Хромирование

Электролитический хром – серебристо-белый металл, обладающий высокой твердостью и высокой антикоррозионной стойкостью. Хром устойчив в растворах всех кислот кроме соляной и горячей концентрированной серной кислот.

Области применения электролитического хромирования:

-отделка деталей (защитно-декоративное хромирование)

- защита от коррозии (защитное хромирование)

- повышение износостойкости деталей и восстановление изношенных деталей машин (твердое хромирование).

Типы хромовых покрытий и их назначение

В зависимости от условий электролиза образуются три типа хромовых покрытий

1) серые - обладают низкими физико-химическими свойствами и не находят практического применения;

2) блестящие – отличаются высокими значениями твердости, износостойкости;

3) молочные –наименее пористые и наиболее пластичные.

Особенности процесса хромирования

Электрохимическое осаждение хрома отличается от других гальванических процессов.

1). Хромирование проводится из электролитов, содержащих не соли хрома, а смесь хромовых кислот H₂Cr₂O₇ и H₂CrO₄.

2). Электролит должен содержать определенное количество активных анионов SO₄^2-, F^-, без которых хром не выделяется из растворов хромовой кислоты.

3). Низкий выход по току.

4). Необходимо использовать высокие плотности тока.

5). Применение нерастворимых анодов.

Механизм осаждения хрома очень сложен и не до конца изучен. На катоде одновременно протекают процессы:

- осаждения хрома;

- выделения водорода;

- восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного;

- образования на поверхности катода тонкой пленки, состоящей из продуктов восстановления хромовой кислоты и активного аниона.

Электролиты хромирования

сульфатные электролиты содержат два основных компонента хромовый ангидрид CrO₃ (150-350 г/л) и серную кислоту (1,5-3,5 г/л). Увеличение концентрации серной кислоты приводит к отложению мелкозернистых блестящих осадков, уменьшение – к получению серых недоброкачественных осадков. В обоих случаях выход по току снижается. Сильно влияет на работу сульфатных электролитов температура. С увеличением температуры уменьшается выход по току и твердость хромовых покрытий. Оптимальная температура 45-60^оС.

Фтористые электролиты содержат хромовый ангидрид (300-400 г/л) и фторид натрия (2-8 г/л). Данные электролиты имеют ряд преимуществ перед сульфатными:

- возможность работы при комнатной температуре;

- лучшая кроющая способность;

- более высокий выход по току. К недостаткам этих электролитов можно отнести их высокую агрессивность.

Используют также сульфатно-кремнефторидные электролиты, которые в качестве активного аниона содержат одновременно ионы SO₄^2-и SiF₆^2-, что позволяет вести процесс в более широком интервале температур. Эти электролиты дают блестящее покрытие хорошего качества, кроме того они менее токсичны, чем фтористые.

Лекция 18. Очистка и обезвреживание сточных вод гальванического производства

Сточные воды гальванического производства по видам загрязнений можно разделить на следующие группы:

- цианистые;

- хромсодержащие;

- нитритсодержащие;

- кислые;

- щелочные;

- стоки, содержащие взвеси, жиры, масла.

По концентрации загрязнений:

- разбавленные – сточные воды, концентрация загрязнений в которых не превышает 3% от концентрации технологических ванн. Они образуются в основном при промывке деталей в проточных ваннах;

- полуконцентраты – сточные воды, концентрация загрязнений в которых может достигать 50% от концентрации технологических ванн. Они образуются при промывке деталей в непроточных ваннах или при регенерации ионообменных смол;

- концентраты – это отработанные технологические растворы.

Наиболее распространенная технология очистки сточных вод гальванического производства включает следующие этапы:

- обезвреживание цианистых, хромсодержащих и нитритсодержащих сточных вод, которое проводится раздельно для каждого вида сточных вод;

- взаимная нейтрализация всех видов гальванических сточных вод, включая и обезвреженные сточные воды;

- донейтрализация сточных вод до рН 8-10. Конкретное значение рН зависит от состава сточных вод. Основная цель нейтрализации перевод ионов тяжелых металлов в труднорастворимые гидроксиды и основные соли;

- Осаждение образовавшихся труднорастворимых соединений;

- обработка осадков.