Mạ crom cứng
Crom cứng còn được gọi là crom chịu mài mòn, lớp mạ crom cứng không chỉ phải có độ bóng nhất định mà còn yêu cầu lớp đáy phải có độ cứng cao, chịu mài mòn tốt, tạo liên kết chắc chắn với lớp nền.
Độ dày của lớp phủ nên thay đổi tùy theo từng trường hợp sử dụng. Khi tải trọng cơ học nhẹ và bảo vệ chung, độ dày là 10-20μm; khi tải trọng trượt và áp lực không quá lớn, độ dày là 20-25μm; khi ứng suất cơ học lớn và chống ăn mòn mạnh, độ dày là cao tới 150-300μm; Kích thước và độ dày của các bộ phận được sửa chữa có thể đạt 800 ～ 1000μm.
Mạ crom chịu mài mòn thường sử dụng dung dịch mạ có nồng độ anhydrit crom thấp hơn, và một số nhà máy cũng sử dụng dung dịch mạ crom tiêu chuẩn. Các điều kiện của quá trình nên áp dụng nhiệt độ thấp hơn và mật độ dòng catốt cao hơn, điều này phải phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của các bộ phận và yêu cầu đối với lớp crom. Trong sản xuất, mật độ dòng catốt thường được sử dụng ở nhiệt độ 50-60 ° C (55 ° C thường được sử dụng) và 25-75A / dm 2 (chủ yếu là 50A / dm 2 ). Khi các điều kiện của quá trình được xác định, trong toàn bộ quá trình lắng đọng điện, hãy giữ cho các điều kiện của quá trình càng cố định càng tốt, đặc biệt là nhiệt độ và sự thay đổi không được vượt quá ± 1 ° C.
Các biện pháp phòng ngừa đối với lớp mạ crom cứng
① Bất kể vật liệu của chi tiết được mạ là gì, miễn là phôi lớn thì cần phải xử lý nhiệt sơ bộ, vì thời gian mạ crom cứng lâu hơn, lớp mạ dày hơn, ứng suất bên trong cao và độ cứng cao, và hệ số giãn nở nhiệt của kim loại cơ bản và crom là khá khác nhau. Nếu mạ mà không nung nóng sơ bộ thì kim loại cơ bản dễ bị giãn nở vì nhiệt và xảy ra hiện tượng “nổ da”, thời gian nung nóng sơ bộ phụ thuộc vào kích thước của phôi.
② Vật liệu làm móc treo không được hòa tan trong dung dịch axit cromic nóng và không xảy ra các tác dụng hóa học khác. Kẹp cũng phải có đủ diện tích mặt cắt ngang và tiếp xúc tốt với các bộ phận dẫn điện. Nếu không, do dòng điện lớn, điện áp tế bào sẽ tăng lên và xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ.
Diện tích mặt cắt ngang của vật cố định phải được chọn theo độ dẫn điện của các vật liệu khác nhau. Một số vật liệu phổ biến cho phép sử dụng dòng điện: đồng đỏ-3A / mm 2 , đồng thau-2,53A / mm 2 và thép- 2A / mm 2 . Cấu trúc cố định phải được kết nối bằng cách hàn càng nhiều càng tốt; các bộ phận không hoạt động của cố định phải được cách nhiệt bằng vải nhựa polyvinyl clorua hoặc phủ bằng keo chịu axit.
③ Khi lắp, hãy cân nhắc tạo điều kiện thoát khí để tránh hình thành các "túi khí", dẫn đến không phủ một phần hoặc độ dày lớp phủ không đồng đều.
④ Nên sử dụng cực dương bằng hình ảnh để mạ crom cho các bộ phận phức tạp. Nên bổ sung bảo vệ catốt cho cả hai đầu của các bộ phận hình trụ để tránh bị cháy ở cả hai đầu và lớp mạ mỏng ở giữa; các bộ phận có góc và đầu nhọn có thể được che chắn bằng dây kim loại.
⑤ Để cải thiện lực liên kết của lớp phủ, có thể thực hiện đảo ngược dòng điện, tác động dòng điện cao và cấp nguồn theo từng bước. Thời gian phản ứng là 0,5 ～ 3 phút, và mật độ dòng điện catôt là 30 ～ 40A / dm 2 . Xung dòng cao là 80 ～ 120A / dm 2 , và thời gian là 1 ～ 3 phút.
⑥ Đối với các bộ phận thép dễ bị hydro hóa, nên tiến hành xử lý khử hydro sau khi mạ.
Mạ crom lỗ lỏng
Mạ crom lỗ rời là loại mạ crom cứng, có tỷ trọng nhất định và các rãnh lưới sâu, có khả năng lưu dầu tốt. Khi làm việc, dầu bôi trơn tích trữ trong các rãnh bị ép ra ngoài và chảy tràn trên bề mặt của phôi, do tác động của mao dẫn, dầu bôi trơn cũng có thể thấm vào toàn bộ bề mặt của phôi dọc theo các rãnh, do đó nâng cao hiệu suất bôi trơn của toàn bộ bề mặt phôi và giảm ma sát Hệ số cải thiện tính năng chống mài mòn.
Có các phương pháp cơ học, hóa học hoặc điện hóa để thu được crom lỏng.
① Phương pháp cơ học: Dùng dụng cụ lăn để ấn bề mặt đế thành các hố nhỏ hình nón hoặc hình chóp hoặc tạo thành rãnh trên bề mặt chi tiết cần mạ crom, sau đó mài crom và mài. Phương pháp này đơn giản và dễ kiểm soát, nhưng hiệu suất hấp phụ của dầu bôi trơn không lý tưởng.
② Phương pháp hóa học: Lợi dụng hoạt tính tương đối cao của mép vết nứt ban đầu của lớp mạ crom, nó được ăn mòn trong axit clohydric loãng hoặc axit sunfuric loãng nóng, và crom ở mép vết nứt được ưu tiên hòa tan, do đó vết nứt được đào sâu và mở rộng, và mục đích của việc nới lỏng lỗ sẽ đạt được. Sự thất thoát crom trong phương pháp này lớn, độ hòa tan không đồng đều, không dễ kiểm soát chất lượng.
③ Phương pháp điện hóa: Sau khi mạ crom cứng, sau khi loại bỏ và mài hydro, các lỗ cực dương được xử lý trong dung dịch kiềm, axit cromic, axit clohydric hoặc axit sulfuric. Vì điện thế tại các vết nứt của lớp crom thấp hơn điện thế của mặt phẳng, nên crom tại các vết nứt được ưu tiên hòa tan, do đó làm sâu và mở rộng các vết nứt. Độ sâu của lỗ thông sau khi xử lý nói chung là 0,02 ～ 0,05μm.
Trong quá trình ăn mòn anốt, tốc độ ăn sâu và mở rộng của các vết nứt được kiểm soát bởi lượng điện (cường độ ăn mòn) đi qua. Trong phạm vi cường độ khắc phù hợp, có thể chọn bất kỳ mật độ dòng anốt nào, miễn là thay đổi thời gian tương ứng, cường độ khắc vẫn có thể được giữ nguyên. Cường độ ăn mòn được xác định theo độ dày ban đầu của lớp mạ crom.
Lớp mạ crom có độ dày từ 100μm trở xuống có độ bền ăn mòn là 320A · min / dm 2 , lớp mạ crom có độ dày 100 ～ 150μm có độ bền ăn mòn là 400A · min / dm 2 , và lớp mạ crom Lớp có độ dày từ 150μm trở lên có cường độ ăn mòn là 480A · Min / dm 2 . Đối với các bộ phận mạ crom có lỗ rời với yêu cầu kích thước nghiêm ngặt, để kiểm soát kích thước, tốt nhất nên sử dụng mật độ dòng điện thấp cho các lỗ rời anốt; khi yêu cầu lưới dày hơn, có thể sử dụng mật độ dòng điện anốt cao hơn một chút ; khi các bộ phận được mạ crom, chúng được mài và sau đó được anốt hóa Khi các lỗ được nới lỏng, độ bền của phần ăn mòn phải giảm 1/2 đến 1/3 giá trị nêu trên.
Mật độ vết nứt lưới của lớp crom lỗ rời phụ thuộc vào mật độ vết nứt ban đầu của lớp mạ crom cứng. Vì vậy, quy trình mạ crom có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình mạ crom của các lỗ rời và phải được kiểm soát chặt chẽ.
Mạ crom đen
Mạ crom đen vượt trội hơn so với các lớp phủ đen thu được bằng phương pháp điện hóa, vì vậy nó đã được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không, ô tô, thiết bị đo đạc và các lớp phủ trang trí khác và các lớp hấp thụ năng lượng mặt trời yêu cầu phủ thảm. Màu đen của lớp phủ crom đen là do cấu trúc vật lý của lớp phủ. Nó không phải là crom kim loại nguyên chất mà là hiđrat của crom và crom trioxit. Nó có cấu trúc hình tua rua. Crom kim loại được phân tán trong oxit crom ở dạng hạt., tạo thành tâm hấp thụ ánh sáng, làm cho lớp phủ có màu đen. Nói chung, hàm lượng oxit crom trong lớp phủ càng cao thì màu đen càng đậm. Khả năng chống ăn mòn của lớp mạ crom đen tốt hơn so với lớp mạ crom thông thường. Mặc dù độ cứng của lớp mạ crom đen chỉ là 130 ～ 350HV, nhưng khả năng chống mài mòn của nó tương đương với lớp mạ crom thông thường. Lớp mạ crom đen có độ bền nhiệt cao, khi nung đến 480 ° C bề ngoài không có sự thay đổi rõ rệt, độ bám dính với lớp đáy tốt. Anhydrit cromic là thành phần chính trong dung dịch mạ, và hàm lượng của nó nằm trong khoảng 150-400g / L để có được lớp mạ crom đen. Nồng độ anhydrit cromic thấp làm cho dung dịch mạ phân tán kém, nồng độ cao tuy khả năng phân tán của dung dịch mạ đã được cải thiện nhưng độ bền mòn của lớp mạ giảm. Nói chung chọn từ 200 ～ 350g / L.
Natri nitrat và axit axetic là chất làm đen, khi hàm lượng quá thấp, lớp mạ không đen, độ dẫn điện của dung dịch mạ thấp và điện thế tế bào cao. Nếu nồng độ quá cao thì khả năng mạ sâu và khả năng phân tán của dung dịch mạ kém. Thông thường natri nitrat được kiểm soát trong khoảng 7-12g / L và axit axetic được kiểm soát trong khoảng 6-7g / L. Trong dung dịch mạ sử dụng natri nitrat làm chất làm đen, không có axit boric, lớp mạ dễ bị "bụi nổi", đặc biệt là ở mật độ dòng điện cao. Thêm axit boric có thể làm giảm "tro nổi". Khi axit boric đạt đến 30g / L, "tro nổi" có thể được loại bỏ hoàn toàn. Việc bổ sung axit boric cũng có thể cải thiện khả năng mạ sâu của dung dịch mạ và làm cho lớp mạ đồng nhất.
Nhiệt độ bể và mật độ dòng catốt có ảnh hưởng lớn đến màu sắc và hiệu suất bể của lớp mạ crom đen. Điều kiện tốt nhất là thấp hơn 25 ° C và mật độ dòng điện lớn hơn 40A / dm 2 . Nếu mật độ dòng catốt quá nhỏ, lớp mạ có màu đen xám hoặc thậm chí ánh kim nhưng không được quá lớn. Khi lớn hơn 80A / dm 2 , lớp mạ dễ bị cháy xém và dung dịch mạ nóng lên nghiêm trọng. ; khi nhiệt độ cao hơn 40 ℃, bề mặt lớp phủ tạo ra tro nổi màu xanh xám, và khả năng mạ sâu của dung dịch mạ bị giảm. Vì vậy, trong quá trình mạ crom đen phải thực hiện các biện pháp làm nguội. Cả SO 4 2- và Cl - đều là những tạp chất có hại trong chất điện phân mạ crom đen. SO 4 2- làm cho lớp mạ có màu vàng nhạt nhưng không đen và có thể loại bỏ bằng cách tạo kết tủa với BaCO 3 hoặc Ba (OH) 2 ; Cl - làm cho lớp phủ có màu vàng nâu tro nổi, do đó nên sử dụng nước khử ion khi pha dung dịch và kiểm soát chặt chẽ việc mang tạp chất có hại trong quá trình sản xuất; móc treo và móc đồng cực dương phải được đóng hộp thiếc để bảo vệ.
Lớp mạ crom đen có thể được mạ trực tiếp trên sắt, đồng, niken và thép không gỉ hoặc có thể mạ đồng, niken hoặc hợp kim đồng-thiếc làm lớp dưới cùng để nâng cao khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn. Đối với các bộ phận có hình dạng phức tạp, nên sử dụng các cực dương phụ và vật liệu làm cực dương phải là hợp kim chì-thiếc chứa 7% thiếc hoặc than chì tỷ trọng cao.
Sau khi các bộ phận được mạ crom đen, phun sơn hoặc ngâm dầu xử lý sau khi khô có thể cải thiện độ bóng và khả năng chống ăn mòn.
Mạ crom opal
Crom trắng sữa thường có độ dày từ 30 đến 60 μm, có khả năng chống ăn mòn tốt, nhưng có độ cứng thấp và độ bóng kém. Quá trình, chuẩn bị trước khi mạ và xử lý sau mạ crom trắng opal về cơ bản giống như quá trình mạ crom cứng. Sự khác biệt chính là: nhiệt độ cao hơn (65 ～ 75 ℃) và mật độ dòng catốt thấp hơn (25 ～ 30A / dm 2 ). [3]
Những nhân tố ảnh hưởng
Độ nhám bề mặt của bề mặt phôi sau khi mạ crom liên quan trực tiếp đến các điều kiện sau:
1. Độ nhám bề mặt của lớp nền trước khi mạ: giá trị độ nhám bề mặt của lớp nền càng nhỏ thì giá trị độ nhám bề mặt sau khi mạ càng nhỏ;
2. Nhiệt độ của dung dịch mạ: giá trị độ nhám bề mặt sẽ lớn hơn sau khi nhiệt độ cao;
3. Độ lớn của mật độ dòng điện: mật độ dòng điện càng lớn thì giá trị độ nhám bề mặt sau khi mạ càng lớn;
4. Nồng độ dung dịch mạ: trị số nhám bề mặt sau khi mạ càng lớn khi nồng độ dung dịch mạ càng lớn;
5. Thời gian mạ điện: thời gian mạ điện càng lâu thì giá trị độ nhám bề mặt sau khi mạ càng lớn.
Có ít sự khác biệt về giá trị độ nhám bề mặt của lớp mạ crom trang trí trước và sau khi mạ, và sự khác biệt về giá trị độ nhám bề mặt trước và sau khi mạ crom cứng là rất lớn.
Đặc điểm quy trình
Ngoài điểm chung của mạ crom với các loại mạ khác, còn có nhiều điểm đặc biệt:
① Thành phần chính của bình điện phân mạ crom không phải là muối crom kim loại mà là axit cromic có tính oxi hóa mạnh.
② Hiệu suất dòng điện rất thấp, thường là 13-16% và cao nhất có thể chỉ đạt khoảng 23%, do đó, một lượng lớn hydro bị kết tủa trong quá trình mạ crom, tạo ra sương mù chất lỏng độc hại. và việc sử dụng chất ức chế sương mù crom là bắt buộc.
Dung dịch ③ phải được thêm một lượng nhỏ các anion bổ sung, chẳng hạn như SO 4 2- , F. - , SiF . 6 2- , v.v., nhưng cũng để duy trì một lượng crom hóa trị ba nhất định trong chất điện phân.
④ Khả năng phân tán thấp, đối với những chi tiết có hình dạng phức tạp hơn thì phải sử dụng cực dương hình, cực âm bảo vệ,… để có lớp phủ tốt.
⑤ Mật độ dòng điện sử dụng rất cao, có khi gấp vài chục lần mật độ dòng điện mạ nói chung. Điện áp tế bào của quá trình mạ crom cũng cao, và thường phải sử dụng nguồn điện trên 12 volt, trong khi các kiểu mạ khác có thể sử dụng nguồn điện 6 volt.
⑥ Các yêu cầu về kiểm soát nhiệt độ và mật độ dòng điện rất nghiêm ngặt và hai yêu cầu này phải được phối hợp chặt chẽ. Mật độ dòng điện là cố định, và nhiệt độ chỉ có thể thay đổi từ 1 đến 2 ° C, và nhiệt độ là cố định, và mật độ dòng điện có thể thay đổi từ 2 đến 3A / dm 2 .
⑦ Cực dương dùng để mạ crom không phải là crom kim loại mà là cực dương không tan như chì, hợp kim chì-thiếc hoặc hợp kim chì-antimon.
⑧ Vì lớp crom rất dễ thụ động nên trong trường hợp bình thường, không được phép cắt điện trong quá trình mạ điện.
Những điểm trên phản ánh một số đặc điểm của sản xuất xi mạ crom, đó là tính đặc thù của nó. Sự đặc biệt này tạo nên bản chất đặc biệt giúp phân biệt quy trình mạ crom với các quy trình mạ điện khác. Tuy nhiên, mạ crom là một loại mạ điện, tất nhiên nó cũng có những quy luật chung của mạ điện, chúng ta nên bắt đầu từ thực tế sản xuất, dần dần nghiên cứu và hiểu rõ toàn bộ quy trình mạ crom, hiểu và nắm vững các quy luật đặc biệt và chung của quá trình mạ crom, và chế tạo Để phục vụ sản xuất tốt hơn. [3]
Tương lai
Mạ crom ngày càng được sử dụng rộng rãi do hàng loạt đặc tính ưu việt của nó, đặc biệt với sự phát triển của ngành chế tạo máy móc thì số lượng mạ crom ngày càng nhiều. Tuy nhiên, chất điện phân được sử dụng trong quá trình mạ crom truyền thống được làm bằng anhydrit cromic có độc tính cao. Theo báo cáo, Trong quá trình mạ crom, khoảng 2/3 anhydrit cromic được tiêu thụ trong nước thải hoặc khí thải, và chỉ khoảng 1/3 anhydrit cromic được sử dụng trên lớp mạ crom. Một lượng lớn nước thải, khí thải ra môi trường đã gây ô nhiễm nghiêm trọng. Nhiều năm qua, công tác thu hồi, xử lý nước thải chứa crom tuy được tăng cường nhưng vẫn chưa giải quyết được căn cơ, thêm vào đó, quy trình mạ crom truyền thống vẫn còn nhiều bất cập. Trước những vấn đề nêu trên, phần lớn những người thợ mạ điện đã dày công nghiên cứu về quy trình mạ crom.
Công Ty TNHH Công Nghiệp Đình Long
ĐT: 0937278382-0915762025
Emal: vudinh2008@gmail.com
Website: dinhlong.com.vn
