Mạ điện crom

1 tổng quát mạ crom

Crom la kim loại màu sáng bạc, ánh xanh và không thay đổi màu ngay cả ở nhiệt độ 4000C. Crom bền vững trong các axit hữu cơ cũng như HNO3 và H2S. Tuy nhiên H2SO4 nóng và HCl ở nhiệt độ thường cũng hòa tan lớp mạ crom.

Độ rắn tế vi của lớp mạ crom thu được ở điều kiện thích ứng cao hơn cả độ rắn của thép cứng nhất.

Tùy theo điều kiện mạ và yêu cầu sử dụng lớp mạ, người ta chia lớp mạ crom thành hai loại : lớp mạ trang trí và lớp mạ kĩ thuật.

Lớp mạ trang trí: người ta thường mạ crom lên lớp mạ trung gian đồng và niken không bao giờ mạ trực tiếp lên thép. Kỹ thuật mạ một lớp crom mỏng trang trí lên lớp mạ trung gian đồng –niken hiện nay rất phổ biến, ví dụ trong lĩnh vực kỹ thuật moto, xe đạ, trong công nghiệp ô tô, tàu lử, xe điện, trong công nhiệp cơ khí chính xá, dụng cụ phòng thí nghiệm, điện tử, các chi tiết máy khâu, vỏ đồng hồ,…Lớp mạ trang trí crom có độ dày 1-2 μm

- Sử dụng lớp mạ crom kĩ thuật

Lớp mạ crom kĩ thuật được ứng dụng rộng rãi. Lớp mạ crom kĩ thuật có độ dày 0,005-0,2mm, trong trường hợp đặc biệt có thể dày đến 1mm, mạ trực tiếp lên thép, đồng thau, gang xám.Sau đây là một số ví dụ:

- Mạ crom dày để làm tang độ chịu mài mòn cơ khí của của các chi tiết máy.- Mạ crom dày lên các khuôn ép nhựa, khuôn đổ thủy tinh, khuôn ép cao su, trục in ống

đồng. Lớp mạ crom kĩ thuật có độ bóng cao, độ bằng phẳng lớn, bền hóa học , bền nhiệt, độ rắn cao, hệ số ma sát nhỏ và vẻ ngoài bóng đẹp lâu dài là những ưu điểm lớn của lớp mạ crom lên khuôn.

- Với mục đích bảo vệ bề mặt chi tiết khỏi bị phá hủy do va chạm mạnh, lớp mạ crom kĩ thuật thường được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy, trong ngành hang không, giao thông vận tải…

- Mạ crom kĩ thuật lên các chi tiết máy làm việc ở nhiệt độ cao như ống hơi, xecmang, xylanh,… của động cơ đốt trong .

- Mạ crom cứng vi rãnh, vi lỗ có khả năng ngấm dầu tốt, chịu mài mòn cao; xéc măng, xy lanh của những động cơ đốt trong thường mạ crom xốp, tang độ chịu mài mòn lên 5-6 lần.

- Mạ crom kĩ thuật còn dung để mạ phục hổi các chi tiết máy đã bị khuyết mòn hoặc hết thời gian sử dụng, đặc biệt đối với các chi tiết cần độ cứng cao như trục quay, vòng bi, quả nén bơm cao áp bủa máy, chày máy, mũi khoan…

2. chuẩn bị bề mặt trước khi mạ crom

- Mài, đánh bóng, bịt lỗ, cách điện…- Rửa bằng dung môi hữu cơ- Tẩy dầu mỡ hóa học.- Lắp lên giá treo- Tẩy dầu mỡ điện hóa.- Rửa nước nóng rồi nước lạnh- Tẩy nhẹ.- Mạ crom

3. Các dung dịch mạ crom

3.1. Những dung dịch dung để mạ crom

1. Dung dịch sunfat, bao gồm anhydric cromic CrO3 và axit sulfuric H2SO4

. Đây là dung dịch mạ crom được dung nhiều nhất trong mạ trang trí cũng như mạ kĩ thuật.

2. Dung dịch có chứa muối kali flosilicat K2SiF6 hoặc axit của nó H2SiF6, đồng thời có chứa ion sunfat SO4

2- dưới dạng strontisulfat SrSO4 bão hòa, dung dịch này còng gọi là dung dịch tự điều chỉnh.

3. Dung dịch tetracromat

4. Dung dịch mạ crom đen trang trí bảo vệ: Dung dịch này không chứa ion sunfat SO4

2-

5. Dung dịch dùng để mạ những chi tiết nhỏ trong thùng mạ quay ở nhiệt độ thấp.

Bảng 29: Thành phần các tham số mạ crom

Thành phần và các tham số điện phân (g/l)

Loại dung dịchDung dịch sulfat Dung dịch flosilicat Dung dịch

tetracromatDung dịch mạ quay

1 2 3 4 5 6 7 8 9CrO3 150 250 300-

400200-300

250 250

187-350

350-400

300-400

H2SO4 1,5 2,5 3-4 0,63-1,26

1,5-2,5

Cr2O3 3-5 5-8 5-10 5-8 5-8 6,25-25 8-10SrSO4 5-6 2-3H2SiF6 2,5K2SiF6 18-20 18-

20NaOH 38-50 40-60NaF 3,5Đường kính tinh khiết (đường mía)

1 1,5 1,5 1,5 1,5

CrO3 : H2SO4 100 100 100Khối lượng riêng (g/cm3)

1,11 1,18 1,21-1,28

1,15-1,22

1,19 1,17

1,22-1,31

1.27-1,31

1,21-1,28

Tham số điện phân: nhiệt độ

55-60

40-60

40-50 40-65 40-65

16-22

15-20 20 10-20

Lk (A/dm2) 45-60

15-40

8-35 15-100 30-65

20-60

20-100 30-80 3

Hiệu suất dòng μk(%)

14 13 9-10 18-20 17-18

28-30 30

3.2 cách pha chế dung dịch

Dung dịch sunfat- Thành phần cơ bản: CrO3, H2SO4, Cr2O3.- Cần có 2 bể : bể mạ chính và bể dự trữ được làm thép dày, lót chì dẻo hay dùng

bằng compozit. Hai bể nên có kích thước bằng nhau.- Tiến hành pha chế trong bể dự trữ như sau: rót nước sạch vào 2/3 bể , đun nóng

60°-70°, cho CrO3 vào, khuấy đều cho đến khi CrO3 tan hoàn toàn, khuấy tiếp độ 1h nữa, để bể 24h , gạn lấy dung dịch sang bể chính

- Bổ sung vào bể chính nước đến gần mức quy định. Thêm vào bể gần 80% H2SO4

đã được tính toán trước. tiếp bỏ vào 1.5g đường kính trắng khô cho một lít dung dịch. Sau đó cho nước vào đến thể tích quy định và khuấy cho dung dịch đồng nhất.Dung dịch tự điều chỉnh

- Pha chế như dung dịch sunfat nhưng thay vì dùng 2 H2SO4 ta dùng 2 loại muối khó tan là K2SiF6, SrSO4

Dung dịch tetracromat- Cách pha chế tương tự như dung dịch sunfat nhưng cần chú ý tới lượng H2SO4 có

trong CrO3 kỹ thuật (0.2%)- Cách pha chế NaOH vào dung dịch: cân lượng xút rắn đã tính toán, dùng xô nhựa

rót nước sạch bằng 1/10 dung dịch mạ, cho cẩn thận xút vào nước và khuấy đều. pha xong để nguội cho vào dung dịch mạ và khuấy đều. dung dịch thường ở nhiệt độ 16-20°CDung dịch mạ Crom đen trang trí

- Ta pha chế CrO3 trong bể phụ tương tự như dung dịch sunfat. Lượng dung dịch ban đầu khoảng 2/3 bể. cần tính lượng dư ra 10% khi pha không cần thêm đường

- Loại ion SO42- khỏi dung dịch: cho bari cacbonat BaCO3 với lượng 2-2.5kg cho 100kg CrO3. Cho từng phần nhỏ và khuấy mạnh. Cho hết lượng BaCO3 vào khuấy mạnh ít nhất 2h. sau đó để 24h. gạn lọc phần dung dịch CrO3 cho vào bể chính. Cân H2SiF6 vào bể mạ và khuấy đều.Dung dịch mạ crom trong các thùng quay mạ

- Dung dịch chỉ có CrO3 và NaF. Pha dung dịch như mạ Crom đen nhưng cho thêm NaF vào và khuấy đều làm việc ở 18-22°. Anot bằng Pb+ 7%Sn

3.3 sự cố khi mạ crom

Bảng 7.4. Sự cố trong mạ cro, nguyên nhân và cách chữa

Sự cố Nguyên nhân và cách chữaKhông có lớp mạ crom 1. Tiếp điện cho vật mạ hay cho anot

xấu. Chữa lại2. Vật mạ che khuất lẫn nhau. Kiểm tra

và khắc phục3. Mật độ dòng điện quá bé. Tăng ic lên

đúng quy định4. Nhiệt độ dung dịch quá cao. Giảm bớt

nhiệt độ5. Nồng độ H2SO4 quá cao. Dùng 2,2 g

BaCO3 cho một lít dung dịch sẽ kết tủa được 1g/l H2SO4

6. Lẫn nhiều tạp chất axetat, photphat, nitrat

7. Chuẩn bị bề mặt vật mạ chưa tốt.Cần khắc phục

Chỗ hơi lõm đã không có lớp mạ 1. Thừa ion SO42-. Kết tủa bớt bằng BaCO3

2. Tạp chất sắt >8g/l. thay mới một phần dung dịch

3. Anot móc treo không tiếp điểm. kiểm tra và khắc phục

4. Mật độ dòng điện thấp. tang dòng điện lên

5. Chuẩn bị bề mặt không kỹ. cần khắc phục.

Lớp mạ xám ở phần trên Vật mạ treo cao gần mặt thoáng dung dịch qua. Treo lại sâu hơn

Lớp mạ xám ở phần dưới Vật mạ treo sát đáy bể quá. Treo lại cao hơnĐiện thế bề mạ lớn không bình thường anot có lớp màng dày bao phủ. Cần cạo sạch

bằng bàn chải sắt.Mạ ăn chậm khó đạt được bề dày mong muốn Mạ chưa đủ thời gian. Xem lại thời gian mạ

Mật độ dòng điện thấp. cần kiểm tra và tang dòng điện

4. các lớp mạ đặc biệt

- Mạ crom xốp: lớp crom xốp có nhiều rãnh chứa đựng dầu mỡ nên bôi trơn tốt cho các chi tiết làm việc ma sát

- Mạ crom đen: để trang trí, tránh phản quang, chống mài mòn- Mạ crom lên nhôm: trang trí, tang chịu mài mòn cho vật chịu ma sát và dụng cụ

đo..

5.vận hành bể mạ

- Vật mạ bằng đồng, đồng thau nối điện trước khi đưa vào bể- Vật mạ bằng sắt thép phải dược làm nóng ngay trong bể mạ crom hay hoạt hóa anot.

Trước khi mạ phải hoạt hóa anot trong bể 0.5-3 phút. Phải dung dòng xung lớn gấp 2-3 lần dòng điện mạ trong 0.5-1 phút

- Vật mạ bằng gang chỉ được tẩy dầu mỡ hóa học và cọ kỹ bằng mùn cưa hay nước vôi.- Vật mạ bằng mạ kền trước đó phải mạ ngay sau khi kết thúc mạ kền.- Giá treo, móc treo tiếp điểm: phải đủ lớn để tải được dòng điện yêu cầu mà không bị quá

nóng.