Αρχή διαδικασίας επιμετάλλωσης χρωμίου:
Η διαδικασία επιμετάλλωσης χρωμίου είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία, μια διαδικασία οξειδοαναγωγής. Η βασική διαδικασία είναι να βυθιστείτε τα μέρη σε ένα μεταλλικό διάλυμα άλατος ως κάθοδο, το μέταλλο ως άνοδο και μετά τη σύνδεση με το άμεσο ρεύμα, μια μεταλλική επικάλυψη θα εναποτίθεται στα μέρη. Σχηματικό διάγραμμα της διαδικασίας ηλεκτροδιάτρησης Gravure: Ο κύλινδρος πλάκας είναι η κάθοδος και το πλέγμα τιτανίου είναι η άνοδος.
Κύρια συστατικά του διαλύματος χρωμίου Κύριο αλάτι:
Περιεχόμενο χρωμικού ανυδρίτη: 200-260 G/L Καταλύτης: Περιεχόμενο θειικού οξέος: 2. g/cm3, και ένα σημείο τήξης 1875-1920. Το μεταλλικό χρωμίου είναι εύκολα παθητικοποιημένο στον αέρα, σχηματίζοντας ένα πολύ λεπτό φιλμ παθητικοποίησης στην επιφάνεια.
1. Το στρώμα Rotogravure Chrome-Plated έχει πολύ υψηλή σκληρότητα. Ανάλογα με τη σύνθεση του διαλύματος επιμετάλλωσης και των συνθηκών της διαδικασίας, η σκληρότητα του μπορεί να κυμαίνεται από 400 έως 1200 HV.
2. Το στρώμα χρωμίου έχει καλή αντοχή στη θερμότητα. Όταν θερμαίνεται κάτω από 500 βαθμούς, η γυαλιστερότητα και η σκληρότητα του δεν αλλάζουν σημαντικά.
3. Ο συντελεστής τριβής του επιχρυσωμένου στρώματος, ειδικά ο συντελεστής ξηρής τριβής, είναι ο χαμηλότερος μεταξύ όλων των μετάλλων. Ως εκ τούτου, το επιχρυσωμένο στρώμα έχει καλή αντίσταση φθοράς.
4. Το επιχρυσωμένο στρώμα έχει καλή χημική σταθερότητα και έχει υψηλή χημική σταθερότητα σε αλκαλικό, νιτρικό οξύ, σουλφίδιο, ανθρακικό και τα περισσότερα αέρια και οργανικά οξέα.
5. Το επιχρυσωμένο στρώμα είναι εύκολα διαλυτή σε υδροχαλικά οξέα (όπως το υδροχλωρικό οξύ) και το καυτό συμπυκνωμένο θειικό οξύ.
Χαρακτηριστικά επιμετάλλωσης χρωμίου:
Το υδατικό διάλυμα χρωμικού ανυδρίτη είναι το χρωμικό οξύ, το οποίο είναι η μόνη πηγή επικάλυψης χρωμίου. Αν και η απόδοση του διαλύματος επιμετάλλωσης σχετίζεται με την περιεκτικότητα σε χρωμικό ανυδρίτη, εξαρτάται κυρίως από την αναλογία οξέος, δηλαδή τον λόγο του χρωμικού ανυδρίτη προς θειικού οξέος.
1. Το κύριο συστατικό του διαλύματος επίστρωσης χρώματος δεν είναι το μεταλλικό άλας χρωμίου, αλλά το χρωμικό οξύ, ένα οξύ που περιέχει οξυγόνο του χρωμίου, το οποίο είναι ένα ισχυρό όξινο διάλυμα επιμετάλλωσης. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ηλεκτρολυτικής, η διαδικασία καθόδου είναι πολύπλοκη και το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος καθόδου καταναλώνεται σε δύο πλευρικές αντιδράσεις: η αντίδραση της εξέλιξης του υδρογόνου 2 και η μείωση του εξάλουτου χρωμίου στην αντίδραση του τρισθενούς χρωμίου 1. Ως εκ τούτου, η απόδοση ρεύματος κάθοδο της επένδυσης χρωμίου είναι πολύ χαμηλή (10% έως 18%). Υπάρχουν επίσης τρία μη φυσιολογικά φαινόμενα: 1. 2. Μειώνει με την αύξηση της θερμοκρασίας. 3. Αυξάνεται με την αύξηση της πυκνότητας ρεύματος.
2 στο διάλυμα επιμετάλλωσης χρωμίου, πρέπει να προστεθεί μια ορισμένη ποσότητα ανιόντων, όπως 42-, για να επιτευχθεί η κανονική εναπόθεση μεταλλικού χρωμίου.
3. Η ικανότητα διασποράς του διαλύματος επιμετάλλωσης χρωμίου είναι πολύ χαμηλή. Για τμήματα με σύνθετα σχήματα, απαιτούνται εικονογραφικές ανόδους ή βοηθητικές καθόδους για να αποκτήσουν ένα ομοιόμορφο στρώμα επιμετάλλωσης χρωμίου. Οι απαιτήσεις για κρεμάστρες είναι επίσης σχετικά αυστηρές.
4. Η επιμετάλλωση χρωμίου απαιτεί υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος καθόδου, συνήθως πάνω από 20Α/DM2, η οποία είναι περισσότερο από 10 φορές υψηλότερη από τη γενική επιμετάλλωση. Λόγω της μεγάλης ποσότητας αερίου που απελευθερώνεται από την κάθοδο και την άνοδο, η αντίσταση του διαλύματος επιμετάλλωσης είναι μεγάλη, η τάση της δεξαμενής αυξάνεται και η ηλεκτρολυτική τροφοδοσία πρέπει να είναι υψηλή. Απαιτείται τροφοδοσία ρεύματος μεγαλύτερη από 12V, ενώ άλλοι τύποι επιμετάλλωσης μπορούν να χρησιμοποιήσουν τροφοδοτικό κάτω από το 8V.
5. Η άνοδος της επιμετάλλωσης χρωμίου δεν χρησιμοποιεί μεταλλικό χρωμικό, επειδή το χρωμίου είναι πολύ εύκολο να διαλυθεί στο διάλυμα επιμετάλλωσης, καθιστώντας την απόδοση ρεύματος ανόδου μεγαλύτερη από την απόδοση της καθόδου, με αποτέλεσμα την αυξανόμενη κατανάλωση χρωμικού οξέος. Επομένως, χρησιμοποιείται αδιάλυτη άνοδος. Το κράμα μολύβδου, το κράμα μολύβδου-αντιμονίου και το κράμα μολύβδου-TIN χρησιμοποιούνται συνήθως. Το χρωμίου που καταναλώνεται στο διάλυμα επιμετάλλωσης πρέπει να συμπληρωθεί με την προσθήκη χρωμικού ανυδρίτη.
6. Η θερμοκρασία λειτουργίας της επιμετάλλωσης χρωμίου έχει μια ορισμένη εξάρτηση από την πυκνότητα ρεύματος καθόδου. Η αλλαγή της σχέσης μεταξύ των δύο μπορεί να αποκτήσει επικαλύψεις χρωμίου με διαφορετικές ιδιότητες. Προκειμένου να αυξηθεί η αντοχή συγκόλλησης μεταξύ του στρώματος επικάλυψης χρωμίου και του υποστρώματος, ο κύλινδρος πλάκας μπορεί να προθερμανθεί.
Η αρχή της αντίδρασης της καθόδου (επιφάνειας κυλίνδρων) κατά τη διάρκεια της επίστρωσης χρωμίου:
Το διάλυμα χρωμίου επικάλυψης υπάρχει κυρίως με τη μορφή χρωμικού οξέος (CRO 42-) και διχρωμικό οξύ (Cr2O 72-). Όταν η τιμή του ρΗ είναι μικρότερη από 1, (CR 2072- έχει 2 αρνητικές χρεώσεις και 7 άτομα οξυγόνου) ως κύρια μορφή. Όταν η τιμή του ρΗ είναι 2-6, cr2o 72- και cro 42- υπάρχουν στην ακόλουθη ισορροπία, δηλαδή Cr 2072- + h 20===2 cro 42- + 2 h+. Μπορεί να φανεί ότι τα ιόντα που υπάρχουν στον ηλεκτρολύτη επένδυσης Chrome περιλαμβάνουν Cr2O 72-, H+, Cro 42- και έτσι 42-. Εκτός από το ίδιο 42-, άλλα ιόντα μπορούν να συμμετάσχουν στην αντίδραση καθόδου. Οι τέσσερις διαδικασίες της ηλεκτροχημικής αντίδρασης στην κάθοδο (επιφάνεια κυλίνδρου):
Στάδιο 1: Καθώς αυξάνεται το δυναμικό ηλεκτροδίου, η πυκνότητα ρεύματος αυξάνεται. Η αντίδραση ηλεκτροδίου είναι 2Η → H2 αντίδραση 2
Στάδιο 2: Καθώς το δυναμικό ηλεκτροδίου συνεχίζει να αυξάνεται, η πυκνότητα ρεύματος μετατρέπεται σε μείωση. Αυτή είναι η διαδικασία σχηματισμού μιας ταινίας αλκαλικής καθόδου. (Ο σχηματισμός της μεμβράνης αλκαλικής καθόδου οφείλεται στην κατανάλωση μεγάλης ποσότητας Η+ με δύο αντιδράσεις ①② στην επιφάνεια της καθόδου). Αντίδραση 1, αντίδραση 2
Στάδιο 3: Όταν επιτυγχάνεται το δυναμικό κατακρήμνισης χρωμίου, το χρωμίου είναι τοποθετημένο στην επιφάνεια του κυλίνδρου πλάκας. Καθώς το δυναμικό του ηλεκτροδίου συνεχίζει να αυξάνεται, η πυκνότητα ρεύματος στρέφεται ξανά. Η αντίδραση ηλεκτροδίου είναι CR6 → CR 2H → H2 αντίδραση 1, αντίδραση 4
Η θεωρία της καθοδικής ταινίας και η επιρροή της στην ποιότητα κατά τη διάρκεια της επίστρωσης του χρωμίου:
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επιμετάλλωσης χρωμίου, σχηματίζεται μια μεμβράνη αλκαλικής καθόδου στην επιφάνεια του κυλίνδρου πλάκας. Αυτή η διάλυση εμφανίζεται πρώτα τοπικά και σταδιακά επεκτείνεται, εκθέτοντας έτσι μια μικρή περιοχή του υποστρώματος, η πραγματική πυκνότητα ρεύματος είναι πολύ υψηλή και η επίδραση πόλωσης είναι μεγάλη. Μόνο τότε μπορεί να προχωρήσει η επένδυση χρωμίου (φθάνοντας στο δυναμικό βροχόπτωσης του χρώματος) με μια συγκεκριμένη ταχύτητα. Μια κολλοειδή μεμβράνη θα δημιουργηθεί στην επιφάνεια του νέου στρώματος χρωμίου και η διάλυση και η παραγωγή της κολλοειδούς μεμβράνης θα επαναληφθούν, διαδραματίζοντας σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο.
Παρόλο που το 42- στο διάλυμα επιμετάλλωσης και το τρισθετικό χρωμίου που παράγεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καθόδου δεν συμμετέχουν άμεσα στην αντίδραση του ηλεκτροδίου, η παρουσία και το περιεχόμενό τους είναι ζωτικής σημασίας για την ποιότητα του στρώματος επικάλυψης χρωμίου.
1. Εάν η τρισθενή περιεκτικότητα σε χρώμιο είναι χαμηλή, το κολλοειδές φιλμ είναι δύσκολο να σχηματιστεί ή λεπτό και πορώδες και το θειικό οξύ μπορεί εύκολα να το διαλύσει. Αυτή τη στιγμή, η εκτεθειμένη περιοχή του υποστρώματος είναι μεγάλη και η περιοχή με χαμηλή πυκνότητα ρεύματος δεν μπορεί να φτάσει στο δυναμικό καθίζησης του χρωμίου, οπότε η ικανότητα κάλυψης χρωμίου είναι φτωχή.
2. Εάν η τρισθενή συγκέντρωση χρωμίου είναι υψηλή, το κολλοειδές φιλμ είναι παχύρρευστο και πυκνό και το θειικό οξύ είναι δύσκολο να διαλυθεί. Το στρώμα χρωμίου μπορεί να αναπτυχθεί μόνο στους αρχικούς κόκκους, με αποτέλεσμα την ακατέργαστη κρυστάλλωση και τη σκοτεινή και θαμπό επικάλυψη.
3. Η περιεκτικότητα σε θειικό οξύ είναι υψηλή, είναι εύκολο να διαλυθεί η κολλοειδή μεμβράνη και δεν υπάρχει στρώμα χρωμίου στην περιοχή χαμηλής πυκνότητας ρεύματος, η οποία είναι η ίδια με την κατάσταση όταν το τρισθενές χρωμίου είναι χαμηλή. Εάν το θειικό οξύ είναι ανεπαρκές, το στρώμα χρωμίου θα είναι τραχύ, όπως και η κατάσταση όταν το τρισθενές χρωμιοί είναι υψηλό.
4. Ως εκ τούτου, το περιεχόμενό τους πρέπει να ελέγχεται αυστηρά σε επιμετάλλωση χρωμίου, ειδικά στην αναλογία χρωμικού ανυδρίτη προς θειικό οξύ
Η επίδραση των ιόντων ακαθαρσίας σε μεθόδους διαλύματος και μεθόδων απομάκρυνσης rotogravure chromium:
Οι βλαβερές ακαθαρσίες στο ηλεκτρολύτη επένδυσης χρωμίου περιλαμβάνουν κυρίως σίδηρο, χαλκό, ψευδάργυρο, νικέλιο κλπ. Μεταξύ αυτών, όταν οποιοδήποτε μεταλλικό ιόν συσσωρεύεται σε ένα συγκεκριμένο περιεχόμενο, θα προκαλέσει βλάβη στη διαδικασία επένδυσης χρωμίου, όπως η μείωση της φωτεινής περιοχής της επικάλυψης, η μείωση της ικανότητας διασποράς του ηλεκτρονικού ρεύματος και η αποβάθρα της διατάξεως. Όταν η περιεκτικότητα σε μεταλλικά ιόν στον ηλεκτρολύτη είναι υψηλή, ο ηλεκτρολύτης πρέπει να αντιμετωπίζεται. Η θεραπεία με χαμηλή πυκνότητα ρεύματος μπορεί να επιτύχει ορισμένα αποτελέσματα. Ωστόσο, το υγρό χρωμίου είναι εξαιρετικά διαβρωτικό και ορισμένες ακαθαρσίες διαλύονται μετά από ηλεκτρόλυση. Όταν το περιεχόμενο των ιόντων σιδήρου είναι πολύ υψηλό, η ανταλλαγή ιόντων χρησιμοποιείται για θεραπεία. Κατά τη διάρκεια της θεραπείας, το διάλυμα επιμετάλλωσης χρωμίου αραιώνεται πρώτα έτσι ώστε το περιεχόμενο του χρωμικού οξέος να μην υπερβαίνει τα 120g/L και στη συνέχεια να εγχυθεί στη στήλη ανταλλαγής. Το διάλυμα επιμετάλλωσης χρωμίου που αντιμετωπίζεται με αυτόν τον τρόπο μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί. Για να επεκταθεί η διάρκεια ζωής της ρητίνης, είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η άμεση επαφή μεταξύ του συμπυκνωμένου διαλύματος επικάλυψης χρωμίου και της κατιονικής ρητίνης, έτσι ώστε να αποφευχθεί η καταστροφή της ρητίνης με οξείδωση. Η μέθοδος ανταλλαγής κατιόντων έχει την ίδια επίδραση στα ιόντα χαλκού και το τρισθεντικό χρωμίου, αλλά είναι περίπλοκο και χρονοβόρο.
Επιδράσεις του τρισθενούς χρωμίου στο διάλυμα και μεθόδους απομάκρυνσης του χρωμίου Gravure:
Γενικά, η αύξηση του τριπλού χρωμίου αντιμετωπίζεται με ηλεκτρόλυση με μεγάλη άνοδο και μια μικρή κάθοδο. Εάν η περιεκτικότητα σε θειικό οξύ είναι υψηλή, είναι καλύτερο να μειωθεί το θειικό οξύ στο φυσιολογικό πριν από την ηλεκτρόλυση. Το υπερβολικό θειικό οξύ θα επηρεάσει σοβαρά το φαινόμενο ηλεκτρόλυσης, καθιστώντας δύσκολη τη μείωση του τρισθενουνού χρωμίου. Υπάρχουν γενικά διάφοροι λόγοι για την αύξηση του τρισθενούς χρωμίου:
1. Η περιοχή ανόδου είναι πολύ μικρή. Η περιοχή ανόδου πρέπει να είναι 2-3 φορές η περιοχή καθόδου.
2. Το περιεχόμενο των μεταλλικών ακαθαρσιών στο διάλυμα επιμετάλλωσης είναι πολύ υψηλή.
3. Η οξείδωση ανόδου προκαλεί μέρος της ανόδου να είναι μη αγώγιμη.
Εισαγωγή στην αρχή λειτουργίας του αναστολέα της ομίχλης εκτύπωσης χρωμίου:
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επιμετάλλωσης χρωμίου, λόγω της χρήσης αδιάλυτων ανόδων και χαμηλής απόδοσης ρεύματος κάθοδο, κατακρημνίζονται μεγάλη ποσότητα υδρογόνου και οξυγόνου. Όταν το αέριο διαφεύγει από την επιφάνεια του υγρού, φέρει μεγάλη ποσότητα χρωμικού οξέος, σχηματίζοντας ομίχλη χρωμίου και προκαλώντας σοβαρούς κινδύνους ρύπανσης. Υπάρχουν επί του παρόντος δύο μέθοδοι για την καταστολή της ομίχλης χρωμίου.
1. Μέθοδος πλωτού σώματος: Βάλτε πλαστικά κομμάτια αφρού ή θραύσματα στην επιφάνεια του διαλύματος επιμετάλλωσης. Αυτά τα πλωτά σώματα μπορούν να εμποδίσουν τη διαφυγή της ομίχλης χρωμίου.
2. Προσθήκη αναστολέα αφρού: Ο αναστολέας αφρού είναι ένα επιφανειοδραστικό που μπορεί να μειώσει την επιφανειακή τάση του διαλύματος επιμετάλλωσης και να παράγει ένα σταθερό στρώμα αφρού (παρόμοια με το νερό απορρυπαντικού πλυντηρίου, με αμέτρητες μικρές φυσαλίδες που επιπλέουν στην επιφάνεια του διαλύματος επένδυσης).
Το στρώμα αφρού που σχηματίζεται από τον αναστολέα ομίχλης χρωμίου στο διάλυμα επιμετάλλωσης καλύπτει σφιχτά την επιφάνεια του διαλύματος επιμετάλλωσης. Όταν το υδρογόνο και το οξυγόνο που περιέχουν χρωμικό οξύ εξατμίζονται, έρχονται σε επαφή με το στρώμα αφρού στην επιφάνεια και αμέτρητες μικροσκοπικές ομίχλες χρωμικού οξέος συνδυάζονται σε μεγαλύτερα σταγονίδια. Λόγω της επίδρασης της βαρύτητας, θα επιστρέψουν στο διάλυμα επιμετάλλωσης όταν ανεβαίνουν σε ένα ορισμένο ύψος, ενώ το υδρογόνο και το οξυγόνο συνεχίζουν να αυξάνονται μέχρι να εγκαταλείψουν την επιφάνεια του υγρού, επιτυγχάνοντας έτσι την απομάκρυνση του αερίου και την αποτελεσματική καταστολή της ομίχλης χρωμίου.