Что дает никель. Никелевые покрытия

Никель является металлом подгруппы железа, который получил в гальванотехнике наиболее широкое применение.
По сравнению с меднением, латунированием, серебрением и др. никелирование получило промышленное применение значительно позднее, но уже с конца XIX столетия этот процесс стал наиболее распространенным методом «облагораживания» поверхности металлических изделий. Лишь в двадцатые годы текущего столетия широкое применение получил другой процесс - хромирование, который, казалось, вытеснит никелирование. Однако оба эти процесса - никелирование и хромирование для защитно-декоративных целей применяются комбинированно, т. е. изделия сперва никелируют и затем покрывают тонким слоем хрома (десятые доли микрона). Роль никелевого покрытия при этом не умаляется, напротив к нему предъявляются повышенные требования.
Широкое распространение никелирования в гальванотехнике объясняется ценными физико-химическими, свойствами электролитически осажденного никеля. Хотя в ряде напряжений никель стоит выше водорода, вследствие сильно выраженной склонности к пассивированию, однако он оказывается достаточно стойким против атмосферного воздуха, щелочей и некоторых кислот. По отношению к железу никель имеет менее электроотрицательный потенциал, следовательно, основной металл - железо - защищается никелем от коррозии лишь при отсутствии пор в покрытии.
Никелевые покрытия, полученные из растворов простых солей, имеют весьма тонкую структуру, и так как в то же время электролитический никель прекрасно принимает полировку, то покрытия могут быть доведены до зеркального блеска. Это обстоятельство позволяет широко применять никелевые покрытия для декоративных целей. При введении в электролит блескообразователей удается получать в слоях достаточной толщины блестящие никелевые покрытия без полировки. Структура нормальных никелевых осадков чрезвычайно тонка, и ее трудно выявить даже при сильном увеличении.
Чаще всего при никелировании преследуют две цели: защиту основного металла от коррозии и декоративную отделку поверхности. Такие покрытия широко применяют для наружных частей автомобилей, велосипедов, различных аппаратов, приборов, хирургических инструментов, предметов домашнего обихода и т. д.
С электрохимической точки зрения никель может быть охарактеризован как представитель металлов группы железа. В сильнокислой среде осаждение этих металлов вообще невозможно - на катоде выделяется почти один водород. Мало того, даже в растворах, близких к нейтральным, изменение рН влияет на выход по току и свойства металлических осадков.
Явление отслаивания осадка, больше всего присущее никелю, также в сильной степени связано с кислотностью среды. Отсюда и вытекает первейшая забота о соблюдении надлежащей кислотности и регулировании ее при никелировании, так же как выбор надлежащей температуры для правильного ведения процесса.
Первые электролиты для никелирования готовили на основе двойной соли NiSO 4 (NH 4) 2 SO 4 ·6H 2 O. Эти электролиты были впервые исследованы и разработаны профессором Гарвардского университета Исааком Адамсом в 1866 г. По сравнению с современными высокопроизводительными электролитами с высокой концентрацией никелевой соли электролиты с двойной солью допускают плотность тока, не превышающую 0,3-0,4 А/дм 2 . Растворимость двойной никелевой соли при комнатной температуре не превышает 60-90 г/л, в то время как семиводный сульфат никеля при комнатной температуре растворяется в количестве 270-300 г/л. Содержание металлического никеля в двойной соли 14,87%, а в простой (сернокислой) соли 20,9%.
Процесс никелирования весьма чувствителен к примесям в электролите и в анодах. Совершенно очевидно, что малорастворимую в воде соль легче освободить в процессе кристаллизации и промывки от вредных примесей, например сульфатов меди, железа, цинка и др., чем более растворимую простую соль. В значительной степени по этой причине электролиты на основе двойной соли имели доминирующее применение во второй половине XIX и в начале XX столетия.
Борная кислота, которая в настоящее время рассматривается как весьма существенный компонент для буферирования электролита никелирования и электролитического рафинирования никеля, была впервые предложена в конце XIX - начале XX в.
Хлориды были предложены для активирования никелевых анодов в начале XX столетия. К настоящему времени в патентной и журнальной литературе предложено большое разнообразие электролитов и режимов для никелирования, по-видимому, больше, чем по какому-либо другому процессу электроосаждения металлов. Однако без преувеличения можно сказать, что большая часть современных электролитов для никелирования представляет собой разновидность предложенного в 1913 г. профессором Висконзинского университета Уоттсом на основании детального исследования влияния отдельных компонентов и режима электролита. Несколько позднее в результате усовершенствования им было установлено, что в концентрированных по никелю электролитах, при повышенной температуре и интенсивном перемешивании (1000 об/мин) можно получать удовлетворительные в толстых слоях никелевые покрытия при плотности тока, превышающей 100 А/дм 2 (для изделий простой формы). Эти электролиты состоят из трех основных компонентов: сульфата никеля, хлорида никеля и борной кислоты. Принципиально возможна замена хлорида никеля хлоридом натрия, но, по некоторым данным, такая замена несколько снижает допустимую катодную плотность тока (возможно из-за уменьшения общей концентрации никеля в электролите). Электролит Уоттса имеет следующий состав, г/л:
240 - 340 NiSO 4 · 7H 2 O, 30-60 NiCl 2 · 6H 2 O, 30 - 40 H 3 ВO 3 .
Из других электролитов, которые в последнее время все больше привлекают к себе внимание исследователей и находят промышленное применение, следует назвать фторборатные, позволяющие применять повышенную плотность тока и сульфаматные, обеспечивающие возможность получения никелевых покрытий с меньшими внутренними напряжениями.
В начале тридцатых годов текущего столетия, и в особенности после второй мировой войны, внимание исследователей было приковано к разработке таких блескообразователей, которые позволяют получать блестящие никелевые покрытия в слоях достаточной толщины не только на отполированной до блеска поверхности основного металла, но и на матовой поверхности.
Разряд ионов никеля, как и других металлов подгруппы железа, сопровождается значительной химической поляризацией и выделение этих металлов на катоде начинается при значениях потенциалов, которые намного отрицательнее соответствующих стандартных потенциалов.
Выяснению причин этой повышенной поляризации посвящено много исследований и было предложено несколько далеко не совпадающих объяснений. По одним данным, катодная поляризация при электроосаждении металлов группы железа резко выражена лишь в момент начала выделения их, при дальнейшем повышении плотности тока потенциалы меняются незначительно. С повышением температуры катодная поляризация (в момент начала выделения) резко снижается. Так, в момент начала выделения никеля при температуре 15° С катодная поляризация равна 0,33 В, а при 95° С 0,05 В; для железа катодная поляризация снижается с 0,22 В при 15° С до нуля при 70° С, а для кобальта с 0,25 В при 15° С до 0,05 В при 95° С.
Высокую катодную поляризацию в момент начала выделения металлов группы железа объясняли выделением этих металлов в метастабильной форме и необходимостью затраты дополнительной энергии для перехода их в устойчивое состояние. Такое объяснение не является общепризнанным, имеются и другие взгляды на причины большой катодной поляризации, при которой происходит выделение металлов группы железа, и связанную с поляризацией мелкокристаллическую структуру.
Другие последователи приписывали особую роль водородной пленке, образующейся в результате совместного разряда ионов водорода, затрудняющей процесс агрегации мелких кристаллов и приводящей к образованию мелкодисперсных осадков металлов группы железа, а также защелачиванию прикатодного слоя и связанным с этим выпадением коллоидных гидроокисей и основных солей, которые могут соосаждаться с металлами и затруднять рост кристаллов.
Некоторые исходили из того, что большая поляризация металлов группы железа связана с большой энергией активации при разряде сильно гидратированных ионов, расчеты других показали, что энергия дегидратации металлов группы железа примерно такая же, как энергия дегидратации таких двухвалентных ионов металлов как медь, цинк, кадмий, разряд ионов которых протекает с незначительной катодной поляризацией, примерно в 10 раз меньшей, чем при электроосаждении железа, кобальта, никеля. Повышенную поляризацию металлов группы железа объяснили и сейчас объясняют адсорбцией чужеродных частиц; поляризация заметно снижалась при непрерывной зачистке катодной поверхности.
Этим не исчерпывается обзор различных взглядов на причины повышенной поляризации при электроосаждении металлов группы железа. Можно, однако, принять, что за исключением области малых концентраций и высоких плотностей тока, кинетика этих процессов может быть описана уравнением теории замедленного разряда.
Вследствие большой катодной поляризации при сравнительно небольшом перенапряжении водорода процессы электроосаждения металлов группы железа чрезвычайно чувствительны к концентрации ионов водорода в электролите и к температуре. Допустимая катодная плотность тока тем выше, чем выше температура и концентрация ионов водорода (чем ниже водородный показатель).
Для электроосаждения металлов группы железа нет нужды прибегать к растворам комплексных солей - эти металлы вполне удовлетворительно кристаллизуются на катоде из растворов простых солей, чаще всего сернокислых или хлористых, более доступных и более экономичных, чем комплексные соли.

Никелевые покрытия применяют в качестве защитно-декоративной отделки металлических поверхностей и как промежуточный подслой перед нанесением других металлических покрытий. Никелевые покрытия обычно наносят на железо, медь, титан, алюминий, бериллий, вольфрам и другие металлы, и их сплавы.

Матовые никелевые покрытия имеет низкие декоративные свойства, но за счет того, что получаемые никелевые осадки не имеют посторонних включений, покрытия обладают исключительно высокими антикоррозионными свойствами. Блестящие никелевые покрытия обладают высокой твердостью и износостойкостью, но основными их недостатками является сильное наводороживание никелевого слоя и базового металла, а также большое количество примесей в получаемых осадках и повышенные значения внутренних напряжений со склонностью осадка к растрескиванию, и вследствие этого, понижение коррозионной стойкости. Но несмотря на все эти недостатки, метод получения зеркально-блестящих никелевых покрытий широко распространен, так как при его применении отпадает трудоемкая операция механического полирования поверхности и за счет использования высокой плотности тока, значительно повышается интенсификации гальванического производства и увеличивается скорость осаждения гальванического покрытия.

При гальваническом никелировании стали, никель может защищать основной металл от коррозии только при условии полной беспористости покрытия. Для получения беспористых никелевых осадков применяют многослойные покрытия, которые получают при последовательном осаждении никелевых покрытий из различных по составу электролитов (за счет того, что поры каждого слоя покрытия обычно не совпадают с порами последующего слоя, наносимого с использованием другого по составу электролита). Такие покрытия обладают более высокими защитными свойствами вследствие электрохимического взаимодействия отдельных никелевых слоев, входящих в такое комбинированное покрытие.

Для никелирования применяются растворимые никелевые аноды, высокой степени чистоты. Для стабильной работы анодов, т. е. для равномерного растворения анодов, их подвергают термообработке и придают эллиптическую или ромбовидную форму. Эти факторы сказываются на скорости растворения никеля и соответственно на качестве получаемых осадков.

Для блестящего никелирования используются кислые (к которым относятся сернокислые, хлористые, сульфаминовокислые и борфтористые) и щелочные электролиты (цитратные, тартратные и др.)

Наиболее распространение в промышленности получили сернокислые электролиты блестящего никелирования. Такие электролиты имеют различные составы и различные режимы работы ванн, что позволяет получать никелевые покрытия с различными заданными свойствами. Сернокислые электролиты весьма чувствительны к отклонениям от принятого режима работы ванн и к наличию посторонних примесей. Во время электролиза для некоторых электролитов необходимо выполнять непрерывное перемешивание, а для некоторых и непрерывное фильтрование. Поддержание постоянного рН электролита проводится путем добавления 3%-ного раствора гидроксида натрия или серной кислоты..

Состав сернокислого электролита никелирования :

Никель сернокислый (NiSO 4)-250-300 г/л

Никель хлористый (NiСl 2) -50-60 г/л

Температура электролита 45-55°С. pH раствора поддерживают на уровне-3,5-4,5. Средняя скорость осаждения никеля 20 мкм в час.

Вводом дополнительных компонентов в сернокислые электролиты никелирования можно получать электролиты с заранее заданными свойствами. Для получения твердых и износостойкий покрытий, применяют электролит, содержащий до 10% фосфора; благодаря чему, получаемые осадки обладают твердостью до 550 МПа. При нагревании до 300-400°С в течение одного часа, твердость покрытия возрастает до 1000-1200 МПА. А коэффициент трения у таких покрытий по стали и чугуну на 30% ниже, чем у хромовых покрытий.

Сульфаминовые электролиты позволяют получать осадки с наивысшей прочностью сцепления со сталью; а осадки получаются пластичные без внутренних напряжений. Из этих электролитов также можно получать никель с высокой скоростью осаждения.

Борфтористоводородные и кремнефтористоводородные электролиты применяются для скоростного осаждения никеля. Часто никель из таких электролитов наносят в качестве подслоя, например, при проведении процесса хромирования.

Черные никелевые покрытия применяются в оптической промышленности, в некоторых специальных отраслях машиностроения, а также для придания детали декоративного вида. Такие покрытия получаются при введении в никелевый электролит соли цинка. Но черное никелирование имеет такие недостатки, как низкая коррозионная стойкость, пластичность и прочность сцепления с покрываемыми деталями. Толщина наносимого никелевого покрытия обычно не превышает 0,5-0,7 мкм, поэтому предварительно на деталь наносится подслой меди или блестящего никеля.

Для увеличения твердости, стойкости к коррозии используется никель-кобальтовые покрытия/

Состав никель-кобальтового электролита :

Никель сернокислый (Ni SO 4)-200 г/л

Кобальт сернокислый(CoSO 4) -30 г/л

Натрий хлористый (NaCl)-15 г/л

Борная кислота (H 3 BO 3) -25-30 г/л

Температура электролита 17-27°С, pH раствора-5,0-5,6. Средняя скорость осаждения 20 мкм в час. Получаемые покрытия обладают высокой химической стойкостью, обладают повышенным сопротивлением к механическому износу.

Химические никелевые покрытия из-за включения фосфора намного тверже никелевых покрытий полученных электрохимическим способом и приближаются по твердости к хромовым покрытиям. А предел прочности на растяжение у химического никеля даже выше. Электролиты химического никелирования используются для покрытия труб, стволов, различных сложно профильных деталей с глухими каналами и отверстиями, и т.д. Но в отличие от гальванического никеля, существенным недостатком является то, что раствор для химического никелирования не может длительно использоваться, т. к. в нем накапливаются продукты реакции и электролит скоро становиться непригодным для дальнейшего использования.

Осаждение химического никеля может производиться как из кислых, так и из щелочных растворов. Щелочные растворы отличаются высокой устойчивостью и простотой корректировки электролита. В этих растворах не наблюдается саморазряда, т.е. мгновенного выпадения порошкообразного никеля. При получении не качественного никелевого покрытия, его удаляют раствором разбавленной азотной кислоты.

Состав электролита химического никелирования :

Никель сернокислый (NiSO 4)-20 г/л

Гипофосфит натрия (NaH 2 PO 2)-10-25 г/л

Ацетат натрия (CH 3 COONa)-10 г/л

Температура электролита 88-92°С. pH раствора 4,1-4,3. Средняя скорость осаждения никеля 20 мкм в час

Неполадки при осаждении никеля и способы их устранения.

Наряду с широко применяемым электролитическим никелированием в последнее время большое внимание уделяется химическому никелированию, осуществляемому без электрического тока - при помощи химического восстановителя. Принципиально способность гипофосфористой кислоты восстанавливать металлы из растворов их солей была известна еще в середине прошлого столетия, однако промышленный метод химического никелирования был разработан в середине сороковых годов текущего столетия. Главной отличительной особенностью процесса является возможность нанесения равномерных по толщине покрытий на любые участки изделий сложного профиля. Никелевые покрытия, восстановленные гипофосфитом, содержат около 15% фосфора и по своим физико-химическим свойствам существенно отличаются от электроосажденного никеля, не содержащего фосфора. Химически восстановленный никель отличается высокой коррозионной стойкостью и твердостью, которая может быть значительно повышена в результате термической обработки.
Восстановление никеля гипофосфитом может быть представлено реакцией:
NiCl 2 + NaH 2 PO 2 + H 2 O + Ni + NiH 2 PO 3 + 2НCl.
Одновременно происходит гидролиз гипофосфита с выделением водорода
NaH 2 PO 2 + H 2 O → NaH 2 PO 3 + H 2 .
Выделение никеля гипофосфитом самопроизвольно протекает на никеле, кобальте, палладии, железе и алюминии. На других металлах, например меди, требуется предварительное нанесение тонкого слоя никеля контактным методом или палладия методом погружения на несколько секунд изделий в подкисленный раствор хлористого палладия. Такие металлы, как свинец, кадмий, цинк, олово, висмут и сурьма не удается химически никелировать даже при использовании этих методов.
Скорость образования никелевого покрытия в сильной степени зависит от температуры раствора: при 98° С за 30 мин толщина покрытия равна примерно 10 мкм. В сильной степени скорость процесса определяется кислотностью, резко падая по мере повышения содержания свободной кислоты. Так как при взаимодействии никелевой соли с гипофосфитом освобождается кислота, то необходимо раствор буферировать с таким расчетом, чтобы рН поддерживать в пределах 5,0-5,5. Меньшее распространение имеют растворы со щелочной реакцией, в которых рН поддерживается на уровне 8,5-9. Такие растворы, в частности, иногда используют для химического никелирования алюминиевых деталей.
Таким образом, составы никелевых растворов состоят из трех компонентов: 30 г/л никелевой соли (NiCl 2 ·6H 2 O или NiSO 4 ·7H 2 O), 10 г/л гипофосфита натрия (NaH 2 ·РO 2 ·10H 2 O) и 10 г/л уксуснокислого натрия (CH 3 COONa) или какой-нибудь другой буферной соли.
Гипофосфит не полностью используется для восстановления металлического никеля, большая его часть разлагается водой с выделением водорода. В зависимости от соотношения покрываемой поверхности и объема раствора, а также от некоторых других условий проведения процесса степень полезного использования гипофосфита может колебаться, однако в среднем коэффициент использования гипофосфита принимают равным 40%.
Твердость химически восстановленного никеля повышается после 10-15-мин. нагрева при температуре 400° С до 800 кгс/мм 2 . Нагрев при более высокой температуре приводит к снижению твердости до начальной, которая все же несколько выше твердости электролитически осажденного никеля.
Главным достоинством химически восстановленного никеля является равномерное распределение его на участках изделий такого сложного профиля, для которых электролитическое никелирование сопряжено порой с непреодолимыми трудностями. Но наряду с этим достоинством, химически осажденный никель отличается хрупкостью и в толщинах, превышающих 10 мкм, выкрошивается при изгибе или ударе. По-видимому, с этим связано также недостаточное сцепление химически восстановленного никеля в толщинах порядка 20-30 мкм. Благодаря высокой твердости термически обработанного химического никеля и низкого коэффициента трения, изделия, подвергнутые химическому никелированию, хорошо сопротивляются износу при трении.
Пористость покрытий из химически восстановленного никеля примерно такая же, как у гальванического никеля, а химическая стойкость несколько больше.
После предварительного погружения в растворы хлористого палладия и двухлористого олова представляется возможным химическим методом покрывать никелем неметаллические изделия из кварца, ультрафарфора, пьезо-керамики, германия, кремния, текстолита и др.

Никелирование, которое является достаточно распространенной технологической операцией, выполняют для того, чтобы нанести на поверхность металлического изделия тонкий слой никеля. Толщина такого слоя, величину которого можно регулировать, используя различные приемы, может варьироваться от 0,8 до 55 мкм.

Никелирование используется в качестве защитно-декоративного покрытия, а также для получения подслоя при хромировании

С помощью никелирования металла можно сформировать пленку, обеспечивающую надежную защиту от таких негативных явлений, как окисление, развитие коррозионных процессов, реакции, вызванные взаимодействием с соляной, щелочной и кислотной средами. В частности, очень большое распространение получили никелированные трубы, которые активно используются для производства изделий сантехнического назначения.

Чаще всего никелированию подвергаются:

• изделия из металла, которые будут эксплуатироваться на открытом воздухе;
• кузовные детали мото- и автотранспортных средств, в том числе и те, для изготовления которых был использован алюминиевый сплав;
• оборудование и инструменты, применяемые в общей медицине и стоматологии;
• изделия из металла, которые длительное время эксплуатируются в воде;
• ограждающие конструкции, изготовленные из стали или алюминиевых сплавов;
• изделия из металла, подвергающиеся воздействию сильных химических веществ.

Существует несколько используемых как в производственных, так и в домашних условиях методов никелирования металлических изделий. Наибольший интерес в практическом плане представляют способы никелирования металлических деталей, не требующие применения сложного технологического оборудования и реализуемые в домашних условиях. К таким способам относится электролитическое и химическое никелирование.

Электролитическое никелирование

Суть технологии электролитического никелирования металлических деталей, имеющей и другое название – «гальваническое никелирование», можно рассмотреть на примере того, как выполняется омеднение поверхности изделия из металла. Такую процедуру можно проводить как с применением электролитического раствора, так и без него.

Деталь, которая будет в дальнейшем обрабатываться в электролитическом растворе, подвергается тщательной обработке, для чего с ее поверхности при помощи наждачной бумаги удаляют оксидную пленку. Затем обрабатываемое изделие промывается в теплой воде и обрабатывается содовым раствором, после чего снова промывается водой.

Сам процесс никелирования выполняется в стеклянной емкости, в которую заливается водный раствор (электролит). В составе такого раствора содержится 20% медного купороса и 2% серной кислоты. Обрабатываемую деталь, на поверхность которой необходимо нанести тонкий слой меди, в растворе электролита помещают между двумя анодами из меди. Чтобы запустить процесс омеднения, на медные аноды и обрабатываемую деталь необходимо подать электрический ток, величину которого рассчитывают, исходя из показателя 10–15 мА на один квадратный сантиметр площади детали. Тонкий слой меди на поверхности изделия появляется уже через полчаса его нахождения в растворе электролита, причем такой слой будет тем толще, чем дольше будет протекать процесс.

Нанести медный слой на поверхность изделия можно и по другой технологии. Для этого необходимо изготовить кисточку из меди (можно использовать многожильный провод, предварительно сняв с него изоляционный слой). Такую кисточку, сделанную своими руками, надо зафиксировать на деревянной палочке, которая будет служить ручкой.

Изделие, поверхность которого предварительно зачищают и обезжиривают, помещают в емкость из диэлектрического материала и заливают электролитом, в качестве которого можно использовать насыщенный водный раствор медного купороса. Самодельную кисточку подключают к плюсовому контакту источника электрического тока, а обрабатываемую деталь – к его минусу. После этого приступают к процедуре омеднения. Заключается она в том, что кисточкой, которую предварительно обмакивают в электролит, проводят над поверхностью изделия, не прикасаясь к ней. Наносить покрытие, применяя такую методику, можно в несколько слоев, что позволит сформировать на поверхности изделия слой меди, на котором практически отсутствуют поры.

Электролитическое никелирование выполняется по схожей технологии: при его осуществлении тоже используется раствор электролита. Так же, как и в случае с омеднением, обрабатываемое изделие располагают между двумя анодами, только в данном случае они изготовлены из никеля. Аноды, помещенные в раствор для никелирования, подключаются к плюсовому контакту источника тока, а изделие, подвешенное между ними на металлической проволоке, – к минусовому.

Для осуществления никелирования, в том числе и выполняемого своими руками, используются электролитические растворы двух основных типов:

• водный раствор, включающий в свой состав сернокислый никель, натрий и магний (14:5:3), 2% борной кислоты, 0,5% поваренной соли;
• раствор на основе нейтральной воды, содержащий в своем составе 30% сульфата никеля, 4% хлорида никеля, 3% борной кислоты.

Электролит блестящего никелирования с добавкой органических блескообразователей (натриевых солей)

Выравнивающий электролит блестящего никелирования. Подходит для поверхностей с низким классом очистки

Чтобы приготовить электролитический раствор, сухую смесь из вышеуказанных элементов заливают одним литром нейтральной воды и тщательно перемешивают. Если в полученном растворе образовался осадок, от него избавляются. Только после этого раствор можно использовать для выполнения никелирования.

Обработка по данной технологии обычно длится полчаса, при этом используют источник тока с напряжением 5,8–6 В. Результатом является поверхность, покрытая неравномерным матовым цветом серого цвета. Чтобы она стала красивой и блестящей, необходимо ее зачистить и выполнить ее полировку. Следует иметь в виду, что такая технология не может быть использована для деталей, отличающихся высокой шероховатостью поверхности или имеющих узкие и глубокие отверстия. В таких случаях покрытие поверхности металлического изделия слоем никеля следует выполнять по химической технологии, которую также называют чернением.

Суть технологической операции чернения заключается в том, что на поверхность изделия сначала наносится промежуточное покрытие, основой которого может быть цинк или никель, а на верхней части такого покрытия формируется слой черного никеля толщиной не более 2 мкм. Покрытие никелем, выполненное по технологии чернения, смотрится очень красиво и обеспечивает надежную защиту металла от негативного воздействия различных факторов внешней среды.

В отдельных случаях металлическое изделие одновременно подвергают сразу двум технологическим операциям, таким как никелирование и хромирование.

Химическое никелирование

Процедуру химического никелирования изделий из металла выполняют по следующей схеме: обрабатываемую деталь на некоторое время погружают в кипящий раствор, в результате чего на ее поверхности оседают частички никеля. При применении такой технологии электрохимическое воздействие на металл, из которого изготовлена деталь, отсутствует.

Результатом использования такой технологии никелирования является формирование на поверхности обрабатываемой детали никелевого слоя, который прочно связан с основным металлом. Наибольшей эффективности такой способ никелирования позволяет добиться в тех случаях, когда с его помощью обрабатываются предметы, изготовленные из стальных сплавов.

Выполнять такое никелирование в домашних условиях или даже в условиях гаража нетрудно. При этом процедура никелирования проходит в несколько этапов.

• Сухие реактивы, из которых будет приготовлен электролитический раствор, смешиваются с водой в эмалированной посуде.
• Полученный раствор доводят до кипения, а затем в него добавляют гипофосфит натрия.
• Изделие, которое необходимо подвергнуть обработке, помещают в электролитический раствор, причем делают это так, чтобы оно не касалось боковых стенок и дна емкости. Фактически надо изготовить бытовой аппарат для никелирования, конструкция которого будет состоять из эмалированной емкости соответствующего объема, а также диэлектрического кронштейна, на котором будет фиксироваться обрабатываемая деталь.
• Продолжительность кипения электролитического раствора в зависимости от его химического состава может составлять от одного часа до трех.
• После завершения технологической операции уже никелированная деталь извлекается из раствора. Затем ее промывают в воде, в составе которой содержится гашеная известь. После тщательной промывки поверхность изделия подвергается полированию.

Электролитические растворы для выполнения никелирования, которому можно подвергать не только сталь, но также латунь, алюминий и другие металлы, обязательно содержат в своем химическом составе следующие элементы – хлористый или сернокислый никель, гипофосфит натрия различной кислотности, какую-либо из кислот.

Чтобы увеличить скорость никелирования изделий из металла, в состав для выполнения этой технологической операции добавляют свинец. Как правило, в одном литре электролитического раствора выполняют никелевое покрытие поверхности, площадь которой составляет 20 см 2 . В электролитических растворах с более высокой кислотностью проводят никелирование изделий из черных металлов, а в щелочных обрабатывают латунь, осуществляют никелирование алюминия или деталей из нержавеющей стали.

Некоторые нюансы технологии

Выполняя никелирование латуни, изделий из стали различных марок и других металлов, следует учитывать некоторые нюансы этой технологической операции.

• Пленка из никеля будет более устойчивой, если она нанесена на предварительно омедненную поверхность. Еще более устойчивой никелированная поверхность будет в том случае, если готовое изделие будет подвергнуто термической обработке, заключающейся в его выдержке при температуре, превышающей 450°.
• Если никелированию подвергаются детали из закаленных сталей, то нагревать и выдерживать их можно при температуре, не превышающей 250–300°, иначе они могут утратить свою твердость.
• При никелировании изделий, отличающихся большими размерами, возникает потребность в постоянном перемешивании и в регулярной фильтрации электролитического раствора. Такая сложность особенно характерна для процессов никелирования, выполняемых не в промышленных, а в домашних условиях.

По сходной с никелированием технологии можно покрыть латунь, сталь и другие металлы слоем серебра. Покрытие из данного металла наносят, в частности, на рыболовные снасти и изделия другого назначения, чтобы предотвратить их потускнение.

Процедура нанесения слоя серебра на сталь, латунь и другие металлы отличается от традиционного никелирования не только температурой проведения и временем выдержки, но также тем, что для нее применяют электролитический раствор определенного состава. При этом выполняют данную операцию в растворе, температура которого составляет 90°.