Hogyan kell nikkelenzni?
-
Laci #4 NIKKELEZÉS
A fémtárgyak korrózió elleni védelmében egyik leggyakrabban alkalmazott eljárás a nikkelezés , mert a galvanizálással leválasztott nikkelbevonat korróziós hatásoknak semleges, lúgos és gyengén savas atmoszférában is jól ellenáll.
A védendõ tárgy alapanyaga legtöbbször acél, cinköntvény, réz- és ötvözetei.
A vas, acél, réz és egyes rézötvözetek közvetlenül nikkelezhetõk. Ólomtartalmú rézötvözetek, ón- és cinkalapfémek azonban csak cianidos elõrezezés után vonhatók be nikkellel
A galvántechnikai gyakorlatban nikkelbevonatot alkalmaznak:
* díszítõ,
* védõ-díszítõ és
* mûszaki célokra.
A felhasználás körülményeitõl függõen eltérõ megjelenésû és tulajdonságú: matt, fényes, selyemfényû, fekete, kemény, diszperziós stb. nikkelbevonatot lehet leválasztani.
Díszítõ célra általában önálló bevonatként vagy közbensõ rétegként alkalmazzák. E bevonat tulajdonságai közül legfontosabb annak külsõ megjelenése.
Védõ-díszítõ célra a nikkelbevonat önállóan, vagy réz-nikkel-króm ill. nikkel-króm bevonatrendszer tagjaként alkalmazzák. E bevonatok külsõ megjelenésén kívül rendívül fontos a leválasztott bevonat korrózióállósága is.
A galvanikus nikkelbevonatot acél- és cinköntvény felületén un. katódos bevonatnak nevezzük. Ez azt jelenti, hogy a bevonat hibahelyein (karcolás, lyukak stb.) mindíg az alapfém korróziója indul meg.
A nikkelbevonaton a levegõn, gyorsan vékony oxidréteg alakul ki, emiatt fénye jelentõsen csökken. Ennek megakadályozására a nikkelbevonatra vékony krómbevonatot választanak le. Ezzel elérhetõ, hogy a bevonat fénye hosszabb ideig megmaradjon. Levegõn azonban a krómbevonat felületén passzív réteg alakul ki. A passziválódott krómbevonat nemesebbé válik, mint az alatta lévõ nikkel. gy különösen fényes nikkelbevonatokban, a mikrorepedésen keresztül gyorsan megindul a krómbevonat alatti nikkel korróziója. Ennek megakadályozására repedésmentes, mikropórusos ill. mikrorepedéses krómot és/vagy kettõs nikkelbevonatot választanak le.
A fényes nikkelbevonatok elõállításához különféle, fõleg kéntartalmú vegyületeket alkalmaznak. A fényesítõadalékban lévõ kén, szulfid formában beépül a bevonatba és rontja annak korrózióállóságát. A korrózió sebességét úgy lehet csökkenteni, hogy a nikkelbevonatot egy szulfidmentes és egy szulfidtartalmú rétegbõl állítják elõ. gy a két réteg között jelentõs potenciálkülönbség alakul ki, a fényes nikkelbevonat korrodálódik és közben ez megakadályozza a félfényes nikkelbevonat illetõleg az alapfém korrózióját.
A hármas nikkel kénszegény alap és kéntartalmú fényes nikkel között egy ennél nagyobb kéntartalmú vékony, közbülsõ nikkelbevonatot tartalmaz. Ezek a rendszerek azonos, vagy jobb korrózióállóságot mutatnak, mint a matt-csiszolt nikkel bevonatok.
A nikkelbevonatok korrózióállóságát nemcsak a kéntartalom, hanem a bevonat szerkezete is meghatározza, amely az elektrolit összetételének és a leválasztás körülményeinek is függvénye. A hagyományos elektrolitból leválasztott bevonat oszlopos, a fényes bevonatokra a lamellás szerkezet a jellemzõ.
Mûszaki célokra leválasztott bevonatok esetén az elérendõ céltól függõen annak keménysége, fényvisszanyerõ képessége, illetve korrózióállósága a legfontosabb.
A keménynikkel rétegek 650 N/mm2 Vickers keménységet érnek el. A nikkel keménységét nem érdemes jobban fokozni, mert az a réteg egyéb tulajdonságait rontja. Igen nagy ipari jelentõsége van a nikkel galvanoplasztikának. A galvanoplasztikai uton elõállított nikkelformák igen jól ellenállnak kémiai és mechanikai behatásoknak, így kiválóan alkalmasak fröccs-szerszámok készítésére. A legujabb idõben nyertek alkalmazást cermet nikkel bevonatok szilicium-karbid diszperz résszel, pl. Wankel motorok hengerének kikészítésére. Nagy a jelentõségük van a nikkel-kobalt-vas rétegeknek a mágneses memória gyártásában.
A nikkel galvanikus leválasztását általában gyengén savas elektrolitból végzik. A galvántechnikában a következõ tipusú nikkelezõ elektrolitokat fejlesztették ki:
* szulfátos,
* szulfátmentes, kloridos,
* szulfamátos,
* tetrafluoro-borátos,
* speciális célokra kifejlesztett elektrolitok.
A szulfátos elektrolitok a hagyományos, un. Watts-tipusú elektrolitok összetételéhez állnak közel. Elõnyük a könnyû üzemeltethetõség, a nikkel-szulfát jó oldhatósága, a bevonat jó mechanikai tulajdonságai.
A kloridos elektrolitokat jó vezetésük és szóróképességük miatt fõleg a tömeggalvanizáláshoz használják. A nagy kloridtartalom hátrányai: a bevonat ridegebb, az elektrolit korrozívabb és drágább.
A szulfamátos nikkelelektrolitokat elsõsorban a technikai galvanoplasztika területén használják. Az eljárással nagy leválasztási sebesség érhetõ el, korlátlan rétegvastagságú nikkelbevonat választható le, amelynek igen kicsi a belsõ feszültsége.
A fluoro-borátos nikkelektrolit nagy áramsûrûséggel üzemeltethetõ, az elérhetõ leválási sebesség nagy, de hátránya, hogy az elektrolit nagyon agresszív és a vegyszerek igen drágák.
A fekete nikkelezés az optikai-, szerelvény-, autó- és fegyver alkatrészekhez használatos. A viszonylag csekély vastagságú bevonat korróziós ellenálló képessége csekély, ezért általában fényes vagy matt nikkelbevonatra viszik fel. Ellenállóképessége utólagos lakkozással vagy olajos kezeléssel fokozható.
A bevonatrendszerek korrózióállóságának fokozására és cermet rétegek elõállítására alkalmazzák a diszperziós nikkel bevonatokat, amelyek néhány mikronos szemcsenagyságú szigetelõ részecskéket tartalmaznak (pl. bárium-szulfátot, titán-dioxidot, alumínium-oxidot stb.). A keménység és kopásállóság fokozására újabban gyémánt szemcséket tartalmazó nikkelbevonatot is leválasztanak pl. fogorvosi fúrók készítésére.
Ugyancsak a korrózióállóság fokozására dolgozták ki a mikrorepedezéses nikkelbevonatot, melyet fényes nikkelre választanak le viszonylag vékony vastagságban. Ez a nikkel nagy belsõ feszültséggel válik le úgy, hogy a krómozást követõ hideg majd meleg vizes öblítés hatására megrepedezik és így megrepedezik vele együtt a króm is.