Niklování doma

Niklování doma: možnosti, vlastnosti a použité vybavení. Co je to niklování? Chemické a elektrochemické lakování dílů. Video procesu DIY zpracování.

Niklování kovových a slitinových výrobků je proces nanášení ochranných a dekorativních vrstev niklu na jejich povrchy. Tento typ galvanického pokovování je jedním z nejoblíbenějších mezi lidovými řemeslníky. To se vysvětluje skutečností, že niklování doma nevyžaduje složité vybavení, všechna činidla jsou dostupná a nejsou příliš drahá a nikl samotný a jeho sloučeniny jsou neagresivní a netoxické. Široké použití niklování v průmyslové výrobě je způsobeno především tím, že niklové povlaky mají jednu z nejvyšších úrovní odolnosti proti korozi a jejich tvrdost je vyšší než u ochrany kadmiem, zinkem a cínem. Ale nikl je mnohem dražší než všechny tyto kovy, proto se nejčastěji používá v případech, kdy je potřeba chránit výrobky před korozí a zároveň jim dodat estetický vzhled. Navenek jsou niklové povlaky velmi podobné chromu, ale mají teplejší odstín (viz obrázek níže).

Specifičnost, definice a účel niklování

Ochranný niklový povlak lze aplikovat téměř na všechny druhy kovů a jejich slitin, stejně jako na sklo, plasty a keramiku. Nejčastěji se však niklování používá pro ochranné a dekorativní zpracování výrobků z oceli, mědi, zinku, hliníku a jejich slitin. V domácích podmínkách se výrobky nejčastěji potahují jednou vrstvou niklu a v průmyslové výrobě je nikl obvykle součástí vícevrstvých povlaků. Je to dáno jeho pórovitostí, která zcela mizí až při tloušťce vrstvy větší než 30 mikronů. Z tohoto důvodu se nikl nejčastěji nanáší na měděnou podvrstvu a zvenčí je chráněn vrstvami chrómu nebo kadmia.

Niklování dílů s předběžným poměděním je snadné provést i v domácí dílně, ale použití chromu a kadmia vyžaduje speciální podmínky a opatření kvůli vysoké toxicitě sloučenin těchto kovů. S průmyslovým a domácím niklováním pomocí přísad do elektrolytu a různými režimy elektrolýzy lze získat následující typy povrchů:

• brilantní;
• matný;
• pololesklý;
• dvou- a třívrstvé;
• kompoziční;
• černá
• velur;
• odolný proti opotřebení.

Níže jsou zobrazeny hotové výrobky z matného a černého niklu.

“Černý” nikl se používá v optických přístrojích a při výrobě vojenské techniky. Skládá se až ze tří čtvrtin z nekovových složek – sulfidů niklu a hydroxidů zinečnatých. Nanášení takových povlaků doma je velmi obtížné, protože vyžaduje odborné znalosti a speciální činidla.

Výhody a nevýhody niklování

Nikl je odolný vůči korozi v alkáliích jakékoli koncentrace a velmi pomalu se rozpouští v kyselině sírové a chlorovodíkové. V koncentrované kyselině dusičné se niklový povlak chová neutrálně a tvoří pouze ochranný film, velmi aktivně však reaguje s jeho vodným roztokem. To vše je důležité pro průmyslové aplikace a doma lze nikl považovat za pasivní vůči všem typům činidel.

Hlavní nevýhodou niklového povlaku, která je spojena s vlastnostmi nanášení tohoto kovu, je jeho poréznost, která má hloubku až 25–30 mikronů. Proto se niklování zpravidla provádí na měděné podvrstvě, kterou lze snadno realizovat i v domácí dílně s minimálními dovednostmi v galvanickém pokovování. Dalším způsobem ochrany proti poréznosti je přidání ochranné vrstvy sloučenin fosforu, chrómu atd. do niklového povlaku.

Pro nanesení niklu na povrch hliníku se výrobek nejprve podrobí zinkové úpravě, po které se na zinkovém povrchu provede galvanické niklování. Stejně jako předběžné pomědění lze tuto technologii snadno realizovat i v domácí dílně.

Způsoby niklování

Existují dva způsoby nanášení niklu na povrch kovů v aktivních roztocích: galvanický (pomocí zdroje proudu a niklové anody) a chemický (depozice v roztoku solí niklu). Galvanické niklování má vyšší rychlost a umožňuje získat na povrchu výrobku vrstvy niklu, které mají větší tvrdost a menší poréznost. Při chemickém niklování je kovová vrstva volnější a pružnější. Tato technologie je oblíbená u domácích řemeslníků, protože se velmi snadno implementuje a vyžaduje minimum činidel.

elektrolytickou metodou

Elektrolytické potahování výrobků vrstvou niklu se provádí tradiční technologií. Obrobek, který funguje jako katoda, a anoda z čistého niklu jsou umístěny v nádobě s elektrolytem. Když je kladné napětí přivedeno na anodu a záporné napětí na produkt, začíná elektrochemický proces, v jehož důsledku se anionty niklu oddělují od anody a pohybují se elektrolytickým roztokem ke katodě, kde se usazují ve formě tenký film kovu na povrchu výrobku. Doma se pro elektrolytické niklování obvykle používají skleněné nádoby o objemu několika litrů a jako zdroj energie se používají autobaterie nebo domácí 12V zdroje.

Chemická metoda

Bezproudové niklování nevyžaduje použití proudových zdrojů, což značně usnadňuje provádění doma. Jeho předností je rovnoměrné ukládání niklu v celém výrobku a schopnost vytvářet vrstvy téměř libovolné tloušťky. Tento povlak není tvrdý, ale velmi plastický a proto ideální pro domácí galvanoplastiku. Bezproudové niklování vyžaduje neustálé zahřívání elektrolytu na teplotu nad 80 ºC. Toho lze snadno dosáhnout doma umístěním pracovní nádoby do vodní lázně. Zahřátý roztok vydává silný a spíše nepříjemný zápach, takže je lepší provádět proces pokovování niklem pod kapotou.

Technologie niklování kovů

Pro chemické a galvanické niklování doma i v průmyslu se používají síranové, fluoridové, chloridové, sulfamové a některé další typy roztoků. Chemická metoda zahrnuje jednoduché ponoření součásti s promícháním elektrolytu a galvanická technologie je implementována několika způsoby:

1. Potápění na statické závěsné plošině. Používá se pro velké díly. Tato metoda je vhodná pro průmyslové i domácí použití.
2. Poniklování pohyblivé katody. Tímto způsobem jsou potaženy dráty a pásky, navinuty z jedné cívky do druhé s průchodem elektrolytem.
3. Tření. Povlak se nanáší pomocí ručního zařízení s niklovou tyčinkou obalenou v porézním materiálu s elektrolytem. Používá se k obnově malých ploch povrchů a v domácích dílnách.
4. Ponoření do rotujících bubnů (viz obrázek níže). Používá se pro současné niklování velkého počtu malých dílů. Tradiční způsob zpracování hardwaru.

Niklování umožňuje vytvářet ochranné a dekorativní vrstvy sestávající z kompozitních materiálů, ve kterých může být nikl minoritní součástí. Jasným příkladem toho je „černé niklování“ – aplikace kompozitu niklu a solí jiných kovů na výrobky. Takový povlak má zvýšenou absorpci světla, protože má téměř zcela černou barvu.

Provádění niklování doma

Zařízení pro domácí niklování se skládá z běžných součástek pro domácnost a lze je sestavit vlastníma rukama i bez znalosti základů galvanického pokovování. Standardní složení takové domácí instalace zahrnuje:

• skleněná nebo plastová nádoba na elektrolyt;
• zařízení pro zavěšení niklové anody (nebo anod) s koncovkou;
• traverza pro zvedání a spouštění produktu do elektrolytu s koncovkou (obvykle měděná trubka nebo tyč);
• napájecí zdroj nebo baterie s vypínačem a vodiči;
• ohřívač a teploměr.

Kromě toho může být zapotřebí větší nádoba pro umístění nádoby pro domácí pokovování do vodní lázně. Chemické niklování nevyžaduje niklové anody, napájecí zdroj, vodiče a svorky.

Proces domácího niklování zahrnuje následující kroky:

• mechanické čištění všech povrchů;
• odmašťování;
• mytí v tekoucí vodě;
• niklování;
• mytí a sušení hotového výrobku.

V závislosti na potřebách domácího řemeslníka může být nutné před poniklováním vytvořit měděnou podvrstvu, která se také provádí galvanicky.

Příprava produktu

Příprava výrobku pro domácí niklování zahrnuje jeho mechanické čištění a broušení, které lze provést pilníkem a brusným papírem. Ale pokud má součást složitou konfiguraci, pak pokud je to možné, měli byste využít služeb pískování nebo omílání. Pro odmašťování v domácí dílně je nutné používat neagresivní a netoxické látky. Pro tuto roli se nejlépe hodí horké roztoky pracího prášku a uhličitanu sodného. Pokud se domácí mistr rozhodl pro poniklování na měděné podvrstvě, pak se připravený produkt nejprve podrobí pomědění galvanickým nebo chemickým způsobem a poté, po umytí a vysušení, poniklování.

Složení niklovací lázně

V průmyslové výrobě se používá široká škála řešení pro galvanické pokovování a chemické niklování. V tomto případě je hlavní složkou v jakékoli formulaci síran nikelnatý, který zajišťuje přenos aniontů niklu z anody na potaženou část. Další činidla slouží ke zvýšení elektrické vodivosti a také ke zlepšení kvality a vytvoření speciálních vlastností niklových povlaků. V domácích a malých průmyslových dílnách se zpravidla používá třísložkový roztok, včetně síranu a chloridu nikelnatého, jakož i kyseliny borité.

Jak zvýšit trvanlivost nátěru

Pro zvýšení odolnosti proti korozi a mechanické pevnosti se do povlaků skládajících se z několika vrstev různých kovů přidávají niklové povlaky. Nejběžnější podvrstvy pro nikl jsou měď, zinek a kadmium. A jako vnější výztužná vrstva se nejčastěji aplikují sloučeniny chrómu nebo niklu a fosforu. Kromě toho existuje technologie pro nanášení různých pevných kompozitů na povrchy niklu, včetně sloučenin boru, nitridů a oxidů křemíku.

V domácích dílnách se pro zvýšení odolnosti proti korozi výrobky niklují přes podvrstvu mědi nebo zinku a jejich povrchy se také upravují polymerními materiály.

Jak odstranit niklování

Odstranění niklového povlaku je možné mechanickými, chemickými a elektrochemickými metodami. V prvním případě se povlaky odstraňují pomocí ručních brusek pomocí abrazivního tryskacího zařízení nebo omílacích strojů. Vzhledem k tomu, různé kovy jsou potaženy niklem, pomocí podkladových a ochranných vrstev mědi, zinku, kadmia a chrómu. Univerzální metody odstraňování niklových povlaků prostě neexistují. V každém případě je vznesena otázka ohledně možnosti poškození spodní vrstvy nebo základního kovu součásti. Nejčastěji složení činidel pro chemické a elektrochemické odstraňování niklu zahrnuje kyselinu dusičnou, chlorovodíkovou a sírovou v kombinaci s různými přísadami. Takové metody vyžadují dobře vybavenou chemickou dílnu a obecně nejsou vhodné pro domácí galvanické pokovování.

Aplikace ochranných povlaků po niklování je spojena s použitím toxických a agresivních činidel. Nebo možná stále existují nějaké moderní způsoby zpevnění niklových povlaků, které lze bezbolestně používat doma? Pokud někdo ví, jak se to dělá, podělte se o informace v komentářích k tomuto článku.

Niklování, což je celkem běžná technologická operace, se provádí za účelem nanesení tenké vrstvy niklu na povrch kovového výrobku. Tloušťka takové vrstvy, jejíž hodnotu lze upravit pomocí různých technik, se může pohybovat od 0,8 do 55 mikronů.

Niklování se používá jako ochranný a dekorativní povlak a také k získání podvrstvy při chromování.

Pomocí kovového niklování je možné vytvořit film, který poskytuje spolehlivou ochranu proti takovým negativním jevům, jako je oxidace, rozvoj korozních procesů, reakce způsobené interakcí s chlorovodíkovým, alkalickým a kyselým prostředím. Velmi rozšířené jsou zejména niklované trubky, které se aktivně používají k výrobě sanitární keramiky.

Nejčastěji je niklování vystaveno:

• kovové výrobky, které budou používány venku;
• části karoserie motocyklů a vozidel, včetně těch, k jejichž výrobě byla použita hliníková slitina;
• zařízení a nástroje používané ve všeobecném lékařství a zubním lékařství;
• kovové výrobky, které se používají ve vodě po dlouhou dobu;
• uzavírací konstrukce vyrobené z oceli nebo hliníkových slitin;
• kovové výrobky vystavené silným chemikáliím.

Pro niklování kovových výrobků se ve výrobě i doma používá několik metod. Největší zájem z praktického hlediska jsou metody niklování kovových dílů, které nevyžadují použití složitého technologického zařízení a jsou realizovány doma. Tyto metody zahrnují elektrolytické a chemické niklování.

Vlastnosti niklování a chemického pokovování

elektrolytické niklování

Podstatu technologie elektrolytického niklování kovových dílů, která má jiný název – “galvanické niklování”, lze uvažovat na příkladu toho, jak se provádí poměďování povrchu kovového výrobku. Tento postup lze provádět jak s použitím elektrolytického roztoku, tak bez něj.

Díl, který bude dále zpracováván v elektrolytickém roztoku, je pečlivě zpracován, u kterého je z jeho povrchu odstraněn smirkovým papírem oxidový film. Poté se obrobek promyje v teplé vodě a ošetří roztokem sody, poté se znovu promyje vodou.

Velké díly se nejlépe čistí pískovacím zařízením.

Samotný proces pokovování niklem se provádí ve skleněné nádobě, do které se nalije vodný roztok (elektrolyt). Tento roztok obsahuje 20 % síranu měďnatého a 2 % kyseliny sírové. Obrobek, na jehož povrch je nutné nanést tenkou vrstvu mědi, se vloží do roztoku elektrolytu mezi dvě měděné anody. Pro zahájení procesu pokovování mědi je nutné přivést na měděné anody a obrobek elektrický proud, jehož hodnota se vypočítá na základě ukazatele 10–15 mA na centimetr čtvereční plochy obrobku. Tenká vrstva mědi na povrchu výrobku se objeví po půl hodině pobytu v roztoku elektrolytu a taková vrstva bude tím silnější, čím déle bude proces probíhat.

Schéma instalace pro elektrolytické niklování

Jinou technologií je možné nanést měděnou vrstvu na povrch výrobku. K tomu je třeba vyrobit kartáč z mědi (můžete použít lankový drát, po odstranění izolační vrstvy z něj). Takový ručně vyrobený kartáč musí být upevněn na dřevěné tyči, která bude sloužit jako rukojeť.

Výrobek, jehož povrch je předběžně očištěn a odmaštěn, se vloží do nádoby z dielektrického materiálu naplněné elektrolytem, ​​který lze použít jako nasycený vodný roztok síranu měďnatého. Domácí kartáč je připojen ke kladnému kontaktu zdroje elektrického proudu a obrobek je připojen k jeho mínusu. Poté pokračujte v postupu mědění. Spočívá v tom, že štětec, který je předem ponořen do elektrolytu, se nese po povrchu výrobku, aniž by se ho dotkl. Touto technikou je možné nanášet nátěr ve více vrstvách, což umožní vytvořit na povrchu výrobku měděnou vrstvu, na které nejsou prakticky žádné póry.

Schéma jednoduchého lakovače

Elektrolytické niklování se provádí podobnou technologií: také používá roztok elektrolytu. Obrobek je stejně jako v případě měděného pokovení umístěn mezi dvě anody, pouze v tomto případě jsou vyrobeny z niklu. Anody umístěné v roztoku pokovování niklem jsou připojeny ke kladnému kontaktu zdroje proudu a produkt zavěšený mezi nimi na kovovém drátu je připojen k zápornému kontaktu.

Pro realizaci niklování, včetně kutilů, se používají elektrolytická řešení dvou hlavních typů:

• vodný roztok obsahující síran nikelnatý, sodík a hořčík (14:5:3), 2 % kyseliny borité, 0,5 % kuchyňské soli;
• neutrální roztok na vodní bázi obsahující 30 % síranu nikelnatého, 4 % chloridu nikelnatého, 3 % kyseliny borité.

Elektrolyt pro lesklé niklování s přídavkem organických zjasňovačů (sodné soli)

Vyrovnávací elektrolyt leskle poniklovaný. Vhodné pro povrchy s nízkou kvalitou čištění

Pro přípravu elektrolytického roztoku se suchá směs výše uvedených prvků nalije s jedním litrem neutrální vody a důkladně se promíchá. Pokud se ve výsledném roztoku vytvoří sraženina, odstraní se. Teprve poté lze roztok použít pro niklování.

Tento proces obvykle trvá půl hodiny a využívá zdroj 5,8-6 V. Výsledkem je povrch s nerovnoměrnou, matně šedou barvou. Aby byla krásná a lesklá, musíte ji vyčistit a vyleštit. Je třeba mít na paměti, že tuto technologii nelze použít pro díly, které mají vysokou drsnost povrchu nebo mají úzké a hluboké otvory. V takových případech by potažení povrchu kovového výrobku vrstvou niklu mělo být provedeno pomocí chemické technologie, která se také nazývá černění.

Elektrolyt pro nanášení černého niklu

Podstatou procesu černění je, že se na povrch výrobku nejprve nanese mezivrstva, jejímž základem může být zinek nebo nikl, a na povrchu se vytvoří vrstva černého niklu o tloušťce nejvýše 2 mikrony. horní část takového povlaku. Niklování, vyrobené technologií černění, vypadá velmi krásně a poskytuje spolehlivou ochranu kovu před negativními účinky různých faktorů životního prostředí.

V některých případech je kovový výrobek současně podroben dvěma technologickým operacím najednou, jako je niklování a chromování.

Chemické niklování

Postup pro chemické niklování kovových výrobků se provádí podle následujícího schématu: obrobek je na chvíli ponořen do vroucího roztoku, v důsledku čehož se na jeho povrchu usazují částice niklu. Při použití této technologie nedochází k žádnému elektrochemickému vlivu na kov, ze kterého je díl vyroben.

Výsledkem použití této technologie niklování je vytvoření niklové vrstvy na povrchu obrobku, která je pevně spojena se základním kovem. Tento způsob niklování je nejúčinnější, když se používá ke zpracování předmětů vyrobených z ocelových slitin.

Sada chemického niklování

Není těžké provádět takové niklování doma nebo dokonce v garáži. V tomto případě probíhá niklování v několika fázích.

• Suchá činidla, ze kterých se bude připravovat elektrolytický roztok, se smíchají s vodou ve smaltované misce.
• Výsledný roztok se přivede k varu a poté se k němu přidá fosfornan sodný.
• Zpracovávaný produkt se umístí do elektrolytického roztoku, a to tak, aby se nedotýkal bočních stěn a dna nádoby. Ve skutečnosti je nutné vyrobit domácí přístroj pro pokovování niklem, jehož konstrukce bude sestávat ze smaltované nádoby příslušného objemu a také z dielektrické konzoly, na které bude obrobek upevněn.
• Doba varu elektrolytického roztoku v závislosti na jeho chemickém složení může být od jedné do tří hodin.
• Po dokončení technologické operace se z roztoku odstraní již poniklovaná část. Poté se promyje ve vodě, která obsahuje hašené vápno. Po důkladném umytí je povrch výrobku vyleštěn.

Proces niklování doma

Elektrolytické roztoky pro pokovování niklem, které lze podrobit nejen oceli, ale také mosazi, hliníku a dalším kovům, nutně obsahují ve svém chemickém složení následující prvky – chlorid nebo síran nikelnatý, fosfornan sodný různé kyselosti, některou z kyselin .

Pro zvýšení rychlosti niklování kovových výrobků se do kompozice pro tuto technologickou operaci přidává olovo. Zpravidla se v jednom litru elektrolytického roztoku provádí poniklování povrchu, jehož plocha je 20 cm2. V elektrolytických roztocích s vyšší kyselostí se provádí niklování výrobků ze železných kovů a mosaz se zpracovává v alkalických roztocích, provádí se niklování hliníkových nebo nerezových dílů.

Některé nuance technologie

Při niklování mosazi, ocelových výrobků různých jakostí a jiných kovů je třeba vzít v úvahu některé nuance této technologické operace.

• Niklový film bude stabilnější, pokud bude aplikován na předem poměděný povrch. Poniklovaný povrch bude ještě stabilnější, pokud bude hotový výrobek podroben tepelnému zpracování, které spočívá v jeho udržování při teplotě přesahující 450 °.
• Pokud jsou díly vyrobené z kalených ocelí vystaveny niklování, mohou být zahřáté a udržovány při teplotě nepřesahující 250-300 °, jinak mohou ztratit svou tvrdost.
• Niklování velkých dílů vyžaduje stálé míchání a pravidelnou filtraci elektrolytického roztoku. Tato složitost je zvláště typická pro procesy pokovování niklem, které se neprovádějí v průmyslu, ale doma.

Příčiny vad v niklování

Pomocí technologie podobné niklování lze mosaz, ocel a další kovy potáhnout vrstvou stříbra. Povlak z tohoto kovu se nanáší zejména na rybářské náčiní a další výrobky, aby se zabránilo jejich zašpinění.

Postup nanášení vrstvy stříbra na ocel, mosaz a další kovy se od tradičního niklování liší nejen teplotou a dobou výdrže, ale také tím, že se k němu používá elektrolytický roztok určitého složení. V tomto případě se tato operace provádí v roztoku, jehož teplota je 90 °.

Poniklované mosazné kování

K přípravě řešení vlastníma rukama, pomocí kterého se na ocel, mosaz a další kovy nanáší vrstva stříbra, stačí provést řadu jednoduchých kroků.

• Farmaceutický lapis se přidá do 10% vodného roztoku soli.
• Sraženina stříbra vysrážená v roztoku se promyje, smíchá s 2% hyposiřičitanem a zfiltruje.
• Výsledná směs se smíchá s křídovým prachem a přivede do krémového stavu.

S takovou směsí, kterou lze skladovat jen pár dní, se povrch kovového výrobku tře, dokud se na něm nevytvoří tenká vrstva stříbra.

Výsledný nátěr se snadno vyleští do vysokého lesku.

Můžete si připravit prášek pro stříbření, který neztratí své vlastnosti po dobu šesti měsíců. Chcete-li získat takový prášek, musíte smíchat 15 gramů lapisu, 55 gramů kyseliny citrónové a 30 gramů chloridu amonného. Všechny složky by měly být po smíchání rozetřeny na prach. Výsledný prášek se skladuje v suché formě.

Niklování kovu, jako je hliník, je poměrně obtížné. Komponenty, které tvoří elektrolytický roztok pro výrobky pokovování niklem z tohoto kovu, jsou drahé, ale ani jejich použití nezaručuje, že vrstva niklu vytvořená na výrobku nebude bublat. Jasné niklování, pokud je aplikováno na hliník, může roztrhnout hotový povlak, takže doma se tato úprava provádí za podmínek špatné přilnavosti.