Гальваническое хромирование

Пассивация и пассивирование

«Пассивность» (пассивное состояние) – термин, под которым понимают такое состояние, при котором металл практически не подвергается коррозии.

Ряд металлов (алюминий, хром, нержавеющие стали, никель) характеризуются пассивным состоянием в атмосферных условиях. Другие металлы можно искусственно пассивировать химическим или электрохимическим путём. Например, железо можно сделать пассивным, обрабатывая его концентрированной серной кислотой, концентрированной азотной, растворами нитритов и хроматов.

Явление пассивации железа и стали в серной кислоте используется при железнодорожных перевозках Н₂SO₄ в цисцернах. Пассивность железа и стали можно вызвать электрохимическим путём с помощью анодной поляризации.

Доказано, что на поверхности металлов образуются защитные слои, механизм действия которых объясняется плёночной и адсорбционной теориями.

По плёночной теории пассивности на поверхности металлов предполагается существование слоёв продуктов реакции окислов металлов или других соединений, которые отделяют металл от коррозионной среды, препятствуют диффузии реагентов и тем самым снижают скорость растворения металла.

Согласно адсорбционной теории на поверхности металла предполагается существование слоёв хемисорбированного кислорода или других пассивирующих ионов.

Эти слои изменяют строение двойного электрического слоя на границе металла с раствором, приводя тем самым к уменьшению коррозии.

С целью улучшения противокоррозионных свойств стали можно в качестве легирующего компонента вводить в неё металл, имеющий склонность к пассивации, например хром.

Пассивность, достигаемая электрохимическим путём с помощью анодной поляризации различных металлов постоянным током (анодная пассивность) нашла практическое применение: она является основой анодной защиты. Анодная защита металлов и сплавов – одно из достижений в борьбе с коррозией металлов в агрессивных средах, например в горячих концентрированных кислотах, щелочах и солях.

Процесс электрохимического осаждения хрома осуществляется при использовании нерастворимых анодов из свинца или платинированного титана.

Убыль хрома в электролите в процессе хромирования компенсируется добавкой СrO₃, т. к. хромовый ангидрид является основным компонентом электролита. При увеличении его концентрации в растворе и при снижении плотности тока выход по току хрома уменьшается.

Защитные хромовые покрытия делятся на три группы:

Молочные покрытия получаются при температуре электролита ~65⁰ С и малых плотностях тока. Твёрдость таких покрытий меняется от 250 до 750 кгс/мм² (по шкале Виккерса). Толщина покрытий невелика, но они лишены царапин и трещин. Их используют для защиты штампов, втулок, колец, измерительных приборов.

Блестящие покрытия получаются при средних плотностях тока и температуре

электролита 40-60⁰ С. Твёрдость 750-900 кгс/мм². Толщина покрытия больше, на них видна сеть трещин и царапин.

Матовые покрытия получаются при больших плотностях тока и сравнительно низкой температуре электролита. Покрытия отличаются высокой твёрдостью, но характеризуются значительной хрупкостью и трещинами.

Электролит для хромирования содержит СrО₃ и Н₂SO₄, причём эффективное соотношение этих компонентов 100:1.

Состав электролита (в г/л) следующий.

(СrO₃…………………..450

Н₂SO₄ (1,84 г/см³)……..4.5

Температура раствора =30-40⁰ С, катодная плотность тока 5-20 А/дм².

В промышленности применяют пористое хромирование и чёрное хромировании. Хромирование алюминия осуществляется путём осаждения хрома на подслой меди, никеля или цинка. Нанесение промежуточных слоёв может выполняться как химическим, так и гальваническим путями.

Выделяющийся при хромировании водород диффундирует в материал основы и при хромировании стали может вызвать у неё водородную хрупкость.

С целью уменьшения этого явления проводят обезводороживание изделий – нагрев хромированных деталей в сушильных печах или в масляной ванне при 180-200⁰ С.

Недоброкачественные хромовые покрытия удаляют электролитическим путём в растворе NaOH или химическим – в растворе HCl.

Дата добавления: 2014-01-07