مدیر کل خانه آبکار
معرفی دوره مبانی آبکاری عمومی
دوره تخصصی - کاربردی مبانی آبکاری عمومی
(ویژه شاغلین در کارگاههای آبکاری سنتی و علاقمندان به حضور در صنعت آبکاری)
با همکاری انجمن آبکاری و انتشارات ثمین برگزار میکند
پیشنیاز دوره: حداقل تحصیلات دیپلم
مدت دوره: دو روز- 16 ساعت
مدرس: مهندس علیرضا رفیعی
هدف از برگزاری دوره:
هدف از برگزاری این دوره، آشنایی با مقدمات علمی و فنی آبکاری و کسب مهارتهای اولیه لازم جهت ورود به این حرفه و آمادگی جهت شرکت در دوره های تخصصی و پیشرفته میباشد.
قابلیتهای کسب شده پس از طی دوره:
شرکتکنندگان پس از طی این دوره، با اصول آبکاری فلزات آشنا شده و مهارت اولیه برای انجام فرآیند آمادهسازی قطعات، (شامل: پرداختکاری، چربیگیری، اسیدشویی، اکسیدزدایی و زنگبری) را کسب مینمایند. همچنین اصول آمادهسازی محلول و وان آبکاری را بهصورت عملی می آموزند.
محتوای دوره:
- معرفی صنعت آبکاری (تعریف ، تاریخچه ، کاربردها )
آماده سازی و تمیز کاری سطوح فلزی و معرفی انواع روشها
مراحل آبکاری
- انواع فرایند آبکاری
آشنای با فرمول های و شرایط کاری وانهای آبکاری
آشنایی با نحوه رفع اشکال وانهای ابکاری
آشنایی با روشهای انالیز محلولهای آبکاری
آشنایی با روشهای تست پوشش های ابکاری
استاندارد های ابکاری
آلاینده های ابکاری و کنترل و تصفیه پساب آبکاری
معرفی انواع تجهیزات آبکاری
موقعیت و جانمایی تجهیزات
بهداشت و ایمنی صنعتی
کارگاه عملی آبکاری
- چربیگیری / زنگ بری / آبکاری مس / آبکاری نیکل / ابکاری روی
پرسش و پاسخ.
هزینه دوره
(شامل: حضور در دوره+ ناهار+ پذیرایی+ پکیج اهدایی+ گواهینامه معتبر از مرکز آموزش جهاد دانشگاهی صنعتی شریف
آدرس دوره : تهران ساختمان مرکزی جهاد دانشگاه صنعتی شریف
همایش صنعت آبکاری مشهد 30 مهر 1402
همایش صنعت آبکاری و صنایع وابسته
اتحادیه آبکاران مشهد به مناسبت روز آبکار مراسمی در مشهد برای اعضای خود برگزار می نماید
فعالان صنعت آبکاری هر ساله روز 10 مهر که همزمان با روز مهرگان می باشد را بعنوان گرامی داشت این صنعت به هم تبریک میگویند و این روز را بهانه ای قرار مید هند تا به همفکری در مورد مسایل این صنعت بپردازند
این مراسم در روز سی ام مهرماه 1402 در هتل مشفق مشهد برگزار میشود
محورهای این همایش در زیر اماده است
علاقمند ان میی توانند از کانال خانه ابکار اخبار این همایش ار دنبال نمایند
یرگزار کننده : اتحادیه آبکاران مشهد
30 مهر 1402
ساعت 18.30
محورهای همایش گرامیداشت روز آبکار / آشنایی با دانش های فنی جدید صنعت آبکاری / نقش صنعت آبکاری در صنعت / تجلیل از منتخبین صنعت آبکاری مشهد
09151145688 جناب عدالتی / ریس اتحادیه آبکاران مشهد
09151110745 جناب هزار جریبی / دبیر همایش آبکاری مشهد
آبکاری نیکل ترجمه کتاب راهنمای شرکت کانینگ بخش اول
نیکل یک فلز براق سفید است. دارای استحکام مکانیکی بالایی است، نسبتاً سخت است و در دمای معمولی پارامغناطیس است. حتی زمانی که در هوا داغ می شود، فقط به سختی اکسید می شود. با این حال، سطوح صیقلی در معرض اتمسفر به تدریج خورده می شوند.
نیکل به آرامی در هیدروکلریک و همچنین در اسید سولفوریک رقیق حل می شود. اسید نیتریک رقیق به سرعت به نیکل حمله می کند، اما غوطه ور شدن در اسید سولفوریک غلیظ سطح نیکل را غیرفعال می کند، در این حالت به راحتی مورد حمله قرار نمی گیرد.
نیکل ممکن است به صورت یک پوشش براق، نیمه براق یا مات رسوب کند. در حال حاضر اهمیت قابل توجهی بر روی خواص مکانیکی سپرده اعمال می شود.
برای کاربردهای مهندسی، شکلپذیری و سختی با تنظیم ترکیب محلول و شرایط عملیاتی از اهمیت زیادی برخوردار است، خواص پوشش را میتوان برای برآورده کردن نیازهای کاربردهای مختلف تغییر داد. منجر به شکست زودرس پوشش می شود.
پوشش تزئینی
نیکل پرمصرف ترین فلز آبکاری است و بزرگترین کاربرد آن به عنوان یک روکش تزئینی است که در آن نیکل به دنبال کروم براق رسوب می کند. این پوشش، که عموماً به عنوان صفحه کروم براق شناخته می شود، ترکیبی از محافظت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، تحمل در برابر دماهای بالا و جذابیت تزئینی است که توسط چند سیستم پوششی دیگر وجود دارد. لایه کروم ظاهر پوشش نیکل را حفظ می کند و همچنین ارزش محافظتی سیستم پوشش را بهبود می بخشد. روکش کروم نیکل براق معمول تر است، اما اکنون استفاده قابل توجهی از پوشش های نیکل کروم ساتن انجام می شود.پوشش نیکل ممکن است از محلول های آبکاری نیکل از انواع زیر استفاده شود:1. نیکل براق 2. آلیاژ آهن نیکل براق3. نیکل نیمه براق4. نیکل مات 5. نیکل گردان6. نیکل ساتن توجه داشته باشید، نیکل مشکی که در صفحه 402 در نظر گرفته شده است، ذخایر نیکل واقعی نیست. پوشش های کاربردی نیکل:علاوه بر این کاربردهای تزئینی، آبکاری نیکل الکترولس نیز به طور گسترده در صنعت استفاده می شود.کاربردها شامل ساخت قطعات فرسوده یا ماشین کاری شده است، الکتروفرمینگ گرامافون، ابزار پرس و قالب، روکش صفحات چاپ و تولید انواع الکترو برای صنعت چاپ، تولید مش نیکل ریز و آبکاری طیف وسیعی از قطعات که نیاز به پوشش سخت، مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر خوردگی دارند.رسوب نیکل ممکن است از محلول هایی که قبلا ذکر شد و علاوه بر آن از محلول هایی از انواع زیر اعمال شود:
7. نیکل سولفامات
8. نیکل الکترولس
ضخامت پوشش های نیکل همانطور که در فصل اصول کلی آبکاری، صفحات 279 و 284 نشان داده شد، ضخامت یک پوشش آبکاری شده به چگالی جریان و زمان آبکاری بستگی دارد. در اکثر مقالات، چگالی جریان در سطح بسیار بالا خواهد بود، و در لبه ها بیشتر از سطوح فرورفته است. هرچه شکل قطعه پیچیدهتر باشد، این تغییرات بیشتر خواهد بود. در طراحی یک جیگ آبکاری، نکته مهم این است که طوری طراحی شود تا چگالی جریان قطعات مختلف کمترین اختلاف را با هم داشته باشند. ضخامت تخمینی پوشش سطح قطعه، از طریق میزان جریان اعمال شده و زمان آبکاری قابل محاسبه است. این مقدار محاسبه شده متوسط در کل سطح قطعات خواهد بود و در برخی نقاط ضخامت بیشتر از مقدار متوسط و در برخی دیگر مانند گودی یا فرورفتگی ها کمتر از مقدار متوسط خواهد بود. جدول زیر زمان مورد نیاز بر حسب دقیقه، برای پوشش ضخامت متوسط نیکل در چگالی جریان های مختلف را نشان می دهد. جدول بر اساس بازده کاتد 94 تا 96 درصد است.
نرخ پوشش، زمان بر حسب دقیقه برای میانگین ضخامت مشخص شده:
|
دانسیته جریان فرآیند amp/dm2 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
|
زمان به دقیقه برای اعمال پوشش یک میکرون |
10.4 |
5.2 |
3.4 |
2.6 |
2.1 |
|
amp/dm2 دانسیته جریان فرآیند |
3 |
3.5 |
4 |
5 |
|
|
زمان به دقیقه برای اعمال پوشش یک میکرون |
1.7 |
1.4 |
1.3 |
1 |
0.85 |
|
amp/dm2 دانسیته جریان فرآیند |
7 |
9 |
|||
|
زمان به دقیقه برای اعمال پوشش یک میکرون |
0.74 |
0.65 |
0.57 |
0.52 |
0.47 |
برای کسب اطلاعات مرجع در مورد مشخصات مورد نیاز و رابطه بین میانگین ضخامت پوشش و حداقل ضخامت مورد نیاز به صفحه 369 مراجعه شود.اکثر مشخصات آبکاری نیازمند حداقل ضخامت معین در سطوح قابل توجه است، به طور کلی مناطقی که می توان با یک توپ 20 میلی متری لمس کرد. به منظور حصول اطمینان از حداقل ضخامت مورد نیاز، لازم است ضخامت متوسطی که بیشتر از حداقل ضخامت مورد نیاز ا ست لحاظ شود. که برای مثال، برای دستیابی به ضخامت 20 میکرون ، محاسبات بر اساس 25 میکرون لحاظ شود و برای اطمینان نمونه های ابکاری شده ضخامت واقعی اعمال شده کنترل و چک شود. بعد از ان زمان آبکاری قطعات برای اطمینان از برآورده شدن نیاز مشخص شده تنظیم گردد.علاوه بر آن باید به تغییرات چگالی جریان بر روی سطح یک قطعه در حال آبکاری، همچنین قطعات مختلف داخل یک جیگ و نیز قطعات شابلن های مختلف در نظر گرفت. ****روش های تعیین ضخامت پوشش نیکل در فصل 29 شرح داده شده است. ***مشخصات مورد نیازویژگیهای مختلف مورد نیاز پوششهای تزئینی نیکل کروم، تعیین کننده حداقل ضخامت پوشش مورد نیاز بر روی سطوح خاص می باشد و همچنین آزمایشهای عملکردی برای تعیین اینکه آیا پوشش از کیفیت رضایتبخشی برخوردار است، را مشخص میکند. این تست ها شامل چسبندگی، شکل پذیری، تنش داخلی و مقاومت در برابر خوردگی میباشد. آزمایشهای مختلفی که ممکن است مشخص شوند، در فصل 29 توضیح داده شدهاند. کلیات ویژگیهای پوشش به شماره گروه یا طبقهبندی کاربردی قطعه مرتبط میباشد تا مشخصات کاربردی مورد نیاز را تامین نماید. زمانیکه که ویژگیهای مورد نیاز قطعه تعریف می شود بایستی در کنار تعریف خواص مورد نیاز ، طبقه بندی گروه پوشش نیز مشخص گردد. استاندارد بریتانیا 1224: 1970 پوشش های آبکاری شده نیکل و کرومضخامت مورد نیاز این مشخصات در زیر آورده شده است.مشخصات چهار شرط خدمات را پوشش می دهد:طبقه بندی سرویس دهی شماره 4-در شرایط خورندگی بسیار شدید در فضای باز طبقه بندی سرویس دهی شماره 3- فضای باز در شرایط عادی. طبقه بندی سرویس دهی شماره 2- در فضای سرپوشیده در فضاهایی که ممکن است متراکم شود، به عنوان مثال آشپزخانه و حمام.طبقه بندی سرویس دهی شماره 1- در فضای سرپوشیده در فضای خشک گرم، به عنوان مثال دفاتر سه نوع پوشش نیکل، یعنی:b - برای پوشش نیکل در شرایط کاملا براق.p - برای نیکل مات یا نیمه براق که نیاز به پرداخت برای براقی کامل دارد، حاوی کمتر از 0.005 درصد گوگرد و دارای کش آمدگی بیشتر از 8 درصد است.****d - برای پوشش نیکل دو لایه یا سه لایه که لایه زیرین آن حاوی کمتر از 005/0 درصد گوگرد و درصد افزایش طول (کشیدگی) بیشتر از 8 درصد و لایه بیرونی حاوی بیش از 04/0 درصد گوگرد است. ضخامت لایه زیرین در پوشش های دولایه نباید کمتر از 60 درصد ضخامت کل نیکل باشد و در پوشش های سه لایه نباید کمتر از 50 درصد کل ضخامت لایه رویی نیکل باشد. یعنی در هر صورت کمتر از 20 درصد کل ضخامت نیکل نباشد. اگر سه لایه وجود داشته باشد، لایه میانی باید حاوی گوگرد بیشتری نسبت به لایه بالایی باشد و نباید از 10 درصد ضخامت کل نیکل تجاوز کند.
جدول بر اساس داده های موجود در B.S. 1224; 1970» که حداقل ضخامت نیکل را بر روی فلزات پایه مختلف با انواع جایگزین پوشش کروم پوشش می دهد. مقادیر ضخامت بر حسب میکرومتر (میکرون) داده می شود -1 میکرومتر (PM) - 0.001 میلی متر - 0.00004 اینچ.
|
Nickel |
Service Condition Number |
||||||||
|
Deposit |
4 |
3 |
2 |
i |
|||||
|
|
r |
f |
mc/mp |
r |
f |
mc/mp |
* |
* |
|
|
Chromium deposit Nickel+Chromium on steel. |
b |
40 |
30 |
20 |
10 |
||||
|
Chromium deposit Nickel+Chromium on steel. |
p |
40 |
— |
30 |
30 |
— |
25 |
20 |
10 |
| Chromium deposit Nickel+Chromium on steel. |
d |
40 |
40 |
30 |
30 |
30 |
25 |
20 |
10 |
|
Copper+ Nickel+ |
b |
_ |
_ |
25x |
30x |
_ |
20x |
lOx |
5z |
|
Chromium on steel (or iron] |
P |
30x |
— |
25x |
25v |
— |
20y |
lOx |
5z |
|
x—Copper—20 pm y—Copper—15 Pm z—Copper—10 Pm |
d |
30x |
30x |
25x |
25y |
25y |
20y |
lOx |
5z |
|
Copper+Nickel+ |
b |
_ |
35 |
35 |
35 |
25 |
25 |
15 |
8 |
|
Chromium on Zinc |
p |
35 |
35 |
25 |
25 |
25 |
20 |
15 |
8 |
|
Alloy. Copper—8 pm. |
d |
35 |
35 |
25 |
25 |
25 |
20 |
15 |
8 |
|
Nickel+Chromium |
b |
_ |
_ |
25 |
20 |
20 |
20 |
10 |
5 |
|
on Copper or Copper |
P |
30 |
— |
25 |
20 |
20 |
20 |
10 |
5 |
|
Alloy. |
d |
30 |
30 |
25 |
20 |
20 |
20 |
10 |
5 |
|
Nickel-f Chromium |
b |
_ |
_ |
_ |
40 |
_ |
30 |
20 |
10 |
|
on Aluminium or |
P |
40 |
— |
30 |
30 |
— |
25 |
20 |
10 |
|
Aluminium Alloy. |
d |
40 |
— |
30 |
30 |
— |
25 |
20 |
10 |
*برای شرایط سرویس شماره 2 و 1، می توان از هر نوع پوشش کروم استفاده کرد به جز اینکه با آلومینیوم یا آلیاژ آلومینیوم، کروم بدون ترک مجاز نیست. چهار نوع پوشش کروم براق، یعنی:r - برای کروم معمولی با حداقل ضخامت 0-3 میکرومتر .f - برای کروم بدون ترک از لبههای قطعه تا 25 درصد عرض قطعه یا 10 میلیمتر هر کدام کمتر است، و حداقل ضخامت 0.8 میکرومتر.m or me - برای کروم ریز ترک خورده، داشتن بیش از 250 ترک در هر 10 میلی متر در هر جهت که یک شبکه بسته را در کل سطح قابل توجه تشکیل می دهد، که با یکی از روش های ارائه شده در ضمیمه E تعیین می شود، و دارای حداقل یک ضخامت 0.3 میکرومتر *. (با بسیاری از فرآیندها، ضخامت قابل ملاحظه ای بیشتر، تقریباً 0.8 میکرومتر ، برای دستیابی به الگوی ترک لازم مورد نیاز است.)
mp - برای کروم ریز متخلخل، حاوی حداقل 10000 ترک در 100 میلیمتر مربع زمانی که با روش ارائه شده در پیوست E.2 تعیین میشود و دارای حداقل ضخامت 0.3 pm است. منافذ باید با چشم غیرمسلح نامرئی باشند.ممکن است پس از یک دوره کارکرد در مورد پوشش کروم mp و mp با ضخامت 0.3 pm مقداری درخشندگی از بین برود که در برخی از کاربردها غیرقابل قبول است. این تمایل را می توان با افزایش میزان ضخامت پوشش کروم تا 0.5 pm استفاده شده است که در این صورت نامگذاری های اصلاح شده باید به شرح زیر باشد:
Cr me (0.5)
Cr mp (0.5)
الگوی ترک مشخص شده در حداقل ضخامت کروم 0.3 pm را می توان با رسوب کروم بر روی یک لایه نیکل تحت تنش کششی به دست آورد. کاربر ممکن است شماره شرایط سرویس را مشخص کند و به پلیتر اجازه دهد تا انواع رسوبات نیکل و کروم مورد استفاده را انتخاب کند یا شماره طبقه بندی پوشش خاص مورد نیاز را ارائه دهد.مشخصات و توصیه های ISOمشخصات و توصیه های ISO توسط سازمان بین المللی استاندارد صادر شده است. تا سال 1971 نتایج ISO به عنوان توصیه های ISO و با پیشوند حرف R منتشر می شد. در ژانویه 1972 ISO شروع به صدور استانداردهای بین المللی کرد. به دلایل عملی، به هر دو نوع اسناد معمولاً استانداردها گفته می شود. پیش بینی می شود که در آینده استانداردهای ملی بر اساس استانداردهای صادر شده توسط سازمان بین المللی باشد.ضخامت نیکل مورد نیاز برای مشخصات زیر در جدول زیر آورده شده است. شمارههای شرایط سرویس و انواع ذخایر نیکل و کروم مشخص شده برای استاندارد بریتانیا 1224 در صفحه 369 فهرست شدهاند. استاندارد بین المللی ISO 1456: 1974پوشش های آبکاری شده نیکل به علاوه کروم.استاندارد بین المللی ISO 1457: 1974پوشش های آبکاری شده مس به اضافه نیکل به علاوه کروم روی آهن یا فولاد.جدول بر اساس داده های مندرج در مشخصات ISO 1456 و 1457، حداقل ضخامت نیکل را برای رسوب گذاری بر روی فلزات پایه مختلف با انواع جایگزین پوشش رویی کروم نشان می دهد.مقادیر ضخامت بر حسب میکرومتر (میکرون) داده می شود -1 میکرومتر (pm) = 0.001 میلی متر ^ 0.00004 اینچ.
|
Deposit |
Service Condition Number |
1 |
|||||||
|
Chromium deposit |
r |
f |
mc/mp |
r |
f |
mc/mp |
* |
* |
|
|
ISO 1456 Nickel -‘-Chromium |
b |
40 |
40 |
30 |
20 |
10 |
|||
|
on steel. |
P |
40 |
|
30 |
30 |
|
-5 |
20 |
10 |
|
d |
40 |
40 |
30 |
30 |
30 |
25 |
20 |
10 |
|
|
ISO 1457 Copper —Nickel + |
b |
25x |
30x |
20x |
lOx |
5z |
|||
|
Chromium on steel (or iron) |
P |
30x |
— |
25x |
25y |
__ |
20y |
lOx |
5z |
|
d |
30x |
30x |
25x |
25y |
25v |
20y |
lOx |
5z |
|
|
x—Copper—20 pm y—Copper—15 pm z—Copper—10 pm |
|||||||||
|
ISO 1456 |
|||||||||
|
Copper + N ickel + |
b |
— |
35 |
35 |
35 |
25 |
25 |
15 |
8 |
|
Chromium on Zinc |
P |
35 |
35 |
25 |
25 |
25 |
20 |
15 |
8 |
|
Alloy. |
d |
35 |
35 |
25 |
25 |
25 |
20 |
15 |
8 |
|
Copper—8 pm. |
|||||||||
|
ISO 1456 |
|||||||||
|
N ickel + Chromium |
b |
— |
— |
25 |
20 |
20 |
20 |
10 |
5 |
|
on Copper or Copper |
P |
30 |
— |
25 |
20 |
20 |
20 |
10 |
5 |
|
Alloy. |
d |
30 |
30 |
25 |
20 |
20 |
20 |
10 |
5 |
* برای شرایط سرویس شماره 2 و 1 می توان از هر نوع پوشش کروم استفاده کرد.استاندارد بریتانیا 4601: 1970 پوشش های آبکاری شده نیکل به علاوه کروم روی مواد پلاستیکیشرایط سرویس مانند B.S.1224 است (لطفاً به صفحه 369 مراجعه کنید)، با حرف A یا B نشان دهنده شرایط دمایی است که باید در آزمایش چرخه حرارتی استفاده شود.الف - محدودیت دمایی 80 درجه سانتیگراد و دمای اتاق.ب - محدودیت دمایی -40 درجه سانتیگراد و 80 درجه سانتیگراد.نوع شرایط دمایی که احتمالاً پوشش در حین کار با آن مواجه می شود، آزمایش چرخه حرارتی را تعیین می کند که قطعه پوشش داده شده در معرض آن قرار می گیرد.جدول بر اساس داده های موجود در B.S. 4601: 1970، حداقل ضخامت نیکل را برای رسوب روی پلاستیک با انواع جایگزین روکش کروم می دهد.مقادیر ضخامت بر حسب میکرومتر (میکرون) داده می شود -1 میکرومتر (pm) = 0.001 میلی متر - 0.00004 اینچ.
|
Nickel |
Service Condition Number |
||||||
|
Deposit |
4A or 4B |
3A or 3B |
2AorB |
lAorB |
|||
|
Chromium deposit |
r | f j mc/mp |
r |
f |
mc/mp |
* |
• |
|
|
Nickel +Chromium |
b |
Thicknesses and types |
15 |
15 |
12 |
8 |
5 |
|
on plastics. |
P |
of coatings thicker |
15 |
15 |
12 |
8 |
5 |
|
d |
than those specified for Service Conditions No. 3A or 3B to be agreed between purchaser and supplier. |
15 |
15 |
12 |
8 |
5 |
|
* برای شرایط سرویس شماره 2 و I می توان از هر نوع پوشش کروم استفاده کرد. استاندارد بریتانیا 3382: 1965 پوشش آبکاری شده بر روی اجزای رزوه ایقسمت 3: نیکل یا نیکل به اضافه کروم روی اجزای فولادی.قسمت 4: نیکل یا نیکل به اضافه کروم روی مس و اجزای آلیاژ مس (از جمله برنج).این مشخصات مربوط به اجزای رزوهدار است و ضخامت رسوبی که باید اعمال شود با قطر رزوه پیچ مطابق جدول زیر مرتبط است. ضخامت پوشش نیکل
|
Millimetre dimensions |
Inch dimensions |
||||||
|
Basic major diameter of screw thread |
Batch average thickness |
Basic major diameter of screw thread |
Batch average thickness |
||||
|
Over |
Up to and including |
Minimum |
Maximum |
Over |
Up to and including |
Minimum |
Maximum |
|
mm |
mm |
mm |
mm |
in |
in |
in |
in |
|
1.52 |
3.20 |
0.0038 |
0.0051 |
0.060 |
0.126 |
0.000 15 |
0.000 20 |
|
3.20 |
6.35 |
0.0051 |
0.0064 |
0.126 |
0.250 |
0.000 20 |
0.000 25 |
|
6.35 |
12.70 |
0.0064 |
0.0076 |
0.250 |
0.500 |
0.000 25 |
0.000 30 |
|
12.70 |
19.05 |
0.0076 |
0.0089 |
0.500 |
0.750 |
0.000 30 |
0.000 35 |
تجهیزات آبکاری برای محلول های آبکاری نیکلنوع تجهیزات مورد استفاده برای آبکاری رک در فصل 7، صفحات 107 تا 142 توضیح داده شده است. برای تولید در مقیاس بزرگ معمولاً از تجهیزات آبکاری خودکار استفاده می شود که در آن اجزاء به طور خودکار از طریق مراحل پیش تصفیه، آبکاری و پس آبکاری مختلف منتقل می شوند. تجهیزات بارل به طور گسترده ای برای آبکاری نیکل براق قطعات کوچک استفاده می شود. برای این منظور در حال حاضر استفاده از بارل های آبکاری افقی غوطه ور مانند واحدهای Electrominik و Glydo همانطور که در صفحات 143 تا 154 توضیح داده شده است، معمول است.***
ویرایش تا تاریخ 20/02/02انجام شده
***مخازن
برای جلوگیری از احتمال آلودگی فلزی محلول، از تجهیزات لاستیکی یا پلاستیکی استفاده می شود. علاوه بر این، ضروری است که لاستیک از درجه تایید شده، یعنی Vulcron باشد. در برخی از لاستیک ها احتمال آلودگی محلول توسط شتاب دهنده ها و پرکننده های موجود در مخلوط لاستیک وجود دارد. به عنوان یک اقدام احتیاطی اضافی، تجهیزات جدید با روکش لاستیکی باید با اسید رقیق داغ همانطور که در صفحه 160 توضیح داده شده قبل از استفاده درمان شوند.
مخزن دارای اتصالات آند و کاتد لازم به داشتن منبع جریان مستقیم ولتاژ پایین است. با راهحلهایی که با سرعت 3.0 تا 6.5 آمپر بر dm2 (30 تا 60 آمپر/ft2) کار میکنند، یک منبع 8 ولتی به طور کلی کافی است. برای بارل آبکاری، عملیات با چگالی جریان بالا و در مخازن بسیار بزرگ ممکن است یکسوساز 12 یا 16 ولتی لازم باشد.محلولهای آبکاری نیکل براق معمولاً در دمای 50 تا 55 درجه سانتیگراد (120 تا 130 درجه فارنهایت) کار میکنند و گرمایش محلول ممکن است با استفاده از کویل بخار تیتانیوم، مبدل حرارتی در سیستم گردش محلول، سیلیس یا تیتانیوم فراهم شود. بخاریهای غوطهوری محفظهای، یک سیمپیچ بخار نیکل در محفظه گرمایش، یا یک روکش آب گرمشده با گاز.در مواردی که از کویل های بخار تیتانیوم استفاده می شود، اقدامات احتیاطی شرح داده شده در صفحه 161 هنگام تمیز کردن مخزن لاستیکی با اسید باید رعایت شود.با کویل بخار نیکل، احتمال آندی شدن آن و حل شدن آن در محلول آبکاری وجود دارد. برای جلوگیری از این اثر سیم پیچ از طریق یک مقاومت متغیر به کاتد متصل می شود. این مقاومت به قدری تنظیم می شود که خوردگی سیم پیچ نیکل به حداقل می رسد و در شرایط عملیاتی معمولی میزان بسیار کمی از نیکل رسوب می کند. فیلتراسیون مداوم محلول آبکاری برای اطمینان از اینکه رسوبات درخشان به دست آمده عاری از زبری هستند ضروری است. موضوع فیلتراسیون در صفحات 195 تا 206 مورد بحث قرار گرفته است. تجهیزات فیلتراسیون تحت فشار نیز برای تصفیه محلول آبکاری با موادی مانند کربن فعال استفاده می شود.
توالی فرآیند آبکاری نقره
توالی فرایند و فرمولاسیون آبکاری نقره روی فولاد که در صنعت آبکاری استفاده میشود
بسته به نوع فلز پایه ممکن است فقط مس اسیدی یا مس اسیدی یا هر دو استفاده شود
فرمولاسیون نیکل برقی / فرمولاسیون نقره/ فرمولاسیون مس سیانیدی
توالی فرایند نقره به شرح زیر میباشد
- شروع عملیات
- زنگ زدایی با فروکلین یا اسید
- شستشو 1
- شستشو 2
- چربیگیری گرم مطابق دستور العمل شرکت تولید کنننده
- شستشو 3
- چربگیری الکتریکی برای فرایند های حساس مثل نیکل کروم
- شستشو 4
- اسید سولفوریک 10%
- شستشو 5
- مس سیانیدی با ولتاِز 3 الی 6 ولت و دمای 40 الی 50 درجه سانتیگراد
- شستشو 6
- مس اسیدی در صورت نیاز شامل سولفات مس 200 + اسید سولفوریک 40 الی 50 گرم در لیتر ولتاژ 2 الی 3 ولت
- شستشو 7
- اسید سولفوریک 10%
- شستشو 8
- شستشو 9
- وان نیکل برقی شامل سولفات نیکل 300 + کلراید نیکل 50 + اسید بوریک 40 گرم در لیتر پی اچ 4.5 ولتاژ 4 الی 5
- شستشو 10
- شستشو 11
- پایان نیکل
- آبکاری نقره شامل نتیرات نقره 50الی60+سیانید پتاسیم 30 الی 40 +کربنات پتاسیم 30 الی 60 گرم در لیتر دما 25 الی 30 درچه سانتیگراد +شدت جریان 1.5 آ»پر در دسیمتر مربع
- شستشو 12
- شستشو 13
- خشک کن
- لاک کاری
- کوره
- پایان آبکاری نقره
توالی فرآیند در آبکاری نیکل کروم
توالی فرایند و فرمولاسیون نیکل کروم که در صنعت آبکاری استفاده میشود
بسته به نوع فلز پایه ممکن است فقط مس اسیدی یا مس اسیدی یا هر دو استفاده شود
فرمولاسیون نیکل برقی / فرمولاسیون کروم / فرمولاسیون مس سیانیدی
توالی فرایند نیکل کروم به شرح زیر میباشد
- شروع عملیات
- زنگ زدایی با فروکلین یا اسید
- شستشو 1
- شستشو 2
- چربیگیری گرم مطابق دستور العمل شرکت تولید کنننده
- شستشو 3
- چربگیری الکتریکی برای فرایند های حساس مثل نیکل کروم
- شستشو 4
- اسید سولفوریک 10%
- شستشو 5
- مس سیانیدی با ولتاِز 3 الی 6 ولت و دمای 40 الی 50 درجه سانتیگراد
- شستشو 6
- مس اسیدی در صورت نیاز شامل سولفات مس 200 + اسید سولفوریک 40 الی 50 گرم در لیتر ولتاژ 2 الی 3 ولت
- شستشو 7
- اسید سولفوریک 10%
- شستشو 8
- شستشو 9
- وان نیکل برقی شامل سولفات نیکل 300 + کلراید نیکل 50 + اسید بوریک 40 گرم در لیتر پی اچ 4.5 ولتاژ 4 الی 5
- شستشو 10
- شستشو 11
- پایان نیکل
- آبکاری کروم شامل 250 الی 300+اسید سولفوریک 2.5 الی 3 گرم در لیتر دما 50 درجه سانتیگراد ولتیاژ 6الی 8 ولت
- شستشو 12
- متاب بی سولفیت سدیم برای خنثی سازی کروم
- شستشو 13
- شستشو 14
- خشک کن
- پایان نیکل کروم
توالی فرآیند نیکل مشکی
توالی فرایند و فرمولاسیون نیکل مشکی که در صنعت آبکاری استفاده میشود
بسته به نوع فلز پایه ممکن است فقط مس اسیدی یا مس اسیدی یا هر دو استفاده شود
فرمولاسیون نیکل برقی / فرمولاسیون کروم / فرمولاسیون مس سیانیدی
توالی فرایند نیکل مشکی به شرح زیر میباشد
- شروع عملیات
- زنگ زدایی با فروکلین یا اسید
- شستشو 1
- شستشو 2
- چربیگیری گرم مطابق دستور العمل شرکت تولید کنننده
- شستشو 3
- چربگیری الکتریکی برای فرایند های حساس مثل نیکل کروم
- شستشو 4
- اسید سولفوریک 10%
- شستشو 5
- مس سیانیدی با ولتاِز 3 الی 6 ولت و دمای 40 الی 50 درجه سانتیگراد
- شستشو 6
- مس اسیدی در صورت نیاز شامل سولفات مس 200 + اسید سولفوریک 40 الی 50 گرم در لیتر ولتاژ 2 الی 3 ولت
- شستشو 7
- اسید سولفوریک 10%
- شستشو 8
- شستشو 9
- وان نیکل برقی شامل سولفات نیکل 300 + کلراید نیکل 50 + اسید بوریک 40 گرم در لیتر پی اچ 4.5 ولتاژ 4 الی 5
- شستشو 10
- شستشو 11
- پایان نیکل
- نیکل مشکی شامل کلرور نیکل 75 +کلرور روی 30 + کلرور امونیم 30 + سدیم تیوسیانید 15 گرم در لیتر دمای 40درجه سانتیگراد
- شستشو 12
- شستشو 13
- خشک کن
- لاک کاری
- کوره
- پایان نیکل مشکی
فرآیندهای آبکاری کروم سخت HARD CHROMIUM PLATING
فرآیندهای آبکاری کروم سخت
تجارت آبکاری کروم بین سالهای 1924 و 1926 زمانی آغاز شد که حق ثبت اختراعات برای کارهای دکتر کالین جی. فینک و چارلزالدریج در دانشگاه کلمبیا اعطا شد.اختراعات فیک پایه و اساس صنعت آبکاری کروم امروزی را تشکیل می دهد. فینک و الدریج مشخص کردند که می توان کروم را از اسید کرومیک (به عنوان مثال، تری اکسید کروم، CrOg) پوشش داد وقتی که یک مقدار مشخص از کاتالیزور سولفات به محلول اضافه شود. آنها این نسبت را 1به1۰۰ قرار می دهند، یعنی 100 قسمت اسید کرومیک به یک قسمت از سولفات است.این فرآیند در حدود بیست سال با استفاده از محلول اسید کرومیک/ سولفات تنها استفاده تجاری داشت. در ابتدا فقط برای آبکاری کروم سخت و نه برای اهداف تزئینی مورد استفاده قرار میگرفت. در یک برنامه اولیه، یک پوشش سنگین و مات کروم روی یک سری لوله قرار گرفت که این عمل جهت تمیز کردن دوده از روی لوله های گرمایش استفاده می شد. یکی دیگر از کاربردهای اولیه، استفاده از آبکاری کروم به عنوان پوشش نهایی بر روی یک صفحه فولادی که برای اعمال یک سطح صاف بر روی خمیر مرطوب، به نام "ورق دامان مرطوب"، که گرم شده و خشک میشود تا به صورت پانل های ماسونیت گرم شود.
پوشش کروم چگونه انجام می شود
الکترودپوزیشن یا پوشش دهی کروم با دیگر فلزات متفاوت است که برای فلزاتی مانند مس، نیکل و روی، آبکاری توسط ترکیب حمام، دمای کارکرد و همزدن محلول کنترل می شود. عوامل اضافی که کنترل میشوند عبارتند از: پوشش چقدر روشن یا مات، چقدر صاف یا زبر و چقدر پهن یا باریک است. در آبکاری کروم، پوشش توسط یک یا چند کاتالیزور کنترل می شود. این فرهنگ لغت به ما میگوید كه كاتالیزور مادهای است كه معمولاً در مقادیر اندك نسبت به واکنش دهندهها وجود دارد و واکنش را بهبود میدهد، در موارد خاص افزایش می یابد و میزان واکنش شیمیایی را بدون مصرف شدن در فرایند تغییر می دهد.
"در محلول اسید كرومیك / سولفات، سولفات، که معمولاً به صورت اسید سولفوریک اضافه می شود، کاتالیزور است. در حمام های کاتالیزور مخلوط، فلوراید و همچنین سولفات عملکرد کاتالیزوری را فراهم میکند. کنترل میزان کاتالیزور در حمام آبکاری کروم بسیار مهم است. محلول اسید کرومیک نمیتواند به تنهایی فلز کروم را پوشش دهد مگر اینکه حمام حاوی مقدار مناسب کاتالیزور باشد. اگر کاتالیزور خیلی کم یا خیلی زیاد باشد، هیچ کرومی پوشش نمی شود. محلول اسید کرومیک که فاقد کاتالیزور است، فقط یک هاله آبی از پوشش را رسوب میدهد. تا آنجا که غلظت کاتالیزور به آرامی افزایش مییابد و پوشش تا رسیدن به غلظت مطلوب کاتالیزور ساخته میشود. در آن مرحله، هاله ی آبی رنگ ناپدید میشود و فلز کروم ترسیب میشود. با این حال، اگر کاتالیزور بیش از حد اضافه شود، هاله آبی آسیب دیده و با رسوب کروم تداخل میکند. در تمام عملیات آبکاری به صورت الکتروپلیت ازآند استفاده می شود. در آبکاری کروم، آند یک آلیاژ سرب بی اثر است. در سایر آبکاریهای فلزی، آند معمولاً از همان فلزی ساخته میشود که در آن پوشش میشود. آند ساخته شده از فلز کروم بسیار گران بهاست و اینکه فلز کروم خیلی آهسته حل می شود.
کنترل مؤثر ضروری است.
کنترل فیلم کاتدی کلید پوشش فلز کروم از محلول اسید کرومیک / کاتالیزور است. در حقیقت، کنترل غلظت قطعات تشکیل دهنده و ارتباط این غلظتها با یکدیگر در تمام فرآیندهای آبکاری مهم است. به عنوان مثال، نسبت اصلی 100: 1 با استفاده از 54 اونس بر گالن (332 گرم در لیتر) اسید کرومیک به 0.54 اونس بر گالن (3.3 گرم در لیت) کاتالیزور سولفات اعمال شد. برای حدود 10 سال، تمام آبکاران پوشش دهنده کروم وفادار به فرمول 100: 1، 54.0-54 بودند. بعداً، آبکاران دریافتند كه این نسبت با استفاده از حمام رقیقتر برای به دست آوردن نتایج بهتر آبکاری قابل تغییر است. آبکاران دریافتند که سختترین، درخشانترین و نرمترین پوششهای کروم سخت با نسبت 75: 1 تا 100: 1 در یک حمام سولفات/ اسید کرومیک به همین دلایل، وقتی از نسبتهای بالاتر از 100: 1 استفاده می کردند، رسوبهای کروم نرمتر و ماتتر بودند.
نسبت ها
منابع نسبت، در این کتاب برای حمام سولفات/ اسید کرومیک معمولی، برای حمام تقریبا خود تنظیم شونده مخلوط شده با کاتالیزور سرعت بالا وهمچنین حمام کاملاً خود تنظیم شونده سرعت بالا هستند. وان اسید کرومیک / سولفات دارای یک کاتالیزور منفرد است، که همان سولفات است که باید به صورت دستی تنظیم شود. نسبت در این مورد به نسبت اسید کرومیک به سولفات اشاره دارد. در حمام اسید کرومیک / سولفات، نسبت ممکن است از 75: 1 تا ۱:100 باشد. در حمام های کاتالیزور مخلوط، نسبت اسید کرومیک به سولفات کرومیک بالاتر خواهد بود زیرا این محلولها همچنین حاوی یک کاتالیزور ثانویه،اختصاصی هستند. در محلول كاتاليز كننده كاتاليزور تا حدودي خود تنظيم میشود و نسبت آن تنها به مقدار اسيد كروميك به سولفات اشاره دارد، زيرا غلظت كاتاليزور اختصاصي ثانويه، خود تنظيم شده داده نمي شود. در این حالت، نسبت اسید کرومیک به سولفات، با غلظت معمول اسید کرومیک 28 اونس / گالن (175گرم در لیتر) ، ممکن است از 130:1، با غلظت سولفات 0.22 اونس / گالن(1.37 گرم در لیتر)، تا ۱:240، با سولفات غلظت 0.116 اونس / گالن(0.72 گرم در لیتر) باشد.در محلول آبکاری كاتالیزور كاملاً خود تنظیم شونده، نسبت آن، فقط به مقدار اسید كرومیك به سولفات اشاره دارد و نه به غلظت كاتالیزور ثانویه اختصاصی. در محلول کاملاً خود تنظیم شونده، جایی که سولفات و کاتالیزورهای ثانویه هر دو به طور خودکار کنترل می شوند، نسبت اسید کرومیک به سولفات با 30 اونس بر گالن از 130: 1، با غلظت سولفات 0.23 اونس / گالن، به 250: 1به سولفات با غلظت 0.12 اونس / گالن (0.75 گرم در لیتر) میرسد.
رابطه اجزای حمام
علاوه بر استفاده از نسبتهای غیر از 100: 1، آبکارها همچنین رابطه مهم بین غلظت حمام، دما و میزان جریان مصرفی را کشف کردند. در حدود سال 1928، آنها کشف كردند كه آبکاری كروم سخت بهتر است در دمای 120 تا 145فارنهایت (50 الی 62 درجه سلسیوس) انجام شود تا محدوده 95 تا 105 فارنهایت (35 الی 40 درجه سانتیگراد) که برای آبکاریهای تزئینی استفاده میشود.درجه حرارت بالاتر استفاده از دانسیته جریان تا چهار آمپر در اینچ مربع (12آمپر بر دسی متر مربع) را امکان پذیر میسازد و امکان آبکاری سریع تر را فراهم میآورد. آنها همچنین دریافتند که کروم در لایههایی قرار دارد که هر لایه حاوی ترکهایی است که ذاتاً در خود پوشش است. با كنترل تمام شرايط آبکاری، در یک حمام سولفات/ اسید کرومیک معمولی امکان تولید پوشش كروم بسیار ترک خورده، کمی ترک خورده یا اصلاً بدون ترک وجود دارد.
مواد اولیه آند
در روزهای اول آبکاری تجاری کروم از سرب برای آندها استفاده میشد، تحقیقات در مورد سرب شیمیایی در اسید کرومیک نشان داد که سرب به سرعت در حال نابودی است. در حقیقت، وقتی قطرهای داخلی آندها در آبکاری اول کوچک تر شد، شیمیدانان تحقیقاتی از سیم پلاتین به دلیل اشکالاتی که در سرب وجود داشت، استفاده کردند. کویل های گرمایشی و خنک کننده ساخته شده از مواد ضد فلز سرب نیز مورد استفاده قرار گرفت، اما هیچ کنترل دمایی در آن زمان در دسترس نبود. در آن روزهای اولیه، هیچ تهویهای در مخازن کروم کار گذاشته نمی شد. آبکاران یک پوشش چوبی روی مخزن قرار میدادند، قطعه کار خود را روی میله کاتد آویزان کرده و اتاق آبکاری را تا زمان پایان آبکاری ترک می کردند. البته استفاده از چوب ناخواسته باعث ایجاد مقداری ناخالصی کروم سه ظرفیتی در محلول می شد. علیرغم این مشکلات و خام بودن نسبی تکنیک، آبکاران نتایج کافی کسب میکردند.
نسبت و الگوی ترک
به جز در موارد خاص، تمام پوششهای کروم ذاتاً ترک خوردهاند. نسبت اسید کرومیک به سولفات یکی از مهمترین فاکتورها در تعیین الگوی ترک است. با پایین آمدن این نسبت، در حدود معینی، تعداد خطوط ترک در هر اینچ افزایش مییابد و در نتیجه پوشش سخت تر می شود. الگوی ترک با سختی صفحه کروم متفاوت است.
پوشش با الگوی ترک خوردگی 1000 خط / اینچ سختی تقریباً 950 تا 1025 ویکرز دارد. با سرعت 2000 خط در اینچ، سختی آن در حدود 1100 ویکرز است. به همین دلیل سختی اکثر قطعات، بیشتر میشود. وقتی این نسبت در یک محلول اسید کرومیک / سولفات، بالاتر از 240: 1 و در محلول کاتالیزور مخلوط، بالاتر از 100: 1 مشاهده میشود، پوشش به حالت بدون ترک می رسد و سختی آن حدود 750 ویکرز میشود. اگرچه این یک پوشش سخت است، اما برای کروم نسبتاً نرم است.
معرفی فرآیندهای مخلوط کاتالیزور
درست پس از جنگ جهانی دوم، حمام های کاتالیزور مخلوط حاوی کاتالیزورهای فلوراید برای استفاده تجاری ایجاد شدند اگرچه محققان آنها را امتحان كرده بودند، اما از كاتاليستهاي فلورايد در آبكاري كروم تجاري استفاده نشده بود، زيرا کنترل آنها مشكل بود.
سال 1947 شرکت یونایتد کروم، که بخشی از شرکت شیمیایی ام اند تی است، اولین فرآیندهای حاوی فلوراید تنظیم نشده و با سرعت بالا را برای آبکاری کروم اختراع کردند.اولین فرایند Unichrome SRHS CR-100 بود که توسط فرانک پاسال توسعه یافت.
Unichrome SRHS CR-110، ساخته دکتر جسی ای میباشد و استارک هم آن را دنبال کرد. معرفی فرایندهایی با سرعت بالا و خود تنظیم شونده اولین پیشرفت بزرگ در آبکاری کروم از زمان کار فینک و الدریج در دهه 1920 بود. اتفاقاً، اصطلاحات "سرعت زیاد خود تنظیم شده"، "فلورایدی " و "کاتالیزور مخلوط" در بسیاری از موارد مترادف هستند. با این حال، برخی از محلولهای حاوی فلوراید نه خود تنظیم شونده هستند و نه سرعت بالایی دارند.
مراحل فرآیندهای آبکاری سخت کروم
از بین تمام آبکارهای کروم که هنوز از یک فرآیند "معمولی" استفاده میکنند، ممکن است 50 درصد از فرآیند اسیدکرومیک/ سولفات استفاده کنند. این فرایند ممکن است تمام سرعت مورد نیاز را برای آبکارانی که قطعه تولیدی کمی دارند، فراهم کند.هر چند آبکارانی با ظرفیت تولید بالا نیاز به استفاده از یکی از سیستمهای با سرعت بالا و خود تنظیم شونده دارند.
در زیر پنج فرآیند مختلف ذکر شده است که بهبود یافتهی مراحل مختلف در فرآیند اسید کرومیک/ سولفات هستند:
1. کاتالیزور سولفات، خود تنظیم شونده
2. کاتالیزور مخلوط، خود تنظیم شونده، سرعت بالا
3. کاتالیزور مخلوط، کاملاً خود تنظیم، بالاترین سرعت
4. کاتالیزور مخلوط، تا حدودی خود تنظیم شونده، سرعت بالا
5- کاتالیزور مخلوط، بدون ترک، کاملاً خود تنظیم شونده
این سیستمهای جدید از آن جهت که تنظیم نسبت کاتالیزور را انجام میدهند دارای ارزش هستند چون آبکاران نیازی به تجزیه و تحلیل ندارند.
حمام سولفات / اسید کرومیک
محلول استاندارد اسید کرومیک / سولفات حاوی یک کاتالیزور منفرد، سولفات است و با اضافه کردن اسید کرومیک، اسید سولفوریک یا کربنات باریم تنظیم می شود. همانطور که تجزیه و تحلیل نشان میدهد. راندمان فعلی این فرآیند حدود 14 درصد است، به این معنی که 14 درصد از انرژی الکتریکی برای پوشش کروم استفاده میکنند و 86 درصد آن هدر می رود.روند اسید کرومیک / سولفات قابل اعتماد بوده اما کند است. تهیه، تجزیه،تحلیل و كنترل با مواد اقتصادی غیر قابل فروش نسبتاً آسان است. پوششهای قابل قبول و صافی با سختی 950 تا 1025 ویکر تولید می شوند. با این حال، پوشش ها به اندازه حمام کاتالیزور مخلوط خوب و براق نیستند و سرعت آبکاری به اندازه ی سرعت یک فرآیند کاتالیست مخلوط نیست.
آبکارهای کروم سخت که از وانهای استاندارد اسید کرومیک / سولفات استفاده میکنند، باید یاد بگیرند که درصد نسبت را به درستی کنترل کنند. بعضی از آنها با نسبت 100: 1 آبکاری را بدون افزودنی شروع می کنند تا جایی که مشکلی ایجاد شود. پس از به وجود امدن مشکل آنها به وان اسید کرومیک اضافه می کنند، اما در اکثر اوقات، قادر به بررسی سطح سولفات که باید گاهی اوقات تنظیم شود نیستند.
حمام کاتالیزور سولفات خود تنظیم شونده
فرآیند سولفات خود تنظیم شونده، طبق استاندارد، تنها از یک کاتالیزور منفرد سولفات استفاده می کند. این کاتالیزور سولفات، درهر حال، خود را تنظیم می کند. این کار را انجام میدهد زیرا، هنگامی که حمام ساخته میشود، مقدار زیادی از کاتالیزور به صورت یک لایه جامد در قسمت پایین مخزن ته نشین می شود. غلظت اسید کرومیک با بیرون آوردن و خارج کردن قطعات کاهش می یابد، سپس از پمپ باد برای همزدن فاز جامد در کف مخزن استفاده می شود تا درصد نسبت به سطح مناسب آن، براساس غلظت اسید کرومیک تنظیم شود. البته غلظت اسید کرومیک باید در حد توصیه شده حفظ شود.
شکل 6. نسبت اسید کرومیک / سولفات که ممکن است در غلظت ها و درجه حرارتهای مختلف اسید کرومیک در یک حمام سولفات کاتالیزور خود تنظیم شونده بدست آید.
توجه داشته باشید که فاز جامد در انتهای یک مخزن حاوی یک حمام خود تنظیم شونده سولفات و کاتالیزور به اندازه کافی سبک است که با یک گردش هوا هم زده میشود. فاز جامد در یک حمام کاملاً تنظیم شده و دارای کاتالیزور نسبتا سنگین است و باید آن را صاف کرد. رسوبات كروم حاصل از این فرآیند خود تنظیم شونده از فرآیند استاندارد اسید كرومیك/سولفات براقتر و صافتر هستند. بازده فعلی نیز یکسان است که در حدود 14 درصد میباشد.این سیستم باعث می شود تا آبکاران بتوانند به راحتی نسبت پوشش مطلوب را حفظ کنند. تنها کاری که باید انجام دهید این است که به طور دوره ای غلظت اسید کرومیک را بررسی کنید و با یک ترکیب نگهدارنده تنظیم کنید و مرتباً محلول را هم بزنید تا اجزاء حمام بتوانند کار خود را انجام دهند.
حمام خود تنظیم، با کاتالیزور مخلوط
صفحات سیستم خود تنظیم شونده با کاتالیزور مخلوط سریعتر از سیستم حمام سولفات/ اسید کرومیک و سیستم های سولفات خود تنظیم شونده است. با این حال، سرعت پوشش دهی آن سریعتر از سیستم های ترکیبی مخلوط با سرعت بالا که در بخش بعد شرح داده شده است نمی باشد. این محلول با مخلوط کاتالیزور خود تنظیم شونده حاوی مقدار زیادی از کاتالیزور است، که در قسمت پایین مخزن مستقر می شوند. چند دقیقه قبل از هر تغییر، حمام را باید با یک جریان هوا کاملاً هم بزنید. این باعث می شود که کاتالیزور کافی به محلول برگردد و تعادل مناسب کاتالیزور را نسبت به اسید کرومیک موجود حفظ کند. غلظت اسید کرومیک باید مطابق قرائت هیدرومتر به طور مرتب بررسی و با حفظ ترکیب تنظیم شود. راندمان فعلی این فرایند در حدود 18 درصد میباشد، و بهتر از فرآیندهای مورد بحث در گذشته است. پوششهای محلول با کاتالیزور مخلوط (حداقل 1025 ویکرز) نسبت به پوششهای محلولهای اسید کرومیک / سولفات براقتر و سخت تر هستند.
حمام کاملاً تنظیم شونده، با کاتالیزور ترکیبی
این فرآیند ترکیبی از سرعت بالا و کاملا خود تنظیم میباشد. محلول حاوی مقدار زیادی از کاتالیزور است، که در قسمت زیر مخزن آبکاری مستقر می شود و باید در شروع هر شیفت حدوداً پنج دقیقه بجوشد. این فرایند عملکرد بهتری در غلظت کمتر اسید کرومیک نسبت به حمام های معمولی را فراهم می کند(جدول 6 را ببینید.) به راحتی کنترل می شود. از آنجا که تنظیم اتوماتیک غلظت کاتالیزور وجود دارد، هنگامی که غلظت محلول به درستی حفظ شود، تنظیم خودکار نسبت نیز وجود دارد. راندمان فعلی این فرایند به طور قابل توجهی بالاتر از فرآیند اسید کرومیک / سولفات - حدود 23 درصد- میباشد. دانسیته جریان تا 6.5 asi (20آمپر بر دسی متر مربع) قابل استفاده است. این فرایند با سرعت بالاتر و فرسودگی کمتر، یک صفحه پهن و روشن را تولید می کند.پوشش های حمام کاملاً تنظیم شونده با سرعت بالا همراه با کاتالیزور مخلوط با هر ضخامتی نسبت به حمام های اسید کرومیک / سولفات براقتر و صافتر هستند. این پوشش ها از سختی 1025 تا 1200 ویکرز هستند.
حمام کاتالیزوری کاملاً تنظیم شونده با سرعت بالا، همراه با کاتالیزور مخلوط
در این فرآیند از یک محلول کاتالیزور که به راحتی کنترل شده، و محلول کاملاً حل شده و مخلوط طراحی شده است که با مبدل های آنیون سازگار میباشد. حمام با ترکیبی از اسید کرومیک و کاتالیزور ساخته شده است. پس از اینکه ترکیب ساخته شده در آب داغ حل شد، حمام برای سولفات تجزیه و تحلیل می شود و با غلظت توصیه شده تنظیم می شود. پس از آن، افزودنیهای حفظ محلول با قرائت هیدرومتری ساده غلظت اسید کرومیک و آنالیز سولفات تعیین می شود. در این فرآیند، غلظت کاتالیزور فلوراید به طور خودکار با اسید کرومیک همراه می شود. با این وجود، کاتالیزور سولفات باید با تجزیه و تحلیل شیمیایی کنترل شود، پس از آن تنظیماتی با افزودن اسید سولفوریک برای افزایش غلظت سولفات انجام می شود، یا با هم زدن در کربنات باریم به صورت کامل، کاهش محتوای سولفات انجام می شود. حمام آبکاری با سرعت زیاد پوشش نرم و براق تر از اسیدهای کرومیک / سولفات را فراهم می کند. این صفحات با کارآیی کاتد بالا (23 قطعه و بیشتر) و تا 6/5 asi (15 الی 18 امپربر دسیمتر مربع) قابل اجرا است.
فرآیند خود تنظیم، بدون ترک
این فرایند با فرآیندهای قبلی متفاوت است زیرا باعث می شود که رسوبات مات نرمتر، منعطف تر و بدون ترک باشد. پوششهای بدون ترک می توانند به تنهایی یا به عنوان بخشی از سیستم دولایه استفاده شوند. هنگامی که به عنوان یک پوشش تنها استفاده می شود، ممکن است در صورت تمایل، پوشش مات پولیش و به درخشندگی بالایی تبدیل شود. با این وجود برای مقاومت در برابر خوردگی بیشتر، فرآیند بدون ترک ممکن است بخشی از یک سیستم کروم مضاعف باشد، که در آنجا پوشش مات متعاقباً با یک کروم روشن و سخت، آبکاری می شود.
حمام های خود تنظیم کننده آبکاری کروم
"خود تنظیم" به كنترل غلظت كاتالیزور و نه غلظت اسید كرومیك در حمام آبکاری كروم اشاره دارد تا اینکه فرایندهای خود تنظیم شونده به طور صحیح کار کنند.برای به دست آوردن نسبت مناسب اسید کرومیک به سولفات باید غلظت صحیح اسید کرومیک حفظ شود. مفهوم خود تنظیم شونده در آبکاری کروم نسبتاً ساده است، گرچه واکنشهای شیمیایی آن بسیار پیچیده است. در هر فرآیند آبکاری کروم کاملاً تنظیم شونده، حمام با مقدار محاسبه شده ای از یک ماده واحد حاوی اسید کرومیک و کاتالیزور ساخته می شود. در برخی از حمام های کاتالیزور مختلط، ماده واحد حاوی مواد شیمیایی کنترل کننده ی دیگری نیز هست. این ماده با هم زدن شدید در آب و در دمای حدود 10 فارنهایت بالاتر از دمای کارکرد مورد نظر کاملاً حل می شود. پس از حل شدن مواد ساخته شده، حمام تا دمای اولیه سرد می شود و دوباره کاملاً هم زده می شود. در این مرحله، مقدار زیادی از کاتالیزور (و مواد شیمیایی کنترل کننده) در ته مخزن آبکاری رسوب می کند. در این صورت تعادل حمام با حل کردن بخشی از نمک های رسوب کرده در ته محلول حفظ می شود. این کار با احتکار کامل نمک های رسوب شده برای چند دقیقه در ابتدای هر شیفت کاری انجام می شود.
تنظیم شرایط آبکاری در حمام های تنظیم شونده
در حمام های آبکاری شرایط آبکاری با روش درست ترکیب دو عامل کنترل غلظت اسید کرومیک و کنترل دمای آبکاری تنظیم می شود. کنترل غلظت و دمای اسید کرومیک به طور خودکار غلظت کاتالیزور را تنظیم می کند و بنابراین، کیفیت پوشش کروم مشخص می شود. در فرآیندهای خود تنظیم شونده ی سولفات و خود تنظیم شونده مختلط (کاتالیزور مختلط (نه با سرعت بالا))، حمام با استفاده از یک گردش هوا، حداقل یک بار در هر شیفت کنترل می شود تا نمک های رسوب شده در قسمت ته مخزن هم بخورند.در فرآیندهای سرعت بالا و فرآیند های بدون ترک (بدون سرعت) کاتالیزور مختلط که کاملاً خود تنظیم شونده هستند، حمام با احتکار مکرر و کامل نمک های رسوب شده ای که در ارتباط با محلول هستند کنترل می شود. اسید کرومیک نیز همچنین باید در محدوده 28 تا 32 اونس / گالن (175 الی 200 گرم در لیتر) کنترل شود.
مقررات کاتالیزور
در یک محلول آبکاری کروم کاملاً تنظیم شونده، غلظت کاتالیزور به حفظ غلظت اسید کرومیک و درجه حرارت بستگی دارد. احتکار مواد رسوب شده در پایین مخزن نیز ضروری است. در چنین فرآیندهای خود تنظیم شونده ای، تغییر غلظت اسید کرومیک تأثیر خودکار معکوس بر غلظت کاتالیزور دارد.
تصویر7:با افزایش غلظت اسید کرومیک در محلول آبکاری کروم خود تنظیم شونده بطور خودکار غلظت کاتالیزورکاهش می یابد و نسبت را بالا می برد.
تصویر8: . با کاهش غلظت اسید کرومیک، غلظت کاتالیزور کاهش می یابد و نسبت آن کاهش می یابد.
تصویر9: هنگامی که درجه حرارت آبکاری افزایش می یابد، غلظت کاتالیزور نیز اتفاق می افتد. نسبت کاهش می یابد.
تصویر10: با کاهش دمای محلول آبکاری، غلظت کاتالیزور به طور خودکار کاهش می یابد و نسبت آن افزایش می یابد.
تغییرات دما اثر مستقیمی بر روی غلظت کاتالیزور دارد. این تغییرات به نوبه خود تأثیر خودکار بر نسبت حمام آبکاری دارد. حتی همه چیز یکسان باشد، غلظت اسید کرومیک افزایش میابد.غلظت در یک محلول آبکاری کروم کاملاً خود تنظیم شونده غلظت کاتالیزور را کاهش داده و این نسبت را افزایش می دهد. شکل 7.هنگامی که غلظت اسید کرومیک کاهش می یابد، غلظت کاتالیزور به طور خودکار افزایش می یابد و نسبت کاهش می یابد. شکل۸. با افزایش دمای آبکاری، غلظت کاتالیزور به طور خودکار افزایش می یابد و نسبت کاهش می یابد. شکل 9.اگر دمای آبکاری کاهش یابد، غلظت کاتالیزور به طور خودکار کاهش می یابد و نسبت افزایش می یابد. شکل 10.
افزایش غلظت اسید کرومیک در یک حمام کاملاً تنظیم شونده باعث کاهش سرعت آبکاری و کاهش براقیت می شود. برای غلبه بر این مشکل، درجه حرارت افزایش می یابد، این امر باعث افزایش تراکم جریان می شود. در نتیجه، پوشش دوباره نسبتاً براق میشود، زیرا راندمان جریان کاتدی از دست رفته مجددا بازیابی شده است.
ساخت حمام کاتالیزور مختلط
حمام کاتالیزور مختلط از موادی تشکیل شده است که حاوی اسید کرومیک و یک یا چند کاتالیزور است. فرض کنید آبکاری در دمای 130 فارنهایت (55درجه سلسیوس) در حمام کروم سخت انجام می شود. دو سوم مخزن از آب پر شده و تا 140 فارنهایت (60 درجه سلسیوس) گرم می شود. 10 درجه حرارت اضافی، میزان حلالیت نمک ها را افزایش می دهد و باعث می شود تا آنها را راحت تر حل کنید. با افزودن نمک ها محلول کاملاً اشباع میشود، و فعالیت کاتالیزور آغاز می شود. هنگامی که کاتالیزور در آن جمع شده و شروع به کار میکند، مقدار اضافی آن در ته مخزن رسوب می کند.
نمونه گیری از محلول ها
استفاده از تکنیک مناسب هنگام گرفتن نمونه از حمام آبکاری بسیار مهم است تا تجزیه و تحلیل بعدی وضعیت دقیق محلول را منعکس کند. قبل از نمونه برداری، مقدار محلول حمام باید در سطح مناسب آن تنظیم شود، کاملاً مخلوط شود و به مدت پنج دقیقه اجازه داده شود تا حل شود. فقط در این صورت باید نمونه برداری انجام شود. یک نمونه مناسب با استفاده از یک لوله شیشه ای به اندازه کافی بلند انجام می شود که طول آن به شش اینچ از عمق مخزن آبکاری برسد. چند نمونه باید از مکان های مختلف موجود در مخزن آبکاری گرفته شود.
بهره برداری و کنترل حمام سولفات /کرومیک اسید
معمولاً حمام اسید کرومیک / سولفات با دانسیته جریان کاتدی بین یک تا دو asi (3 الی 6 امپر بر دسی متر مربع) عمل می کند. (برای محدودیتهای عملی نسبتهای اسید کرومیک / سولفات به جدول 5 مراجعه کنید.)در این شرایط معمولاً دمای ۱۲۵ فارنهایت (52 درجه سانتگیراد) استفاده می شود. اگر درجه حرارت مجاز به افزایش باشد، باید چگالی جریان افزایش یابد تا پوشش کروم در محدوده براق نگه داشته شود. در زمان استفاده از فرآیند اسید کرومیک و سولفات، بسیاری از آبکاران توجه کمتری به نسبت ها می کنند. هنگامی که غلظت فلز کاهش می یابد، آبکاران باید به خاطر داشته باشند که غلظت سولفات را بررسی کنند، علاوه بر این غلظت اسید کرومیک برای تعیین چگونگی بازگشت حمام به نسبت اصلی آن است.
بهره برداری و کنترل سیستم های کاتالیزور مختلط
بیشتر حمام های اختصاصی با دقت فرموله شده اند تا با حداقل بررسی در تعادل باقی بمانند.
شکل 11. صفحه تخلیه مخصوص با حمام های کاملاً خود تنظیم شونده کاتالیزور مختلط استفاده می شود.
این ماده به راحتی از مواد موجود در بیشتر فروشگاههای آبکاری تهیه می شود.غالباً ناشی از1) عدم تخلیه کامل رسوبات یا هم زدن ناکافی،۲) یا افزودن مواد شیمیایی غیر ضروری یا فی البداهه به محلول است. کار با سیستمهای کاملاً خودتنظیم آنقدرها که گاهی اوقات کارشناسان می گویند دشوار نیست. کلید اصلی این حمام های اختصاصی خود تنظیم شونده، مواد حل نشده در کف مخزن است.این ماده حل نشده بسیار متراکم است. در ابتدای هر شیفت ده دقیقه طول می کشد با یک قلاب مخصوص به طور کامل جمع آوری شود.شکل 11
تخلیه باید دقیق باشد! اگر تخلیه مواد به درستی انجام نشود، مواد سنگین در قسمت زیر مخزن فشرده و سفت می شوند و برداشتن آن دشوار خواهد بود. این کار بر عملکرد محلول آبکاری تأثیر منفی می گذارد.
صفحه تخلیه ساده که در شکل 11 نشان داده شده است می تواند به طور موثری جهت تخلیه مورد استفاده قرار گیرد تا حمام های آبکاری کاملاً تنظیم شونده و کاتالیزور مختلط تنظیم شود. و باید طوری ساخته شود که بین آند و نوار کاتد در مخزن آبکاری قرار بگیرد. یک صفحه تخلیه ساده به این صورت ساخته می شود که باید در حدود ده اینچ عرض و پنج تا شش اینچ عمق داشته باشد، و حتی می تواند از آهن مشکی بدون پوشش و 4 اینچی ساخته شود که سوراخ های 0.25 اینچی (6میلیمتری) در کل سطح آن حفر شده است. انتهای صفحه را درون محلول پایین بیاورید و با شدت آن را بالا و پایین پمپ کنید. با نزدیک شدن قسمت پایین صفحه به فاز جامد در قسمت زیرین مخزن آبکاری، مواد از طریق سوراخ های صفحه مشبک وادار به تماس با محلول می شوند. این تعامل مواد اضافی با محلول، کلید تنظیم خود تنظیم شوندهها است. پس از راه اندازی صحیح حمامها، غلظت اسید کرومیک با یک دماسنج کالیبره شده در درجه بومه بررسی می شود که رابطه ای با غلظت اسید کرومیک دارد همانطور که در جدول 4 نشان داده شده است. وجود ناخالصیهای فلزی در محلولهای آبکاری کروم باعث افزایش درجه بومه می شود. . در محلول آلوده کروم، غلظت اسید کرومیک فقط با تجزیه و تحلیل شیمیایی می تواند دقیقاً تعیین شود.
درجه حرارت
به طور کلی، درجه حرارت بالاتر استفاده از دانسیته جریان بالاتر را مجاز می کند. در نتیجه این منجر به افزایش سرعت آبکاری می شود و دامنه چگالی جریان قابل استفاده وسیع تری را فراهم می کند. هرچند دمای انتخاب شده در طول عملیات آبکاری باید در1± فارنهايت قراربگیرد تا در محدوده صفحه براق باقی بماند. کنترل دما برای تولید پوششهای بدون ترک بسیار مهم است
|
جدول 3 کنترل شیمیایی حمام های آبکاری کروم اسید کرومیک / سولفات |
|
کنترل پردازش تنظیم غلظت اسید کرومیک کرومیک اسید / سولفات تنظیم غلظت سولفات |
|
غلظت اسید کرومیک را با ترکیب نگهدارنده تنظیم کنید. کاتالیزور سولفات، خود تنظیم شونده سولفات خود تنظیم می شود. مواد اضافی را با جریان باد یک بار در هر شیفت هم بزنید. |
|
غلظت اسید کرومیک را با ترکیب نگهدارنده تنظیم کنید. کاتالیزور مخلوط، سرعت بالا، خود کاتالیزورها خود تنظیم می شوند مواد اضافی را با جریان تنظیم شونده هوا یک بار در هر شیفت هم بزنید. |
|
غلظت اسید کرومیک با استفاده از نمک های مناسب کاتالیزور مخلوط، کاملاً تنظیم شونده، نگهداری می شود. کاتالیزورها خود تنظیم می شوند. بالاترین سرعت مواد اضافی را یکبار در هر شیفت تغییر دهید. |
|
حمام کاملا محلول. غلظت اسید کرومیک را با استفاده کاتالیزور مخلوط، بالاترین سرعت، تا از نمکهای مناسب نگهداری تنظیم کنید. کاتالیزور اندازه ای خود تنظیم شونده ثانویه خود تنظیم می شود. تنظیم برای سولفات. |
|
غلظت اسید کرومیک را با استفاده ازترکیبات نگهدارنده کاتالیزور مخلوط، بدون ترک، کاملا تنظیم کنید. کاتالیزورها خود تنظیم میشوند. خود تنظیم شونده. مواد اضافی را یکبار در هر شیفت تغییر دهید. |
اگر درجه حرارت بسیار کمتر از150 فارنهایت باشد، تمایل به سمت مات بودن و ترک خوردگی های عمیق و بزرگ در صفحه وجود دارد. برای جلوگیری از طبقه بندی درجه حرارت در حمام، تمام محلول های آبکاری کروم باید دارای جریان هوا باشند. فقط برای تهویه هوا باید از یک دمنده کم فشار استفاده کنید. ممکن است با استفاده از دمندههای فشار قوی نشت روغن رخ دهد و باعث آلوده کردن حمام و تولید کروم سه ظرفیتی شود.
محدودیتهای عملیاتی
جدول 5 محدودیتهای عملی برای فرآیندهای آبکاری کروم استاندارد کاتالیزور مخلوط را نشان می دهد.
|
جدول 4 مقایسه درجه بومه غلظت اسید کرومیک در یک محلول آبکای بدون آلودگی |
|
اسید کرومیک اسید کرومیک وزن مخصوص درجه بومه درجه بومه گ5رم / لیتر اونس/ گالن 60F 60F 130 187.3 25.0 1.1328 17 15.6 200.0 26.7 1.1417 18 16.8 213.0 28.5 1.1508 19 17.9 224.7 30.0 1.1600 20 18.6 241.2 32.2 1.1694 21 19.5 255.4 34.1 1.1789 22 20.7 269.6 36.0 1.1885 23 21.7 283.9 37.9 1.1983 24 22.9 298.1 39.8 1.2083 25 23.4 |
|
جدول ۵ محدودیتهای کاربرد عملیاتی فرایند آبکاری کروم |
||||||
|
غلظت اسید کرومیک انس بر گالن |
||||||
|
CrO3/SO4 رنج* |
کاتد C.D (asi) |
دما(F) |
زیاد |
حالت مطلوب |
کم |
فرایند |
|
75:1 تا 100:1 |
3------1 4 |
120-130 145 |
40 |
32 |
26 |
کرومیک اسید/سولفات |
|
75:1 تا 100:1 |
3------1 4 |
120-130 145 |
40 |
32 |
25 |
کاتالیزور سولفات خود تنظیم شونده |
|
86:1 تا 130:1 |
3.5----2 5------4 |
130 140 |
36 |
32 |
26 |
کاتالیزور مخلوط سرعت بالا خود تنظیم شونده |
|
131:1 217:1 |
4-----2 6.5---3.5 |
130 140 |
34 |
28-30 |
26 |
کاتالیزور مخلوط بالاترین سرعت کاملا خود تنظیم شونده |
|
127:1 تا 238:1 |
4-----2 6.5---3.5 |
13 140 |
38 |
28 |
263 |
کاتالیزور مخلوط بالاترین سرعت کاملا خود تنظیم شونده |
|
143:1 تا 212:1 |
2.5---1.5 |
150FF |
36 |
32 |
30 |
کاتالیزور مخلوط بدون ترک کاملا خود تنظیم شونده |
*برای استثنائات مربوط به تخلل کروم به تصویر11 مراجعه فرمایید
|
جدول 6 کارایی جریان کاتد(pct) |
|||||||||
|
مقایسه سیستم های انحصاری کرومیک اسید /سولفات |
|||||||||
|
6asi |
5asi |
4asi |
3asi |
Asi2 |
1asi |
انس/گالن CrO3 |
دما F |
فرایند |
|
|
* * |
* * |
* 16.5 |
16.3 15.0 |
14.0 * |
10.9 * |
32 32 |
120-130 145 |
کرومیک اسید/سولفات |
|
|
* * |
* * |
* 16.5 |
16.3 15.0 |
14.0 * |
10.9 * |
32 32 |
130 145 |
کاتالیزور سولفات خود تنظیم شونده |
|
|
* * |
* * |
* 17.3 |
18.6 16.6 |
16.8 140 |
13.5 |
32 32 |
130 145 |
کاتالیزور مخلوط خود تنظیم شونده |
|
|
* 27.4 |
* 26.7 |
26.0 25.2 |
24.6 * |
21.7 * |
15.6 |
28 28 |
130 145 |
کاتالیزور مخلوط کاملا خود تنظیم شونده |
|
|
* 28.1 |
* 27.6 |
26.9 27.1 |
24.9 * |
21.9 * |
15.6 |
28 28 |
130 145 |
کاتالیزور مخلوط تقریبا خود تنظیم شونده |
|
|
6.6 |
32 |
150 |
کاتالیزور مخلوط بدون ترک خود تنظیم شونده |
||||||
*در این دانسیته جریان و دما، پوشش براق نخواهد
|
جدول 7 سرعت آبکاری در هزارم یک اینچ/ ساعت |
|||||||||
|
مقایسه سیستم های انحصاری کرومیک اسید/سولفات |
|||||||||
|
6asi |
5asi |
4asi |
3asi |
Asi2 |
1asi |
انس/گالن CrO3 |
دما F |
فرایند |
|
|
* * |
* * |
* 1.81 |
1.4 1.24 |
0.8 * |
0.31 * |
32 32 |
120-130 145 |
کرومیک اسید/سولفات |
|
|
* * |
* * |
* 1.82 |
1.40 1.24 |
0.08 * |
0.31 * |
32 32 |
130 145 |
کاتالیزور سولفات خود تنظیم شونده |
|
|
* * |
* * |
2.20 * |
1.60 * |
0.90 * |
0.40 |
32 32 |
130 145 |
کاتالیزور مخلوط خود تنظیم شونده |
|
|
* 4.20 |
* 3.74 |
2.90 2.85 |
2.00 * |
1.20 * |
0.43 |
28 28 |
130 145 |
کاتالیزور مخلوط کاملا خود تنظیم شونده |
|
|
* 4.47 |
* 3.76 |
2.90 2.85 |
2.00 * |
1.20 * |
0.43 |
28 28 |
130 145 |
کاتالیزور مخلوط تقریبا خود تنظیم شونده |
|
|
0.79 |
0.30 |
32 |
150 |
کاتالیزور مخلوط بدون ترک خود تنظیم شونده |
|||||
*در این دانسیته جریان و دما، پوشش براق نخواهد بود.
حمام های سولفات کرومیک معمولاً کم استفاده می شوند. آنها قادر به بازده جریان و نسبت پوشش بالاتر از آنچه که اکثر آبکاران تصور می کنند، هستند. اکثر حمامهای کرومیک اسید/سولفات معمولاً بین یک تا دو asi کار می کنند. با این حال، می توان آنها را در چگالی جریان تا 5 asi در 145فارنهایت استفاده کرد.از قابلیتهای حمام پرسرعت نیز کم استفاده شده است. بسیاری از این سیستمها با دو asi کار میکنند، در حالی که میتوانند با 6.5 asi در 145 فارنهایت اجرا شوند.در هر صورت، برای به دست آوردن حمام های آبکاری کروم سخت، محل مناسب، ظرفیت کافی مخزن و یکسوکننده جریان باید فراهم شود.
همانطور که در جدول 7 نشان داده شده است تفاوتهای شدید بین سرعت آبکاری سیستمهای مختلف آبکاری کروم وجود دارد. به عنوان مثال در۳ asi (9امپردر دسیمترمربع) و130فارنهایت
(55درجه سانتیگراد) سرعت آبکاری سیستمهای میکس کاتالیزور با سرعت بالا، 42 قطعه بیشتر از سرعت اسید کرومیک / سولفات یا سیستمهای سولفات خود تنظیم شونده است. با توجه به پوشش های ضخیم مورد نیاز در آبکاری کروم سخت، این می تواند تفاوت قابل توجهی در سود ایجاد کند.با استفاده از دانسیته جریان بالاتر در فرآیندهای سرعت بالا، کاتالیزور مخلوط، می توان سود بیشتری نیز به دست آورد. در ۶ asi، هر دو حمام پر سرعت با سرعت بیش از 0.004 اینچ (100 میکرون) در ساعت با دمای 145فارنهایت (62درکه سانتیگراد) پوشش دهی انجام میدهند. این بیش از دو برابر سرعت سیستم اسید کرومیک/ سولفات در بالاترین دانسیته جریان آن در ۴ asi (13آمپر بر دسمتر مربع) در 145فارنهایت (62درجه سانتیگراد) است. برای به دست آوردن حداکثر مزیت از حمامهای پر سرعت، مطمئن شوید که تجهیزات مناسب، ظرفیت مخزن مناسب و یکسو کننده جریان وجود دارد. مورد دوم از اهمیت ویژهای برخوردار است. راه اندازی یک حمام پر سرعت و عدم استفاده از یک دستگاه یکسو کننده جریان مورد نیاز جهت استفاده از قابلیت های حمام پرسرعت، اشتباه است. از آنجا که فرآیندهای پر سرعت در ۴، ۵یا۶ asi (12 و 15 و 18 امپربر دسی متر) با موفقیت انجام می شود، در مقابل حد بالای ۴ asi برای حمام استاندارد اسید کرومیک / سولفات، صرفه جویی در زمان، مواد و کارگر را ایجاد میکند و حتی اگر لازم به تهیه رکتیفایر اضافه داشته باشد قابل توجیه است.
افزودنیهای نادرست فلوراید
آبکاران گاهی امیدوارند با افزودن کاتالیزورهای فلوراید بیش از اندازه سرعت آبکاری بیشتری داشته باشند. این آبکاران معمولاً قبل از اضافه کردن کاتالیزور، تجزیه و تحلیل شیمیایی از محلول آبکاری را انجام نمی دهند. افزودن كاتالیزورهای فلوراید معمولاً نه تنها سرعت بالایی ایجاد نمیکند بلکه وقت و هزینه آبکاران را با ایجاد شرایط کنترل بسیار سخت، هدر می دهد. تحت هیچ شرایطی نباید کاتالیزورهایی مانند اینها بدون تجزیه و تحلیل شیمیایی قبلی به محلول اضافه شود. کمیت و کیفیت افزودنیهای کاتالیزور فلوراید باید با دقت کنترل شود. همچنین حفظ نسبت مناسب سولفات در رابطه با اسید کرومیک و همچنین غلظت فلوراید بسیار مهم است. هر بار کاتالیزور اضافه میشود، باید حمام آنالیز شود. متأسفانه، چنین آنالیزهایی به ندرت انجام میشود. در عوض، غلظت کاتالیزور اغلب توسط حدس کنترل می شود. به عنوان مثال، اگر پوشش مات است، آبکار فرض می کند که فلوراید کم است. سپس کاتالیزور فلوراید اضافه می شود.که بلافاصله براق نمی شود، فلوراید بیشتری اضافه می شود. در نتیجه، پوشش ماتی را که برای اولین بار در اثر غلظت کاتالیزور خیلی کم ایجاد شده است، اکنون به دلیل غلظت زیاد فلوراید ایجاد می شود. برای تصحیح مواردی که باعث ایجاد ماتی می شود، سریعاً غلظت سولفات حمام را آنالیز کنید. در بسیاری موارد، تنظیم سولفات باعث ایجاد براقی لازم می شود. اما اگر استفاده غیر متمایز از کاتالیزور فلوراید بیش از حد و طولانی ادامه یابد، تنظیم سولفات ممکن است دیگر مشکل را حل نکند. اگر چنین است، برای خلاص شدن از شر بیش از حد فلوراید باید حمام دمیده شود. بنابراین مقدار قابل توجهی پول در اثر از بین رفتن محلول گران قیمت، یا بابت تصفیه یا دفع زباله، یا بابت افزایش هزینههای کار و از دست دادن تولید، هدر می رود. اگر محلول آبکاری به آرامی تخلیه سپس در انبار قرار گیرد، می توان این ضررها را تا حدودی کاهش داد. بعدا می توان در صورت نیاز از آن برای تنظیم سطح محلول حمام آبکاری استفاده کرد. کار با راندمان بهینه، در هنگام استفاده از کاتالیزورهای فلوراید جانبی دشوار است زیرا در این حالت کنترل حمام آبکاری عملا از بین رفته است. استفاده از یک فرایند کاتالیزور مختلط با ویژگیهای خود تنظیم کننده بسیار مؤثرتر از استفاده از کاتالیزورهای جانبی فلوراید است.
(پایان ترجمه و ویرایش فصل سوم(
هر انس =28.35 گرم
هر گالن امریکایی = 4.55 لیتر
هر انس بر گالن = 6.23 گرم در لیتر
هر asi = 3.09 امپر بر دسی متر مربع
تهیه شده در واحد تحقیقات خانه آبکار
خواص شیمیایی و فیزیکی کروم در آبکاری کروم سخت
خواص فیزیکی وشیمیایی کروم
یک بحث بسیار فنی در مورد خصوصیات شیمیایی و فیزیکی آبکاری کروم برقی وجود دارد که باعث میشود تعداد کمی از ابکاران از آن بهره ببرند. با این حال، کروم کاران حداقل باید از خصوصیات شیمیایی و فیزیکی اساسی آبکاری کروم آگاهی داشته باشند.
مقاومت شیمیایی
فلز کروم در برابر بیشتر مواد شیمیایی مقاومت می کند. اکسیژن و رطوبت موجود در جو باعث خوردگی آهن می شود اما تأثیر کمی روی فلز کروم دارد. سولفور مس، نیکل و نقره را لکه دار می کند، اما کروم را لکه دار نمی کند.با این حال، چند ماده شیمیایی به کروم حمله می کنند. اسید هیدروکلریک به راحتی کروم را حل می کند. محلولهای برخی نمکهای کلرید، مانند کلرید مس و کلرید آهن، به سرعت کروم را می خورند. اسید هیدروفلوئوریک نیز کروم را می خورد. اسید سولفوریک رقیق شده هنگامی که سرد است باعث خوردگی ملایم کروم می شود، اما هنگام گرم شدن کروم را به شدت خورد می کند.اکثر اسیدهای آلی تأثیر کمی روی کروم دارند. یک استثناء اسید فرمیک است که هنگام گرم شدن باعث خوردگی کروم می شود.
2 خصوصیات فیزیکی کروم
- عدد اتمی .. 24
- وزن اتمی....52.01
- دانسیته: .… 6.9
- وزن در واحد سطح: اونس / فوت مربع برای 0.001 اینچ آبکاری ..0.59
- حجم اتمی… ......7.6
- نقطه ذوب (سانتیگراد) ..1900.0
- نقطه جوش (سانتیگراد).2200.0
- گرمای خاص: کالری / گرم / درجه سانتی گراد در 0 درجه سانتی گراد.10.1039
- گرمای نهان از همجوشی، کالری / گرم ..31.75
- گرمای نهان بخار، کالری / گرم.1472.0
- هدایت حرارتی: کالری / سانتیمترمربع/ثانیه/سانتیمترمربع از ضخامت / درجه سانتیگراد.... 0.65
- انتشار کلی عادی در 20 درجه سانتیگراد: ..... . 0.015 ضریب خطی انبساط در هر درجه سانتیگراد .... -810*8.1
- مقاومت الکتریکی: میکرو گرم در سانتی متر. مکعب. . 2.6
- استعداد مغناطیسی در هر گرم در 18 درجه سانتیگراد .. -810*3.7 معادل الکتروشیمیایی
- (VI تا O میلی گرم در هر توده) .... 0.898 تراکم به ازای هر کیلوگرم در هر سانتیمتر مربع .... -810*0.68
- سختی صفحه کروم روشن، شماره ویکرز .. 950-1200 *
- ساختار کریستالی ....بدنه محور مکعب
- شبکه ثابت، بدنه مکعب ابتدایی ..2.895 A درجه
- درجه نزدیکترین درجه اتمها (-8 CM 10 ( 1A- 2.508 A درجه
* رسوبات کروم که روشن نیستند، دارای سختی های متفاوتی هستند.
تصویر1: مقایسه ی سختی فلزات
شکل 2. تغییر در سختی پوششهای فلزات (مقیاس برینل).
شکل 3. مقایسه استاتیک اصطکاک سطوح.
خصوصیات فیزیکی کروم
خواص فیزیکی، آبکاری کروم سخت را برای بسیاری از کاربردهای مهندسی ارزشمند می کند.
سختی
روشهایی برای اندازه گیری سختی وجود دارد. شکل 1 و 2 سختی نسبی انواع فلزات معمولی را نشان می دهد که به ترتیب در مقیاس Mohsو مقیاس Brinell اندازه گیری شده اند. سختیسنجی های دیگر برای فلز مانند Knoop و Firth وجود دارد، اما متداولترین تست تورفتگی نقطه الماس ویکرز است. این مقیاس سختی است که ما در این کتاب از آن استفاده خواهیم کرد.
ویژگیهای اصطکاک و سطح
ضریب اصطکاک صفحه کروم در هنگام برش یا حرکات کشویی فوق العاده است. برای مثال، کشیدن یک بلوک فولادی با آبکاری کروم بر روی چدن تقریباً یک سوم مقدار نیرویی که برای جابجایی یک بلوک آبکاری نشده ی چدنی لازم است نیاز دارد.
شکل 4: گسترش حرارتی خطی انواع مواد را نشان می دهد 70-570F X 10-6
شکل 5: هدایت حرارتی فلزات و آلیاژها در 212F
هنگامی که این دو با فشار در کنار هم قرار گرفته اند، سطح آبکاری شده با کروم تمایلی برای پیوند و ترکیب، یا جوش سرد و یا اینکه سطح فلز دیگری جذب کند ندارد. کروم به دلیل تمایل به عدم زنگ زدگی و ضریب اصطکاک کم آن، در قسمتهای مکانیکی که در تماس با سایر قسمتها حرکت می کنند و روی سطحی که در معرض ساییدگی با ساینده از سطوح فلزی یا غیر فلزی است، عملکرد خوبی دارد.با این حال، کروم به راحتی مرطوب نمی شود. علاوه بر این، دو سطح صاف و دارای روکش کروم در هنگام مالیده شدن از ضریب اصطکاک بسیار بالایی برخوردار بوده و تقریبا مغناطیسی هستند.
انبساط حرارتی
انبساط حرارتی خطی کروم تقریباً نزدیک به شیشه و چدن است. و به طور قابل توجهی کمتر از روی، مس، فولاد، نیکل و بسیاری از آلیاژهای متداول است. این بدان معنی است که اگر صفحات کروم به درستی اعمال پوشش شده باشند برای ابزارهایی مانند قالب هایی، که در معرض تغییر دما شدید هستند، به کار میرود.
هدایت حرارتی
کروم گرما را به خوبی انتقال می دهد. همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است،هدایت حرارتی کروم از هدایت حرارتی بسیاری از فلزات و آلیاژهای متداول فراتر می رود. فقط مس، نقره و طلا هادی های حرارتی بهتری هستند.
برای دریافت فایل کامل این بخش همراه با تصاویر و اشکال کامل با ما تماس بگیرید
تهیه شده در واحد تحقیقات خانه آبکار
تاثیر سورفکتانت ها بر رفتار حمام الکترولس نیکل فسفر و ایجاد پوششهای کامپوزیتی Ni - P - TiC
کارهای مهم:
ویژگیهای حمام نیکل فسفر با استفاده از سه نوع سورفاکتانت مورد بررسی قرار میگیرند. خواص ترشوندگی حمام نیکل فسفر در کاربید تیتانیم، فولاد دبلیو 302 و پوشش نیکل فسفر تعیین میشوند. پتانسیل سنجی و اندازه ذرات نیکل فسفر-کاربید تیتانیم اندازهگیری میشوند. پوششهای مرکب فسفر-کاربید تیتانیم با موفقیت ایجاد شدند. مقدار که در پوشش گنجانده شده برای هر یک از مطالعه حاضر یک بررسی سیستماتیک در مورد تاثیر سه نوع سورفکتانت آنیونی (آنیونی: sdbs، کاتیونی: CTAB و غیر یونی: PVP)بر رفتار پوششهای الکترولس نیکل فسفر حاوی نانو ذره، و تشکیل پوشش کامپوزیتی فسفر-کاربید تیتانیم است. تاثیر سورفکتانت ها را می توان در پدیده سطحی، به عبارت دیگر ترشوندگی و رفتار الکتروکینتیک در طول شکلگیری پوشش مشاهده کرد. خواص ترشوندگی حمام پوشش با استفاده از روش قطره چسبیده مورد بررسی قرار گرفت که نشاندهنده بهبود مرطوب در هر سه زیر لایه (لایههای فولاد دبلیو302، فسفر-کاربید تیتانیم)در مورد سورفکتانت آنیونی و کاتیونی بود. اندازهگیری پتانسیل سنجی نشاندهنده کاهش پایداری در حمام نیکل فسفر در مقایسه با محیط آب مقطر است که منجر به تجمع ذرات تنگستن کارباید میشود. تجمع ذرات با اندازه ذرات کمتر از ۱۰۰ نانومتر توسط هر سه نوع سورفکتانت (۱ گرم بر لیتر)در آب مقطر به دست آمد؛ با این حال تنها آگلومره های بزرگتر در حمام نیکل فسفر اندازهگیری شدند. در نهایت، پوششهای کامپوزیتیفسفر-کاربید تیتانیم بر روی بستر فولادی ساخته شدند. بررسی سطح مقطع پوششها نشان داد که بالاترین مقدار (۰.۵۳ wt. % و ۰.۵۲ wt. در ماتریس نیکل فسفر با استفاده از ۰.۱ گرم در لیتر CTAB و ۰.۱ گرم در لیتر PVP به ترتیب در ماتریس نیکل فسفر و ۰.۱گرم در لیتر PVP ترکیب شد.
References
[1] I. Apachitei, J. Duszczyk, L. Katgerman, P.J.B. Overkamp. Electroless Ni–P Composite coatings: The effect of heat treatment on the microhardness of substrate and coating - Structure and properties. Scripta Mater. 38 (9) (1998) pp. 1347-1353
[2] J. Sudagar, J. Lian, W. Sha. Electroless nickel, alloy, composite and nano coatings – A critical review. J. Alloy. Cmpd. 571 (2013) pp. 183–204
[3] J.N. Balaraju, T.S.N. Sankara Narayanan, S.K. Seshadri. Electroless Ni–P composite coatings J. Appl. Electrochem. 33 (2003) pp. 807–816
[4] C.S. Chang, K.H. Hou, M.D. Ger, C.K. Chung, J.F. Lin. Effects of annealing temperature on microstructure, surface roughness, mechanical and tribological properties of Ni–P and Ni–P/SiC films. Surf. Coat. Tech. 288 (2016) pp. 135-143
[5] S. H. Hashemi, A. Ashrafi. Characterisations of low phosphorus electroless Ni and composite electroless Ni-P-SiC coatings on A356 aluminium alloy. Transaction of the IMF. 96 (1) (2018) pp. 52–56
طراحی و راه اندازی فرآیند و خط آبکاری
راه اندازی خطوط ابکاری
به منظور ارایه خدمات مناسب در خصوص شرکت ها و اشخاصی که قصد راه اندازی خط آبکاری دارند خانه ابکار خدمات راه اندازی خطوط ابکاری را با شرایط مناسب راه اندازی کرد در این خدمات خانه ابکار سعی کرده ازکارشناسان کارآمد با تجربه و دانش مناسب یاری گرفته و خدمات مناسب را ارایه نماید
خدماتی که خانه آبکار میتواند ارایه نمایی
- مشاره در جهت انتخاب نوع پوشش استاندارد پوشش مناسب کاربرد قطعه
- طرحی خط بر راساس تیراژ / استاندارد پوشش / فضا در اختیار / سطح تکنولوژی مورد انتظار
- آموزش فرایند ابکاری در محل مطابق نیاز با همکاری کارآمدترین کارشناسان صنعت آبکاری