Электроосаждение хрома

Рис. 3.8. Микротрещины при электроосаждении хрома (ХЮОО)

Так же, как при электроосаждении хрома, тонкослойные покрытия золотом склонны к образованию пор, которые могут неблагоприятно влиять на их свойства коррозионной защиты основного металла. Для уменьшения пористости требуется производить тщательный контроль за условиями электроосаждения, а также уделять большое внимание качеству подготовки основного металла перед нанесением покрытия. С целью усиления защиты основного металла можно использовать тонкие слои грунтового покрытия. [c.96]

Кроме того, имеются экспериментальные данные, показывающие ухудшение усталостной прочности стали после электроосаждения хрома, никеля, цинка, кадмия, что также является (по крайней мере, частично) следствием наводороживания стальной основы в процессе электроосаждения указанных металлических покрытий. Однако в этом случае усталостное разрушение может в известной степени быть вызвано различием в модулях прочности металла основы и металла покрытия, что ведет при большом различии к возникновению усталостной трещины на границе металла основы и металла покрытия, проникающей далее в глубь стального образца (детали). Таким образом, явление усталостного разрушения образцов с гальванопокрытиями имеет более сложный механизм. Соответствующие экспериментальные данные будут приведены при рассмотрении наводороживания при электроосаждении конкретных видов гальванопокрытий (см. раздел 6). [c.165]

Электроосаждение хрома идет в условиях выделения большого количества водорода. Выход хрома по току в обычном универсальном электролите составляет всего 8—13% [517]), следовательно, основная часть электроэнергии затрачивается на восстановление водорода. Более того, согласно наиболее вероятным представлениям о механизме электровосстановления хрома из раствора хромовой кислоты, водород, первоначально выделяющийся на катоде, как раз и играет роль восстановителя ионов хрома [622—625]. [c.256]

Пластичность при скручивании определялась на образцах из стальной пружинной проволоки ОВС 0 0,6 мм по методике, описанной в разделе (1.3.3). Результаты, приведенные на рис. 6.3, показывают, что падение пластичности стали после хромирования увеличивается с увеличением Дк и уменьшением температуры электролита, т. е. с изменением факторов, влияющих на наводороживание металла основы в направлении, благоприятствующем абсорбции водорода стальной основой. Увеличение продолжительности электроосаждения хрома с 20 до 40 мин при температуре 50°С сопровождалось некоторым ростом [c.269]

Электроосаждение хрома проводилось из стандартного электролита при Дк—2Б или 50 А/дм2 и температуре 35 или 50°С в течение 20 мин. Некоторые полученные данные приведены на рис. 6.5. Для стали ЗОХГСА характерно отсутствие инкубационного периода. Сразу же после нагружения хромированного образца начинается развитие водородной трещины, о чем свиде- [c.271]

В разделе 6.1 было показано, что электроосаждение хрома сопровождается очень сильным наводороживанием стальной основы, приводящим к необратимому ухудшению механических характеристик стали. Последующий отпуск хромированных деталей при 100—200°С обычно не устраняет этих последствий наводороживания, а иногда даже приводит к дальнейшему ухудшению механических свойств стали. [c.273]

Рис. 6.6. Влияние органических добавок на наводорожи-вание стальных катодов (проволока ОВС 0 0,6 мм, испытания на скручивание) при электроосаждении хрома а — ПЭГ 2000 б — пиридин в — хинальдин — ванилин.

Ванилин (рис. 6.6,г) является весьма эффективным ингибитором наводороживания при электроосаждении хрома. Наибольший эффект увеличения пластичности образцов наблюдается [c.276]

Корреляция действия ванилина и хинальдина на пластичность проволочных образцов и циклическую усталость плоских образцов является подтверждением нашей точки зрения на причину понижения усталостных характеристик стали в результате хромирования, согласно которой основной причиной этого явления считается наводороживание стальной основы в процессе электроосаждения хрома. [c.277]

Можно предположить следующий ход процессов, протекающих на входном участке полосы на участке а поверхность стали активируется выделяющимся водородом, реакция Сг +->Сг + начинает протекать к концу этого участка на участке б реакция неполного восстановления интенсивно протекает, ее продукты формируют катодную пленку на наиболее активных участках поверхности формирование пленки уже завершилось и начался процесс восстановления до металла на участке в формирование пленки завершилось на большей части поверхности только на отдельных небольших участках пленка еще не сформирована и металлический хром отсутствует на участке г электроосаждение хрома идет по всей поверхности. При повышении плотности тока до 40 а/дм и выше процесс формирования пленки резко ускоряется и описанная картина не наблюдается. [c.35]

При концентрациях сульфатов 12 и 24 г/л электроосаждение хрома идет с небольшой скоростью (14 и 17% соответственно) только на неподвижном электроде. Уже при У(о = =2—3, когда режим перемешивания еще ламинарный, металлический хром на катоде отсутствует и резко ускоряется образование трехвалентных ионов хрома в электролите. Характерно, что во всех случаях такого срыва реакции полного восстановления подавляется не только эта реакция, цо и восстановление водорода, всегда сопутствующее процессам восстановления хромовой кислоты, и единственной реакцией на электроде становится неполное восстановление (выход Сг + составляет 100%). [c.102]

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ХРОМА ИЗ ЕГО ТРЕХ- И ШЕСТИВАЛЕНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.149]

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ХРОМА ИЗ ТРЕХВАЛЕНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.149]

Интерес, проявляемый к практическому использованию солей трехвалентного хрома для его электроосаждения, обусловлен большей экономичностью процесса и меньшей вредностью в производстве по сравнению с шестивалентными соединениями [3]. Однако осуществление процесса электроосаждения хрома из растворов трехвалентных соединений связано с преодолением ряда трудностей, обусловленных как сложностью химической природы растворов солей хрома, так и разнообразием реакций на катоде выделение хрома и водорода, восстановление трехвалентных ионов хрома до двухвалентных и т. д. [4]. Данные относительно вос- [c.149]

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ХРОМА ИЗ ШЕСТИВАЛЕНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.156]

Выяснение механизма электроосаждения хрома из его шестивалентных соединений представляет собой одну из сложнейших задач электрохимии. Это связано с тем, что при осаждении хрома из растворов хромовой кислоты на катоде восстанавливается много- [c.156]

В дальнейших работах свойства пленки в значительной мере связывались со значением pH приэлектродного слоя. Так, Сна-вели [19] считал, что при электроосаждении хрома из хромовой кислоты на поверхности катода образуется своеобразная коллоидная мембрана. В зависимости от pH заряд коллоидных частиц меняется, причем изоэлектрическая точка находится около pH 6. Ниже этого значения коллоидные частицы заряжены положительно и перемещаются к катоду. Адсорбция сульфат-ионов вызывает замедление движения коллоидных частиц и, следовательно, уменьшает тормозящее действие коллоидной пленки. С изменением условий электролиза меняется pH приэлектродного слоя, что в свою очередь влияет на скорость движения коллоидных частиц. Сна-вели, так же как и Роджерс [20], считает, что восстановление хромовой кислоты идет стадийно и что атомарный водород может принимать участие в промежуточных стадиях восстановления ионов хрома. [c.158]

Благодаря работам, проведенным в последние годы, представления о механизме электроосаждения хрома существенно изменились. В основном это касается состояния поверхности электрода и его влияния на кинетику электродных процессов. В частности, было показано, что в зависимости от условий электролиза возможны различные состояния поверхности, которые и оказывают непосредственное влияние на скорость восстановления хромовой кислоты. Было установлено, что образующаяся на катоде в процессе электролиза пленка способствует восстановлению хромовой кислоты до металла, в противоположность установившемуся мнению о том, что пленка из продуктов неполного восстановления препятствует проникновению хромат-ионов к электроду и тормо- [c.158]

Не учитывая смещения потенциала катода в отрицательную сторону при добавлении серной кислоты в области электроосаждения хрома, многие ученые длительное время считали, что добавки сульфат-ионов способствуют частичному разрушению образующейся в процессе электролиза пленки и таким образом облегчают восстановление хромат-ионов. В действительности же, как видно из рисунка, добавление серной кислоты повышает потенциал восстановления ионов. Как будет видно из дальнейшего изложения, в области потенциалов ей на поверхности электрода образуется пленка из продуктов электролиза, которая и защищает поверхность электрода от окисления и тормозит одни реакции, тем самым способствуя протеканию других [28]. [c.163]

Интересно отметить, что при плотности тока, соответствующей второй ветви поляризационной кривой, пленка на поверхности электрода образуется не сразу, а спустя некоторое время после начала электролиза. Это наглядно показывают осциллограммы Ф — г (рис. 110), состоящие из двух участков площадки более низкого потенциала (/), соответствующей неполному восстановлению хромовой кислоты, и участка высокого потенциала II), соответствующего области электроосаждения хрома [42, 43]. При увеличении плотности тока продолжительность площадки I, как видно из рисунка, сокращается. [c.171]

Приведенные данные показывают, что добавки фосфорной кислоты в области потенциалов электроосаждения хрома меняют свойства пленки и уменьшают скорость восстановления ионов шестивалентного хрома до трехвалентного состояния более чем в 2 раза. [c.178]

Из приведенных данных видно, что в области потенциалов электроосаждения хрома скорость восстановления хромовой кислоты определяется свойствами образовавшейся на катоде пленки. Поскольку пленка является в основном продуктом реакции Сг н>Сг , то нельзя создать условия, при которых происходило бы лишь электроосаждение хрома, а неполное восстановление отсутствовало бы. Поэтому выход по току металлического хрома не может быть таким высоким, как при электроосаждении других металлов. [c.182]

Вопрос о механизме электроосаждения хрома был предметом изучения многих ученых. Как уже указывалось выше, суш,ествуют две основные точки зрения. Одни исследователи считают, что восстановление шестивалентного иона хрома происходит стадийно [c.183]

Никель чувствителен к агрессивным воздействиям, особенно в промышленной атмосфере. Из-за потускнения металла ве едст-вие образования пленки основного сульфата никеля, уменьшающего зеркальный блеск поверхности, покрытия постепенно теряют отражательную способность [4]. Для того чтобы уменьшить потускнение, на никель электроосаждением наносят очень тонкий (0,0003—0,0008 мм) слой хрома. Отсюда возник термин хромовое покрытие , хотя в действительности оно в основном состоит из никеля. Оптимальные условия защиты достигаются, если в покровном хромовом слое образуются микротрещины. Чтобы получить этот эффект, в гальванические ванны для электроосаждения хрома вводят соответствующие добавки. Тонкий никелевый слой, осажденный из электролита, содержащего блескообразователи (обычно соединения серы), в свою очередь наносится на вдвое или втрое более толстый матовый слой, электроосажденный из обычной ванны никелирования. Многочисленные трещины в хроме способствуют инициации коррозии во многих местах поверхности, что уменьшает в конечном итоге глубину коррозионных разрушений, которые в противном случае протекали бы в нескольких отдельных точках. Блестяпщй никель, содержащий небольшие количества серы, является анодом по отношению к нижнему слою никеля, в котором серы меньше, и поэтому выступает в качестве протекторного покрытия. Развитие любого питтинга, образующегося под хромовым покрытием, происходит в основном вширь, а не за счет роста в глубь никелевых слоев. Таким образом, предотвращается коррозия основного металла. Система многослойных покрытий обладает более высокой защитной способностью, чем однослойные хромовые или никелевые покрытия той же толщины [51. [c.234]

Электроосаждение хрома почти всегда производят из растворов серной или хромовой кислот с использованием анодов из свинца. Рабочая температура меняется в пределах 37—65° С в зависимости от используемого электролита для нанесения гальванических покрытий. Хром периодически пополняют, заменяя использованный, за счет добавок хромовой кислоты. Покрытия блестящие, но рассеивающая способность слабая, что приводит к неравномерности покрытия по толщине и неполному заполнению углублений обрабатываемых изделий. Кроме того, КПД катода низкий (в пределах 8—18% в зависимости от используемого раствора и рабочих условий). Более высокий КПД катода можно получить в ваннах, катализуемых фторидом кремния (до 25%), или в ваннах (типа Борнхаузера) тетрахромата (до 30%). [c.92]

В морских атмосферах скорость коррозии кобальта очень мала. На обоих испытательных стендах в Кюр-Бич (25 и 250 м от океана) коррозия происходила со скоростью от 2,5 до 5,1 мкм/год [46]. Электроосажден-ное кобальтовое покрытие может разрушаться быстрее, чем никелевое. Наличие продуктов коррозии кобальта придает поверхности красноватый оттенок. Сравнение свойств композиционных покрытий на стали, полученных электроосаждением хрома на нижний слой из кобальта, кобальтоникелевого сплава или никеля, показало, что во всех случаях достигается примерно одинаковая защита стали в морских атмосферах [47]. В целом кобальт можно отнести к металлам, стойким в морской атмосфере. Небольшая местная коррозия, как и в случае никеля, может происходить в результате образования коррозионных пар под солевыми и другими отложениями на поверхности. [c.91]

Ниже приведены типичные условия электроосаждения хрома из хромовоаммонийных солей [4] [c.157]

Влияние режимов покрытия на электроосаждение хрома из хромокислот нон ванны подробно исследовано получены следующие результаты [c.870]

ЗОХГСА, термообработан ной на твердость Янс=45. Отделочной операцией было тонкое шлифование вдоль продольной оси образцов. Как видно из рис. 6.4, хромирование сильно понижает сопротивление стали усталостному разрушению при знакопеременном деформироваТ1ИИ. Предел усталости при испытании на базе 10 циклов не выявляется, что характерно для наводоро-женной стали. Подобное поведение наблвддали ранее Г. В. (Карпенко и Р. И. Крипякевич [8] при коррозионно-усталостных испытаниях стали в наводороживающей коррозионном среде. Это свидетельствует о том, что понижение усталостных характеристик высокопрочной стали в результате хромирования обусловлено, если не всецело, то в значительной степени, наводорожи-ванием стали в процессе электроосаждения хрома. [c.271]

Согласно [17], в США разработан процесс электроосаждения хрома на стальную полосу из солевых расплавов. Электроосаж-денный хром при относительной высокой температуре процесса вступает в реакцию с железом стальной полосы с образованием диффузионного поверхностного слоя, содержащего от 25 до 50% хрома. Разработанный способ хромирования эффективен, выгодно отличается от процессов хромирования в твердых и газообразных средах. [c.7]

В обоих случаях органическое защитное покрытие наносится на рулонную жесть по подслою из электроосажденного хрома толщиной 0,02— [c.33]

При скорости движения полосы 2—5 см1сек, необходимой, чтобы обеспечить нужную производительность и экономичность агрегата, время поляризации любого участка полосы в каждой паре анодов составляет 0,5—0,1 сек. В процессе хромирования это тем более важно, так как электроосаждение хрома протекает только при наличии на поверхности катода катодной пленки, состоящей из продуктов неполного восстановления хромовой кислоты, механизм и кинетика образования которой изучены в [3—9]. Время, которое необходимо для формирования пленки, соизмеримо с временем поляризации полосы в межанодном пространстве. Известно [10], что с прекращением тока пленка быстро [c.33]

В тех случаях, когда имеется большое количество центров искажения микроструктуры, следует ожидать и существенного изменения степени кристаллографической текстуры покрытия. Рентгенографические исследования хромовых покрытий, полученных в различных температурных режимах (матовые, блестящие и кристаллические покрытия), позволили установить, что наиболее разориентированными, практически не имеющими предпочтительной ориентации, являются блестящие покрытия хрома [6]. Аналогичное явление было отмечено и при осаждении сплавов Со—Р и Со—N1—Р. Электроннографические исследования показали, что увеличение плотности тока при осаждении вызывает уменьшение степени ориентации кристаллитов покрытия. Таким образом, данные металлографических исследований покрытий дают возможность косвенно судить о состоянии катодной пленки при электроосаждении хрома и прикатодного слоя при осаждении других металлов и сплавов. [c.84]

Как и следовало ожидать (рис. 3), с повышением относительного содержания сульфат-ионов в электролите величина тока, при котором завершается процесс образования пленки на поверхности катода и начинается электроосаждение хрома, возрастает. В растворах, содержащих 250—300 г/л СгОз и 3 г/л Н4504, катодная пленка получается настолько устойчивой, что ток, при котором происходит ее разрушение, практически не зависит от скорости вращения электрода. [c.100]

Поскольку электроосаждению хрома посвящено очень большое число статей и монографий [12], в которых зачастую высказываются диаметрально противоположные взгляды, то следует коротко рассмотреть этот вопрос в его историческом развитии. Одной из первых работ, посвященных выяснению роли сульфат-ионов в процессе восстановления хромовой кислоты, является работа Карвет и Карры [13]. Однако систематическое изучение механизма электроосаждения хрома началось после опубликования работ Сарджента [14] и Либрейха [15]. Либрейх, анализируя полученные поляризационные кривые, на которых был ряд изломов, высказал мнение, что восстановление шестивалентного иона хрома происходит стадийно [c.157]

Каспер [18] также предполагал, что на катоде образуется пленка из основных солей хроми-хромата, которая тормозит процесс электроосаждения хрома. Полезное действие сульфат-ионов, по его мнению, заключается в том, что они вызывают коагуляцию частиц хроми-хромата и тем самым препятствуют образованию пленки на поверхности катода. При этом Каспер считал, что осаждение хрома происходит неносредствепно из шестивалентных ионов. Одним из доказательств этого, по его мнению, служит то, что такие катионы как никель, цинк или железо, потенциал которых более положителен, чем потенциал восстановления трехвалентного хрома, совместо с хромом не восстанавливаются. [c.158]

Обстоятельный исторический обзор, посвященный изучению механизма электроосаждения хрома, дан в работах Матулиса [21]. [c.158]

Возможно, что появление материала катода в пленке является результатом специфики обработки при исследовании. По всей вероятности, изученные Вайнером и Шиеле катодные пленки не очень близки но структуре и составу к тем, что имеются на поверхности катода в процессе электроосаждения хрома. Действительно, при выключении тока фазовые пленки разрушаются. Кроме того, при подготовке пленок для электрономикроскопического и [c.171]

Что касается толщины катодной пленки, то по этому вопросу существуют разноречивые мнения. По данным Геришера и Кеппе-ля [21], полученным электрохимическим методом (определением количества электричества, расходуемого на образование пленки), толщина пленки оценивается величиной в 1—2 молекулярных слоя. Мнения о мономолекулярпой толщине катодной пленки придерживаются и другие исследователи [46]. Естественно, что такие тонкие пленки невозможно наблюдать. Однако опыт показывает, что пленки, образованные в процессе электролиза в присутствии сульфат-иопов, имеют значительную толщину и их можно визуально наблюдать [47—49], На рис. 111 представлена серия кинокадров, иллюстрирующих разрушение пленки при снижении потенциала от области электроосаждения хрома к области неполного восстановления хромат-жонов. Особенность представленной на снимках пленки заключается в том, что она представляет собой как бы сплошной чехол, покрывающий поверхность электрода. [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...