindustrie automatisierte Geräte zur Verfügung, die die Steuerung des Prozesses erleichtern.
Anwendungen
Der stromlose Vernickelungsprozess trägt dazu bei, dass verschiedene Branchen ihre Komponenten korrosionsbeständig und langlebig machen. Im Folgenden sind die Schlüsselindustrien aufgeführt, in denen die Vernickelung eingesetzt wird.
| SN | Branche | Anwendbare Teile | Was macht das? |
| 1 | Luft- und Raumfahrt | Ventile, Kolben, die Oberfläche bedeckende Triebwerkswellen, Triebwerkshalterungen, Kompressorschaufeln und andere flugkritische Komponenten | Es verfügt über eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, chemische Beständigkeit und Schmierfähigkeit, was für Teile in der Luft- und Raumfahrtindustrie, die über einen langen Zeitraum ein hohes Maß an Genauigkeit erfordern, von entscheidender Bedeutung ist. |
| 2 | Automobilindustrie | Kolben, Zylinder, Zahnräder, Wellen, Kraftstoffeinspritzsystem, Nieten, Schubübertrager, Achsschenkelbolzen, Gehäuse und viele weitere Komponenten | Bietet Verschleißschutz und Korrosionsbeständigkeit |
| 3 | Hardware | Badezimmerarmaturen, Türklinken, Griffe, Rohrleitungen und vieles mehr. | Korrosionsbeständigkeit |
| 4 | Elektrik & Elektronik | Decken Sie verschiedene Geräte, Kühlkörper, Festplatten und Leiterplatten ab | Schutz vor Korrosion und Umwelteinflüssen |
| 5 | Ölbenzin | Ventile, Pumpen, Rohrverbindungen, Lagertanks und andere | Schutz vor Korrosion sowie Umwelt- und Chemikalieneinwirkung. |
Fazit
Die chemische Vernickelung ist eine einzigartige Methode zur Oberflächenveredelung vieler Materialien, darunter Stahl, Kupfer, Bronze, Aluminium, Kunststoff und viele andere. Die Vernickelung verbessert die Haltbarkeit, indem sie der Substratoberfläche eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit verleiht. Da Nickel außerdem eine glänzende gelblich-weiße Farbe hat, bietet es eine ansprechende ästhetische Schönheit. Darüber hinaus kann die Beschichtung mit oder ohne Elektrolyse erfolgen. Sehen Sie sich den Unterschied zwischen Galvanisierung und stromloser Beschichtung an.
Da bei diesem Prozess viele chemische und katalytische Reaktionen stattfinden, kann die stromlose Vernickelung für viele Menschen verwirrend sein, insbesondere für diejenigen, die keine solche haben Fachkenntnisse in der technischen Chemie. Allerdings hier bei ProleanischUnsere Ingenieure und Techniker haben an Oberflächenveredelungstechnologien gearbeitet, darunter stromlose VernickelungSeit über einem Jahrzehnt. Daher werden sie die richtige chemische Zusammensetzung und Vorgehensweise verstehen, sobald Sie Ihre Anforderungen und Anwendungsbereiche erläutert haben.
Häufig gestellte Fragen
Was ist stromloses Vernickeln?
Dabei handelt es sich um eine Methode zur Oberflächenveredelung, bei der durch katalytische chemische Reaktionen und ohne den Einsatz von Elektrizität eine Nickelschicht auf dem Substrat abgeschieden wird.
Welche beiden Hauptlösungen werden bei der chemischen Vernickelung verwendet?
Eine Salzlösung, die Nickelionen und ein Reduktionsmittel enthält, sind die beiden wichtigsten chemischen Lösungen, die im Prozess verwendet werden.
Welche Materialien werden am häufigsten chemisch vernickelt?
Dieses Verfahren wird üblicherweise zum Beschichten von legiertem Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing, Bronze und Kunststoffen verwendet.
Welche Faktoren beeinflussen die Qualität der Vernickelung?
Temperatur und pH-Wert des Galvanisierungsbades, Behandlungszeit, Sauberkeit der Substratoberfläche und Konzentration der Nickelionen in der Lösung sind die Hauptfaktoren, die das Galvanisierungsergebnis beeinflussen.
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