Анод для никелирования внутренней поверхности цилиндра
Вопрос.
Подскажите, какого размера и марки нужен внутренний анод, для покрытия износостойким никелем цилиндра диаметром 55мм и длиной 120мм?
Отношение анодной площади 2 к 1 здесь не получается, проконсультируйте, пожалуйста, спасибо.
Ответ.
Если Вам нужен именно износостойкий никель, то в этом случае лучше нанести никелевое покрытие химическим способом. Химический никель содержит в своём составе значительное количество фосфора и поэтому его износостойкость и твёрдость значительно выше, чем у обычного электролитического никеля. При нанесении никеля химическим способом анод вообще не требуется.
Если Вы хотите наносить никель электролитическим способом, то для ответа на вопрос необходимо знать:
- сколько цилиндров нужно покрыть?
- покрывать нужно весь цилиндр или только внутреннюю часть?
Если речь идёт только об одном цилиндре и покрывать нужно только внутреннюю поверхность, то диаметр внутреннего никелевого анода не имеет большого значения, так как поверхность внутреннего анода в любом случае будет существенно меньше никелируемой поверхности и по этой причине вероятность его пассивации из-за высокой анодной плотности тока будет очень велика. При диаметре цилиндра 55 мм оптимальным никелевым анодом можно считать цилиндр с диаметром 20-25 мм. Анод, будучи в пассивном состоянии, растворяться не будет, и на его поверхности будет выделяться кислород.
При никелировании только одного цилиндра в достаточно большом объёме электролита концентрация никеля уменьшится незначительно. Для обеспечения равномерности толщины покрытия анод желательно изготовить цилиндрический и располагать его по центру цилиндра. Для выхода пузырьков кислорода цилиндр нужно располагать вертикально.
При покрытии большого количества цилиндров с пассивными анодами электролит будет сильно обедняться по ионам никеля и подкисляться. В этом случае потребуется частая корректировка по никелю и рН.
Если с целью предупреждения пассивации применить больший анод, например, с диаметром близким к внутреннему диаметру цилиндра, то это приведёт к уменьшению межэлектродного пространства и для обеспечения равномерности толщины потребуется очень точная центровка анода. А в случае пассивации анода (что не исключено!) потребуется прокачка электролита в межэлектродном пространстве.
В том случае, если требуется покрывать всю поверхность цилиндра, то необходимо иметь как наружные, так и внутренние аноды. Для того чтобы плотность тока снаружи и внутри цилиндра была одинаковой необходимо либо запитывать током наружные и внутренние аноды от разных источников тока с индивидуальной регулировкой тока, либо на шину одного из анодов ставить регулируемое сопротивление или шунт. Очень удобно для этой цели использовать выпрямители с двумя независимыми выходами, например, фирмы "Kraftelectronik".
В настоящее время промышленностью выпускаются аноды из никеля марок НПА1, с содержанием никеля 99,7% и НПА2, с содержанием никеля 99%.
Помимо обычных никелевых анодов промышленностью выпускаются специальные непассивирующиеся аноды марки НПАН (никель полуфабрикатный анодный непассивирующийся). В качестве активаторов в состав таких анодов входит 0,002-0,01% серы и 0,03-0,3% кислорода в виде сульфидов и оксидов, соответственно. С целью измельчения кристаллической структуры непассивирующиеся аноды сразу после прокатки подлежат закалке. Серосодержащие аноды значительно меньше подвержены пассивации и могут «работать» при более высоких анодных плотностях тока. Следует иметь ввиду, что применение анодов марки НПАН не гарантирует активную работу анодов в чехлах при плотностях тока выше 3 А/дм2.
Во избежание загрязнения электролита анодным шламом никелевые аноды заключают в чехлы из хлориновой или полипропиленовой ткани. Предпочтение следует отдать полипропиленовой ткани, так как при случайном перегреве электролита выше 70°С хлориновая ткань может давать усадку со значительным увеличением плотности. Слишком плотная ткань затрудняет диффузию ионов никеля от анода в объём раствора настолько сильно, что пассивация никелевых анодов становится неизбежной даже при невысоких плотностях тока и достаточно высокой концентрации ионов хлора.
В процессе работы поры в ткани в значительной мере забиваются нерастворимыми частицами шлама или гидроксидов, поэтому, в зависимости от интенсивности работы ванны никелирования, чехлы должны сниматься и простирываться от 1 до 4 раз в месяц. При снятии чехлов одновременно проводится визуальный контроль состояния анодов и, при необходимости, их замена.
12.12.2014
