Энциклопедия по машиностроению XXL. Хромирование алюминия
Хромирование алюминия - Справочник химика 21
Как правило, после предварительной подготовки наносится промежуточное медное покрытие. Однако после обработки в фосфорной кислоте, благодаря лучшему сцеплению, целесообразнее непосредственное никелирование. Для непосредственного хромирования алюминия нужна особая предварительная-обработка необходимо получить значительно более сильную шероховатость сцепляющего основания, особенно если должны наноситься толстые слои твердого хрома. Лучше всего оправдал себя способ ОУЬ. В случае применения медьсодержащих сплавов шлам черной меди, образующийся при травлении, не удаляется, и изделие с этим слоем погружается в протраву ВУЬ [87]. [c.714]
Хромирование алюминия и его сплавов. Хром наносится на медноникелевый подслой. Покрытия получаются из обычных электролитов, предложенных для твердого или блестящего хромирования. [c.342]
Окончательной операцией механической обработки пористо-хромированного алюминия является хонингование. [c.36]
Декоративное хромирование алюминия. При декоративном хромировании алюминия и алюминиевых сплавов на полированную поверхность изделия наносят многослойное покрытие цинк— никель — хром. [c.39]
Для грунтования стали, а также стали оииикованной, кадмированной и хромированной, алюминия и цинковых сплавов под алкйдные, феноло-формальдегидные, перхлорвиниловые покрытия [c.471]
Хромовые покрытия, полученные в тетрахроматных электролитах, примерно в 2 раза мягче, чем полученные в обычных раст-Bof)ax (микротвердость осадков составляет 320—400 кг1мм ), и обладают меньшими внутренними напряжениями (при толщине хрома 5 мк отклонение конца катода составляло 0,5 мм, в обычном эл ектролите при этих же условиях — более 3 мм [82]). Покрытия, полученные при плотности тока 40—60 а/дм и температуре 20—25°, имеют такую же пористость, как и молочные хромовые осадки. Хромовое покрытие толщиной 20 мк, осажденное из тетрахроматного раствора, можно применять для защитнодекоративных целей (в атмосферных условиях) без подслоя меди и никеля с последующей полировкой. Тетрахроматный электролит рекомендуется также для непосредственного хромирования алюминия и для восстановления изношенных поверхност ей деталей, работающих в агрессивных условиях. [c.23]
Матсуиама доказывает при помощи электронномикроскопических исследований, что метод погружения в никелевый раствор выгоден при хромировании алюминия, особенно чистого алюминия, а также таких его сплавов, как А1 — Ме, А1 — Мп и А — Mg —81. [c.307]
Основным затруднением при хромировании алюминия является выбор способа подготовки поверхности металла, обеспечивающего требуемую прочность сцепления покрытия с основой. В ряде случаев перед хромн] -ванием применяют обработку алюминия в растворе, содержащем 400 г/л хлористого никеля, 20 г/л плавиковой кислоты, 40 г л борной кислоты, путем погружения изделия в раствор при температуре 25--30°. Процесс такой обработки продолжается до момента резкого снижения газовыделения яа металле. Далее следует быстрое погружение изделия в холодный раствор азотной кислоты (уд. вес 1,3) и После прекращения выделения водорода из раствора (через 20—30 сек.) изделие быстро промывают в проточной воде, а затем хромируют. Хромирование и подготовку к покрытию указанным способом применяют и для сплавов алюминий-магний, а также алюминий-магний-кремний. Сплавы типа дуралюмина при таком способе подготовки труднее поддаются хромированию. [c.180]
Путем импедансометрического исследования водопроницаемости тонких (5—20 мкм) эпоксидно-фенольных покрытий на хромированном алюминии определен свободный объем данных сетчатых полимеров он составляет 6—9% от объема пленки, и его заполнение водой происходит в течение первых 30—60 с [128]. [c.105]
В последнее время с целью экойомии дефицитных легирующих элементов, а также с целью повыщения устойчивости деталей в работе всё большее применение находят процессы, при которых происходит насыщение стали хромом (хромирование), алюминием (алитирование), кремнием (силицирование). [c.89]
Сагайдачный А. Ф., Хромирование алюминия и кольчугалюминия, Отч. 1930, 14 с. [c.310]
Согласно данным Мейера — Реслера [63], эффективность применения алюминиевых цилиндров по сравнению с чугунными на 7% выше. Кроме того, снижается расход топлива в связи с более низкой рабочей температурой алюминиевых цилиндров. Этот автор также утверждает, что износ алюминиевых цилиндров с хромовым покрытием составляет приблизительно 50 мк за 10 ООО км пробега при значительном снижении износа поршневых колец по сравнению с чугунными цилиндрами. В Германии о работе хромированных цилиндров, установленных в моторах самолетов и мотоциклов, упоминается во многих статьях, причем указывается, что из жаропрочных сплавов алюминия и кремния, алюминия — меди и никеля цилиндры изготовляются на прессах, а литые цилиндры изготовляются из сплавов алюминия—кремния и меди, алюминия и магния. Аналогичные виды применения хромированного алюминия приводятся Маллем (США). [c.319]
Было установлено также, что даже никелевые покрытия толщиной 25 мк защищают детали от коррозии в течение 16 месяцев при службе на открытом воздухе. Хромовое покрытие, наносимое непосредственно на основной металл, значительно меньше предох- раняет от коррозии, чем комбинированное покрытие из никеля и хрома. На хромовом покрытии толщиной 100 мк через 200 час. солевого опрыскивания появляются питтинги, а на покрытиях толщиной 150 мк питтинги появлялись после опрыскивания через 4000 час. iyieднo-xpoмoвыe покрытия также плохо выдерживали солевое опрыскивание. Они подвергались коррозии в этом случае, так же, как хромовое покрытие, нанесенное непосредственно на основной металл, при этом образовывалось большое количество продуктов коррозии, вследствие чего покрытия отслаивались. Испытания на открытом воздухе показали, что промежуточное медное покрытие вредно влияет на стойкость хромированного алюминия в отношении коррозии. [c.349]
chem21.info
Гальваническое покрытие алюминия и его сплавов
Цель гальванических покрытий алюминия и его сплавов — сочетать ряд ценных свойств основного металла (сплава) и покрытия. Для защитно-декоративной отделки изделий из алюминия и его сплавов прибегают к нанесению комбинированных покрытий медь — никель — хром или никель — хром. В целях защиты от механического износа наносят сравнительно толстые покрытия из хрома, для сообщения антифрикционных свойств наносят покрытия из сплава свинец — олово или медь — олово. Для облегчения и ускорения процесса пайки алюминиевых изделий наносят оловянные, свинцовооловянные или серебряные покрытия. Последние используют также для уменьшения переходного сопротивления в местах контактов. Латунные покрытия обеспечивают прочное сцепление алюминия с резиной при горячем прессовании. Для защиты от заедания резьбовые алюминиевые детали цинкуют. Кадмированию подвергают узлы, в которых алюминиевые детали сопряжены со стальными, медными и другими деталями, в контакте с которыми усиливается коррозия.
Различные детали электронных приборов подвергают серебрению, золочению, покрытию платиновыми металлами и их сплавами.
Специфические трудности нанесения гальванических покрытий на изделия из алюминия и его сплавов связаны с наличием на их поверхности естественной окисной пленки, препятствующей прочному сцеплению между основой и покрытиями. Кроме того, сильно электроотрицательное значение потенциала алюминия, освобожденного от окисной пленки, приводит к вытеснению ионов покрываемого металла до начала прохождения электрического тока через раствор электролита, что тоже нарушает сцепление между покрытием и основой. Преодоление этих трудностей достигается специальными методами подготовки поверхности покрываемых изделий.
Наиболее распространенными методами подготовки поверхности алюминиевых изделий перед нанесением гальванических покрытий являются следующие: 1) цинкатный, 2) анодирование в фосфорной кислоте, 3) предварительное электролитическое осаждение тончайших цинковых или латунных покрытий.
Цинкатный метод подготовки поверхности алюминиевых изделий сводится к их кратковременному погружению (на 30—60 с) в раствор цинката натрия. Окисная пленка при этом растворяется и изделия покрываются тонкой пленкой цинка (0,1—0,15 мкм), предупреждающей поверхность от повторного окисления. При этом протекают следующие реакции. На анодных участках: Al + ЗОН- →Al(ОН)3 + Зе, Al(OН)3 → AlO2 + h3O + Н+ На катодных участках: Zn(OH)4 → Zn2+ + 40H-, Zn2+ + 2e → Zn, 2Н+ + 2e → 2H → h3.
Вследствие высокого перенапряжения водорода на цинке последняя реакция затруднена и образование цинковой пленки на поверхности алюминиевых изделий не сопровождается заметным выделением водорода.
Чем тоньше и плотнее цинковая пленка, тем больше прочность сцепления алюминиевой основы с гальваническим покрытием. Получению плотной пленки способствует введение в цинкатный раствор, помимо основных компонентов (окиси цинка и едкого натра), хлорного железа и сегнетовой соли, а также азотнокислого натрия. Ниже приводятся рекомендуемые составы цинкатных растворов (г/л) и их режимы:
Двукратное цинкование методом погружения часто обеспечивает лучшее сцепление между алюминиевой основой и гальваническим покрытием. После 10—15-сек выдержки в цинкатном растворе изделия промывают в воде и переносят в раствор азотной кислоты, разбавленной водой в отношении 1 : 1 для удаления цинкового покрытия. После тщательной промывки в воде изделия вновь погружают в цинкатный раствор.
Ниже приведена схема процесса нанесения гальванических покрытий на алюминиевые сплавы при подготовке их поверхности по цинкатному способу:
Для подготовки поверхности алюминиевых сплавов, легированных магнием, к нанесению гальванических покрытий рекомендуется погружать их в раствор сульфата цинка в присутствии фтористоводородной кислоты или в раствор фторбората цинка. Ниже приводятся составы этих растворов (г/л) и режимы: 1) ZnSO4·7h3O ................720 HF (48%-ная), % (объемн.) . . 3,5 Температура, °С..............50 Продолжительность, с . . . . 20—60 2) Zn(BF4)2..................75 рН..........................3,0 Продолжительность, с..........30
Анодирование в фосфорной кислоте применяют в США для алюминиевых сплавов, легированных медью и марганцем перед гальваническим меднением. Образующаяся при анодировании в фосфорной кислоте окисная пленка более тонка и более пориста, чем при анодировании в серной кислоте, но та часть пленки, которая обращена к алюминиевому сплаву (так называемый барьерный слой), толще, чем в серной кислоте. Поэтому анодирование в фосфорной кислоте проводят при повышенном напряжении (30—60 В).
Концентрация фосфорной кислоты колеблется в пределах 250—500 г/л, температура 25—30° С, плотность тока 1,0—2,0 А/дм2, продолжительность анодирования около 10 мин, толщина окисной пленки примерно 3 мкм.
При анодировании в фосфорной кислоте встречается тем больше затруднений, чем чище алюминий: для нелегированного алюминия трудно обеспечить хорошее сцепление с гальваническим покрытием.
Рекомендуется первые слои меди осадить в пирофосфатном электролите при значениях рН = 7÷8 (рис. 122).
Рис. 122. Микрофотография алюминиевого образца, подвергнутого анодированию в фосфорной кислоте и последующему меднению и никелированию
Металл на оксидированном в фосфорной кислоте алюминии начинает осаждаться в порах в виде тонкодисперсных волокон, которые потом срастаются между собой, перебрасывая мостки чрез пленку. То обстоятельство, что сама окисная пленка прочно сцеплена с основой, обеспечивает также прочное сцепление с гальваническим покрытием.
В Англии и США широко применяют так называемый фогт-процесс, заключающийся в предварительном нанесении на алюминиевые изделия тончайших цинковых и латунных покрытий. Ниже приводятся составы электролитов (г/л) и их режимы для ванн цинкования (I) и латунирования (II):
По этой схеме обезжиренные изделия после промывки травят в течение 5 с в 5%-ной HF и осветляют в HNO3 (1 : 1). После тщательной промывки изделия подвергают гальваническому покрытию с минимальными перерывами между операциями по схеме: цинкование — промывка в проточной воде — латунирование — промывка — нейтрализация в слабом растворе винной кислоты — никелирование (в электролите без хлоридов) — промывка в холодной и горячей воде — демонтаж с подвесок — нагрев при 200—250° С в течение 30 мин.
При нанесении гальванических покрытий на подготовленные по одному из перечисленных выше методов алюминиевые изделия требуется соблюдать особые меры предосторожности. Дело в том, что цинковая пленка, полученная при погружении в раствор цинката, так же, как и цинковые и латунные пленки, полученные методом электроосаждения, чрезвычайно тонки и на них необходимо наносить первый слой металла из такого электролита и при таком режиме, чтобы их не повредить. В зарубежной литературе рекомендуется на подготовленные по цинкатному методу изделия наносить 1-й слой меди из цианистого электролита с небольшим содержанием свободного цианида. Ниже приводится состав такого электролита (г/л): CuCN..... 42 Na2CO3 .... 30,0 NaCNобщ ... 49 KNaC4h5O6·4h3O . 60,0 NaCNсвоб . . . До 3,8 Температура электролита в пределах 38—43° С, рН= = 10,2÷10,5.
Изделия завешивают в ванну под током и в течение 2 мин поддерживают плотность тока 2,5 А/дм2, после чего ее снижают до 1,25 А/дм2, по крайней мере в течение 3—5 мин. В дальнейшем можно при этом режиме наращивать слой меди до требуемой толщины, или после промывки в воде переносить изделия в медную кислую ванну.
При защитно-декоративном хромировании изделия после меднения покрывают никелем и хромом по общепринятой технологии — либо с промежуточной полировкой со всеми вспомогательными операциями, либо без них, если покрытие осуществляется в ваннах с блескообразователями. Вместо меднения в цианистом электролите можно при защитно-декоративном хромировании начинать с латунирования в электролите следующего состава (г/л): CuCN .... 26 NaCN .... 45 Zn(CN)2 … 11 Na2CO3 ... 7,5 Температуру поддерживают в пределах 27—30° С, плотность тока около 1 А/дм2, аноды — латунные с содержанием 70—75% Cu и 25—30% Zn.
Защитно-декоративное хромирование подготовленных по цинкатному методу изделий по схеме Ni—Cr или Ni—Cu—Ni—Cr можно осуществлять и без нанесения первого слоя меди или латуни в цианистых электролитах. Для этой цели можно по цинковой пленке наносить никель из обычного электролита, или из более подходящего для этой цели электролита состава (г/л): NiSO4·7h3O.......100 Na2SO4·10h3O..............15 h4ВO3....................10 Лимоннокислый натрий ... 15 Температура электролита 40—45° С; плотность тока 1,5—2 А/дм2; рН~5,6. Прочное сцепление никелевого покрытия с алюминиевой основой обеспечивается только в результате 30-мин нагрева при температуре 200—250° С. Для предупреждения от окисления поверхности нагрев рекомендуется осуществлять в печи с инертной атмосферой в техническом касторовом масле или в вакууме. Если такой нагрев связан с трудностями, то перед нанесением на никель других гальванических покрытий тонкий слой окислов может быть удален либо полировкой, либо травлением в смеси серной и азотной кислот. Для легких условий эксплуатации можно ограничиться слоем никеля толщиной 10 мкм с последующим хромированием на толщину до 1 мкм; для жестких условий рекомендуется суммарная толщина покрытия Ni— Cu—Ni 50 мкм с тонким слоем хрома.
Износостойкому хромированию часто подвергают двигатели цилиндров (например, мотоциклов) из кремнистых алюминиевых сплавов. После обезжиривания в щелочном растворе и промывки следует 1—2-мин травление при температуре, не превышающей 15° С, в смеси HF : HNO3 в отношении 1 : 5. Хромирование осуществляют в обычном электролите при температуре 60±2°С по режиму: первые 5 мин при плотности тока 35—45 А/дм2, вторые 5 мин 45—65 А/дм2, остальное время 65—80 А/дм2.
Гальваническое лужение или покрытие свинцовооловянным сплавом (для облегчения и ускорения процесса пайки), подготовленных по цинкатному методу изделий осуществляют в обычных электролитах после никелирования и 30-мин прогрева или после меднения в цианистом электролите.
Цинкованию алюминиевые изделия подвергают сравнительно редко; лучшие результаты получаются после цинкатной обработки и электролитического цинкования в щелочно-цианистых электролитах.
Кадмирование применяют для защиты от контактной коррозии узлов, в которых алюминиевые детали сопрягаются с деталями из других металлов. Прочное сцепление кадмиевых покрытий с алюминиевой основой может быть обеспечено после предварительной одноминутной катодной поляризации при плотности тока 2,5 А/дм2 в разбавленном по содержанию кадмия электролите и последующего кадмирования в рабочем электролите при плотности тока 1,5—3 А/дм2 в течение времени, необходимого для осаждения слоя кадмия заданной толщины. Ниже приведены составы (г/л) рекомендуемых электролитов для предварительного покрытия (I) и рабочего электролита (II): I II Cd......... 7,5 27 NaCN....... 60,0 100 Помимо основных компонентов, в рабочий электролит вводят блескообразователь. Можно также кадмировать алюминий по медному или цинковому подслою после цинкатной обработки.
Серебрение алюминия осуществляют для повышения электропроводности и, в частности, для уменьшения переходного сопротивления в местах контактов. После цинкатной обработки изделия серебрят последовательно в трех ваннах с постепенно возрастающей концентрацией серебра и убывающей концентрацией свободного цианида. В первых двух ваннах изделия выдерживают по 10—15 с при плотности тока 1,5—2 А/дм2. В этих ваннах выход металла по току небольшой и наблюдается интенсивное выделение водорода. В третьей ванне поддерживается плотность тока 0,5 А/дм2 и процесс длится до получения слоя серебра заданной толщины. Ниже приводятся составы серебряных электролитов этих трех ванн (г/л): I II III Ag CN 1 5 30 К CN 90 68 60 Для легких условий эксплуатации можно ограничиться толщиной серебряного слоя 12,5 мкм, для средних условий эксплуатации 25 мкм, а для жестких условий 50 мкм.
Покрытие другими драгоценными металлами. Различные детали электронной аппаратуры, автоматики и телемеханики в зависимости от условий эксплуатации подвергают золочению или покрывают металлами платиновой группы. Золочение осуществляют после цинкатной обработки и нанесения медного подслоя из цианистого электролита или никелевого подслоя с последующим 30-минутным нагревом. Толстые золотые покрытия (до 25 мкм) могут быть получены из цианистого электролита (8 г/л Au, 20 г/л KCNсвоб, 20 г/л K2НPO4 и 20 г/л K2СO3) при температуре 65—70 °С и плотности тока 0,3—0,5 А/дм2. В последнее время успешно применяют так называемые кислые цианистые электролиты золочения примерного состава (г/л) и режим: Золото (в виде дицианоаурата калия) ................10 Калий лимоннокислый............80 Лимонная кислота .............20 рН.............5,5-6 Температура, °С................70 Плотность тока, А/дм2............0,5 Для повышения твердости и износостойкости золотых покрытий рекомендуется в электролит вводить 15 мг/л сурьмы в виде калия сурьмяновиннокислого. Покрытие при этом содержит до 1 % Sb, микротвердость достигает 180 кгс/мм2.
Из металлов платиновой группы в новых отраслях техники наиболее широко применяют родиевое покрытие. Для алюминиевых изделий в одинаковой мере могут быть использованы после цинкатной подготовки медный и никелевый подслои. Тонкие родиевые покрытия порядка 1—2 мкм — могут быть получены из сульфатного электролита с содержанием 1—2 г/л Rh в виде сернокислой соли и 20—25 мл/л концентрированной серной кислоты. Для получения более толстых родиевых покрытий содержание родия в электролите необходимо повысить до 10—15 г/л и ввести 1 г/л селеновой кислоты, снижающей внутренние напряжения в покрытии и позволяющей довести его толщину до 25—50 мкм. Процесс осуществляется с нерастворимыми (платиновыми) анодами, при температуре 45—50° С и плотности тока 1—2 А/дм2. Электроосажденный родий имеет твердость порядка 800 кгс/мм2, большую коррозионную стойкость и по коэффициенту отражения света уступает только серебру. В отличие от серебра родий не тускнеет под действием сероводорода, и, будучи нанесен даже в тонких слоях (0,1—0,2 мкм) на серебро, защищает его от потускнения.
Все гальванические покрытия за исключением цинка катодны по отношению к алюминию, т. е. защищают его от коррозии только при условии отсутствия пор в покрытии. Беспористые покрытия обычно получаются в слоях достаточной толщины и при соблюдении правильного режима технологического процесса. Если алюминиевые детали эксплуатируются в условиях смазки, в сухой атмосфере или вакууме, то порами в покрытиях можно пренебречь.
В СССР и за рубежом промышленное применение получило лужение алюминиевых поршней (для целей притирки) методом погружения их в раствор станната натрия или калия. Поршни обезжиривают по одному из методов, принятых для алюминиевых сплавов. После промывки в воде их погружают на 20 с в разбавленную в отношении (1:1) азотную кислоту, вновь промывают в воде и на 3—4 мин погружают в раствор, содержащий 45—70 г/л Na2Sn(OH)6 или K2Sn(OH)6 при температуре 50—75° С. Вынутые из раствора станната поршни промывают в холодной и горячей воде. Толщина оловянного покрытия при таком режиме примерно 5 мкм, цвет покрытий белый, матовый. Станнат калия несколько дороже станната натрия, но растворы его более устойчивы и менее подвержены гидролизу. Оловянные покрытия, полученные методом погружения в раствор станната, недостаточно сцеплены с основой, чтобы изделия с такими покрытиями можно было подвергать пайке. Они не могут служить также промежуточным слоем для последующего электролитического осаждения олова. Для пайки необходима цинкатная обработка поверхности (или другая из приведенных выше) с последующим нанесением подслоя меди или никеля.
www.stroitelstvo-new.ru
Хромирование деталей из алюминия и его сплавов
Непосредственное хромирование деталей из алюминия и его сплавов [c.42]
Непосредственное хромирование деталей машин, изготовленных из алюминия и его сплавов [7 ], еще недавно было одной из актуальных проблем технологии гальванопокрытий. Не было известно надежных способов, позволяющих наращивать на алюминиевые сплавы хром без промежуточных прослоек. [c.42]
В морской атмосфере и тропических районах допускается контакт разнородных по химическому составу магниевых сплавов, а также контакт с алюминием и его сплавами, анодированными с последующей пропиткой хромпиком, кадмием и кадмированными деталями, хромированной сталью (толщина покрытия не меньше 60 мкм). [c.139]Развитие авиации, ракетостроения, увеличение мощности и повышение рабочих скоростей машин предъявляют возрастающие требования к металлическим материалам. Путь к повышению прочности металлов лежит в повышении их чистоты, уменьшении содержания примесей, ухудшающих механические свойства металла. Одной из таких вредных примесей является водород, который, проникая в металл уже в процессе его плавки, вызывает появление флокенов в стали, водородной болезни в меди и ее сплавах, пористости алюминия и его сплавов и т. д. Следующими стадиями технологического процесса обработки стали, сопровождающимися поглощением водорода, являются термическая обработка, сварка, травление в растворах кислот и занесение гальванических покрытий. Нанесение гальванопокрытий является, обычно, завершающей технологической операцией, которой подвергается большинство деталей из разных сортов сталей для предохранения их от коррозии, повышения стойкости к истиранию (хромирование) и т. д. Как показывает практика, особенно опасным является наводороживание сталей, прежде всего высокопрочных, в процессе нанесения гальванопокрытий и подготовительных операциях (обезжиривание, травление). [c.3]
Повышение температуры до 55—60° С позволяет повысить плотность тока до 35—40 а/дмг. Этот электролит применяется для покрытия деталей из алюминиевых сплавов, а также для получения цинкового подслоя при хромировании и никелировании алюминия и его сплавов. [c.109]
Наиболее распространенным способом повышения коррозионной стойкости алюминия и его сплавов является электролитическое оксидирование или, как его называют, анодирование. Сущность его заключается в том, что на поверхности алюминиевых деталей путем электрохимической обработки создается защитная окисная пленка. Из других видов гальванической обработки для алюминия применяется электрополирование и хромирование. На другие металлы алюминий и его сплавы гальваническим способом наноситься не могут. [c.37]
Детали машин, подлежащие хромированию, обычно изготовляются из твердых и прочных металлов, преимущественно из стали, чугуна и в последнее время из алюминия и его сплавов. Выбор основного металла в зависимости от условий работы деталей определяется конструктивными соображениями и требованиями в отношении его твердости и хрупкости. [c.28]
Оценка технического состояния двигателя методом спектрального анализа основана на очевидном допущении, что при постоянных расходе масла, интенсивности его очистки и неизменном режиме работы двигателя концентрация продуктов износа в масле пропорциональна скорости изнашивания соответствующих деталей. Так, например, по изменениям концентрации в масле алюминия можно судить об износе поршней, хрома — об износе хромированных колец, по содержанию в масле меди, свинца, сурьмы и пр. можно составить представление об изнашивании антифрикционных сплавов. Для оценки и обработки результатов спектрального анализа проб масла необходимо знать химический состав деталей. Метод характеризуется высокой чувствительностью. [c.95]
Книга знакомит читателя с современными методами повышения надежности и долговечности машин путем нанесения на поверхность их деталей пористых хромовых покрытий. Приведены рекомендации по выбору видов, типов и толщин пористых хромовых покрытий в зависимости от назначения и условий работы машин. Характеризуются особенности пористого хромового покрытия и способы его получения—электролитический и механический. Излагается технология электролитического пористого хромирования — последовательность подготовительных и электролитических операций, особенности хромирования деталей из чугуна, специальных сталей, алюминия й его сплавов. Рассматриваются прогрессивные способы пористого хромирования — в саморегулирующихся и тетрахроматных электролитах реверсивным током, в проточных электролитах, в ультразвуковом поле и др. Описаны способы и применение местного хромирования и многослойного хромирования. Как средство повышения долговечности и износостойкости, в частности жаростойкости и кислотоупорности деталей машин, рекомендуется применение карбидизирОванных пористохромовых покрытий. [c.2]
В последней работе Тимоновой [55] число металлов и покрытий, которые можно совместно эксплуатировать с магниевыми сплавами в атмосферных условиях, несколько расширено. По мнению автора, допустим контакт не только между магниевыми сплавами различных составов, но и с алюминием и его сплавами, цинком и оцинкованными деталями, кадмием и кадмированными деталями, фосфатированной сталью (при условии пропитки фосфатной пленки маслом) и хромированной сталью (толщина покрытия не менее 60 мкм), лужеными медными сплавами и титаном. [c.139]
Гальванические покрытия алюминия и его сплавов. В последнее время начинают широко применять для покрытия изделий из алюминия декоративно-защитное никелирование, хромирование декоративное и износоустойчивое, цинкование для защиты от коррозии и предохранения разьб деталей от заедания, меднение и серебрение для повышения электропроводности и надежности контакта алюминевых деталей радиоаппаратуры и пр. [c.259]
Получение покрытий в атмосфере газов. Возможность получения покрытий в газовой атмосфере иллюстрируется процессом хромирования стали в парах хлорида Сг , который дает сплав железа и хрома. В более ранних процессах, разработанных Беккером и др., газовая фаза хлорида Сг + получается пропусканием сухого НС1 и На над феррохромом или хромом при —950° С и затем приводится в контакт с нагретой сталью. Возможны многие варианты. При одном из них железные и стальные детали упаковываются в тугоплавкий материал, предварительно импрегнированный хлоридом Сг +, при нагревании пар (газ) реагирует с Ре, образуя РеС12 и Сг, последний диффундирует внутрь, образуя слой сплава с основным металлом детали, который не подвергается отслаиванию. В некоторых видах процесса содержание хрома во внешней части (сплава) может превышать 13% и иногда достигает 30%, так что слой, который достаточно гибок, может обеспечить защиту против азотной кислоты такой концентрации, в которой непокрытая сталь быстро разрушается. Процесс успешно применяется в холодильных и нагревающих воздушных системах, а также используется для покрытия небольших деталей, таких как винты, тайки и болты. Кинетика реакций изучена в работах [4]. Некоторые данные приводятся в статьях 5]. Дальнейшее развитие процесса предусматривает использование смесей, содержащих алюминий и (или) кремний и получение покрытий без сплавов, обладающих устойчивостью по отношению к высокотемпературному окислению и ко многим химическим реагентам. Другие методы осаждения из газовой фазы основаны на различных принципах. Кобальт, вольфрам или хром могут быть осаждены нагреванием в паре соответствующего карбонила, который обычно разлагается при контакте с поверхностью при температуре 450—600° С. Существо вопроса обсуждается в статьях [6]. [c.549]
chem21.info
Хромирование алюминия - Справочник химика 21
из "Хромирование и железнение"
Обзор способов хромирования и областей егО применения свидетельствует о широком использовании хрома в промышленности. Однако не все возможности технологии хромирования исчерпаны. В настоящее время исследования в области Х1ромирования производятся в различньих направлениях. [c.62] Одно из таких направлений имеет в виду интенсификацию и стабилизацию процесса хромирования. Этот вопрос одновременно решается различными путями. Первый путь состоит в повышении катодной плотности тока при хромировании до 200—300 ЩдмР-. Наряду с повышением катодной плотности тока для получения блестящих осадков Х1рома необходим о также увеличивать температуру электролита, т. е. придерживаться рабочего интервала хромовой ванны (см. фиг. 5). При этом скорость осаждения хрома возрастает не только за счет применения более высоких плотностей тока, но также и за счет увеличения выхода по току. [c.62] изготовленные из сплава, содержащего 4% Ag, 8% 5п, 2,5% Со, остальное РЬ, обладают достаточной коррозионной стойкостью. Добавка к овинцу 1—4% Ад сильно снижает потенциал анода и замедляет С1сорость образования РЬОг и скорость окисления Сг +. [c.63] Хромовые покрытия имеют гладкую поверхность и мелкокристаллическую структуру. Пористость таких осадков хрома больше, чем осадков хрома, полученных из растворов шестивалентного хрома. Отражательная способность, наоборот, ниже в 1,5—2 раза. Потенциал хрома, полученного из растворов Сг2(304)з, на 0,2—0,3 в по-ложительнее потенциала хрома, осажденного из растворов СгОз. [c.63] Приведенные сведения об осаждении хрома из растворов трех-валентных его соединений требуют тщательной экспериментальной проверки и дополнительных исследований, на основании которых может быть решен вопрос о рентабельности этого способа для промышленных целей. [c.63] Наряду с этими изысканиями важное значение придается стабильной работе электрол итов промышленного состава. Так, НИИХИММАШ предлагает саморегулирующийся электролит, имеющий состав хромового ангидрида — 250 г/л, сернокислого стронция 5 г л, крем нефтористоводородного натрия — 20 г/л, двухромовокислого калия — 20 г/л. В таком элект1ролите содержание сульфат-пона автоматически регулируется введением труднорастворимой соли стронция. [c.63] Таким образом, накопившийся к настоящему времени опыт по практическому применению хромирования и новые исследования в этой области создают предпосылки для совершенствования технологии процесса электролиза и дальнейшего улучшения свойств хрома. [c.64]Вернуться к основной статье
chem21.info
Хромирование
Электролитическое хромирование в практических целях осуществляется исключительно из растворов электролитов на основе шестивалентной окиси хрома. Многочисленные попытки создать промышленно полезный электролит на основе соединений трехвалентного хрома, позволяющий получать хромовые покрытия, обладающие такими же технико-эксплуатационными свойствами, особенно для получения толстослойных твердых износостойких покрытий, не привели к положительным результатам.
Все электролиты хромирования содержат свободные кислотные радикалы, которые, действуя как не расходуемые катализаторы, способствуют осаждению хрома на катоде. Помимо этого, во всех электролитах хромирования на основе шестивалентного хрома обязательно присутствуют и ионы трехвалентного хрома. Допустимое содержание ионов трехвалентного хрома для каждого электролита хромирования, как правило, определяется в соответствии с технологическими особенностями процесса и требованиями, предъявляемыми к качеству и функциональным характеристикам хромового покрытия (блеску, твердости, износостойкости и др.). Вместе с тем, обычно рекомендуется поддерживать концентрацию трехвалентного хрома в электролите хромирования в интервале 3-5 г/л.
Электролитическое хромирование, проводимое на основе шестивалентных солей хрома, является высокотоксичным процессом, а используемые для этого электролиты являются агрессивными жидкостями, даже в разбавленных растворах. К тому же, во время электроосаждения хрома происходит усиленное газообразование и в воздух вместе с газом, в виде аэрозоля, поступает большое количество агрессивных веществ. Поэтому при работе с электролитами хромирования должны строго соблюдаться правила техники безопасности и приняты все необходимые меры предосторожности, а используемые ванны хромирования обязательно должны быть снабжены мощными отсасывающими устройствами и вентиляционными установками, очищающими воздух от вредных аэрозольных примесей.
В зависимости от условий проведения процесса электролиза различают три типа хромовых покрытий встречающихся на практике: это блестящие защитно-декоративные покрытия, отличающиеся небольшой толщиной покрытия и позволяющие получать блестящие осадки хрома, затем твердые износостойкие защитные покрытия, позволяющие получать хромовые покрытия большой толщины, с высокими значениями твердости и износостойкости, и молочные безпористые покрытия, использующиеся в основном как подслой, для улучшения коррозионной стойкости покрытий. По функциональному назначению хромовые покрытия можно разделить на защитно-декоративные, износостойкие и молочные. В данной статье мы коснемся только блестящих защитно-декоративных и молочных износостойких хромовых покрытий.
Блестящие защитно-декоративные хромовые покрытия имеют небольшую толщину, в пределах 0,2 - 0,7 мкм, наносятся обычно по подслою меди и никеля, и используются для повышения механической и коррозионной стойкости покрытия, для придания поверхности изделия улучшенных декоративных свойств. Молочные защитные хромовые покрытия осаждают на сталь, алюминий, титан и некоторые другие металлы и сплавы. Получаемые покрытия имеют большую толщину, порядка 10-100 мкм и используются для защиты рабочего инструмента, оптической аппаратуры, для покрытия валов полиграфических машин, турбинных лопаток и т.д.
Электролиты хромирования обладают самой низкой рассеивающей способностью из всех известных на сегодня электролитов. Осаждение хрома и нанесение хромового покрытия требует очень высокой токовой нагрузки в ванне, значительно более высокой, чем в других процессах гальваноосаждения. Это в свою очередь определяет выбор источника тока для хромирования или силового преобразователя, также значительно более мощного, чем для других процессов гальваноосаждения.
Для процесса блестящего декоративного хромирования в основном используют электролиты, содержащую высокую концентрацию хромового ангидрида. К преимуществам такихэлектролитов относится их более высокая электропроводность, а следовательно, возможность проводить осаждение хрома при пониженных плотностях тока, а также меньшая чувствительность к загрязнениям, по сравнению с разбавленными электролитами, используемыми для молочного хромирования. К недостаткам концентрированных электролитов можно отнести в первую очередь его «неэкологичность» (за счет более высокой концентрации ионов шестивалентного хрома, большее количество токсичных соединений хрома, которые выносятся в сточные воды, большие проблем с очисткой сточных вод и т.д.). Преимуществами разбавленных электролитов, используемых для матового хромирования являются прежде всего, меньшие затраты для очистки сточных вод, меньшие затраты для обезвреживания отработанных электролитов, а также более высокий выход по току. Помимо этого, в разбавленных электролитах процесс хромирования проводится при значительно более высокой силе тока (до 150 А/дм2), что позволяет повысить скорость осаждения и уменьшить продолжительность процесса хромирования. К недостаткам разбавленных электролитов относится их низкая электропроводность, для чего необходимо использовать более высоковольтные, чем обычно, источники тока, что соответственно ведет к большему расходу электроэнергии.
Блестящие защитно-декоративные хромовые покрытия не рекомендуется осаждать непосредственно на медную, латунную или бронзовую основу, или подслой из этих металлов, или сплавов. Связано это с тем, что при эксплуатации в атмосферных условиях медь взаимодействует с атмосферными газами с образованием углекислой и других солей меди. Образующиеся соли, скапливаясь в порах, резко ухудшают внешний вид хромового покрытия. В случаях, когда хром необходимо осаждать непосредственно на детали из меди, латуни или бронзы, толщина хромового покрытия должна быть не менее 4-5 мкм. Трехслойное декоративное хромовое покрытие, в связке Cu-Ni-Cr (медь-никель-хром) обладает достаточно высокими защитными и антикоррозионными свойствами. Первый тонкий медный подслой обеспечивает прочность сцепления покрытия с основой. Второй, толстый слой меди, повышает коррозионную стойкость и защитную способность покрытия, и позволяет уменьшить толщину осадка дорогостоящего никеля, при этом сохранить необходимые коррозионные свойства всего покрытия. При этом важно, чтобы, помимо выравнивающих добавок в электролит меднения входили также эффективные блескообразующие добавки, позволяющие получать не только гладкие, но и блестящие осадки меди. На такой блестящий слой меди и осаждают блестящее никелевое покрытие из электролитов никелирования, также содержащих блескообразующие и выравнивающие добавки. Важная роль в защитно-декоративных свойствах покрытия Cu-Ni-Cr принадлежит последнему слою блестящего хрома. Так как в отличие от никеля, который со временем пассивируется и имеет желтоватый оттенок, блестящий хром не тускнеет и имеет красивый голубоватый оттенок, а само хромовое покрытие обладает более лучшими декоративными свойствами. Помимо этого, в западных странах никель вообще запрещено использовать как конечное декоративное покрытие, если с ним возможен прямой контакт человека, так, как было обнаружено, что никель является сильным аллергеном.
Самыми распространенными электролитами хромирования являются электролиты, состоящие из окиси хрома и серной кислоты. Они бывают разбавленные, стандартные и концентрированные.
| 1 | 130-175 | 1,3 - 1,75 h3SO4 | 40-70 | 15-105 | 16-18 |
| 2 | 220-250 | 2,2 - 2,5 h3SO4 | 40-70 | 15-105 | 12-14 |
| 3 | 275-300 | 2,75 - 3,0 h3SO4 | 40-70 | 15-105 | 8-10 |
У разбавленных электролитов наилучшая рассеивающая способность, но электролит не очень устойчив по составу, а хромированные осадки склонны к шероховатости. Наиболее часто используется стандартный электролит хромирования, т.к. имеет более широкий диапазон плотностей тока, а колебания по составу не значительны. Концентрированный электролит хромирования имеет самую низкую рассеивающую способность, а осадки отличаются наименьшей твердостью, но имеют высокую декоративность.
В некоторых случаях в электролит добавляют катионы цинка. Такие электролиты используются для нанесения износостойких покрытий на деталях, работающих в условиях воздействия сред повышенной агрессивности. Для повышения рассеивающей способности электролита и улучшения физико-химических свойств хромовых покрытий, в электролит вводятся органические добавки. Недостатком органических веществ является их взаимодействие с хромовой кислотой, что приводит уже в начале процесса электролиза к накоплению излишнего количества трехвалентного хрома в электролите.
Во всех технических электролитах, содержащих хромовую кислоту, для обеспечения стабильности процесса хромирования, важно поддерживать правильное соотношение между концентрациями хромовой кислоты и каталитической добавкой. Величину отношения концентрации хромовой кислоты к полной концентрации каталитических кислотных радикалов, необходимо поддерживать в пределах от 50:1 до 200:1, но лучше всего подходить пропорция 100:1 (концентрации здесь выражены в граммах СrО3, Н2SO4).
Процесс осаждения хрома и свойства получаемого хромового покрытия во многом зависят от режима осаждения хрома, т. е. от катодной плотности тока и температуры электролита. Наиболее ясное представление о примерных граница х режимов электролиза, обеспечивающих получение серого, блестящего и молочного осадков хрома, дает диаграмма плотности тока и температуры (DK—t), изображенная на рисунке 1.
Серый осадок хрома появляется на катоде при низких температурах электролиза (35...50°С) и широком диапазоне плотностей тока. Осадки блестящего хрома обладают высокой твердостью (6000... 9000 Н/мм2), высокой износостойкостью и имеют меньшую хрупкость.
Рис. 1. Зоны хромовых осадков.
Молочный хром получается при более высокой температуре электролита (выше 70°С) и более широком широком интервале плотностей тока. Молочные осадки отличаются пониженной твердостью (4400.. 6000 Н/мм2), но обладают пластичностью и имеют повышенную коррозионную стойкость.
Сверхсульфатный электролит хромирования
Сверхсульфатный электролит хромирования рекомендуется для скоростного осаждения толстослойных, блестящих и износостойких хромовых покрытий (до 500 мкм).
Состав сверхсульфатного электролита хромирования, г/л:
Хромовый ангидрид (CrO3) 250-300 г/л
Серная кислота (h3SO4) 8-10 г/л
Хром трехвалентный (в пересчете на Сг203) 20-22.
Температура электролита должна быть не ниже 500С, а плотность тока во время процесса хромирования более 55 А/дм2. Из сверхсульфатного электролита в широком интервале температур и плотностей тока (до 300 А/дм2) осаждаются износостойкие, твердые хромовые покрытия.
Рекомендуемые режимы электролиза:
Сверхсульфатный электролит хромирования имеет крайне низкую рассеивающую способность. Поэтому он рекомендуется только для нанесения хромовых покрытий на цилиндрические детали: штоки, валы, цилиндры и т.д., при использовании специальной оснастки, обеспечивающей концентрическое (коаксиальное) расположение детали и анода. Рекомендуемый состав анодов: РЬ 7986%; Sb 4-6%; Sn 10-15%
Саморегулирующийся сульфатный электролит хромирования
Саморегулирующийся сульфатный электролит подобен стандартному электролиту хромирования, т.к. в его состав входит только один анион катализатор - сульфат. Различие заключается лишь в том, что сульфаты вводятся в электролит не в виде серной кислоты, а в виде трудно растворимой соли - сульфата стронция. Содержание сульфатов в электролите регулируется благодаря ограниченной растворимости этой соли. Состав саморегулирующегося сульфатного электролита хромирования, г/л:
Хромовый ангидрид (Сг03) 250;
Сернокислый стронций (SrS04) 6-8;
Двуокись кремния (SiO;) 10-15.
Режим работы электролита:
Блестящие твердые покрытия: Плотность тока 60-95 А/дм2. Температура 60-650С.
Молочные толстослойные покрытия: Плотность тока 20-50 А/дм2.Температура 78-800С.
Саморегулирующийся сульфатно-кремнефторидный электролит хромирования
В саморегулирующемся сульфатно-кремнефторидномэлектролите анионами-катализаторами являются ионы S042- и SiF62-. Основные преимущества данного электролита по сравнению с сульфатным электролитом, заключается в большей стабильности состава, несколько более высокой рассеивающей способности, более высоком выходе по току и более широкому интервалу допустимых температур, и плотностей тока, обеспечивающих получение блестящих осадков хрома. При использовании данного электролита легче решается проблема получения прочного сцепления хрома с блестящим никелевым покрытием, нержавеющей сталью. Объясняется это тем, что фторсодержащие электролиты обладают значительно большей активирующей способностью, чем электролиты без фтора. Процесс хромирования в этих электролитах менее чувствителен к перерывам тока.
Главным недостатком саморегулирующихся кремнефторидных электролитов хромирования является их повышенная агрессивность по сравнению со стандартными электролитами, особенно по отношению к медным сплавам, стали и к свинцовым анодам. Скорость растворения металлов в саморегулирующемся электролите хромирования, а следовательно, и скорость накопления в нем ионов железа или меди выше, чем в сернокислом. При плохой рассеивающей способности электролита участки хромируемых деталей, на которых реализуется более низкая плотность тока, более медленно покрываются хромом и подвергаются, с одной стороны, травлению электролитом, а с другой - сильному наводораживанию.
Состав саморегулирующего сульфатно-кремнефторидного электролита, г/л:
хромовый ангидрид (CrO3) — 250--300:
сернокислый стронций (SrSO4)— 5,5 -6,5
кремнефтористый калий (K2SiF6) — 18- 20
Тетрахроматный электролит хромирования
Тетрахроматный электролит имеет довольно необычный для электролитов хромирования состав - наряду с хромовой и серной кислотами он содержит достаточно большое количество щелочи, которая частично нейтрализует кислоту. Несмотря на это, при электроосаждении хрома из тетрахроматного электролита сохраняются все особенности процесса, характерные для остальных электролитов хромирования. К особенностям тетрахроматного электролита относится то, что он обладает более высокой, чем у всех остальных электролитов хромирования, рассеивающей способностью. Достоинством этого электролита хромирования является то, что хром из него осаждается при комнатной температуре (18-25оС) с высоким выходом по току. При повышении температуры тетрахромат распадается и электролит теряет свои специфические свойства. Поэтому в процессе работы очень важно постоянно контролировать и поддерживать низкую температуру, при необходимости охлаждая раствор электролита.
К электролитам тетрахроматного типа относятся и электролиты, в которых вместо щелочи используют углекислый кальций. В некоторых случаях рекомендуется добавлять в электролит 0.5-10 г/л вольфраматов или солей магния, в присутствии которых осаждаются хромовые покрытия, обладающие лучшей полируемостью.
Состав тетрахроматного электролита хромирования, г/л:
Хромовый ангидрид (СrO3) -350-400
Едкий натр (NaOH) - 40-60
Серная кислота (h3SO4) - 2.5-2.7
Хром трехвалентный (на Cr2O3) - 10-15
Температура электролита -18-250С. Плотность тока -10-80 А/дм2
Тетрахроматный электролит используется исключительно для получения защитно-декоративных покрытий. Ввиду того, что электролиз ведется при комнатной температуре, осадки получаются серыми. Однако, благодаря низкой твердости и достаточно высокой пластичности, они могут быть отполированы до зеркального блеска, характерного для блестящих декоративных хромовых покрытий. Относительно высокая рассеивающая способность тетрахроматного электролита позволяет применять его для нанесения хромовых покрытий на пресс-формы, используемыех, например, для изготовления деталей из пластмасс.
Хромовые покрытия, полученные из тетрахроматного электролита, имеют значительно более низкую пористость по сравнению с хромом из сульфатных электролитов, но для получения износостойких покрытий тетрахроматные электролиты не используются. Хромовые покрытия из тетрахроматного электролита толщиной 5-10 мкм можно применять для местной защиты поверхности стальных деталей, при газовой цементации или нитроцементации.
Электролиты черного хромирования
Черное хромирование применяется для покрытия оптических систем и деталей, которые должны иметь хорошую теплоотдачу в пространство. Толщина слоя черного хрома составляет 1,5-2,0 мкм. Покрытие черного хромирования обладает хорошей термостойкостью, и в отличии черного никеля или черных оксидных покрытий, являются износостойкими.
| Хромовый ангидрид | 250 | 200 | 250-400 | 250 | 150-400 | 250 | 250 | 200 400 |
| Уксусная кислота | - | 6.5 | 5 | - | _ | 3 | . | |
| Ванадат аммония | - | 20 | - | - | _ | _ | ||
| Оксалат железа | - | - | - | - | 15-75 | - | - | - |
| Карбамид | 2.5 | |||||||
| Фторид хрома | ||||||||
| Борная кислота | - | - | - | - | 15 | _ | ||
| Нитрат натрия | 3-5 | - | - | 5 | _ | |||
| Гексафторалюминат натрия | 0.2 | - | - | - | 0.1 | - | - | - |
| Плавиковая кислота | - | - | - | - | - | - | 0.21 | |
| Кремнефторис товодородная кислота | - | - | - | 1.25 | - | - | - | |
| Хромин | 2-3 | - | - | 1.53 | - | - | - | |
| Температура,°С | 18-25 | 10-30 | 10-30 | 18-25 | 18-25 | 15-25 | 60-70 | 18-40 |
| Плотность тока, А/дм2 | 15-30 | 50-100 | 50-100 | 10-60 | 10-50 | 10-50 | 20-30 | 50-120 |
Продолжительность процесса черного хромирования составляет 4-6 минут.
Примеси в электролите хромирования.
Присутствие в электролитах хромирования посторонних примесей может приводить к ухудшению качества хромового покрытия. Причиной появления примесей часто является нарушение самой технологии хромирования. Следует подчеркнуть, что наименьшее накопление вредных примесей происходит в электролитах, используемых для блестящего декоративного хромирования. Это объясняется тем, что из-за недолгой продолжительности процесса блестящего хромирования, подвески с деталями постоянно выносят на своей поверхности электролит с примесями. А необходимость регулярно доливать или воду, или свежую порцию электролита, приводит к разбавлению раствора электролита и предотвращает накопление в нем примесей в опасных концентрациях.
Осаждение хрома на алюминий и его сплав
Хром осаждают на детали из алюминия или его сплавов в основном в тех случаях, когда необходимо повысить их износостойкость, термостойкость или улучшить антифрикционные свойства. Непосредственное хромирование алюминия и его сплавов невозможно, что объясняется наличием на поверхности алюминия инертной оксидной пленкой прочно сцепленной с основой. Эта пленка повышает антикоррозионные свойства алюминиевой поверхности, но одновременно препятствует получению необходимого сцепления с ней хромовых и любых других гальванических покрытий. Если удалить эту пленку и опустить алюминий в раствор соли, какого-либо металла, то из-за высокого электроотрицательного потенциала алюминия на его поверхности будут контактно выделяться содержащиеся в растворе более электроположительные металлы, например медь, никель, хром, олово, или кадмий и т.п. А как известно, контактное осаждение не позволяет получать удовлетворительное сцепление покрытия с основой. Поэтому, как и в случае с титаном, для электроосажления на алюминий применяются специальные технологии.
В промышленности применяются две их разновидности:
- Активация (удаление оксидной пленки с одновременным легким подтравливанием) поверхности алюминия и одновременное осаждение на его поверхности прочно сцепленного с основой тонкого слоя металла, служащего в качестве подслоя для последующего нанесения слоя покрытия;
- Анодное оксидирование алюминия с целью формирования на нем оксидной пленки определенной структуры и толщины, которые обеспечивают надежное сцепление с ней последующего покрытия.
«Цинкатная»щелочная обработка заключается в обработке алюминиевых изделий в растворе цинката, содержащего раствор щелочи и оксида цинка. Процесс осуществляется, путем опускания алюминиевой детали на несколько секунд в раствор цинката при температуре 18-25°С. При этом имеющаяся оксидная пленка вытравливается с поверхности алюминия и, одновременно на ее месте формируется тонкий слой цинка. В принципе уже на этот слой можно наносить хромовое покрытие. Однако для улучшения сцепления рекомендуют первый слой цинка удалять, растворяя его в растворе азотной кислоте (300-500 г/л). Затем, после тщательной промывки, детали опять погружают в цинкатный раствор на 10-15 сек. Такой метод называется «двойной цинкатной обработкой» или «двойным цинкатом». Для получения более плотных, компактных с лучшими антикоррозионными свойствами пленок, рекомендуют добавлять в цинкатный раствор хлорид железа и сегнетову соль.
impgold.ru
Способ хромирования алюминия
хпкчоскад а ИБд
АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
ОПИСАНИЕ способа хромирования алюминия.
K авторскому свидетельству В. А. Суходского, заявленному 2 апреля 1930 года (ваяв. свид. № 67534).
О выдаче авторского спидетельства опубликовано 31 декабря 1931 года.
Предмет изобретения.
Способ хромирования алюминия, етли» чающийся тем, что алюминий предварительно погружают в хлорную соль проме1 жуточного покровного металла, а затем после удаления избытка хлоридов на него наносят электролитически слой хрома.
Предлагаемый способ хромирования алюминия состоит в том, что алюминий предварительно погружают в хлорную соль промежуточного покровного металла, а затем после удаления избытка хлоридов на него наносят электролитическим способом слой хрома.
Главным затруднением при гальваностегии алюминия является легкая возможность образования на поверхности соприкосновения алюминия с покровным металлом местных гальванических пар, которые даже при наличии только следов солей и влаги быстро ведут к разрушению на-. ложенного слоя. Чтобы избежать этого, нужно или сплавить наложенный или промежуточный слой с основным металлом, ;или создать на поверхности алюминия прочный и совершенно непроницаемый для влаги и солей промежуточный слой.
Первое можно достигнуть путем предварительного перед гальваностегией лужения алюминия оловом, цинком, кадмием, свинцом, что достигается натиранием предварительно нагретого алюминия соответствующими расплавленными безводными хлористыми солями или погружением алюминия в ванны с указанными расплавленными солями. Второго можно достигнуть натиранием подогретого алюминия расплавленной полухлористой медью или хлорным железом. Получающийся при этом на алюминии слой меди или железа вполне отвечает указанным выше требованиям прочности и непроницаемости для влаги.
Для достижения большей легкоплавкости применяемых в обоих случаях солей можно добавлять к ним плавни (хлористый аммоний, калий, литий и др.).
www.findpatent.ru
Хромирование алюминиевых сплавов - Энциклопедия по машиностроению XXL
Хромирование алюминиевых сплавов — электрохимическое покрытие слоем хрома деталей из алюминиевых сплавов в целях защиты от механического износа. Твердое хромированное покрытие толщиной 50 мк обеспечивает высокую стойкость против износа и коррозии деталей из алюминиевых сплавов, работающих на трение. [c.406]
Хромирование алюминиевых сплавов 3—421 [c.525]
Хромирование алюминия. Хромирование алюминиевых сплавов применяют с целью увеличения износостойкости деталей, например цилиндров мотоциклетных двигателей, деталей точных приборов н т. п., а также для защитно-декоративной отделки. [c.171]Хромирование в ультразвуковом поле. Наложение ультразвукового поля в процессе хромирования повышает плотность тока да 200 А/дм2, улучшает кроющую способность электролита. При хромировании в стандартном электролите при плотности тока 100—200 А/дм2 и температуре 50—60° С с наложением ультразвукового поля интенсивностью 2—3 Вт/см получают осадки повышенной твердости и высоким выходом по току. При хромировании в тетрахроматном электролите с добавками солей кальция при плотности тока до 200 А/дм и интенсивности ультразвукового поля 1,0—1,5 Вт/см2 получаются осадки с микротвердостьЮ 6000—11 000 МПа выход по току при этом составляет 40%. Применение ультразвука рекомендуется также при непосредственном хромировании алюминиевых сплавов без промежуточного подслоя. [c.63]
Хромирование в ультразвуковом поле можно вести при плотностях тока до 200-102 и выше. Установлено [48, 49], что ультразвук резко снижает катодную поляризацию при электроосаждении металлов, причем при хромировании это происходит лишь в интервале низких плотностей тока до начала выделения хрома на катоде. Характерно, что начало выделения хрома в ультразвуковом поле сдвигается в сторону более высоких плотностей тока, при которых катодная поляризация практически не меняется по сравнению с электролизом без ультразвука. Таким образом, ультразвук тормозит процесс выделения хрома, что, по-видимому, объясняется трудностью образования адсорбционной пленки на катоде, обусловливающей повышение потенциала катода до величины, соответствующей восстановлению шестивалентных ионов хрома до металла [49]. Применение ультразвука рекомендуют [9] при непосредственном хромировании алюминиевых сплавов без промежуточных прослоек. [c.323]
МЕТОДЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОДЛОЖКИ ПРИ нанесении ПОКРЫТИЙ АЛЮМИНИРОВАНИЕ СТАЛИ АЛЮМИНИРОВАНИЕ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ ХРОМИРОВАНИЕ ЧУГУНА И СТАЛИ ХРОМИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ КАДМИРОВАНИЕ И ЦИНКОВАНИЕ СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВОВ ЛАТУННЫЕ ПОКРЫТИЯ [c.4]
ХРОМИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ [c.106]
При использовании ультразвука для непосредственного хромирования алюминиевых сплавов поступают следующим образом. После обычной для [c.146]
Хромирование алюминиевых сплавов. Электролитическое покрытие алюминиевых сплавов хромом и другими металлами связано с рядом трудностей наличием на алюминии и его сплавах естественной окисной пленки, взаимодействием алюминия с электролитами наличием в металле микропор и трещин. [c.342]
Для непосредственного хромирования алюминиевых сплавов рекомендуется поверхность подготовить либо обдувкой песком, либо погружением в подкисленные растворы хлористых солей никеля или железа. [c.99]
При обработке отливок следует обратить внимание на следующие способы, дающие при соответствующих условиях повышение надежности и наибольший технико-экономический эффект дробеструйная обработка стальных деталей, работающих с переменными нагрузками покрытие алюминием стальных и чугунных отливок для повышения стойкости против окисления при высоких температурах диффузионное хромирование стальных отливок с целью увеличения коррозионной стойкости поверхностная закалка (газовая или индукционная) стальных или чугунных отливок, подвергающихся истиранию или ударам пористое хромирование рабочих поверхностей отливок из алюминиевых сплавов, подвергающихся износу электролизное антикоррозионное оксидирование отливок из сплавов алюминия металлизация распылением (цинком, алюминием, латунью, медью, сталью и т. д.), увеличивающая коррозионную стойкость и износостойкость. [c.369]
Для нарезания резьбы в алюминиевых сплавах иногда применяют метчики с хромированным профилем резьбы, для чего средний диаметр уменьшают на 0,02 мм (толщина покрытия 0,005 мм). [c.543]
Применяют также хромирование зеркала цилиндра. Этот процесс дороже хромирования колец, так как хромированная поверхность цилиндров подлежит тщательной обработке. Однако этот способ открывает возможность изготовления цилиндров из алюминиевых сплавов, отличающихся высокой теплопроводностью, что име ет особое значение для цилиндров, работающих при повышенных температурах. [c.133]
Категорически запрещается соединять с электронными деталями хромированные, посеребренные или омедненные детали. Детали из стали, бронзы и латуни (болты, втулки и др.), сопряженные с электронными деталями, должны быть обязательно оцинкованы или кадмированы, а детали из алюминиевых сплавов — анодированы. [c.288]
Для повышения долговечности резиновых колец рекомендуется применять покрытия поверхностей штоков стальных - твердое хромирование из алюминиевых сплавов -хромово-кислое анодирование или другие методы поверхностного упрочнения. [c.281]
Анодирование отверстий в ушках из алюминиевого сплава определенно вредно, и оно должно быть тщательно устранено, если требуется максимум выносливости. Наблюдалось значительное увеличение выносливости при применении менее прочного сплава А1 — Си BS L 65 по сравнению с А1 — Zn — Mg DTD 36S или DTD 683. Кадмиевое или цинковое покрытие болта привело к некоторому увеличению выносливости, а покрытие как болта, так и ушка дало значительное увеличение, причем цинковое покрытие представляется особенно обещающим. С другой стороны, хромирование было очень вредным, но могло бы дать приемлемую выносливость, если бы после хромирования была применена термическая обработка. [c.252]
В некоторых случаях для изготовления цилиндров применяют также трубы из алюминиевых сплавов. Для повышения поверхностной твердости рабочего зеркала цилиндра из алюминиевых сплавов применяют хромирование их электролитическим способом с толщиной хромового покрытия до 0,2 мм. [c.288]
Коэфф. трения (со смазкой) хромированной поверхности в паре с алюминиевым сплавом АК-4 [c.423]
Оцинкованная сталь, работающая в контакте с алюминиевыми сплавами (АМц и Д16) и хромированной сталью (медь/никель/хром) в промышленной атмосфере устойчиво в качестве анода, ведет себя в морской атмосфере (Батуми) неустойчиво вначале оцинкованная сталь является анодом, однако со временем становятся анодами алюминиевые сплавы и хромированная сталь. Последние подвергаются разрушению, благодаря чему уменьшается несколько скорость коррозии оцинкованной стали. [c.124]
В сельскохозяйственной авиации получило широкое распространение кадмирование или плакирование алюминиевых сплавов. Применяется также цинкование и хромирование сталей. Применение органических покрытий, особенно лакокрасочных, — наиболее распространенный способ защиты от коррозии в среде химикатов. [c.564]
Лайнер В. И., Хромирование алюминиевых и магниевых сплавов, Вопросы теории хромирования , Госполитиздат Литовской ССР, Вильнюс, 1959, стр. 151—163. [c.251]
В последнее время выпускают блок-картеры и отдельные цилиндры из алюминиевых сплавов с хромированной рабочей поверхностью цилиндров (двигатели Порше, фирмы Мале и др.). Йз алюминиевого сплава с последующим хромированием зеркала цилиндра выпускают также (по сообщению фирмы) цилиндры двигателя с воздушным охлаждением Татра [c.89]
Корпус и крыльчатку насосов отливают из чугуна и алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, — из бронзы и иногда из пластмасс. Изготовляемые из стали (в некоторых случаях из нержавеющей стали) валики насосов подвергают для повышения износостойкости закалке и в некоторых случаях хромированию (ЯАЗ-204). В водяных насосах автомобильных и тракторных двигателей обыкновенно применяют полузакрытые крыльчатки, т. е. крыльчатки с одним диском. Открытые крыльчатки в этих двигателях применяют сравнительно редко. [c.366]
Существует метод непосредственного нанесения хрома на алюминиевые сплавы, который проводится в следующей последовательности обезжиренные изделия подвергают последовательному травлению в 5%-ной фтористоводородной кислоте, смеси азотной и фтористоводородной кислот (3 1) ив смеси азотной и серной кислот (1 1). При хромировании изделий из конструкционных алюминиевых сплавов после травления в 5%-ной фтористоводородной кислоте изделия погружают в раствор, содержащий 4 г/л сернокислого марганца и 160 г/л соляной кислоты. Хромирование осуществляется в обычных электролитах. [c.191]
Язвенное разъедание блоков вызывается теми же причинами, что и втулок цилиндров. При этом язвы на блоке появляются со стороны наибольшей вибрации втулки в наиболее зауженных проходах в рубашке. Чем выше стойкость поверхности втулки (хромированная, азотированная), тем при интенсивной вибрации втулки, сильнее разрушается блок Блоки из алюминиевых сплавов несколько более стойки чем чугунные. [c.394]
Поршни из алюминиевого сплава, имеют три компрессионных и два маслосъемных кольца. Дизели с пленочным смесеобразованием комплектуются поршня.ми, у которых камера сгорания расположена в днище. Верхнее компрессионное кольцо хромированное. Поршневые пальцы полые, плавающего типа. [c.24]
Медные покрытия имеют большое применение, как промежуточные при многослойном никелировании или декоративном хромировании стальных изделий или изделий из цинковых и алюминиевых сплавов. Медь легко поддается полированию, а медные покрытия прочно сцепляются как с покрываемым металлом, так и с последующим наносимым слоем другого покрытия. [c.266]
Хромирование Черные металлы, медь и медные сплавы, цинковые и алюминиевые сплавы [c.807]
ХРОМИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ — электролитич, покрытие слоем хрома деталей из алюминиевых сплавов с целью защиты их от механич, износа (твердое или износостойкое хромирование) или о целью декоративной отделки (защитно-декоративное хромирование). Твердое хромовое покрытие толщиной 50 мк обеспечивает высокую стойкость против износа и коррозии деталей из алюминиевых сплавов, работающих на трение. Хромиро- [c.420]
Закса способ определения напрян(ения остаточного 2—228, 229 Заливины (дефекты метапл(зв) 1—259 Замазки 1—232 Затухание колебаний 1—303 Затухания коэффициент 3—374 Защитные покрытия, дефектоскопия 1—244 Защитные покрытия алюминиевых сплавов — см. Анодирование алюминиевых сплавов, Лакокрасочные покрытия алюминиевых сплавов. Никелирование алюминиевых сплавов. Оксидирование алюминиевых сплавов. Хромирование алюминиевых сплавов, Эматалирование алюминиевых сплавов [c.502]
Хромирование титановых и алюминиевых сплавов. Как ранее указывалось, наличие на этих материалах окисных пленок препятствует непосредственному покрытию износостойким хромом. В тех случаях, когда такое покрытие совершенно необходимо для обеспече-чения надежности работы деталей, можно применить хромирование в ультразвуковом поле. Вместе с тем хромирование алюминиевых сплавов (силумина) можно осуш,ествить по следующей технологии [121, включающей операции обезжиривание в 10%-ном растворе едкого натра, осветление в разбавленной смеси азотной и плавиковой кислот, анодирование в фосфорной кис- [c.70]
Хромирование алюминиевых сплавов. Непо средственное хромирование изделий из алюминиевых сплавов может преследовать цель защиты от механического износа, от коррозии в агрессивных средах, а также лучшее удерживание поверхностью смазки (пористое хромирование). Покрытие может отвечать своему назначению только при отсутствии ударной нагрузки. Хотя коэффициент линейного расширения алюминия примерно в три раза больше, чем у хрома, при нагреве не наблюдается отслаивание покрытия, а лишь растрескивание его, что во . иогих случаях несущественно. [c.98]
Материалы трущихся пар (поршень и цилиндр, шток и направляющая), помимо требуемой высокой прочности, должны обладать хорошими антифрикционными свойствами при достаточно больших скоростях возвратно-поступательного движения. Как правило, одна из деталей трущейся пары выполняется из материала меньшей твердости или применяются однородные материалы с твердым покрытием (хромирование, твердое анодирование и т. п.) одной из них. В выполненных конструкциях применяются следующие материалы трущихся пар сталь — чугун сталь — упрочненная сталь сталь — хромированная поверхность сталь — твердоанодированная поверхность алюминиевого сплава сталь — бронза и др. [c.186]
Случаи задиров поршней из алюминиевого сплава и задиров пористо-хромированного зеркала цилиндра отмечались Б. М. Асташ ке-вичем и Т. В. Лариным в процессе приработки на дизелях тепловозов. Применение пористого хромового покрытия различных видов не привело к устранению образования очагов схватывания. Металлографический анализ поврежденных участков на разных стадиях [c.213]
Хромирование успешно используют для повышения стойкости форм литья под давлением алюминиевых сплавов из стали 4Х5В2ФС. [c.362]
Если обратиться к атмосфере сельской местности (табл. 19), то хотя по абсолютной величине коррозия металлов в контакте ниже, чем в промышленных районах, степень увеличения коррозии за счет контакта значительна и в сельской местности контакт с более благородным металлом усиливает коррозию отрицательного сплава от 2 до 125 раз. В открытой атмосфере полярность не меняется. Наиболее сильно, как и в других атмосферах, увеличивает коррозию магниевого сплава МЛ5 оцинкованная и кадмированная сталь. В меньшей степени влияют алюминиевые сплавы. Нет разницы во влиянии оцинкованной и кадмиро-ванной поверхности. Из трех металлов, контактирующих с оцинкованной сталью, наиболее опасным является хромированная сталь с медным и никелевым подслоем. Сплавы Д16 (анодированный) и АМц слабее разрушают цинк. Весьма опасным является контакт анодированного сплава Д16 с посеребренной латунью. [c.124]
Все непрецизионные детали восстанавливают ранее рассмотренными способами трещины на корпусе — заваркой, по технологии, применяемой при сварке деталей из алюминиевых сплавов резьбу с повреждениями более двух ниток — заваркой и нарезанием резьбы по рабочему чертежу, а также нарезанием ремонтной резьбы или постановкой ввертышей изношенные опорные шейки — шлифованием под ремонтный размер или хромированием с последующим шлифованием под размер рабочего чертежа. [c.275]
В машине Мерседес-300 вес алюминиевых деталей достиг 8% от общего веса машины, причем наибольшее применение алюминий находит для деталей двигателя и деталей кузова. Фирма Порш ставит на двигателях воздушного охлаждения алюминиевые цилиндры с хромированной рабочей поверхностью. На двигателе автомобиля Шевроле из алюминиевого сплава отливают картер и головки цилиндров. Наиболее широко применяют алюминиевый сплав в двигателях автомобиля Ролс-Ройс для изготовления картера, блока головки и крышки, лишь поддон штампуется из стали. [c.57]
Для стальных деталей защитное покрытие рекомендуется получать кадмированием для деталей из алюминиевого сплава — анодированием. Защитное и защитно-декоративное покрытия для деталей, изготовляемых из меди и медных сплавов, рекомендуется получать никелированием или никелированием с последующим хромированием. Можно рекомендовать следующие приведенные в табл. 14.1 покрытия. Цифра показывает толщину покрытия в мкм, буква — материал (К — кадмий М — медь Н — никель Ц — цинк X — хром), сокращения — тип покрытия (Фос — фосфатация Оке — оксидирование). [c.409]
МногоЬлой-ное декора-тивюэе хромирование и никелирование стали, медн и медных сплавов, цинкового и алюминиевого сплавов Стацисжар-ные ванны для меднения и никелирования Обсушивание детали, покрытых медью или никелем То же [c.316]
mash-xxl.info
