Dos processos, un objectiu
Tant el niquelat electrolític com el electrolícit dipositen un recobriment ric-níquel sobre una superfície metàl·lica per proporcionar resistència a la corrosió, resistència al desgast o un aspecte de superfície específic. La distinció rau en el que impulsa la deposició. El revestiment electrolític es basa en un subministrament elèctric extern per reduir els ions de níquel al càtode, el que significa que la peça en si ha de formar part d'un circuit elèctric. El revestiment electroless, també anomenat niquelat químic, es basa en un agent reductor a la solució que subministra els electrons químicament, de manera que no es requereix corrent extern.
Aquesta única diferència de mecanisme es propaga a l'elecció del substrat, la distribució del recobriment, el gruix possible i les propietats d'enginyeria del dipòsit.
Com funciona cada procés
En el revestiment de níquel electrolític, el component es submergeix en un bany d'electròlits que conté sals de níquel i altres addicions, i es connecta com a càtode. Quan el corrent flueix, els ions de níquel es redueixen a la superfície i es dipositen. Com que la força motriu és elèctrica, la densitat de corrent varia a través d'una peça: les vores i les protuberàncies reben una densitat de corrent més alta i augmenten el gruix més ràpidament, mentre que els rebaixats i les zones blindades reben menys. Per tant, la uniformitat del recobriment depèn de la geometria de la peça, de la bastidora i de l'ús d'ànodes auxiliars.
En el revestiment de níquel sense electros, el bany conté una sal de níquel i un agent reductor, habitualment un hipofosfit, i la deposició es produeix mitjançant una reacció química catalitzada allà on la superfície és catalíticament activa. No hi ha distribució de corrent per gestionar, de manera que el dipòsit segueix la superfície cap a cavitats i al voltant de geometria complexa.
Comparació de les característiques del recobriment
| Atribut | Níquel electrolític | Níquel sense electros |
|---|---|---|
| Conductor de deposició | Corrent elèctric extern | Agent reductor químic, sense corrent |
| Requisit del substrat | Ha de ser elèctricament conductor | Materials conductors i no-conductors, amb un pre-tractament adequat |
| Distribució del gruix | Varia amb la densitat de corrent; acumulació de vora- | Generalment uniforme, incloent-hi els rebaixats i les superfícies internes |
| Aspecte típic | Lluminós i brillant, pot ser decoratiu | De mat a semi-brillant segons la formulació del bany |
| Composició del recobriment | Essencialment níquel pur | Aliatge de níquel-fòsfor, composició fixada pel bany |
| Especificacions de referència | ASTM B689 i ISO 4526 | ASTM B733 i ISO 4527 |
Les especificacions que es mostren són els estàndards de recobriment d'enginyeria reconeguts en lloc de receptes de procés. L'ASTM B689 cobreix els recobriments de níquel d'enginyeria galvanitzada i la ISO 4526 s'adreça a la mateixa família a nivell internacional, mentre que l'ASTM B733 cobreix els recobriments de níquel-fòsfor autocatalítics amb una classificació segons el contingut de fòsfor i les condicions de servei, i la ISO 4527 cobreix els recobriments de níquel-fosfors. Les classes de gruix es trien segons l'entorn de servei, i la classe aplicable s'ha d'indicar al dibuix i verificar-la a la peça acabada.
Selecció i ajust de l'aplicació
El níquel electrolític és l'opció natural on es vol un acabat decoratiu brillant, on les taxes de deposició molt altes importen, o on les peces són senzilles i conductores i el gruix del recobriment a les superfícies principals és el que compta. Les línies de revestiment de barril i bastidor s'adapten a grans volums de peces petites.
El níquel no electrolícit surt per si mateix quan la geometria és complexa, on els forats interns i els forats cecs s'han de protegir, on hi ha substrats no-conductors després d'una activació adequada o quan es requereix un gruix modest i uniforme en una peça amb vores afilades que no s'han d'acumular. El contingut de fòsfor del dipòsit també ofereix una ruta per adaptar propietats com ara la duresa després del tractament tèrmic i la resistència en entorns químics específics, que no està disponible a partir d'un electrodipòsit de níquel pur de la mateixa manera.
Per tant, el marc de decisió pràctica és: la conductivitat del substrat i la geometria primer, la uniformitat requerida en segon lloc, després l'aspecte i l'economia del rendiment. Quan ambdós processos podrien funcionar, el cost de la placa per peça, la complexitat del bastidor i l'esforç d'inspecció posterior a la-placa solen decidir el tema.
Qualitat, verificació i subministrament de consumibles
La verificació d'ambdós processos es basa en la mesura del gruix, les proves d'adhesió i l'avaluació de l'aspecte, complementades quan ho requereixin amb controls de composició. Per als dipòsits electrolítics, els punts d'inspecció crítics segueixen la distribució del corrent, de manera que les àrees de baixa densitat de-corrent- d'una peça complexa són les que cal mesurar. Per als dipòsits sense electros, el contingut de fòsfor s'ha de confirmar amb la classificació especificada, ja que regula el comportament de la duresa i la corrosió.
Tots dos processos depenen de la qualitat dels consumibles, i els ànodes de níquel, les sals de níquel i les addicions químiques de puresa constant són els que mantenen una línia de revestiment en control. Les impureses rastrejades als ànodes o als productes químics del bany són una causa comuna de mala aparença de dipòsit i gruix erràtic, de manera que els compradors haurien d'especificar el grau del material i requerir un certificat d'anàlisi per a cada lliurament de productes químics de revestiment i material d'ànode.
Preguntes freqüents
Q:Quina és la diferència principal entre el niquelat electrolític i el niquelat no elèctric?
R: El revestiment electrolític utilitza un corrent extern per reduir els ions de níquel al càtode, mentre que el revestiment electrolític utilitza un agent reductor químic, de manera que no es necessita corrent elèctric.
Q:Es pot aplicar níquel sense electros a peces no-metàl·liques?
R: Sí, amb un pre-tractament i activació adequats. Com que no cal un camí de corrent, es poden recobrir substrats no-conductors, cosa que no és possible amb el revestiment electrolític.
Q:Quin procés dóna un gruix de recobriment més uniforme?
A: Revestiment electroless. El dipòsit es forma allà on la superfície és catalíticament activa, de manera que les superfícies internes i els rebaixats estan recoberts de manera més uniforme que sota la distribució actual de la densitat-de la placa electrolítica.
Q:Quines normes s'apliquen als dos recobriments?
R: ASTM B689 i ISO 4526 cobreixen recobriments de níquel d'enginyeria galvanitzat, mentre que ASTM B733 i ISO 4527 cobreixen recobriments de níquel-fòsfor sense electros.
Q:Per què el níquel sense electros conté fòsfor?
R: L'agent reductor d'hipofosfit introdueix fòsfor al dipòsit, la qual cosa fa que el recobriment sigui un aliatge de níquel-fòsfor la duresa i el comportament a la corrosió del qual depenen d'aquest contingut de fòsfor.
Q:Com es verifica la qualitat del recobriment?
R: Mitjançant la mesura del gruix en punts representatius, provant l'adhesió, avaluant l'aparença i per als dipòsits sense electros que confirmen el contingut de fòsfor amb la classificació especificada.
