Таблица 2 - Дефекты при эксплуатации электролита блестящего никелирования и способы их устранения

Химическое никелирование

Наряду с электролитическим никелированием широко применяют процесс химического никелирования, основанный на восстановлении никеля из водных растворов с помощью химического восстановителя. В качестве восстановителя используют гипофосфит натрия.

Химическое никелирование применяют для покрытия никелем деталей любой конфигурации. Химически восстановленный никель обладает высокой коррозионной стойкостью, большой твердостью и износостойкостью, которые могут быть значительно повышены при термической обработке (после 10-15 мин нагрева при температуре 400°С твердость химически осажденного никеля повышается до 8000 МПа). При этом возрастает и прочность сцепления. Никелевые покрытия, восстановленные гипофосфитом, содержат до 15% фосфора. Восстановление никеля гипофосфитом протекает по реакции NiCl2 + NaH2PO2 + H2O → NaH2PO3 + 2HCl + Ni.

Одновременно происходит гидролиз гппофосфита натрия. Степень полезного использования гппофосфита принимают около 40%. Восстановление никеля из его солей гипофосфитом самопроизвольно начихается только на металлах группы железа, которые катализируют этот процесс. Для покрытия других каталитически неактивных металлов (например, меди, латуни) необходим контакт этих металлов в растворе с алюминием или другими более электроотрицательными, чем никель, металлами. Для этой цели используют активирование поверхности обработкой в растворе хлористого палладия (0,1-0,5 г/л) в течение 10-60 с. На некоторых металлах, таких, как свинец, олово, цинк, кадмий, никелевое покрытие не образуется даже при использовании методой контактирования и активирования. Химическое осаждение никеля возможно как из щелочных, так и из кислых растворов. Щелочные растворы характеризуются высокой стабильностью и простотой корректировки.

Покрытия, полученные в кислых растворах, отличаются меньшей пористостью, чем из щелочных растворов (при толщине выше 12 мкм покрытия практически беспористые). Из кислых растворов химического никелирования рекомендуется следующий состав (г/л) и режим никелирования:

Никель сернокислый - 20-30 г/л Натрий уксуснокислый - 10-20 г/л Натрия гипофосфит - 20-25 г/л Тиомочевина 0,03 г/л Кислота уксусная (ледяная) - 6-10 мл/л рН = 4,3-5,0 Температура = 85-95°С Скорость осаждения = 10-15 мкм/ч

Химическое никелирование осуществляют в стеклянных, фарфоровых или железных эмалированных ваннах. В качестве материала подвесок применяют углеродистую сталь.

В последнее время химическим путем наносят покрытие сплава никель-бор с использованием в качестве восстановителя борсодержащих соединений - борогидрида натрия и диметилбората, которые обладают более высокой восстановительной способностью по сравнению с гипофосфитом. Полученные покрытия сплавом никель-бор имеют высокую износостойкость и твердость.

При нанесении декоративных хромовых покрытий на деталь для защиты от коррозии сначала наносят слой никеля. Для получения гладкой и блестящей поверхности, необходимой для хромирования, наносят еще один или несколько слоев никеля. Этот процесс проводят в так называемых полировальных ваннах, наполненных водным раствором никелевых солей, содержащих полирующие добавки - сераорганические соединения. После нанесения слоев никеля деталь промывают водой для удаления никелирующего раствора и проводят хромирование. В результате на полированный слой никеля наносится декоративный внешний слой хрома.

При проведении обычного процесса нанесения электропокрытий в ваннах с растворами никелевых солей, таких как хлорид и сульфат никеля, в реактор приходится периодически вводить дополнительные количества этих солей, особенно в полуполировальные ванны. Это связано с тем, что при переносе деталей из одной ванны в другую и на стадию промывки перед хромированием некоторое количество раствора уносится вместе с деталями и утекает. Эта часть никелевого раствора, а также раствор, остающийся в промывной воде в гальваностегии обычно не регенерируется. Эти растворы также не могут быть использованы в полуполировальных ваннах, потому что они содержат такое количество серы (из полирующих добавок), которое значительно снижает коррозионную устойчивость никелевого покрытия. Таким образом, промывные воды процессов гальваностегии удаляются в виде отходов, обычно после соответствующей предварительной обработки. Необходимость обработки сточных вод, а также возникающие потери никелевых солей приводят к увеличению стоимости процесса.