[Никелирование] – это процесс нанесения на металлическую поверхность очень тонкого слоя никеля.
Толщина никелевого слоя, в зависимости от поставленной задачи, размеров детали и дальнейшего ее использования, находится в диапазоне от 0,8 до 55 мкм.
Никелевое черное напыление защищает металлический предмет от разрушительного воздействия внешней среды – окисления, коррозии и реакции с солью, щелочью и кислотой.
Предметами, которым может потребоваться такая защита, являются:
металлические изделия, которые будут находиться на открытом воздухе;
кузовные детали автотехники и мототехники, в том числе и из алюминия;
медицинское и стоматологическое оборудование;
изделия, имеющие длительный контакт с водой;
декоративное металлическое ограждение, в том числе и из алюминия;
предметы, подвергающиеся контакту с сильнодействующими химическими веществами и прочее.
Как можно заметить, технология различного никелирования применяется не только в промышленности, а черное вполне может потребоваться в домашних условиях, своими руками.
Рассмотрим основные методы нанесения защитного слоя своими руками в домашних условиях, металлы, позволяющие наносить никель, тонкости и особенности каждого процесса.
На практике применяются два способа нанесения никелевого слоя — электролитический и химический.
Не будем изучать тонкости промышленного процесса, а опишем проведение в домашних условиях.
Технология нанесения никелевого слоя представлена на видео.
Видео:
Электролитическое никелирование
Перед электролитическим никелированием (по-другому его еще называют гальваническое ) нужно выполнить электрохимическое меднение детали или заготовки.
Есть два метода, включающие гальваническое — с погружением в раствор электролита и без погружения.
В первом случае, предмет из металла тщательно обрабатывается наждачной бумагой, с него удаляется оксидная пленка, производится промывка сначала в теплой воде для удаления растворителя, а затем в содовом растворе и опять в воде.
В стеклянную емкость поместите два анода из меди и деталь, зафиксировав ее проволокой между пластинами анодов.
Электрохимическое меднение в домашних условиях будем производить с помощью электролита, состоящего из воды с включением 20%-го медного купороса и 2% серной кислоты.
Ток нужно рассчитать из показателей 10-15 мА/кв.см.
Через полчаса обработки током на детали будет тонкий слой меди, а чем дольше будет производиться электрохимическое меднение, тем толще будет слой.
Видео:
Если деталь большая или отсутствуют подходящие стеклянные емкости, то можно использовать электрохимическое меднение без погружения в электролит.
Для этого делаем кисточку из меди (можно применить многожильный медный провод, конечно, сняв изоляцию только на концах), которую присоединяем к плюсу источника тока и фиксируем с помощью деревянной палочки.
Зачищенную обезжиренную пластинку из металла положим в достаточно широкую стеклянную емкость, зальем раствором электролита (можно взять насыщенный медный купорос) и подсоединим к минусу источника тока.
Теперь макаем кисточку в электролит и проводим возле поверхности детали. Важно постоянное наличие раствора на медной кисточке.
Через некоторое время вы заметите, что на поверхности обрабатываемой детали появился медный слой. Чем толще будет нанесено покрытие из меди, тем меньшее количество пор останется.
Так, например, на 1 кв.см при однослойном нанесении меди будет несколько десятков сквозных пор, а при трехслойном их практически не будет.
Добейтесь нужной толщины меди и можно приступать к следующему этапу.
Нанесение никелевого слоя (гальваническое) производится аналогично процессу меднения с погружением в электролит.
Так, деталь, подвешенная на проводке, и никелевые аноды опускаются в электролит, проволоки от анодов подключаются к плюсу, а проволока от детали – к минусу.
В качестве электролита можно рекомендовать один из двух растворов:
Сернокислые никель, натрий и магний в пропорциях 14:5:3, 0,5% поваренной соли и 2% борной кислоты;
30% сульфата никеля, 4% хлорида никеля и 3% борной кислоты.
Сухие смесь заливаем одним литром нейтральной воды, тщательно перемешиваем и при необходимости избавляется от выпавшего осадка, и применяем как электролит при электролитическом никелировании.
Гальваническое достаточно проводить в течение получасового воздействия постоянного тока с мощностью 5,8-6 В.
В результате обработки током через электролит мы получим матовый неравномерный слой серого цвета. Чтобы выровнять его, предмет из металла необходимо аккуратно зачистить и провести полировку.
Эта технология не может быть применена для деталей с шершавым покрытием или имеющих узкие и глубокие отверстия.
В этом случае нужно использовать химический метод никелирования или чернения деталей.
Технология чернения заключается в том, что на металл наносится промежуточное покрытие из цинка или никеля, а сверху деталь покрывается тонким, не более 2мкм, черное покрытие из никеля.
Декоративное металлическое ограждение, сделанное из деталей с черным никелированием, будет хорошо сохраняться и красиво смотреться.
В некоторых случаях требуется провести никелирование и хромирование.
Метод химического никелирования
Технология химического никелирования деталей заключается в том, что заготовку из металла погружают в кипящий раствор на определенный срок, за который на ее поверхность оседают частички никеля.
Электрохимическое воздействие отсутствует, ток не понадобится.
Технология направлена на получение прочного сцепления никелевого слоя с металлом (особое качество сцепления поверхности и нанесенного слоя наблюдается при никелировании стали и железа).
Химическое никелирование различных деталей реально проводить в условиях гаража или небольшой мастерской.
Рассмотрим пошагово:
В эмалированной посуде смешивают сухие реактивы и заливают их водой;
Доводят полученную жидкую смесь до кипения и только тогда доливают гипофосфит натрия;
Погружают в емкость с жидкостью заготовку так, чтобы она не касалась краев и дна. Фактически потребуется установка химического никелирования, которую можно сделать самостоятельно из эмалированного таза соответствующего размера и диэлектрического кронштейна, на который будет подвешиваться заготовка;
В зависимости от применяемого раствора, кипение должно продолжаться от часа до трех;
Заготовку достают и промывают водой, содержащей погашенную известь, после чего можно произвести полировку.
Все составы для химического никелирования деталей будут содержать в обязательно порядке никель хлористый или сернокислый, натрия гипофосфит различной кислотности и какую-то из кислот.
Смеси, содержащие свинец, увеличивают скорость нарастания никелевого слоя до 95 мкм/ч.
Видео:
Технология предусматривает обработку 20 кв.см поверхности в одном литре раствора.
Кислыми составами производят нанесение никелевого слоя на черные металлы, а щелочные лучше подойдут для нержавеющей стали.
Некоторые тонкости:
Никелевая пленка, нанесенная на металл без меднения, имеет слабое сцепление с поверхностью. Для его улучшения можно применить термическую обработку, выдержав заготовку при температуре выше 450 градусов;
Нагревать до этой температуры закаленные изделия нельзя, при нагреве до 350-400 градусов они будут терять твердость. Эта проблема решается более длительным выдерживанием, но при температуре в диапазоне 250-300ºС;
При нанесении никелевого слоя на громоздкие детали возникает необходимость перемешивания раствора, что приводит к потребности проводить постоянную фильтрацию. Это основная сложности при проведении процесса не в промышленных условиях.
Аналогичным образом, но с применением другого состава, можно покрыть детали слоем серебра. Серебрение часто применяется для рыболовных снастей с целью предотвратить потускнение крючков и блесен.
Технология нанесения серебра несложная и отличается от никелирования составом электролита, временем и температурой рабочего раствора (для получения ровного слоя серебра требуется состав, подогретый до 90 градусов).
Растворы серебра можно приготовить из воды, ляписа аптечного и 10% солевого раствора.
Выпавший осадок серебра промыть и смешать с 2% гипосульфитом, профильтровать, добавить меловую пыль и размешивая, добиться сметанообразного состояния.
Этой смесью можно натирать металл до образования на нем слоя серебра.
Хранение этого раствора допускается в течение нескольких суток, раствор серебра, допускающий длительное — до полугода хранение, можно приготовить следующим образом: 15 г ляписа, 55 г лимонной кислоты (годится кулинарная) и 30 г хлористого аммония.
Все компоненты растираются в пыль и смешиваются. Порошок для нанесения серебра хранится в сухом виде.
Видео:
Для работы мокрой салфеткой коснитесь смеси и разотрите ее по обрабатываемой поверхности.
Напыление серебра наносится на очищенную деталь, но готовить ее специальным способом не нужно.
Приведенные способы нанесения никеля и серебра на металлические детали легко повторить самостоятельно в домашних условиях.
Иногда можно столкнуться с необходимостью никелирования алюминия. Никелирование алюминия процесс достаточно дорогостоящий и ненадежный. Электролит для никелирования алюминия стоит достаточно дорого, но частенько идет пузырями.
Проблема в никелировании алюминия в домашних условиях состоит в слабой адгезии — блестящий никель «рвет» покрытие.
Для химического никелирования алюминия подойдет такой состав:
- Никель сернокислый — 20г/л;
- Натрий уксуснокислый — 10г/л;
- Натрий фосфорноватистокислый — 25г/л;
- Тиомочевина, раствор концентрацией 1 г/л — 3мл;
- Фтористый натрий — 0,4г/л;
- Уксусная кислота — 9мл
