Hem » Ytbehandling » Att köpa ytbehandling » Elektrolytiska och kemiska beläggningar » Förnickling

Förnickling

Förnickling är efter förzinkning troligen den vanligaste processen för elektrolytisk metallbeläggning. Det finns åtskilliga processvarianter av förnickling, vilket gör det möjligt att erhålla olika skiktegenskaper med avseende på glans, hårdhet, duktilitet och korrosionshärdighet. Förnickling har därför stor betydelse både som funktionell beläggning och som dekorativ och korrosionsskyddande beläggning. För att förhindra att nickelytan oxiderar läggs oftast ett mycket tunt kromskikt på nickelbeläggningen.

Dekorativ nickel plus krombeläggning

Tillämpningar

  • Korrosionsskydd
    • Som skiktuppbyggnad för dekorativa skikt, enkel-, dubbel- eller trippelskikt beroende på påkänning
    • Tjocka skikt (> 50 µm) för extrema påkänningar inom processindustri och marina applikationer
  • Dekorativt
    Glansnickel, satinnickel etc. (ofta med oxidationsskyddande kromskikt) inom:

    • Bilindustri
    • Cyklar, sport- och fritidsartiklar
    • Hushålls- och kontorsmaskiner
    • Möbel- och kontorsinredning
    • VVS-industri
    • Belysnings- och elindustrin
    • Finmekanik, optik och kameror
    • Klockor
    • Medicinsk utrustning
  • Funktionellt
    • Som barriärskikt och diffusionsspärr under beläggningar med silver, guld eller tenn, primärt på komponenter inom elektronikindustrin
    • Reparationsbeläggning:
      • Felbearbetade eller slitna ytor kan återställas
      • Mjuka material kan förstärkas eller göras styvare
      • Som matris för komposit- (dispersions-) beläggningar med hårda eller smörjande partiklar
  • OBS! Nickeldirektivet
    (se Reach-förordningen bilaga XVII punkt 27)

    • Nickelbeläggning får ej användas på produkter som kommer i direkt och långvarig kontakt med huden:
      • Örhängen, halsband, fingerringar, armband och kedjor
      • Boetter, mobiltelefoner, klockarmband och spännen till armbandsur
      • Nitar, knappar, spännen, blixtlås och metallmärken i kläder
      • Glasögon, skärpspännen, hårspännen och diadem
    • Nickeldirektivet omfattar inte:
      • Handverktyg, mynt, handtag etc. då det ej är produkter som kommer i direkt och långvarig kontakt med huden

Tillämpliga normer

SS-EN ISO 4526
Elektrolytiska beläggningar av nickel för tekniska ändamål

Olika typer av förnicklingsprocesser

För olika syften finns en stor mängd olika förnicklingsprocesser. För funktionella syften finns mattnickel, hårdnickel och sulfamatnickel. Halvglansnickel ger som namnet antyder förbättring av en ytas glans men har oftast även ytutjämnande tillsatser. Dessa processer är vanligast för dekorativa beläggningar och då ofta med ett yttre kromskikt som oxidationsskydd.

Nickelskikt utan efterföljande krombeläggning väljs då nicklets varmare färgton önskas eller då detaljen har så komplex form att den inte kan förkromas med jämnt ytutseende. Andra typer av dekorativa nickelskikt är satinnickel och antrasitnickel samt svartnickel som främst används för optiska ändamål i optik och instrument.

Önskar man bländfria skikt eller speciella dekorativa effekter kan mattnickel också användas tillsammans med krom med oförändrade egenskaper beträffande reflektion och korrosionsskydd. Av stor betydelse är oftast korrosionsbeständigheten hos nickelskikten. Deras mekaniska egenskaper bidrar till att skiktsystemet under statisk eller dynamisk belastning förblir oskadat så länge som möjligt så att de korrosionsskyddande egenskaperna hos nickelskiktet förblir intakta.

Principiellt gäller att ju tjockare nickelskikt, desto bättre korrosionsskydd. För de högsta kraven användes dubbelnickelskikt eller t.o.m. trippelskikt. I dessa fall har det första, ädlare halvglansnickelskiktet uppgiften som korrosionsbarriär, medan nästa skikt, det mindre ädla glansnickelskiktet, primärt har uppgiften att klara kraven på god finish.

Kemiska egenskaper

Nickel är beständig i luft men oxiderar och får med tiden ett alltmer mörkt utseende. Av den anledningen brukar man på nickelytan lägga ett tunt skikt av krom (dekorativt krom).

Nickel är även beständigt mot starka alkaliska lösningar och angrips sällan med någon större intensitet av starka syror, dock med undantag för salpetersyra där angreppet kan bli ganska häftigt, i synnerhet om syran är varm.

Nickel är beständigt mot många metallsaltlösningar, men inte mot t.ex. järn-III-klorid, kopparsalter och kromsyra.

Korrosionsskyddande egenskaper

På basmaterialet stål är nickel ädlare än substratet (katodisk beläggning) vilket ställer stora krav på tillräcklig tjocklek och frihet från porer på korrosionspåkända detaljer. Har skiktet skador som genomgående repor, sprickor eller porer ger därför skiktet ingen katodisk skyddsverkan.

Förnicklingen som korrosionsskydd förutsätter att ett avskärmande skikt, s.k. barriärskikt, hålls intakt. En utveckling är dubbelskiktsförnickling med ett inre, halvglansskikt och ett yttre glansskikt. Det senare är elektrokemiskt oädlare än halvglansskiktet och utövar en katodisk skyddsverkan, som totalt förstärker korrosionsskyddet.

Användning av skiktkombinationer av denna typ kan förstärka förnicklingens ställning som korrosionsskyddande ytbehandling för utomhusändamål. Bilden till höger visar ett snitt genom dubbelnickelskikt på stål med angrepp på övre skiktet efter 24 h provning i sur saltdimma (25 µm halvglansnickel (kolumnärt) och 10 µm glansnickel (lamellärt).

Duplex- och trippelförnickling

Vid dubbelförnickling kombineras ett halvglansskikt med max 0,005 % S och ett glansskikt med minst 0,04 % S. Det understa skiktet, halvglansskiktet skall ha en skikttjocklek, som utgör minst 60 % av totala skikttjockleken. På yttre skiktet ställs kravet på minst 20 % av totala skikttjockleken.

Det svavelhaltiga yttre skiktet blir som ovan nämnts elektrokemiskt oädlare än det svavelfria och kommer därför att utöva en katodisk skyddsverkan i korrosionssituationer. En dubbelförnicklad komponent utmärks därför av en särskilt god korrosionshärdighet.

Bilderna visar snitt genom nickelskikt på stål, den närmast ett halvglansnickelskikt utan ytutjämning och den till höger dubbelskikt med halvglansnickel med ytutjämnande effekt (kolumnärt) under glansnickel (lamellärt).

Ytterligare förbättring av korrosionshärdigheten kan fås genom utfällning av ett tunt skikt med extra hög S-halt (helst mer än 0,1 %) mellan det inre halvglansskiktet och det yttre glansskiktet. Mellanskiktet får då utgöra högst 10 % av den totala skikttjockleken. Halvglansskiktet skall i detta fall utgöra minst 50 % av totala skikttjockleken.

Sammet-, satin- och halvmatt nickel

Kan erhållas genom mekanisk förbearbetning eller kemisk förbehandling, eller s.k dispersionsförnickling. Matta och halvmatta nickelskikt används i stor utsträckning funktionellt i skikttjocklekar från 200 µm till 3000 µm och har en hårdhet upp till 250 HV. Detta kallas då ofta för tjockförnickling.

Sulfamatnickel - Hårdnickel

Dessa processer används framför allt för funktionella ändamål, t.ex. lagning av ytor och skiktuppbyggnad samt för extrema korrosionspåkänningar inom processindustri och i marin miljö.

Antrasitnickel

Med en speciell typ av process kan nickelskikt med glänsande antikt utseende.

Svartnickel

För optiska och dekorativa syften finns processer som ger svarta nickelskikt. Dekorativa skikt, blanka på ett blankt underlag, matt svarta med mycket låg reflektion på ett matt underlag.