크롬 도금 공정 중 음극 전류 밀도와 온도 사이에는 상호의존적인 관계가 있습니다. 동일한 용액에 크롬을 도금할 때 온도와 전류밀도를 조절하고 이를 적절한 범위 내로 조절하면 그림 4와 같이 순크롬, 경질크롬, 유백색 크롬의 3가지 성질을 갖는 크롬 도금층을 얻을 수 있다. -20. 저온 및 높은 전류 밀도 영역에서는 크롬 코팅이 어둡거나 탄다. 이 코팅은 고온 및 낮은 전류 밀도 영역에서 네트워크 균열, 높은 경도 및 취성을 가지며 크롬 층은 유백색입니다. 조직이 미세하고 기공이 적고 균열이 없으며 보호 성능이 우수하지만 중온 및 중 전류 밀도 영역에서 경도가 낮고 내마모성이 낮거나 두 가지가 잘 조화되면 밝은 크롬 도금층을 얻을 수 있습니다. .이 크롬층은 경도가 더 높고 미세하고 조밀한 네트워크 균열이 있습니다.
그림 4-20 코팅의 밝은 영역 범위에 대한 온도 및 음극 전류 밀도의 영향
그림 4-21 전류 효율에 대한 온도의 영향(Cr03 250g/L , H2SO4 2.5g /L)
온도와 전류 밀도가 전류 효율에 미치는 영향은 그림 4-21과 그림 4-22에 나와 있습니다. 두 그림에서 알 수 있듯이 전류 밀도가 일정할 경우 온도가 증가함에 따라 전류 효율이 감소하고, 온도가 고정되면 전류 밀도가 증가함에 따라 전류 효율이 증가함을 알 수 있습니다. 그러나 CrO3:So42- 비율이 감소하면 그에 따라 변화도 작아집니다. 따라서 경질 크롬 도금 시 코팅 성능을 만족한다는 전제 하에 일반적으로 더 높은 코팅 증착 속도를 얻기 위해 더 낮은 온도와 더 높은 음극 전류 밀도를 사용합니다.
그림 4-22 전류 효율에 대한 음극 전류 밀도의 영향(Cr03 400g/L, H2SO4 4g/L)
그림 4-23 온도와 음극 전류 밀도의 영향 코팅 경도에 대한 영향
온도가 일정할 때 전류 밀도가 증가함에 따라 도금 용액의 분산 능력이 약간 향상되는 반면, 전류 밀도가 변하지 않으면 도금의 분산 능력이 향상됩니다. 도금 용액의 온도가 감소함에 따라 용액이 어느 정도 증가합니다.
온도와 전류 밀도는 크롬 도금층의 경도에 큰 영향을 미칩니다. 이 영향은 그림 4-23에 나와 있습니다. 특정 전류 밀도 하에서 경질 크롬 코팅을 얻는 데 가장 유리한 온도가 있는 경우가 많습니다. 이 온도보다 높거나 낮으면 크롬 층의 경도가 감소합니다.
생산 시 일반적으로 밝고 단단한 크롬 코팅을 얻기 위해 중간 온도(45~60℃)와 중간 전류 밀도(30~45A/dm2)가 사용됩니다. 광택도금을 위한 공정조건은 상당히 넓지만 크롬 도금액의 분산능력이 특히 열악한 점을 고려하면 복잡한 형상의 부품에 장식용 크롬이나 경질크롬을 도금할 때 균일한 두께의 크롬층을 도금하고자 하는 경우에는 부품이 다르므로 온도와 전류 밀도를 엄격하게 제어해야 합니다. 크롬 도금 공정 조건을 결정할 때 도금 용액의 온도 변화는 ±(1~2)°C 사이에서 가장 잘 제어됩니다.
⑶ 크롬 도금 주의사항
1) 도금의 접착력을 향상시키십시오. 크롬 도금 전해액의 분산 및 깊이 성능이 좋지 않아 일부 부품에서는 도금 누락이 발생할 수 있습니다. 복잡한 모양.
경질 크롬 도금 시 접착력 저하로 인해 코팅이 벗겨지는 경우가 종종 있으며, 생산 작업 시 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
① 일부 복잡한 모양의 부품의 경우 코끼리 양극, 보호 음극 및 보조 양극을 사용하는 것 외에도 부품을 넣었을 때 일반 전류 밀도보다 몇 배 높은 전류로 부품을 처리할 수도 있습니다. 단기적인 충격으로 인해 음극 분극이 증가하고 크롬 층이 부품 표면에 빠르게 증착된 다음 도금이 정상적인 전류 밀도로 돌아갑니다.
충격 전류는 주철 부품의 경질 크롬 도금에도 사용할 수 있습니다. 주철 부품에는 다량의 탄소가 포함되어 있기 때문에 탄소에 수소가 석출되는 과전압이 낮습니다. 또한, 주철 부품의 표면에는 기공이 많아 겉보기 면적보다 실제 표면적이 훨씬 커집니다. 일반적인 전류밀도에서 도금을 하면 실제 전류밀도가 너무 작아서 도금이 되지 않습니다. 금속 크롬 증착. 따라서 주철 부품에 경질 크롬을 도금할 때 충격
전류를 사용하여 음극 분극을 증가시켜야 합니다.
②아노딕 에칭(에칭) 표면에 두꺼운 산화피막이 있는 합금강, 고탄소강에 경질 크롬 도금을 하거나, 오랫동안 전원이 꺼진 크롬 도금층에 크롬 도금을 계속하는 경우 , 일반적으로 첫 번째 부품은 짧은 기간의 에칭 처리 동안 양극 역할을 하여 산화막을 전기 화학적으로 용해시키고 미세하게 거친 표면을 형성합니다.
③ 니켈과 크롬을 함유한 합금강은 표면에 매우 얇고 치밀한 산화피막을 갖고 있어 경질 크롬을 도금할 경우 코팅과 모재 사이의 결합력에 영향을 미치게 됩니다. 먼저, 도금된 부분을 크롬 도금액에 양극 에칭한 후, 그 부분을 음극으로 변환하는데, 전류는 정상치보다 몇 배 작으며, 전압은 일반적으로 3.5V 정도로 조절되어 수소만 남게 된다. 전극에서 진화 반응이 일어난다. 초기 수소 원자는 강한 환원 능력을 가지고 있기 때문에 금속 표면의 산화막을 금속으로 환원시킨 다음 일정 시간(예: 20~30분) 내에 단계적 전원 공급 장치를 사용하여 정상이 될 때까지 점차적으로 전류를 증가시킬 수 있습니다. 공정 조건이 설정됩니다. 활성화된 금속 표면에 전기 도금을 하면 접착력이 좋은 코팅을 얻을 수 있습니다. 또한, 경질 크롬 도금 공정 중 정전이 발생하는 경우도 있는데, 이때 전원을 직접 켜서 도금을 계속하면 크롬 도금층 표면에 얇은 산화막이 생성되기도 합니다. 이 문제를 극복하는 방법은 "사다리"를 사용하는 것입니다. "스타일 전원 공급 장치"는 표면을 활성화한 다음 일반 도금으로 전환합니다.
IV 도금 전 예열 대형 경질 크롬 도금의 경우 도금 전 가공물을 예열해야 합니다. 그렇지 않으면 크롬 도금층의 결합력뿐만 아니라 도금 용액의 온도에도 영향을 미칩니다. 따라서 대형부품의 도금을 하기 위해서는 전원을 켜기 전 기판과 도금액의 온도가 같아질 때까지 도금액에 몇분간 예열을 해야 합니다. 도금액의 온도 변화는 ±2°C 이내로 조절하는 것이 가장 좋습니다.
크롬층의 접착력을 향상시키는 방법은 소재에 따라 조금씩 다릅니다. 표 4-27에는 다양한 재료에 대한 크롬층의 결합 강도를 향상시키기 위한 해당 조치가 나열되어 있습니다.
2) 도금 후 수소 제거
크롬 도금은 전류 효율이 낮기 때문에 수소가 발생하기 쉬운 철강 부품의 경우 음극에 많은 양의 수소가 석출됩니다. 진화하려면 도금 후 180~200°C에서 처리해야 하며, 수소 취성을 피하기 위해 3시간 동안 수소를 제거해야 합니다.
3) 도금 용액 내 불순물의 영향 및 제거 크롬 도금 전해질 내 일반적인 유해 불순물은 주로 Fe3, Cu2, Zn2, Pb2, Ni2, Cl 및 NO3-와 같은 금속 이온입니다.
금속이온은 주로 크롬층으로 덮이지 않은 부분의 금속 용해, 제때 회수되지 못한 채 도금조에 떨어진 부분의 용해, 양극 에칭 등에서 발생한다. 금속 이온이 일정 수준까지 축적되면 코팅의 밝기 범위가 감소하고 전해질의 분산 능력이 감소하며 전도성이 악화되는 등 크롬 도금 공정에 큰 영향을 미치게 됩니다. 무수크롬 농도가 증가함에 따라 도금액 내 불순물에 대한 내성이 증가하므로 저농도 도금액은 불순물에 매우 민감합니다. 도금액 중 Fe3가 15~20g/L를 초과하고, Cu2가 5g/L를 초과하고, Zn2가 3g/L를 초과하는 경우 도금액을 처리해야 합니다. 낮은 전류 밀도 처리를 사용하면 특정 결과를 얻을 수 있습니다.
강산성 양이온 교환수지로 처리하면 금속 불순물을 제거할 수 있다. 크롬 도금 용액으로 인한 이온 교환 수지의 산화 손상을 줄이기 위해 가공 전에 도금 용액을 80g/L 미만으로 희석해야 합니다. 강산성 양이온 교환수지는 가격이 더 비싸기 때문에 생산 비용을 줄이기 위해 사용한 도금 용액을 부동태화 용액과 같은 다른 목적으로 사용하는 경우가 있습니다.
새로 준비한 크롬 도금 용액의 전압은 일반적으로 3~5V입니다. 농도가 높을수록 전압을 낮추어야 합니다. 전압이 상기 값보다 큰 것으로 확인되면, 도금액에 불순물이 포함되어 있을 수 있습니다.
Cl-는 목욕액 보충수, 부품 세척수 등을 투입하거나 염산 에칭 후 불완전 세척으로 인해 발생합니다. Cl이 너무 많으면 도금 용액의 분산 및 깊이 성능이 저하되어 코팅이 회색으로 변하고 거칠어지며 심지어는 기판과 납 양극이 부식될 수도 있습니다. 과도한 Cl-를 제거하기 위해 도금 용액을 70°C로 가열하고 높은 전류 밀도로 전해 처리하여 양극에서 염소 가스로 산화시켜 침전시킵니다. 그러나 이 방법은 에너지를 많이 소모하고 효과도 그다지 만족스럽지 못하며, 적당량의 탄산은을 첨가하여 염화은 침전물을 형성할 수도 있지만, 첨가된 탄산은은 크롬산과도 반응할 수 있습니다. 은 크롬산염 침전물을 형성하려면 너무 많은 은염이 소모될 뿐만 아니라 무수크롬이 손실되어 생산 비용이 증가합니다. 가장 좋은 방법은 Cl의 도입을 최소화하는 것이므로 수조액 보충에는 탈이온수를 사용하고, 도금 전 약한 에칭에는 묽은 황산용액을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 염산을 사용해야 하는 경우 세척이 강화됩니다. NO3-는 가장 유해한 불순물로 낮은 수준에서도 코팅을 회색으로 만들고 광택을 잃을 수 있으며 도금 탱크의 납 라이닝과 납 양극을 부식시킬 수 있습니다. NO3-를 제거하는 방법은 전해질 1리터당 1A의 전류를 사용하는 전해 처리입니다.
도금 용액에 NO3-의 양이 많은 경우 먼저 BaCO3를 사용하여 도금욕에서 So42-를 제거한 다음 65~80°C에서 고전류 전해 처리를 수행하여 NO[를 음극에서 NH3로 환원시키고 그것을 제거하십시오.
4) 크롬 미스트 억제
크롬 도금 공정 중 불용성 양극 사용으로 인해 음극 전류 효율이 매우 낮아 다량의 석출이 발생한다. 수소와 산소의 가스가 액체 표면에서 빠져나오면 다량의 크롬산이 함유되어 크롬 미스트가 형성되어 심각한 오염을 유발합니다. 현재 크롬 안개를 억제하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
① 부유체 방식은 도금 용액 표면에 발포 플라스틱 파편이나 파편을 올려놓아 크롬 미스트의 유출을 차단할 수 있습니다.
그러나 부품이 빠져나올 경우. 목욕, 작동이 불편합니다. 또한, 크롬산은 산화력이 강하여 첨가된 파편을 부식시켜 분해산물이 도금액에 축적되게 하며, 이는 도막의 품질에도 영향을 미치게 됩니다.
②포말억제제 첨가 거품억제제는 도금액의 표면장력을 감소시켜 도금액 표면을 덮는 안정적인 거품층을 생성할 수 있는 계면활성제입니다. 일반 계면활성제는 고온 및 강한 산화제 존재 시 불안정하지만, 탄화불소 계면활성제는 위의 매체에서 안정적으로 존재할 수 있습니다. 보고에 따르면, 다양한 종류의 크롬 미스트 억제제가 사용되었으며, 그 중 가장 좋은 것은 퍼플루오로옥탄 설포네이트 나트륨염 [-CF3(CF2)6CF2S03Na-]과 같은 극성 그룹을 포함하는 지방성 장쇄 유기 화합물입니다. 일반적인 것으로서 도금액 1리터당 첨가량은 0.2~0이다. 5g/L에서는 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 중국에서는 F-53 크롬 미스트 억제제로 불리는 퍼플루오로 알킬 에테르 술폰산 칼륨 [CF3(CF2)2n 10(CF2)SO3K]을 시험 생산하고 있으며, 크롬 도금액에 첨가되는 양은 0.04~0.06g/L이다. 사용시에는 먼저 F-53을 물과 함께 페이스트로 만든 후 물을 넣어 희석한 후 끓여서 녹인 후 잠시 방치한 후 50~60℃로 가열된 크롬도금탱크에 옮기지 마십시오. -53을 도금 탱크에 직접 넣습니다.
도금욕 내에서 크롬 미스트 방지제에 의해 형성된 폼층이 도금욕 표면을 촘촘하게 덮고 있는데, 수소와 산소를 함유한 크롬산이 석출되면 표면의 폼층과 충돌하게 되는데, 수많은 작은 입자가 형성됩니다. 크롬산 미스트는 중력의 영향으로 결합하여 특정 높이에 도달하면 도금 용액으로 돌아가고, 수소와 산소는 도금 용액을 떠날 때까지 계속 상승합니다. 액체 표면으로 인해 가스 제거 및 크롬 미스트의 효과적인 억제가 가능합니다.