Здравствуйте, дорогие друзья и коллеги!

Приветствую Вас на своем блоге. Здесь каждый для себя найдет  много нового и интересного. Надеюсь на плодотворное  сотрудничество.

Галина Королева.

Рубрика: Новости | 6 комментариев

День Химика — 2018!

День Химика 2018

Уважаемые друзья и коллеги! 

Поздравляю Вас с замечательным праздником – Днем Химика!

Химия – не относится к точным наукам, результаты экспериментов всегда непредсказуемы. Поэтому, не нарушая основ, смело шагайте вперед!
Будьте истинными новаторами и достойными последователями корифеев гальваники.
Больше азарта, упорства и терпения!

 Желаю Вам творческих успехов и благополучия!

Будьте счастливы!


Королева Галина Владимировна.

Рубрика: Новости | Комментарии к записи День Химика — 2018! отключены

Особенности процесса осаждения хрома.

Электрохимическое осаждение хрома существенно отличается от других гальванических процессов, т. к. хромирование производится из электролитов, содержащих не соли осаждаемых металлов, а смеси хромовых кислот (H2CrO7 и H2Cr2O4 ). При этом установлено, что электролит должен содержать определенное количество активных анионов, чаще всего SO42- , F, SiF62-, без которых хром не выделяется из растворов хромовой кислоты.

Особенностями процесса осаждения хрома являются высокий отрицательный потенциал восстановления хромат-ионов, низкий выход металла по току, высокие плотности тока, необходимость применения нерастворимых анодов и очень низкая рассеивающая способность электролита.

Механизм осаждения хрома очень сложен. Во время хромирования на катоде одновременно протекают процессы осаждения хрома; выделения водорода; восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного; образования на поверхности катода тонкой пленки, состоящей из продуктов восстановления хромовой кислоты и активного аниона.

Не только вид, но и концентрация активного аниона оказывают влияние на процессы, протекающие на катоде. При исследованиях обнаружено, что максимальное значение выхода хрома по току достигается при соотношении между концентрацией  H2CrO4 и постороннего аниона близком к 100 : 1.

При осаждении хрома применяют нерастворимые аноды. Это объясняется тем, что хром растворяется на аноде быстрее, чем осаждается на катоде, при этом он переходит в раствор в виде ионов разной валентности.

Аноды применяют из свинца и его сплавов. В процессе электролиза аноды покрываются слоем оксида свинца PbO2, который защищает аноды от разрушения. При определенном соотношении анодной и катодной плотностей тока можно установить равновесие, при котором на аноде в процессе осаждения хрома будет окисляться такое же количество трехвалентного хрома, какое будет попадать в электролит из катодной зоны. Поэтому рекомендуется поддерживать соотношение катодной и анодной поверхности в пределах 1:2 или 2:3.

Уникальность процесса осаждения хрома в том, что из одного и того же электролита, содержащего в своем составе хромовый ангидрид в количестве 250 г/л и 2,5 г/л серной кислоты,  в зависимости от величины плотности тока и температуры получаются осадки хрома  совершенно разного внешнего вида и обладающие различными свойствами (см. статью «Покрытие хромом – это надежно и красиво!»).

Покрытие блестящим хромом.

Покрытие блестящим хромом.

Осадкам хрома свойственны высокие внутренние напряжения. Наименьшие размеры (0,001 – 0,01 мкм) имеют кристаллы блестящего хрома; размеры матового и молочного хрома 0,1 – 10 мкм.

На пористость хрома основное влияние оказывают температура электролита и соотношение между CrO3 и H2SO4.

  • При повышении температуры электролита хромирования внутреннее напряжение уменьшается и число трещин сокращается. В результате растрескивания под влиянием внутренних напряжений в покрытиях хромом возникает пористость в виде сетки трещин. Появление пористости при хромировании начинается по достижении определенной толщины покрытий.
  • Увеличение концентрации серной кислоты в электролите хромирования приводит к отложению мелкозернистых блестящих осадков хрома, уменьшение – к получению серых недоброкачественных покрытий.  В обоих случаях выход хрома по току снижается.
  • При увеличении содержания хромового ангидрида выход хрома по току также снижается.

Особенно велико влияние на нормальную работу хромовых электролитов двух факторов: плотности тока и температуры. Оба фактора находятся в тесной взаимозависимости и с изменением одного требуется изменять другой.

При увеличении температуры электролита:

  • Снижается выход хрома по току;
  • Уменьшается рабочий интервал;
  • Повышается испарение электролита хромирования.

Следовательно, при увеличении температуры надо повысить плотность тока. Но наряду с этим, при повышении температуры понижается и твердость хромовых осадков.

  • Для каждой температуры хромирования существует определенный минимум плотности тока, ниже которого прекращается выделение металлического хрома.
  • Чем выше температура хромирования, тем ниже предел плотности тока.

Рассеивающая способность электролитов хромирования несколько улучшается с увеличением плотности тока (см. «Зачем нужна технология»).

Увеличение содержания 3-х валентного хрома повышает вязкость растворов и снижает электропроводность. При этом сужается интервал плотностей тока, при которых получаются блестящие осадки хрома. С увеличением концентрации 3-х валентного хрома (15 – 20 г/л) осадки становятся хрупкими, а при значительной концентрации – получаются темные осадки, как и при недостаточном содержании сульфатов или при низких температурах.

Примеси железа в электролитах хромирования действуют примерно так же, как и примеси трехвалентного хрома.

Присутствие азотной кислоты вредно влияет на работу хромовых ванн.

Изменяя режим электролиза при хромировании, можно получить разные типы осадков хрома, различающиеся по своим свойствам, а, следовательно, областью применения.

Для стабилизации электролита хромирования по содержанию аниона SO42- предложено вводить его в виде труднорастворимых солей стронция. Избыток стронция, находящийся в осадке, длительное время поддерживает требуемую концентрацию сульфат-аниона в растворе, поэтому такие электролиты называются саморегулирующимися электролитами хромирования.

Состав саморегулирующихся электролитов хромирования:

CrO3   140 – 170 г/л

SrSO4   6 – 8 г/л

Матовое хромовое покрытие получается при температуре 35 – 45ºС, плотности тока 50 – 80 А/дм2.

Молочное покрытие – при температуре 65 – 75ºС, плотности тока 20 – 40 А/дм2.

Блестящее покрытие  –  при температуре 55 – 65ºС, плотности тока 60 – 80 А/дм2.

Следовательно, выбирая для защиты поверхности хром (см. «Выбор защитного покрытия»), следует указывать его тип по ГОСТ 9.306-85 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения» (обычное, пористое, микротрещинное, микропористое, молочное).

 

По вопросам отработки технологии хромирования обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

 

Рубрика: В помощь технологам | Комментарии к записи Особенности процесса осаждения хрома. отключены

С Новым 2018 годом!

Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляю с Новым 2018 годом и Рождеством!

 

Пусть Новый год для Вас будет богат
новыми новаторскими решениями.
Желаю творческих успехов в работе,
надежных партнеров и всех земных благ!
Счастья Вам!!!

 

 

Королева Галина Владимировна.

Рубрика: Новости | Комментарии к записи С Новым 2018 годом! отключены

Выбор электролита цинкования. Часть 2.

Характеристика кислых электролитов цинкования.

Простые кислые электролиты цинкования представляют собой чаще всего,  подкисленные растворы солей цинка (см.«Процесс цинкования»). Получаемые осадки имеют крупнокристаллическую структуру, и низкую рассеивающую способность, хотя введение в состав электролита ПАВ позволяет улучшить внешний вид покрытия.

Вопрос повышения рассеивающей способности электролита цинкования решается применением слабокислых  растворов, работающих в диапазоне pH = 4,5 – 6,0.

Слабокислые электролиты применяют для нанесения покрытий на детали из обычных малоуглеродистых сталей, а также из чугуна и закаленных высокоуглеродистых сталей.

Существует два принципиально различных типа слабокислых электролитов цинкования: электролиты, содержащие в своем составе соединения аммония и безаммонийные электролиты.  Безаммонийные хлоридные электролиты цинкования аналогичны простым кислым электролитам, но обладают лучшими технологическими характеристиками за счет применения эффективных блескообразующих добавок.

Наиболее оптимальный электролит состава, г/л:

Сернокислый цинк 7-ми водный  120 – 140

Хлористый аммоний                     240 – 280

Борная кислота                             20 – 30

Диспергатор НФ                            70 – 80

Тиомочевина                                 10 – 15

T = 15 – 30ºС

Дк = 0,5 – 5 А/дм2

рН = 4,5 – 6,0

Скорость осаждения 0,12 – 0, 76 мкм/мин.
Перемешивание электролита движением катодных штанг.

При использовании электролита цинкования во вращательных установках содержание сернокислого цинка необходимо уменьшить до 85 г/л, рабочую плотность тока установить 0,5 А/дм2.

Современные блескообразующие добавки к слабокислым электролитам цинкования представляют собой композицию, состоящую из двух веществ: первый – эмульгатор, а второй – блескообразователь из ряда ароматических альдегидов. Только совокупность действия обоих компонентов позволяет получать блестящие мелкокристаллические осадки цинка.

Состав электролита блестящего цинкования, г/л:

Хлористый цинк    50 – 100

Хлористый аммоний  180 – 220

Борная кислота    15 – 25

Блескообразователи:

«Экомет – Ц32А»  35 – 50 мл/л

«Экомет – Ц32Б»   2 – 3 мл/л

Плотность тока во вращательных установках 0,5 – 2,0 А/дм2,

на подвесках  1,0 – 2,5 А/дм2 (при интенсивном перемешивании);

температура 18 – 30ºС

Цинковое покрытие из слабокислого электролита

Цинковое покрытие из слабокислого электролита

Подготовка поверхности при нанесении покрытия на детали из закаленных сталей представляет большие трудности. Чтобы избежать длительного травления и наводораживания стали (см.«Влияние гальванических покрытий на свойства стали»), загрязнения такого рода должны удаляться механически, например, пескоструйной очисткой, крацеванием, шлифованием.

Электрохимическое  обезжиривание должно выполняться только на аноде, если травление неизбежно, то проводить его кратковременным погружением в 10%-ый раствор соляной кислоты. После нанесения цинкового покрытия детали должны быть подвергнуты обезводораживанию.

Мелкие детали голтуют в барабанах с песком или другим абразивным наполнителем, обезжиривают в щелочном растворе, активируют и цинкуют.

Причины получения некачественных покрытий:

  • Плохое сцепление с основой, шелушение покрытия. Причина – некачественная подготовка поверхности; загрязнение электролита тяжелыми металлами. Необходимо проработать электролит цинкования на гофрированных катодах.
  • Темное покрытие. Причина – загрязнение электролита цинкования примесями ионов тяжелых металлов; недостаток блескообразователей. Повести очистку электролита цинкования, откорректировать добавки.
  • Питтинг. Причина – загрязнение органическими примесями; недостатоное перемешивание. Откорректировать содержание блескообразующих добавок.
  • Шероховатое покрытие. Причина – Завышена плотность тока; занижена концентрация цинка; наличие в электролите цинкования механических загрязнений. Снизить плотность тока, откорректировать электролит по цинку, отфильтровать.
  • Хрупкие осадки. Причина – Завышена плотность тока; наличие органических загрязнений в электролите. Снизить плотность тока, провести очистку электролита.
  • Образование белой пленки на аноде. Причина – Пассивация анодов вследствие их малой площади. Активировать аноды в 5%-ном растворе HCl, увеличить площадь анодов.

Снятие дефектных покрытий:

Снятие дефектных покрытий осуществляется в 5 – 10 %-ном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в воде и нейтрализацией в 2 – 5% -ном щелочном  растворе. Детали после снятия покрытия  рекомендуется покрыть повторно в течение 2 – 3 часов из-за опасности их ржавления.

Гарантией получения качественного цинкового покрытия является проведение тщательной подготовки поверхности (см. «Обезжиривание поверхности») и соблюдение технологических режимов процесса осаждения.

По вопросам разработки технологии гальванического цинкования обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

 

Рубрика: В помощь технологам | Комментарии к записи Выбор электролита цинкования. Часть 2. отключены

День Химика — 2017!

Уважаемые друзья и коллеги! 

Поздравляю Вас с профессиональным праздником – Днем Химика!

Желаю Вам с каждым днём открывать для себя новый мир чудес, не бояться экспериментировать,  уверенно двигаться к поставленным целям!

 Успехов Вам в освоении новых технологий!

Будьте счастливы!


Королева Галина Владимировна.

Рубрика: Новости | Комментарии к записи День Химика — 2017! отключены
Страница 1 из 2512345...Последняя »