ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Аноды из "Электролитические покрытия металлов " При увеличении концентрации хромовой кислоты (при прочих равных условиях) уменьшается также твердость осадков, сужается интервал плотностей тока для получения блестящих осадков. Поскольку в разбавленном электролите трудно поддерживать постоянной низкую концентрацию СгОз (что особенно важно при осаждении толстого слоя хрома), в практике чаще применяют растворы, содержащие 200—300 г/л СгОз. [c.311] Несмотря на более высокий выход по току в присутствии F и SiF , электролиты с добавкой сульфат-ионов имеют большее распространение. Недостатками электролитов с добавками фторсодержащих соединений являются повышенная чувствительность к колебаниям содержания основных компонентов и к загрязнениям (особенно железа), агрессивность по отношению к стеклу и керамическим материалам, увеличение износа анодов из свинца и его сплавов, которые быстро покрываются твердой плохо проводящей ток коркой фтористого или кремнефтористого свинца и требуют чистки их поверхности. Чаще всего применяются сульфат-содер-жащие электролиты при отношении СгОз S0 - ж 100 ( - 1 % SO4 от содержания СгОз) при большем относительном содержании сульфат-иона заметно уменьшается рассеивающая способность электролита. Сульфат вводится в виде серной кислоты или ее соли. [c.312] Товарный хромовый ангидрид почти всегда содержит примеси сульфатов, поэтому перед приготовлением электролита необходимо определить их содержание в ангидриде и сделать пересчет количества добавляемого в электролит сульфата. Кроме хромовой кислоты и посторонних анионов в электролите должны находиться также соединения трехвалентного хрома. В отсутствие последнего осаждение хрома на катоде начинается при более высокой плотности тока. При приготовлении электролита трехвалентный хром вводят в виде сернокислого хрома или получают путем восстановления хромовой кислоты лимонной, винной, щавелевой кислотами или сахаром, добавляемыми к раствору. Кроме того, трехвалентный хром образуется в результате неполного восстановления шестивалентного хрома, для чего электролит предварительно прорабатывают постоянным током при низкой катодной и высокой анодной плотностях тока. [c.312] Очень вредной примесью в хромовом электролите являются азотная кислота и ее соли, которые даже при очень малом содержании в электролите (около 1 г/л) сильно снижают выход хрома по току. При большом содержании нитрат-ионов хром вообще не выделяется на катоде. Загрязнение электролита солями железа уменьшает рабочий интервал плотностей тока и увеличивает сопротивление электролита, по-видимому, вследствие образования феррохромата. [c.313] Температура электролита и плотность тока оказывают большое влияние на выход по току и свойства катодных осадков хрома. Выход металла по току при повышении температуры уменьшается, а при увеличении плотности тока возрастает. [c.313] На рис. УП1-4 показана зависимость выхода хрома по току от плотности тока и температуры в электролите, содержащем 250 г/л СгОз и 2,5 г/л Н2504 [19]. [c.313] Подробные данные опубликованы также в обзоре [20], составленном на основе результатов многочисленных экспериментальных исследований. [c.313] Снижение выхода хрома по току с повышением температуры, по-видимому, объясняется удалением с поверхности катода продуктов восстановления хромат-ионов и растворением пленки, а увеличение выхода хрома с повышением плотности тока — накоплением продуктов реакции Сг + — Сг + и уплотнением пленки. Последнее затрудняет протекание более легко идущих реакций (VIII,1) и (VIII,2) и способствует увеличению скорости осаждения металлического хрома. Для каждой температуры при прочих равных условиях существует определенный минимум плотности тока, ниже которого хром не осаждается на катоде. [c.313] Влияние температуры и плотности тока на физико-химические и механические свойства хромовых покрытий внешний вид (блеск), твердость и износостойкость — взаимно связано. Каждой температуре соответствует определенная оптимальная плотность тока, или интервал плотностей тока, при которой образуются блестящие или наиболее твердые и износостойкие покрытия. Аналогично каждому интервалу плотностей тока соответствует оптимальная температура, обеспечивающая получение осадков с такими свойствами. [c.314] В зависимости от плотности тока при постоянной температуре осадки хрома изменяются от молочно-белых и мягких до блестящих и твердых при очень высоких значениях г к и относительно низкой температуре они получаются серыми, матовыми и хрупкими. С повышением температуры при постоянной плотности тока, наоборот, они переходят от матовых и хрупких через блестящие и твердые к мягким, молочно-белым (рис. У1П-5) [21]. [c.314] В практике для защитно-декоративной обработки и увеличения сопротивления механическому износу поверхности изделий чаще всего применяют так называемый стандартный, или универсальный электролит, содержащий 250 г/л СгОз и 2,5 г/л Н2504, при t=AЪ—55°С и 1к= (20— 60) -102 А/м2. [c.314] Показано [22], что зависимость поверхностной твердости осадков хрома от температуры универсального электролита для каждой плотности тока имеет минимум и максимум (рис. У1П-6). С повышением плотности тока минимум и максимум твердости смещаются в сторону более высоких температур, причем абсолютное значение минимума увеличивается, а максимума уменьшается. По мнению авторов эти изменения твердости связаны со структурными превращениями и размером кристаллов в осадке. Твердость гексагонального хрома значительно ниже твердости кубического. [c.314] Износостойкость хромовых покрытий, полученных из универсального электролита, возрастает при повышении температуры и, пройдя через максимум при 55—65 °С, снижается до минимума при 75°С. Для осадков, получаемых из разбавленного электролита. [c.314] Блестящие твердые осадки хрома, получаемые из универсального электролита при указанных выше условиях, пористы и имеют сетку трещин. Растрескивание осадка происходит вследствие больших внутренних напряжений, которые возникают в результате уменьшения объема осадка (сжатие) при превращении неустойчивой гексагональной кристаллической решетки металла в более устойчивую кубическую объемно-центрированную решетку [24, 25]. [c.315] В работе [28] для получения точечной пористости рекомендуют вести хромирование при 50—52°С, г к=(45—55)-Ю А/м для канальчатой пористости— при 60°С, 1к=(55—60)-102 А/м2 анодную обработку ведут при 50—60°С, к= (40—45) -102 А/м в течение 5—10 мин. [c.316] В последнее время хромовые покрытия с микропорами и микротрещинами применяют в защитных системах медь — никель — хром или никель — хром для повышения антикоррозионной стойкости стальных деталей при эксплуатации их в различных климатических условиях. Более высокая антикоррозионная стойкость такого покрытия по сравнению с обычным объясняется тем, что при наличии множества пор или микротрещин в хромовом покрытии коррозионный ток, вызванный действием микрогальваноэлементов N1—Сг, распределяется по большой поверхности и скорость коррозии на единицу площади значительно уменьшается [29]. [c.316] Число микротрещин составляет примерно 600 на 1 линейный см. Рекомендуют [31] применять также двухслойное хромирование, при котором первый слой наносится толщиной около 0,5 мкм из стандартного электролита при 50 °С, второй— (1,5 мкм) с трещинами при указанных выше условиях густота сетки трещин при этом достигает 1000—1100 на 1 линейный см. [c.317] В противоположность блестящим молочные осадки хрома, получаемые, главным образом, при высокой температуре (70—75 °С) и сравнительно небольшой плотности тока [ к=(15—39) 10 А/м ], не имеют трещин и значительно менее пористы. Такие осадки при достаточной толщине (20 мкм) могут быть использованы для защиты стальных изделий от коррозии в атмосферных условиях повышенной влажности при повышенной температуре. Для этой цели был предложен [33] процесс комбинированного двухслойного покрытия сначала молочным, а затем блестящим хромом (тонкий слой) взамен многослойного покрытия медь — никель — хром. [c.317] При длительном наращивании слоя хрома (при износостойком и пористом хромировании) на поверхности покрытия образуются иногда серпообразные или круглые глубокие лунки, а также шишкообразные мелкие наросты в виде сыпи (рис. УП1-9). Характерно, что эти явления наблюдались [36] только в старом электролите, долгое время не подвергавшемся чистке, и исчезали иногда после добавления серной кислоты, хотя содержание сульфата в растворе перед этим было нормальным. [c.318] Вернуться к основной статье