Chromage

PRINCIP

Denne elektrolytiske belægningsproces er en af de bedst kendte, selvom dette navn også uretmæssigt betegner flerlagsbeskyttelse, såsom nikkel + krom. Dens industrielle betydning begrundes både af dens dekorative funktion (ikke anløbende), med tykkelser på mindre end eller lig med en mikrometer, og af dens beskyttende og mekaniske funktion (hård forkromning), hvor den samme kromaflejring er lavet på bunden metal, med tykkelser på mellem ti og flere hundrede mikrometer. Ydeevnen af elektrolytisk krom til sådanne anvendelser skyldes dets hårdhed, dets modstandsdygtighed over for slid, overfladens passivitet og friktionsegenskaberne af modvirkende dele, ved glidning eller rotation.

REAKTIONSMEKANISMER VED FORKROMNING

For at elektrolyse skal resultere i chromaflejring kræves der en vis andel af en katalysator (SO4--) (≈ 1/100 i massen af chromsyreanhydrid). Fænomenerne er skematiseret i figuren nedenfor og svarer til de elektrokemiske reaktioner ved katodereaktionerne ved katoden og anoden.

CHROMAGE DEKOR

Dette navn dækker faktisk et flerlags korrosionsbeskyttelsessystem: Ni + Cr eller endda Cu + Ni + Cr, med krom, der giver passivitet, overfladehårdhed og modstandsdygtighed over for anløbning, men en generelt revnet struktur; nikkel, som er tykkere, duktilt og ikke-porøst, isolerer basismetallet fra det omgivende miljø. Anodisk for krom, vil nikkel korrodere ved revner eller porøsiteter i kromaflejringen. Der findes en lang række nikkel + krom systemer: De vigtigste er, i stigende rækkefølge af beskyttelse :

● Blank nikkelbelægning + standard krom (f.eks. interiørgenstande)

● Blank nikkelbelægning + mikrokrakket krom

● Lys nikkelbelægning + duplex krom (ikke-revnet + mikrorevnet),

● Duplex nikkelbelægning + ukrakket krom

● Duplex nikkelbelægning + mikrokrakket krom.

Disse aflejringssystemer har været meget brugt i bilindustrien, hvor de nødvendige tykkelser spænder fra 10 til 50 µm nikkel og 0,1 til 1 µm krom. Dekorative kromapplikationer findes i mange industrier, især :

● Bilindustrien og udstyr,

● Optiske, præcisions- og medicinske instrumenter

● Telefon og elektrisk udstyr

● Metalmøbler,

● Sportsartikler og husholdningsapparater,

● Osv...

Kvalitetskontrollen vedrører vedhæftning, porøsitet, tykkelse, korroderbarhed. Standarden NF A 91-119 kan med fordel konsulteres.

HÅRD OG TYK FORKROMNING

Denne forkromningsteknik til industriel brug vedrører tykkere aflejringer end til dekorative formål, og hvor en eller flere af følgende egenskaber udnyttes :

● Lav friktionskonsistens,

● Non-stick egenskaber,

● Slidstyrke og høj hårdhed,

● Korrosionsbestandighed,

● Bærende egenskaber.

FUNKTIONER

Hårde krombelægninger er normalt 8 til 250 µm tykke. De anvendte bade ligner dem, der bruges til dekorativ forkromning, bortset fra den lavere Cr3-koncentration (150 til 300 g/L) og temperaturen ved 50°C, som tillader strømtætheder op til 80 A/dm2.

For at opnå de højeste hårdheder (≈ 1000HV), skal temperatur og katodisk strømtæthed betragtes sammen (figur ovenfor). Da tyk forkromning involverer høje katodisk strømtæthed, og derfor en høj strøm pr. volumenenhed, vil det ofte være nyttigt at tilvejebringe et badkølesystem, der er tilpasset den effekt, som afgives af Joule-effekten.

ANVENDELSESTEKNIKKER

Form og overfladetilstand Den endelige kvalitet af den tykke kromaflejring er relateret til overfladetilstanden og formen på den del, der skal coates.

Tyk krom forstærker defekterne i basismetallet, jo tykkere det er. Overfladen skal derfor være fri for gruber, okklusioner, arbejdshærdede områder, metalrevner, tegnestriber, hærdehaner, blæsehuller osv. Det er også nødvendigt at tage højde for forstærkningen af overfladeruheden ved at sørge for forudgående lapning, polering eller slibeoperationer (total ruhed Rt ≤ 1 µm og Ra ≤ 0,5 µm).

Elektrolytisk chrom, der kan bearbejdes ved slibning eller honing, gør det muligt at opnå meget lave ruheder ved superfinishing: Ra fra 0,1 til 0,02 µm. Valg af aflejring For en toleranceret cylindrisk del er det muligt at opnå en overflade ved forkromning, der kan anvendes uden retouchering, idet der tages højde for, at tolerancen på den forkromede diameter er den algebraiske sum af bearbejdningstolerancerne for understøtningen og tykkelsestolerancen af forkromningen.

Forkromning efter dimension

- Chromtykkelse ≤ 12μm: tør friktion, f.eks. skæreværktøj;

- Chromtykkelse 10 til 25 μ: forme,

- Chromtykkelse 20 til 60 μm: glidende friktion, let slid eller korrosionsforebyggelse. Tyk forkromning

- Tykkelse > 50μm, nogle gange op til 500μm for at sikre nøjagtig dimension efter slibning på dele: - Nyt: beskyttelse, vigtig mod slid (slid og korrosion);

- Fejl ved bearbejdning eller slid: bidrag > 50 μm og diametral tolerance ≤ 40 μm efter slibning For- og efterbehandlinger Behandlingerne forud for forkromning vil fjerne snavs, oxider men også det hærdede overfladelag, og muligvis sænke ruheden. For at forbedre træthedslevetiden kan shot peening specificeres: - Skudblæsningsintensitet 0,3 mm lysbue, stål R m < 1.100 MPa,

- Skudblæsningsintensitet 0,4 mm lysbue, stål R m ≥ 1.100 MPa, Efter elektrolytisk forkromning undergår højstyrkestål, på grund af den intense frigivelse af brint, skørhed . Sådanne deles egenskaber genoprettes ved en afgasningsvarmebehandling, som fremmer diffusionen af brint udad, umiddelbart efter forkromning (mindre end 4 timer) og før enhver mekanisk efterbehandling. Dele, der skal modstå træthed og ikke er forspændt, vil gennemgå følgende varmebehandling: 400 til 480°C i minimum 1 time; men dette kan føre til en reduktion i hårdheden af krom og stål. En afstressende behandling ved 135 til 150°C i 2 til 5 timer kan foreskrives efter udbedring af kromaflejringen. I alle tilfælde anbefales inspektion af magnetiske partikler eller farvestofpenetrant før og efter kromslibning, da dårligt udført slibning resulterer i øget aflejringsrevne.

STRUKTUUR OG EGENSKABER AF HÅRD KROM

Selv ved små tykkelser på 0,5 til 1 μm revner den elektrolytiske kromaflejring, fordi aflejringens indre spændinger (≈ 100 MPa) er større end kromets sejhed (≈ 15 MPa). Mikroskopisk undersøgelse viser således karakteristiske crack arrays, arrays der er overlejret uden kontinuitet i takt med at aflejringen øges. En relativ tæthed af aflejringen opnås kun fra 30 til 50 μm tykkelse. I modsætning hertil er kornstørrelsen i andre elektropletterede aflejringer for fin, 0,008 til 0,12μm; det afsløres kun af røntgenstråler og modificeres kun ved varmebehandlinger, der overstiger 400°C og varer mere end en time, en modifikation, der så falder sammen med et fald i hårdhed. Hårdhed og slidstyrke er to væsentlige egenskaber ved elektrolytisk krom. Parametrene, der ses i afsnittet "karakteristika ved hårdforkromning" vil gøre det muligt at fastsætte denne værdi oftest, i bedste fald, mellem 800 og 1.000 HV.