ign="justify">. 2 Основи процесу хромування [2]
Електролітичне хромування суттєво відрізняється від інших гальванічних процесів. Виділення хрому проводиться з розчинів хромових кислот (суміш кислот Н2Сr2О7 і Н2СrО4), а не з солей хрому. При цьому в розчині обов'язково повинні бути присутніми у великій кількості добавки активних аніонів (SО42-, SiF62-, F-), без яких хром не виділяється з хромової кислоти.
Важливою особливістю хромування є більш легке виділення водню на катоді, ніж хрому. Водень починає виділятися при більш позитивному потенціалі, ніж хром, і вихід за струмом при хромуванні набагато (в три - п'ять разів) менше, ніж при осадженні інших металів. На вихід хрому по струму істотно впливають щільність струму і температура електроліту.
розсіюючої і криюча здатності хромових електролітів на відміну від інших процесів низькі, що змушує застосовувати при хромуванні особливі прийоми для підвищення рівномірності покриття. Низька криюча здатність пов'язана з порівняно високою мінімальною щільністю струму, при якій починається виділення хрому.
У хроміровочних ваннах застосовуються тільки нерозчинні аноди, що вимагає періодичного поповнення убутку хромової кислоти шляхом її безпосереднього введення в електроліт в необхідних кількостях.
Розчини хромової кислоти токсичні, вони захоплюються виділяються при електролізі газами. Це створює необхідність прийняття запобіжних заходів для оздоровлення умов праці при роботі на хроміровочних ваннах.
Під час хромування на катоді відбуваються наступні основні процеси: осадження хрому, виділення водню, відновлення аніону хромової кислоти, де хром шести валентний, до сполук, в яких хром має меншу валентність, в основному, тривалентного хрому, утворення на поверхні катода тонкої плівки складається з активного аніону і продуктів відновлення хромової кислоти.
На нерастворимом свинцевому аноді при електролізі відбувається виділення кисню і активне окислення Cr (III) до Cr (VI).
Реакції проходять на катоді (1.8-1.9) і аноді (1.10) представлені нижче:
СrО42- + 8H + + 6е-? Сr0 + 4H2О 1.8
H + + 2е? H2 1.9
H2О + 4е-? О2 + 4H + 1.10
При хромування застосовуються тільки нерозчинні аноди зі свинцю і його сплавів з сурмою і оловом. Це обумовлено непридатністю хромових анодів, оскільки вихід по струму при їх розчиненні о сьомій - вісім разів більше, ніж вихід хрому по струму на катоді. У результаті цього концентрація хрому в електроліті в процесі хромування буде безперервно зростати, порушуючи умови електролізу.
Крім того, окислювальні процеси на розчинній аноді недостатньо інтенсивні, щоб перевести накопичуються в електроліті іони тривалентного хрому в шестивалентний. Перевищення допустимої концентрації тривалентного хрому призводить до порушення роботи електроліту.
Показники процесу та якості покриття при хромуванні значно більшою мірою залежать від режиму електролізу (щільності струму і температури електроліту), ніж при інших гальванічних процесах.
Важливе значення в процесі має склад електроліту, який задає режим електролізу. Найбільш часто використовуваними є сульфатні, сульфатно-кремнефторідние, тетрахроматние електроліти.
Сульфатні електроліти. Концентрація хромового ангідриду в електролітах з добавкою сірчаної кислоти може змінюватися в широких межах (від 100 до 500 г/л). Для отримання покриття гарної якості необхідно, щоб відношення концентрацій СrО3: H2SО4 в електроліті підтримувалося постійним на рівні близько 100. Значне пониження концентрації сірчаної кислоти в електроліті викликає відкладення сірих недоброякісних опадів хрому, підвищення її концентрації - відкладення мягкозерністих блискучих опадів.
Збільшення концентрації хромового ангідриду підвищує електропровідність розчину. Зміна концентрації сірчаної кислоти в зазначених межах практично не робить впливу на електропровідність розчину
Для стабілізації електроліту за змістом сірчаної кислоти запропоновано вводити її у вигляді солі важко розчинної сірчанокислого стронцію. Надлишок сірчанокислого стронцію, що знаходиться в осаді, тривалий час підтримує необхідну концентрацію сірчанокислотного аніону в електроліті.
Сульфатно-кремнефторідние електроліти. Введення в сульфатний електроліт аніон кремнефтористоводородной кислоти підвищує вихід по струму, розширює інтервал блискучих опадів і покращує розсіювальну здатність при значних щільності струму і підвищених температурах.
Введення SО42- і SiF62- у вигляді важкорозчинних солей (сірчанокислого стронцію і кремнефтористого ...
