Meer over chemisch nikkel

Chemisch nikkel deklagen kunnen worden ingedeeld in een aantal soorten afhankelijk van het percentage fosfor (P) inbouw. Zo onderscheidt men:

• Laag fosfor houdende deklagen : 2 - 5 % P. (wordt niet door Hegin Metalfinishing uitgevoerd)
• Midden fosforhoudende deklagen : 6 - 9 % P.
• Hoog fosforhoudende deklagen : 10 -13 % P.

De deklagen worden aangebracht op diverse basismaterialen zoals: staal, RVS, koper en -legeringen, de meeste extrusie en giet aluminiumsoorten.

Hegin Metalfinishing heeft de midden en hoogfosfor processen operationeel evenals de composietdeklaag Niflon® . Dit is een chemisch nikkel proces waarbij gelijktijdig PTFE in de laag wordt ingebouwd. Deze laag wordt toegepast voor verbetering van glij-eigenschappen.

Het belangrijkste kenmerk van alle chemisch nikkel processen is dat de laag wordt aangebracht zonder hulp van een externe stroombron. De badvloeistof bestaat uit een waterige oplossing van nikkelionen, reductiemiddelen en stabilisatoren.

De ondergedompelde producten werken katalytisch op het proces en maakt dus homogene laagdikteverdeling mogelijk over het gehele product ongeacht zijn vorm en/of oppervlaktegesteldheid (ruw of glad). De eigenschappen van een chemisch nikkeldeklaag en de uiteindelijke prestaties zijn afhankelijk van het ingebouwde fosforpercentage, de zuiverheid van de laag, het basismateriaal, de toegepaste voorbehandeling en de laagdikte. De structuur van chemisch nikkeldeklagen is homogeen en in het algemeen poriënvrij. Ze zijn ofwel microkristallijn of amorf (een vorm van metallisch glas).

Chemische resistentie is de weerstand van de deklaag zelf tegen invloeden van diverse stoffen en chemicaliën. Corrosiebescherming is de weerstand van het systeem (basismateriaal en deklaag) tegen invloeden van diverse stoffen en omgevingsomstandigheden. Mechanische eigenschappen: de deklagen kunnen worden aangebracht met trek- of drukspanning in de laag. De hardheid wordt meestal uitgedrukt in microvickers en de ductiliteit van de laag bevindt zich tussen de 0,1 en 2% afhankelijk van het type proces.

De verschillende typen deklagen onderscheiden zich door onderstaande kenmerken:

Hoog P% deklagen

Excellente corrosieweerstand

• Hoge chemisch resistentieaatvast aan te brengen
• Amorfe structuur
• Drukspanning in de laag
• Goede soldeerbaarheid
• Niet magnetisch
• Vaak goede vervanger van hardchroom

Midden P% deklagen

• Hoge neerslagsnelheid
• Maatvast aan te brengen
• Goede slijtvastheid
• Goede corrosiebescherming
• Uitharden tot Hv 950 kg/mm2
• Meest toegepast voor algemeen gebruik

Laag P% deklagen

• Magnetisch deklaag
• Hogere hardheid in ‘as plated’ toestand (Hv 650 – 750 kg/mm2)
• Uitharden tot Hv 1050 kg/mm2
• Goede soldeerbaarheid
• Maatvast aan te brengen

Toepassing

Maritieme industrie (AMS 2404D )

Hoog fosfor chemisch nikkel in laagdikten van 25 tot 75 µm zijn normaal gebruikelijk om corrosie en erosie in agressieve omgeving te weren. Voorbeelden van onderdelen zijn afsluiters, pompen, pijpen, warmtewisselaars, veiligheidskleppen etc.

Algemene machinebouw (ASTM B 733-90)

Naast de uitstekende corrosie en slijtvastheid biedt het chemisch nikkel ook een aantrekkelijke uiterlijk. De vernikkelde onderdelen zijn eenvoudig schoon te houden en worden daarom toegepast in diverse machines en apparaten. Voorbeelden zijn hydraulische cilinders, fitting onderdelen, plunjers, assen, appendages, tandwielen, lagers, doseerkoppen etc.

Medische en farmaceutische sector

Chemisch nikkel wordt in deze sector veel gebruikt voor corrosie en slijtage doeleinden. Het nikkel biedt complete bescherming tegen deze omstandigheden en maakt het mogelijk meer staal en aluminium te gebruiken in plaats van het duurdere RVS. Typische medische toepassingen zijn; scharen, hechtnaalden, klemmen, tangen. Ten behoeve van de medicijn fabricage worden veel screens, pil sorteer inrichtingen, vulstations etc. vernikkeld.

Chemisch nikkel op aluminium

Waar gewichtsbesparing belangrijk is kan aluminium met een slijtvaste bedekking van chemisch nikkel de toepassing verruimen. Dit geldt met name in de machine-industrie en grafische industrie, waar de steeds verder opgevoerde productiesnelheden eisen stellen aan een geringe massa, bij gelijktijdige slijtvaste en wrijvingsarme uitvoering.

Onderdelen van grafische machines waar de glijweerstand tegen papier laag moet zijn en gelijktijdige bescherming nodig is tegen de abrasieve werking ervan, kunnen van een slijtvaste laag worden voorzien waardoor de standtijd toeneemt. Andere toepassingen zijn te vinden in de procesindustrie en de pneumatiek. Tenslotte kan een chemisch nikkellaag een goede tussenlaag vormen voor het technisch verantwoordt aanbrengen van galvanische bewerkingen van goud, zilver, tin, koper enz. en ook voor CVD en PVD lagen.

Wanneer een constructeur op de hoogte is van de mogelijkheden van het aanbrengen van harde slijtvaste lagen, zal hij eerder geneigd zijn aluminium te betrekken in de keuze van mogelijke basismaterialen.

Proces eigenschappen

De eigenschappen van het oppervlak zijn nagenoeg onafhankelijk van het basismateriaal. De laag volgt de geometrie van het oppervlak. De bedekking kan door thermisch nabehandelen harder en/of slijtvaster worden gemaakt. Chemisch vernikkelen wordt uitgevoerd in een waterige oplossing van een nikkelzout en een reductiemiddel bij een temperatuur van 85–90 °C en een pH tussen 4,7 en 5,0. Daarnaast zijn er nog composietdeklagen met inbouw van PTFE, siliciumcarbide en diamant. (Zie nifloneren®).

Het chemisch nikkel kan worden aangebracht op de volgende ondergronden:

•  Staal en roestvaststaal
• Koper- en koper legeringen
• Aluminium en aluminiumlegeringen

Chemisch vernikkelen wordt voornamelijk toegepast als de vormgeving van het product nogal complex is. Door de homogene laagdikte opbouw kunnen maatvoeringen vooraf worden aangepast aan de op te brengen laagdikte. Het is ook als trommelwerk te behandelen.

Voorbehandeling

Mechanische voorbehandeling voor het verwijderen van oxidehuid of het aanbrengen van een decoratief uiterlijk zoals slijpen, polijsten, stralen of glasparelen is mogelijk.

De voorbehandeling is afhankelijk van het type basismateriaal. De producten worden altijd (electro)chemisch gereinigd en geactiveerd voor het vernikkelen.

Aanbrengen van de laag

De laag wordt aangebracht over het gehele product.

Oppervlakteruwheid is nagenoeg gelijk aan die van het basismateriaal. Bij dikkere lagen kan de ruwheid iets toenemen. Gedeeltelijk afdekken is mogelijk. De hoeken groeien niet extra snel aan, de gaten kunnen goed worden vernikkeld, mits vloeistof verversing mogelijk is. Laagdikte tot 200 µm behoren tot de mogelijkheden. Gebruikelijk is 2 – 50 µm. De aanbrengsnelheid varieert van 8 tot 18 µm/uur. De hechting op staal en koper bedraagt 345 – 441 MPa. Op aluminium 103 – 241 MPa. Producten worden na voorbehandeling in het bad geplaatst.

Nabehandeling

Mechanische nabehandeling zoals slijpen, honen, polijsten, matteren om gedefinieerde finish te bereiken is mogelijk.

Thermische nabehandeling om de hardheid en weerstand tegen slijtage te verhogen wordt uitgevoerd vanaf een temperatuur van 200 ° tot 400 °C gedurende 10 – 24 uur.

Voor het opheffen van waterstof brosheid wordt gegloeid tot 240 °C. Dit is alleen nodig als de staalsoort en zijn sterkte hiervoor aanleiding geven.

Voordelen & beperkingen

• De laag heeft een geringe ductiliteit.
• De slijtvastheid is iets geringer dan hardchroom.
• Deklaag heeft minder opvullend vermogen maar wel een mooi technisch uiterlijk.
• Max. temperatuur belasting voor behoud van eigenschappen van de deklaag ligt rond de 320 °C.

Kosten

Deze zijn sterk afhankelijk van de gewenste voor- en nabehandeling, toegepaste laagdikte en aanvullende eisen. Doorslaggevend zijn vaak de factoren; seriegrootte en de mogelijkheid om producten eenvoudig op te rekken.

U mag ons altijd uitnodigen voor het maken van een offerte of een proefbehandeling. Onze expertise met het chemisch vernikkelen is gestart medio de zestiger jaren. In die tijd waren nog geen commerciële processen beschikbaar.