Химическое никелирование. В некоторых случаях, особенно для покрытия де­талей очень сложного профиля из стали, алюминия, меди

В некоторых случаях, особенно для покрытия де­талей очень сложного профиля из стали, алюминия, меди, латуни, применяется химический способ нике­лирования без наложения электрического тока.

Основное преимущество химического никелиро­вания – равномерные по толщине осадки на поверхности изделий любой конфигурации и даже на внутренних стенках труб. Кроме того, покрытия обладают ценными свойствами: повышенной твердо­стью, увеличивающейся при термообработке (400 °С), а также значительной коррозионной стойкостью и износостойкостью. Обладая малой пористостью, покрытие хорошо защищает от коррозии основной металл.

Процесс заключается в химическом восстановлении ионов никеля в кислой среде (рН = 4÷6) до металла с помощью гипофосфита натрия:

NiSO₄ +2NаН₂РO₂ + 2Н₂О → Ni + 2NаН₂РО₃ + Н₂SО₄ + Н₂;

.

Одновременно анионы гипофосфита могут восстанав­ливаться до элементного фосфора:

,

образующего с никелем химическое соединение с содержанием
от 4 до 10 % Р, бла­годаря чему осадки имеют более высокую коррозионную стойкость, износостойкость и твердость (после терми­ческой обработки).

Восстановление солей никеля протекает лишь на металлах, катализирующих этот процесс (железо, никель, кобальт, алюминий, палладий). Выделение никеля на меди и ее сплавах возможно только при контакте их с металлами, имеющими отрицательные значения электродных потенциалов (алюминием, цинком) или же после кратко­временной обработки покрываемой поверхности рас­твором хлорида олова (сенсибилизация), а такжеразбав­ленным раствором хлорида палладия (активация). На таких металлах, как свинец, кадмий, цинк, олово, сурьма, процесс вообще не идет.

Скорость химического никелирования сильно воз­растает с повышением температуры и уменьшается при увеличении концентрации свободной кислоты. Для поддержания определенной кислотности и повы­шения устойчивости электролита в раствор необходи­мо добавлять буферирующие и комплексообразующие вещества: ацетат натрия, цитрат на­трия, аминоуксусную, молочную кислоты и др.

Химическим методом можно покрывать никелем пластические массы и различные диэлектрики. При этом необходима, как уже отмечалось, предваритель­ная обработка покрываемой поверхности раствора­ми хлорида олова (сенсибилизация) и хлорида пал­ладия (активация). Применяют также совмещенный способ сенсибилизации и активации в смешанных растворах хлоридов олова и палладия. Один из рекомендуемых растворов для химическо­го никелирования имеет состав, г/л:

NiSО₄∙7Н₂О или NiС1₂·6Н₂О ………………………….… 20–25

NаН₂РО₂...........................………………………................ 20–25

СНзСООNа.........................………………………........... 10–15

NH₃СН₂СООН......................………………………......... 10–20

РbS.....................................………………………............ 0,001–0,5

рН ………………………………………………………….. 5–6

Температура, °С ………………………………………….. 90–95

Большую восстановительную способность, чем гипофосфит, имеют борсодержащие соединения (борогидриды и боразаны). Выделение никеля происходит путем химического восстановления ионов никеля в присутствии боргидрида натрия Nа[ВН₄] в щелочных раст­ворах (рН = 8÷9) солей никеля.

Использование борсодержащих восстановителей дает возмож­ность получать покрытие при относительно низких температу­рах (40 °С). Это способствует их применению для покрытия нетермостойких неметаллических материалов (пластмассы). Повышенная твердость никельборных покрытий (особенно после термообработки), высокая температура плавления, большая износостойкость и коррозионная стойкость дают возможность использовать эти покрытия в различных отраслях промышлен­ности.

Состав раствора с диметилборазаном в качестве восста­новителя следующий, г/л:

Хлористый никель ………………………………………. 170

Диметил-боразан ………………………………………… 37

Борная кислота …………………………………………… 25

рН …………………………………………………………. 4,3

Температура раствора, °С ……………………………..... 18

Процесс химического никелирования обычно осуществляется в эмалированных, керамических или стеклянных емкостях. Кор­ректирование ванны по гипофосфиту натрия и соли никеля произво­дится периодически.

Подготовка перед химическим никелированием производится чрезвычайно тщательно, чтобы не было отслаивания покры­тия. Детали не должны касаться дна или стенок ванны, иначе может быть частичное осаждение никеля на поверхность ванны.

Для равномерного омывания деталей раствором и исключе­ния образования газовых мешков, ведущих к наличию непокры­тых мест на деталях, необходимо производить встряхивание де­талей.