- معرفی آبکاری کروم سخت
- ویژگی های کروم
- ویژگی ها و کاربردهای کروم سخت
- شیمی آبکاری کروم سخت
- فرآیند آبکاری کروم سخت معمولی
- آبکاری کروم سخت در حمام فلوراید
- شرایط عملیاتی فرآیند آبکاری کروم سخت
ویژگی های کروم
عدد اتمی: 24
وزن اتمی: 51.996
طبقه بندی: فلز
ساختار کریستال: مکعب بدن محور (bcc)
مشخصه: فلز خاکستری سخت ، شکننده ، نقره ای.
ویژگی ها و کاربردهای کروم سخت
کروم سخت (کروم) یک پوشش نسبتاً ضخیم کاربردی است که به منظور انتقال خواص سطحی خاص روی یک بستر فلزی (معمولاً فولادی) قرار دارد:
سختی بالا (حدود 1000 HV)
ضریب اصطکاک کم؛
مقاومت در برابر سایش؛
مقاومت در برابر خوردگی ؛
مقاومت در برابر فشار
از کروم سخت نیز برای بازیابی سطوح زیر سایز (فرسوده ، فرسایش یافته و بد کار شده) استفاده می شود.
ضخامت رسوب کروم سخت ممکن است در دامنه 2.5-250 میکرومتر متفاوت باشد.
کروم سخت ضخیم تر از کروم تزئینی است . علاوه بر این ، کروم سخت به طور معمول برخلاف رسوبات تزئینی کروم ، که دارای ساختار میکرو ناپیوستگی (میکرو متخلخل ، میکرو ترک) هستند ، بدون ترک خوردگی است.
کاربردهای معمول آبکاری کروم سخت:
- سیلندرها و میله های هیدرولیک؛
- رول های صنعتی؛
- سیلندرهای موتور دیزل؛
- ساقه موتور اتومبیل و حلقه های پیستون؛
- قالب های پلاستیکی ؛
- ترمیم میل لنگ های فرسوده؛
- ابزار تشکیل فلز ؛
- ابزار برش.
حمام آبکاری کروم سخت
حمام های کروم شش ضلعی (Cr 6+ ) برای رسوب کروم سخت استفاده می شوند.
مؤلفه اصلی همه محلولهای آبکاری کروم سخت ، تری اکسید کروم (CrO3) است که به آن نیز اسید کرومیک گفته می شود. مؤلفه دوم یک کاتالیزور که سولفات (SO 4 2- ) یا فلوراید است.
محصول جانبی فرایند آبکاری در محلولهای کروم شش ظرفیتی کروم سه ظرفیتی است (Cr 3+ ). یونهای کروم سه ظرفیتی به طور مداوم به حالت هگزاوالنت در آند واکنش می دهند. سطح عادی کروم سه ظرفیتی حدود 1-2٪ از غلظت اسید کرومیک است. محتوای بالاتر کروم سه ظرفیتی ممکن است باعث کاهش قدرت پرتاب و سرعت آبکاری ، پیتینگ و درختی شدن رسوب شود.
راندمان جریان کاتدی از آبکاری کروم سخت پایین است: حدود 10-20٪.
80-90٪ جریان الکتریکی که بین آند و کاتد عبور می کند برای تشکیل هیدروژن گازی استفاده می شود.
فرآیند آبکاری کروم سخت معمولی
در این فرآیند ، اسید کرومیک توسط یونهای سولفات کاتالیز می شود (SO 4 2- ).
نسبت اسید کرومیک به سولفات یکی از مهمترین پارامترهای فرآیند است. در محدوده 125 – 200 متغیر است.
محلول های نسبت کم با سرعت آبکاری بالا اما قدرت پرتاب پایین مشخص می شوند . نسبت زیاد اسید کرومیک به اسید سولفوریک ممکن است باعث ایجاد رسوب خاکستری یا حتی “سوخته” در مناطق با چگالی جریان بالا شود. به طور معمول از محلول های آبکاری با نسبت اسید کرومیک / سولفات 155 استفاده می شود.
فرمولاسیون حمام:
اسید کرومیک (150-263 گرم در لیتر)؛
سولفات (SO 4 2- )(1-1.73 گرم در لیتر). منبع یون سولفات اسید سولفوریک است.
آبکاری کروم سخت در حمام فلوراید
در این فرآیند ، اسید کرومیک توسط مخلوطی از یون های سولفات و فلوراید کاتالیز می شود.
حمام فلوراید از راندمان فعلی حمام سولفات بالاتر است. علاوه بر این ، حمام های فلوراید ممکن است در چگالی جریان بالاتر کار کنند. در نتیجه نرخ آبکاری در حمام های فلوراید ممکن است 50٪ بیشتر از حمام های کاتالیز شده سولفات معمولی باشد. یون های فلوراید از نظر شیمیایی فعال هستند و ممکن است به سطوح بدون پوشش حمله کنند. به منظور جلوگیری از لکه دار شدن مناطقی که قرار نیست آبکاری شود ، باید ماسک بزنید.
شرایط عملیاتی فرآیند آبکاری کروم سخت
دما: 33 تا 63 درجه سانتی گراد
برای رسوب پوشش کروم بدون ترک از درجه حرارت بالا استفاده می شود. افزایش دمای حمام باعث کاهش سطح آبکاری می شود. دمای بیش از حد حمام ممکن است باعث ایجاد رسوب نرم و مات شود.
چگالی جریان کاتدی: 22 تا 43 آمپر بر دسی مترمربع
چگالی جریان بیش از حد پایین ، اثر بخشی اقتصادی فرایند را کاهش می دهد. چگالی جریان زیاد بیش از حد ممکن است باعث “سوزش” شود. چگالی جریان بهینه با دمای حمام تعیین می شود: درجه حرارت بالاتر به چگالی جریان بالاتر نیاز دارد.
آند: نامحلول آلیاژ قلع سرب (93Pb-7Sn). نسبت مطلوب منطقه آند / کاتد منطقه 1-2.
آندهای که در حال کار کردن هستن با پراکسید سرب قهوه ای تیره پوشیده شده اند. اگر یک آند رنگ روشن تر (زرد-نارنجی) دارد باید آن را تمیز کرد. عملیات تمیز کردن بلافاصله با فرو رفتن آند متصل به منبع تغذیه به حمام انجام می شود. این عمل منجر به تشکیل پوشش هادی پراكسید سرب در سطح آند می شود.
منبع تغذیه: 9-12 ولت
هم زدن: به صورت مکانیکی یا هوای تمیز.
هم خوردن به هموژن سازی دمای حمام کمک می کند.
