ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимическое хромирование из "Практикум по прикладной электрохимии" Высокая отражательная способность, сохраняющаяся длительное время в условиях эксплуатации, обусловливает применение хромового покрытия для декоративных целей в машиностроении и приборостроении, прн изготовлении рефлекторов. Вследствие высокой твердости и износостойкости хромовые покрытия используют для повышения сопротивления износу, например, штампов и матриц, а также деталей, работающих на истирание. [c.45] Основным компонентом электролитов для осаждения хрома является оксид хрома(VI) (хромовый ангидрид). Однако при электролизе раствора СгОз хром не выделяется, образуются продукты неполного восстановления шестивалентного хрома в виде тонкой радужной пленки и выделяется водород. Электроосаждение хрома в виде металла возможно только в присутствии посторонних (каталитических) анионов, например ЗО , 51Рв% Р. [c.45] Параллельно протекают процессы выделения водорода и образования Сг +, на которые при более положительных потенциалах затрачивается 100 % количества электричества. [c.45] Поэтому в электролите постоянного состава для каждой температуры существует определенный минимум плотности тока, ниже которого осаждения хрома не происходит. Для хро-мпрования применяют достаточно высокие плотности тока—в интервале 1— 10 кA/м , что приводит к повышению напряжения на электролизере до 12 В и выделению значительного количества джоулевой теплоты. Выход по току хрома растет с повышением плотности тока. Поэтому электролиты хромирования. чмо.ют плохую рассеивающую способность. Это связано также с тем, что катодная поляризация мало изменяется с плотностью тока. Для хромирования применяют нерастворимые аноды из свинца или сго сплавов с оловом (10%) или сурьмой (6%), на которых протекают процессы выделения кислорода и окисления трехвалентного хрома до шестпиалентного. [c.46] Качество и свойства осадков при постоянном составе электролита зависят от соотношения плотности тока и температуры. По мере повышения температуры в электролитах 1 и 2 происходит переход матовых осадков серого цвета сначала в светлые блестящие, затем в матовые молочные. Наибольший интервал плотностей тока для получения блестяш.их и твердых осадков соответствует в электролите 1 средним темг[ерату-рам 40—60 °С. Блестящие осадки хрома толщиной до 1 мкм применяют в качестве внешнего слоя трехслойного защитно-деко-ративного покрытия Си—N1—Сг на стали. Как самостоятельное покрытие для защиты от коррозии такие осадки не очень пригодны вследствие высокой пористости. Однако это свойство в некоторых случаях используют для увеличения срока службы труигихся деталей, требующих постоянной смазки их поверхности, так как после выявления сетки трещин анодным травлением пористые осадки приобретают способность хорошо удерживать смазку. [c.46] Матовые молочные осадки, полученные при высокой температуре и пониженной плотности тока, имеют, в сравнении с блестящими, меньшую твердость, но обладают и меньплей пористостью, что обеспечивает их хорошую защитную способность. [c.46] Цель работы — ознакомление с процессом хромирования и ныяснснис влияния условий электролиза на характер катодных иоляризациоиых кривых, выход по току металла, кроющую способность электролитов, качество и некоторые снойства покрытий (блеск, пористость, микротвердость). [c.47] В табл. 7.1 приведены составы электролитов и частично режимы электролиза для выполняемых опытов. В таблице не указаны опыты 1—3, так как все необходимые данные приведены п тексте. Выбор режимов электролиза в каждом опыте определяет преподаватель. Исходные данные и результаты опытов записывают в таблице по форме, приведенной в приложении VII, пли в соответствии с указаниями в отдельных опытах. Во всех опытах поддерживают заданную температуру. Измеряют напряжение па электролизере с целью расчета баланса напряжения. [c.47] Форму и размер образцов выбирают в соответствии с приложением III. [c.47] При последовательном соединении нескольких электролизеров различная плотность тока в них достигается применением образцов, отличающихся размером гюверхности (например, опыт 2), различная толщина покрытия достигается не одновременным выключением ванн (ем. приложение I, рис. I), как, например, в опыте 7. [c.47] сли задана толщина покрытия, выход по току для расчета продолжительности электролиза указывает преподаватель, Ма-териа. основы, если это не указано в описании опыта, малоуглеродистая сталь. Подготовка образцов перед электролизом и нх обработка после него указаны в приложении II. [c.47] Снятие хромовых покрытий. С многократно используемых образцов (например, опыты 1—3) хром удаляют без повреждения основы со стали — путем его анодного растворения в электролите, содержащем 50—100 г/дм NaOH, при 20 °С и анодной плотности тока 1—2 к А/м (катоды никелевые или стальные), с меди и латуни — в 5—20 % растворе НС1 при 20—30 °С. [c.47] Примечания 1. Для уменьшения уноса электролита с выделяющимися газами во все электролиты вводят хромин —2 г/дмЗ) — соединение, снижающее поверхностное натяжение на границе раствор—воздух. [c.48] После построения поляризационных зависимостей (в отчете приводят соответствующие таблицы и графики) делают заключение о влиянии постороннего аниона на характер катодного процесса. [c.48] Опыт 2. Проследить процесс разрушения пленки, образующейся при электроосаждении хрома и состоящей из продуктов восстановления СгОз, путем визуального наблюдения поверхности образцов под микроскопом. [c.48] Катод хромируют, отмечая состояние его поверхности при потенциале Е —1,0 В, затем снижают потенциал до значений, соответствующих неполному восстановлению СгОз Е —0,3 В), и отмечают стадии разрушения пленки в зависимости от продолжительности выдержки (от 5 с до 1 мин). Используют длиннофокусный микроскоп типа МБС, подбирая увеличение от ХЮ до ХЮО. и разбавленные электролиты, например СгО (50 г/дм ), без добавки и в присутствии Н2504, концентрацию которой варьируют от 0,05 до 10 г/дм . [c.49] Опыт 3. Провести в ячейке Хулла (описание ячейки, выбор тока и оформление результатов см. в приложении VI) сравнительное изучение влияния плотности тока и температуры на внешний вид покрытий и кроющую способность электролитов. [c.49] В электролите 5 выяснить влияние температуры и плотности тока на качество осадка черного хрома, показать, что при введении в электролит 0,1 г/дм Н2504 и более осадок черного хрома не образуется. [c.49] Опыт 4. Исследовать влияние плотности тока и температуры на выход по току хрома и внешний вид покрытия. [c.49] Опыт проводят в четырех последовательно соединенных электролизерах с электролитом 1 (опыты 4.1) или 2 (опыты 4.2) при двух плотностях тока и двух температурах для каждой плотности тока. Продолжительность электролиза 30— 40 мин. [c.49] Вернуться к основной статье