Az alumínium meglehetősen elterjedt a különböző iparágakban, mivel előnyei közé tartozik, hogy könnyű, korrózióálló és erős. A felülete azonban reaktív, és bizonyos esetekben hiányozhat a kopásállóság vagy a keménység, hogy megfeleljen bizonyos ipari alkalmazásoknak. Itt lép be a képbe az alumínium elektrolízis nélküli nikkelezése - egy olyan felületkezelési eljárás, amely nagymértékben javítja az alumínium teljesítménytulajdonságait.

A cikk az alumínium elektrolízis nélküli nikkelezésének tudományát, előnyeit, technikáit és kihívásait, az eljárás mögött álló tudományt, az eljárás előnyeit, az eljárás során alkalmazott technikákat és az eljárás ipari felhasználását vizsgálja. A gyártási szakembernek, akinek tudnia kell, hogyan lehet hatékonyan nikkelezni az alumíniumot, vagy esetleg a kíváncsi mérnöknek, nagy hatása van a termék tartósságára és teljesítményére, csak azért, mert tudja, hogyan kell csinálni.

Mi az az elektrolízis nikkelezés?

Az elektrolízis nélküli nikkelezés egy olyan kémiai feldolgozási technika, amely során egy nikkel-foszfor ötvözetet vagy nikkel-bór ötvözetet külső elektromos áram alkalmazása nélkül helyeznek el egy felületre. A hagyományos galvanizálással szemben ez egy fenntartott kémiai reakció révén történik, amely egyenletes és konzisztens bevonatot eredményez, függetlenül az alkatrész geometriájától vagy alakjától.

Az alumíniumra alkalmazva a termék az úgynevezett nikkelezett alumínium része, amelynek minden értéke megnövekedett: kopásállóság, keménység és korrózióállóság. A technika a megbízhatóság és a sokoldalúság miatt elterjedt az autóiparban, a repülőgépiparban és az orvosi, valamint az elektromos alkalmazásokban.

Mi az oka annak, hogy az alumíniumra elektrolízis nélküli nikkelezést alkalmaznak?

Az alumínium hajlamos oxidfilmet képezni a felületén, ami akadályozhatja az anyagok pontos bevonatolását. Előkezelési folyamatok és aktiválási lépések sorával azonban elérhető, hogy az alumínium olyan jelölt legyen, amely alkalmas arra, hogy nikkellel együtt elektrolízises galvanizálási eljárás során lerakódjon.

Az alábbiakban ismertetjük az elektrolízis nélküli nikkelezés alumíniumra történő alkalmazásának előnyeit:

• Egyenletesen egyenletes bevonatvastagság: Még összetett geometria esetén is egyenletes nikkelvastagságot ér el.
• Fokozott korrózióállóság: A nikkel-foszfor bevonat megakadályozza az alumíniumot érő korróziós környezetet.
• Keménység: Az elektornikkel bevonatok keménysége a következő szintre hozható kemény króm egyszer felmelegítve.
• Nincs szükség áramra: Ez a meghatározott alkalmazások egyszerűsített beállítását és költségeit teszi szükségessé.

Az alumínium nikkelezésének folyamatában érdekelt iparágak általában az elektródás eljáráshoz folyamodnak, stabilitásuk és kiszámíthatóságuk miatt.

Alumínium eljárás elektrolízis nélküli nikkelezéssel

Az alumínium nikkelezése olyan kémiai leválasztási eljárás, amely pontos felület-előkészítést és jól szabályozott kémiai folyamatokat igényel a nikkelbevonat hosszú élettartamúvá tétele érdekében. Az alumínium természetes módon passziváló oxidbevonatot hoz létre, ezért gondoskodni kell arról, hogy a nikkelbevonat megfelelően megtapadjon. A lépéseknek ezt a sorrendjét kell követni:

1. Tisztítás és zsírtalanítás

Az alumínium alkatrészt egy ruhával lemossuk, hogy eltávolítsuk az olajokat, a port és más szennyeződéseket. Ez általában lúgos tisztítószerekkel vagy ultrahangos tisztítórendszerrel történik. A felületnek tiszta fémnek kell lennie, a murráknak mentesnek kell lenniük minden maradéktól, mivel ez megzavarhatja a bevonat tapadását.

2. A felszínt bevésik

A bevonandó alkatrészt zsírtalanítani lehet, majd lúgos oldatban (pl. nátrium-hidroxid) maratni. Ez eltávolítja a természetesen képződött alumínium-oxid réteget, és egy kissé érdesített felületet is hagy, hogy lehetővé tegye a nikkel jobb mechanikai kötését.

3. Kiszemezelés

A maratás során nem fémes maradványok [oxidok és intermetallikus anyagok] maradhatnak vissza, amelyeket más néven füstnek neveznek. Az ilyen szennyeződések eltávolítására salétromsavas vagy kénsavas desmut oldatot használnak, amely kémiailag tiszta alumínium felületet hagy maga után.

4. Cinkát kezelés

Ez egy nagyon kritikus lépés az alumínium elektrolízis nélküli nikkelezésénél. Az alumíniumkomponenst cinkátoldatba áztatják, ezáltal az oxidfilmet egy vékony cinkréteggel helyettesítik. Ez egy kötőközeg, amelyet egy cinkréteg helyez közbe az alumínium és a leendő nikkelbevonat közé. A két cinkátos művelet gyakori, különösen a nagyáramú alkalmazásoknál: az első cinkréteget lecsupaszítják és újra felhordják a tapadás növelése érdekében.

5. Nickel Strike (opcionális)

Alkalmanként, amikor a nagyfokú tapadás kritikus, az elektrolízis oldat előtt vékony elektrolitikus (más néven nikkelcsapás) bevonatot helyeznek el. Ez erősebben kötődik az elektrolízis nélküli nikkelbevonat a cinkbevonatú alumínium felületéhez.

6. Elektrolízis nélküli nikkelezés

Az alkatrész meleg elektrolízis nélküli nikkelfürdőben (általában 85-95 C-on) melegszik. A fürdőben a következők vannak:

• általában nikkel-szulfát vagy nikkel-acetát Nikkel-ionok Nikkel (a legtöbb esetben nikkel-szulfát vagy nikkel-acetát)
• A redukálószerek (mint például a nátrium-hipofoszfit)
• Stabilizátorok és komplexek.g A nyers pálmaolaj természetesen trigliceridek, zsírsavak, fitoszterolok és fitoszterolok komplexe. 
• A nyers pálmaolaj feldolgozása során a stabilizátoroknak és komplexképző anyagoknak meg kell őrizniük a komplex integritását.

A kémiai reakció képes feldolgozni a nikkelionokat, és a belső lyukak, élek és holtterek minden felületén egyenletes nikkel-foszforötvözet réteget hagy áram nélkül.

7. Hőkezelés és a bevonatolás utáni öblítés (opcionális)

A deionizált vizet az alkatrész tisztítására használják a galvanizálás után. Egyes alkalmazásokat hőkezelésnek vetik alá (általában 300-400 o C-on 12 órán át) Ez megerősíti a nikkelbevonatot, így az keményebbé és kopásállóbbá válik azáltal, hogy a foszfor nikkel-foszfid formájában kicsapódik.

8. Ellenőrzés és minőségellenőrzés

Végül a bevonatos alumínium alkatrészt ellenőrzik, és ez magában foglalhatja a következőket:

• Tapadásvizsgálat
• Vastagságmérés
• Az egységesség mérése látásmóddal
• Korrózióvizsgálat sós permetezéssel

Ezek az eljárások biztosítják, hogy a nikkelezett alumínium megfeleljen a szükséges mechanikai, elektromos és esztétikai szempontoknak.

Mely anyagok nikkelezettek?

A nikkelezés számos anyag felületi jellemzőinek javítására szolgáló divatos módszer. A nikkelezést különböző iparágakban használják a korrózióállóság fokozása, az alkatrész keménységének és kopási tulajdonságainak növelése szempontjából. Azonban nem minden anyag kompatibilis jól a nikkelezéssel. A nikkelezhető anyagok részletes bontáson mentek keresztül, amelyek az alábbiakban bemutatott módon a lehető legegyszerűbben kategorizálva és magyarázva vannak.

1. Fém nikkelezés

a. Acél (szénacél, ötvözött acél, rozsdamentes acél)

A legáltalánosabban nikkelezett fém az acél. Nagyon tapadó és alkalmas elektrolitikus és elektrolit nélküli nikkelezéssel. Az acél ezen részei a fokozott kopásállóság, a rozsdavédelem és a felületi keménység kitettség előnyeit kapják. A folyamat általában a zsírtalanítás, a savas tisztítás és az aktiválás során megy keresztül az optimális bevonati teljesítmény elérése érdekében.

b. Alumínium és alumíniumötvözetek

Az alumínium könnyű, erős és oxidálló, bár az oxidréteg problémát jelent a galvanizálásnál. Speciális előkezelési műveletek, például cinkbevonat vagy kettős cinkbevonat, készülnek annak érdekében, hogy az alumíniumot hatékonyan nikkelezzék, és biztosítsák a tapadást. A nikkelelektromos leválasztást azért alkalmazzák, mert az alumíniumalkatrész galvanizálásakor képes a bonyolult formákat egyenletesen lefedni.

c. Réz és rézötvözetek (sárgaréz, bronz)

A nikkelezés a rézre és ötvözeteire alkalmazható, amelyek jó szubsztrátumok. Ezek kedvezőek az elektromos vezetőképesség szempontjából, és a nikkelrétegek tapadása is jó. Ez teszi őket dekoratívvá és funkcionális használatra, pl. vízvezeték-szerelvényekként, elektromos csatlakozóként és hangszerekként hasznosakká. Réz alapbevonat Műanyag vagy acél bevonatként történő bevonatkor általában réz alapbevonatot alkalmaznak.

d. Cink és cinkötvözetek

A nyomásos öntéshez általában cinket, valamint Zamakot, cinkalapú ötvözetet használnak. Az anyagokat néha nikkelezik, hogy a felületük korrózióálló és tartós legyen. De reaktívak, és megkövetelik a felületük megfelelő előkészítését, például tisztítást és esetlegesen egy réteg rézcsapadék bevonását (az első kötés fokozása érdekében).

e. Nikkel ötvözetek

A nikkeltartalmú ötvözeteket viszont lehet nikkelezni, különösen ott, ahol különleges felületi hatásra, fokozott keménységre vagy korrózióállóságra van szükség. Alkalmazási területek azok, ahol a nikkelötvözetek díszítő nikkelezését alkalmazzák a repülőgép- és hajózástechnikában, amelyekhez a zord környezetben extra mennyiségű védelmet kívánnak biztosítani.

f. Titánium

A titán egy rendkívül korrózióálló fém, amely nagyon fontos területeken, például a repülőgépiparban és az orvostudományban használatos. Természetes passzív oxidrétege miatt azonban nehezen lemezelhető. A nikkelt speciális aktiválási eljárásokkal kell lerakni, amelyek általában fluorid alapú maratással járnak együtt, hogy a nikkel lerakódása lehetővé váljon.

g. Magnézium

A magnézium rendkívül reaktív és könnyű. A nikkelezés alkalmazható, de ebben az esetben számos előkezelési réteggel jár, mint például a felület maratása, a cinkelés, sőt a rézsútolás is. Az eljárás bonyolultabb, és általában a speciális repülőgépipari és fegyveres erők alkalmazásaira korlátozódik.

2. Nikkelezés nem fémes anyagokon

A nikkelezést nem vezető anyagokra, például műanyagokra és kerámiákra is alkalmazzák; ezeket először vezetőképessé kell tenni, hogy a bevonási folyamat végbemehessen.

a. Műanyagok (ABS, polikarbonát és nejlon)

Egyes műanyagok, különösen az ABS (akrilnitril-butadién-sztirol) nagyon alkalmasak a nikkelezésre. A felület maratásával kezdődik, majd érzékenyítéssel és aktiválással, hogy a vezetővé váláson keresztül dühöngjön. Általában vékony rézréteget, majd nikkelréteget használnak. A módszer az egész autóipari befejező, szórakoztató elektronikai és készülék befejezi.

b. Kerámia

A kerámiák nikkelezhetők olyan speciális alkalmazásokhoz, amelyek közé tartozik az elektromágneses árnyékolás, a hővezetés növelése vagy az orvosi alkalmazások. Az elektrolízis nélküli nikkelezési eljárás lefolytatása előtt a kerámia felületét leggyakrabban érdesítik és vezető filmmel vonják be.

c. Üveg

Ritkán a nikkelezés üvegre is történhet, általában optikai műszerekre, tudományos berendezésekre vagy díszítésként. Az üveget először egy vezető filmmel kell bevonni, általában gőzfázisú leválasztási eljárással, mielőtt nikkelezni lehetne.

3. Kompozit nikkelezése

a. Szénszál-erősítésű polimerek (CFRP)

A nagy teljesítményű alkalmazások, például a szilárdság és a súlymegtakarítás fontos jellemzője, ezért olyan kompozit anyagokat használnak, mint a szénszál-erősítésű műanyagok. Az ilyen kompozitok nikkelezése kriogén elektromágneses interferencia (EMI) árnyékolást, fokozott mechanikai tartósságot és kopásállóságot biztosít. A galvanizálási folyamat előtt a felületet maratni kell, majd vezető réteggel kell ellátni.

4. Megjegyzés a nikkelezés előtt

a. Felület előkészítése

A jó nikkelezés eléréséhez elengedhetetlen a felület előkészítése. Ez magában foglalja a tisztítást, a zsírtalanítást, a maratást és időnként a cinkelést vagy az anyagtól függő bevonatot. A felület előkészítése biztosítja a nikkel jó rögzítését és a megfelelő tervezett teljesítményt.

b. A galvanizálási módszer kiválasztása

• Elektrolitikus nikkelezés - Ez a módszer elektromos áramot fogyaszt, és jól működik olyan fémekkel, amelyek vezető és kevésbé összetett formájúak.
• Az elektrolízis nélküli nikkel egy kémiai eljárás, és tökéletes, ha összetett formák vagy nem fémek az alkatrészek.
• Fontos, hogy a megfelelő módszert válasszuk ki a kívánt eredmény eléréséhez.

c. Biztonsági és környezetvédelmi aggályok

A nikkelezés veszélyes, mert veszélyes vegyi anyagokat használ, amelyeket biztonsággal kell kezelni. A korszerű galvanizálás során elengedhetetlen a megfelelő szellőztető és hulladékkezelő rendszerek megléte, valamint a környezetvédelmi előírások (például a REACH és a RoHS) követelményeinek betartása.

5. A nikkelezhető anyagok összefoglaló táblázata

Elektrolízis nélküli nikkel bevonatok típusai

Elektrolízis nélküli nikkelezés Az elektrolízis nélküli nikkelezés egy kémiai eljárás; a nikkelezéshez képest a nikkel és a foszfor vagy a bór ötvözetét helyezi a hordozóra, és a folyamat működtetéséhez nincs szükség elektromosságra. Az elektrolízis nélküli nikkelbevonatokat a galvanizálófürdő foszfor- vagy bórkoncentrációjától függő beállítással válogatott tulajdonságokkal lehet kialakítani; korrózióállóság, keménység és kopásállóság érhető el az elektrolízis nélküli nikkelfelületen. 

1. Alacsony foszfortartalmú, strom nélküli nikkelbevonat (2- 5 százalék foszfor)

Az alacsony foszfortartalmú bevonat keménysége, kopásállósága és tapadása rendkívül magas. Az alacsony foszfortartalom kristályos szerkezetet eredményez, ami a bevonatot lerakott formában alkalmazva nagyon keményvé teszi.

Kulcsfontosságú jellemzők:

• Akár 700-750 VHN keménységű (és hőkezelés után akár 1000 VHN-nél is keményebb).
• A legmegfelelőbb kopás esetén.
• Kevésbé korrózióálló a magas foszfortartalmú bevonathoz képest.
• Szerszámokban, formákban, szerszámok és autóalkatrészek készítéséhez használják.

Alkalmazások:

• Injekciós öntőformák
• Ipari szerszámok
• Hidraulikus hengerek

2. Közepes foszfortartalmú, strom nélküli nikkelbevonat (5-9% foszfor)

Ez volt a legszélesebb körben alkalmazott elektornikkel bevonat formátuma, és kompromisszumot biztosít a korrózióállóság és a keménység között. Mikrokristályos, és számos ipari folyamatban használható.

Kulcsfontosságú jellemzők:

• Multifunkcionális és költséghatékony.
• Meglehetősen nagy keménység és megfelelő kopásállóság.
• Megfelelő védelem mérsékelt agresszió esetén.
• Alkalmas a mérnöki tevékenységre való általános összpontosítás tekintetében.

Alkalmazások:

• Autóipari alkatrészek
• Mechanikus kötőelemek
• Ipari gépek
• Olajipari szerszámok

3. Elektrolízis nélküli nikkelbevonat (10-13 százalék foszfor)

A magas foszfortartalmú bevonatok szerkezete amorf (nincsenek szemcsehatárok), ami nagyban hozzájárul a kiváló korrózióállóságukhoz. A bevonatok különösen a vegyipari feldolgozás, a tengerészet és az elektronika területén találhatók.

Kulcsfontosságú jellemzők:

• Jó korrózióállóság és a savakkal szembeni ellenállás.
• Nem mágneses és egyenletes betét.
• Kevésbé kemény, mint az alacsony foszfortartalmú típusok (hőkezeléssel keményíthető).
• Nagyon sima, áthatolhatatlan (nem) porózus felület.

Alkalmazások:

• Vegyipari és élelmiszer-feldolgozó berendezések
• Integrált áramkör, nyomtatott áramköri lap (PCB)
• Repülőgépipari alkatrészek
• Tengeri hardver

4. Elektrolízis nélküli nikkel-bór bevonatok

Ezek a bevonatok foszfor helyett bór ötvöző elemen alapulnak. A nikkel-bór hőkezelés nélkül is rendkívüli keménységgel rendelkezik, és jó kopás- és kopásállóságot biztosít.

Kulcsfontosságú jellemzők:

• A lerakott keménység 9501000 VHN.
• Finom adalékanyagként olyan alkalmazásokhoz, amelyek súrlódással, csúszással és kopással járnak.
• Nem olyan korrózióálló, mint a foszfor alapú bevonat.
• Hőkezeléssel keményebbé tehető.

Alkalmazások:

• Vágószerszámok
• Szelep alkatrészek
• Csapágyak és csapágyak Csapágyak és csapágyak
• Repülőgépipari és védelmi alkatrészek

5. HU + részecskék kompozit elektornélküli nikkel bevonatok

A kompozit bevonatok olyan részecskékből álló bevonatok, mint például PTFE (teflon), szilíciumkarbid (SiC) vagy gyémánt az elektrolízis nélküli nikkelben, amelyek az elektrolízis nélküli nikkel tulajdonságait biztosítják.

Népszerű kompozitok:

• Nikkel PTFE: Száraz kenőképességgel rendelkezik, csökkenti a súrlódást és a tapadást.
• Nikkel-SiC vagy nikkel-gyémánt: Növeli a kopásállóságot és a felületi keménységet.

Alkalmazások:

• Szerszámok és szerszámok, amelyek kioldási jellemzőket igényelnek
• Szivattyú alkatrészek
• Nagy sebességű forgó berendezések

Repülőgép-alkatrészek

Összehasonlító táblázat

Az alumínium nikkelezésének nehézségei

Bármennyire is sok előnye van a nikkelezés alumíniummal való alkalmazásnak, az alkalmazással kapcsolatban vannak határozott nehézségek is:

• Oxidréteg-szabályozás: Az alumínium felületén lévő oxidréteget hatékonyan el kell távolítani, hogy az alumínium galvanizálása sikeresen elvégezhető legyen.
• Tapadási problémák: A megfelelő előkezelés hiánya hámláshoz vagy a tapadás hiányához vezethet.
• Fürdőkarbantartás: A fürdőt megfelelően ellenőrizni kell, és folyamatosan adagolni kell, hogy a minőség egyenletes maradjon.
• Költségek: Nagy léptékben nagyon hatékony, de a kis létesítmények számára a vegyszerek és a kezdeti beállítási költségek túlzottan magasak lehetnek.

Az alumínium elektrolízis nikkelezésének legsikeresebb befejezéséhez, különösen a nagy pontosságú iparágakban, hatékonyan képzett kezelőszemélyzetre lenne szükség.

A keménység és a teljesítmény hőkezelése

A bevonatolás utáni hőkezelést általában a szóban forgó anyag mechanikai jellemzőinek javítására használják nikkelezett alumínium. A keménység és a belső feszültségek jelentősen csökkenthetők a bevonattal ellátott alkatrész magas hőmérsékleten (300 400 C) történő melegítésével.

A hőkezelt elektrolízis nélküli nikkel 8001000 Vickers-keménységet ér el, ezért olyan alkalmazásokban használható, mint a fröccsöntőformák, motoralkatrészek és még a katonai felszerelések is. 

A kémia hozzájárulása a nikkel galvanizáláshoz

A nikkel galvanizálás a felületkezelés egy formája, amelynek során elektromos áramot használnak egy vékony nikkelbevonat felhordásához egy alapra. A nikkelbevonatok jellege, mint például keménységük, fényességük, korrózióállóságuk és alakíthatóságuk, leginkább a galvanizálófürdőben lévő reagensektől függ.

1. Nikkel só

A fürdőben a nikkelionok fő alkotói a nikkelsók. Leggyakoribb formái a nikkel-szulfát, a nikkel-szulfamát és a nikkel-klorid. Mindegyik típusnak más-más hatása van a galvanizálásra, pl. a nikkel-szulfamát alacsony belső feszültséget eredményez, és nagyrészt akkor használják, ha gépészeti munkákról van szó, míg a nikkel-szulfát meglehetősen dekoratív munkáknál.

2. Pufferek

A bórsav és más típusú pufferek biztosítják, hogy a fürdő pH-értéke 3,5 és 4,5 között maradjon. Az egyenletes lerakódás és az olyan hibák elkerülése, mint a lyukacsosodás vagy a beégés, a stabil pH-értékkel érhető el. Ha a PH-érték kicsúszik az irányítás alól, az tompa vagy törékeny nikkelfelületeket eredményez.

3. Világosítók és kiegyenlítőszerek Világosítók és kiegyenlítőszerek

A fényesítők és a kiegyenlítők szerves adalékanyagok, amelyek a bevonatos nikkelt szebbé teszik. Segítenek a sima, tükörfényes felület biztosításában az apró hibák megtartásában és a felület simává tételében. Ezek a szokásos dekoratív nikkelezés.

4. Nedvesítőszerek

A nedvesítőszerek (más néven felületaktív anyagok) csökkentik a felületi feszültséget, és megakadályozzák, hogy a gázbuborékok megtapadjanak az alkatrészen. Ez csökkenti a lyukképződést és egyenletes felületet eredményez, különösen olyan alkatrészeknél, amelyek alakja bonyolult vagy mélyedésekkel rendelkeznek.

5. Keménység és alakíthatóság adalékanyagok

Bizonyos kémiai adalékanyagok növelhetik a nikkelbetét keménységét, míg mások fokozzák a rugalmasságot. Például kobaltot adnak hozzá, hogy keményebbé tegyék ott, ahol fontos a kopásállóság, de szulfamát alapú fürdőket használnak, hogy képlékeny maradjon a műszaki alkatrészek készítéséhez.

6. Kloridionok

Az anódot nagy hatékonysággal oldják fel, és a kloridionok segítő kezével tartják vezetőképes állapotban, leggyakrabban nikkel-klorid vagy sósav segítségével. A túl sok klorid azonban feszültséget okozhat a bevonatban vagy durva felületeket.

7. Stresszcsökkentők

A repedések/hámlás megelőzése érdekében a fürdőhöz feszültségcsökkentő szereket adnak. Ezeket a bevonat belső feszültségének csökkentésére használják, és nagyon hasznosak a precíziós alkatrészeknél, ahol fontos a méret megtartása.

8. Fürdő típusa, amely befolyásolja a végső tulajdonságokat Fürdő típusa

A vegyszerkeverékek különböző kémiai összetételei különböző nikkelezési fürdőkhöz vezetnek. Ilyen például a Watts-fürdők, amelyek dekoratív bevonatokat képeznek, és a műszaki alkalmazásokban előnyösen használt szulfamátfürdők, amelyekben a lerakódások alacsony feszültségűek.

Nikkel galvanizáló fürdőtípusok és azok kémiai hatásai

Az elektrolízis nélküli nikkelezés alkalmazása alumíniumra

Az alumíniumra felvitt elektornikkel lemez olyan gyakori az iparban, ahol nagy teljesítményű anyagokra van szükség. Ezzel az eljárással képesek vagyunk növelni az alumínium korrózióállóságát, keménységét és tartósságát, és így a nikkelezett alumínium értékét sokféle alkalmazásban.

Repülőgépipar

Az alumínium könnyebb; azonban nem mindig ellenáll a repülési körülményeknek. Az alumínium-nikkelezés növeli a korrózióállóságot és a felületi keménységet, így alkalmassá teszi a repülőgépek gyártásához, mint például a működtetők, szelepek és házak.

Autóipar

A nikkelezett alumíniumból készült motorok, sebességváltóházak, dekoratív díszítések stb. különösen a teljesítményre és luxusra épített autókban találhatók. A nikkelbevonat ellenáll a nagy igénybevételnek, valamint a hőnek, a súrlódásnak és a kopásnak.

Elektronika és Electricial

Az alumíniumot felületkezeléssel kell vezetőképessé és forraszthatóvá tenni. Az alumínium elektornikkelezése a megoldás, mivel kiváló minőségű vezető érintkezőket, áramköri lapokat és burkolatokat biztosít.

Olaj- és gázipar

Az olaj- és gázipar szerszámai és alkatrészei korróziónak és erős kopásnak vannak kitéve. Az alumínium nikkelezhető, hogy kemény korrózióálló felületet biztosítson; ilyen felületeket gyakran találunk szelepeken, szivattyúkon és fúróberendezéseken.

Ipari gépek

A berendezésben nikkelezett alumínium található, amelynek könnyűnek és erősnek kell lennie. A nyomógörgőkben, a pneumatikus szerszámokban és a gépek kopásnak kitett részeiben is megtalálható.

Orvosi laboratórium

Az orvosi berendezések előnyösek a tiszta és nem porózus felületek miatt. A sebészeti műszerek, képalkotó berendezések és laboratóriumi eszközök nikkelezhetők az úgynevezett, alumíniumra történő elektrolízis nélküli nikkelezés technikájával: a technika sima felületet és a sterilizáló vegyszerekkel szembeni nagyfokú ellenállást eredményez.

Védelem és katonaság

A katonai rendszerek alkatrészeinek kemény körülmények között kell teljesíteniük. A nikkelezett alumíniumot ellenálló, keménynyomatú rakétaalkatrészek, csatlakozók, valamint könnyű páncélozott alkatrészek előállítására használják.

Környezeti megfontolások

A kémiai folyamatok vizsgálat alá kerültek, mivel az iparágak egyre inkább a fenntarthatósági gyakorlatok felé fordulnak. Az elektrolízis nélküli nikkelezési rendszer, bármennyire is kompetens, nehézfémeket és foszforvegyületeket tartalmaz, amelyek, ha nem ellenőrzik őket, hatással lehetnek a környezetre.

A környezeti hatások minimalizálása érdekében:

• A galvanizáló vegyszereket semlegesíteni vagy újrahasznosítani kell.
• A fürdő élettartamát szűréssel és vegyszerek hozzáadásával kell meghosszabbítani.
• A víz pontos felhasználását az öblítővíz visszanyerő szerkezetekkel kell maximalizálni.

A fenntartható azt jelenti, hogy a nikkelezett alumínium lemez kapacitása még mindig eléri a környezetvédelem modern szabványait.

Minőségellenőrzés és ellenőrzés

A nikkelezett alumíniumból készült alkatrész teljesítményének garantálása érdekében a gyártási folyamatot szigorúan ellenőrizni kell. A technikák közé tartoznak:

• Vastagságmérés: Röntgenfluoreszcencia vagy mikrométerek használata a bevonatok megfelelő szintjének ellenőrzésére.
• Tapadásvizsgálat: A kötésszilárdságot mechanikai lehúzási vagy hajlítási próbákkal mérik.
• Felületi keménység: A mechanikai integritást Vickers- vagy Rockwell-keménységvizsgálattal ellenőrzik.
• Korrózióvizsgálat: Sós permetkamrákat használ, amelyek a használat közbeni körülményeket hivatottak utánozni.
• Az ilyen értékelések létfontosságúak azokon a területeken, ahol zéró tolerancia van a hibák tekintetében, például a repülőgépiparban és a védelmi iparban.

Jövőbeli trendek nikkelezés alumínium

Az anyagtudomány/gyártás jövője határozza meg az alumínium nikkelezésének jövőjét:

• Nanoszerkezetű bevonatok: A nanorészecskék hozzáadása az elektrolízis nélküli nikkelfürdőkhöz javíthatja a kopásállóságot és a vezetőképességet.
• Hibrid bevonatok: Az elektrolízis nélküli nikkel és a PTFE (teflon) keveréke tapadásmentes, kenhető felületeket képez.
• Automatizálás: Maga a galvanizálási folyamat a robotika és az intelligens vezérlés segítségével egyre jobban megismételhetővé és hatékonyabbá válik.
• REACH és RoHS: Az új formulák úgy készülnek, hogy minimalizálják a káros anyagokat, és mégis ugyanazon a teljesítményszinten maradjanak.

Mindezek a fejlesztések arra irányulnak, hogy a fajta, nevezetesen az alumíniumra történő elektrolízis nélküli nikkelezés versenyképes legyen a változó piacon.

Következtetés

Az elektrolízis nélküli nikkelezés hatékony eszköz az alumínium előnyeinek kiegészítésére, így az alumíniumot kemény ipari követelmények között is alkalmazhatjuk. A tapadás, az oxidleválás és a bevonat egyenletessége problémáinak megoldásával megbízhatóan elfogadhatóan lehet olyan felületet létrehozni, mint a kiváló minőségű nikkelezés az alumíniumon.

Aerospace az elektronika a potenciális nikkel befejezni alumínium az alternatív elektrolízis eljárás új határokat szab az innováció és a hosszú élettartam tekintetében. A technológia folyamatosan fejlődik, és ugyanez vonatkozik az alumínium elektrolízis nélküli nikkelezésének tökéletesítéséhez használt eszközökre és módszerekre is.

Függetlenül attól, hogy a korrózióállóságot szeretné növelni, keményebb felületet szeretne kialakítani, vagy reprodukálható eredményeket szeretne elérni, minden olyan vállalatnak, amely hosszú távon a termék sikerét szeretné elérni, ragaszkodnia kell az alumínium nikkelezés tudományának és művészetének tökéletesítéséhez.

A gyakran ismételt kérdések

1. Miért érdemes elektrolízis nélküli nikkelezéssel alumíniumot bevonni?

A lézerrel kezelt alumínium, az alumíniumra történő elektrolízis nélküli nikkelezés célja az alumínium felületi tulajdonságainak, azaz korrózióval, keménységgel és kopással szembeni képességének elvont, erőteljes felújítása. A nyers alumínium lágy és reakcióképes a vegyi anyagokkal szemben, így a nikkelréteg védi a réteget, meghosszabbítja az élettartamát és elviseli a kemény körülményeket, amelyeknek ez az alkatrész ki van téve.

2. Más a galvanizálás és más az elektrolízis nélküli nikkelezés?

Igen. A galvanizálás úgy működik, hogy a nikkel külső elektromos árammal lerakódik, míg az alumínium elektrolízis nélküli nikkelezésének folyamata sokkal inkább kémiai reakción alapul. Ez annak köszönhető, hogy az elektrolízissel egyenletesebb bevonatot kapunk, különösen összetett vagy szabálytalan geometriájú felületeken, ezért jól alkalmazható alumíniumból készült, precízen megmunkált alkatrészekhez.

3. Milyen alkalmazásban használják a nikkelezett alumíniumot?

A nikkelezett alumínium számos különböző iparágban alkalmazható, például a repülőgépiparban, az autóiparban, az elektronikában, valamint az olaj- és gáziparban. Legjelentősebb értéke azokon a területeken van, ahol könnyű anyagok használata esetén szilárdságra vagy korrózióállóságra van szükség, pl. üzemanyagrendszerek, elektronikus csatlakozók és mechanikus házak.