Aluminium wordt veel gebruikt in verschillende industrieën omdat het licht, corrosiebestendig en sterk is. Het oppervlak is echter reactief en in sommige gevallen kan het slijtvastheid of hardheid missen om aan sommige toepassingen in de industrie te voldoen. Dit is waar de term elektroless nickel plating op aluminium zijn intrede doet - een oppervlaktebehandelingsprocedure die de prestatie-eigenschappen van aluminium sterk verbetert.

Het artikel gaat verder in op de wetenschap, voordelen, technieken en uitdagingen van het proces van elektrolytisch vernikkelen op aluminium, de wetenschap achter dit proces, de voordelen van het proces, technieken die in het proces worden gebruikt en het industriële gebruik van het proces. Voor de productieprofessional die moet weten hoe hij aluminium effectief kan vernikkelen, of misschien de nieuwsgierige ingenieur, is er een groot effect op de duurzaamheid en de prestaties van het product, gewoon omdat je weet hoe je het moet aanpakken.

Wat is elektrolytisch vernikkelen?

Elektrolytisch vernikkelen is een chemische verwerkingstechniek waarbij een nikkel-fosforlegering of nikkel-borium op een oppervlak wordt afgezet zonder externe elektrische stroom. In vergelijking met traditioneel galvaniseren gebeurt dit door middel van een onderhouden chemische reactie, waardoor een gelijkmatige en consistente coating ontstaat, ongeacht de geometrie of vorm van het onderdeel.

Toegepast op aluminium is het product een onderdeel van het zogenaamde vernikkelde aluminium, waarbij alle waarden verhoogd zijn: slijtvastheid, hardheid en corrosiebestendigheid. De techniek is gemeengoed geworden in de auto-industrie, ruimtevaart, medische en elektrische toepassingen vanwege de betrouwbaarheid en veelzijdigheid.

Wat is de reden voor het gebruik van elektrolytisch vernikkelen op aluminium?

Aluminium heeft de neiging om een oxidelaag op het oppervlak te ontwikkelen en dit zou het nauwkeurig plateren van materialen kunnen belemmeren. Door een aantal voorbehandelingsprocessen en activeringsstappen kan aluminium echter geschikt worden gemaakt om te worden afgezet met nikkel in een elektrolasproces.

Hieronder volgen de voordelen van het gebruik van elektrolytisch vernikkelen op aluminium:

• Consistent gelijkmatige laagdikte: Zelfs in het geval van complexe geometrie verkrijgt het een uniforme dikte van nikkel.
• Verbeterde weerstand tegen corrosie: De nikkel-fosfor coating voorkomt corrosie op het aluminium.
• Hardheid: Electroless nickel coatings’ hardness can be brought to levels of hard chroom eenmaal verwarmd.
• Geen elektriciteit nodig: Dit vereist een vereenvoudigde installatie en kosten van bepaalde toepassingen.

Industrieën die geïnteresseerd zijn in het vernikkelen van aluminium gebruiken meestal elektrodeloze processen vanwege hun stabiliteit en voorspelbaarheid.

Elektrolytisch vernikkelen van aluminium

Het vernikkelen van aluminium is een chemisch afzettingsproces dat een nauwkeurige voorbereiding van het oppervlak en een goed geregelde chemie vereist om een duurzame nikkellaag te verkrijgen. Aluminium creëert van nature een passiverende oxidelaag en daarom moeten er voorzieningen worden getroffen om de nikkellaag goed te laten hechten. Dit is een opeenvolging van stappen die gevolgd moeten worden:

1. Reinigen en ontvetten

Het aluminium onderdeel wordt gewassen met een doek om olie, stof en andere onzuiverheden te verwijderen. Dit gebeurt normaal gesproken met alkalische reinigers of het ultrasone reinigingssysteem. Het oppervlak moet schoon metaal zijn, murrays moeten vrij zijn van resten omdat dit de hechting van de plating kan verstoren.

2. Het oppervlak is geëtst

Het te coaten onderdeel kan worden ontvet en vervolgens geëtst in een alkalische oplossing (bijvoorbeeld natriumhydroxide). Dit verwijdert de natuurlijk gevormde aluminiumoxidelaag en laat ook een licht opgeruwd oppervlak achter zodat het nikkel beter mechanisch kan hechten.

3. Desmutting

Wanneer er geëtst wordt, kunnen er niet-metaalhoudende resten [oxides en intermetallics] achterblijven, ook wel smut genoemd. Een salpeterzuur of zwavelzuur desmut oplossing wordt gebruikt om dergelijke onzuiverheden te verwijderen waardoor een schoon chemisch zuiver oppervlak van aluminium overblijft.

4. Zinkaatbehandeling

Dit is een zeer kritische stap bij het elektrolytisch vernikkelen van aluminium. De aluminiumcomponent wordt gedrenkt in een zinkaatoplossing waardoor de oxidelaag wordt vervangen door een dunne zinklaag. Het is een bindmiddel dat tussen het aluminium en de toekomstige nikkelafzetting wordt geplaatst door een laag zink. Een tweevoudige zinklaag is gebruikelijk, vooral bij toepassingen met hoge stromen: een eerste zinklaag wordt gestript en opnieuw aangebracht om de hechting te verhogen.

5. Nikkel Strike (optioneel)

Soms, wanneer een hoge hechting kritisch is, wordt een dunne elektrolytische (ook wel nikkelslag genoemd) deklaag aangebracht vóór de elektrolasoplossing. Dit zal de elektrolytische nikkellaag sterker binden aan die van het verzinkte aluminium oppervlak.

6. Elektrolytisch vernikkelen

Het onderdeel ondergaat het verwarmingsproces in een warm elektroloos nikkelbad (meestal 85-95 C). In het bad bevinden zich:

• meestal nikkelsulfaat of nikkelacetaat Nikkelionen Nikkel (in de meeste gevallen nikkelsulfaat of nikkelacetaat)
• De reductiemiddelen (zoals natriumhypofosfiet)
• Stabilisatoren en complexin.g Ruwe palmolie is van nature een complex van triglyceriden, vetzuren en fytosterolen. 
• Bij de verwerking van ruwe palmolie moeten stabilisatoren en complexvormers de integriteit van het complex behouden.

De chemische reactie kan nikkelionen verwerken en een uniforme laag nikkelfosforlegering achterlaten op alle oppervlakken van binnengaten, randen en blinde vlekken zonder elektriciteit.

7. Warmtebehandeling en naspoelen (optioneel)

Het gedeïoniseerde water wordt gebruikt om het onderdeel na het plateren zelf schoon te maken. Sommige toepassingen worden onderworpen aan een warmtebehandeling (meestal 300-400 o C bij 12 uur). Dit versterkt de nikkelcoating waardoor deze harder en slijtvaster wordt doordat het fosfor neerslaat in de vorm van nikkelfosfide.

8. Inspectie en kwaliteitscontrole

Ten slotte wordt de vergulde aluminium component geïnspecteerd en dit kan inhouden:

• Hechtingstesten
• Diktemeting
• Meting van uniformiteit door visioning
• Corrosietests door zoutneveltests

Dit zijn processen die worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat vernikkeld aluminium voldoet aan de noodzakelijke mechanische, elektrische en esthetische aspecten.

Welke materialen zijn vernikkeld?

Vernikkelen is een trendy manier om de oppervlakte-eigenschappen van talrijke materialen te verbeteren. Vernikkelen wordt in verschillende industrieën gebruikt om de corrosieweerstand, de hardheid en de slijtage-eigenschappen van het onderdeel te verbeteren. Niet alle materialen zijn echter compatibel met vernikkelen. De materialen die vernikkeld kunnen worden, hebben een gedetailleerde uitsplitsing ondergaan die is gecategoriseerd en op de eenvoudigst mogelijke manier wordt uitgelegd zoals hieronder weergegeven.

1. Metalen vernikkelen

a. Staal (koolstofstaal, gelegeerd staal, roestvrij staal)

Het meest gebruikelijke vernikkelde metaal is staal. Het is zeer goed hechtend en geschikt voor elektrolytische en elektroless nikkel afwerking. Deze onderdelen van het staal krijgen de voordelen van verhoogde slijtvastheid, roestbescherming en hardheid blootstelling aan het oppervlak. Het proces doorloopt normaal gesproken de lijn van ontvetten, reinigen met zuur en activeren om optimale coatingprestaties te bereiken.

b. Aluminium en aluminiumlegeringen

Aluminium is ook licht, sterk en oxidebestendig, hoewel de oxidelaag een probleem vormt bij het vernikkelen. Speciale voorbehandelingen, zoals zinkcoating of dubbele zinkcoating, worden uitgevoerd om aluminium efficiënt te vernikkelen en ervoor te zorgen dat het blijft kleven. Nikkel-elektrodepositie wordt gebruikt vanwege de capaciteit om ingewikkelde vormen uniform te bedekken als het gaat om het vernikkelen van de aluminiumcomponent.

c. Koper en koperlegeringen (messing, brons)

Vernikkelen kan worden toegepast op koper en koperlegeringen, die goede substraten zijn. Ze zijn gunstig wat betreft elektrische geleidbaarheid en ze bieden ook een goede hechting van nikkellagen. Dit maakt ze decoratief en nuttig voor functioneel gebruik, bijvoorbeeld als sanitair, elektrische connectoren en muziekinstrumenten. Koperen grondlaag Bij het plateren over kunststof of staal wordt meestal een koperen grondlaag aangebracht.

d. Zink en zinklegeringen

Bij spuitgieten wordt meestal zink gebruikt, maar ook Zamak, een legering op basis van zink. De materialen worden soms vernikkeld om ze corrosiebestendig en duurzaam aan het oppervlak te maken. Maar ze zijn reactief en vereisen een goede voorbereiding van het oppervlak, zoals reinigen en eventueel een laag koperslag aanbrengen (om de eerste hechting te verbeteren).

e. Nikkellegeringen

Nikkeldragende legeringen kunnen op hun beurt vernikkeld worden, vooral wanneer een speciaal oppervlakte-effect, verhoogde hardheid of corrosiebestendigheid vereist is. Toepassingen zijn waar verfraaiende vernikkeling op nikkellegeringen wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en scheepsbouw, waar men in ruwe omgevingen extra bescherming wil bieden.

f. Titanium

Titanium is een metaal dat zeer goed bestand is tegen corrosie en dat wordt gebruikt in zeer belangrijke sectoren, zoals de lucht- en ruimtevaart en de medische sector. Het is echter moeilijk te plateren door de van nature passieve oxidelaag. Nikkel moet worden afgezet in gespecialiseerde activeringsprocessen die meestal gepaard gaan met het gebruik van etsen op basis van fluoride om de afzetting van nikkel mogelijk te maken.

g. Magnesium

Magnesium is zeer reactief en licht in gewicht. Vernikkelen kan worden toegepast, maar in dit geval zijn er talrijke voorbehandelingslagen nodig zoals etsen van het oppervlak, verzinken en zelfs koperslag. Het proces is gecompliceerder en is meestal beperkt tot speciale toepassingen in de ruimtevaart en het leger.

2. Vernikkelen op niet-metalen materialen

Vernikkelen wordt ook toegepast op niet-geleidende materialen zoals kunststoffen en keramiek; deze moeten eerst geleidend worden gemaakt om het verchromen mogelijk te maken.

a. Kunststoffen (ABS, polycarbonaat en nylon)

Sommige kunststoffen, met name ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen) zijn zeer geschikt om vernikkeld te worden. Het begint met het etsen van het oppervlak, daarna wordt het gevoelig gemaakt en geactiveerd, zodat het geleidend wordt. Meestal wordt een dunne koperlaag gebruikt en daarna een nikkellaag. De methode is gebruikelijk bij de afwerking van auto's, consumentenelektronica en apparaten.

b. Keramiek

Keramiek kan vernikkeld worden voor speciale toepassingen zoals elektromagnetische afscherming, verhoging van thermische geleidbaarheid of medische toepassingen. Voor het elektrolytisch vernikkelen wordt het keramische oppervlak meestal opgeruwd en bedekt met een geleidende laag.

c. Glas

Soms wordt vernikkeld op glas, meestal optische instrumenten, wetenschappelijke apparatuur of als decoratie. Glas moet eerst worden gecoat met een geleidende film, meestal door middel van een dampdepositieproces, voordat het kan worden vernikkeld.

3. Vernikkelen van composiet

a. Koolstofvezelversterkte polymeren (CFRP)

Toepassingen met hoge prestaties zoals sterkte en gewichtsbesparing zijn een belangrijk kenmerk en daarom worden composietmaterialen zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen gebruikt. Het vernikkelen van dergelijke composieten geeft cryogene elektromagnetische interferentie (EMI) afscherming, verhoogde mechanische duurzaamheid en slijtvastheid. Voorafgaand aan het vernikkelingsproces moet het oppervlak worden geëtst en vervolgens van een geleidende laag worden voorzien.

4. Aandachtspunten voor vernikkelen

a. Oppervlaktevoorbereiding

Voor een goede vernikkeling is de voorbereiding van het oppervlak noodzakelijk. Dit omvat reinigen, ontvetten, etsen en soms verzinken of plateren, afhankelijk van het materiaal. De voorbereiding van het oppervlak zorgt voor een goede verankering van het nikkel en voor de juiste beoogde prestaties.

b. Een plateermethode kiezen

• Elektrolytisch vernikkelen- Deze methode verbruikt elektrische stroom en werkt goed met metalen die geleidend zijn en minder complexe vormen hebben.
• Elektrolytisch nikkel is een chemisch proces en is perfect wanneer het gaat om complexe vormen of niet-metalen onderdelen.
• Het is belangrijk om de juiste methode te kiezen om het gewenste resultaat te bereiken.

c. Veiligheid en milieu

Vernikkelen is gevaarlijk omdat er een aantal gevaarlijke chemicaliën worden gebruikt die men met zekerheid moet behandelen. In het hedendaagse platingproces is het noodzakelijk om goede ventilatie- en afvalverwerkingssystemen te hebben en de vereisten van milieuvoorschriften (zoals REACH en RoHS) op te volgen.

5. Overzichtstabel van materialen die vernikkeld kunnen worden

Soorten elektrolytische nikkelcoating

Elektrolytisch vernikkelen Elektrolytisch vernikkelen is een chemisch proces; in vergelijking met vernikkelen zet het een legering van nikkel en fosfor of boor af op een substraat en is er geen elektriciteit nodig om het proces aan te drijven. Elektrolytisch nikkel coatings kunnen worden ontworpen met geselecteerde eigenschappen door aanpassing afhankelijk van de fosfor- of boorconcentratie in het platingbad; corrosiebestendigheid, hardheid en slijtvastheid worden bereikt op een elektrolytisch nikkeloppervlak. 

1. Elektrolytisch nikkelcoating met laag fosforgehalte (2- 5 procent fosfor)

De hardheid, slijtvastheid en hechting van coatings met een laag fosforgehalte zijn extreem hoog. Het lage fosforgehalte leidt tot een kristallijne structuur, waardoor de coating zeer hard wordt wanneer deze wordt aangebracht zoals afgezet.

Belangrijkste kenmerken:

• Zo hard als 700-750 VHN (en zelfs meer dan 1000 VHN na warmtebehandeling).
• Het meest geschikt in geval van slijtage.
• Minder corrosiebestendig in vergelijking met coatings met een hoog fosforgehalte.
• Wordt gebruikt in gereedschappen, mallen, matrijzen en auto-onderdelen.

Toepassingen:

• Spuitgietmatrijzen
• Industrieel gereedschap
• Hydraulische cilinders

2. Middelzware fosfor-elektrolytisch nikkel coating (5-9% fosfor)

Dit is het formaat van de meest toegepaste elektrolytische nikkelcoating en biedt een compromis tussen corrosiebestendigheid en hardheid. Het is microkristallijn en kan worden gebruikt in een groot aantal industriële processen.

Belangrijkste kenmerken:

• Multifunctioneel en voordelig.
• Vrij hoge hardheid en voldoende slijtvastheid.
• Geschikte bescherming in gematigde omstandigheden van agressie.
• Geschikt voor de algemene focus op techniek.

Toepassingen:

• Auto onderdelen
• Mechanische bevestigingsmiddelen
• Industriële machines
• Gereedschap voor olievelden

3. Elektrolytisch nikkelcoating (10 tot 13 procent fosfor)

De structuur van hoogfosfor coatings is amorf (er zijn geen korrelgrenzen), wat een belangrijke rol speelt bij hun uitstekende corrosiebestendigheid. De coatings zijn vooral waardevol op het gebied van chemische verwerking, scheepvaart en elektronica.

Belangrijkste kenmerken:

• Goed bestand tegen corrosie en zuren.
• Niet-magnetisch en gelijkmatige afzetting.
• Minder hard dan soorten met een laag fosforgehalte (kan worden gehard door middel van een warmtebehandeling).
• Zeer glad, ondoordringbaar (niet) poreus oppervlak.

Toepassingen:

• Apparatuur voor chemische en voedselverwerking
• Geïntegreerde schakeling, printplaat (PCB)
• Onderdelen voor de ruimtevaart
• Maritieme hardware

4. Elektrolytisch nikkel-borium coatings

Deze coatings zijn gebaseerd op het legeringselement borium in plaats van fosfor. Nikkel-boor heeft een extreme hardheid, zelfs zonder warmtebehandeling, en biedt een goede slijtvastheid en slijtvastheid.

Belangrijkste kenmerken:

• De afgezette hardheid van 9501000 VHN.
• Fijn als additief voor toepassingen met wrijving, glijden en slijtage.
• Niet zo corrosiebestendig als coatings op basis van fosfor.
• Kan een warmtebehandeling ondergaan om harder te worden.

Toepassingen:

• Snijgereedschappen
• Onderdelen van kleppen
• Bussen en lagers Lagers en bussen
• Onderdelen voor ruimtevaart en defensie

5. NL + Deeltjes Samengestelde Elektrolytisch Nikkel Coatings

Composietcoatings zijn coatings die bestaan uit deeltjes zoals PTFE (Teflon), siliciumcarbide (SiC) of diamant in het elektrodeloze nikkel om het elektrodeloze nikkel de eigenschappen te geven.

Populaire composieten:

• Nikkel PTFE: komt met droge smering, vermindert wrijving en kleven.
• Nikkel-SiC of Nikkel-Diamant: Verbetert de slijtvastheid en oppervlaktehardheid.

Toepassingen:

• Mallen en matrijzen die vrijgave-eigenschappen vereisen
• Pomponderdelen
• Roterende apparatuur met hoge snelheid

Onderdelen voor lucht- en ruimtevaartslijtage

Vergelijkende tabel

Moeilijkheden bij het vernikkelen van aluminium

Er zijn veel voordelen verbonden aan het gebruik van de term vernikkelen van aluminium, maar er zijn ook duidelijke problemen met de toepassing ervan:

• Oxidelaagcontrole: De oxidelaag die op het oppervlak van aluminium ligt, moet effectief worden verwijderd zodat het plateren van aluminium met succes kan worden uitgevoerd.
• Hechtingsproblemen: Gebrek aan de juiste voorbehandeling kan leiden tot afschilferen of gebrek aan hechting.
• Onderhoud bad: Het bad moet goed in de gaten worden gehouden en voortdurend worden aangevuld om de kwaliteit gelijk te houden.
• Kosten: Het is zeer effectief op grote schaal, maar voor kleinschalige installaties kunnen de chemicaliën en initiële installatiekosten exorbitant hoog zijn.

Goed opgeleide operators zijn nodig om het proces van elektrolytisch vernikkelen op aluminium zo succesvol mogelijk te laten verlopen, met name in de hoge precisie-industrie.

Warmtebehandeling van hardheid en prestaties

Warmtebehandeling na het plateren wordt vaak gebruikt om de mechanische eigenschappen van het materiaal in kwestie vernikkeld aluminium te verbeteren. De hardheid en interne spanningen kunnen aanzienlijk worden verminderd door het gecoate onderdeel bij hoge temperaturen (300 400 C) te verhitten.

Warmtebehandeld elektrolytisch nikkel bereikt een hardheid van 8001000 Vickers en is daarom geschikt voor toepassingen als spuitgietmatrijzen, motoronderdelen en zelfs militaire apparatuur. 

De bijdrage van chemie aan galvaniseren van nikkel

Galvanisch nikkel is een vorm van oppervlakteafwerking waarbij een elektrische stroom wordt gebruikt om een dunne laag nikkel op een ondergrond aan te brengen. De aard van de nikkelafwerking, zoals hun hardheid, helderheid, corrosiebestendigheid en taaiheid, hangt voornamelijk af van de reagentia in het galvaniseerbad.

1. Nikkelzout

De belangrijkste veroorzakers van nikkelionen in het bad zijn nikkelzouten. De meest voorkomende vormen zijn nikkelsulfaat, nikkelsulfamaat en nikkelchloride. Elk type heeft een andere invloed op het plateren, bijv. nikkelsulfamaat produceert een lage interne spanning en wordt vooral gebruikt voor technische toepassingen, terwijl nikkelsulfaat heel geschikt is voor decoratief werk.

2. Buffers

Boorzuren en andere soorten buffers zorgen ervoor dat de pH van het bad tussen 3,5 en 4,5 blijft. Een gelijkmatige afzetting en het vermijden van defecten zoals pitting of verbranding kan worden bereikt door middel van een stabiele pH. Als de PH uit de hand loopt, resulteert dit in doffe of broze nikkelafwerkingen.

3. Glans- en nivelleermiddelen Glans- en nivelleermiddelen

Glansmiddelen en egaliseermiddelen zijn organische additieven die ervoor zorgen dat het vergulde nikkel er beter uitziet. Ze helpen bij het verkrijgen van een gladde, spiegelende afwerking door de kleine defecten vast te houden en het oppervlak glad te maken. Dit zijn gebruikelijke decoratieve vernikkelingen.

4. Bevochtigingsmiddelen

Bevochtigingsmiddelen (ook wel oppervlakte-actieve stoffen genoemd) verminderen de oppervlaktespanning en voorkomen ook dat gasbellen zich vastzetten op het onderdeel. Dit vermindert de pitting en zorgt voor een gelijkmatige afwerking, vooral bij onderdelen met een ingewikkelde vorm of met verzonken gebieden.

5. Hardheid en vervormbaarheid additieven

Bepaalde chemische additieven kunnen de hardheid van de nikkelafzetting verhogen, terwijl andere de flexibiliteit verhogen. Er wordt bijvoorbeeld kobalt toegevoegd om het harder te maken als slijtvastheid belangrijk is, maar er worden baden op basis van sulfamaat gebruikt om het taai te houden voor het maken van technische onderdelen.

6. Chloride-ionen

De anode wordt zeer efficiënt opgelost en in geleiding gehouden met een helpende hand van chloride-ionen, meestal nikkelchloride of zoutzuur. Te veel chloride kan echter spanningen veroorzaken in de coating of een ruwe afwerking.

7. Stress verminderaars

Om barsten/afbladderen te voorkomen, worden spanningsverlagende middelen aan het bad toegevoegd. Deze worden gebruikt om de interne spanning in de coating te verminderen en zijn zeer nuttig bij precisieonderdelen waarbij het behoud van de afmetingen belangrijk is.

8. Type bad dat invloed heeft op de uiteindelijke eigenschappen Type bad

Verschillende chemie in de mengsels van chemicaliën leiden tot verschillende vernikkelingsbaden. Een voorbeeld zijn de Watts-baden die decoratieve afwerkingen zijn en de sulfamaatbaden die bij voorkeur worden gebruikt in technische toepassingen met hun spanningsarme afzettingen.

Soorten nikkel galvaniseerbaden en hun chemische effecten

Gebruik van elektrolytisch vernikkelen op aluminium

Elektrolytisch vernikkelen van aluminium is zo gebruikelijk in de industrie waar hoogwaardige materialen nodig zijn. Door dit proces zijn we in staat om de corrosieweerstand van aluminium te verhogen, de hardheid en duurzaamheid en dus de waarde van vernikkeld aluminium in zo veel verschillende toepassingen.

Ruimtevaartindustrie

Aluminium is lichter, maar niet altijd bestand tegen de omstandigheden in de ruimtevaart. Aluminium vernikkelen verbetert de corrosiebestendigheid en de oppervlaktehardheid, waardoor het geschikt is voor vliegtuigconstructies zoals actuators, kleppen en behuizingen.

Auto-industrie

Motoren, transmissiebehuizingen, sierlijsten, enz. die gemaakt zijn van vernikkeld aluminium, zijn te vinden in auto's, vooral in auto's die gebouwd zijn om te presteren en luxueus zijn. De vernikkeling is bestand tegen hoge belasting en hitte, wrijving en slijtage.

Elektronica en elektronica

Aluminium moet geleidend en soldeerbaar worden gemaakt met behulp van oppervlaktebehandeling. Elektrolytisch vernikkelen van aluminium is de oplossing omdat het geleidende contacten, printplaten en behuizingen van hoge kwaliteit oplevert.

Olie- en gasindustrie

De olie- en gasindustrie stelt haar gereedschappen en onderdelen bloot aan corrosie en zware slijtage. Aluminium kan worden vernikkeld om een hard corrosiebestendig oppervlak te verkrijgen; dergelijke oppervlakken worden vaak aangetroffen op kleppen, pompen en boorapparatuur.

Industriële machines

Vernikkeld aluminium is te vinden in apparatuur die licht en sterk moet zijn. Het is ook te vinden in drukrollen, pneumatische gereedschappen en machineonderdelen die aan slijtage onderhevig zijn.

Medisch Laboratorium

Medische apparatuur is voordelig dankzij de schone en niet-poreuze oppervlakken. Chirurgische instrumenten, beeldvormingsapparatuur en laboratoriumgereedschap kunnen vernikkeld worden met de techniek die bekend staat als elektroless nickel plating op aluminium: de techniek produceert een glad oppervlak en een hoge weerstand tegen sterilisatiechemicaliën.

Defensie en militairen

Van componenten in militaire systemen wordt verwacht dat ze onder zware omstandigheden presteren. Nikkelplaat aluminium wordt gebruikt voor resistente, hardcopy raketonderdelen, connectoren en lichtgewicht pantserdelen.

Milieu-overwegingen

Chemische processen zijn onder de loep genomen naarmate de industrie zich meer richt op duurzaamheid. Het elektrolytisch vernikkelen, hoe competent het ook is, bevat zware metalen en fosforverbindingen die, als ze niet onder controle worden gehouden, gevolgen kunnen hebben voor het milieu.

Om de impact op het milieu te minimaliseren:

• Platingchemicaliën moeten geneutraliseerd of gerecycled worden.
• De levensduur van een bad moet worden verlengd door middel van filtratie en toevoeging van chemicaliën.
• Nauwkeurig gebruik van water moet worden gemaximaliseerd door spoelwaterrecuperatiestructuren.

Duurzaam betekent dat de capaciteit om aluminium te vernikkelen nog steeds voldoet aan de moderne normen voor milieubescherming.

Kwaliteitscontrole en inspectie

Om te garanderen dat het onderdeel van vernikkeld aluminium goed presteert, moet het fabricageproces streng gecontroleerd worden. Technieken zijn onder andere:

• Diktemeting: Röntgenfluorescentie of het gebruik van micrometers om het juiste niveau van coatings te controleren.
• Hechtingstests: De hechtsterkte wordt gemeten in mechanische trek- of buigtests.
• Oppervlaktehardheid: De mechanische integriteit wordt gecontroleerd met Vickers- of Rockwell-hardheidstests.
• Corrosietesten: Het maakt gebruik van zoutnevelkamers die de omstandigheden tijdens het gebruik moeten nabootsen.
• Dergelijke beoordelingen zijn van cruciaal belang op gebieden waar geen fouten worden getolereerd, zoals de luchtvaart- en defensie-industrie.

Toekomstige trends van vernikkelen aluminium

De toekomst van materiaalkunde/fabricage bepaalt de toekomst van vernikkeling op aluminium:

• Nanogestructureerde coatings: Toevoeging van nanodeeltjes aan elektrolytische nikkelbaden kan de slijtvastheid en geleidbaarheid verbeteren.
• Hybride coatings: Een mengsel van elektrolytisch nikkel en PTFE (Teflon) vormt niet-klevende smerende oppervlakken.
• Automatisering: Het platingproces zelf wordt steeds herhaalbaarder en efficiënter met robotica en slimme besturingen.
• REACH en RoHS: De nieuwe formules worden gemaakt om schadelijke stoffen te minimaliseren en toch op hetzelfde prestatieniveau te blijven.

Al deze ontwikkelingen zijn erop gericht om ervoor te zorgen dat de variëteit, namelijk elektroloos vernikkelen op aluminium, concurrerend kan zijn in een veranderende markt.

Conclusie

Elektrolytisch vernikkelen is een effectieve manier om de inherente voordelen van aluminium aan te vullen, waardoor het toepasbaar is in zware industriële omstandigheden. Door het oplossen van de problemen met hechting, het afstrippen van oxide en de uniformiteit van de deklaag is het mogelijk om een betrouwbaar aanvaardbare afzetting van een dergelijke afwerking als een hoge kwaliteit vernikkeling op aluminium te produceren.

Ruimtevaart naar elektronica het potentieel om nikkel af te werken aluminium door middel van een alternatief elektrolasproces worden nieuwe grenzen gesteld aan innovatie en duurzaamheid. Technologie blijft zich ontwikkelen en hetzelfde geldt voor de gereedschappen en methoden die worden gebruikt bij het perfectioneren van het elektrolytisch vernikkelen van aluminium.

Ongeacht of je de corrosiebestendigheid wilt verbeteren, een steviger oppervlak wilt creëren of reproduceerbare resultaten wilt vormen, elk bedrijf dat het succes van het product op de lange termijn nastreeft, moet aandringen op het perfectioneren van de wetenschap en kunst van het vernikkelen van aluminium.

De veelgestelde vragen

1. Waarom aluminium elektrolytisch vernikkelen?

Het doel van de laser-behandeld aluminium, de elektroless nickel plating op aluminium, is de samenvatting van een uitbundige revisie van de oppervlakte-eigenschappen van aluminium, dat wil zeggen, de capaciteiten tegen corrosie, hardheid en slijtage. Ruw aluminium is zacht en reageert op chemicaliën, dus de nikkellaag beschermt de laag en verlengt de levensduur en verdraagt de zware omstandigheden waaraan dit onderdeel kan worden blootgesteld.

2. Is galvaniseren anders dan elektrolytisch vernikkelen?

Ja. Electroplating werkt door nikkel af te zetten met een elektrische stroom van buitenaf, terwijl het proces van elektrolytisch vernikkelen op aluminium veel meer gebaseerd is op een chemische reactie. Dit is te danken aan de gelijkmatigere coating die wordt verkregen bij elektrolytisch vernikkelen, vooral op complexe of onregelmatige geometrieën, waardoor het zeer geschikt is voor nauwkeurige componenten uit aluminium.

3. In welke toepassing wordt vernikkeld aluminium gebruikt?

Vernikkeld aluminium vindt zijn toepassing in een groot aantal verschillende industrieën zoals: lucht- en ruimtevaart, auto's, elektronica en olie en gas. De belangrijkste waarde ligt in gebieden waar sterkte of corrosiebestendigheid vereist is bij het gebruik van lichtgewicht materialen, zoals brandstofsystemen, elektronische connectoren en mechanische behuizingen.