Kim loại

Các loại mạ crom trang trí (Phần 1)

07/01/2021 | 14:00

 

 

Mạ điện crom trang trí là phương pháp cơ bản để chuyển các thuộc tính hóa học và vật lý của crom lên lớp ngoài của một kim loại khác có giá thành rẻ và dễ tạo hình. Những vật liệu này bao gồm nhựa và thép có bề mặt có thể dễ dàng thay đổi bằng cách thấm nước điện crom trang trí.

Các thuộc tính đáng chú ý của crom như một kim loại được sử dụng để thấm điện là các đặc tính trang trí và bảo vệ mà nó có. Crom, khi lắng đọng, có thể chống lại sự hoen ố, trầy xước, hao mòn cũng như ăn mòn.

Một lý do quan trọng khác khiến crom tái sinh cao trong mạ điện là tính chất bôi trơn cao của nó.

Quá trình lắng đọng điện tử trong trang trí crom được thực hiện chủ yếu trên các khuôn điện tử niken được lắng đọng trên các chất nền như thép, hợp kim đồng, nhựa, phôi kẽm chết và nhôm. Niken chủ yếu được sử dụng thay cho các loại khác vì khả năng bảo vệ bề mặt chống lại sự ăn mòn, làm tăng thêm vẻ trang trí màu trắng xanh hấp dẫn của crom cũng như thực tế là nó có khả năng chống oxi hóa bề mặt bởi crom.

Mạ crom chỉ có thể được thực hiện trực tiếp trên thép không gỉ trong khi niken đi qua quá trình mạ sơ bộ trước khi mạ crom. Nhiều hoặc một lớp đồng hoặc niken có thể xuất hiện trước cặn crom do nguyên nhân đằng sau lớp mạ. Hình ảnh của cặn crom có ​​thể bị thay đổi bằng cặn bẩn, sa tanh, sáng hoặc cơ học của niken cải tạo trước khi mạ điện với crom. Crom trang trí này được tạo ra trong phạm vi 0,000002 đến 0,00002 inch. Khi cặn dày hơn, nó được gọi là crom chức năng trông xỉn hơn với các vết nứt nhìn thấy.

Crom lắng đọng ban đầu là từ chất điện phân lắng đọng điện có chứa các ion crom hóa trị sáu. Chất này đã được thay thế bằng một ion crom có ​​khoảng trống là 3 ít gây hại hơn so với crom trang trí hóa trị sáu vào năm 1975. Chất này ít độc hơn và có thể tạo thành tuyết kim loại giống như cặn gần giống với crom hóa trị sáu của cặn trắng xanh, pewter đó là nhìn sâu, gần như trang trí thiếu cặn hoặc cặn trông giống như thép không gỉ.

Tất cả các hoạt động lắng đọng điện với chrome hoặc có hóa trị sáu hoặc ba trông rất giống nhau mặc dù một trong số chúng có thể có lợi thế hơn so với hoạt động khác trong một số trường hợp như, chi phí của dung dịch crom hóa trị sáu nhỏ hơn hóa trị ba nên được ưu tiên hơn. Tuy nhiên, khi bạn nghĩ về cách hàm lượng florua của nó ăn mòn các chất nền như thép và đồng, gây ra ô nhiễm kim loại cho bể lắng điện, do đó làm tăng số lần loại bỏ và mặc định hoạt động.

Mạ crom hóa trị ba không chứa florua làm nóng chảy sắt và đồng thông qua sự nhiễm bẩn của nó là kim loại và có thể dễ dàng tháo ra khỏi chất điện phân của crom hóa trị ba. Do đó, thông qua sự lắng đọng điện này với crom hóa trị ba trên các hợp kim trắng của đồng, niken tự do, các bộ phận trang trí giống crom và niken được hình thành. Một dung dịch crom hóa trị sáu sẽ dẫn đến một vấn đề lớn.

 

Chế phẩm điện tử Chromium Hexavalent

 

Chất điện phân của crom hexavalent cần một phương tiện để nhận được crom và các nguyên tố khác làm nhanh quá trình mạ cho các hoạt động thấm điện của nó.

Trong sự ra đời của kỹ thuật ban đầu được đặt tên là Sargeant, quy trình xúc tác thông thường hoặc nano, các dung dịch sulfat hoặc crom hóa trị sáu là chất xúc tác duy nhất. Việc đưa Fluoride vào hoạt động thông thường trước đây của bể lắng crom hóa trị sáu giúp nhanh chóng các hoạt động hoặc các tính chất của cặn được đặt tên là bể chứa chất xúc tác kép hoặc hỗn hợp. Các chất phụ gia khác có đặc tính hữu cơ cũng có thể được sử dụng làm chất xúc tác nhanh.

Loại quá trình này như đã mô tả ở trên chỉ cần thiết khi yêu cầu các đặc điểm riêng của hàm lượng trong phương pháp xúc tác hỗn hợp. Chi phí cao và những khó khăn liên quan đến quá trình này mang lại khả năng loại bỏ cao hơn so với phương pháp truyền thống.

Những ưu điểm phát sinh từ quá trình hỗn hợp xúc tác vẫn còn rất nhiều như không phản ứng với gián đoạn dòng điện, tốc độ lớn, lớp phủ tốt hơn, khả năng lắng đọng trên bề mặt thụ động, dải sáng rộng hơn, mức độ chịu đựng cao đến tạp chất.

Các quy trình crom hóa trị sáu cơ bản giống nhau ở chỗ có trioxit cromic tạo ra axit cromic cũng như ion sunfat trong nước. Điều này được tham gia bởi muối sulfat hoặc axit sulfuric.

 

Cơ chế của Hexavalent Chromium Electrodepositing

 

Sulfate làm chất xúc tác được đưa vào chất xúc tác florua hoặc chất xúc tác hữu cơ, cùng với mật độ dòng điện và hóa học bể, xác định mức độ hiệu quả của phản ứng trong việc lắng đọng. Điều này sẽ luôn kích hoạt phản ứng tiêu cực trong đó tiêu thụ điện năng dư thừa. Quá trình oxy hóa cũng như tạo ra crom hóa trị ba diễn ra, và màng oxit chì xuất hiện trên cực dương.

Dung dịch loãng thông thường này được tạo thành từ 250 g / l axit cromic cũng như 2,5 g / l sulfat trong khi bể cô đặc của nó bao gồm trioxit cromic khoảng 400 g / l đến 4,0 g / l sulfat.

Pha loãng kích hoạt vừa phải chất nền của niken, cho lớp phủ tốt hơn và hiệu suất dòng điện nhất quán, mạ điện nhanh rẻ và chỉ tạo thành ít chất thải. Trong khi, nồng độ của nó là tốt nhất trong lớp phủ, chống lại tạp chất tốt hơn, cần điện áp thấp để hoạt động nhưng đắt hơn do nồng độ cao. Crom và mức độ lãng phí cao trong xử lý lớp bên ngoài. Nói chung, cần kiểm soát chặt chẽ tỷ lệ trọng lượng của các chất phản ứng để tạo thành kết quả mạ vì chúng nhất quán hơn.

Trong hai phương pháp này, tỷ lệ vừa phải được ưu tiên hơn vì quá thấp gây ra lớp phủ kém, và mật độ giới hạn và tỷ lệ cao làm chậm tốc độ lắng đọng, ném mờ, công suất lớp phủ cao hơn cũng như giảm mật độ dòng điện.

Sự ra đời của chất xúc tác florua đẩy nhanh việc điều chỉnh tỷ lệ khối lượng, trong khi nồng độ crom của hai bể là tương tự nhau, nhưng việc sử dụng chất xúc tác thứ cấp nhanh hơn làm cho nồng độ của sulfat giảm.

Tuy nhiên, tốt nhất là nên tiến hành một thí nghiệm đối chứng trên các quá trình này để kiểm tra độ chính xác của chúng.

 

Mạ crom hóa trị ba

 

Đây là một kỹ thuật an toàn và hiệu quả. Nó được giới thiệu vào giữa năm 1970 như là một phương pháp thích hợp hơn kỹ thuật hexavalent. Phương pháp mạ đã xóa bỏ nhiều vấn đề do phương pháp cũ đã được liệt kê ở trên và mang lại cho mạ crom một triển vọng tốt hơn.

Mặc dù không có nhiều bài viết về phương pháp này do sự khác biệt trong các ngành hóa học đằng sau sự hình thành của chúng, nhưng nó đã được chấp nhận rộng rãi hơn trong các ngành công nghiệp mạ điện do các thuộc tính của nó. Quá trình hóa trị ba phản ứng mạnh hơn với các tạp chất kim loại làm cho cặn có màu đen và thay đổi độ bền của lớp phủ cũng như sức mạ hơn so với quy trình hóa trị sáu. Nhựa tái sinh được sử dụng để quét sạch tất cả các tạp chất kim loại trong dung dịch. Các quy trình nhanh hoặc chậm khác vẫn có thể được sử dụng để loại bỏ các vấn đề.

 

Thiết bị sử dụng

 

Bể chứa niken, bể chứa hóa trị ba cũng như các thiết bị được thiết kế giống nhau. Các lớp lót bể chứa của họ phải được làm từ các vật liệu tổng hợp như PVC, polypropylene và plastisol. Bạn có thể sử dụng thiết kế tương tự để khuấy động không khí. Graphit không hòa tan được dùng làm cực dương và được thay thế nếu có sự phá hủy cơ học. Cực dương không hòa tan được sử dụng cho quá trình sulfat hóa với lớp phủ xúc tác có thể phục hồi.

 

Làm nóng và làm mát trong quy trình hóa trị ba được thực hiện bằng cách sử dụng cuộn dây titan hoặc Teflon. Việc tháo dỡ hoặc thay thế bể chứa khi chuyển từ quy trình crom hóa trị sáu sang crom hóa trị ba cũng như loại bỏ thiết bị thông gió không còn hữu ích là điều quan trọng. Điều này là do một chút dư lượng chì có thể dẫn đến các khuyết tật mạ điện. Việc sử dụng bộ chỉnh lưu crom hoạt động sáu lần là cần thiết. Dòng điện của giá đỡ điện phải phù hợp với cường độ dòng điện mà chúng mang theo, và phải có hiệu quả cũng như việc tận dụng các ưu điểm có được từ bể mạ và giảm thiểu chất khử. Cường độ dòng điện dùng để mạ hóa trị ba bằng 1 ½ cường độ dòng điện được sử dụng trong phương pháp hóa trị sáu để thiết kế giá đỡ cho dòng điện yếu hơn.

Bạn có thể sử dụng giá đỡ crom hóa trị sáu trong quy trình hóa trị ba, nhưng bạn không thể làm điều tương tự với giá đỡ được thiết kế bằng quy trình crom hóa trị ba. Điều này là do quá trình hóa trị ba không cháy nhưng có khả năng che phủ cũng như ném nhiều hơn so với phương pháp hóa trị sáu. Giá đỡ từ kỹ thuật crom hóa trị sáu có nghĩa là để khắc phục những thiếu sót liên quan đến quá trình mạ điện crom. Nhờ đó mà năng suất được nâng lên, việc che chắn cũng như cướp đi một phần nào đó bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi mật độ dòng điện được dừng lại. Kỹ thuật crom hóa trị sáu đôi khi có thể yêu cầu sử dụng các cực dương phụ để có được lớp phủ ở hầu hết các hốc; Nó không phải là như vậy trong quá trình hóa trị ba mà mặt khác không cần máy lọc và, và không đi thông gió bể nếu phòng có đủ thông gió trong quá trình này. Quy trình sử dụng crom hóa trị ba cũng tương tự như quy trình sử dụng trong niken, đặc biệt là ở hầu hết các khu vực trên thế giới. Điều này là như vậy bởi vì nó khử sạch mùi và sương mù. Kỹ thuật crom hóa trị ba sở hữu một bộ khử sương mù không phải là PFOS. Trong phương pháp này, nồng độ crom giảm xuống, và quá trình oxy hóa, cũng như các đặc tính độc tính được giảm xuống so với phương pháp mạ crom hóa trị sáu. Crom hóa trị ba ở trạng thái dung dịch của nó có thể thoát ra và rửa sạch một cách dễ dàng, do đó, làm giảm lượng kéo ra khỏi crom.

Nếu có các dung dịch đã làm khô thì không có hại vì crom ở trạng thái hóa trị ba. Không có vết bẩn nào xảy ra, các dung dịch không thể phục hồi được coi như chất thải mặc dù nó làm giảm lực cản ra ngoài, để lại các chất bẩn trong dung dịch để thấm điện. Tất cả các thuộc tính này mâu thuẫn với crom hóa trị sáu. Bởi vì quá trình hóa trị ba không cháy, có nhiều khả năng ném hơn và lớp phủ tốt hơn so với hóa trị sáu, các bộ phận có thể được giữ chặt chẽ trên giá đỡ và bề mặt có mật độ dòng điện nhiều hơn sẽ đối mặt với cực dương. Các giá đỡ có thể được trang trí để mạ điện niken tối đa. Và những giá đỡ crom hóa trị sáu này được hình thành để khắc phục những thiếu sót của quá trình crom.

Lê Quỳnh (Dịch)

Các loại mạ crom trang trí (Phần 2)

Bình Luận qua Facebook

3.01609 sec| 2723.711 kb