Tratamiento
El níquel químico es un recubrimiento metálico obtenido mediante un proceso de deposición química sin necesidad de corriente eléctrica. Se basa en la reducción controlada de sales de níquel en una solución que contiene un agente reductor, generalmente hipofosfito de sodio.
Este proceso permite obtener una capa uniforme con una combinación única de dureza, resistencia a la corrosión, abrasión y adherencia, lo que lo convierte en una alternativa versátil frente a otros recubrimientos como el cromado duro.
La dureza del níquel químico recién depositado oscila entre
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80 y 550 Vickers (49 Rockwell C o 470 Brinell HB). Esta dureza puede aumentar mediante un
tratamiento térmico a 290 °C durante 10 horas
,
alcanzando valores de
900 a 1.100 Vickers (67-69 Rockwell C) en depósitos con un
contenido de fósforo superior al 10%.
Para piezas niqueladas que operan en condiciones de movimiento de fricción o rozamiento , se recomienda no superar una temperatura límite de 200 ºC para evitar la degradación del recubrimiento.
En piezas estáticas, de 300 a 350ºC.
En comparación con los materiales de construcción usuales, la dureza del Ni-P en estado de deposición es relativamente elevada.
De todos modos, esta dureza puede aumentar mediante tratamiento térmico.
La dureza se puede medir únicamente con microdurómetros y con cargas no superiores a 100 gr.
Las manchas ligeras que pueden aparecen sobre las piezas, después del tratamiento térmico, NO PUEDEN SER CONSIDERADAS COMO CAUSA DE RECHAZO.Los recocidos por encima de 300ºC, deben ser efectuados en vacío.
Esta resistencia alcanza su valor máximo después de un tratamiento térmico a 650 ºC, lo que corresponde solamente a una dureza de 600 Vickers.
Debido a su estructura amorfa, el recubrimiento de Níquel aplicado químicamente carece prácticamente de poros, siendo suficiente un depósito de 10 micras sobre una probeta de acero perfectamente pulida para que no se manifieste ninguna porosidad. En cuanto a la ausencia de poros en comparación con el espesor de capa, depende fundamentalmente del tipo de baño empleado.
RESISTENCIA A LA ABRASIÓN
La gran dureza del recubrimiento se traduce, en general, en una buena resistencia al desgaste, máxime si la pieza está lubrificada y la temperatura superficial de las zonas en contacto no es superior a 200ºC.
El comportamiento frente al desgaste depende fundamentalmente del contenido en fósforo de la aleación depositada.
La resistencia al desgaste se determina mediante el aparato TABER-ABRASER (cilindro de rozamiento CS 10, carga 9,8 N, 1.000 revoluciones).
El desgaste específico no debe ser superior a 30 mg/1.000 revoluciones.
Espesor de capa exigido, según resistencia al desgaste:
- Ligera resistencia al desgaste > 10 micras
- Resistencia media al desgaste > 25 micras
- Alta resistencia al desgaste > 50 micras
COEFICIENTE DE ROZAMIENTO
Contrariamente al Niquel, que tiene un mal coeficiente de rozamiento, los aleados de Níquel-Fosforo presentan interesantes propiedades lubrificantes.
La siguiente tabla da los coeficientes de rozamiento del depósito químico en contacto con algunos de los materiales usados, Níquel, acero y cromo.
| Materiales en contacto | Rozamiento en seco |
Rozamiento lubrificado
(Parafina-cloro) |
| Ni-fósforo/Ni | Desgaste | 0,26 |
| Ni-fósforo/ Ni-fósoro | 0,45 | 0,25 |
| Ni-fósforo/Cromo | 0,43 | 0,3 |
| Ni-fósforo/Acero | 0,38 | 0,21 |
| Ni-fósforo/Fundición | 0,16 | 0,08 |
| Niquel/Niquel | Desgaste | 0,2 |
| Niquel/Cromo | Desgaste | 0,2 |
| Niquel/Acero | Desgaste | 0,2 |
| Acero/Acero | Desgaste | 0,2 |
| Cromo/Cromo | 0,43 | 0,2 |
| Cromo/Acero | 0,21 | 0,13 |
Frecuentemente el rozamiento entre dos piezas de acero inoxidable conduce al gripado, un depósito de Níquel Químico sobre una de las partes suprime esta dificultad.
Se recomienda que las piezas en servicio prolongado funcionen lubrificadas.
SOLDABILIDAD
Las piezas niqueladas son perfectamente soldables con plata o aleados de plomo-estaño. Una capa de 5-10 micras es suficiente para soldar entre sí aluminio o aceros inoxidables.
La soldadura con arco o al soplete no está recomendada una vez las piezas estén niqueladas ya que el fósforo del depósito se difumina en la soldadura y la vuelve frágil. En este caso es preferible soldar antes de niquelar.
UNIFORMIDAD Y HOMOGENEIDAD DE LA CAPA
Con tal que la solución del baño pueda circular libremente, y alcanzar toda la superficie de la pieza, la deposición de la capa será perfectamente uniforme independientemente del contorno de la pieza. En los casos más desfavorables, las variaciones de espesor se encuentran en el intervalo de ±10%, lo que implica en la mayoría de las ocasiones, que si la pieza está rectificada, después de niquelada no precisará de un rectificado posterior.
Estas propiedades son muy de tener en cuenta en aquellas piezas que por complejidad no son factibles de proceder a su rectificado.
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN-ESPESOR DE LA CAPA
Numerosos ensayos han comprobado el comportamiento muy superior de níquel químico con relación al electrolítico, tanto a la corrosión atmosférica como a los agentes químicos. En muchos casos, el comportamiento es superior al níquel laminado, lo que se explica por ser más noble que el niquel puro.
Por otra parte, al ser la porosidad prácticamente nula, aporta una protección perfectamente eficaz al metal subyacente que justifica los resultados obtenidos.
Según las condiciones a las que se sometan los recubrimientos y la configuración superficial de las piezas se pueden recomendar cuatro espesores de capa mínimos para los cuatro tiposde resistencia a la corrosión siguientes:
- I Muy poca resistencia a la corrosión > 2u
- II Poca reistenca a la corrosión >10u
- III Resistencia media a la corrosión >25u
- IV Resistencia elevada a la corrosión >50u
(DIN 50 966/RAL660)
Según el grado de resistencia a la corrosión exigido, las capas de Ni-Fósforo depositadas de forma autocatalítica han de dar los siguientes valores:
| Grado de resistencia | DIN 50021 | DIN 50018 |
| (Esp.) | S.S | ESS | 0.2 S | 2,0 S |
| I 5u | 12h | - | - | - |
| II 10u | 192h | 96h | 1R | - |
| III 25u | 480h | 240h | - | 2R |
| IV 50u | 960h | 480h | - | 4R |
Como puede comprobarse en las tablas anteriores, a más concentración de fósforo en la aleación, mayor resistencia a la corrosión, ahora bien: los tratamientos térmicos efectuados sobre Níquel Químico, hacen bajar sensiblemente los valores obtenidos.
Como norma, podemos indicar que el Níquel Químico presenta un magnífico comportamiento frente a los alcalis, buen comportamiento frente a los componentes neutros, orgánicos e inorgánicos no oxidantes y frente a la mayoría de los ácidos orgánicos e inorgánicos diluidos, siempre y cuando el Ph sea superior a 5.
