Galvanoplastia de níquel - Nickel electroplating
A galvanoplastia de níquel é uma técnica de eletrodeposição de uma fina camada de níquel em um objeto de metal . A camada de níquel pode ser decorativa, fornecer resistência à corrosão , resistência ao desgaste ou usada para acumular peças gastas ou subdimensionadas para fins de recuperação.
Visão geral
A galvanoplastia de níquel é um processo de depósito de níquel em uma peça metálica. As peças a serem revestidas devem estar limpas e livres de sujeira, corrosão e defeitos antes que o revestimento possa ser iniciado. Para limpar e proteger a peça durante o processo de galvanização, uma combinação de tratamento térmico , limpeza, mascaramento, decapagem e corrosão pode ser usada. Depois de preparada, a peça é imersa em uma solução eletrolítica e usada como cátodo . O ânodo de níquel é dissolvido no eletrólito para formar íons de níquel . Os íons viajam pela solução e se depositam no cátodo.
Tipos e química
Banhos watts
Banhos de niquelagem Watts podem depositar níquel brilhante e semibrilhante. O níquel brilhante é normalmente usado para fins decorativos e proteção contra corrosão. Depósitos semibrilhantes são usados para aplicações de engenharia onde alta resistência à corrosão, ductilidade ou condutividade elétrica são importantes e um alto brilho não é necessário.
Composição do banho
| Nome químico | Fórmula | Brilhante | Semi-brilhante | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Métrica | nós | Métrica | nós | ||
| Sulfato de níquel | NiSO 4 · 6H 2 O | 150–300 g / L | 20-40 oz / gal | 225–300 g / L | 30-40 oz / gal |
| Cloreto de níquel | NiCl 2 · 6H 2 O | 60-150 g / L | 8–20 oz / gal | 30-45 g / L | 4-6 oz / gal |
| Ácido bórico | H 3 BO 3 | 37-52 g / L | 5-7 oz / gal | 37-52 g / L | 5-7 oz / gal |
Condições de funcionamento
- Temperatura: 40-65 ° C
- Densidade de corrente catódica: 2-10 A / dm 2
- pH: 4,7-5,1
Abrilhantadores
- Branqueadores de transporte (por exemplo, paratolueno sulfonamida, ácido benzeno sulfônico ) na concentração de 0,75-23 g / l. Os abrilhantadores contêm enxofre, proporcionando uma estrutura de grãos finos uniforme do revestimento de níquel.
- Niveladores, branqueadores de segunda classe (por exemplo, ácido alil sulfônico, hidrato de cloral de formaldeído) na concentração 0,0045-0,15 g / l produzem (em combinação com branqueadores portadores) depósito brilhante.
- Branqueadores auxiliares (por exemplo, alil sulfonato de sódio, piridínio propil sulfonato) na concentração de 0,075-3,8 g / l.
- Branqueadores inorgânicos (por exemplo, cobalto, zinco) na concentração de 0,075-3,8 g / l. Os branqueadores inorgânicos conferem brilho adicional ao revestimento.
O tipo dos abrilhantadores adicionados e suas concentrações determinam a aparência do depósito: brilhante, brilhante, semibrilhante, acetinado.
Sulfamato de níquel
O revestimento de sulfamato de níquel é usado para muitas aplicações de engenharia. É depositado para correções dimensionais, resistência à abrasão e ao desgaste, revestimento de alta eficiência e proteção contra corrosão. Ele também é usado como subcapa para cromo.
Composição do banho
| Nome químico | Fórmula | Concentração de banho | |
|---|---|---|---|
| Métrica | nós | ||
| Sulfamato de níquel | Ni (SO 3 NH 2 ) 2 | 300-450 g / l | 40-60 oz / gal |
| Cloreto de níquel | NiCl 2 · 6H 2 O | 0-30 g / l | 0–4 oz / gal |
| Ácido bórico | H 3 BO 3 | 30-45 g / l | 4-6 oz / gal |
Condições de funcionamento
- Temperatura: 40-60 ° C
- Densidade de corrente catódica: 2-25 A / dm 2
- pH: 3,5-4,5
Cloreto total
As soluções totalmente cloradas permitem a deposição de revestimentos de níquel espessos. Eles fazem isso porque funcionam em baixas tensões. No entanto, a deposição tem altas tensões internas.
| Nome químico | Fórmula | Concentração de banho |
|---|---|---|
| Cloreto de níquel | NiCl 2 · 6H 2 O | 30-40 oz / gal |
| Ácido bórico | H 3 BO 3 | 4-4,7 oz / gal |
Cloreto de sulfato
Um banho de cloreto de sulfato opera em tensões mais baixas do que um banho de Watts e fornece uma taxa de deposição mais alta. Embora as tensões internas sejam maiores do que o banho de Watts, elas são menores do que as de um banho todo de cloreto.
| Nome químico | Fórmula | Concentração de banho |
|---|---|---|
| Sulfato de níquel | NiSO 4 · 6H 2 O | 20-30 oz / gal |
| Cloreto de níquel | NiCl 2 · 6H 2 O | 20-30 oz / gal |
| Ácido bórico | H 3 BO 3 | 4-6 oz / gal |
Todo-sulfato
Uma solução totalmente sulfato é usada para eletrodeposição de níquel onde os ânodos são insolúveis. Por exemplo, o revestimento interno de tubos de aço e acessórios pode exigir um ânodo.
| Nome químico | Fórmula | Concentração de banho |
|---|---|---|
| Sulfato de níquel | NiSO 4 · 6H 2 O | 30-53 oz / gal |
| Ácido bórico | H 3 BO 3 | 4-6 oz / gal |
Níquel duro
Uma solução de níquel duro é usada quando uma alta resistência à tração e depósito de dureza são necessários.
| Nome químico | Fórmula | Concentração de banho | Métrica |
|---|---|---|---|
| Sulfato de níquel | NiSO 4 · 6H 2 O | 24 onças / galão | 179,7g / L |
| Cloreto de amônio | NH 4 Cl | 3,3 oz / gal | 24,7 g / L |
| Ácido bórico | H 3 BO 3 | 4 oz / gal | 29,96 g / L |
Níquel preto
O revestimento de níquel preto é normalmente revestido em latão, bronze ou aço para produzir uma superfície não refletiva. Este tipo de revestimento é usado para fins decorativos e militares e não oferece muita proteção.
| Nome químico | Fórmula | Concentração de banho |
|---|---|---|
| Sulfato de níquel amônio | NiSO 4 · (NH 4 ) 2SO 4 · 6H 2 O | 8 onças / galão |
| Sulfato de zinco | ZnSO 4 | 1,0 oz / gal |
| Tiocianato de sódio | NaCNS | 2 onças / galão |
Formulários
Revestimento decorativo
O níquel brilhante decorativo é usado em uma ampla gama de aplicações. Ele oferece um acabamento de alto brilho, proteção contra corrosão e resistência ao desgaste. Na indústria automotiva, o níquel brilhante pode ser encontrado em pára - choques , aros, tubos de escapamento e acabamentos. Ele também é usado para trabalhos brilhantes em bicicletas e motocicletas . Outras aplicações incluem ferramentas manuais e utensílios domésticos, como luminárias e encanamentos , suportes de arame, armas de fogo e eletrodomésticos .
Aplicações de engenharia
O níquel de engenharia é usado onde o brilho não é desejado. As aplicações não decorativas fornecem proteção contra desgaste e corrosão, bem como acúmulos de baixa tensão para recuperação dimensional. O método pode ser usado para fazer revestimentos nanocompósitos de resistência ao desgaste.