Kiến Thức Nâng Cao Mạ Crom

Chi tiết bài viết

Kiến Thức Nâng Cao Mạ Crom

Mạ crom đề cập đến hoạt động mạ crom như một lớp mạ lên các kim loại khác.

Crom là một loại kim loại màu trắng bạc có ánh xanh, kim loại crom dễ thụ động trong không khí, trên bề mặt tạo ra một lớp màng thụ động rất mỏng, do đó thể hiện tính chất của kim loại quý.

Lớp mạ crom có ​​độ cứng rất cao, độ cứng của nó có thể thay đổi trong phạm vi rộng 400-1200HV tùy theo thành phần của dung dịch mạ và điều kiện quy trình. Lớp mạ crom có ​​khả năng chịu nhiệt tốt, khi nung dưới 500 ℃ độ bóng và độ cứng không có sự thay đổi rõ rệt, nhiệt độ trên 500 ℃ bắt đầu bị oxy hóa và mất màu, độ cứng bắt đầu giảm khi vượt quá 700 ℃. Hệ số ma sát của lớp crom nhỏ, đặc biệt là hệ số ma sát khô, thấp nhất trong tất cả các kim loại. Do đó, lớp mạ crom có ​​khả năng chống mài mòn tốt.

Lớp mạ crom có ​​tính ổn định hóa học tốt, không có tác dụng trong kiềm, sunfua, axit nitric và hầu hết các axit hữu cơ, nhưng nó có thể hòa tan trong axit clohydric (như axit clohydric) và axit sunfuric nóng. Trong phạm vi ánh sáng nhìn thấy, hệ số phản xạ của crom là khoảng 65%, nằm giữa bạc (88%) và niken (55%). Vì crom không đổi màu nên nó có thể duy trì độ phản xạ trong thời gian dài và tốt hơn bạc và niken.

Do tính năng tuyệt vời của lớp mạ crom, nó được sử dụng rộng rãi làm lớp bề mặt ngoài và lớp mạ chức năng của hệ thống sơn trang trí, và nó luôn chiếm một vị trí quan trọng trong ngành xi mạ điện. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ và sự quan tâm ngày càng tăng của con người đối với việc bảo vệ môi trường, các vi hạt và crôm vi xốp, crôm đen, crôm lỗ rời, mạ crôm nồng độ thấp, mạ crôm cứng hiệu quả cao và mạ crôm hóa trị ba đã được phát triển trên Cơ sở của mạ crom truyền thống.Các công nghệ mới như mạ crom và mạ crom đất hiếm đã mở rộng hơn nữa phạm vi ứng dụng của mạ crom.

Theo thành phần và tính năng của bể mạ crom, bể mạ crom có ​​thể được chia thành các loại sau.

① Dung dịch mạ crom thông thường: là dung dịch mạ crom có ​​sử dụng chất xúc tác là sunfat. Dung dịch mạ chỉ chứa anhydrit crom và axit sunfuric, với thành phần đơn giản và dễ sử dụng, đây là dung dịch mạ crom được sử dụng rộng rãi nhất. Tỷ lệ anhydrit cromic và axit sulfuric thường được kiểm soát ở 100: 1 và nồng độ anhydrit cromic thay đổi trong khoảng 150-450g / L. Theo nồng độ của anhydrit cromic, nó có thể được chia thành nồng độ cao (350 ～ 500g / L), nồng độ trung bình (150 ～ 250g / L) và nồng độ thấp (50 ～ 150g / L) bể mạ crom. Dung dịch mạ crom nồng độ thấp có hiệu suất dòng điện cao và độ cứng của lớp crom cao nhưng khả năng che phủ kém, chủ yếu được sử dụng để mạ điện chức năng, chẳng hạn như mạ crom cứng, crom chịu mài mòn, vv; mạ nồng độ cao Dung dịch ổn định, dẫn điện, điện ly, khi chỉ cần điện áp thấp hơn thì khả năng che phủ tốt hơn dung dịch loãng nhưng hiệu suất dòng điện thấp hơn, chủ yếu dùng để mạ crom trang trí và mạ crom các chi tiết phức tạp.

② Bể mạ crom tổng hợp: bể mạ crom với chất xúc tác là axit sulfuric và axit fluorosilicic. Việc bổ sung axit fluorosilicic cải thiện hiệu suất hiện tại, độ phủ và dải sáng của dung dịch mạ so với các dung dịch mạ crom thông thường. Ví dụ, hiệu suất hiện tại của catốt có thể đạt hơn 20%. Tuy nhiên, axit flohidric có tác dụng ăn mòn mạnh đối với các bộ phận mà cực dương và cực âm không thể mạ crom và lớp lót chì của bể mạ. Phải thực hiện các biện pháp bảo vệ nhất định. Lớp lót và cực dương tốt nhất là hợp kim chì-thiếc. Bồn tắm này chủ yếu được sử dụng để mạ crom thùng.

③ Tự động điều chỉnh bể mạ crom: bể mạ crom với chất xúc tác là stronti sulfat và kali fluorosilicat . Trong dung dịch axit cromic có nhiệt độ nhất định và nồng độ nhất định, stronti sunfat và kali florosilicat đều có cân bằng hòa tan kết tủa và mỗi chất đều có hằng số hòa tan K sp , nghĩa là khi nồng độ của SO 4 2- hoặc SiF 6 2- trong dung dịch Khi tăng, tích nồng độ ion tương ứng sẽ lớn hơn hằng số tích số tan. SO 4 2- hoặc SiF 6 2- dư sẽ tạo SrSO 4 hoặc K 2 SiF 6 và kết tủa; ngược lại, khi SO 4 2- hoặc Khi nồng độ SiF 6 2- không đủ, kết tủa SrSO 4 hoặc K 2 SiF 6 trong bình sẽ tan cho đến khi tích nồng độ ion tương ứng bằng tích độ tan của nó. Do đó, khi nhiệt độ của dung dịch mạ và nồng độ của anhydrit cromic không đổi thì SO 4 2- hoặc SiF 6 2- trong dung dịch mạNồng độ có thể được điều chỉnh tự động bằng cách hòa tan cân bằng kết tủa, và không thay đổi khi tiếp tục quá trình mạ điện.

Loại dung dịch mạ này có ưu điểm là hiệu suất dòng điện cao (270A), dải mật độ dòng điện cho phép lớn (lên đến 80-100A / dm 2 ), dung dịch mạ phân tán và bao phủ tốt, tốc độ lắng đọng nhanh nên cũng được gọi là “chrome điều chỉnh tự động tốc độ cao”. Tuy nhiên, dung dịch mạ có tính ăn mòn cao.

④ Dung dịch mạ crom nhanh: Trên cơ sở dung dịch mạ crom thông thường, axit boric và oxit magiê được thêm vào để cho phép sử dụng mật độ dòng điện cao hơn, do đó tăng tốc độ lắng đọng, tạo ra lớp phủ có ứng suất bên trong thấp và bám dính tốt với bề mặt .

⑤ Dung dịch mạ crom tetrachromat: nồng độ anhydrit cromic trong dung dịch mạ tương đối cao, ngoài anhydrit cromic và axit sunfuric, dung dịch mạ còn chứa natri hiđroxit và natri florua để cải thiện sự phân cực catốt. Natri citrat được thêm vào để che đi các ion sắt. Ưu điểm chính của loại dung dịch mạ này là hiệu suất dòng điện cao (trên 35%), tốc độ lắng đọng nhanh, khả năng phân tán dung dịch mạ tốt, tuy nhiên dung dịch mạ chỉ ổn định ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ vận hành không được vượt quá 24 ° C. Mật độ dòng điện cao Cần làm nguội dung dịch mạ, lớp mạ có độ sáng kém và độ cứng thấp, sau khi mạ cần phải đánh bóng để đạt yêu cầu mạ crom trang trí.

⑥ Bể mạ crom ở nhiệt độ phòng: Nó bao gồm anhydrit cromic và florua (NH 4 F hoặc NaF), và một lượng nhỏ axit sunfuric cũng có thể được thêm vào. Nhiệt độ làm việc (15 ～ 25 ℃) và mật độ dòng điện (8 ～ 12A / dm 2 ) của loại dung dịch mạ này thấp, tốc độ lắng đọng chậm, thích hợp cho mạ điện lớp mỏng. Hiệu suất hiện tại và khả năng phân tán cao, và nó có thể được sử dụng để mạ giá và mạ thùng.

⑦ Bể mạ crom axit cromic nồng độ thấp: nồng độ anhydrit cromic thấp hơn 5 lần so với bể mạ crom tiêu chuẩn, có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường rất nhiều. Hiệu suất hiện tại và độ cứng của lớp phủ nằm giữa dung dịch mạ crom tiêu chuẩn và dung dịch mạ crom tổng hợp, và độ phủ và khả năng chống ăn mòn của nó tương đương với lớp mạ crom nồng độ cao. Tuy nhiên, điện trở của dung dịch mạ lớn, điện áp bể cao đòi hỏi phải có thiết bị chỉnh lưu nghiêm ngặt, đồng thời cần nâng cao khả năng che phủ của dung dịch mạ.

⑧ Bể mạ crom Crom hóa trị ba: sử dụng hợp chất Cr 3+ làm muối chính, thêm chất tạo phức, muối dẫn điện và phụ gia. Quá trình loại bỏ hoặc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, khả năng phân tán và khả năng bao phủ của dung dịch mạ cao hơn so với dung dịch mạ axit cromic, cải thiện hiệu suất dòng catốt; có thể mạ ở nhiệt độ phòng; áp suất bể thấp ; và việc mạ điện không bị ảnh hưởng bởi sự gián đoạn hiện tại. Tuy nhiên, dung dịch mạ nhạy cảm với tạp chất, độ bóng của lớp mạ sẫm, độ dày của lớp mạ vài micromet không thể làm dày tùy tiện, độ cứng của lớp mạ thấp, thành phần của dung dịch mạ phức tạp, không có lợi cho việc bảo dưỡng.

⑨ Bể mạ crom đất hiếm: thêm một lượng nhất định các nguyên tố đất hiếm và ion florua trên cơ sở bể mạ crom truyền thống . Việc sử dụng các nguyên tố đất hiếm có thể làm giảm nồng độ anhydrit cromic, mở rộng phạm vi nhiệt độ mạ (10-50 ° C) và phạm vi mật độ dòng catốt (5-30A / dm 2 ), giảm áp suất tế bào, cải thiện độ sáng và độ cứng của lớp phủ. Làm cho sản xuất mạ crom đạt được nhiệt độ thấp, tiêu thụ năng lượng thấp, ô nhiễm thấp và hiệu quả cao, đó là cái gọi là quy trình mạ crom “ba thấp và một cao”. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều ý kiến ​​khác nhau về độ ổn định và độ tin cậy của dung dịch mạ, đặc biệt việc nghiên cứu cơ chế của nó cần phải đi sâu.