Химическое никелирование

Широкое распространение никелевых покрытий объясняется его хорошим декоративным видом, прекрасными защитными свойствами против коррозии, высокой поверхностной твёрдостью, износостойкостью, электропроводностью и рядом специальных свойств. Никелированию подвергают сталь, чугун, медь, титан, алюминий и их сплавы, цинковые сплавы, сплавы на основе никеля, металлы с подслоем меди.

Никелевое покрытие является катодным по отношению к стали, алюминиевым и цинковым сплавам. Никелевое покрытие в ряде случаев используют в качестве подслоя при нанесении декоративного хромового покрытия. В этом случае по нанесенному никелевому покрытию наносят хром толщиной до 1 мкм.

При химическом никелировании никель восстанавливается из растворов гипофосфитом натрия по реакции:

Одновременно происходит разложение гипофосфита:

При этом фосфор поступает в покрытие вместе с никелем и обеспечивает повышение твердости и износостойкости никелевого покрытия.

Химическим методом на изделия из сталей, алюминия, титана, меди и сплавов на их основе наносят никель-фосфористое и никель-борные покрытия. ГОСТ 9.305-84 содержит информацию о 6 составах растворов для этой цели. Основу 5 растворов для получения никель-фосфористых покрытий составляют смеси никеля сернокислого или двухлористого 6-водного в количестве 20–25 г/л с гипофосфитом натрия в количестве от 10–25 г/л до 25–30 г/л. Кроме того, используют добавки кислот: уксусной от 6–10 г/л до 20–25 г/л; или смеси борной – 5–15 и молочной – 35–45 г/л, тиомочевины 0,001 г/л, солей щелочных металлов, таких как натрий уксуснокислый 10–15 г/л, натрий лимоннокислый 35–55 г/л, аммоний хлористый 35–55 г/л, аммоний сернокислый 45–50 г/л; pH от 4,1 до 9,0.

Покрытия получают погружением изделий в горячие растворы с температурой от 78–88 °С (скорость осаждения 8–12 мкм/ч) до 90–95 °С (скорость осаждения 18–25 мкм/ч). Плотность загрузки изделий в объём раствора должна быть 1–2 дм² поверхности на 1 л раствора.

Химическое никелирование алюминия весьма технологичный процесс. Он не требует специальной подготовки поверхности, поскольку алюминий сам катализирует процесс восстановления его из растворов. Никелевое покрытие получается равномерным по всей покрываемой поверхности. Образующийся никель-фосфористый осадок содержит до 7 % фосфора, остальное никель. Твёрдость составляет 4000–5000 МПа. Состав раствора для химического никелирования алюминия может быть простейшим двухлористый 6-водный никель 30 г/л, гипофосфит натрия 10 г/л уксуснокислый натрий – 10 г/л. Температура раствора 92–93 °C, pH = 5–6.

Никель-борные покрытия на стали, меди и её сплавах, а также на поверхности титана получают из раствора, содержащего никель двухлористый 6-водный 25–35 г/л, гидроокись натрия (NaOH) 35–45 г/л, натрий боргидрид технический 1,0–1,5 г/л, этилендиамин 55–65 г/л, свинец хлористый 0,02–0,04 г/л, 2-меркаптобензтиазол 0,005–0,010 г/л (рН раствора 13–14, температура 85–95°С скорость осаждения 12–18 мкм/ч).

Химическое никелирование возможно для получения покрытий на керамике, ферритах, пластмассах и других диэлектриках и полупроводниках. Эта операция часто необходима для создания электрических контактов на таких материалах, а также для обеспечения пайки между собой или с металлами.

Кроме того, в производстве используется химическое хромирование, железнение, лужение, серебрение.