Fekete nikkel galvanizálás olyan, mint a fekete mágia! Az eljárás a fém alkatrészt egy jól kinéző, tartós termékké alakítja át. Mint tudjuk, az emberek szeretik az egyedibb és hatékonyabb termékeket, ezért új technológiák jelennek meg. A fekete nikkel galvanizálás az egyik legprémiumabb technológia, amit valaha is láthatott. Ez a cikk főként ezt a technológiát és annak készítési folyamatát tárgyalja.
Moreover, the article also discusses electroless black nickel plating. You will learn the significant differences between black nickel electroplating and electroless. Overall, this guide can help you understand black nickel electroplating better than before. It gives you technical details that you may not find on other websites. So, let’s get started.
Mi a fekete nikkel galvanizálás?
Fekete nikkel galvanizálás is a unique electrochemical process. As the name implies, it deposits a thin layer of black nickel onto a metal substrate. A common question arises: “Why does nickel turn black?” The best answer is that nickel deposit decreases reflectivity.
Ezzel a technikával a fémtárgyat először fekete nikkeloldatba merítik. Ezután elektromos áramot alkalmaz. Amikor az elektronok áthaladnak a katódon vagy a szubsztrátumon, nikkelionokat kötnek hozzá, hogy egyesüljenek vele. Így a nikkelionok lerakódnak a hordozó felületén, és fekete nikkelréteget képeznek. A részletes gyártási folyamatot a későbbi fejezetekben találja.
A fekete nikkel galvanizálás a felületkezelés prémium technológiája. Általában számos előnnyel jár, amelyek közül az egyik a korrózióállóság. Előnyei miatt a fekete galvanizáló nikkel alkatrészeket széles körben használják számos iparágban. Az autóiparban sok olyan autóalkatrész és tartozék található, amelyek fekete nikkelezéssel vannak bevonva. Hasonló alkalmazások figyelhetők meg az elektronikában, a divatban és az ékszeriparban, a lakberendezésben és az építészetben.
A fekete nikkel galvanizálás előnyei
A fekete nikkel galvanizálás jellemzően számos előnnyel jár. Ez a prémium technológia javítja a fémtárgyak megjelenését és tartósságát. Íme a fekete nikkel galvanizálás néhány kulcsfontosságú előnye.
Esztétika
Az egyik fő ok, amiért az emberek a fekete nikkelezést részesítik előnyben, az a feltűnő megjelenés. A mély, gazdag fekete fényezés prémium megjelenést kölcsönöz bármely fém alkatrésznek. Az emberek szívesen használják a divatban, ékszerekben és autóalkatrészekben. A sima és fényes felület elegáns és modern megjelenést kölcsönöz.
Rozsda ellenállás
A fekete nikkel galvanizálás ellenáll a rozsdának is, ami elengedhetetlen a rozsdásodásra hajlamosabb fémalkatrészek esetében. Ez a technika létfontosságú a tengerben használt vagy nedvességnek kitett fémalkatrészek esetében.
Hosszú élet
In addition to rust resistance, black nickel electroplating is good against wear and tear. The process creates a tough surface on every metal part. Overall, objects with nickel plating have a longer lifespan. They generally remain functional and attractive for many years. As a result, you don’t need frequent replacements.
Alacsony fenntartás
A fekete galvanizáló nikkellel bevont fém alkatrészek nagyon kevés karbantartást igényelnek. Mint tudjuk, korrózió-, kopás- és szakadásállóságot nyújtanak. Mivel hosszabb élettartamúak, alacsony karbantartást is igényelnek. Egyszerűen megtisztíthatja őket, ha puha ruhával áttörli őket. Az alacsony karbantartás időt és energiát takarít meg.
Hogyan működik a fekete nikkel galvanizálás?
A fekete nikkel galvanizálás gyakorlatilag egyszerű és gyors folyamat. Mindössze annyit kell tennie, hogy követi a megfelelő utasításokat. Ezen utasítások helyes követése több okból is kulcsfontosságú. Először is a legjobb bevonatminőséget érheti el. Másodszor, jelentősen elkerüli a költséges hibákat. Harmadszor, következetes eredményeket adhat. Negyedszer, kiküszöböli az olyan problémákat, mint a hámlás és az egyenetlen bevonat.
Ezenfelül a biztonság itt mindig kulcsfontosságú. Viseljen védőfelszerelést, például kesztyűt és védőszemüveget. Tájékoztatásul közöljük, hogy a vegyszerek és a berendezések helyes kezelése csökkenti a kockázatokat. Összességében a pontos utasítás hatékonyabbá teszi a folyamatot.
Lépés #1 A megfelelő anyag és technika kiválasztása
Gyűjtse össze a folyamathoz szükséges összes elemet megfelelően. Először is válassza ki a megfelelő hordozót. Mint tudja, a fekete nikkel galvanizálás bármilyen fémen és annak ötvözetein működik. A leggyakoribb fémek azonban az alumínium, az acél, a sárgaréz, a réz és a titán.
Bármilyen alakzatot választhat, de ismernie kell a megfelelő felületet. Minél nagyobb a felület, annál több időbe telik a fekete nikkel galvanizálása. Ezután gyűjtse össze a következő eszközöket és felszereléseket a folyamathoz. Ha minden készen áll, gyorsabban és hatékonyabban végezheti el a feladatot.
1. A polírozó berendezés is optional. If you want an excellent mirror-like finish, you can get this item. It mainly smooths the substrate’s surface.
2. Szappan/zsírtalanító por segíthet az aljzat alapos tisztításában. A zsírtalanító por kiválasztásakor ellenőrizze az aljzat anyagával való kompatibilitást.
3. Desztillált víz elsősorban az öblítéshez szükséges, amelyet a folyamat során többször is meg kell tenni.
4. Általában két különálló tartályra van szükség: egy zsírtalanító tartály és egy fekete nikkel galvanizáló tartály.
5. A műanyag kanál is necessary for stirring the black electroplating nickel powder. You can also use other types of spoons, but it’s better to choose non-reactive materials.
6. Egy kis az anódlemez rése elengedhetetlen a fekete nikkel galvanizálásához.
7. A katódrészhez a következőkre lesz szükséged egy rézcső. Vegye figyelembe, hogy ezt a rézcsövet a tartály tetejére helyezi. Az aljzatot egy rézhuzallal csatlakoztathatja a rézcsőhöz. Erre általában a kényelem érdekében lesz szüksége.
8. Egy keverőszivattyú jellemzően segít mozgásban tartani a galvanizáló oldatot. Szüksége lesz rá az egyenletes nikkelbevonathoz.
9. Végül, szükséged lesz egyenáramú tápegység, a fekete nikkel galvanizálás szíve.
Lépés #2 Polírozás fényes bevonatú felülethez
A fényes és sima felület érdekében polírozhatja az aljzatot. A polírozás általában eltávolítja a tökéletlenségeket, és biztosítja, hogy az aljzat tiszta legyen. Ehhez különböző polírozógépeket használhat, de végezhet kézi súrolást is. Mindkét módszer elfogadható, amíg jó eredményt kap. A gép használata általában gyorsabbá és hatékonyabbá teszi a folyamatot.
#3 lépés Az aljzat tisztítása megfelelő hőmérsékleten
Ha az aljzat készen áll, készítse elő a tisztítómedencét. Töltse meg forró vízzel. Ne feledje, hogy a folyamat során a hőmérsékletnek 170 Celsius-fokosnak kell lennie. Most adjon hozzá megfelelő mennyiségű szappant vagy zsírtalanító port. Alaposan keverje meg, hogy ezek a vegyszerek feloldódjanak a vízben. Ez a keverék általában segít eltávolítani az olajat és a szennyeződéseket.
Használhat más tisztítási módszereket is, például vegyszeres vagy ultrahangos tisztítást. Ami a vegyi anyagokat illeti, ebben az esetben erős lúgokat vagy savakat használhat a szennyeződések feloldására.
Az aljzat megfelelő tisztítása jobb tapadást biztosít a fekete nikkel galvanizálásához. A tisztítás során mindig óvatosan kezelje a hordozót. Ne használjon súrolószereket vagy durva vegyszereket, amelyek károsíthatják a hordozót.
Lépés #4 Öblítés desztillált vízzel
A tisztítószerek eltávolításához általában öblítésre van szükség. Ez általában biztosítja az 100% szennyeződésmentességet.
Alaposan öblítse le az aljzatot. Ebben az esetben használjon desztillált vizet. Vegye figyelembe, hogy a hagyományos víz ásványi lerakódásokat hagyhat maga után, amelyek szennyeződést okozhatnak. Ez végül befolyásolhatja a galvanizálás minőségét. Ezért általában nem javasoljuk a hagyományos vizet.
Lépés #5 A teljes felület és a galvanizálási idő kiszámítása
Ez a lépés a fekete galvanizáló nikkelezés legfontosabb része. Az Ön igényei alapján ki kell számolnia a megfelelő galvanizálási időt. FYI: a megfelelő galvanizálási idő hozza létre a megfelelő vastagságot a nikkelezéshez.
Kiszámítjuk például a bevonatvastagságot és a hordozót. Hasonló lépéseket követhet a sajátjainak kiszámításához.
Let’s take a 20 cm x 10 cm substrate. Our desired nickel plating thickness is 15 microns, which is 0.0015 cm. We will use a 5cm x 5cm anode plate. And the other values are generally the same for all situations.
#1 A nikkelbevonat sűrűségének és tömegének kiszámítása
Először is, kiszámítjuk a nikkelbevonat sűrűségét, ami a felület x nikkelbevonat vastagsága. A nikkelbevonat sűrűsége = 20 cm x 10 cm x 0,0015 cm = 0,3 cm3.
Másodszor, kiszámítjuk a nikkel teljes tömegét. Mint tudjuk, a nikkel sűrűsége 8,9 g/cm3 vagy 58,71 g/mol. Tehát 0,3 cm3 -ben 2,67 g nikkelre van szükségünk. Ha ezt átváltjuk molra, akkor 2,67g/58,71 = 0,055mol-t kapunk.
#2 Az amper és a feszültség kiszámítása tápegységhez
Először is, számítsuk ki a folyamatunkhoz szükséges teljes ampermennyiséget. Ehhez szükségünk van az anódlemez felületére. Például egy 5 cm x 5 cm-es anódlemez 0,3A/cm2 -t adhat. Tehát egy 25 cm2 0,3 x 25 cm2 = 7,5A vagy 7,5C/s adhat. Tekintsük a nikkelt csökkentő frakciót. Normális esetben ez 75%, ami 5,625A-t ad.
Másodszor, kiszámítjuk a fekete nikkel galvanizálásához szükséges feszültséget. A szabványos egyenletünk a következő: V = IR = 5,625 x 0,4 = 2,25 V.
#3 A fekete nikkel galvanizálási idő kiszámítása
Számítsa ki a galvanizáláshoz szükséges összes elektronmol mennyiségét. Általában egy nikkelionnak két elektronra van szüksége. Ezért a galvanizáláshoz szükséges összes mól 0,055 x 2 = 0,11 mól.
Finally, total need time (t) = Q/I = 0.11 x 96485.3/6.625 = 1886.82s or 31.45 mins. Note that the charge for every mol is 96485.3C/mol. You know, this value is Faraday’s constant.
Tehát a folyamathoz szükséges amper 5,625A, az egyenáramú tápegység feszültsége 2,25V, a galvanizálási idő pedig 31,45s.
Lépés #6 Fekete nikkel galvanizáló oldat beállítása
Először is helyezze a műanyag vödröt vagy a galvanizálótartályt egy biztonságos helyre. Ezután adjuk hozzá a desztillált vizet. A vödör méretét és a folyadék mennyiségét az alkatrészek száma és a galvanizálás vastagsága alapján döntheti el.
Now, pour the black electroplating nickel powder into the water. Then, stir it gently using the plastic spoon. You could also use a wooden spoon or metal spoon. For pH control, you can use some white vinegar. You don’t typically need pH control for general-purpose black nickel electroplating.
Ha a keverék készen áll, helyezze a rézcsövet a konzolra vagy a galvanizáló tartályra. Most helyezze az anódlemezt a vödör egyik oldalára. Győződjön meg róla, hogy a lemez tökéletesen elmerül az oldatban. Rögzítse az aljzatot egy rézhuzalhoz, és csatlakoztassa azt a rézcsőhöz. Óvatosan merítse be az aljzatot az oldatba.
Vigye az egyenáramú tápegységet a vödör közelébe. Csatlakoztassa a (-) negatív vezetéket a rézcsőhöz, a (+) pozitív vezetéket pedig az anódlemezhez. Állítsa be a paramétereket 2,25V feszültségre és 5,625A amperre. Vegye figyelembe, hogy ezek a paraméterértékek csak a példaként vett lemezre vonatkoznak. Az Ön részéhez először számítsa ki a feszültséget, az ampert és az időt, majd állítsa be ezeket a paramétereket ennek megfelelően. További információért tekintse meg az #5 lépést.
Ezután gondoskodjon a megfelelő keverésről a fekete nikkel galvanizálásához. A keverés biztosítja a fém alkatrész egyenletes bevonatát. Helyezze a keverőszivattyút a vödör belsejében lévő bármelyik sarokba.
Lépés #7 Fekete nikkel galvanizálás
Ha minden készen áll, indítsa el a tápegységet. Észre fogja venni, hogy buborékok jönnek fel, ami azt jelenti, hogy a folyamat már elkezdődött. Most várjon 31,45 percet példánk alkatrészeire. Az idő a különböző felület és az anódbevonat mérete alapján változhat.
Folyamatosan ellenőrizze a folyamatot. Meg fogja figyelni, hogy a fémrész fokozatosan fekete színt kap. A számított idő elteltével látni fogja a varázslatot! A fém alkatrészed teljesen fekete, tökéletesen elkészült alkatrésszé változott.
If you still see some places that didn’t get the nickel plating, you can immerse the part again and wait a few minutes. But it’s not a good idea because the delayed ampere lowers the quality of the plating.
Lépés #8 Öblítés desztillált vízzel
Ismét ki kell öblíteni a fémrészt. Merítse a bevonatos elemet desztillált vízbe. Ezután alaposan keverje fel, hogy minden vegyszert eltávolítson. Ismételje meg az öblítést, hogy minden maradék teljesen eltűnjön. Most nagyon óvatosan tapogassa szárazra a tárgyat egy tiszta és puha ruhával.
Lépés #9 További felületvédelem, ha szükséges
Szükség esetén további védelmet is biztosíthat. Ebben az esetben gondolhat a környezeti tényezőkre és a tervezett felhasználásra. Szükség esetén alkalmazhat tömítőanyagokat vagy lakkokat. Kövesse az egyes kiegészítő eljárásokra vonatkozó utasításokat.
Milyen fémek galvanizálhatók nikkellel?
A fekete nikkel galvanizálás sokoldalú eljárás. Ez azt jelenti, hogy ezt a technikát bármilyen vezető fémen alkalmazhatja. A fémeket a projekt igényei alapján választhatja ki, és bámulatos prémium megjelenést kölcsönözhet nekik. A következő táblázat részletezi a fekete nikkel galvanizálással galvanizálható fémeket. Néhány példát is találhat ott.
|
Fém |
Leírás |
Példa termékek |
|
Acél |
Jó erő és tartósság |
Autóalkatrészek, szerszámok és kötőelemek |
|
Réz |
Kiváló elektromos és hővezető képesség |
Csatlakozók, áramköri lapok, vízvezeték-szerelvények |
|
Sárgaréz |
Réz és cink ötvözete, díszítőelemek készítéséhez ismert. |
Zenei hangszerek, dekorációs hardverek |
|
Alumínium |
Könnyű és korrózióálló |
Kerékpárkeretek, repülőgép-alkatrészek, csomagolóanyagok |
|
Cink |
Erős kötést képes kialakítani a nikkelhez, elsősorban korrózióállóságra használják. |
Hardver, csavarok, anyák, öntött alkatrészek |
|
Vas |
Erős és tartós, de hajlamosabb a rozsdásodásra |
Gépalkatrészek, építőanyagok |
Elektrolízis nélküli nikkelezés vs elektrolitikus nikkelezés: Mi a különbség?
Mind az elektrolízis nélküli, mind a galvanizáló fekete nikkel eljárások népszerűek a modern iparágakban. Mindegyik technikának megvannak a maga egyedi előnyei és korlátai. Ebben a részben megismerheti néhány jelentős különbségüket. A jövőben ez az összehasonlítás segíthet kiválasztani a megfelelő módszert a projektjéhez.
Elektrolízis vs galvanizálás fekete nikkel: Folyamat típusa
Electroless black nickel plating mainly depends on a chemical reduction reaction. It doesn’t need an electrical current to help deposit nickel ions. Instead, it uses a catalyst or reducing agent. Because of this, electroless plating is also known as auto-catalytic plating.
Másrészt a galvanizálás elektromos áramot használ a nikkel lerakásához. Az előző részben megtudtuk, hogyan működik a fekete nikkel galvanizálás. Amikor az áram áthalad a cellán, a nikkelionok fokozatosan összegyűlnek a katódoldalon, és lerakódást hoznak létre a fémrészen. Így működik a fekete nikkel galvanizálás a fémeken.
Galvanizálás vs. elektrolízis: Szubsztrát típus
Az elektrosztatikus fekete nikkelezés egyaránt működik vezető és nem vezető szubsztrátokon, amelyek lehetnek fémek vagy nem fémek. A nem vezető fémek azonban előkezelést igényelnek a munkához.
Ezzel szemben, galvanizálás a fekete nikkel csak vezető anyagokon, elsősorban fémeken működik. Az ebben az esetben tipikusan használt fémek az acél, a réz, a sárgaréz és az alumínium. A galvanizálás során ezek a fémek nem igényelnek előkezelést. Szükség esetén azonban meg kell tisztítani és polírozni.
Elektrolízis nélküli vs. elektrolitikus nikkelezés: Vastagságszabályozás
Az elektrolízis nélküli fekete nikkelezés egyenletes vastagságot biztosít. A nikkelezés vastagságának szabályozása korlátozott.
Másrészt a galvanizáló fekete nikkel itt a legjobb. A nikkelezés vastagságát bármiben szabályozhatja. Az #5 lépésben megtanulta, hogyan kell kiszámítani a galvanizálási időt a kívánt lerakódási vastagság eléréséhez. Az eredménye alapján beállíthatja a tápegység feszültségét és amperjét, és megvárhatja a kiszámított időt. A végén megkaphatja a kívánt vastagságot.
Elektrolízis vs galvanizálás fekete nikkel: Nickel: energiaköltségek
Electroless black nickel plating doesn’t need any external power source. It entirely depends on the chemical reaction. However, the process requires an additional catalyst for the chemical reaction, increasing the overall cost.
Másrészt a fekete nikkel galvanizálásához áramforrásra van szükség a folyamat működtetéséhez. Mint tudjuk, a folyamathoz 0,3A/cm2 elektromos áramra van szükség. Tehát, ha kiszámítja az egész folyamatot, jelentős energiaköltséget fog találni.
Elektrolízis nélküli nikkelezés vs elektrolitikus nikkelezés: Beállítás bonyolultsága
Electroless black nickel plating doesn’t need an electrical setup. Once you have prepared the solution, you can immerse the metal part. The chemical reaction will work; you can wait until it’s finished.
Másrészt a fekete galvanikus nikkelezéshez elektromos berendezésre van szükség. Gondosan kell elhelyeznie az anód- és katódrészeket, ami viszonylag összetett beállítást igényel. Ismét ki kell számolnia a szükséges pontos feszültséget és ampert. Így a kezdők számára ez egy problémás folyamat lehet. A fekete nikkel galvanizálás azonban egy precíz és ellenőrzött folyamat.
Gyakran ismételt kérdések
A fekete nikkelbevonat vezetőképes?
Igen, a fekete nikkelbevonat erősen vezetőképes. Jellemzően nagy vezetőképességű felületet biztosít, és az összetett alakzatokon egyenletesen bevonható. Emiatt a fekete nikkelezést számos elektronikus alkalmazásban használják. Ez a bevonat azonban csökkenti a fényvisszaverő képességet; ezért fekete.
Mi a különbség a nikkelezés és a fekete nikkelezés között?
A nikkelezés jellemzően fényes, ezüstös megjelenésű. Másrészt a fekete nikkelezésnek sötét, fekete árnyalatú a felülete. Néha a fekete nikkelezés fényvisszaverő, tükörszerű minőséget tart fenn. Ez a prémium megjelenés különösen alkalmas televíziókhoz, vízforralókhoz és kenyérpirítókhoz. A különbség csak az esztétikai vonzerejükben rejlik.
Mi a fekete nikkelezés keménysége?
A fekete nikkel galvanizálás jellemzően körülbelül 54-56 RC keménységű. Ez a keménységi szint alkalmas a kopásnak való ellenállásra. Emiatt a fekete nikkel galvanizált alkatrészeket különböző iparágakban használják. Használatát megtalálhatja az autókban, az elektronikában és a díszítőiparban.
Rozsdásodik a fekete nikkel?
A fekete nikkel galvanizálás rendkívül korrózióálló. Még tartósabb, mint más típusú bevonatok. Védőbevonata hosszabb ideig megőrzi fényes megjelenését. Más felületkezelésekkel ellentétben a fekete nikkel galvanizálású felületkezelések kevésbé hajlamosak az ujjlenyomatok megjelenésére. Emellett karbantartása is egyszerű.
Mi a legkeményebb galvanizálás?
A legkeményebb galvanizálás a krómozás vagy krómozás. Az eljárás nagyon vastag és kemény felületet hoz létre. A legtöbb ipari alkalmazásban a fém alkatrészek krómozását használják. Javítja a kopásállóságot és segít csökkenteni a súrlódást.
Mik a nikkelezés hátrányai?
A nikkelezésnek van néhány korlátja. Az egyik fő ok az, hogy az eljárás csak vezető anyagokhoz alkalmazható. Emellett a fekete nikkelezés költsége magasabb lehet, mint a hagyományos nikkelezésé.
Összefoglaló
A fekete nikkel galvanizálás a galvanizálás egyik népszerű típusa. Az eljárás során a hordozó felületén fekete nikkelréteg keletkezik. Ez a fekete nikkelréteg egyedi, prémium megjelenést kölcsönöz. Emellett korrózióálló és ellenáll a kopásnak.
The manufacturing process for electroplating black nickel is relatively simple. (1) Clean the substrate. (2) Prepare the electroplating black nickel solution. (3) set up the whole process. (4) Calculate the process’s time, voltage, and ampere. (5) Immerse the substrate and start the process. (6) Do additional protection if necessary.
Összezavarodhat az elektrolízis és a galvanizálás fekete nikkel. Nos, mindkettő különböző eljárás. Az egyikhez elektromosságra van szükség, míg a másikhoz nincs; ezért elektrolit nélküli és elektrolitot használnak. A katalizátor elsősorban a kémiai reakciókat segíti az elektrolízis nélküli fekete nikkel készítési folyamatában.
Kérjük, látogasson el a fekete eloxált alumínium oldal, hogy többet tudjon meg más felületkezelésről, Ha bármilyen kérdése van, forduljon hozzánk bizalommal.