آبکاری نیکل از نگاه متال فینیشینگ 2014

آبکاری نیکل دراصل نشاندن لایه ای از نیکل روی یک جسم میباشد.این فرایند شامل حل شدن یک
الکترود )اند( وته نشین شدن نیکل فلزی بر روی الکترود دیگر )کاتد( میباشد.در این روش جریان مستقیم
بین اند)مثبت( و کاتد )منفی( اعمال میشود. هدایت الکتریکی بین الکترودها توسط یک محلول ابی از
نمک نیکل ایجاد می گردد.
زمانی که نمک نیکل در اب حل شود نیکل در محلول بصورت یون دوظرفیتی موجود می باشد )یون بابار
مثبت + Ni2 ( .زمانی که جریان برقرار میشود یونهای نیکل 2ظرفیتی با دو الکترون واکنش می دهند و به
نیکل فلزی 0 Ni در کاتد تبدیل میشوند. عکس این فرایند در اند رخ میدهد و نیکل فلزی بصورت یون دو
ظرفیتی حل میشود.
واکنش الکتروشیمیایی در ساده ترین فرم بصورت زیر میباشد:
- Ni0
چون یون های نیکلی که در کاتد تخلیه بار میشوند توسط یون های نیکل در اند جایگزین میشوند فرایند
ابکاری نیکل میتواند برای دوره زمان طولانی بدون توقف ادامه پیدا کند.

محاسبه ضخامت نیکل

میزان نیکلی که در کاتد نشانده شده است توسط حاصلضرب جریان بر حسب امپر و زمان بر حسب ساعت
تعیین می گردد.تحت شرایط ایده ال ،شار جریان 2.62 A برای یک ساعت می تواند 2.62 گرم نیکل را ته
نشین کند) 560.1 g/A-hr (. اگر مساحت منطقه ابکاری شده مشخص شده باشد میانگین ضخامت نیکل
ترسیب شده قابل محاسبه میباشد.برای مثال اگر 2.62 گرم نیکل بر روی 5 ft2 رسوب داده شود ضخامت لایه
رسوب داده شده 060052 اینچ میباشد.)ضخامت برابر است با وزن نیکل تقسیم برحاضلرب مساحت در
دانسیته نیکل.استفاده از ثابت واحدها مهم است.دانسیته نیکل 06322 lb/in3 است.(
چون در صد کوچکی از جریان درکاتد صرف تخلیه بار یونهای هیدروژن میشود راندمان ته نشین شدن
رسوب نیکل کمتر از صد در صد میباشد.این حقیقت در مورد محاسبه وزن و ضخامت نیکل ترسیب شده
باید بر جسم مورد نظرباید موردتوجه قرار گیرد. جدول 5 شامل اطلاعاتی درمورد رسوب نیکل بر پایه کاتدی
با راندمان 61 ..درصد میباشد.جدول شامل ضخامت رسوب ،وزن بر واحد مساحت،دانسیته جریان ، ومدت
زمان ابکاری میباشد. برخی از فاکتور های مورد نیاز در انجام محاسبات ابکاری نیکل در جدول 2 داده شده
است.
راندمان اند معمولا صد در صد است. زیرا راندمان اند از راندمان کاتد به چند دلیل بیشتر است،یون های
نیکل انباشته شده ودر نتیجه PH ظرف مورد استفاده افزایش می یابد.خارج کردن محلول نیکل ابکاری شده
ممکن است سبب رفع نیکلهای فلزی ساخته شده در محلول شود،اما گاهی اوقات لازم است درصدی از
محلول از ظرف ابکاری برداشته شده و توسط محلول اصلی جایگزین شود. pH محلول معمولا توسط افزایش
اسید کنترل میشود.

توزیع فلزی

مطلوب این است که لایه ای با ضخامت یکسان از نیکل بر روی سطوح برای رسیدن به سطحی یکدست
دست پیدا کنیم که این نیازمند کمترین مقدار ضخامت در پوشانندگی سطح در نقطه ای خاص از سطح
میباشد می باشد.مقدار فلز رسوب کرده بر روی سطح مورد نظر ابکاری متناسب با جریانی است که به سطح
می رسد.مناطق فرو رفته سطح مقدار کمتری از جریان را دریافت میکنند.دانسیته جریان وبالطبع سرعت
نشست فلز در مناطق فرو رفته نسبت به سطح جسم کمتر میباشد.پوشش سطح با ترسیب الکتریکی در
. مناطق فرورفته نازک و در مناطق برجسته ضخیم میباشد شکل 5
ضخامت رسوب در کاتد وتوزیع پوشش را می توان توسط طبقه بندی وقرار دادن اجزا در محلول وبا استفاده
از حفاظ واندهای کمکی بدست اورد.اجزای کار را میتوان برای بدست اوردن کمترین مشکلات طراحی
کرد.ممکن است در یک قطعه خاص به ضخامت بیشتری از میزان معمول نیکل رسوب داده شده نیاز پیدا
شود .
فرایند آبکاری نیکل مورد استفاده در موارد نظر زینتی ،مهندسی و فرم دهی الکتریکی همانند واکنش
الکتروشیمیایی میباشد.وزن نیکل ترسیب شده در کاتد که توسط قوانبن طبیعی کنترل میشود محاسبه
ضخامت نیکل رسوب کرده را امکان پذیر میکند.این محاسبات باید با میزان تغییرات در راندمان کاتد در
هرفرایند خاص تنظیم شود. .معمولا میزان راندمان کاتد بین 3.%تا 9.% برای اغلب فرایندهای ابکاری نیکل
میباشد.برخی از کاتدها در فرایند ابکاری نیکل براق سریع نامیده میشوندکه ممکن است راندمان کمتری
داشته باشند.ضخامت حقیقی در هر نقطه اط جسمی که داری شکل میباشد به شار جریان وابسته است.در
طول انجام کار لازم است که ضخامت ترسیب در قطعات اندازه گیری شده وتنظیمات مورد نیاز در مورد
طبقه بندی ،حفاظت برای رسیدن به ضخامت مورد نیاز در رنج مورد نظر کنترل شود.

ابکاری نیکل زینتی

توسعه محلول های ابکاری براق ونیمه براق نیکل ،ترسیب نیکل چند لایه ،ایجادمنفذ در حد میکرو ،شکاف
های درحد میکرو کروم در نتیجه دست یابی به پیشرفت های بزرگ در پوشش دهی توسط ابکاری نیکل
میباشد.پوشش های زینتی مدرن نیکل کروم درخشان وبا ماندگاری بالاهستند. –

ابکاری درفرایندهای زینتی

محلول های مورد استفاده برای ابکاری زینتی حاوی مواد افزودنی الی هستند که باعث بهبود ترسیب نیکل با
درخشانی زیاد ،نیمه درخشان و کدر)زنگ زده( میشود.اجزا اصلی سازنده سولفات نیکل ،نیکل کلراید،
وبوریک اسید با همان هدف مورد نظر در محلول واتس بکار میروند.
سولفات نیکل منبع اصلی برای تولید یونهای نیکل است،کلرید نیکل فرایند تجزیه اند رابهبود میبخشد
وهدایت الکتریکی محلول را افزایش می دهد بوریک اسید به صافی ویکدستی وافزایش ترسیب کمک میکند.
ضد خوردگی های انیونی یا عوامل ایجاد خیسی برای کاهش حفره های ناشی ازچسبندگی حباب های
هیدروژن در صفحه های موجود مورد نیاز است.عوامل ایجاد نمناکی غیر کفی که کشش سطحی کمتری
دارند برای محلولهای هوا دهی شده مناسب هستند.
ترکیبات و شرایط اعمال داده شده در جدول 3 برای محلول واتس برای محلولهای ابکاری نیکل زینتی
معمول است اما رنج گسترده ای از غلظتها برای سولفات نیکل وکلرید نیکل موجود می باشد.از انجایی که
اغلب فرایندهای ابکاری نیکل زینتی به ترکیب وشرایط انجام کار وابسته هستند حدود توصیه شده باید
کاملا بکار گرفته شوند.

محلول های نیکل درخشان

محلول های نیکل درخشان حداقل حاوی دو عامل افزودنی الی هستند که مکمل یکدیگر بوده ورسوبات
نیکل با درخشانی فراوانی ایجاد میکنند.
یک نوع ازمواد ارایه دهنده رسوب با جلای اینه ای بوده اما قادر به نگه داشتن رسوب باظاهر اینه ای در
حین افزایش ضخانت رسوب نمیباشد.این گروه بیشتر شامل ترکیباتی مانند اسید سولفونیک بنزن و بنزن
تری سولفونیک اسید ،بنزن سولفانامید وسولفانامیدهایی مانند ساخارین است.حضور گروه سولفون و یک
پیوند اشباع نشده سبب میشود که سولفونها ماهیت بحرانی داشته باشند.فرایند جذب عوامل افزودنی ناشی
از پیوندهای اشباع نشده است .ترکیبات الی فرایند الکتروشیمیایی را در کاتد کاهش می دهند و این پدیده
بعلت کاهش وایجاد پیوند در سولفوروتبدیل ان به سولفاید است. رسوبات نیکل کاملا براق معمولا شامل
060 تا 0652 %سولفور هستند. .
نوع دوم ممکن است بصورت عوامل اصلاح کننده باشند برای اینکه با افزایش ضخامت ترسیب سطح نرمتری
را ایجاد می کنند. انها دارای ترکیبات بدون سولفور بوده ووان حاوی ترکیبات الی حاوی گروه های غیر
اشباع وبطورمعمول شامل مقادیرکمی از مواد کربناتی میباشد.مثال معمول براق کننده
فرمالدهید،کومارین،اتیلن سیانو هیدریل وبوتین دیول میباشد.

نیکل نیمه درخشان

محلولهای نیکل نیمه درخشان حاوی سولفات نیکل ، کلرید نیکل ،اسید بوریک و عوامل بهبود دهنده
میباشد.فرایند اصلی مورد استفاده کومارین بعنوان یک افزودنی اصلی می باشد.فرایندهای بدون نیاز به
کومارین )موادمعطر(در حال حاضر در دسترس میباشند.در این فرایندها رسوبات بصورت نیمه درخشان
میباشند. رسوبات در فرایند نیمه درخشان بصورت نرم بوده وساختار ستونی شکل دارند برخلاف ظاهر
نواری شکل رسوبات کاملا درخشان .
محلولها برای تسهیل در امر صیقل دادن وسمباده کشی بهبود پیدا کرده اند.رسوبات نیکل نیمه درخشان
براحتی سطح صیقلی اینه ای را ایجاد می کنند. برای حذف عمل صیقل دادن میتوان ترکیبی از ترسیب
نیکل براق ونیمه براق استفاده کرد. تجربه نشان می دهد که پوشش چند لایه نیکل مقاومت بشتری برابر
خوردگی نسبت به پوشش یک لایه باهمان ضخامت نیکل دارد.

پوشش چندلایه وتک لایه نیکل

پوششهای تک لاییه وچندلایه نیکل بعنوان پوشش زینتی مقاوم در برابر خوردگی استفاده میشوند. رسوبات
تک لایه درخشان نیکل در برابر خوردگی کم مقاوم هستند. پوششهای دولایه مشخصا برای نگهداری در
برابر خوردگیهای شدید وبسیار شدید استفاده میشوند. در پوشش دو لایه لایه نیکل اول از یک وان نیمه
براق ترسیب میشود.سپس لایه دوم از یک وام درخشان رسوب داده میشود.همچنین ممکن است پوشش سه
لایه جهت نگهداری در برابر خوردگی شدید و بسیارشدید استفاده شود.در این حالت ،لایه نازکی از سولفور
نیکل درخشان بین لایه اولی که نیکل نیمه درخشان بوده ولایه بالایی که نیکل درخشان میباشد رسوب
داده میشود. لایه بسیار نازک باید شامل حدود 50 %از کل ضخامت نیکل پوشش داده شده باشدو همچنین
باید شامل بیشتراز 0651 %سولفور باشد)در مقایسه با . 060 تا 0650 % معمول در رسوبات کاملا براق(.
پوشش چندلایه نیکل ایجاد حفاظت تکامل یافته ای میکند زیرا لایه فعال درخشان حاوی سولفور نیکل
لایه داخلی بدون سولفور را حفاظت میکند .برای بدست اوردن بهترین میزان محافضت در برابر خوردگی این
نکته ضروری است که لایه نیمه درخشان نیکل حاوی کاربید سولفور نباشد.

میکروکروم منقطع

ترسیب الکتریکی کروم در روی نیکل چندلایه در مصارف زینتی برای جلوگیری از سیاه شدن نیکل در
معرض هوا بکار میرود.ضخامت لایه پوشش داده شده کروم در مقایسه با نیکل دارای ضخامت کمتری
میباشد زیرا ترسیب الکتریکی کروم ذاتا براق نیست واگر لایه نگهدارنده نداشته باشد با افزایش ضخامت
کنده میشود.مطالعات در مورد میزان کارایی در برابر خوردگی نیکل چندلایه بعلاوه پوشش کروم معمول
نشان دهنده یک تمایل به تشکیل یک یا دوچاله خوردگی نسبتابزرگ است که میتواند بسرعت به فلز پایه
نفوذ یابد.عقیده بر این است که این امر بدلیل وجودکمی تخلخل در لایه بالایی متشکل از کروم میباشد.با
مطالعه وبررسی به این نتیجه میرسیم که ترسیب الکتریکی کروم بدون منفذ باید مقاومت در برابرخوردگی
5 پدیدامدند از زمانیکه مشاهده شد .. رابهبود بخشد. فرایندهای ابکاری کروم بدون منفذ حدودا از سال 0
لایه کروم در حین استفاده بدون منفذ باقی نمی ماند
سایر مطالعات نشان میدهد که تشکیل رسوبات کروم با تخلخل بالا یا ترک در مقیاس میکروسکوپی قابل
انتظار است.این مسله سبب میشود که بهبودترسیب کروم به روش ناپیوسته بامقادیر کم به دو صورت باشد:
منافذ میکرو و ترک خوردگی میکرو.دراین رسوبات فرایند خوردگی را با توزیع تعداد زیادی از سلولهای
کوچک در سطح پوشش بهبود می یابد. فریایند خوردگی بصورت یکنواخت در سراسر سطح اتفاق می
افتدبجای اینکه خوردگی در یک یا دو حفره تجمع پیدا کند بنابراین سرعت نفوذ خوردگی در حفره ها
کاهش می یابد.استفاده از ابکاری نیکل دولایه با ضخامت 20 میکرومتر به همراه کروم میکرو ترک دار یا
میکرو حفره دار در مقابله با خوردگی های شدید حدود. 5 سال کارایی دارد.
علاوه بر این کلیات مورد نیاز ،استانداردها در مورد ضخامت لایه نیکل کروم برای شرایط متفاوت حفاظت –
دستور عملهای متفاوتی دارند.دستورالعمل مورد نیاز برای ترسیب نیکل کروم با استاندارد – ASTM B 456 و ISO 1456 ( در جدول 1 اورده شده است.هر عدد نمایانگر میزان متفاوت

مقاومت در برابر خوردگی

های محیطی می باشد :عدد 1نشان دهنده بیشترین و عدد 5نشان دهنده کمترین مقامت است.اعداد دسته
بندی داده شده در ستون دوم جدول مشخص کننده خصوصیات ترسیب مورد نیاز برای رسیدن به میزان
حفاظت مورد انتظار است.
برای مثال شماره دسته Fe/Ni 35d مشخص می سازد که این ترسیب برای برای پوشش استیل (Fe) می
تواند حفاظت بسیار زیادی داشته باشدبصورت ترسیب نیکل دولایه ) d ( ضخامت 31 میکرومتر به همراه یک
لایه رویی از کروم با میکرو منفذ (pm) با ضخامت 063 میکرومتر است.
نوع ترسیب نیکل توسط علایم ذکر شده مشخص میشود : b ترسیب الکتریکی براق نیکل d: ترسیب دو یا
چندلایه نیکل p:ترسیب الکتریکی نیکل بصورت مات و زنگ زده )کدر( یا نیمه براق وغیر صیقلی s: ترسیب
الکتریکی نیکل سیاه براق یا نیمه براق.این علایم برای کروم بدین صورت میباشد: r: ترسیب معمول کروم
mp : کروم با میکرومنفذ mc : کروم با میکرو ترک
استانداردها اطلاعات اضافی مورد نیاز برای رسیدن به کیفیت مورد نظر در ابکاری زینتی نیکل کروم را –
در اختیار می گذارند.بر این اساس ، استانداردهای قابل دسترس که بیان کننده تجربه چندین سال بررسی
خوردگی ها میباشد،نشان میدهد که ترسیب چندلایه نیکل نسبت به ترسیب تک لایه نیکل مقاومت
بیشتری در برابر خوردگی دارد.پوشش منقطع میکرو کروم حفاظت بیشتری نسبت به پوشش معمول کروم
ایجاد میکند.و میزان حفاظت درترسیب الکتریکی نیکل کروم در مصارف زینتی مستقیما با ضخامت نیکل –
بکار برده شده متناسب است.هدف مورد نظر در ایجاد بهبو نهایی کیفیت بدون بکارگیری تکنیک های
استاندارد حاصل نمی شود.

مهندسی آبکاری نیکل

بدلیل خواص مفید فلز از ترسیب الکتریکی نیکل در صنعت ومهندسی نیز استفاده میشود.ترسیب نیکل بکار
گرفته شده برای کاربردهای ذکر شده بدلیل بهبود بخشیدن به خواص صطح می باشد ، مانند مقاومت در
برابر خوردگی ، سختی ،پوشانندگی وخواص مغناطیسی .همچنین ظاهر پوشش مهم بوده وسطح ابکاری باید
بدون نقص باشد.درخشان بودن و شبه اینه ای بودن رسوبا ت که در قبل ذکر شده است مورد نیاز نیست.

مهندسی فرایندهای ابکاری

شرایط و ترکیبات معمول برای برای الکترولیت های مناسب برای کاربردهای مهندسی در جدول 3 اورده
شده است.بعلاوه ، الکترولیتهای مورد استفاده برای ابکاری صنعتی ، شامل تمام کلریدها ،سولفات کلرید، –
نیکل سخت ،فلوبورات وابکاری الیاژنیکل کبالت توسط – Brow و Knapp توضیح داده شده است.

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی که ناشی از ترکیب شیمیایی وشرایط وان ابکاری می باشد در جدول 3 نشان داده شده
است. قابلیت کشش ترسیبات نیکل از 250 تا 5590 MPa وسختی از 510 تا 290 DPN با تغییر
الکترولیت وشرایط کار می تواند قابل تغییر باشد.
نحوه انجام کار مشخصا بر خواص مکانیکی ترسیب الکتریکی نیکل اثر دارد.شکل 2و 3 اثرات pH ،دانسیته
جریان ودما را بر خواص رسوبات نیکل بدست امده از وان واتس رانشان میدهند.اطلاعات بیشتر در مورد
اینکه چگونه میتوان خواص رسوب الکتریکی نیکل را میتوان کنترل کرد در دسترس میباشد.
خواص مکانیکی ترسیب الکتریکی نیکل برای رسیدن به پوشش دهی مورد نظر با دما تغییر میکند .این
مسله در شکل 1 نشان داده شده است.قابلیت کشش ، بازده کشش و شکل پذیری ترسیبات نیکل با استفاده
از میزان کمی از دمای بالاتر از 220 درجه بدست می ایند. ترسیبات نیکل ناشی از محلولهای سولفامیت در
دماهای پایین قویتر از ترسیب از وان واتس است.

مقاومت در برابر خوردگی

مهندسی ترسیب نیکل متناوبا در صنایع شیمی ، نفت ،غذا ونوشیدنی برای جلوگیری از خوردگی در جهت
حفظ خلوص وجلوگیری از الودگی محصولات بکارگرفته میشود. بصورت یک قانون کلی، شرایط اکسایش
خوردگی نیکل در محلولهای شیمیایی را تسهیل می کند ،در حالی که شرایط کاهش باعث به تاخیر افتادن
خوردگی میشود.همچنین نیکل این توانایی را دارد که توسط ایجاد یک لایه فیلم اکسیدی خود را در برابر
خوردگی محافظت کند.هنگامیکه یک لایه فیلم تشکیل شد ودر یک محل خاص توسط برخی از محلولهای
کلریدی داغ از بین رفت ، این امکان وجود دارد که در نیکل منافذی ایجاد شود.در کل ، نیکل در برابر
محلولهای خنثی وقلیایی مقاوم میباشد ، اما در برابر اسیدهای معدنی بدین صورت نیست.
مقاومت در برابر خوردگی در کاربردهای مهندسی با بهینه کردن میزان ضخامت نیکل کنترل میشود. میزان
ضخامت نیکل به میزان محافظت در برابر خوردگی ناشی از عوامل محیطی وابسته است.برای محافظت در
برابر میزان بیشتر خوردگی ضخامت بیشتری نیاز میباشد.در مصارف مهندسی عموما ضخامت لایه نیکل 91
میکرومتر است.

ابکاری نیکل وطول عمر ....
شکنندگی هیدروژن

استیلهایی با مقاومت وتنش بالا در مقابل شکنندگی هیدروژن در طول فرایند نرمال ابکاری بسیار حساس
میباشند. چون فرایند ابکاری کارایی بالایی دارد ، بعید است اثرات خرابی هیدروژن در نتیجه ابکاری نیکل
رخ دهد بر ثانیه ایجادگردد. قبل از اینکه استیل ابکاری شوددر هر حال ممکن است نیاز شودتا استیل در
معرض اسید یا باز قرار گیرد.در طول انجام این فرایند، وجود میزان بیشتری از هیدروژن ممکن است در
استیل های حساس ایجاد شکنندگی هیدروژنی کند. استیل های حساس به شکنندگی هیدروژن برای از
بین بردن هیدروژن باید تحت حرارت قرار بگیرند. زمان مورد نیاز بسته به نوع استیل و میزان هیدروژنی که
باید جدا شود ممکن است بین 2تا 22 ساعت بطول بینجامد. محدوده دمایی 201 درجه بوده ودمای دقیق
به الیاژ وابسته است.

تشکیل الکتریکی نیکل

تشکیل الکتریکی نیکل در واقع ترسیب الکتریکی میباشد که به منظور حفاظت محصولات فلزی مورد
استفاده قرار میگیرد.این فرایند شامل ابکاری محصولات بجای سمباده کشی میباشد. این یک تکنولوژی مهم
بوده که پیوسته در حال رشد میباشد.

روشهای معمول

ترکیبات ،شرایط انجام کار و خواص مکانیکی رسوبات الکترولیتها مرسوم مورد استفاده برای ترسیب
الکتریکی )نیکل واتس وسولفامت معمول ( درجدول 3 داده شده است. محلولهای نیکل سولفامیت معمولا
بسیار رایج بوده بخار اینکه رسوبات ناشی از این روش نسبت رسوبات ناشی از محلولهای وات تحت تنش
کمتری میباشند،سرعت بالای ترسیب امکان پإیربوده وضخامت رسوب کمتر تحت تاثیر تغییرات در دانسیته
جریان است.با داشتن محلولی در حد امکان خالص وکمترین میران کلرید ممکن تنش داخلی رسوبات ناشی
از نیکل سولفامید را میتوان در حد صفر نگه داشت.محلولهای واتس بسیا مقرون بصرفه هستند.

روشهایی با سرعت بالاوتنش کم

محلولهای نیکل سولفامید تغلیظ شده برای ایجاد ترسیب الکتریکی با سرعت بالا وتنش کم در رسوباتی که
در انها از کاهنده های تنش الی استفاده نشده است توصیه شده است که میتواند معرفی کننده سولفورباشد.
در این محلولهایی غلظت نیکل سولفامید 110 تا 10 . گرم بر لیتر،غلظت نیکل کلراید 1 تا 51 گرم بر لیتر
وغلظت بوریک اسید از 30 تا 20 گرم بر لیتر میباشد.این محلول در pH 2، دمای 520 تا 5.0 فارنهایت و =
دانسیته جریانی به میزان 200 A/ft2 عمل میکند.سرعت بالا در فرایند ابکاری توسط غلظت بالای نیکل
امکان پذیر است.زمانی که شرایط ذکر شده در وان بدرستی ایجاد شد،کنترل تنش داخلی در حد صفر امکان
پذیر است .جدول..
پس از خالص سازی با کربن به منظور حذف الاینده های الی ، و اماده سازی اولیه الکترولیتهای مراحل انجام
کار شامل : 5 الکترولیز با 061 A/dm2 در اند وکاتد به میزان 50 A-hr/L 2: الکترولیز 061 A/dm2 در اند و
062 A/dm2 در کاتد به میزان 30 A-hr/L . ممکن است صفحات شیاردار استیل بعنوان کاتد استفاده
شود.زمانیکه محلول تحت شرایط گفته شده قرار گرفت ،رسوبی براق تحت دانسیته جریان 1 A/dm2 و
22± دمای 0.درجه باید ایجادشود و فشار داخلی که توسط کنتراکتومتر مارپیچی یا سایر وسایل باید 52
مگاپاسکال باشد.
برای کنترل تنش داخلی و شرایط دیگر در حین انجام کار،محلول متناوباتوسط دانسته جریان پایین
الکترولیز میشود از طریق فرایند چرخه ای در یک مخزن کوچک جدا.این مخزن جانبی باید 50 تا 20 درصد
از حجم مخزن اصلی راداشته بوده وکل محلول باید 2 تا 1 بار در ساعت سیرکوله شود. برای اینکار اندها در
مخزن جانبی باید غیرفعال بوده درحالیکه اندها در مخزن اصلی باید کاملا فعال باشند.این کار به منظور
کنترل پتانسیل اند در مخزن کمکی است تا تنها یک عامل کاهنده تنش که میزان سولفور نیکل را افزایش
نمی دهد تولید شود.استفاده از یک اند فعال در مخزن اصلی سبب اکسیداسیون سولفامیت در این قسمت از
سیستم میشود.
حالتی با تنش صفر را میتوان توسط دما و دانسیته جریان داده شده درجدول .بدست اورد. همچنین سرعت
ابکاری در جدول مشخص شده است. برای مثال در دمای 50C با 8A/dm2 تنش تقریبا صفراست. برای
ترسیب نیکل در 32A/dm2 در فشارصفر دما تا 70C باید افزایش یابد. با وجود ظاهر پیچیده این فرایند ،از
این روش بصورت بسیار موفقت امیزی برای تولید دیسک های فشرده استفاده می گردد با توجه به اینکه
تخت بودن استمپر بسیار بحرانی است و ایجاد لایه بسیارنازک نیکل الکتریکی توسط چرخش متناوب در در
استوانه های دوار صورت می گیرد.
تنش داخلی در رسوبات ناشی از محلولهای سولفامید تحت تاثیر واکنش در اند است.زمانی که یک اند نیکل
تحت تاثیر یک پتانسیل بالا حل میشود، کاهنده های فشار بر اثر اکسیداسیون انیون های سولفامید اند
تولیدمیشوند. استفاده از نیکل خالص در مخزن کمکی ونیکل فعال در مخزن اصلی برای کنترل ماهیت
ومیزان کاهنده های تنش تولید شده در وان با سرعت بالا می باشد.

کنترل کیفیت

بهبود در میزان کیفیت برای فعالیت تمام صنایع مورد نیاز است که این شامل ابکاری نیکل هم میشود.
تضمین کیفیت شامل دست یالی به محلولهای خالص نیکل ابکاری وکنترل خواص رسوب میباشد. برخی –
از این موارد در اینجا ذکرشده است.

خالص سازی محلولها

وانهای آبکاری نیکل از نمک های حاوی ناخالصی های الی وغیر الی تهیه میشوند که باید قبل از استفاده
این ناخالصی ها از بین برده شوند. وان های قدیمی رفته رفته بر اثر انجام ابکاری الوده میشوند، این الودگی
ناشی از ترکیباتی که اجازه داده میشود در وان بوده ،از محصولات خوردگی ناشی از تجهیزات کمکی وسایر
منابع میباشد. این عوامل در حفظ خلوص وانها برای دست یابی به محصول با کیفیت مهم میباشد.
ماکزیمم میزان غلظت ناخالصی مجاز در محلولهای ابکاری نیکل در جدول 9 اورده شده است. شرایط
الکترولیتی عنوان شده در جدول بصورت شرایط مقدماتی شناخته میشوند ، شامل قرار دادن یک کاتد شیار
دار بزرگ در محلول وابکاری تحت دانسیته جریان پایین میباشد برای 2 و 2 A/ft2 . مس ، سرب و استفده از
برخی سولفورها تحت شرایط 2 A/ft2 جدا میشوند در حالیکه اهن و روی در 2 A/ft2 جدا میشوند.به این
دلیل کاتد های شیا دار توصیه میشوند چون میتوانند رنج گستر ده ای از جریان را میدهند. در
شرایط 2 A/ft2 ناخالصی ها باید پس از اینکه شرایط 2 A-hr/gal اعمال شد از محلول جدا شوند برای
A/ft 5 اعمال 5 A-hr/ga میتواند کافی باشد.
ایجاد ph بالا نیازمند انتقال محلول نیکل به یک مخزن کمکی میباشد. برای رسیدن به ph بالای 162 مقدار
کافی کربنات نیکل افزوده میشود. حدودا 061 تا 560 ml/L از پراکسید هیدروژن 30 % افزوده میشود. وان
هم خورده شده و برای 2 ساعت گرم نگه داشته میشود.پس از تنظیمات PH محلول فیلتر شده و به وان
ابکاری اصلی برگردانده میشود.ممکن است محلول پس از ان توسط دانسیته ضعیف جریان الکترولیز شود تا
رسوب به کیفیت قابل قبول برسد.
زمانیکه الودگیهای الی جدا میشوند،قبل از انکه PH بالابرده شود کربن فعال اضافه میشود.حدودا 5تا 3 گرم
بر لیتر از کربن فعال به مخزن کمکی اضافه میشود.سپس کربنات نیکل و پراکسید هیدروژن اضافه
میگردد.سپس محلول فیلتر میشود.خالص سازی الکترولیتی بدین روش حاصل میگردد.

کنترل خواص نیکل ترسیب شده

روشهای اندازگیری ضخامت ،چسبندگی ومقاومت در برابر خوردگی نیکل ترسیب شده موارد مورد نیاز در
کنترل کیفیت می باشد.خواصی مانند تخلخل ،شکل پذیری ،قدرت کشش ،فشار داخلی ،سختی ومقاومت
پوشش برای کنترل کیفیت ابکاری الکتریکی مهم میباشند.روش اندازه گیری برخی از این خواص در ادامه
گفته میشود.

ضخامت

معمولا میکرومتر برای اندازه گیری ضخامت پوشش در نقطه خاص بکار گرفته میشود هنگامیکه ضخامت
رسوب بیش از 521 میکرومتر باشد.
روش های دیگر برای تعیین ضخامت رسوبهای الکتریکی توسط استاندارد ASTM بیان میشود. ASTM standard B 487 بیان کننده روشی بر اساس ازمایشهای متالوگرافی از سطح مقطع جسم ابکاری شده
است.با تست های دیگر شامل اندازه گیری مغناطیسی (ASTM B530) وکولومتریک (ASTM B 504) ضخامت اندازه گیری میشود.

تست STEP

تست هم زمان ضخامت وپتانسیل الکتروشیمی مشابه روش کولومتری برای بدست اوردن ضخامت میباشد.
با استفاده از الکترود مرجع در مدار پتانسیل الکتروشیمی مواد حل شده قابل اندازه گیری است.این تست
برای اندازگیری کیفیت در ترسیب چندلایه نیکل بکار میرود.برای مثال زمانی که پوشش چند لایه نیکل
انجام میشود تغییر زیادی در پتانسیل رخ میدهد .اختلاف پتانسیل باکل مقاومت در برابر خوردگی نیکل
چندلایه متناسب است.این تست استاندارد شده (ASTM B 764) و برای ابکاری اتوماتیک استفاده میشود.

تست تخلخل وخوردگی

ازمودن منطقه پوشش داده شده بعد از غوطه ور کردن در اب گرم به مدت 2تا 1ساعت برای ایجاد زنگ یکی
از تکنیک های بکار رفته برای مطالعه خوردگی ورق استیل میباشد.تعداد حفره های زنگ زده در ناحیه مورد
تست معیار سنجش برای قبول یا رد قطعه می باشد. شکل بهبود یافته این تست بصورت غوطه وری در اب
مقطر بمدت 1 ساعت است که اب مقطر با دی اکسید کربن اشباع شده یا یا اب مقطر حاوی 061 % وزنی از
سدیم کلراید در دمای 82-85C است.
تستهای متنوع اسپری نمک برای شبیه سازی محیط دریا استفاده میشود.این تست ها معمولا برای پوشش
نیکل کروم یا نیکل بر روی مواد اهنی وغیر اهنی استفاده میشود. تست های اسپری نمک همچنین بعنوان –
تست های کنترل کیفیت پر سرعت بکار می روند که در ادامه این تست استاندارد بیان میشود: اسپری نمک
(ASTM B 117) ; اسپری نمک اسید استیک – (ASTM B 267) ; اسپری مس اسید استیک –
(CASS Test:ASTM B 368)
تست فروکسیل تست دیگر تخلخل است که برای بررسی پوشش بر فلز اهن است وشامل تشکیل رنگ ابی
نیلی در داخل حفره ها میباشد. تنها متد رضایت بخش جهت بدس اوردن عملکرد نسبی پوشش های
متفاوت تست حفاظت است. بنابراین توجه کافی باد در تفسیر نتایج انجام گیرد.یک طول عمر حفاظت مورد
قبول برای ضخامت هاو نوع پوشش خاص بدست امده که نمونه های دیگر با این مقایسه میشوند.

سختی

اندازه گری سختی شامل دندانه دار کردن سطح )یا سطح مقطع برای پوشش ( رسوب است.دندانه ها هندسه
دارای خاص هستند . در این حالت پوشش صنعتی نیکل ،تعیین سختی معمول متد ویکر با ایجاد فشار بر
روی یک نقطه از سطح توسط الماس تحت بهره برداری از پیش تعیین شده است)معمولا 500 گرم(. شکل
بدست امده لزوما با خواص اصطکاکی مواد مقاومت در برابر پوشش یا سایش مرتبط نمی باشد.اندازه گیری
سختی میکرو پوشش ابکاری در ASTM B 578 بیان شده.

تنش داخلی

میزان تنش داخلی موجود در رسوباتبا ابکاری بر روی یک طرف از نوار نازکی فلز پایه واندازگیری ونیروی
موردنیاز برای خم کردن نوار تعیین میگردد. یک روش عمومی اندازگیری شامل ابکاری سطح خارجی یک
نوار مارپیچ و اندازه گیری تغییرات حاصل از انحنا است. روش دیگر بر اساس ایجاد خم در دیسک های نازک
فلز است.این تد در استاندارد ASTM B636 توضیح داده شده.

شکل پذیری

اغلب تست های بکار رفته میران شکل پذیری سطح ابکاری شده موجود میباشند.دو تست خمشی در
ASTM B 489 و B490 بیان شده.هر دوی این تستها نیازمند مقدار کمی تجهیزات هستند.روش دیگر
برای اندازگیری شکل پذیری تعیین میزان کشیدگی در ماشین تست کشیدگی است. روش خاص برای فویل
نازک ابکاری مورد استفاده بعنوان تست تحدب هیدرولیک شناخته میشود. یک تست تحدب مکانبکی نیز در
دسترس است.

چسبندگی

در کل چسبندگی بین پوشش نیکل و فلز پایه باید بیشتراز قدرت کششی ماده ضعیفتر است.در نتیجه زمانی
که نیرو برای انجام تست اعمال میشود سبب کشیده شدن پوشش از روی فلز پایه شده وجدایی در ماده
ضعیفتر در مرز بین پوشش نیکل وفلز پایه اتفاق می افتد.تعداد زیادی تست اندازه گیری موجود است مانند
چکش خواری ،سنباده کشی، وتغییرشکل.تست های کمی همچنین درمتون امده اند.بدست اوردن
چسبندگی خوب نیازمند ایجاد پیوند سالم بیم پوشش وماده است. یک پیوند متالوژی سالم نیازمند اماده
سازی سطح قبل از ابکاری است. انتخاب سایش با سنگ ،صیقل دادن و شرایط انجام کار برای فلزات پایه
مختلف متفاوت است وبه سطح اولیه فلز ارتباط دارد.انجام فعالسازی شامل صیقل دهی وتمیز کردن در
جدول 2 امده است.استانداردهای ASTM اطلاعات بیشتری در اختیار ما قرار میدهند. پلاستیک های غیر
هادی ومواد دیگر را میتوان با فلزی کردن مواد ابکاری کرد تکنیک (ASTM B 727) .

مواد آند نیکل

پیشرفتهای زیادی در خصوص مواد اند نیکل و استفاده انها به وقوع پیوسته است. بیشترین کارهای اولیه در
5 بود. امروزه استفاده از سبدهای توپر اند تیتانیوم کشیده شده یا سوراخ .. مورد سبدهای اند تیتانیوم در 0
شده به همراه نیکل با سایز کنترل شده در ابکاری نیکل استفاده میشود.استفاده از اند سبدی تیتانیوم از این
جهت ارجحیت دارد که برای ابکار مزایای زیادی دارد.در ابتدا تشکیل نیکل می تواند سبب از بین رفتن
کمترین میزان یون نیکل در منبع باشد. پر کردن دوباره اند اسان وبصورت اتوماتیک امکان پذیر است.
فرم های متعددی از نیکل در سبدها مورد استفاده قرار میگیرند.اینها شامل کره های نیکل الکترولیتیک یا
مستطیل ویا دکمه ای شکل هستند که شامل میزان کنترل شده ای از سولفور می باشند. گلوله های نیکل
تولید شده بافرایند پالایش گاز وگلوله های مشابه حاوی مقدار کمی سولفور مورد استفاده قرار میگیرد.
قبلا سبد های اند تیتانیو اماده میشدند با، ساختن و قالب بندی معمول.اینها هنوز استفاده میشوند اما قبل
5 موجود نبودند.ساخت وقالب بندب مواد اند شامل رول کردن میله ها ای حاوی 0651 %اکسیژن .. از 0
بود.نیکل رول شده تقریبا 0620 کربن و 0621 %سیلیکون دارد.میله های قالب بندی شامل تقریبا 0621 %کربن
و 0621 %سیلیکون میباشند.اندهای کمکی حل شونده عموما بلبرینگ های کربن سیلیکون با قطر کم هستند.
بجز مواد حاوی سولفور به حضور یونهای کلرید در وان اند نیکل برای حلالیت کافی نیاز است.یاتاقان های
کربن رول شده یا قالب زده شده در ph=4.5 بکار میروند و یاتاقان اکسیژن ،میله های اند دپلار و رول شده
زمانیکه کلریدها در محلول حضور دارنددر ph بالاتر از 261 قابل استفاده است.