> Техника, страница 91 > Хромирование

Хромирование

Хромирование, процесс электролитич. покрытия хромом метал л ич. изделий в целях придания им твердости, значительной химич. и термич. стойкости и красивого вида. Благодаря своему блеску и большому коэф-ту отражения этот вид покрытия широко применяется при изготовлении всевозможного вида отражателей, автомобильных фар, медицинских отражателей, прожекторов и тому подобное. Жароустойчивость этого покрытия обусловила широкое применение его в литейном деле. Возможность наращивания слоев значительной толщины широко используется как метод исправления брака ценных изделий из стали и спецстали и для доращивания участков сношенных деталей. Эле-ктролитич. хром можно получить из растворов солей 2-, 3- и 6-валентного хрома. Техническое применение нашел лишь раствор шестивалентного хрома.

Процесс электролитич. отложения хрома, сильно отличается от других гальваностегии, процессов. Электролиты для X. состоят гл. обр. из растворов солей, имеющих хром в анионе, и только незначительная часть хрома в электролите связана в виде соединений низшей валентности, в которых хром является катионом. Электролиз протекает только при высоких плотностях тока и сопровождается обильным выделением газов, увлекающих за собой в виде тумана ядовитые хромовые соединения, для отвода которых совершенно необходима специальная конструкция вытяжек и приспособлений. Скорость и характер отложения хрома в сильной степени зависят от плотности тока и t° электролита. Работа протекает исключительно с нерастворимыми анодами. Кроме того при X. приходится применять особые приспособления, так; называемые рамки, для подвески изделий, характер и тип которых зависят от габаритов и внешнего вида изделий.

Рецептура и режим хромовых ванн. В зависимости от добавок различают 3» типа хромовых ванн (по Н. Haring’y и W. Bar-rows), приведенных в таблице.

Типы и состав хромовых ванн.

		Фактич.	Сте
		начальная	пень
Тип ванны	Компоненты	концент	чисто
		рация в г/л	ты в %
Кислая.. 1	Хромовая к-та	250	99
	Серная к-та.	2,5	95
Нейтральная. |	Хромовая к-та Сернокисл, хром	250 3,3 250	99 72
Основная · · · <	Хромовая к-та		99
	Сернокисл, хром	3,3	72
1	Углекисл, хром	5,9 ·	84

При сравнительном изучении этих трех типов ванн выяснилась полная их идентичность. Обычно в практике X. применяют растворы хромового ангидрида в присутствии серной к-ты, причем выбор концентрации зависит от требований, предъявляемых к покрытию. Для декоративных покрытий обычно применяют высокую концентрацию хромового ангидрида (450—500 г/д), а для технич. целей в пределах 250-т-125 г/д. Очень существенную роль в работе хромового“

электролита играет отношение » а не абсо-

.лютное содержание S0₄; природа применяемых ♦сульфатов заметно не влияет. С точки зрения /выхода тока по металлу, рабочего интервала, рассеивающей и кроющей способности наилуч-

1шие отношения лежат в пределах от 100

.до 200. Кроме того необходимо отметить, что трехвалентный хром всегда присутствует в работающей ванне, с одной стороны, как почти неизбежная примесь хромового ангидрида, а, с .другой,—он появляется в результате восстановительных процессов на катоде в ходе электро-.лиза совместно с выделяющимся водородом и металлич. хромом. Значительные количества трехвалентного хрома ухудшают отложения, делают их темными, кроме того в ванне сильно /повышается напряжение; т. о. по мере накопления в электролите Сг"его необходимо окислить. Самыми главными факторами при X. являются 4° и рабочая плотность тока. Влияние t° на выход тока (при плотности тока 1)_к=10 А /дм²) наглядно показывают следующие цифры: при - 6° выход тока 60%, при 0° — 40%, +8°— ‘30%, +60° — 7%. Необходимо отметить, что внешний вид хромового отложения в очень ^сильной степени зависит от рабочей t° электролита: при t° в 30° большинство электролитов легко дает матовые отложения, при 30—55°— блестящие и при 55—80°—молочные. Обычно рабочей t° является 40—45°. Необходимо отме- · тить, что катодная плотность тока оказывает меньшее влияние на внешний вид отложений хрома. Выход хрома по току находится в тесной связи с внешним видом отложения; обычно при более высоких выходах отложения получаются матовые, а при низких—молочные. Зависимость эту можно выразить так: понижение t° и повышение В_к увеличивают выход тока для матовых отложений, при низких t° м. б. достигнуты выходы 50% теоретических, а для •блестящих редко выше 20%. В гальваностегии обычно стремятся получить блестящие отношения, и термин «рабочий интервал» отвечает интервалу между высшим и низшим значением катодной плотности тока, отвечающим блестящим отложениям при определенной t°. Рассеивающая способность хромировочных ванн (работа на глубину) очень невелика. Концентрация хромового ангидрида сильно влияет на выход тока и оказывает сильное влияние на величину рабочего интервала. Как общее правило повышение концентрации Сг0₃ понижает выход тока. Что же касается рабочего интервала, то при t° в 50° рабочий интервал увеличивается с понижением концентрации Сг0₃; при t° ниже 50° рабочий интервал возрастает с повышением концентрации Сг0₃; при £°, близких к 50°, концентрация не оказывает заметного влияния на него. Высококонцентрированные электролиты дают возможность получить при равных плотностях тока блестящие отложения при более низких t°. В последнее время уделяют значительное внимание введению в хромовый электролит посторонних катионов и анионов, причем отмечают, что введение таких катионов, как Zn, Ni, Си, Са, или их комбинаций благоприятно влияет на качество и внешний вид отложения хрома. Присутствие анионов борфторводородной и кремнефтористоводородной к-г также улучшает отложение хрома.

Ниже приводим рецептуры применяющихся в технике X. 1) 250 г Сг0₃; 1,25 г H₂S0₄; 1 000 г воды, причем: Г ванны 55°; напряжение 8 V; плотность тока 30 А/дм²; выход по току 13%.

2) 400 г Сг0₃; 2 г H₂S0₄; 1 000 г воды; t° 45°; напряжение 6 V; D_k= 15 А/дм²; выход по току 30%; при t° 35° и 2)_к=7—5 А /дм² выход по току 60%.

3) По Hedley 120—375 г хромовой к-ты; 6—14 г хромата железа; 3—6 г сернокислого хрома; 1 000 г воды или 360 г Сг0₃; 10 г хромата железа; 3,8 г H₂S0₄; 1 000 г воды. 4) (Применим для большинства изделий): 350 г Сг0₃; 4,5 г H₂S0₄; 1000 г воды; t° 40°; b_к=10 А /дм². 5) (Для лекал, калибров и тому подобное. изделий): 350 г Сг0₃; 9 г H₂S0₄; 1 000 г воды; t° 40°; Ζ>_Λ=15 А/дм². 6) 350 г Сг0₃; 5 г фтористого натрия; 7 г углекислого хрома; 1 000 г воды; t° 35°; D_k=7 А /дм².

7) (Форда) 1 000 г воды; 100 г Сг0₃; 1,0 г кремнефтористоводородной к-ты; 0,125 г углекислого церия; для покрытия, напоминающего сатин: 1 000 г воды; 1 г углекислого церия; 5 г кремнефтористоводородной к-ты; 150 г Cr0₃; t° 52°; напряжение 6 V; D_k=9,29 А /дм²; для калибров: 907 г Сг0₃; 28 г сернокислого хрома; 4,54 л воды; t° 52—56°; напряжение 4—8 V; В_к=7—46 А/дм²; для шурупов: 454 г Сг0₃; 2 см³ серной к-ты; 4,54л воды; 2)_к=2&—32 А/дм²; продолжительность 8 ск. На полированный никель: 1134г CrG₃; 11,3 г серной к-ты; 4,54 л воды; t° 48— 52°; D_k=7—46 А/дм². В настоящее время в Европе и в СССР ведутся работы по подысканию условий X. в так называемых холодных ваннах при возможно низких плотностях тока. Кроме того ведутся опыты по X. из растворов 3-валентного хрома.

Лит.: Лайнер В., Хромирование металлов, М.—Л., 1932; Лапин Н. и Гольц Л., Электролитическое хромирование, М.—Л., 1933; Забываев Е., Хромирование измерительного инструмента и др. металлоизделий, М., 1931; Кузнецов Б., Электролитическое хромирование металлов, М.—Л., 1932; S h n e i-dewind R., A Study of Chromium Plating University of Michigan, 1928; Commercial Chromium Plating University of Michigan, 1930; Libreich E., «Ztschr. f. Elektrochemie», B., 1921, B. 27, 1923, B. 29, p. 208, 1924, B. 30, p. 86, 1927, B. 33, p. 69; Muller E., ibid., 1926, В. 32, 1927, В. 33; H a r i n g H. а. В lumW., «Trans, of the Amer. Electrochemical Soc.», N. Y., 1923, v. 44, p. 313; «Technology Papers of the Bureau of Standards», Wsh., 1927, 346; Sargent, «Trans, of the American Electrochemical Society», New York, 1926, v. 37, p. 479. Д. Степанов.