Процесс хроматирования — это химическое пассивирование деталей с цинковым или кадмиевым покрытием (см. «Пассивация металлов»). Проводится для повышения коррозионной стойкости цинковых и кадмиевых покрытий, а также придания им декоративности (см. «Процесс цинкования», «Процесс кадмирования»).
Пассивирование проводят в растворах на основе хромовой кислоты или ее солей – бихромата натрия (калия) или хромового ангидрида с серной кислотой. Поэтому пассивирование называют процессом хроматирования. При взаимодействии хроматов с цинком или кадмием происходит частичное растворение металла и восстановление шестивалентных ионов хрома до трехвалентных.
В результате этих реакций на поверхности металла образуется пленка толщиной не более 0,5 мкм, содержащая хроматы цинка или кадмия, а также хрома, желтого или зеленоватого цвета, что придает ей радужный оттенок.
Такие пассивирующие пленки значительно повышают стойкость металлов против коррозии, но не допускают нагрева выше 60ºС, т.к. при этом ухудшается их защитная способность.
Перед процессом хроматирования цинковые и кадмиевые покрытия осветляют, используя растворы:
1) азотной кислоты 20 – 30 г/л;
2) хромовый ангидрид 150 – 200 г/л
азотная кислота 50 – 70 г/л
серная кислота 8 – 10 г/л
В зависимости от состава раствора в процессе хроматирования пленки могут быть различных оттенков и толщины.
Бесцветные хроматные пленки на цинке и кадмии получают двухступенчатой обработкой – сначала в растворе, содержащем, г/л:
хромовый ангидрид 150 – 200
натрий сернокислый 30 – 45
и в растворе состава, г/л:
натрий двухромовокислый 200 – 250
серная кислота 8 – 10
азотная кислота 80 – 100
натрий сернокислый 4 – 6
а, затем, после промывки в воде – в растворе, содержащем 60 – 70 г/л тринатрийфосфата. Продолжительность процесса хроматирования в обеих ваннах составляет от 5 до 40 сек, выдержка в растворе тринатрийфосфата 2 – 3 мин.
Толстые пленки желто-золотистого цвета можно получить в растворе, г/л:
натрий двухромовокислый 200
серная кислота 10
температура 20 – 30ºС, продолжительность 5 – 30 сек.
Толстые пленки золотисто-красного цвета получаются из раствора, г/л:
хромовый ангидрид 100
хлористый натрий 25
температура 20 – 30ºС, продолжительность процесса хроматирования 5 – 30 сек.
Недостаток этих ванн – большая концентрация солей хрома, затрудняющих нейтрализацию сточных вод. Кроме того, очень концентрированные растворы приводят к стравливанию 2 – 3 мкм цинкового или кадмиевого покрытия, что может привести к полному удалению покрытия в углубленных местах, например, в отверстиях, где толщина покрытия очень мала.
Для деталей, подвергаемых обезводораживанию при температуре 180 – 200ºС после процесса хроматирования в течение 2 часов рекомендуется следующий раствор:
Состав раствора, г/л:
натрий двухромовокислый 15 – 25
азотная кислота 14 – 28
натрий сернокислый 10 – 20
температура 20 – 30ºС, продолжительность 15 – 60 сек.
Цвет пленки при этом изменяется до темно-коричневого, защитные свойства несколько ухудшаются.
Цинковое покрытие с хроматированием.
Учитывая проблему очистки промышленных стоков, можно для пассивирования использовать раствор, не содержащий хроматов.
Состав раствора, г/л:
Аммоний молибденовокислый 4 – 6
Аммоний хлористый 35 – 50
Борная кислота 6 – 10
Продолжительность обработки 60 – 70 сек.
Такой раствор используется на автоматических линиях.
Контроль качества пассивирующих пленок проводится капельным методом. Наличие пленки проверяют, нанося на поверхность детали, каплю раствора уксуснокислого свинца (50 г/л, pH 7,7). Отсутствие потемнения капли в течение 5 сек подтверждает наличие на металле защитной пленки.
Качество считается удовлетворительным, если потемнение капли раствора не происходит на пассивированном цинке в течение 60 сек, на пассивированном кадмии – в течение 10 сек.
За разработкой технологий пассивации и хроматирования обращайтесь к нам!
Нижн. Новгород Время