1. Įvadas
Nikelio dengimo būdai tapo būtini šiuolaikinėje gamyboje, Siūlo pritaikytas paviršiaus savybes, tokias kaip apsauga nuo korozijos, atsparumas nusidėvėjimui, ir litavimo galimybė.
Ypač, Elektrolitinis nikelio danga ir Elektroliiškas nikelio danga Kiekvienas suteikia unikalių pranašumų ir apribojimų, kuriuos daro įtakos proceso pasirinkimas.
Todėl, Inžinieriai turi suprasti abu metodus pagrindinius principus, Našumo charakteristikos, ir išlaidų struktūros, kad pasirinktumėte optimalų bet kurios programos sprendimą.
Šis straipsnis išsamiai išnagrinėja šiuos du procesus, Palyginus jų pagrindus, dengimo atributai, paraiškos, ir kylančios tendencijos.
2. Nikelio padengimo pagrindai
Nikelio dangų vaidmuo
- Apsauga nuo korozijos: A 25 µM nikelio sluoksnis gali pratęsti komponentą 5–10 × jūrinėje aplinkoje.
- Atsparumas nusidėvėjimui: Kietas nikelio apdaila atspindi abrazyvinį ir klijų susidėvėjimą, Sumažinkite dalių pakeitimo dažnį iki iki iki 60%.
- Litavimo galimybė: Nikelio bazių sluoksniai su skarda arba aukso palengvina lydmetalio sąnario patikimumą elektronikos patikimume.
- Estetinė išvaizda: Vienodas nikelio dengimas suteikia ryškų, patraukli apdaila, kuri laikui bėgant išlaiko blizgesį.
Istorinis kontekstas
Elektrolitinis nikelio dengimas atsirado XIX amžiaus viduryje kartu su elektrochemijos pažanga, su ankstyvomis Watts vonimosi 1880 -aisiais.
Priešingai, 1940 -aisiais pasirodė elektrolijos nikelio danga, Kai tyrėjai sužinojo, kad cheminis nikelio jonų sumažėjimas, be išorinės srovės,
galėtų nusodinti vienodus nikelio - fosforo lydinius per autokatalitinę reakciją.
3. Kas yra elektrolitinis nikelio danga?
Elektrolitinis nikelio danga priklauso nuo išorinio maitinimo šaltinio.
Praktiškai, Šis metodas sudaro tiesmukišką elektrocheminę ląstelę, kurioje ruošinys tarnauja kaip katodas, o nikelio anodas ištirpsta, kad papildytų vonią.
Elektrocheminė ląstelė
Pirma, Jūs panardinate abu katodą (dalis, kurią reikia padengti) ir nikelio anodas į parūgštintą nikelio druskos tirpalą.
Kai taikote tiesioginę srovės įtampą - paprastai tarp 2 ir 6 Voltai - nikelio atomai oksiduojasi prie anodo, Įveskite sprendimą kaip ni²⁺, Tada sumažinkite katodą, kad susidarytų metalinis nikelio sluoksnis.
Dėl to, gali būti pasiektos dengimo įkainiai 10–30 µm per minutę, įgalinant greitai aprėpti dideles partijas.
Vonios chemikalai
Kitas, Vonios kompozicija diktuoja indėlių kokybę ir efektyvumą. Dažniausios kompozicijos apima:
- Vatų vonia: 240–300 g/l nikelio sulfato, 30–60 g/l nikelio chlorido, ir 30–45 g/l boro rūgšties. Šis mišinys subalansuoja metimo galią ir ryškumą.
- Rūgšties chlorido vonia: 200–300 g/l nikelio chlorido su 50–100 g/l druskos rūgštimi, nors ir su agresyvesne korozija ant armatūros.
Pagrindiniai proceso parametrai
Be to, kontroliuojanti temperatūra, ph, ir dabartinis tankis pasirodo esminis:
- Temperatūra: Išlaikyti tarp 45 ° C ir 65 ° C, siekiant optimizuoti jonų mobilumą, nestominant nepageidaujamų šoninių reakcijų.
- ph: Laikykite vonios pH apie 3,5–4,5; nukrypimai lemia duobę ar prastą sukibimą.
- Dabartinis tankis: Veikti 2–5 A/dm² bendroms programoms ir iki šiol 10 A/dm² sunkiųjų pastatų dengimui.
Elektrolitinio nikelio padengimo pranašumai
Aukšto grynumo nikelio telkiniai
Elektrolitiniai procesai gali gaminti 100 % Nikelis Sluoksniai arba įtraukia metalus, tokius kaip vario ar kobaltas, kad būtų pasiektos specifinės elektrinės ar magnetinės savybės.
Grynas nikelio elektro-depozicijos pasižymi elektros atsparumu 7.0 µΩ · cm, palyginti su 10–12 µΩ · cm Tipiškoms nikelio - fosforo en dangoms.
Mažesnės kapitalo ir veiklos išlaidos
Lygintuvo varomos dengimo vonios reikalauja paprastesnės chemijos (pvz. Vatų vonia) ir generuoti mažiau sudėtingų šalutinių produktų, gaunant sunaudotinas išlaidas $2–3/m² padengtos srities.
Nusodinimo greitis 10–30 µm/min Įgalinti greitą pralaidumą, Padaryti elektropliaciją ekonomiškiausią sprendimą didelės apimties važiavimams (> 10 000 dalys/mėnuo).
Puikus atsparumas šilumai
Elektroplintas nikelis atlaiko aptarnavimo temperatūrą iki 1 000 ° C. (1 832 ° F.) inertinėje ar mažinančioje atmosferoje-iš esmės aukštesnės nei fosforo turtingas EN (prieš pradedant ~ 400 ° C).
Ši nuosavybė naudinga komponentams, tokių kaip turbinų ašmenys ar išmetimo kolektoriai.
Aukščiausias apdirbimo po dengimo lankstumas
Gryni nikelio sluoksniai (Kietumas ~ HRC 40) Išlaikykite pailgėjimą 25 %, leidžiantis išgręžti, bakstelėjimas, arba tikslios varžytos savybės, kurias reikia pridėti po to.
Nusistovėjusi proceso infrastruktūra
Elektrolitinis nikelio danga yra subrendusi technologija, turinti plačiai prieinamą įrangą, standartizuoti testavimo protokolai (ASTM B689, AMS 2417),
ir supaprastintas reguliavimo laikymasis - tai yra nuspėjamas, Pakartojami rezultatai visose pasaulinėse tiekimo grandinėse.
Elektrolitinio nikelio dengimo trūkumai
- Nevienodas storis; Edės sukuria 30–50% daugiau nei įdubimai
- Prasta aklųjų skylių ir pobūdžių aprėptis
- Reikalauja laidžių substratų arba pradinio streiko sluoksnio
- Vidutinis atsparumas korozijai (200–500 valandų ASTM B117 druskos purškime)
- Generuoja nikelio turinčius nuotekas ir vandenilio dujas
4. Kas yra elektroninis nikelio danga?
Elektroliiškas nikelio danga yra pažengęs cheminis procesas, naudojamas nikelio lydinio dangos dozavimui daugelyje substratų, nereikia elektros srovės..
Skirtingai nuo elektrolitinio nikelio dangos, Ši technika priklauso nuo kontroliuojamos cheminio redukcijos reakcijos, kuri vyksta vandeniniame tirpale.
Jis plačiai naudojamas pramonės šakose, kurios reikalauja tikslios storio kontrolės, atsparumas korozijai, ir gebėjimas padengti sudėtingas geometrijas.
Cheminio mažinimo mechanizmas
Elektroninio nikelio dangos centre yra Autokatalitinė redokso reakcija.
Tipinėje vonioje, Nikelio jonai (Valgyti) yra sumažintos iki metalinio nikelio cheminiu būdu redukuojančiu agentu - dažniausiai dažniausiai natrio hipofosfitas (Gerai₂po₂). Bendra reakcija vyksta taip:
Valgyti + 2H₂po₂⁻ + H₂o → Laimingas + 2H₂po₃⁻ + H₂ ↑
Ši reakcija nusodina a Nikelio - fosforo lydinys ant bet kurio kataliziškai aktyvus paviršius, Sudarant nuoseklią ir prigludusią dangą.
Procesas prasideda tinkamai suaktyvintu substratu ir tęsiasi tolygiai per visus paveiktus paviršius.
Vonios kompozicija & Priežiūra
Praktiškai, Išlaikyti vonios sveikatą įrodo kritinė:
- Temperatūra: 85–95 ° C optimizuoja reakcijos kinetiką, nesumažėjęs hipofosfito.
- ph: 4.5–5.5 užtikrina stabilų nusėdimą; Dreifuojant už šių ribų, vonia „bėga“ ar krituliai.
- Papildymas: Operatoriai stebi metalo koncentraciją ir mažina agento lygį per dieną, Pakeičia panaudotą vonią po 1 000–2 000 L pralaidumo.
Priešingai, Elektropliuojančios vonios gali veikti mėnesius; Elektrolių sprendimai reikalauja intensyvesnės priežiūros, tačiau suteikia neprilygstamą vienodumą.
Autokatalitinis, Konforminis nusėdimas
Skirtingai nuo žvilgsnio elektrolitinių metodų, Elektroliiškos antklodės kiekvienas paveiktas paviršius, įskaitant akluosius skylutes, Vidaus kampuose, ir gilios įdubos.
Inžinieriai paprastai siekia storio vienodumo viduje ± 5 % per sudėtingas geometrijas, kuris virsta griežtesne matmenų valdymu ir dažnai pašalina apdirbimą po plokštelės.
Elektroninio nikelio dengimo pranašumai
Aukščiausias atsparumas korozijai
Nes en telkiniuose yra 8–12 masės % fosforas, Jie sudaro tvirtai prigludusias, Amorfinė struktūra, kuri smarkiai sulėtina ėsdinantį priepuolį-net ir chlorido turtingoje aplinkoje.
Atliekant ASTM B117 druskos purškimo bandymą, Aukšto fosforo EN dangos paprastai viršija 1 000 valandos neutralios druskos purškimo ekspozicijos su minimaliu duobiu, palyginti su 200–500 valandų Tipiškoms elektrolitinėms nikelio dangoms.
Išskirtinai tikslus indėlių storis
Elektroliiškas nikelio danga suteikia storio vienodumą viduje ± 2 µm per sudėtingas geometrijas, įskaitant gręžinius, aklosios skylės, ir povandenai.
Šis tikslumo lygis užtikrina griežtą matmenų valdymą-kritines tokiose programose kaip hidraulinės vožtuvo ritės ar degalų įpurškimo komponentai-be poreikio apdirbti po plokštelę.
Patobulintas EMI/RFI ekranas
Ištisinis, be tuštumos EN sluoksnis suteikia puikų elektromagnetinį trukdymą (EMI) ekranas.
A 25 µm Leiskite dengimą ant nemagnetinio substrato 40–60 dB susilpnėjimo 1–10 GHz diapazone,
Tai idealiai tinka aviacijos ir kosmoso ir telekomunikacijų korpusams, kur svarbiausia yra patikimas signalo vientisumas.
Sustiprintas kietumas ir ilgaamžiškumas
Kaip padengtas en rodo paviršiaus kietumą 550–650 HV, kurį galima dar labiau padidinti 800–1 000 HV per žemos temperatūros terminį apdorojimą (200–400 ° C.).
Šis kietumo ir kietumo derinys suteikia nusidėvėjimo sumažėjimą iki iki 70 % per negydytus plienus standartizuotuose kaiščio ant disko bandymuose.
Sumažinta paviršiaus randai per mažesnę trintį
Nikelio - fosforo matricos būdingas tepimas sumažina trinties koeficientą iki 0.15–0.20 (sausas slydimas).
Komponentai, tokie kaip pavarų rankovių ir kumštelio pasekėjai.
Puikus pasirinkimas gelbėjimui ir atnaujinimui
Išskirtinis EN telkinio vienodumas ir storio valdymas leidžia sukonstruoti susidėvėjusias ar per mažai.
Taigi didelės vertės pramoninių komponentų remonto ciklai gali būti išplėsti 30–50 %, sutaupyti reikšmingų gyvavimo ciklo išlaidų.
Sustiprintas lankstumas ir atsparumas trapiems gedimams
Nepaisant didelio kietumo, Fosforo turtingasis entunuminis-daugialypis-per pertrauką, paprastai svyruojant 3–6 %—Kuris sumažina įtrūkimą ar spragą po dinaminėmis apkrovomis.
Nuovargio tikrinant padengtas spyruokles, Dengtose pavyzdžiuose buvo pavaizduoti a 20 % ciklų iki nesėkmės pagerinimas, palyginti su nepadengtais bazinėmis linijomis.
Kibirkštle lydinio chemija
Sureguliuodami redukuojantį agentą (Hipofosfitas vs. Borohidridas) ir vonios priedai,
Formuliatoriai gali gaminti nikelio - fosforą, Nickel - Boron, arba kompozicinės dangos (pvz. su įterptomis SiC arba PTFE dalelėmis).
Šis lankstumas leidžia inžinieriams optimizuoti dangas pagal konkrečius reikalavimus, tokius kaip elektros laidumas, Magnetinis pralaidumas, arba savaiminis tepimas.
Elektroninio nikelio dengimo trūkumai
- Didesnės veiklos išlaidos: Chemikalai ir dažna vonios priežiūra padidina kvadratinio metro sąnaudas.
- Lėtesnis nusėdimo greitis: Palyginti su elektrolitine danga, Elektros energijos metodai užtrunka ilgiau - dažnai kelios valandos storoms dangoms.
- Sudėtingas atliekų apdorojimas: Išleistose voniose yra fosforo šalutinių produktų, kuriems reikalingas specialus tvarkymas.
- Intensyvesnis stebėjimas: Dienos PH patikrinimai, Nikelio koncentracija, o stabilizatorių lygis yra būtinas norint išvengti vonios skilimo.
5. Elektroninio vs dangos charakteristikos. Elektrolitinis nikelio danga
Renkantis nikelio dengimo metodą, Labai svarbu palyginti dangos charakteristikas, apibrėžiančias našumą ir patikimumą.
Nors abu procesai naudoja nikelį paviršiams, Gautos dangos labai skiriasi mikrostruktūra, vienodumas, mechaninis elgesys, ir sukibimas.
Mikrostruktūra & Kompozicija
- Elektrolitinis: Gamina kristalinius nikelio grūdus; Tipinis grūdų dydis 0,5–2 μm.
- Elektros: Generuoja amorfinę arba mikrokristalinę Ni - P matricą, kurioje yra 8–12 masės % fosforas; Kietumas 550–650 HV.
Storio vienodumas
Vienas reikšmingiausių skirtumų yra dangos pasiskirstymas:
- Elektroliiškas nikelio danga teikia Puikus vienodumas, Storio keitimas paprastai yra ± 2–5% per sudėtingus paviršius.
Taip yra dėl jo autokatalitinio, Nekreipiamojo nusėdimo mechanizmas, kurie padažo vidinius skersmenis, aklosios skylės, ir sudėtingos savybės be lokalizuoto kaupimosi. - Elektrolitinis nikelio danga, pagal savo žvilgsnio nusėdimo prigimtį, linkęs būti nevienalytis.
Kraštai ir kampai gauna storesnes dangas, kartais 30–50% daugiau nei įleidžiamos ar užtemusios vietos. Tam gali reikėti kompensacijos po arba projektavimo arba projektavimo.
Sukibimas & Ausmingumas
- Elektros dangos Parodykite stiprų sukibimą, kai tinkamai paruošti ir suaktyvinti substratai.
Tačiau, Jie linkę būti Mažiau kalimo nei elektrolitiniai telkiniai, ypač esant aukštesniam fosforo lygiui. Per didelis vidinis įtempis gali sukelti įtrūkimą ar delaminaciją, jei jis nebus tinkamai kontroliuojamas. - Elektrolitinės dangos Paprastai pasiūlyti geresnis lankstumas ir yra labiau pritaikomi formavimui, lenkimas, ar suvirinimas.
Sukibimas paprastai yra puikus, ypač švariai, laidūs substratai, Tačiau dėl prasto paviršiaus paruošimo vis tiek gali kilti tokių problemų kaip pūslė ar lupimas.
Vidinis stresas ir poringumas
- Elektroliiškas nikelis Dangos gali būti suformuluotos taip, kad būtų žemas ar net gniuždomasis vidinis įtempis, Sumažinus įtrūkimo riziką.
Jie taip pat yra labai ne poorė, padaryti jiems puikias kliūtis prieš korozinę aplinką. - Elektrolitinis nikelis indėliai dažnai kenčia tempimo vidinis stresas, o tai gali sukelti įtrūkimą po mechaninėmis ar šilumomis.
Poringumas taip pat gali būti problema, Ypač ryškiuose nikelio sluoksniuose, mažinant apsaugą nuo korozijos, nebent būtų peržengta ar uždaryta.
6. Elektros energijos veikimo palyginimas VS. Elektrolitinis nikelio danga
Atsparumas korozijai
Atliekant purškimo bandymus (ASTM B117), 25 µm en dangos atlaiko > 1 000 valandos prieš nesėkmę, kadangi lygiaverčiai elektrolitiniai nikelio sluoksniai sugenda tarp 200–500 valandų.
Amorfinės Ni - P struktūros blokuoja chlorido jonų difuzijos kelius, Aukščiausio EN rezultatas.
Kietumas & Atsparumas nusidėvėjimui
- Elektrolitinis ni: Kaip dengtas kietumas ~ 200 HV; Šiluminis apdorojimas gali padidinti kietumą iki ~ 400 HV.
- Elektroless Ni - P: Aspektas kietumas 550–650 HV; Senėjimas po plokštelės 200–400 ° C padidėja kietumas iki 800–1 000 HV.
Todėl, Dengtos pavaros yra 50–70% mažesni nusidėvėjimo normos atliekant DISK bandymus su DISK bandymais.
Trintis & Tepalas
Elektroless Ni - P suteikia mažą trinties koeficientą (0.15–0.20 sausa), Sumažinimas ir gąsdinimas.
Priešingai, Elektropliuotas nikelis rodo 0,30–0,40 koeficientus, dažnai reikia papildomo tepimo.
Litavimo galimybė & Laidumas
- Elektrolitinis: Gryni nikelio telkiniai siūlo elektros atsparumą tiek mažai 7 µΩ · cm ir puikus litavimo drėgnumas, Palaiko „Tin-Lead“ ir be švino procesus.
- Elektros: Ni - P dangos turi didesnę varžą (10–12 µΩ · cm) ir reikalauti plonų streiko sluoksnių, kad būtų optimalus litavimo galimybė.
7. Elektros energija vs. Elektrolitinis nikelio danga: Pagrindiniai skirtumai
Suprasti kritinius skirtumus tarp elektrolijos vs. Elektrolitinis nikelio danga yra būtina norint pasirinkti tinkamiausią paviršiaus apdailos metodą.
Santraukos lentelė
| Savybė | Elektroliiškas nikelio danga | Elektrolitinis nikelio danga |
|---|---|---|
| Maitinimo šaltinis | Nėra (Cheminė reakcija) | Išorinė srovė |
| Nusodinimo vienodumas | Puiku | Vargšas (priklausomybė nuo geometrijos) |
| Substrato suderinamumas | Laidumas & nelaidus | Tik laidus |
| Atsparumas korozijai | Aukštas (ypač turint aukštą P kiekį) | Vidutinis |
| Atsparumas nusidėvėjimui | Aukštas | Kintamasis |
| Kietumas (kaip padengtas) | 500–600 HV | ~ 200–300 HV |
| Kietumas (termiškai apdorotas) | Iki 1000 HV | Iki 500–600 HV (su legaliu) |
| Ausmingumas | Žemas ar vidutinio sunkumo | Aukštas |
| Kaina | Aukštesnis | Žemiau |
| Dengimo greitis | Lėtesnis | Greičiau |
8. Pasirinkus geriausią jūsų programos dengimo tipą
- Sudėtingos geometrijos → Elektrolija, vienodai aprėpti
- Aukštos apimties, Pigūs bėgimai → Elektrolitinis, Dėl greičio ir ekonomiškumo
- Ekstremali korozija/nusidėvėjimo aplinka → Elektrolija, už ilgalaikę apsaugą
- Aukštos temperatūros paslauga (> 400 ° C.) → Elektrolitinis, Šiluminio stabilumui
- Elektros/litavimo reikalavimai → Elektrolitinis, Dėl laidumo ir litavimo
9. Langhe nikelio dengimo paslaugos
Langhe pramonė suteikia aukštos kokybės Elektroliiškas nikelio danga ir Elektrolitinis nikelio danga Lėtinių ir apdirbtų komponentų paslaugos, užtikrinant išskirtinį paviršiaus našumą, atsparumas korozijai, ir matmenų tikslumas.
Su pažangiomis proceso valdymu, Pramonės standartinis atitiktis, ir gilus chemijos padengimo supratimas,
Langhe yra pasirengęs patenkinti reikalaujančius sektorių, tokių kaip automobilių, reikalavimus, kosmoso, aliejus & dujos, ir tikslumo inžinerija.
Nesvarbu, ar jūsų taikymas reikalauja vienodos aprėpties ir didesnio atsparumo nusidėvėjimui, ar yra nikelio, ar greitas, Ekonomiški elektrolitinio nikelio pranašumai,
Langhe Pateikia patikimą, nuoseklus, ir pritaikytos paviršiaus procedūros, kad prailgintų produkto tarnavimo laiką ir pagerintų našumą.
10. Išvada
Apibendrinant, abu elektrolitiniai vs. Elektroliiškas nikelio dengimas siūlo įtikinamus pranašumus įvairiose pramonės šakose.
Kol Elektrolitinis dengimas išsiskiria pralaidumu, ekonominis efektyvumas, ir sujungimas, Elektroninis dengimas pralenkia vienodumą, atsparumas korozijai, Ir dėvėkite kietumą.
Kruopščiai įvertindamas dalies geometriją, Našumo tikslai, ir ekonominiai suvaržymai, Inžinieriai gali panaudoti tinkamą nikelio dengimo techniką, kad padidintų komponentų ilgaamžiškumą ir funkcionalumą.
DUK
Kuris dengimo metodas yra geresnis atsparumui korozijai?
Elektroliiškas nikelio danga, ypač su aukšto fosforo kiekiu, suteikia didesnį atsparumą korozijai ir idealiai tinka atšiauriems ar jūrų aplinkai.
Ar „Langhe“ gali tepti nikelio dengimą aliuminio ar plastikinėms dalims?
Taip. Su tinkamu paviršiaus aktyvacija, Langhe gali tepti elektrolijos nikelio dengimą nelaidžiuose substratuose, tokiuose kaip plastikas, ir metalams, tokiems kaip aliuminis, kuriuos paprastai sunku plokšteliuoti naudojant elektrolitinius metodus.
Kokį dangos storis gali pasiekti?
Langhe siūlo pritaikytą storią, atsižvelgiant į taikymo poreikius.
Tipiškos elektrolijos nikelio dangos yra nuo 5 į 50 mikronai, tuo tarpu elektrolitinės dangos gali būti koreguojamos pagal dengimo laiką ir srovės tankį.
Kaip „Langhe“ užtikrina kokybę ir nuoseklumą?
Langhe naudoja pažangų proceso stebėjimą, Vonios chemijos kontrolė, ir kokybės testavimas (tokių kaip kietumas, storis, ir sukibimo testai) Siekiant užtikrinti, kad kiekviena padengta dalis atitiktų griežtas specifikacijas ir pramonės standartus.
Kiek trunka per apyvartos laikas?
Standartinis posūkis yra 5–7 Darbo dienos, Tačiau pagreitintos paslaugos yra prieinamos remiantis projekto skubumu ir apimtimi.
Ar „Langhe“ gali teikti paslaugas po dengimo, pavyzdžiui, termiškai apdoroti ar pasyvuoti?
Absoliučiai. Langhe pasiūlymai Tarmacijos apdorojimo po dengimo, pasyvavimas, poliravimas, ir apdirbimas Norėdami patenkinti galutinio naudojimo reikalavimus ir pagerinti našumą.
Kaip paprašyti citatos ar konsultacijų?
Galite susisiekti Langhe Tiesiogiai per mūsų svetainę, el. Paštas, ar telefonas. Mūsų techninė komanda peržiūrės jūsų brėžinius ir reikalavimus, kad pateiktumėte pritaikytą sprendimą ir išsamią kainą.
