2.4. Технологічний процес хромування

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

2.4.1. Устаткування процесу хромування

Хромування може знаходитись в складі лінії міднення-нікелювання, або як самостійний процес з метою нанесення зносостійкого покриття.

Температура плавлення хрому становить 1875⁰С, твердість покриттів – 1400- 1500 кГс/мм².

Процес хромування дуже примхливий, тому бажано чітко притримуватись рекомендованого хімічного складу електроліту.

Хромовий електроліт дуже агресивний, тому ванни хромування ізолюють спеціальними сортами пластиків ( типу<< керосаль>> і т.п).

Аноди при хромуванні – сплави свинцю( 94%) та олова( 6%) або свинцю та стибію.

Випаровування електроліту при хромуванні дуже інтенсивні і можуть розчинити гачки анодів і навіть анодну штангу. Тому мідні гачки ізолюють матеріалами типу << діаплазоль>> або << пластизоль>>.

Нижче наведені поширені склади електролітів, які широко використовують в промисловості ( Держстандарт 9.305-84):

Таблиця.2.

або

Нижче наведена технологічна схема хромування, що може бути використана як самостійна технологія, так і для подовження технологічного процесу Сu-Ni-Cr:

Реверсне електрохімічне

знежирення

Каскадне промивання

Травлення в НСІ

Холодне промивання

Хромування

Вловлювання

Промивання 1

Промивання 2

Сушка

2.4.2. Загальна схема технологічного процесу

Процес нанесення покриттів складається з ряду послідовних операцій: підготовчих, нанесення покриттів і остаточної обробки.

Схема технологічного процесу нанесення покриттів вибирається залежно від покривається металу, його поверхні, виду покриття, вимог, що пред'являються до нього, умов експлуатації і вказується в операційно-технологічних картах.

2.4.2. Хромування

Ванна хромування-Рис.2.4.2

2.4.2.а ) Електролітичне хромування

Електролітичне хромування в практичних цілях здійснюється виключно з розчинів електролітів на основі шестивалентній окису хрому. Численні спроби створити промислово корисний електроліт на основі сполук тривалентного хрому , що дозволяє отримувати хромові покриття, що володіють такими ж техніко-експлуатаційними властивостями , особливо для отримання товстошарових твердих зносостійких покриттів , не привели до позитивних результатів.

Всі електроліти хромування містять вільні кислотні радикали , які , діючи що не витрачаються каталізатори , сприяють осадженню хрому на катоді . Крім цього , у всіх електролітах хромування на основі шестивалентного хрому обов'язково присутні і іони тривалентного хрому. Допустимий вміст іонів тривалентного хрому для кожного електроліту хромування , як правило , визначається відповідно з технологічними особливостями процесу і вимогами, що пред'являються до якості і функціональних характеристик хромового покриття ( блиску , твердості , зносостійкості та ін.) Разом з тим , зазвичай рекомендується підтримувати концентрацію тривалентного хрому в електроліті хромування в інтервалі 3-5 г / л.

Електролітичне хромування , що проводиться на основі шестивалентного солей хрому, є високотоксичним процесом, а використовувані для цього електроліти є агресивними рідинами , навіть у розведених розчинах. До того ж, під час електроосадження хрому відбувається посилене газоутворення і в повітря разом з газом , у вигляді аерозолю , надходить велика кількість агресивних речовин. Тому при роботі з електролітами хромування повинні суворо дотримуватися правил техніки безпеки і прийняті всі необхідні заходи обережності , а використовувані ванни хромування обов'язково повинні бути забезпечені потужними пристроями та вентиляційними установками , очищають повітря від шкідливих аерозольних домішок.

Залежно від умов проведення процесу електролізу розрізняють три типи хромових покриттів зустрічаються на практиці : це блискучі ,захисно -декоративні покриття, що відрізняються невеликою товщиною покриття і дозволяють отримувати блискучі опади хрому , потім тверді зносостійкі захисні покриття , що дозволяють отримувати хромові покриття великої товщини , з високими значеннями твердості і зносостійкості , і молочні безпориста покриття, що використовуються в основному як підшар , для поліпшення корозійної стійкості покриттів. За функціональним призначенням хромові покриття можна розділити на захисно -декоративні , зносостійкі і молочні .

При декоративному хромуванні шар хрому наносять на підшар іншого металу , найчастіше нікелю. При правильному веденні процесу електролітичного осадження нікелевий підшар вельми надійно оберігає сталь від атмосферної корозії , тоді як без нього хромове покриття поступово тьмяніє . Тому зазвичай для отримання декоративного не тьмяніє покриття красивого відтінку дуже тонкий шар хрому осаджують електролітично поверх нікелю. Подібне тонке хромоване покриття зазвичай буває пористим , що , однак , ніякої шкоди не приносить , так як захист забезпечується лежачим під ним шаром нікелю. Іноді замість нікелю осаджують мідь як більш дешевий корозієстійкий підшар. Практикують також нанесення подвійного шару : спочатку нікелю , а потім міді.

При твердому хромуванні наносять порівняно товстий шар хрому для того, щоб використовувати високу твердість , зносостійкість і малий коефіцієнт тертя хромованого покриття. У подібних випадках хром зазвичай беруть прямо на основний метал без будь-якого проміжного підшару .

2.4.2.б) Фактори що впливають на зовнішній вигляд хромованого покриття

З розчину, що містить лише чистий окис хрому і воду, не можна успішно осаджувати хром. Якісний осад виходить тільки тоді, коли у ванні містяться ще й вільні кислотні радикали, які, діючи що не витрачаються каталізатори, сприяючи осадженню хрому на катоді.

Вчені всебічно вивчили питання зміни зовнішнього вигляду хромових опадів, що утворюються в стандартній ванні (250 г / л CrО3 і 2,5 г / л SO4), залежно від щільності струму і температури ванни. Їх результати узагальнені на малюнку. Рис.2.4.2. б)

Рис.2.4.2. б)

Всю діаграму можна поділити на чотири області. Область I охоплює низькі температури і будь-яку щільність струму. У цьому випадку опади виходили темнуватими і тьмяним, при більш низьких температурах вони мали темно-коричневий або шоколадний відтінок. При високих щільності струму покриття ставали лускатими.

З точки зору отримання блискучих покриттів найбільший інтерес представляє область II. При переміщенні зліва направо, тобто з підвищенням температури, опади ставали більш блискучими. Максимальний блиск досягався на межі між областями II і III.

В області III, тобто при температурах вище 60 ° С і щільності струму більше 45-55 А/дм2, осади втрачали колір і поступово робилися матовими. В області IV хром абсолютно не осідав.

Процес хромування супроводжується інтенсивним виділенням кисню і водню. Над дзеркалом ванни для хромування завжди стоїть туман з крапельок електроліту, який подразнює слизові оболонки. Тому необхідно передбачати заходи для запобігання забруднення повітря бризками електроліту в приміщенні в якому проводиться хромування.

2.4.2.в) Режим хромування

У всіх технічних електролітах, що містять хромову кислоту, важливо підтримувати правильне співвідношення між концентраціями хромової кислоти і каталітичною добавкою, щоб забезпечити стабільність умов процесу хромування. Величину відношення концентрації хромової кислоти до повної концентрації каталітичних кислотних радикалів необхідно підтримувати в межах від 50:1 до 250:1, краще всього близько 100:1 (концентрації тут виражені в грамах СrО₃, SO₄).

2.4.2.г) Процес хромування

Ванна зняття нікелю

Кислота сірчана (H₂SO₄) = 1070-1100г / л

Гліцерин = 8-10г / л

Т = 20 +5⁰ С

Ванна холодної промивки

Т = 20 + 5⁰ С

t = 0,3-1хв.

Ванна зняття хрому

NaOH = 100-150г / л

Т = 20 +5⁰ С

Ванна зняття шламів анодів

Їдкий натрій (NaOH) = 100г / л

Т = 20 +5⁰ С

Ванна холодної промивки

Т = 20 + 5 ⁰С

t = 0,3-1хв.

Ванна пасивування міді та мідних сплавів

CrO₃ = 50-80г / л

H₂SO₄= 30-40г / л

t = 0,5-1 хв.

Т = 20 +5 ⁰С

Ванна активації

HCl = 50-100г / л

t = 0,5-1 хв.

Т = 20 +5⁰ С

Ванна холодної промивки

Т = 20 + 5⁰ С

t = 0,3-1хв.

Ванна холодної промивки

Т = 20 + 5 ⁰С

t = 0,3-1хв.

Ванна зняття міді

CrO₃ = 200-250г / л

Амоній сірчанокислий (NH₄SO₄) = 100-120г / л

Т = 20 +5⁰ С

Ванна активації

HCl = 50-100г / л

t = 0,5-1 хв.

Т = 20 +5 ⁰С

Збірник хромового ЕЛЕКТРОЛІТІВ

№ 1

Т = 20 +5⁰ С

t = 0,5-1хв.

№ 2

Т = 20 +5 ⁰С

t = 0,5-1хв.

Ванна хромування

Хромовий ангідрид (CrO₃) = 250-300г / л

Кислота сірчана (H₂SO₄) = 2,5-3г / л

t = 3-60хв

Т = 50 +100⁰ С

Дк = 15,0 + 30,0 а / дм.