Obróbka cieplna

Po osadzeniu powłoki NIPLATE® mogą być poddawane obróbce cieplnej po niklowaniu, wykonywanej w zależności od materiału podłoża, wymaganych właściwości użytkowych oraz specyfikacji technicznych elementu. Najczęściej stosowane procesy obróbki cieplnej to odwodornianie oraz utwardzanie powłoki.

Zabiegów tych nie należy traktować jako standardowych, opcjonalnych etapów, lecz jako operacje techniczne, które wymagają świadomej oceny, ponieważ wpływają zarówno na właściwości powłoki z niklu chemicznego, jak i – w niektórych przypadkach – na właściwości mechaniczne materiału podłoża.

Odwodornianie

Podczas etapów obróbki wstępnej i niklowania chemicznego może dochodzić do dyfuzji wodoru atomowego w głąb osnowy metalicznej powłoki i podłoża. Zjawisko to, jeśli nie jest kontrolowane, może prowadzić do pogorszenia właściwości mechanicznych materiału, znanego jako kruchość wodorowa.

Kruchość wodorowa stanowi szczególnie istotne ryzyko w przypadku:

• stali o wysokiej wytrzymałości,
• stopów tytanu,
• materiałów wrażliwych na obecność wodoru rozproszonego w strukturze krystalicznej.

W procesie niklowania chemicznego brak prądu elektrycznego powoduje znacznie mniejsze wprowadzanie wodoru w porównaniu z tradycyjnymi procesami galwanicznymi, takimi jak chromowanie czy niklowanie elektrolityczne. Niemniej jednak w przypadku materiałów krytycznych lub szczególnie rygorystycznych specyfikacji odwodornianie pozostaje zalecanym środkiem zapobiegawczym.

W szczególności odwodornianie zaleca się dla stali o wytrzymałości na rozciąganie powyżej 1000 MPa oraz dla stali hartowanych lub nawęglanych.

Odwodornianie polega na obróbce cieplnej w niskiej temperaturze, wykonywanej zazwyczaj w 150–180 °C przez około 4 godziny, w celu wspomagania dyfuzji i usuwania resztkowego wodoru z układu powłoka–podłoże.

Utwardzanie powłoki

Powłoki niklu chemicznego NIPLATE® mogą być poddawane utwardzaniu cieplnemu w celu zwiększenia ich twardości i odporności na zużycie.

Utwardzanie zachodzi poprzez przemianę strukturalną stopu nikiel–fosfor: obróbka cieplna powoduje powstawanie wydzieleń Ni₃P w osnowie powłoki. Te wydzielenia znacząco zwiększają twardość powierzchniową i poprawiają właściwości tribologiczne powłoki.

W zależności od temperatury i czasu obróbki twardość warstwy może wzrosnąć:

• z typowych wartości początkowych 500–600 HV,
• do wartości rzędu 1000–1100 HV.

Najczęściej stosowane cykle utwardzania to:

• 260–280 °C przez 8 godzin lub
• 330–350 °C przez 4 godziny,

co skutkuje poprawą właściwości tribologicznych powłoki.

Należy pamiętać, że utwardzanie dotyczy przede wszystkim powłoki, ale może wpływać również na materiał podłoża, zwłaszcza w przypadku stopów wrażliwych na cykle cieplne. Obróbka cieplna może ponadto zmieniać wygląd estetyczny powłoki oraz jej właściwości magnetyczne.