Các điều kiện thực hiện mạ Crom
Trong quá trình mạ crom, có sự phụ thuộc lẫn nhau giữa mật độ dòng điện catốt và nhiệt độ. Khi mạ crom trong cùng một dung dịch, bằng cách điều chỉnh nhiệt độ và mật độ dòng điện, và kiểm soát chúng trong một phạm vi thích hợp, có thể thu được ba lớp mạ crom khác nhau gồm crom sáng, crom cứng và crom opal. Trong khu vực nhiệt độ thấp và mật độ dòng điện cao, lớp mạ crom có màu sẫm hoặc cháy. cấu trúc tốt, ít lỗ rỗng và không có lỗ rỗng. Vết nứt, hiệu suất bảo vệ tốt, nhưng độ cứng thấp, khả năng chống mài mòn kém; khi nhiệt độ trung bình và khu vực mật độ dòng điện trung bình hoặc cả hai tốt hơn, có thể thu được lớp chrome sáng. Lớp chrome này có độ cứng cao hơn và có các vết nứt mạng mịn và dày đặc.
Khi mật độ dòng điện không đổi, hiệu suất dòng điện giảm khi nhiệt độ tăng, nếu nhiệt độ cố định thì hiệu suất dòng điện tăng khi mật độ dòng điện tăng. Tuy nhiên, khi tỷ lệ của anhydrit cromic đối với ion sunfat giảm, sự thay đổi trở nên nhỏ hơn tương ứng. Do đó, trong trường hợp mạ crom cứng, dưới tiền đề đáp ứng hiệu suất của lớp phủ, nhiệt độ thấp hơn và mật độ dòng điện cực âm cao hơn thường được sử dụng để có được tốc độ lắng đọng cao hơn của lớp phủ. Khi nhiệt độ không đổi, khi mật độ dòng điện tăng lên thì khả năng phân tán của dung dịch mạ được cải thiện một chút, ngược lại, mật độ dòng điện không đổi thì khả năng phân tán của dung dịch mạ giảm đến một mức độ nhất định khi nhiệt độ của dung dịch mạ tăng. Trong sản xuất, nhiệt độ trung bình (45 ～ 60 ℃) và mật độ dòng điện trung bình (30 ～ 45A / dm 2 ) thường được sử dụng để có được lớp mạ crom sáng và cứng. Mặc dù điều kiện quy trình để mạ sáng khá rộng nhưng xét khả năng phân tán kém của dung dịch mạ crom, khi mạ crom trang trí hoặc crom cứng trên các chi tiết có hình dạng phức tạp, cần kiểm soát chặt chẽ việc mạ các lớp crom có độ dày đồng đều trên các bộ phận khác nhau.Nhiệt độ và mật độ dòng điện. Khi các điều kiện của quá trình mạ crom được xác định, sự thay đổi nhiệt độ của dung dịch mạ được kiểm soát tốt nhất trong khoảng (1 ～ 2) ℃.
.png)
Cách khắc phục lỗi khi mạ Crom
(1) Cải thiện độ bám dính của lớp mạ Do khả năng phân tán và độ sâu của chất điện phân mạ crom kém, rò rỉ lớp mạ có thể xảy ra đối với một số bộ phận có hình dạng phức tạp.
Trong quá trình mạ crom cứng thường xảy ra hiện tượng bong tróc lớp mạ do liên kết kém, trong vận hành sản xuất có thể áp dụng các biện pháp sau.
①Đối với một số bộ phận có hình dạng phức tạp, dòng điện xung không chỉ có thể sử dụng cực dương hình, cực âm bảo vệ và cực dương phụ mà còn có thể tạo xung cho các bộ phận trong thời gian ngắn với dòng điện cao hơn nhiều lần so với mật độ dòng điện bình thường khi các bộ phận đi vào bình. , để điện cực catốt Khi tăng crom, một lớp crom nhanh chóng được lắng đọng trên bề mặt của chi tiết, và sau đó trở lại mật độ dòng điện bình thường để mạ.
Dòng điện xung cũng có thể được sử dụng để mạ crom cứng cho vật đúc bằng sắt Vì vật đúc bằng sắt có chứa một lượng lớn cacbon nên khả năng kết tủa hydro trên cacbon tương đối thấp. Ngoài ra, trên bề mặt gang đúc còn có nhiều lỗ rỗng làm cho diện tích bề mặt thực lớn hơn nhiều diện tích biểu kiến, nếu tiến hành mạ với mật độ dòng điện bình thường thì mật độ dòng điện thực quá nhỏ và không có kim loại. lắng đọng crom. Vì vậy, khi mạ crom cứng trên gang, phải dùng dòng điện xung để tăng độ phân cực catốt.
②Anode ăn mòn (ăn mòn) Khi mạ crom cứng trên thép hợp kim và thép cacbon cao với màng oxit dày trên bề mặt hoặc tiếp tục mạ crom trên lớp mạ crom với thời gian ngắt điện dài, các bộ phận thường được sử dụng làm cực dương trong thời gian ngắn thời gian Xử lý khắc sẽ làm tan màng oxit về mặt điện hóa và tạo thành bề mặt nhám cực nhỏ.
③Bước ăn thép hợp kim chứa niken và crom có một lớp màng oxit cực kỳ mỏng và dày đặc trên bề mặt. Mạ crom cứng sẽ ảnh hưởng đến lực liên kết của lớp mạ và nền. Vì lý do này, trước tiên hãy đặt các bộ phận được mạ vào lớp mạ crom bồn tắm Thực hiện ăn mòn anốt, sau đó biến các bộ phận thành cực âm và sử dụng dòng điện nhỏ hơn giá trị bình thường vài lần, nói chung điện áp được kiểm soát ở khoảng 3,5V, để chỉ xảy ra phản ứng tiến hóa hydro trên điện cực. Vì nguyên tử hydro mới ra đời có khả năng khử mạnh nên nó có thể khử màng oxit trên bề mặt kim loại thành kim loại, sau đó sử dụng năng lượng từng bước trong một khoảng thời gian nhất định (chẳng hạn như 20 đến 30 phút), và tăng dần dòng điện cho đến khi các điều kiện quy trình bình thường được áp dụng. Kết quả là, quá trình mạ điện được thực hiện trên bề mặt của kim loại hoạt tính để thu được lớp phủ có độ bám dính tốt. Ngoài ra, trong quá trình mạ crom cứng, đôi khi nguồn điện bị ngắt giữa chừng, lúc này trên bề mặt lớp mạ crom cũng sẽ sinh ra một lớp màng oxit mỏng. Hãy “gõ nguồn” để kích hoạt bề mặt, và sau đó chuyển sang mạ điện bình thường.
④Xử lý trước khi mạ Đối với lớp mạ crom cứng có kích thước lớn thì phải xử lý gia nhiệt sơ bộ trước khi mạ, nếu không sẽ không chỉ ảnh hưởng đến lực liên kết của lớp crom mà còn ảnh hưởng đến nhiệt độ của dung dịch mạ, vì vậy các mảng lớn phải được đun nóng trước trong dung dịch mạ rồi mới mạ, sau khi đun vài phút để nhiệt độ của chất nền và dung dịch mạ bằng nhau thì thực hiện lại thao tác điện phân. Sự thay đổi nhiệt độ của dung dịch mạ được kiểm soát tốt nhất trong khoảng ± 2 ° C.
(2) Loại bỏ hydro sau khi mạ
Do hiệu suất hiện tại của quá trình mạ crom thấp, một lượng lớn hiđro bị kết tủa trên cực âm. tránh hiện tượng lắng đọng hydro.
(3) Ảnh hưởng của tạp chất và loại bỏ chất điện phân trong bể mạ crom Các tạp chất có hại thông thường chủ yếu là Fe 3+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Pb 2+ , của Ni 2+ các ion kim loại khác và CI - , NO 3 - .
Các ion kim loại chủ yếu sinh ra từ sự hòa tan của kim loại ở những chi tiết không được lớp crom bao phủ, sự hòa tan của những chi tiết rơi vào bể mạ mà không được vớt kịp thời, ăn mòn cực dương. Khi các ion kim loại tích tụ đến một hàm lượng nhất định sẽ gây ảnh hưởng lớn đến quá trình mạ crom như làm giảm dải sáng của lớp mạ, giảm khả năng phân tán của chất điện ly, làm giảm chất lượng độ dẫn nhiệt. Khả năng chịu các tạp chất của dung dịch mạ tăng lên khi nồng độ của anhydrit cromic tăng lên, do đó, dung dịch mạ có nồng độ thấp cực kỳ nhạy cảm với các tạp chất. Khi Fe 3+ trong dung dịch mạ vượt quá 15-20g / L, Cu 2+ vượt quá 5g / L và Zn 2+ vượt quá 3g / L thì dung dịch mạ phải được xử lý. Có thể đạt được một số hiệu quả nhất định bằng cách sử dụng phương pháp xử lý mật độ dòng điện thấp.
Các tạp chất kim loại có thể được loại bỏ bằng cách xử lý với nhựa trao đổi cation axit mạnh . Để giảm tác dụng oxy hóa của dung dịch mạ crom đối với nhựa trao đổi ion, dung dịch mạ nên được pha loãng dưới 80g / L trước khi xử lý. Bởi vì nhựa trao đổi cation axit mạnh đắt hơn, đôi khi dung dịch mạ đã sử dụng được chuyển sang các mục đích sử dụng khác, chẳng hạn như dung dịch thụ động hóa, để giảm chi phí sản xuất.
Điện áp của dung dịch mạ crom mới pha chế thường là 3 ~ 5V, nếu nồng độ cao thì điện áp phải thấp hơn. Nếu thấy hiệu điện thế lớn hơn giá trị nói trên thì dung dịch mạ có thể có lẫn tạp chất. Cl - xuất phát từ sự ra đời của nước bổ sung bồn tắm, nước làm sạch các bộ phận, v.v., hoặc sự ra đời của quá trình làm sạch sau khi được khắc bằng axit clohydric. Quá nhiều Cl - sẽ làm giảm khả năng phân tán và khả năng tạo độ sâu của dung dịch mạ, và lớp mạ sẽ trở nên xám, nhám, thậm chí có đốm, đồng thời có thể gây ăn mòn lớp nền và cực dương chì. Loại bỏ CI dư thừa - , bồn tắm có thể được làm nóng đến 70 ℃, điện phân mật độ dòng điện cao, khí clo để oxy hóa lắng đọng trên cực dương. Tuy nhiên, phương pháp này tiêu tốn nhiều năng lượng và hiệu quả không lý tưởng; cũng có thể thêm một lượng bạc cacbonat thích hợp để tạo kết tủa bạc clorua. Mặc dù phương pháp này có hiệu quả tốt hơn nhưng bạc cacbonat thêm vào cũng có thể phản ứng với axit cromic để tạo kết tủa bạc cromat., không chỉ tiêu tốn quá nhiều muối bạc mà còn làm mất đi anhydrit cromic, làm tăng chi phí sản xuất. Cách tốt nhất là hạn chế tối đa việc đưa Cl - vào , nên dùng nước khử ion để bổ sung dung dịch tắm, và dùng dung dịch axit sunfuric loãng để ăn mòn yếu trước khi mạ. Khi sử dụng axit clohydric phải tăng cường làm sạch. NO 3 - là tạp chất có hại nhất, dù hàm lượng rất thấp sẽ làm cho lớp mạ xám và mất độ bóng, đồng thời ăn mòn lớp chì lót và cực dương chì của bể mạ. Phương pháp khử NO 3 - là: điện phân với cường độ dòng điện 1A trên một lít chất điện phân. Nếu có một lượng lớn NO 3 -trong dung dịch mạ , trước hết dùng BaCO 3 để khử gốc sunfat trong bể mạ, sau đó điện phân ion nitrat với dòng điện cao ở 65-80 ° C để khử nitrat. ion NH 3 trên catot .
(4) Ngăn chặn sương mù crôm
Trong quá trình mạ crom, do sử dụng anot không tan nên hiệu suất dòng điện của catot rất thấp dẫn đến kết tủa một lượng lớn hiđro và oxi, khi khí thoát ra trên bề mặt chất lỏng thì một lượng lớn cromic axit được hình thành, tạo thành sương mù crom và gây ô nhiễm nghiêm trọng. Có hai cách để ngăn chặn sương mù crom.
① Phương pháp vật nổi đặt các mảnh hoặc mảnh nhựa xốp lên bề mặt dung dịch mạ, các vật nổi này có thể chặn sự thoát ra của sương mù crom.
Tuy nhiên, việc vận hành gặp bất tiện khi các bộ phận nằm ngoài rãnh. Ngoài ra, axit cromic có khả năng oxy hóa mạnh, có tác dụng ăn mòn các mảnh được thêm vào, và làm cho các sản phẩm phân hủy tích tụ trong dung dịch mạ, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của lớp mạ.
② Bổ sung chất ức chế tạo bọt : Chất ức chế tạo bọt là chất hoạt động bề mặt , có thể làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch mạ và tạo ra lớp bọt ổn định bao phủ bề mặt dung dịch mạ. Các chất hoạt động bề mặt nói chung không ổn định ở nhiệt độ cao hơn và khi có mặt chất oxy hóa mạnh, nhưng chất hoạt động bề mặt gốc fluorocarbon có thể tồn tại ổn định trong các môi trường nêu trên. Theo báo cáo, có nhiều loại chất ức chế sương mù crom , trong đó tốt nhất là các hợp chất hữu cơ mạch dài béo có chứa các nhóm phân cực, chẳng hạn như natri perfluorooctan sulfonate [CF 3 (CF 2 ) 6 CF 2 SO 3 Na] là nhiều nhất. điển hình, và kết quả tốt có thể đạt được khi lượng thêm vào mỗi lít dung dịch mạ là 0,2 ～ 0,5g / L. Trung Quốc đã sản xuất thử nghiệm kali perfluoroalkyl ether sulfonat, được gọi là chất ức chế sương mù Crom F-53, và lượng bổ sung trong bể mạ crom là 0,04 ～ 0,06g / L. Khi sử dụng, đầu tiên điều chỉnh F-53 với nước để tạo thành dạng sệt, thêm nước cho loãng, đun sôi cho tan và đứng yên một lúc rồi chuyển sang bể mạ crom nung nóng đến 50-60 ° C. Không được đổ chất không tan. F-53 trực tiếp vào bể mạ.
Lớp bọt được tạo thành bởi chất ức chế sương mù crom trong dung dịch mạ bao phủ chặt chẽ bề mặt của dung dịch mạ. Khi hydro và oxy với axit cromic được kết tủa, chúng va chạm với lớp bọt trên bề mặt và vô số sương mù axit cromic nhỏ được kết hợp lại lớn hơn. Do tác dụng của trọng lực, các giọt sương mù sẽ quay trở lại dung dịch mạ khi chúng bay lên một độ cao nhất định, trong khi hydro và ôxy tiếp tục bay lên cho đến khi chúng rời khỏi bề mặt chất lỏng, do đó thực hiện quá trình khử khí và sự ngăn chặn hiệu quả của sương mù crom.