1. Crom kim loại
Crom là kim loại cứng, mặt bóng, màu xám thép với độ bóng cao và nhiệt độ nóng chảy cao. Nó là chất không mùi, không vị và dễ rèn.
Các trạng thái oxy hóa phổ biến của crom là +2, +3 và +6, với +3 là ổn định nhất.
Các trạng thái +1, +4 và +5 là khá hiếm. Các hợp chất của crom với trạng thái oxy hóa +6 là những chất có tính oxy hóa mạnh và độc tính cao.
Trong không khí, crom bị thụ động hóa, tạo thành một lớp mỏng oxit bảo vệ trên bề mặt, ngăn chặn quá trình oxy hóa tiếp theo đối với kim loại ở phía dưới. Crom có mạng tinh thể lập phương tâm khối
2. Khái niệm
Mạ Crom là phương pháp xử lý bằng cách tráng một lớp crom kim loại lên vật liệu nền. Lớp mạ này có thể dùng để trang trí (mạ crom trang trí) hoặc để tăng khả năng chống mài mòn, bôi trơn, tăng độ cứng bề mặt được mạ (mạ crom cứng)
3. Đặc điểm lớp mạ crom
- Nhiệt độ nóng chảy cao (ở 450oC vẫn không biến màu).
- Trong không khí, crom bị oxi hóa tạo thành lớp màng oxit Cr2O3 mỏng bảo vệ bề mặt nên lớp mạ thường có ánh sáng xanh đặc trưng.
- Lớp mạ có độ bóng gương cao dẫn tới khả năng trang trí cao cấp.
- Lớp mạ crom có khả năng chống ăn mòn tốt dưới các yếu tố môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ, độ ẩm cao.
- Hệ số ma sát nhỏ: tăng khả năng chịu mài mòn và ma sát trượt cho vật mạ (trục quay, xi lanh,…)
- Có thể tạo ra các vết nứt tế vi giữ dầu, thích hợp cho cần xi lanh, bạc trượt.
Quy trình xi mạ crom
Mạ crom đơn lớp thường diễn ra theo quy trình sau:
- Tẩy gỉ kim loại: Loại bỏ các lớp gỉ sét kim loại bằng dung môi hóa học.
- Mài, đánh bóng: Vật liệu kim loại trước khi đem vào mạ crom cần đạt được độ bóng, vì vậy trước khi mạ, kim loại cần được mài và đánh bóng bằng cơ học, hóa chất…
- Tẩy dầu: Mục đích loại bỏ các dầu mỡ, bụi bẩn trong quá trình gia công còn đọng lại trên bề mặt kim loại. Tùy vào mỗi loại kim loại mà sử dụng một dung dịch tẩy dầu khác nhau.
- Bắt gá cho vật mạ.
- Nâng nhiệt độ vật mạ lên bằng nhiệt độ dung dịch mạ điện crom bằng cách cho ngâm không điện trong bể mạ.
- Tiếp điện (-) vào vật mạ và điện (+) vào cathode của bể mạ. Thông thường cathode của bể mạ thường được sử dụng là chì kim loại.
- Tiến hành mạ, tùy theo độ dày của lớp mạ crom mà chọn chế độ dòng điện cũng như thời gian mạ phù hợp.
Mạ crom 6+
Mạ crom 6+, sử dụng CrO3 là thành phần chính. Crom 6+, là giải pháp mạ điện crom được sử dụng để mạ trang trí và cứng,
Lớp mạ crom 6+ cho lớp phủ crom tươi sáng, cùng với nền kim loại có thể dẫn đến bề mặt kim loại sau khi được mạ crom đạt đến độ phản chiếu ánh sáng tương tự gương.
Một quá trình mạ crom 6+ điển hình là:
- Tẩy dầu
- Hoạt hóa
- Mạ điện crom
- Rửa sạch
Các bể mạ điện thường là một bể nhựa chứa dung dịch axit cromic
Nhược điểm
Một bất lợi của mạ điện crom 6+, là hiệu quả cực âm thấp, mà yếu tố chính ảnh hưởng là việc phóng điện từ cực dương thấp. Điều này có nghĩa là lớp phủ crom không được đồng đều, Ở các cạnh mép có điểm lồi ra nhiều thì lớp phủ dày, còn ở các góc khuất, chỗ lõm thì lớp phủ mỏng, thậm chí không có lớp phủ. Để khắc phục tình trạng này chúng ta thường đặt cathode phụ vào phía góc lõm đề mạ phủ được các góc đó.
Crom 6+ là một chất độc nhất trong các hợp chất crom. Do đó trước khi xả thải cần phải loại bỏ lượng Cr(VI) trong dung dịch.
Viêc duy trì một bể mạ với sức căng bề mặt của dung dịch dưới 35 dynes/cm2 đòi hỏi việc bổ sung các loại phụ gia định kỳ. Theo lý thuyết, sức căng bề mặt được đo bằng một giọt kế. Phương pháp này đã lỗi thời và thiếu chính xác (lỗi lên đến 22 dynes/cm), và phụ thuộc vào kinh nghiệm và khả năng của người sử dụng.
Chất thải độc hại khác được tạo ra từ dung dịch mạ Cr (VI) bao gồm chì chromiat, tạo thành trong bồn mạ vì chì dùng làm cực dương. Bari cũng được sử dụng để kiểm soát nồng độ sulfate, dẫn đến sự hình thành của bari sunfat (BaSO4), một chất thải nguy hại.
Mạ crom 3+
Mạ crom 3+ sử dụng Cr2(SO4)3 hoặc CrCl3 thành phần chính. Mạ crom 3+ là một thay thế cho crom 6+ trong các ứng dụng nhất định và độ dày (ví dụ như mạ trang trí)
Quá trình mạ crom 3+ tương tự như quá trình mạ crom 6+, Chỉ khác biệt ở thành phần hóa học của dung dịch mạ crom. Có ba loại chính của thành phầm mạ crom 3+:
- Một bể mạ điện phân chloride hay sunfat dựa trên sử dụng than chì hoặc cực dương composite, cộng với phụ gia để ngăn chặn quá trình oxi hóa của crom (III) đến cực dương.
- Một bể mạ sulfate dựa trên sử dụng cực dương chì bao quanh bể chứa đầy axit sunfuric (được gọi là cực dương được bảo vệ.
- Một bể sulfate có sử dụng xúc tác cực dương không hòa tan, trong đó duy trì một thế điện cực có thể ngăn chặn quá trình oxy hóa.
Quá trình mạ crom 3+ có thể mạ các sản phẩm với cùng một nhiệt độ, tốc độ và độ cứng tương tự so với mạ crom 6+. Chiều dày của lớp mạ 0,005-0,05 mils (0,13-1,27mm).
Ưu điểm
Những lợi thế chức năng của crom 3+ là hiệu quả cao hơn và catot phóng điện tốt hơn. Khả năng phóng điện cực dương tốt hơn nghĩa là tỉ lệ tổn thất điện năng ít hơn do đó sử dụng dòng điện thấp hơn so với việ mạ crom 6+, ngoài ra có thể mạ crom 3+ gián đoạn mà điều này rất khó thực hiện ở dung dịch mạ crom 6+.
Như đã biết, Cr (III) có bản chất ít độc hại hơn Cr(VI). Do độc tính thấp hơn làm giảm chi phí ức chế bay hơi, lọc sương mù trên không. Lợi thế sức khỏe khác và bao gồm cả hiệu quả cực âm cao hơn, dẫn đến lượng khí thải crom ra không khí ít hơn; dẫn đến lãng phí crom ít hơn và cực dương không bị phân hủy.
Nhược điểm
Một trong những nhược điểm khi quá trình này chính là việc mạ trang trí không đem lại màu sắc tốt như việc mạ crom 6+. Các công ty hiện nay sử dụng các chất phụ gia để điều chỉnh màu sắc. Trong các ứng dụng lớp phủ crom cứng, chống ăn mòn của lớp phủ dày hơn không tốt như mạ crom 6+.
Chi phí của các hóa chất lớn, nhưng điều này thường được bù đắp bằng mức sản xuất cao hơn và chi phí trên không thấp hơn. Nói chung, quá trình này phải được kiểm soát chặt chẽ hơn trong việc mạ crom 6+, đặc biệt là đối với các tạp chất kim loại với. Điều này có nghĩa là quá trình rất khó để kiểm soát, chẳng hạn như thùng mạ, đang có nhiều khó khăn hơn khi sử dụng bồn mạ crom 3+.
Mọi thắc mắc Quý khách hàng vui lòng liên hệ:
CÔNG TY TNHH CN & PT ATH VIỆT NAM
Hotline: 0986 504 869 – 0986 066 244
Email: athvietnam@athgroup.com.vn
Fanpage: Công nghệ xi mạ ATH
Link Fanpage: https://www.facebook.com/hoachatximaATH.vn/
