Гальванотехника - Ямпольский А.М.
Скачать (прямая ссылка):
105
13. ХРОМИРОВАНИЕ
Физико-химические свойства покрытия и области его применения
Хром — металл стального цвета с голубоватым оттенком. Наличие многих ценных физико-химических свойств обусловило хромовым покрытиям широкое применение во всех областях машиностроения. Удельный вес хрома 6,7; температура плавления 1520°, атомный вес 52. В соединениях хром шестивалентен и трехвалентен. Нормальный потенциал равен—0,56 в: электрохимический эквивалент 0,323 г/а-час. Ценными физическими свойствами являются красивая декоративная внешность хрома, устойчивый блеск, не тускнеющий от времени, хорошая отражательная способность, жаростойкость и неокисляемость при высоких температурах.
В зависимости от режима осаждения хромовые покрытия изменяют свою твердость в пределах от 40 до 70 единиц i?c. Коэффициент трения хромовых покрытий ниже чем у стали, а износостойкость в несколько раз выше, особенно при пользовании пористо-хромовыми покрытиями.
В электрохимическом ряде напряжений хром более электроотрицателен, чем железо, но благодаря свойству пассивироваться, хром изменяет свой потенциал, становясь более электроположительным, чем железо, и приближаясь этим к благородным металлам. Поэтому в гальванической паре хром — железо хром не защищает железо электрохимически. В связи с высокой пористостью хромовых покрытий хром защищает железо механически лишь при наличии подслоев других металлов. Благодаря образованию пассивной пленки хром нерастворим в азотной кислоте. -Серная кислота медленно растворяет хром. В соляной кислоте хром растворяется достаточно хорошо. Органические кислоты, сероводород и щелочи не реагируют с хромом.
Хромовые беспористые покрытия хорошо защищают сталь от цементации. В процессе хромирования происходит насыщение поверхностного слоя стали водородом; создается так называемая „водородная хрупкость" закаленных деталей. Поэтому для тонкостенных закаленных изделий типа пружин, вибраторов и им подобных, хромирование не применяют.
Широкое применение хромирование получило в качестве защитно-декоративного покрытия, причем в качестве подслоев используются покрытия никелем и медью. Толщина слоя хрома в этом случае находится в пределах одного микрона. Хорошая отражательная способность и длительное сохранение нетускнею-
106
щей зеркальной поверхности используются для покрытия рефлекторов и прочих светоотражателей. Химическая стойкость хрома используется для покрытия химической аппаратуры, предметов домашнего быта и в пищевой промышленности. Жаростойкость и износостойкость хромовых покрытий используются при покрытии хромом прессформ в стекольном производстве, а также матриц и штампов в производстве изделий из пластмасс. Толщина слоя хрома в этом случае составляет 5—8 м/с. Велика роль хрома в повышении износостойкости мерительного и режущего инструмента. Мерительный инструмент после хромирования повышает срок своей службы в 6—8 раз по сравнению с нехромированным. Толщина слоя хрома для пробковых калибров и прочих видов мерительного инструмента определяется установленными для них допусками на износ и обычно составляет около 5—10 м/с.
Для режущих инструментов (метчиков, разверток и сверл) толщина слоя хрома не превышает 3—4 м/с. Для повышения износостойкости трущихся деталей, работающих в условиях недостаточной смазки, наиболее рационально применение пористого хрома [2].
Толщина слоя хрома для этой цели не превышает обычно 0,20 мм.
Материалы и аноды
Хромовый ангидрид Сг03. Молекулярный вес 100,0. Удельный вес 2,7, Растворимость в воде при 20° 625 г/л. Кристаллическая масса вишневокрасного цвета. Хранится в герметически закрытых железных барабанах. По ГОСТ 2548—49 может содержать SO4 до 0,4°/0.
Характеристика серной кислоты указана в п. 11, стр. 83.
Свинцовые аноды из рольного сурьмянистого свинца марки ССу2 нарезают или отливают непосредственно в цехе по требуемым размерам.
Технология хромирования
Из всех видов гальванических покрытий хромирование, по своеобразию условий осаждения хрома, занимает особое место. Прежде всего следует отметить особенности подготовки к хромированию. Хромовый электролит, являясь сильным окислителем, разрушающе действует на многие изоляционные материалы органического происхождения. Между тем при хромировании почти всегда имеется необходимость изоляции отдельных участков, не подлежащих покрытию.
107
При кратковременном декоративном хромировании с толщи, ной хрома в 1 мк для изоляции могут быть использованы: цел* лулоид, эбонит, текстолит, цапон-лак, каучук При. длительном хромировании рекомендуется применять следующие изоляционные материалы: полихлорвиниловое полотно, перхлорвиниловые лаки, стеклянное полотно, фарфор, керамику и, эбонит. В каче-стве материала для подвесок следует пользоваться железом.
Сам процесс хромирования характеризуется четырьмя основными особенностями.
Первой особенностью является чрезвычайно низкий выход по току в хромовых электролитах, составляющий в среднем около 13°/0.
Электрический ток расходуется, в основном, на побочные реакции и процессы, главным образом на разложение воды на водород и кислород и на выделение джоулева тепла.
