Химическое осаждение никеля предполагает нанесение металла на поверхность без воздействия электрического тока. Процесс осуществляется
в результате окислительно – восстановительных реакций, происходящих в растворе. В качестве восстановителя применяется гипофосфит натрия, в результате осаждается покрытие никель – фосфор с содержанием фосфора до 10% в зависимости от рН раствора.
Восстановление никеля гипофосфитом протекает по реакции:
NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = Na H2PO3 + 2HCl + Ni
Но одновременно протекает реакция восстановления фосфит–иона до элементарного фосфора, который включается в покрытие.
Химическое осаждение никеля возможно из щелочных и кислых растворов. Щелочные растворы, позволяющие получать покрытие никель – фосфор с содержанием фосфора 4-8 %, имеют состав:
Установка химического никелирования
Никель хлористый 20 – 30 г/л
Натрия гипофосфит 15 – 25 г/л
Натрий лимоннокислый 3 – 50 г/л
Аммоний хлористый 30 – 40 г/л
Аммиак водный, 25% 70 – 100 мл/л
рН = 8-9, температура 80 – 90С
Скорость осаждения 10 – 15 мкм/час.
Покрытие никель – фосфор из кислых растворов содержит фосфора
8-10%.
Рекомендуемый
состав:
Никель сернокислый 20 – 30 г/л
Натрий уксуснокислый
10 – 20 г/л
Натрия гипофосфит 20 – 25 г/л
Тиомочевина
0, 03 г/л
Кислота уксусная (ледяная) 6 – 10 мл/л
рН = 4,3
– 5, температура 85 – 95С
Скорость осаждения 10 – 15 мкм/час.
Кислые растворы рекомендуются для
химического осаждения никеля на алюминиевых сплавах. Щелочные растворы - для химического осаждения никеля на детали из медных сплавов и нержавеющей стали, кроме того, для начала реакции требуется контакт с более электроотрицательным металлом - алюминием.
В связи с тем, что никель-фосфорное покрытие содержит некоторое количество
фосфора, его химические свойства отличаются от характеристик чистого никеля:
– с увеличением % - го содержания фосфора в покрытии защитные свойства повышаются, следовательно, из кислых растворов они выше, чем из щелочных;
– твердость химически восстановленного никеля значительно выше, чем электролитически осажденного никеля;
– магнитные свойства и паяемость никель-фосфорного покрытия значительно
ниже, чем электролитически осажденного никеля.
Основное преимущество химического никелирования – возможность получать равномерное покрытие никеля по всей поверхности детали, несмотря на сложность конфигурации, что нельзя осуществить при электрохимическом
осаждении из-за достаточно низкой рассеивающей способности электролита никелирования.
Основной недостаток химического никелирования – достаточно высокая стоимость процесса из-за короткого срока службы растворов химического никелирования.