Chemisch vernikkelen

 
Chemisch vernikkelen is een maatvaste coatingmethode voor bijna alle metaalsoorten. Een stroomloos chemisch proces bij een temperatuur van ongeveer 90 °C zorgt ervoor dat de chemische nikkellaag neerslaat. Dit resulteert in een gelijkmatige verdeling van de laagdikte over het gehele werkstuk.
 
Chemisch vernikkelen is zeer tijdsintensief en duurder. Het duurt ongeveer een uur om 10 µm chemisch nikkel aan te brengen. Dikkere lagen dan 50 µm worden in de praktijk bijna nooit uitgevoerd.
 
INFO: Verschil met galvanisch nikkel
Voor de afscheiding van nikkelionen van het metaal zijn elektronen nodig. Bij galvanisch nikkel wordt de elektrische stroom van buitenaf geleverd, bijvoorbeeld door een gelijkrichter. Bij chemisch nikkel daarentegen worden de elektronen gegenereerd door een redoxreactie in het bad zelf. Dit maakt contournauwkeurige coatings mogelijk met een tolerantie van ± 2 µm tot ± 3 µm bij een laagdikte van 8 µm tot 80 µm. Vanaf 50 µm kunnen zich echter spanningen vormen in de chemische nikkellaag.
 

Laageigenschappen

Met behulp van de fosforconcentratie kunnen de eigenschappen van de nikkel-fosforlaag specifiek worden geregeld. Bij 3 % tot 7 % wordt er verwezen naar een laag fosforgehalte, 6 % tot 9 % naar een gemiddeld fosforgehalte en 10 % tot 12 % naar een hoog fosforgehalte.

• Hoe hoger het fosforgehalte, hoe beter de corrosiebescherming. Ook is het belangrijk dat de laag poriënvrij is. Dit is afhankelijk van de materiaalsoort en de voorbewerkingen van het werkstuk (frezen, polijsten, enz.), omdat deze van invloed zijn op de hechtkracht. De dikte van de anticorrosielaag is over het algemeen minimaal 30 µm tot 50 µm.
• Hoe lager het fosforgehalte, hoe hoger de hardheid of slijtvastheid. Met een extra warmtebehandeling (tot één uur bij maximaal 400 °C) kan 800 tot 1100 HV worden bereikt. Laagdiktes tussen 10 µm en 50 µm zijn gebruikelijk.

Het uiterlijk van de chemische nikkellaag kan slechts in beperkte mate worden vormgegeven, bijvoorbeeld door glansmiddelen in elektrolyt te gebruiken. Instelbare eigenschappen, zoals de korrelgrensdichtheid, kunnen het uiterlijk in geringe mate beïnvloeden. Het uiterlijk hangt in wezen af van de voorbewerking van het werkstuk – glanzende oppervlakken blijven glanzend, matte oppervlakken blijven mat.

De hechtkracht is ook afhankelijk van het materiaalsoort en eerdere bewerkingen. Een warmtebehandeling bij lage temperaturen en een langere houdtijd verbeteren de hechtsterkte.

Soorten processen

Mid-Phos chemisch vernikkelen
(gemiddeld fosforgehalte)

Bij Mid-Phos chemisch vernikkelen wordt een gemiddeld fosforgehalte (6 % tot 9 %) bereikt. Het wordt gebruikt om de hardheid (ong. 600 HV) en slijtvastheid van werkstukken te verhogen en om een goede corrosiebescherming te bereiken (meer dan 480 uur bij s/min = 0,030 mm). De werkstukken worden ferromagnetisch. Door warmtebehandeling kan de hardheid worden verhoogd tot ong. 1000 HV.

High-Phos chemisch vernikkelen
(hoog fosforgehalte)

Bij High-Phos chemisch vernikkelen wordt een hoog fosforgehalte (10 % tot 12 %) bereikt. Dit proces is ideaal voor werkstukken die een zeer hoge corrosieweerstand moeten hebben (meer dan 500 uur bij s/min = 0,030 mm) en niet magnetisch mogen zijn. Slijtvastheid en hardheid (ong. 550 HV) zijn lager dan bij het Mid-Phos-proces. Ook hier kan thermische nabehandeling helpen om de hardheid te verhogen (ong. 900 HV).

Thermische behandeling

Een thermische nabehandeling van chemisch vernikkelde werkstukken wordt voornamelijk gebruikt om de hardheid te verhogen tot 1000 (± 50) HV, de slijtvastheid te verbeteren en de laaghechting te vergroten. Hiervoor worden de werkstukken op 230 °C tot 400 °C getemperd.

Hybride coating

De hybride coating combineert alle voordelen van chemische nikkel- en hardchroomprocessen. Na chemisch vernikkelen volgt hardverchromen. Hierdoor ontstaat een lagensysteem met een zeer goede corrosiebescherming en een zeer hoge slijtvastheid. De respectieve laagdikte is afhankelijk van de toepassing. Werkstukken met een hybride coating zijn geschikt voor gebruik in ruwe omgevingen met hoge chemische en mechanische belastingen.

Trommelcoating

Bij trommelcoating worden de werkstukken in een geperforeerde trommel geplaatst die om zijn eigen as draait. Door de rotatie worden alle werkstukken gelijkmatig behandeld. Deze methode wordt gebruikt voor bulkgoederen zoals schroefverbindingen.

'Frame'-coating

Het chemisch vernikkelen met behulp van een frame dat geschikt voor grote en volumineuze werkstukken of precisieonderdelen. Deze worden aan het frame gehangen of geplaatst en zorgvuldig door het proces geleid.

Afdichting

Afdichting biedt bescherming aan poreuze onderdeeloppervlakken. Het is bijvoorbeeld geschikt voor gietstukken. Een transparante organische beschermfilm verhoogt de corrosiebestendigheid, waardoor de aanraakgevoeligheid wordt verminderd en het uiterlijk wordt verbeterd.

Chemisch vernikkelen biedt een aantal belangrijke voordelen voor de behandelde onderdelen:

• Hoge corrosiebescherming, hardheid en slijtvastheid
• Hardheid en slijtvastheid kunnen door warmtebehandeling verder worden verbeterd
• Gewenste eigenschappen kunnen nauwkeurig worden geregeld met behulp van het fosforgehalte (bijv. hardheid, ductiliteit en magnetische eigenschappen)
• Uniforme laagdikte, ook op werkstukken met complexe vormen
• Hoge reproduceerbaarheid en seriebetrouwbaarheid
• Zeer goede soldeerbaarheid
• Gelaagdheid zonder lood en cadmium
• Geen externe stroombron nodig

De uitgebreide toepassingsmogelijkheden en verwerkbare metaalsoorten maken chemisch nikkel voor veel industrieën onmisbaar:

• Werktuigbouw
• Machine en installatietechniek (bv. robotica)
• Auto-industrie en luchtvaart (bv. aandrijf- en besturingstechniek)
• Elektrotechniek en micro-elektronica (bv. koellichamen, connectoren, batterijen, te solderen onderdelen)
• Medische technologie

In principe zijn alle metalen basismaterialen geschikt voor chemisch vernikkelen. Dit omvat naast staal en roestvrij staal ook aluminium, spuitgietzink en non-ferrometalen zoals koper, messing en brons, evenals andere materialen volgens voorbeeldcoating.

Bij chemisch vernikkelen worden vanuit het bad nikkelionen in het werkstuk gebracht. Nadoseringspompen en regelmatige controles garanderen een stabiel nikkelgehalte en de juiste pH-waarde. De Metall Turn Over (MTO) geeft de gebruiksduur van het bad aan. Er moet een constante temperatuur van 90 °C worden aangehouden. Na één tot twee weken wordt het bad vernieuwd.

Dit complexe badmanagement en de lange procesduur maken chemisch nikkel tot een duurder proces met een complexere installatietechniek dan het galvanische proces.

Naast chemisch nikkel en chemisch vernikkelen, die beide de chemische aard van het proces aangeven, zijn er nog een aantal andere termen voor dit proces, zoals de Engelse term Electroless Nickel (afgekort EN). Met betrekking tot de aanwezige elementen is ook de term nikkelfosforlegering, of kortweg nikkelfosfor, of NiP, ingeburgerd geraakt. Daarnaast wordt op basis van het fosforgehalte een onderscheid gemaakt tussen laag fosfor/low phos, gemiddeld fosfor/mid phos en hoog fosfor/high phos.

De afmetingen van onze installatie zijn:

Lengte: 2100 mm
Breedte: 1150 mm
Hoogte: 730 mm

Trommelgoederen kunnen worden behandeld, speciale afmetingen worden op aanvraag behandeld

Bij Härtha bieden we op verschillende locaties chemisch vernikkelen aan. Meer informatie vindt u in ons vestigingsoverzicht.

Wilt u onderdelen door ons chemisch laten vernikkelen? Verstrek ons de materiaalbenaming en thermische voorbehandeling (indien van toepassing). We nemen dan contact met u op.