آبکاری کروم

 

آبکاری کروم برای اینکه از زرد یا کدر شدن نیکل در فضای آزاد جلوگیری شود، از سال 1925 بر روی پوشش های نیکل لایه نازکی از کرم به صورت الکتریکی پوشش داده می شود.

یک محلول آبکاری کروم ، از لحاظ محتوی ساده و از لحاظ مکانیسم عمل پیچیده است. در اصل یک محلول آبکاری کروم عبارت از تری اکسید کروم (اسید کرومیک)، آب و یک کاتالیزر می باشد که بدون کاتالیزر، کروم رسوب نخواهد کرد.  CrO3 یا H­2O   ترکیب و CrO4H2 تولید می سازد . اضافه کردن یک کاتالیزر مناسب به نسبت   باعث عملکرد درست حمام و بالنتیجه تولید رسوبات نیکل در سطح استاندارد و قابل قبول می گردد. این نسبت ممکنست در حمام های مختلف ، متفاوت باشد. کاتالیزر می تواند سولفات و یا فولوئورور باشد که معمولاً به صورت اسید سولفوریک و یا اسید فلوئوسیلیسیک به محلول اضافه می شود.

 

فرمول بعضی از حمام های متداول در آبکار کروم ، از این قرار است:

نوع حمام                                           1                        2                    3

مقدار اسید کرومیک (oz/gal)                 33                      54                  40

مقدار اسید  سولفوریک(oz/gal)             33/0                    54/0             40/0

 

این سه فرمول می تواند اساس حمام های آبکاری قدیمی تلقی شود. حمام شماره یک زمانی به کار می رود که به خواهند رسوب گیری ، با سرعت کم انجام گیرد. حمام شماره 2 را مخصوصاً وقتی که هدایت بیشتر وترابری و نشست بهتر، در مورد اشیا پیچیده مورد نظر است به کار می برند . اما حمام شماره 3 حمامی است که تقریباً برای تهیه انواع آبکاری کروم به کار رفته و می توان نسبت اسید کرومیک به کاتالیزر را متفاوت و نسبت 75 به 1 تا 125 به 1 انتخاب نمود. نسبت های کوچک تر در آبکاری کروم سخت و نسبت های بزرگتر در آبکاری کروم تزیینی به منظور بهتر پوشاندن نیکل ، که شدت جریان های ضعیف تر اعمال می شود ، انتخاب می گردد.

یک سیستم آبکاری کروم از اجزاء زیر تشکیل شده است . البته می توان بخش های بیشتری

را برشمرد ولیکن قسمت های مهم در آبکاری کروم از قرار زیر اند:

1 –  رکتی فایر:

کلاً برق و اتصالات برقی ، نوسانات برقی بسیار در آبکاری کروم موثر هستند لذا یکی از عوامل مهمی را که در آبکاری کروم می بایست به آن پرداخت بخشهایی هستند که برق سیستم را تامین کرده (رکتی فایر ) و به محلول می رساند

(اتصالات و آندها)

رکتی فایر کروم باید دارای ویژگی های زیر باشد.

الف – ظرفیت رکتی فایر سیستم کروم به هیچ عنوان نباید از 2500 آمپر ( رکتی فایر های روغنی ایرانی) کمتر باشد. حتی اگر ظرفیت وان کروم 500 لیتر باشد خصوصاً که محلول کروم کاتالیزوری باشد.

ب – وقتی که رکتی فایر کروم در حال کار است نوسانات جریان ارسالی به محلول نباید بیشتر از5 درصد کل جریان باشد.

2 – اتصالات :

اتصالات برقی نیز در کروم از اهمیت ویژه و بالایی برخوردارند باید دقت کرد که در برق رسانی از رکتیی فایر به وان کروم به هیچ عنوان نباید از کابل استفاده کرد . چرا که پس از گذشت مدت زمانی کابل ها فرسوده شده و باعث ایجاد نوسانات برق می شوند و از سوی دیگر کابل عموما توانای رساندن شدت جریان بالای لازم برای آبکاری کروم خصوصاً در محلول های حاوی کاتالیزور و وان هایی با حجم زیاد را ندارند لذا تمامی مسیر برق رسانی از رکتی فایر به وان کروم می بایست تسمه باشد و باید از بکار بردن کابل به شدت پرهیز نمود موضوع دیگری که باید به آن توجه داشت این است که تسمه های آندیک در وان های کروم حتما باید از دو طرف سر وته وان بهم وصل باشند به این حالت حلقه  loop می گویند.

ویژگی اتصال از نوع loop در این است که وقتی مدار وصل باشد و جریان برق در سیستم کروم کاری برقرار باشد اختلاف پتانسیل بین محل ورودی برق از رکتی فایر به وان تا انتهای تسمه های آندیک صفر می شود و تمام آندها علی رغم اینکه مصرف کننده جریان هستند نسبت به کاتد دارای اختلاف پتانسیل واحدی خواهند بود. بدین ترتیب به تمامی قطعاتی که در طول تسمه کاتدی قرار دارند برق یکسانی اعمل خواهد شد.

بهتر آن است که با توجه به خورنده بودن محلول کروم برای وصل نمودن اتصالات و تسمه های وان کروم خصوصا تسمه های دور وان پیچ های استیل زنگ نزن استفاده کرد.

برای انتخاب قطر و ابعاد تسمه های کروم باید حداکثر جریان قابل اعمال در سیستم کروم را محاسبه نمود و متناسب با آن ابعاد تسمه های کروم را انتخاب کرد.

برای وان های کروم تزئینی معمول در کارگاههای آبکاری تا حجم 1200 لیتر می توان تسمه های آندیک را 50 میلی متر در 10 میلی متر و تمسه کاتدیک را 60 میلی متر در 10میلی متر انتخاب کرد.

3 – آندهای کروم:   

در محلول کروم ، اسید کرومیک محلول تامین کننده یون کروم برای عملیات آبکاری است . آندهای کروم تنها کاری که می کنند این است که برق را به محلول رسانده و در آن به طور یکنواخت توزیع میکند. آندهای آلیاژی سرب (92 تا 93 درصد ) و قلع (7 تا 8 درصد) برای مقاصد آبکاری ترئینی بسیار مناسب هستند.

4 – دمای محلول کروم :

دمای محلول کروم کاری تزئینی فاقد کاتالیزر به طور نرمال می بایست بین 39 تا 41 درجه باشد ، ولی در عین حال باید به مطالب زیر نیز توجه نمود :

  • دمای 39 تا 41 درجه دمای مطلوب برای انجام واکنش رسوب کروم از محلول به روی قطعه است و باید توجه داشت که این واکنش در سطح مشترک محلول قطعه اتفاق می افتد و باید توجه داشته باشیم که این سطح را همواره در این دما در بازه ی آن نگه داری کنیم.
  • معمولا به علت زمان کم آبکاری کروم در خط های دستی حجم وان کروم کمتر ازحجم و ظرفیت وان های نیکل می باشد ، بنابراین وقتی که قطعات آبکاری شده از یک وان نیکل خالی می شوند مسیر خود را به سمت وان کروم در پساب هایی با دمای پایین محیط ( پایین از دمای عملیاتی وان کروم) به سوی وان کروم طی می کنند و در آخرین پساب انباشته می شوند تا نوبت کروم کاری شوند. طی زمان دمای قطعات کاهش پیدا می کند . حتی در خط های اتومات و نیمه اتومات نیز که وان های کروم بزرگی دارند، قطعات خارج شده از وان نیکل مخصوصا قطعات فلزی پس از چندین مرحله شست و شو در پساب هایی با دمای پایین خود نیز به دمای پایینی می رسند.
  • وقتی که ما این قطعات سرد شده را داخل محلول کروم می گذاریم ، معمولا بلافاصله عملیات کروم کاری شروع می شود و زمانی برای هم دما شدن قطعه با محلول کروم وجود نداشته که این امر موجب می شود که دمای غشایی از محلول کروم که در سطح محلول قطعه وجود دارد و در واکنش در آن اتفاق می افتد ، بلافاصله پس از قرار دادن قطعه در محلول کاهش یافته و دمای محیط واکنش از بازه ی مطلوب واکنش پایین تر بیاید و لکه های طوسی رنگ روی قطعه ظاهر شوند.

بنابر علل بالا می بایست مخصوصا در خصوص قطعات فلزی هر چه که جرم قطعه بزرگتر باشد(وزن قطعه بیشتر باشد ) و پساب ها سردتر باشند، دمای کروم را باید بالاتر برد تا افت دما در غشا محلول قطعه که واکنش در آن انجام میشود کمتر گردد. به عنوان

مثال در فصل زمستان که پساب ها بسیار سرد می شوند ، برای کروم کاری قطعات فلزی که وزن زیادی دارند ، مانند اگزوز موتور یا سپر اتومبیل و قطعات از این دست ، می توان برای رسیدن به کیفیت دلخواه دما را تا 50 درجه نیز در کروم های تزئینی معمولی و تا 55 درجه در کروم های کاتالیزوری که نیاز به دمای بیشتری دارند، بالا برد.

5 – بومه 20 الی 22:

بومه در وان کروم که نشان دهنده ی وزن مخصوص وان کروم می باشد، با توجه به آنکه محلول تنها از 3 جز تشکلیل شده و جز اسید سولفوریک آن نیز بسیار ناچیز است ، می توان گفت که وزن مخصوص یا بومه محلول کروم می تواند نشان دهنده ی اسید کرومیک آن باشد ، پس با داشتن بومه ی کروم و با استفاده روش های دیگر می توان میزان اسید کرومیک محلول را با دقت بیش از 95 % تخمین زد.