Электролитическое хромирование

Электролитическое хромирование Солодкова, Людмила Николаевна. : приложение к журналу "Гальванотехника и обработка поверхности" / Л. Н. Солодкова, В. Н. Кудрявцев ; ред. В. Н. Кудрявцев. - [2-е изд.]. - Москва : Российский химико-технологический ун-т, 2013. - 191 с. : ил. ; 21 см. - Библиогр.: с. 187-191. - ISBN 978-5-7237-1078-8 Приведены общие сведения о процессе электролитического хромирования, типы, свойства и назначение хромовых покрытий, особенности электролитов, характеристики покрытий, области их применения. Подробно разобраны технологические особенности процесса хромирования, в частности особенности подготовки поверхности перед хромированием таких металлов, как сталь, медь, нержавеющая сталь, никель, хром, титан, алюминий и их сплавы, а также особенности электроосаждения на них хрома. Рассмотрены возможные неполадки при хромировании, их причины и пути устранения, влияние посторонних примесей на свойства электролитов и покрытий. Отдельная глава посвящена проблеме снижения экологической опасности процесса хромирования (автор д.т.н. Виноградов С.С.) Книга рассчитана в основном на работников гальванических производств, но также может быть полезной и для студентов, аспирантов, преподавателей и научных сотрудников, специализирующихся в области гальванотехники. Рецензенты: к.т.н. Ток Л.Д., гл. инженер компании «Экомет», д.х.н., проф. Данилов Ф.И., зав. кафедрой физической химии Днепропетровского Химико-Технологического Университета (Украина) Предисловие Электролитическое хромирование – один из наиболее широко распространенных гальванических процессов, что связано со многими замечательными свойствами хромовых покрытий. Именно разнообразные и очень ценные свойства хромовых покрытий определили его применимость в самых разных отраслях промышленности, от машино- и авиастроения до сантехники и производства инструментов, в том числе медицинских. В то же время, хорошо известно, что процесс хромирования является одним из наиболее сложных, имеющих ряд неисправимых отрицательных свойств, таких, как самая низкая рассеивающая способность и очень низкий выход по току металла. Этими обстоятельствами, по-видимому, и объясняется то, что по сравнению с другими процессами именно хромированию было посвящено наибольшее число книг и брошюр. Это книги: Левитский Г.С. «Хромирование деталей машин и инструмента» 1951, Cалли А. «Хром» 1958, Шлугер М.А. «Ускорение и усовершенствование хромирования деталей машин» 1961, Р.Вейнер «Гальваническое хромирование», 1964 г., Черкез М.Б., Богорад Л.Я. «Хромирование» 1978. В этих книгах приведена масса ценной как научной, так и практической информации, но в то же время им присущ один общий непреодолимый недостаток – все они были изданы очень давно и превратились в библиографическую редкость. В настоящей книге сделана попытка преодолеть этот вакуум, обобщить и систематизировать основные сведения по хромированию, которые могли бы быть полезны всем тем, кто в той или иной степени имеет отношение к этому процессу. Авторы в течение десятилетий тесно связаны с гальваническим производством и работают в этой области, а один из них (к.х.н. Солодкова Л.Н.) более сорока лет занимается исследованием и разработкой новых процессов хромирования и внедрением их в промышленность (производство). При написании книги авторы опирались как на собственный опыт, так и, при необходимости, широко использовали материалы, опубликованные в вышеперечисленных книгах. Читатель не найдет в книге упоминания о каких-либо конкретных процессах, технологиях, разработанных той или иной фирмой. Сегодня это общепринятая практика при написании книг аналогичного назначения. Делается это с целью избежать обвинений в том, что авторы отдают предпочтение какому-то процессу, разработанному одной фирмой, в ущерб другому процессу, разработанному другой фирмой, т.е. в предвзятости и необъективности. Такие материалы читатель может найти в рекламных проспектах, помещенных в журнале «Гальванотехника и обработка поверхности», в «Информационном Каталоге Производителей и Продукции для Обработки Поверхности, Гальванического Производства и Производства Печатных Плат» (приложение к журналу «Гальванотехника и обработка поверхности»), а также на сайте Российского общества гальванотехников GalvanicRus.ru. В книге также нет раздела, посвященного хромированию из электролитов на основе трехвалентных соединений хрома. В процессе работы над книгой и перед опубликованием авторы просили ознакомиться с ней и высказать критические замечания специалистов ОАО «ГАЗ» - Ермолаеву Г.Б. и Кузнецова Э.А., «НИИХИМММАШ» – Егорову Л.В., Компании «Атотех» - Рябухина Д.В. Подробный критический анализ рукописи был сделан резензентами – Током Л.Д. и Даниловым Ф.И. Всех их авторы искренне благодарят за конструктивную критику и ценные советы, большинство из которых были учтены в окончательном варианте книги. Авторы также признательны сотрудникам кафедры ТЭП РХТУ им. Менделеева – Ореховой Е.С., Новикову В.Т. Демакову А.Г. и Макарову А.С., а также Василенко О.А., оказавшим помощь при подготовке рукописи к изданию. Содержание книги 1. Общие сведения о процессе электролитического хромирования 1.1. Типы, свойства и назначение хромовых покрытий 1.2. Особенности электролитов и процесса хромирования 2. Типы электролитов хромирования и характеристики покрытий 2.1. Сульфатные электролиты 2.1.1. "Универсальные" сульфатные электролиты 2.1.2. Сверхсульфатный электролит 2.1.3. Саморегулирующийся сульфатный электролит 2.1.4. Сульфатный электролит с добавкой катионов цинка 2.1.5. Сульфатные электролиты с добавками органических соединений 2.2. Электролиты с добавками анионов, содержащих фтор 2.2.1. Саморегулирующийся сульфатно-кремнефторидный электролит 2.2.2. Сульфатный кремнефторидный (несаморегулирующийся) электролит 2.2.3. Фторидные электролиты 2.2.4. Саморегулирующиеся фторидные электролиты 2.2.5. Саморегулирующиеся электролиты с органическими добавками 2.3. Тетрахроматный электролит 2.4. Электролиты черного хромирования 2.5. Некоторые общие характеристики электролитов хромирования и типов хромовых покрытий 3. Структура и свойства электролитического хрома 3.1. Структура 3.2. Твердость 3.3. Внутренние напряжения в осадках хрома 3.4. Износостойкость, антифрикционные свойства 3.5. Пластические свойства 3.6. Содержание водорода в осадках хрома и наводораживание стальной основы 3.7. Влияние хромового покрытия на усталостную прочность стали 4. Технологические особенности процесса хромирования 4.1. Подготовка поверхности деталей перед хромированием 4.1.1. Механическая обработка 4.1.2. Термическая обработка 4.1.3 Заделка отверстий и изоляция поверхности 4.1.4. Монтаж деталей на подвески 4.1.5. Обезжиривание 4.2. Особенности подготовки поверхности различных металлов перед хромированием и нанесения на них хрома 4.2.1. Осаждение хрома на стальные и чугунные детали 4.2.2. Осаждение хрома на медь и медные сплавы 4.2.3. Осаждение хрома на хром 4.2.4. Осаждение хрома на подслой никеля 4.2.5. Осаждение хрома на титан и его сплавы 4.2.6. Осаждение хрома на алюминий и его сплавы 4.3. Требования к промывной воде 4.4. Удаление недоброкачественных покрытий 4.5. Аноды и анодный процесс 4.6. Предотвращение образования аэрозоля хромовой кислоты 4.7. Поддержание постоянного уровня электролита 5. Хромирование при движении электролита в ультразвуковом поле 5.1. Проточное и струйное хромирование 5.2. Хромирование в ультразвуковом поле 6. Хромирование с применением различных форм тока 7. Пористое хромирование 8. Рассеивающая способность электролитов хромирования и равномерность распределения тока и металла по поверхности покрываемых изделий. Размерное хромирование 9. Многослойные покрытия 9.1. Двухслойные хромовые покрытия 9.2. Многослойные покрытия медь-никель-хром 10. Примеси в электролитах хромирования и их влияние на свойства покрытий 10.1. Ионы трехвалентного хрома 10.2. Ионы железа 10.3. Ионы меди 10.4 Ионы алюминия 10.5. Ионы других металлов 10.6. Анионы 11. Неполадки при хромировании, причины и их устранение 12. Анализ электролитов хромирования на содержание основных компонентов 12.1. Определение концентрации хромового ангидрида 12.2. Определение концентрации ионов хрома (III) 12.3 Определение концентрации ионов SO42- 12.4. Определение концентрации хлор-ионов 12.5. Определение концентрации фтор-ионов 12.6. Определение концентрации ионов железа 12.7. Определение концентрации ионов меди 13. Требования к источникам тока (выпрямителям) при хромировании 14. Снижение экологической опасности процесса хромирования 14.1. Поддержание работоспособности и повышение сроков службы электролитов хромирования 14.2. Восстановление работоспособности (регенерация) отработанных электролитов хромирования 14.3. Вторичное использование (рекуперация) отработанных электролитов хромирования 14.4. Обезвреживание отработанных электролитов хромирования