آبکاری نیکل

امروزه آبکاری نیکل جزئ لاینفک زندگی مدرن بشر امروز گردیده است ودر بخشهای مختلف وفراوانی مانند شیرآلات ساختمانی ، دستگیره وابزار ویراق ، مبلمان ومیز وصندلی ، قطعات خودرو ، لوستر وآباژور ، فریم عینک و..... به شکل براق، نیمه براق ومیکروپوروس مورد استفاده قرارمیگیرد .

در آبکاری نیکل بطور همزمان دو هدف عمده مورد نظر میباشد ابتدا شکل وفرم زیبا وجذاب ودیگری افزایش طول عمر قطعات ومقاوت آنها در برابر خوردگی در شرایط اب وهوایی مختلف ومقاومت در برابر اب شور ، بخار و گرما .

نویسنده : مدیر سایت

درباره آبکاری نیکل بیشتر بدانید

شرکت سپهرافروزشیمی با ارائه فرآیندهای آبکاری ذیل تلاش دارد قطعات آبکاری شده ، از کیفیت بسیار بالا برخوردار گردند و در زمانی کوتاه ومورد رضایت مشتری ، پوششی از یک لایه نازک ، براق ، شفاف ، با چسبندگی عالی وکروم پذیری بالا از نیکل را بوجود آورند. .

لیست مطالب

1-الکترولیت - شرایط عملیاتی

2-تجهیزات ومراحل کار

3-نحوه راه اندازی وان های آبکاری

4-آلاینده ها ، نحوه کنترل ،رفع عیب

5-آزمایش هول سل

6- روش انالیز

7-ایمنی وبهداشت کار

جدول الکترولیت و افزودنیها

اجزای الکترولیت	مقدار بهینه برای وان ثابت	مقدار بهینه برای وان گردون
نیکل سولفات	g/l 300	g/l 200
نیکل کلراید	g/l 50-60	g/l 60-70
بوريك اسيد	g/l 50-60	g/l 50-60
براقی	ml/l 1/0-2/0	ml/l 1/0-2/0
نرم كن	ml/l 8	ml/l 8
کفی هوایی	ml/l 4	ml/l 4
كفي گيربكسي	ml/l 4	–––

بازگشت به اول

2. شرایط عملیاتی:

پارامتر	دامنة قابل قبول	مقدار بهینه
دما	oC 50-65	oC 60
pH براي قطعات آهني و برنجي	4/0-4/6	4/4
دانسیته جریان کاتدی در وان ثابت	A/dm2 1-6	A/dm2 4
نسبت سطح آند به کاتد	1:1-1:2	1:1

توضیح:

2-1- استفاده از پمپ هوا در وانهای ثابت یا حرکت رفت و برگشتی کاتد (جهت جابجایی الکترولیت مجاور کاتد)، یک ضرورت انکار ناپذیر است وکیفیت پوشش را بهبود قابل ملاحظهای خواهد داد.

2-2- فیلتراسیون مداوم الکترولیت کیفیت پوشش را بهبود قابل ملاحظهای خواهد داد.

2-3- کنترل و تنظیم مستمر pH الکترولیت ضروری است و بر کیفیت پوشش تأثیر قابل ملاحظه

بازگشت به اول

تجهیزات مورد نیاز

وان آبکاری : برای ساخت وان آبکاری میتوان از استیل کمکربن استفاده نمود، اما به منظور پیشگیری از بروز خوردگی در محیط اسیدی الکترولیت، باید وان و اتصالات آنرا با یک پوشش پلیمری مناسب عایق نمود.

آند : جنس آند را میتوان از تختههای نيكل با خلوص 99/99 درصد استفاده نمود.

تسمه آندی : این تسمهها بهتر است از مس باشند و بخشهای غیر عملیاتی آنها با پوشش پلیمری پوشانیده شده تا از ورود مس به وان جلوگیری گردد.

همزدن : استفاده از پمپ هوا در وانهای ثابت یا حرکت رفت و برگشتی کاتد (جهت جابجایی محلول مجاور کاتد)، ضروري است.

فیلتراسیون : توصیه میشود با استفاده از فیلترهای 15-5 میکرون پلیپروپلین، محلول الکترولیت به طور مستمر یا حداقل در مقاطع نه چندان با فاصله زياد فیلتر گردد، به طوری که الکترولیت همواره شفاف وزلال دیده شود.

6- یکسو کننده جریان : معمولاً یکسو کنندههای با توان ایجاد حداقل 12 ولت برای این منظور مناسب میباشند. البته حجم وان ، شکل وحجم قطعات موجود در کاتد تعیین کننده اصلی ونهایی وتوان دستگاه میباشد.

- اتصالات فلزی : باید تحمل جریانهای بالا را داشته باشد و در اثر جریان بالا داغ و در نتیجه اکسید نشوند.

سیستم تنظیم دما : پیشنهاد میشود وانها مجهز به سیستمهای لولهکشی جریان گرم کننده از جنس تيتانيم باشند تا بتوان دمای وان را در محدوده مجاز کنترل نمود.

9- سیستم تهویه : به دلیل آزاد شدن گاز هیدروژن در کاتد، توصیه میشود سیستم تهویه در بالای وان (ترجیحا بالای کاتد) پیشبینی و اجرا شود. این سیستم علاوه بر کمک به وضعیت تنفسی کارگران، مانع جمع شدن گاز هیدروژن گردیده و احتمال انفجار را مرتفع مینماید.

مراحل کار:

1- زنگزدايي با استفاده از فروكلين

2- شستشو با آب

3- چربیگیری و غبارزدایی از قطعات مورد آبکاری با استفاده از چربیگیر گرم ویژه 13120

4- شستشو با آب

5- چربیگیری الکتریکی: آندی قطعات جهت اطمینان از برداشته شدن برادههای فلزی يا زنگ از روی آنها با استفاده از چربیگیری الکتریکی 13210

2-7- شستشو با آب

2-8- حساس كردن قطعه با فرو بردن آن در محلول 10% سولفوريك اسيد به مدت 3 ثانيه

2-9- شستشو با آب

2-10- آبکاری

2-11- شستشو با آب

2-12- شستشو با آب

2-13- خشک کردن

حال قطعه براي پوششهاي تكميلي نظير كروم، طلا، نيكل مشكي، نقره و ... آماده ميباشد.

بازگشت به اول

نحوه راه اندازی وان آبکاری

1- وان آبکاری را ابتدا کاملا شستشو و تمیز میکنیم وسپس نصف حجم وان را با آب مقطر پر نموده وسپس با استفاده از المنت ویا مبدل حرارتی دمای آب به حدود oC 60 میرسانیم.

2- مقدار مورد نیاز از نمکهای نیکل سولفات ، نیکل کلراید و بوریک اسید را بر حسب حجم وان وبا استفاده از جدول الکترولیت محاسبه وبه ترتیب به آب وان اضافه نموده و در هر مرحله به خوبی هم زده تا کاملا حل گردند.

3- مقدار آب مورد نیاز وان را ( با توجه به حجم کل الکترولیت ) محاسبه وسپس مقدار باقیمانده را به وان اضافه نموده و هم میزنیم تا کاملاً حل گردد.

4- با استفاده از محلول رقیق پتاسیم هیدروکسید، pH در محدوده مجاز تنظیم میگردد.

5- وان در حالت گرم به مدت 12 ساعت استراحت داده میشود و سپس با استفاده از فیلتر مناسب صاف میشود.

6- افزودنی های مورد نیاز شامل براقی ، نرم کن و کفی را بر اساس جدول الکترولیت محاسبه وهمراه با همزدن به وان آبکاری نیکل اضافه میکنیم .

7- با انجام تست هول سل از الکترولیت فوق ، از درستی روش کار ، مراحل اجرایی و اجزاي تشکیل دهنده الکترولیت اطمینان حاصل میگردد ، و در صورت عدم وجود مشکل میتوان با آسودگی آبکاری قطعات را آغاز نمود.

توجه مهم :

جهت راهاندازی وانهای نیکل رعایت نکات ایمنی و استفاده از دستکش، عینک، پیش بند و چکمههای لاستیکی مناسب الزامی است.

بازگشت به اول صفحه

بازگشت به اول

آلاینده ها ، نحوه کنترل وحذف الودگی ، عیب یابی ورفع عیب در وان نیکل

آلایندهها:

فلزاتی نظیر آهن، کروم، کادمیم ، روی و مس ... به دو دلیل وارد وان آبکاری میگردند

الف بدلیل عدم بکارگیری روش های صحیح ودقیق شستشوی قطعات ونیز الودگی عمومی کارگاه صورت میپذیرد .

ب : از طریق خوردگی سطحی قطعات هنگام آبکاری در الکترولیت نیکل بصورت محلول درآمده وبه مرور زمان با افزایش عمر وکارکرد الکترولیت غلظت آلاینده ها افزایش یافته وموجب بروز اشکالاتی در روند آبکاری وکیفیت پوشش نیکل در سطح قطعه میگردند .

کنترل الودگی :

پیشگیری از ورود فلزات آلاینده به وان بهترین روش کنترل الودگی است ، اما استفاده دورهای از محلول تصفیه (پایان هرهفته ) جهت حذف این ناخالصیها توصیه میشود. اما غلظت اين ناخالصيها پس از مدتی به حدی افزایش می یابند که تصفیه کننده ها نیز قادر به کنترل آنها نخواهند بود ودر این حالت بکار گیری روش های حذف این الودگی ها لازم وضروری میگردد که با استفاده از روشهای ذیل میتوان به طور ثمر بخشی الودگی الکترولیت نیکل را حذف نمود .

3- الف حذف الودگی با روش صفحه گذاري :

ورقه آهنی به ضخامت 2میلیمتر وعرض نیم متر وطول تقریبی یک متر را بصورت تاخورده و موجدار ( کرکره ای ) در آورده ودر قسمت کاتد وان نیکل داخل الکترولیت به مدت 24 – 48 ساعت قرار داده و شدت جریانی معادل 3/0 آمپر بر دسیمتر مربع اعمال میگردد و سطح آند را به کمترین حد ممکن کاهش میدهیم. همزدن محلول و pH کمتر از 4 به موفقیت این روش و انجام ثمربخش آن کمک بسیاری خواهد کرد. آلودگی ناشی از کروم فقط از طریق روشهای خاص قابل برطرف شدن میباشد که با مراجعه به آزمایشگاه شرکت سپهر افروز شیمی میتوان مشاوره لازم را گرفت.

3-ب حذف الودگی با روش اکسیداسیون :

آلودگی ناشی از آهن و آلودگیهاي آلی ناشی از واکسهای پرداختکاری، دترجنتهای موجود در شویندهها و افزودنیهای غیر استاندارد را نيز میتوان به روش زیر برطرف نمود:

ابتدا pH وان را با استفاده از اسید سولفوریک رقیق تا 8/3 کاهش داده سپس 2-1 گرم بر لیتر پرمنگنات پتاسیم یا 3-2 میلی لیتر در لیتر آب اکسیژنه به محلول اضافه میگردد و محلول حداقل به مدت یک ساعت هم زده میشود سپس pH محلول را با استفاده از محلول رقیق پتاسیم هیدروکسید تا 2/5 بالا میبریم و مقدار 3-2 گرم در لیتر

کربن اکتیو به محلول اضافه میکنیم و حداقل به مدت 2 ساعت محلول را به خوبی هم میزنیم. پس از این به مدت 12 ساعت به محلول استراحت داده میشود تا ذرات نامحلول رسوب نماید. سپس تا آنجایی که محلول هم نخورد به وان دیگری منتقل و باقی مانده را با فیلتر صاف میکنیم.

4- نحوه رفع ایرادهای وان:

نوع عیب

علت بروز اشکال

رفع اشکال

1- پوشش پوستهی شود

الف- مصرف بیش از حدبراقی

ب- فشار هوا زیاد است

ج- ناخالصیهای فلزی

الف- حذف ناخالصیها با استفاده از ورقه آهنی موج دار یا رقیق کردن الکترولیت

ب- کنترل فشارهوا

ج- استفاده از ورقه آهنی موج دار یا روش اکسیداسیون به وسیله H₂O₂ (آب اکسیژنه)

2- پوشش زبر است

الف- ذرات معلق در محلول

ب- مقدار اسیدبوریک زیاد است

الف- فیلتراسیون محلول و کنترل کیسههای آند

ب- تنظیم اسیدبوریک محلول

3- پوشش خشک و شکننده است

الف- چربیگیر ضعیف است

ب- PH یا پایین است یا بالا

ج- اسیدبوریک و نیکل پایین است

د- مصرف بیش از حد براقی یا کم بودن نرم کن

الف- پروسه چربی گیری کنترل شود.

ب- درجه PH تنظیم گردد.

ج- مقدار اسیدبوریک و نیکل در محلول تنظیم گردد.

د- با استفاده از ورقه آهنی موجدار، مقدار براقی کاهش یابد یا نرم کن اضافه شود.

4- سوختگی پوشش

الف- پایین بودن میزان اسیدبوریک و فلز نیکل

ب- پایین بودن دما

ج- تراکم جریان بالا

د- بالا بودن PH

هـ- پایین بودن میزان براقی

و- آلودگی ناشی از آهن

الف- مقداراسیدبوریک و فلز نیکل در محلول تنظیم گردد

ب- درجه حرارت تنظیم شود

ج- کاهش تراکم جریان

د- تنظیم PH

هـ - افزودن براقی

و- روش اکسیداسیون

5- سطح پوشش متخلخل است

الف- پایین بودن مقدارکفی

ب- پایین بودن میزان اسیدبوریک و فلز نیکل

ج- پایین بودن دما

د- تراکم جریان هوا

هـ- چربی گیری ضعیف

و- بالابودن یا پایین بودن PH

ز- براقی بیش از حد

ح- همزدن نامناسب

ط- آلودگی آلی

ی- آلودگی ناشی از آهن

الف- مقدارمناسب از کفی افزوده شود

ب- مقداراسیدبوریک و فلزنیکل در محلول تنظیم گردد

ج- دماتنظیم شود

د- کاهش تراکم جریان

هـ- فرایند چربی گیری کنترل شود

و- PH تنظیم شود

ز- ورقه آهنی موجدار در کاتد قرار داده شود

ح- روش همزدن کنترل گردد

ط- روش اکسیداسیون + کربن فعال

ی- روش اکسیداسیون

6- ضعیف بودن قدرت پرتاب

الف- PH پایین

ب- دمای پایین

ج- مناسب نبودن مقداربراقی و نرمکن

د- پایین بودن فلز نیکل

هـ- آلودگی آلی

و- آلودگی ناشی از آهن

الف- تنظیم PH

ب- کنترل دما

ج- انجام تست Hull cell و افزودن مقدارمناسب افزودنیها

د- افزایش مقدار فلزنیکل از طریق NiCl₂

هـ- روش اکسیداسیون

و- روش اکسیداسیون

7- ماتی و کدری در نواحی با شدت جریان بالا

الف- کمبود فلز نیکل

ب- PH پایین

ج- دمای پایین

د- کمبود میزان براقی

الف- افزایش مقدار نیکل

ب- تنظیم PH

ج- تنظیم دما

د- افزودن براقی

8- مه و دودی شدن پوشش در نواحی با شدت جریان بالا

الف- پایین بودن کلراید

ب- پایین بودن سطح آند

ج- آلودگی آلی

د- عدم اتصال مناسب قطعه به کاتد

الف- افزایش یون کلراید

ب- افزایش آند

ج- روش اکسیداسیون

د- کنترل

9- عدم آبگیری قطعات

الف- معیوب بودن رکتیفایر

ب- معکوس شدن جریان

ج- آلودگی ناشی از کروم و یون نیترات

الف- کنترل رکتیفایر

ب- کنترل رکتیفایر

ج- با ارسال نمونه به آزمایشگاه شرکت سپهرافروزشیمی مشاوره لازم دریافت گردد

بازگشت به اول

تست هول سل

تست هول سل یکی از ابزارهای مهم در تشخیص سلامت و عملکرد وانهای آبکاری است. لذا با شبیهسازی شرایط آبکاری صنعتی در قالب تست هول سل میتوان ضمن تشخیص وضعیت وان در کنار آنالیز شیمیایی و آگاهی از پیشینه وان، راهکار بهبود آنرا تعیین نمود.

برای تست هول سل تجهیزات زیر مورد نیاز است:

هول سل
صفحه نيكل به ابعاد 7×5 سانتی متر به عنوان آند
صفحه برنجي گیلانس شده به ابعاد10×7 سانتیمتر به عنوان کاتد
یکسو کننده آزمایشگاهی
مدت آبکاری: 10 دقیقه
دما: oC 65-55
هم زدن: با استفاده از پمپ هوا محلول مجاور کاتد توصیه میشود

روش تست هول سل: 250 میلیلیتر از محلول الکترولیت نیکل را تا 60 درجه گرم نموده و به درون هول سل انتقال میدهیم (بدین ترتیب cm 5 از آند و کاتد درون محلول قرار میگیرند). آند و کاتد ( کاملا چربیزدایی و جرمزدایی شده ) را درون هول سل قرار میدهیم

یکسو کننده را روشن نموده و آند را به قطب مثبت و کاتد به قطب منفی متصل میکنیم ، دانسیته جریان را روی 2 آمپر و5 ولت تنظیم نموده و به مدت 10 دقیقه آبکاری انجام میشود. پس از پایان آبکاری، کاتد با آب شستشو داده شده و کاملا را سشوار خشک میگردد.

در شرایط استاندارد ، پوشش نیکل در سرتاسر کاتد باید براق ، شفاف ، سفید ویکنواخت باشد . در غیر اینصورت هر گونه اشکالی که در ظاهر صفحه مشاهده شود میتواند دال بر ایراد خاصی در وان نیکل مورد آزمایش باشد و باید توسط افراد باتجربه وصاحب نظر در زمینه آبکاری نیکل مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته و وان نیکل عیب یابی شود.

بازگشت به اول

آنالیز الکترولیت نیکل

1- اندازه گیری نیکل کلراید:

مقدار 5/2 میلی لیتر از نمونه را برداشته و به ترتیب به آن 50 میلیلیتر آب مقطر و 2-1 ميليليتر محلول سدیم کرومات 10٪ اضافه کرده و در هر مرحله به طور کامل حل مینماییم و سپس توسط محلول (M 1/0) AgNO3 تیتر میکنیم. نقطه پایان تیتراسیون تبديل رسوب زرد رنگ به رسوب آجری کمرنگ میباشد.

میزان روی از رابطه زیر محاسبه میگردد:

(NiCl₂.6H₂O) A (g/l) = 4.75*V_AgNO3

2- اندازهگیری نیکل سولفات:

مقدار 5/0 میلیلیتر از نمونه را برداشته و به ترتیب به آن50 میلی لیتر آب مقطر، 10 میلیلیتر تامپون (10= pH) و در نهایت کمی معرف موراکساید اضافه ميكنيم و در هر مرحله به طور کامل حل مینماییم و سپس توسط محلول (0.05M) EDTA تیتر میکنیم که نقطه پایان تیتراسیون تغییر رنگ محلول از قهوهای کمرنگ به بنفش میباشد.

میزان سولفات نیکل (B) از رابطه زیر محاسبه میگردد:

(NiSO₄.6H₂O) B (g/l) = 26.3*V_EDTA – 1.1*A

3- اندازه گیری بوریک اسید:

يك میلیلیتر نمونه را برداشته و به ترتیب به آن cc 50 آب مقطر، 4 قطره معرف برموکروزول و سپس یک قاشق قند مانیتول اضافه کرده و در هر مرحله به طور کامل حل مینماییم و سپس توسط محلول M 1/0 سود تیتر میکنیم. نقطة پایان تیتراسیون تغییر رنگ محلول از زرد به بنفش میباشد.

میزان اسید بوریک از رابطه زیر محاسبه میگردد:

(H₃BO₃) C(g/l) = 6.18*V_NaOH

بازگشت به اول

ملاحظات ایمنی وبهداشت کار

مواد شیمیایی مورد استفاده در فرایند آبکاری نیکل اعم از الکترولیت ، افزودنیهاي وسایر مواد شیمیایی مصرفی حاوی ترکیباتی مضر و بعضا خطرناک برای سلامتی هستند و ممکن است سبب سوزش پوست، چشم یا مجاری تنفسی گردند. لذا اشخاصی که با این مواد سر و کار دارند باید همواره از روپوش یا لباس کار مناسب برخوردار بوده و از لوازم و وسایل ایمنی نظیر عینک، کفش، دستکش و نظایر آن که مانع از تماس مستقیم مواد با بدن میشوند استفاده نمایند.

در صورت تماس محلولها با چشم ، آنها را حداقل 15 دقیقه با آب سرد دوش چشمی شستشو داده و به پزشک مراجعه گردد و در صورت تماس با پوست نیز حدود 15-5 دقیقه با آب سرد شستشو داده و در صورت نیاز به پزشک مراجعه گردد. در صورت بلعیده شدن مواد سریعا به پزشک مراجعه گردد.

مطالعه سند MSDS مواد پیش از کار میتواند از بروز بسیاری از سوانح و خسارات جلوگیری نماید.

بازگشت به اول

مطالب مرتبط