آبکاری کروم
کروم فلزی سخت و ترد است. رنگ آن سفید متمایل به خاکستری میباشد. پس از آبکاری کروم شفاف و براق شده و به صورت آبی کم رنگ به نظر میرسد.
متداولترین مصرف کروم به عنوان پوشش در در پوشش های الکترولیزی است. این پوشش در اتمسفر آب مقاوم است. به علت مقاومت به خوردگی، مقاومت در برابر کدر شدن رنگ روشن و شفافیت زیاد، کروم برای پوشش های تزیینی به کار می رود و چون سختی آن 800 تا 900 ویکرز است می توان آن را برای ایحاد مقاومت در برابر سایش نیز به کار برد.
پوشش های تزیینی و نازک کروم تقریبا همواره، دارای خلل و فرجاند، علت این امر در تنش های داخلی و ترد بودن پوشش دهی الکترولیزی است، با افزایش ضخامت پوشش نمی توان تخلخل را از بین برد زیرا ترک های آنی ایجاد می شود. این ناپیوستگیها باعث می شود تا ماده خورنده فلز پایه را بخورد، کروم ناحیه کاتدی با افزایش سطح زیاد شده و فلز پایه (آند) با افزایش سطح کم می شود. به همین دلیل کروم را همراه با فلزات دیگر چون نیکل بهکار می برند. البته کروم در دو مورد به تنهایی به کار می رود، یکی موقعی که برای موادی که در محیط هایی با خورندگی اندک به کار میروند پوششی ارزان و تزیینی لازم است مانند اتصالاتی که در فضای بسته به کار می روند، دوم در مورد اجزایی که برای مقاومت در برابر سایش با کروم سخت پوشانده می شوند. اگرچه پوشش های ضخیم کروم سخت همواره دارای ترکهایی است. نفوذ الکترولیت به ماده زمینه به صورت باریک و پیچدار و غیر پیوسته است. در هرحال اگر خورندگی محیط زیاد باشد یاید قبل از پوشش کروم سخت از آستری نیز استفاده شود.
استانداردهای آبکاری
طبق استانداردهای BS.S 1224 پوشش های عادی تزیینی ضخامت کرومm µ 25/0 است که روی اشکال پیچیده mµ5/0 ضخامت دارند. اگر این پوشش همراه با لایه زرین نیکل با ضخامت کافی به کار رود قطعات فولادی و آلیاژ های روی یا مس را در محیط های اتمسفری باز از 6 هفته تا 6 ماه محافظت می کند. بعد این مدت حفرههای کوچک با تاولهای کوچک حاوی مواد خوردگی در پوشش ظاهر میشود و سطح آنها به وطر جدی آسیب میبیند. این اشکال را تاحدی با استفاده از پوششهای ضخیمتر و بدون ترک کروم میتوان برطرف کرد ولی تردی بیش از حد این پوششها خطرناک است. در هر حال پوششهای کروم با ناپیوستگیهی میکروسکوپی نظیر پوششهایی با ترکهای ریز و یا با تخلخل میکروسکوپی با ضخامت 3/0 تا 1 میکرون در الکترولیز بهکار میرود. چگالی جریان آندی کمتر باعث میشود تا نفوذ و خوردگی از لایه محافظ نیکل زیرین به تعویق بیافتد و عمر پوشش 1 تا 5 سال افزایش پیدا کند. حتی پس از این مدت هم نامناسب شدن ظاهر سطح به علت خوردگی فلز پایه نیست بلکه باریکههای کوچکی از پوشش کروم بر اثر خورده شدن نیکل از روی آن کنده میشوند.
تاریخچه
سابقه آبکاری الکتروشیمیایی پوششهای سخت به حدود 60 سال میرسد. در خلال این مدت اهمیت این فرآیند روزبه‌روز بیشتر شده و موارد کاربرد آن نیز گسترش فراوان یافته است. یکی از انواع پوششهای سخت که امروزه بیشترین کاربرد را به خود اختصاص داده پوشش کروم‌سخت است. آبکاری کروم‌سخت به‌طور گسترده در مقاوم‌سازی سطح قطعات صنعتی کاربرد دارد. این پوشش اغلب در صنایع اتومبیل‌سازی، هوا و فضا، معدن و غیره برای قطعاتی چون اجزای داخلی موتورهای احتراق، سیلندرهای هیدرولیک، غلتک‌های نورد و ابزارهای مکانیکی استفاده میشود.
پوشش كروم در صنعت به صورت گسترده براي كاهش سايش، ضريب اصطكاك و افزايش مقاومت خوردگي به كار مي‌رود. براي آبكاري پوشش كروم مي‌توان از محلول‌هاي استاندارد حاوي اسيد كرميك و يا محلول‌هاي حاوي نمك‌هاي سولفاتي و كلريدي كرم استفاده كرد.
پوششهای آبکاری شده کروم دارای خواصی مشابهی مانند جامد فلزات هستند. از مهم‌ترین خواص این پوشش میتوان به‌سختی بسیار بالا حتی در ضخامت‌های کم اشاره کرد. سختی بسیار بالای پوشش الکتروشیمیایی کروم موجب گردیده که در صنعت از این پوشش به‌عنوان پوشش کروم‌سخت نام‌برده شود. سختی متوسط این پوشش برابر 900-700 ویکرز که معادل با 70 راکول یا 800 برینل است . در صنعت، آبکاری کروم با استفاده جریان مستقیم برای هدف موردنظر استفاده میشود.
مشکل اصلی پوششهای کروم، تشدید واکنش تکامل هیدروژن در طی فرآیند آبکاری است که باعث ایجاد ترک و عدم رسوب یون‌های کروم میشود. این ترک‌ها باعث کاهش خواص میشوند، به‌منظور جلوگیری از ایجاد ترک، استفاده از پوشش های چند لایه( نیکل/کروم) سودمند بوده است اما با این وجود مقادیر ریزترک اجتناب‌ناپذیر است. اهمیت لایه نیکل به‌عنوان لایه زیرین پوشش کروم در این است که پوشش مستقیم آن روی فلز زمینه در شرایط بدون تنش مشکل است و به ترک حساس است. لایه زیرین (آستر) نیکلی را به‌آسانی میتوان بدون خلل و فرج اعمال کرد و سپس لایه‌ای از پوشش کروم بر روی آن ایجاد کرد.
محلولهای آبکاری کروم سخت
به طور کلی سه نوع محلول آبکاری کروم سخت وجود دارد:
الف: محلول استاندارد
ب: محلول S.RH.S
ج: محلول بدون ترک
قابل ذکر است که پوشش های حاصل از این سه محلول از نظر خواص با یکدیگر فرق دارند.
محلول استاندارد آبکاری
این محلول شامل دو جزء اصلی اسید کرومیک و اسید سولفوریک می باشد. غلظت اسید کرومیک بین g/l500-150 تغییر می نماید و نسبت غلظت اسید کرومیک به اسید سولفوریک بین 120-80 : 1که نسبت 1:100 بیشتر رایج است. محلول های رقیق تر راندمان کاتدی بهتری داشته در صورتیکه محلول های غلیظتر هادی تر بوده و در نتیجه به ولتاژ کتری نیاز دارند.
محلول رقیق 250 گرم بر لیتر با نسبت 100:1 محلولی است که استفاده عمومی داشته و در صورتیکه به طور صحیح کنترل و مراقبت شود بهترین محلول می باشد.
محلول S.R.H.S (محلول با سرعت آبکاری بالا)
این محلول به منظور رفع بعضی از نارسایی های محلول استاندارد ابداع گردیده است که از جمله خواص عمده این محلول سهولت کنترل آن می باشد که عامل اصلی آن نیز وجود کاتالیزور محلول به مقداری بیش از آنچه که برای اشباع لازم است، می باشد که باعث کنترل اتوماتیک نسبت اسید کرومیک به اسید سولفوریک می شود. جدول 2-۷ ترکیب محلول آبکاری کروم S.R.H.S را نشان می دهد.
جدول2- 7: ترکیب محلول آبکاری کروم S.R.H.S
| نام ماده | مقدار وزنی در مخلوط |
| اسید کرومیک | 100 قسمت وزنی |
| سولفات استرانسیم | 3 قسمت وزنی |
| سیلیکوفلورید پتاسیم(کاتالیزور) | 8 قسمت وزنی |
اثر سیلیکوفلورید در محلول افزایش راندمان جریان می باشد که باعث افزایش سرعت آبکاری این محلول به میزان 50 درصد بیش از سرعت آبکاری محلول استاندارد می گردد. مزایا و معایب محلول S.R.H.S در مقایسه با محلول استاندارد به شرح زیر است:
مزایای :
- سرعت بیشتر عمل آبکاری
- براق و شفاف تر بودن پوشش
- صاف و یکنواخت تر بودن پوشش
- ساده تر و ارزان تر بودن از جهت نگهداری
- دارای ترک های سطحی کمتر و در نتیجه دارای مقاومت خوردگی بیشتر
- دارای اثرات نامطلوب کمتر بر روی مقاومت خستگیی فولاد ها
معایب:
- یه طور قابل ملاحظه ای گران تر از محلول استاندارد است.
- برای فولاد و آلومینیم خورنده تر از محلول استاندارد است.
- برای فن و کانال ها خورنده تر است.
محلول S.R.H.S را می توان در وان باآستر سرب- قلع یا سرب-آنتیموان مورد استفاده قرار داد. آند های مورد اسفاده برای این محلول آند های مدور از جنس آلیاژ سرب- قلع با قطر 40 میلیمتر می باشد. این آند ها نسبت به آند های تیغه ای مستطیلی استاندارد برتری دارد، زیرا سطح کار موثرتری داشته و تعداد کمتری ازآن در یک وان مورد احتیاج است.
محلول آبکاری پوشش بدون ترک
این محلول یک نوع بخصوص از محلول S.R.H.S است، که درآن پوشش کروم حاصله بدون ترک می باشد. این نوع پوشش نرم تر از پوشش های حاصل از محلول های استاندارد و S.R.H.S بوده ودارای سختی 600 ویکرز بوده و از نظر ضخامت نیز ضخیم تر از پوشش های قبلی است. مقاومت به خوردگی این پوشش بسیار خوب بوده و به همین دلیل کاربرد اصلی آن بیشتر جهت مقاومت به خوردگی و فرسایش است.
رنگ این پوشش خاکستری تیره است ولی به وسیله عمل پرداخت قابل براق شدن می باشد. وان های محلول پوشش بدون ترک دارای آستری از جنس سرب-قلع و یا پلاستیک بوده و دارای آند های مدور از جنس سرب- قلع می باشد.
قطعاتی که توسط این فرآیند با موفقیت قابل آبکاری می باشد عبارتند از قالب های شیشه، قطعات پالایشگاه ها، حلقه های پیستون، شیربخار، پره های توربین و غیره.
مشاوره خرید مواد شیمیایی با کارشناسان اَوِسیناشیمی
شما عزیزان می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر راجع به مواد شیمیایی و همچنین استعلام قیمت و موجودی با کارشناسان مجموعه اَوِسینا شیمی تماس بگیرید و یا از طریق شبکه های اجتماعی پیام دهید تا در سریع ترین زمان ممکن با شما تماس بگیریم.
