Отзывы:
При высоких плотностях тока и повышенной температуре электролита образуется преимущественно кубическая структура α-Cr, при низких плотностях тока и комнатной температуре - в основном гексагональная структура β-Cr. Общепрофессиональные компетенции ОПК : способность самостоятельно осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной области с использованием современных методов исследования и информационнокоммуникационных технологий ОПК-1 ; готовность организовать работу исследовательского коллектива в области химии и смежных наук ОПК-2 ; готовность к преподавательской деятельности по основным образовательным программам высшего образования ОПК-3. Определение концентрации фтор-ионов 12.
В процессе хромирования происходит насыщение поверхностного слоя стали водородом; создается так называемая «водородная хрупкость» закаленных деталей. Саморегулирующиеся фторидные электролиты 2. · Для накатных роликов, напильников, слесарных шаберов и др. Но стоит учесть, что в данной работе проводилось исследование стали У10А, которая по составу и свойствам отличается от 30ХГСА.
Отзывы: - Особенностями процесса хромирования являются высокий отрицательный потенциал восстановления дихромат-анионов, низкий выход металла по току, высокие плотности тока, необходимость применения нерастворимых анодов, очень низкая рассеивающая способность электролита.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГАЛЬВАНИЧЕСКОМ ХРОМИРОВАНИИ. Хром - серебристо-белый металл с синеватым оттенком, обладающий высокой твердостью и хорошо сопротивляющийся механическому износу. Однако в атмосферных условиях хром сохраняет цвет и блеск длительное время, что объясняется образованием на его поверхности тонкой, но очень прочной оксидной пленки. Высокой склонностью к пассивации и наличием этой пленки объясняется высокая антикоррозионная стойкость хромовых покрытий. Стационарный электродный потенциал для хрома положительнее потенциалов железа и меди и хромовые покрытия по отношению к защищаемым стальным или стальным омедненным изделиям являются катодными и защищают их от коррозии только при условии отсутствия пор. Хром устойчив во влажной атмосфере, в атмосфере сероводорода и сернистого газа, в растворах серной, азотной, фосфорной и органических кислот, щелочей. В растворах соляной кислоты и горячей концентрированной серной хром растворяется из-за разрушения оксидной пленки. В соединениях хром трехвалентен и шестивалентен. Соединения шестивалентного хрома являются сильными окислителями. Хромовый ангидрид при растворении в воде образует смесь хромовых кислот H 2CrO 4 и H 2Cr 2O 7. Например, дихромовая кислота образуется при растворении хромового ангидрида в воде: Все хромовые кислоты относятся к классу сильных кислот. Многочисленные попытки использовать для промышленного применения электролиты на основе трехвалентных соединений не нашли успеха, особенно для осаждения толстых износостойких покрытий. Особенностями процесса хромирования являются высокий отрицательный потенциал восстановления дихромат-анионов, низкий выход металла по току, высокие плотности тока, необходимость применения нерастворимых анодов, очень низкая рассеивающая способность электролита. Механизм осаждения, хрома очень сложен. Во время хромирования на катоде одновременно протекают процессы осаждения хрома; выделения водорода; восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного; образования на поверхности катода тонкой пленки, состоящей из продуктов восстановления хромовой кислоты и активного аниона. Ниже приведены некоторые уравнения реакций, отражающие протекание катодных и анодных процессов при хромировании. Максимальное значение выхода хрома по току достигается при определенном соотношении между концентрацией Н 2Сr 2O 7 и постороннего аниона, близком к 100:1. При введении в электролит анионов-активаторов изменяются формы поляризационных кривых. Форма поляризационной кривой существенно изменяется, когда в хромовую кислоту вводят сульфат-анионы. Без добавки посторонних анионов характер кривой плавный, так как на электроде во всем интервале плотностей тока выделяется водород. В присутствии сульфат-анионов кривая состоит из двух ветвей, отличающихся характером электродных реакций. При этом на одном участке происходит восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного хрома, а на другом участке протекают одновременно три процесса - восстановление шестивалентного хрома до металла, восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного и восстановление ионов водорода. Анионы-активаторы изменяют поверхностное состояние катода и таким образом влияют на электродные процессы. В области кривой ab поверхность становится более активной, а в области cd наблюдается торможение реакции восстановления. Пассивность катода связана с появлением на поверхности электрода пленки из продуктов электролиза, которая лимитирует протекание одних реакций и способствует протеканию других. Например, такие металлы как железо и никель, как правило, покрыты прочной оксидной пленкой, а в растворе хромовой кислоты, являющейся сильным окислителем, они пассивируются. Исследования катодной пленки показали следующее: катодная пленка состоит из двух слоев - особо тонкого, прилегающего к металлу, близкого по своей природе к пассивирующему слою, и внешнего сравнительно толстого слоя, состоящего из продуктов восстановления хроматов и активного аниона. Катодная пленка имеет коллоидную природу и состоит из 65-67 % Сr 6+, 22-23 % Сr 3+, 10-12 % SO 4 2-, причем состав пленки не зависит от состава электролита и содержания анионов SO 4 2-. Толщина прилегающего слоя составляет величину около 0,1 мкм, а толщина всей пленки - около 20-25 мкм. Состав пленки и ее свойства зависят от режима хромирования, а от свойств самой пленки зависят, в свою очередь, структура и свойства покрытия. Толщина пленки увеличивается с увеличением концентрации постороннего аниона. Тем не менее, детально механизм воздействия посторонних анионов не выяснен. Существуют две гипотезы, объясняющие их влияние. По первой из них анионы являются активаторами, вызывающими активацию катодной поверхности. В отсутствие этих ионов поверхность покрывается соединениями Сr 3+, что препятствует полному восстановлению Н 2Сr 2О 7 и осаждению на катоде металлического хрома. По второй гипотезе посторонние анионы образуют с Н 2Сr 2О 7 реакционные комплексы, обладающие большей способностью к восстановлению последней. При хромировании применяют нерастворимые аноды. Это объясняется тем, что хром растворяется на аноде с большим выходом по току, чем осаждается на катоде, и переходит в раствор в виде ионов разной валентности. Широкое промышленное применение при хромировании нашли аноды из свинца или его сплавов. При определенном соотношении анодной и катодной плотностей тока можно установить равновесие, при котором на аноде будет окисляться такое же количество трехвалентного хрома, какое попадает в электролит из катодной зоны. По этой причине площадь анода должна быть больше площади катода. Отношение катодной площади к анодной площади рекомендуют поддерживать около соотношения 1:2, но не более 1:1. Важнейшими областями применения электролитического хромирования являются отделка деталей защитно-декоративное хромирование , защита от коррозии защитное хромирование , повышение износостойкости трущихся деталей и восстановление изношенных деталей машин твердое и износостойкое хромирование. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ И РЕЖИМЫ ХРОМИРОВАНИЯ. В зависимости от режима электролиза и состава электролита могут быть получены осадки хрома с различными свойствами. В зависимости от условий электролиза образуются три типа хромовых покрытий: - серые осадки обладают низкими физико-химическими свойствами и не находят практического применения ; - блестящие осадки отличаются высокими значениями твердости и износостойкости ; - молочные осадки наименее пористые и наиболее пластичные. Кроме этого, из специальных типов электролита можно получать черные покрытия. Как правило, на практике применяют «универсальные» сульфатные электролиты хромирования. К ним относят: разбавленный, стандартный и концентрированный электролиты. Все перечисленные электролиты хромирования содержат хромовые кислоты Н 2СrО 4 и Н 2Сr 2О 7 соответственно и анионы SO 4 2- в виде серной кислоты, а также соединения трехвалентного хрома. Характеристика электролитов приведена в таблице. Рассеивающая способность наиболее высока. Твердость осадков самая высокая. Состав электролита в процессе работы меняется быстро, в том числе соотношение компонентов. Склонность к образованию шероховатых осадков при осаждении толстых слоев. Стандартный 220-250 2,2-2,5 Выход по току 12-14%. Рабочий интервал получения блестящих осадков широкий. Состав электролита меняется медленно, колебания в соотношении компонентов незначительны. Концентрированный 275-300 2,75-3,0 Выход по току 8-10%. Рабочий интервал получения блестящих осадков широкий. Твердость осадков самая низкая. В следующей таблице приведены данные по электропроводности электролитов хромирования в зависимости от концентрации хромового ангидрида при различных температурах. Стандартный электролит хромирования применяется на практике наиболее часто. Кроме того, при температурах 45-55 °C твердость у покрытий, получаемых из разбавленных электролитов, не отличается от твердости хромовых покрытий, полученных из стандартных электролитов. Концентрированные электролиты на практике применяются достаточно редко, так как характеризуются низкими выходами по току при осаждении хрома и низкими твердостями осадков практически не пригодны для износостойкого хромирования. Следует отметить, что во всех электролитах хромирования с повышением температуры снижается величина выхода по току и увеличивается наводороживание стальной подложки. Наводороживание стальной подложки при хромировании происходит из-за того, что одновременно с выделением хрома на покрываемой детали происходит выделение водорода, причем на этот процесс тратится большая часть тока. Наводороживание стальной основы отрицательно влияет на ее физико-механические свойства. Наиболее активно водород внедряется в металл в начальный период, когда еще не образовался сплошной слой хрома. При повышении температуры от 55 до 75 °C масса поглощенного водорода увеличивается в 6-10 раз. Величина выхода по току во всех электролитах хромирования уменьшается с повышением концентрации хромового ангидрида. Но повышенные концентрации хромового ангидрида позволяют работать при более высоких плотностях тока и за счет повышения плотности тока интенсифицировать процесс хромирования и увеличить величину выхода по току. Изменяя режим электролиза, можно получить разные типы осадков хрома, различающиеся по своим свойствам и, следовательно, областью применения. Наибольший технико-экономический эффект достигается при применении износостойкого и коррозионно-стойкого хромирования. Диаграммы наглядно демонстрируют области получения твердых и износостойких покрытий при стандартных режимах хромирования в «универсальных» сульфатных электролитах в разбавленном электролите и стандартном электролите. Области получения твердых Т и износостойких И хромовых покрытий Наиболее износостойкие покрытия получают при режимах электролиза, обеспечивающих получение покрытий на границе областей осаждения блестящих и молочных покрытий. Износостойкость покрытий, полученных из «универсального» стандартного электролита, возрастает при повышении температуры и, пройдя через максимум при 55-65 °C, снижается до минимума при 75 °C. Для осадков, получаемых из разбавленного электролита, максимум износостойкости смещается в область более высоких температур. Пластичность электролитического хрома также существенно зависит от режима хромирования. Хрупкие осадки хрома блестящие и матовые получаются при низких температурах электролита и высоких плотностях тока, более пластичные покрытия - при высоких температурах и низких плотностях тока молочные осадки. Осадки электролитического хрома обладают чрезвычайно мелкой кристаллической структурой. Наименьшие размеры 0,001-0,01 мкм имеют кристаллы блестящего хрома, размеры кристаллов матового и молочного хрома 0,1-10 мкм. Электролитически осажденный хром содержит кислород, водород и незначительное количество азота. Массовая доля кислорода составляет 0,2-0,5 массовых долей, водорода - 0,03-0,07 массовых долей. Объем газов, включенных в осадок, зависит от температуры и плотности тока: при увеличении температуры и уменьшении плотности тока объем газов в осадке несколько уменьшается. Хромовые покрытия отличаются очень высокой твердостью, причем твердость кубического хрома значительно выше твердости гексагонального. Твердость определяется режимом электролиза: плотностью тока и температурой например, нагрев хромового покрытия уменьшает его твердость. Осадкам хрома свойственны высокие внутренние напряжения, причина возникновения которых заключается в самопроизвольном переходе нестабильного β-Cr в стабильную модификацию α-Cr, имеющую более высокую плотность, в результате чего в хромовых осадках образуется сетка микротрещин. При повышении температуры электролита внутренние напряжения уменьшаются, и число трещин в покрытии также уменьшается. При высоких плотностях тока и повышенной температуре электролита образуется преимущественно кубическая структура α-Cr, при низких плотностях тока и комнатной температуре - в основном гексагональная структура β-Cr. Эта структура устойчива только при температурах ниже 25 °C, а при более высоких температурах она переходит в стабильную модификацию α-Cr. Данная технология разработана специалистами ФГУП «ЦНИИМ» г. Санкт-Петербург и применяется в ООО «Хром» г. Технология КМХ предполагает хромирование цилиндрических деталей с одновременным механическим абразивным воздействием на катодную поверхность, то есть совмещение процесса хромирования с хонингованием или притиркой поверхности специальными полирующими элементами. Кроме того, применение катодно-механического хромирования позволяет получать толстослойные хромовые покрытия толщиной свыше 100 мкм с шероховатостью, соответствующей высоким классам чистоты обработки поверхности не ниже 9 класса без промежуточной механической обработки. Суть процесса гальвано-хонингования - постоянная принудительная корректировка формирования поверхности в процессе хромирования полирующими элементами. Это позволяет предотвратить укрупнение неровностей с ростом толщины осадка на формируемой поверхности, предотвратить неравномерность распределения покрытия по толщине, сохранить мелкокристаллическую структуру осадка хрома сохранение условий плоского фронта роста осадка. Другими словами, при технологии КМХ производят принудительное «выглаживание» формирующегося и растущего слоя осадка хрома на микроскопическом уровне. Выводы специалистов-разработчиков КМХ из анализа существующих в России основных технологий хромирования цилиндрических длинномерных деталей типа «шток» свидетельствуют о следующем: - при стандартном хромировании цилиндрических деталей для достижения необходимого класса чистоты обработки поверхности требуется механическая доводка поверхности по хрому на дорогостоящем оборудовании , которая, как правило, снижает эксплуатационные характеристики хромового покрытия пригары, задиры, трещины ; - при КМХ формируется покрытие с шероховатостью, соответствующей классу чистоты обработки поверхности на 2-3 единицы выше исходной чистоты обработки подложки. При этой технологии не требуется дальнейшей механической обработки хромовых покрытий, предотвращается дендритообразование, соответственно сохраняются высокие функциональные свойства хрома. Технологические параметры и состав электролита стандартной технологии хромирования не противоречат принципам технологии КМХ. Следует отметить, что гальвано-хонингование не является одновременным совмещением процесса хромирования и шлифовки поверхности, так как притирочные блоки постоянно перемещают по катодной поверхности, периодически выравнивая и полируя катодную поверхность, не истирая часть слоя хрома как при шлифовке. Екатеринбург, Промзона Новосвердловской ТЭЦ, здание РСЦ, литера ЖЖЖ. Вся представленная на сайте информация и цены не являются публичной офертой.
Требования к промывной воде 4. Как уже было указано в первой части работы, с течением времени содержание водорода в образцах уменьшается и определение пластичности образцов необходимо проводить сразу после окончания электрохимического нанесения покрытий. Адсорбция органических соединений на электродах. Поэтому для тонкостенных закаленных изделий типа пружин, вибраторов и им подобных, хромирование не применяют. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ И РЕЖИМЫ ХРОМИРОВАНИЯ.