Коррозионная стойкость объясняется теорией о пассивации и образованию на поверхности окислов со стехеометрическими составами. Поэтому коррозионная стойкость очень высока, особенно в атмосферных условиях.

Сопротивление абразивному износу никелевых покрытий, полученных методом восстановления и имеющих твердость до HV 600, было оценено путем испытаний на абразивный износ и найдено близким к износу электролитического никелевого покрытия. Однако никелевое покрытие, полученное восстановлением, неудобно для применения там, где две поверхности этого покрытия твердостью выше HV 200 трутся между собой без смазки.

Главное преимущество данного метода состоит в том, что осаждение идет при почти постоянной скорости по всей сложной форме поверхности детали. Таким образом, этот метод осаждения никеля может быть применен для покрытия внутренних поверхностей труб, вентилей, контейнеров и других деталей, имеющих углубления на поверхности, где электроосаждение никелевое покрытие будет наноситься с трудом и стоить дорого. Покрытия, полученные без наложения электрического тока, также имеют преимущество по коррозиионной стойкости и механическим свойствам перед электроосажденными никелевыми покрытиями.

Обоснование выбора:

- твердость по отношению к другим металлам

- нанесение на детали сложной формы

- стойкость к износу (приближена к хрому)

- коррозионная стойкость

- относительная легкость технического процесса

- экономически выгодно

1.2.3. Методы нанесения никель - фосфорных покрытий.

1.2.3.1. Гальванический.

Наибольшую часть никеля наносят электролитическим методом (гальваническим) в растворах, основанных на смеси сульфата никеля, хлорида никеля и борной кислоты.

Типичный состав (г/л) и условия процесса следующие:

Металлическую подложку после обезжиривания и тщательной промывки помещают во влажном состоянии в гальваническую ванну. Основные металлы, на которые обычно наносят гальванические покрытия, должны иметь непосредственный контакт с электролитом и по этому слабое коррозионное воздействие промывочной воды, предотвращающее образование существенной окисной пленки, играет важную роль. Правильный баланс коррозионных процессов на начальных стадиях электроосаждения — важнейшее условие получения качественных покрытий. Это обстоятельство определяют строгие требования к составу гальванических ванн, используемых для каждой конкретной подложки.

Покрываемая деталь в гальванической ванне является катодом. Она погружается будучи уже включенной в цепь, которая замыкается при касании электролита (погружение под напряжением). В этом случае уменьшается вероятность коррозии подложки в электролите до осаждения на ее поверхности покрытия. Основным катодным процессом обычно является восстановление ионов металла из раствора до металлического состояния с образованием прочно сцепленного с подложкой компактного покрытия.

Восстанавливаемыми ионами могут быть гидратированные катионы, например:

(1)

С одной стороны, электрическое поле обусловливает миграцию катионов, к катоду. С другой стороны, электрическое поле препятствует миграции к катоду анионов и их нахождение вблизи катода обусловлено исключительно диффузионным процессом. Восстановление ионов металла редко является единственным катодным процессом, так как одновременно восстанавливаются также вода и другие вещества, растворенные в гальванической ванне. Многие вещества специально добавляются в ванну для участия в катодном процессе с целью изменения природы покрытия.

Ток входит через границу анод — электролит. Анод обычно изготавливают из того же металла, что и покрытие, осаждаемое на катоде.

При обычной плотности тока в растворе 96—98% плотности катодного тока идет на осаждение никеля, остальная часть — на разряд водородных ионов. Борная кислота в растворе работает как буфер и улучшает внешний вид и качество покрытия. Хотя фосфаты и ацетаты исполъзуются, борная кислота является лучшим буфером для растворов никелевых ванн.

Для получения декоративных покрытий в растворы гальванических ванн добавляют органические реагенты, называемые блескообразователями.

Преимущество этого метода:

- раствор относительно прост

- состав раствора легко контролируется и поддерживается чистым

- получаемые пленки никеля воспроизводимы по качеству и отвечают высокими защитными свойствами.

1.2.3.2. Химический.

В противоположность электроосаждаемому никелю этим методом никель осаждается без применения электрического тока от внешнего источника. Металл образуется путем восстановления ионов никеля из раствора при действии на них определенных реагентов.

Реакция восстановления, по существу, контролируется обычными кинетическими параметрами, такими как концентрация реагирующих веществ, температура, скорость перемешивания, эффективность катализатора и т. д. Если реакция протекает сильно, например, в случае использования такого эффективного восстановителя, как гидразин, то бесполезное выпадение осадка может иметь место во всем объеме электролита. В результате происходит осаждение на всех металлических и неметаллических поверхностях, на которых имеются подходящие центры зародышеобразования. Для того чтобы ограничить скорость осаждения и улучшить адгезию, поверхность после ее очистки подвергают предварительной сенсибилизации. Обычно используются сенсибилизаторы на основе солей благородных металлов [2].

При надлежащем контроле процесса осаждения нет никаких ограничений толщины покрытия, которую можно получить этим методом, но в простых электролитах получить приемлемую толщину покрытия удается редко. Используется несколько видов добавок.

Осаждение можно проводить с высокой скоростью, например 0,025 мм/мин, но умеренные скорости позволяют избежать плохой адгезии и выпадания электролита в осадок. Фактическое управление процессом может быть несложным, но раствор требует регулярного пополнения солями и фильтрации.

При химическом никелировании в качестве восстановителя наиболее широко используют гипофосфиты. В этом случае реакция выглядит следующим образом:

(2)