BR102017008137A2

BR102017008137A2 - METHOD FOR CHROMATING A SUBSTRATE, AND, ELECTROLYTE SOLUTION

Info

Publication number: BR102017008137A2
Application number: BR102017008137-0A
Authority: BR
Inventors: S. Ijeri Vijaykumar; Prakash Om; P. Gaydos Stephen; Mohan Subramanian
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2017-11-07
Also published as: EP3241928B1; EP3241928A2; US20170314153A1; CA2959264A1; CA2959264C; EP3241928A3

Abstract

uma solução eletrolítica para cromagem a partir de cromo trivalente é preparada por dissolução, em um meio aquoso, de um sal de cromo trivalente (por exemplo, cloreto de cromo (iii) ou sulfato de cromo (iii), dissolução de um composto de oxalato (por exemplo, oxalato de sódio, oxalato de potássio ou ácido oxálico), dissolução de um sal de metal (por exemplo, sulfato de alumínio ou cloreto de alumínio), dissolução de um sulfato de metal alcalino (por exemplo, sulfato de sódio ou sulfato de potássio) e dissolução de um haleto de metal alcalino (por exemplo, fluoreto de sódio ou fluoreto de potássio). um substrato é cromado a partir de cromo trivalente usando a solução eletrolítica passando uma corrente entre um catodo e um anodo através da solução eletrolítica para depositar cromo no substrato.An electrolytic solution for chromium plating from trivalent chromium is prepared by dissolving in an aqueous medium a trivalent chromium salt (eg chromium chloride (iii) or chromium sulfate (iii), dissolving an oxalate compound (eg sodium oxalate, potassium oxalate or oxalic acid), dissolution of a metal salt (eg aluminum sulfate or aluminum chloride), dissolution of an alkali metal sulfate (eg sodium sulfate or potassium sulphate) and dissolution of an alkali metal halide (eg sodium fluoride or potassium fluoride) a substrate is chromed from trivalent chromium using the electrolyte solution by passing a current between a cathode and anode through the solution. electrolytic to deposit chromium on the substrate.

Description

“MÉTODO PARA CROMAR UM SUBSTRATO, E, SOLUÇÃO ELETROLÍTICA” 1. Campo Técnico [001] A presente descrição refere-se à cromagem e, mais particularmente, ao uso de cromo trivalente para galvanizar um substrato com cromo. 2. Técnica Relacionada [002] Cromagem é um processo de galvanoplastia que provê um revestimento de cromo em um substrato. A cromagem dura provê um revestimento de cromo com uma espessura tipicamente de cerca de 10 mícrons ou mais, provendo assim dureza e resistência ao desgaste ao substrato revestido. O outro tipo de cromagem é a cromagem decorativa, que provê um revestimento de cromo com uma espessura tipicamente na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 mícrons. A cromagem é muitas vezes executada usando banhos contendo ácido crômico e catalisadores à base de fluoretos, sulfatos ou ácidos orgânicos. O ácido crômico tem cromo em sua forma hexavalente, cromo (VI), que é altamente tóxico e carcinogênico.“METHOD FOR CHROMING A SUBSTRATE AND ELECTROLYTIC SOLUTION” 1. Technical Field [001] This description relates to chrome plating and, more particularly, to the use of trivalent chrome to galvanize a chrome substrate. 2. Related Art Chrome plating is a electroplating process that provides a chrome coating on a substrate. Hard chrome plating provides a chrome plating with a thickness typically of about 10 microns or more, thus providing hardness and wear resistance to the coated substrate. The other type of chrome plating is decorative chrome plating, which provides a chrome plating with a thickness typically in the range of about 0.1 to about 0.5 microns. Chrome plating is often performed using baths containing chromic acid and fluoride, sulfate or organic acid-based catalysts. Chromic acid has chromium in its hexavalent form, chromium (VI), which is highly toxic and carcinogenic.

[003] Existe uma necessidade de métodos de cromagem melhorados e formulações de soluções usadas na cromagem.There is a need for improved chrome plating methods and solution formulations used in chrome plating.

SUMÁRIOSUMMARY

[004] De acordo com modalidades da presente descrição, são providos vários métodos e formulações para cromagem de um substrato usando uma solução de cromo trivalente que não inclui ácido bórico, embora ainda resultando em uma camada de cromo (por exemplo, um revestimento de cromo) formada no substrato que pode ser estruturalmente robusta e confiável, mas rentáveis. Dessa forma, os métodos e formulações aqui descritos podem vantajosamente ser usados para cromagem dura para formar camadas de cromo duras (por exemplo, uma camada de cromo robusta e funcional de mais que 10 mícrons). No entanto, a presente descrição não se limita à cromagem dura e os métodos e formulações aqui descritos podem também ser vantajosamente usados para executar de forma eficaz e eficiente cromagem decorativa, que forma camadas de cromo decorativas (por exemplo, uma camada de cromo na faixa de 0,25 mícron a 1,0 mícron).According to embodiments of the present disclosure, various methods and formulations are provided for chromium plating of a substrate using a trivalent chromium solution that does not include boric acid, while still resulting in a chromium layer (e.g., a chromium coating). ) formed in the substrate which can be structurally robust and reliable but cost effective. Accordingly, the methods and formulations described herein may advantageously be used for hard chrome plating to form hard chrome layers (e.g., a robust and functional chrome layer of more than 10 microns). However, the present disclosure is not limited to hard chrome plating and the methods and formulations described herein may also be advantageously used to effectively and efficiently perform decorative chrome plating, which forms decorative chrome layers (e.g., a chrome layer in the strip). 0.25 micron to 1.0 micron).

[005] Em uma modalidade exemplificativa, um método para preparar uma solução eletrolítica para cromagem inclui dissolver em um meio aquoso um sal de cromo trivalente em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 0,9 mol por litro da solução eletrolítica, dissolver um composto de oxalato em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 3,0 mol por litro da solução eletrolítica, e dissolver um sal de metal em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 4,0 mol por litro da solução eletrolítica, um sulfato de metal alcalino em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 2,0 mol por litro da solução eletrolítica, e um haleto de metal alcalino em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 0,5 mol por litro da solução eletrolítica por litro da solução eletrolítica. A etapa de dissolução do sal de cromo trivalente, do composto de oxalato, do sal de metal, do sulfato de metal alcalino e do haleto de metal alcalino pode ser executada na seguinte ordem: (1) dissolução do sal de cromo trivalente, (2) dissolução do composto de oxalato, (3) dissolução do sal de metal, (4) dissolução do sulfato de metal alcalino, e (5) dissolução do haleto de metal alcalino. A ordem das etapas (1) e (2) pode ser invertida ou executada simultaneamente.In one exemplary embodiment, a method for preparing an electrolytic chroming solution includes dissolving in a aqueous medium a trivalent chromium salt in an amount in the range of from about 0.1 mol to about 0.9 mol per liter of chromium. electrolyte solution, dissolve an oxalate compound in an amount in the range of about 0.1 mol to about 3.0 mol per liter of the electrolyte solution, and dissolve a metal salt in an amount in the range of about 0.1 mol. mol to about 4.0 mol per liter of the electrolyte solution, an alkali metal sulfate in an amount in the range from about 0.1 mol to about 2.0 mol per liter of the electrolyte solution, and an alkali metal halide in an amount in the range from about 0.1 mol to about 0.5 mol per liter of electrolyte solution per liter of electrolyte solution. The step of dissolving the trivalent chromium salt, oxalate compound, metal salt, alkali metal sulfate and alkali metal halide may be performed in the following order: (1) dissolving the trivalent chromium salt, (2) ) dissolving the oxalate compound, (3) dissolving the metal salt, (4) dissolving the alkali metal sulfate, and (5) dissolving the alkali metal halide. The order of steps (1) and (2) can be reversed or executed simultaneously.

[006] O sal de cromo trivalente pode incluir cloreto de cromo (III) e/ou sulfato de cromo (III). O composto de oxalato pode incluir oxalato de sódio, oxalato de potássio e/ou ácido oxálico. O sal de metal pode incluir sulfato de alumínio e/ou cloreto de alumínio. O sulfato de metal alcalino pode incluir sulfato de sódio e/ou sulfato de potássio. O haleto de metal alcalino pode incluir fluoreto de sódio e/ou fluoreto de potássio.The trivalent chromium salt may include chromium (III) chloride and / or chromium (III) sulfate. The oxalate compound may include sodium oxalate, potassium oxalate and / or oxalic acid. The metal salt may include aluminum sulfate and / or aluminum chloride. Alkali metal sulfate may include sodium sulfate and / or potassium sulfate. Alkali metal halide may include sodium fluoride and / or potassium fluoride.

[007] A etapa de dissolução do composto de oxalato pode incluir agitar o composto de oxalato a uma temperatura na faixa de cerca de 70°C a cerca de 80°C por um tempo na faixa de cerca de 1 hora a cerca de 3 horas. O método pode incluir adicionalmente ajustar o pH da solução eletrolítica para um pH na faixa de cerca de 2 a cerca de 4.The oxalate compound dissolution step may include stirring the oxalate compound at a temperature in the range of about 70 ° C to about 80 ° C for a time in the range of about 1 hour to about 3 hours. . The method may further include adjusting the pH of the electrolyte solution to a pH in the range from about 2 to about 4.

[008] O método pode incluir adicionalmente adicionar lauril sulfato de sódio e/ou lauril sulfato de potássio em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 g a cerca de 1 g por litro da solução eletrolítica. O método pode incluir adicionalmente adicionar brometo de sódio e/ou brometo de potássio em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 g a cerca de 1 g por litro da solução eletrolítica.The method may further include adding sodium lauryl sulfate and / or potassium lauryl sulfate in an amount ranging from about 0.1 g to about 1 g per liter of the electrolyte solution. The method may further include adding sodium bromide and / or potassium bromide in an amount ranging from about 0.1 g to about 1 g per liter of electrolyte solution.

[009] Em uma modalidade exemplificativa adicional, um método para cromar um substrato inclui preparar uma solução eletrolítica por dissolução de um sal de cromo trivalente, um composto de oxalato, sulfato de alumínio, sulfato de metal alcalino e fluoreto de metal alcalino; passagem de uma corrente entre um catodo e um anodo através da solução eletrolítica para depositar cromo no substrato; e manutenção da solução eletrolítica a um pH na faixa de cerca de 2 a cerca de 4. A etapa de preparação da solução eletrolítica pode incluir dissolver o sal de cromo trivalente em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 0,9 mol por litro da solução eletrolítica, dissolver o composto de oxalato em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 3,0 mol por litro da solução eletrolítica, e dissolver o sal de metal em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 4,0 mol por litro da solução eletrolítica, um sulfato de metal alcalino em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 2,0 mol por litro da solução eletrolítica, e um haleto de metal alcalino em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 0,5 mol por litro da solução eletrolítica. O método pode incluir adicionalmente manter a solução eletrolítica em uma temperatura na faixa de cerca de 30°C a cerca de 40°C durante a etapa de passagem da corrente.In a further exemplary embodiment, a method for chroming a substrate includes preparing an electrolyte solution by dissolving a trivalent chromium salt, an oxalate compound, aluminum sulfate, alkali metal sulfate and alkali metal fluoride; passing a current between a cathode and anode through the electrolyte solution to deposit chromium on the substrate; and maintaining the electrolyte solution at a pH in the range of about 2 to about 4. The electrolyte solution preparation step may include dissolving the trivalent chromium salt in an amount in the range of about 0.1 mol to about 0 ° C. 0.9 mol per liter of the electrolyte solution, dissolve the oxalate compound in an amount in the range of about 0.1 mol to about 3.0 mol per liter of the electrolyte solution, and dissolve the metal salt in an amount in the range. from about 0.1 mol to about 4.0 mol per liter of the electrolyte solution, an alkali metal sulfate in an amount ranging from about 0.1 mol to about 2.0 mol per liter of the electrolyte solution, and an alkali metal halide in an amount ranging from about 0.1 mol to about 0.5 mol per liter of the electrolyte solution. The method may further include maintaining the electrolyte solution at a temperature in the range of about 30 ° C to about 40 ° C during the current flow step.

[0010] A etapa de passagem da corrente pode ser executada usando um anodo que inclui um material de eletrodo carbonáceo, tal como um anodo de grafite. A etapa de passagem da corrente pode incluir aplicar uma densidade de corrente na faixa de cerca de 10 A/dm2 a cerca de 30 A/dm2. A etapa da passagem da corrente pode incluir aplicar uma corrente pulsada com um ciclo de trabalho na faixa de cerca de 20% a cerca de 80%.The current passage step can be performed using an anode that includes a carbonaceous electrode material, such as a graphite anode. The current flow step may include applying a current density in the range from about 10 A / dm2 to about 30 A / dm2. The current passage step may include applying a pulsed current with a duty cycle in the range of about 20% to about 80%.

[0011] A etapa de passagem da corrente pode ser executada até que uma camada de cromo com uma espessura maior que cerca de 5 mícrons e dureza maior que cerca de 800 HV se forme no substrato. A etapa de passagem da corrente para depositar cromo no substrato pode incluir passar a corrente para depositar cromo em um substrato de aço, um substrato de cobre, um substrato de níquel, um substrato revestido com cobre, ou um substrato revestido com níquel. O método pode incluir adicionalmente depositar, em resposta à etapa de passagem da corrente, cromo no substrato ou codepositar cromo e carbono no substrato.The current passage step can be performed until a layer of chromium thicker than about 5 microns and hardness greater than about 800 HV forms on the substrate. The step of passing the chromium depositing stream to the substrate may include passing the chromium depositing stream to a steel substrate, a copper substrate, a nickel substrate, a copper coated substrate, or a nickel coated substrate. The method may further include depositing, in response to the flow-through step, chromium on the substrate or coding chromium and carbon on the substrate.

[0012] Em uma outra modalidade exemplificativa, um método para preparar uma solução eletrolítica para cromagem inclui executar as seguintes etapas em ordem: (1) prover cromo trivalente por dissolução um sal de cromo trivalente, (2) formar complexos de oxalato e cromo trivalente por dissolução de um composto de oxalato, (3) tamponar a solução eletrolítica por dissolução de um sal de metal, (4) aumentar a condutividade por dissolução de um sulfato de metal alcalino, e (5) aumentar a propriedade de umedecimento da solução eletrolítica por dissolução de haleto de metal alcalino. A ordem das etapas (1) e (2) pode ser invertida ou executada simultaneamente.In another exemplary embodiment, a method for preparing an electrolytic solution for chroming includes performing the following steps in order: (1) providing trivalent chromium by dissolving a trivalent chromium salt, (2) forming trivalent chromium and oxalate complexes by dissolving an oxalate compound, (3) buffering the electrolyte solution by dissolving a metal salt, (4) increasing the conductivity by dissolving an alkali metal sulfate, and (5) increasing the wetting property of the electrolyte solution. by dissolving alkali metal halide. The order of steps (1) and (2) can be reversed or executed simultaneously.

[0013] Em ainda outra modalidade exemplificativa, uma solução eletrolítica é preparada por um dos métodos descritos acima. Por exemplo, uma solução eletrolítica inclui, por litro da solução eletrolítica, um sal de cromo trivalente em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 0,9 mol, um composto de oxalato em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 3,0 mol, um sal de metal em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 4,0 mol, um sulfato de metal alcalino em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 2,0 mol, e um haleto de metal alcalino em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 mol a cerca de 0,5 mol.In yet another exemplary embodiment, an electrolyte solution is prepared by one of the methods described above. For example, an electrolyte solution includes, per liter of the electrolyte solution, a trivalent chromium salt in an amount in the range of about 0.1 mol to about 0.9 mol, an oxalate compound in an amount in the range of about from 0.1 mol to about 3.0 mol, a metal salt in an amount in the range from about 0.1 mol to about 4.0 mol, an alkali metal sulfate in an amount in the range from about 0.1 mol to about 2.0 mol, and an alkali metal halide in an amount ranging from about 0.1 mol to about 0.5 mol.

[0014] O escopo da invenção é definido pelas reivindicações, que são incorporadas nessa seção por referência. Um entendimento melhor dos métodos e formulações para cromagem da presente descrição, assim como um reconhecimento do exposto acima e suas vantagens adicionais, será proporcionado aos versados na técnica pela consideração da seguinte descrição detalhada de uma ou mais modalidades exemplificativas dos mesmos. Nesta descrição, é feita referência às várias vistas das folhas anexas de desenhos, que são brevemente descritos abaixo, e nos quais números de referência iguais são usados para identificar elementos iguais dentre os ilustrados nos mesmos.The scope of the invention is defined by the claims, which are incorporated in this section by reference. A better understanding of the chroming methods and formulations of the present disclosure, as well as a recognition of the above and their additional advantages, will be provided to those skilled in the art by considering the following detailed description of one or more exemplary embodiments thereof. In this description, reference is made to the various views of the attached drawing sheets, which are briefly described below, and in which like reference numerals are used to identify like elements from those illustrated therein.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[0015] A FIG. 1 ilustra um processo exemplificativo para preparar uma solução eletrolítica de cromo trivalente de acordo com uma modalidade da presente descrição.FIG. 1 illustrates an exemplary process for preparing a trivalent chromium electrolyte solution according to one embodiment of the present disclosure.

[0016] A FIG. 2 é uma imagem de soluções exemplificativas formadas durante o processo da FIG. 1.FIG. 2 is an image of exemplary solutions formed during the process of FIG. 1.

[0017] A FIG. 3 ilustra um processo exemplificativo para cromagem de acordo com uma modalidade da presente descrição.FIG. 3 illustrates an exemplary process for chroming according to one embodiment of the present disclosure.

[0018] A FIG. 4 é uma imagem de substratos cromados formados pelo processo da FIG. 3, cada um galvanizado a um pH diferente.FIG. 4 is an image of chrome substrates formed by the process of FIG. 3, each galvanized to a different pH.

[0019] A FIG. 5 é uma imagem de substratos cromados formados pelo processo da FIG. 3, cada um galvanizado a uma temperatura diferente.FIG. 5 is an image of chrome substrates formed by the process of FIG. 3, each galvanized at a different temperature.

[0020] A FIG. 6 é uma imagem de substratos cromados formados pelo processo da FIG. 3, cada um galvanizado a uma densidade de corrente diferente usando galvanização por corrente contínua.FIG. 6 is an image of chrome substrates formed by the process of FIG. 3, each galvanized to a different current density using direct current galvanization.

[0021] A FIG. 7 é uma imagem de substratos cromados formados pelo processo da FIG. 3, cada um galvanizado a uma densidade de corrente média usando galvanização por corrente pulsada.FIG. 7 is an image of chrome substrates formed by the process of FIG. 3, each galvanized to a medium current density using pulsed current galvanization.

[0022] A FIG. 8 é um gráfico que mostra a espessura de camadas de cromo formadas pelo processo da FIG. 3 usando galvanização por corrente pulsada a diferentes frequências de pulso e ciclos de trabalho.FIG. 8 is a graph showing the thickness of chrome layers formed by the process of FIG. 3 using pulsed current galvanization at different pulse frequencies and duty cycles.

[0023] A FIG. 9 é uma imagem de um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3 usando corrente pulsada.FIG. 9 is an image of a chrome substrate formed by the process of FIG. 3 using pulsed current.

[0024] A FIG. 10 é uma imagem de um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3 usando corrente contínua.FIG. 10 is an image of a chrome substrate formed by the process of FIG. 3 using direct current.

[0025] A FIG. 11 é uma imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura (MEV) de uma seção transversal do substrato cromado da FIG. 9.FIG. 11 is a scanning electron microscopy (SEM) image of a cross section of the chromed substrate of FIG. 9

[0026] A FIG. 12 é uma imagem obtida por MEV de uma seção transversal do substrato cromado da FIG. 10.FIG. 12 is an SEM image of a cross section of the chrome substrate of FIG. 10

[0027] A FIG. 13 é uma imagem de um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3 usando uma solução eletrolítica preparada por dissolução de sulfato de cromo (ΠΙ) e um composto de oxalato, mas sem dissolução de um sulfato de metal alcalino.FIG. 13 is an image of a chrome substrate formed by the process of FIG. 3 using an electrolyte solution prepared by dissolving chromium sulfate (ΠΙ) and an oxalate compound, but without dissolving an alkali metal sulfate.

[0028] A FIG. 14 é uma imagem de um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3 usando a solução eletrolítica preparada pelo processo da FIG. 1 sem a etapa de dissolução do tensoativo.FIG. 14 is an image of a chrome substrate formed by the process of FIG. 3 using the electrolyte solution prepared by the process of FIG. 1 without the surfactant dissolution step.

[0029] A FIG. 15 é uma imagem de um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3 usando a solução eletrolítica preparada pelo processo da FIG. 1 incluindo a etapa de dissolução do tensoativo.FIG. 15 is an image of a chrome substrate formed by the process of FIG. 3 using the electrolyte solution prepared by the process of FIG. 1 including the surfactant dissolution step.

[0030] As FIGS. 16A-B são imagens obtidas por MEV de uma parte do substrato cromado da FIG. 14.FIGS. 16A-B are SEM images of a portion of the chrome substrate of FIG. 14

[0031] As FIGS. 17A-B são imagens obtidas por MEV de uma parte do substrato cromado da FIG. 15.FIGS. 17A-B are SEM images of a portion of the chrome substrate of FIG. 15

[0032] A FIG. 18 é uma imagem obtida por MEV de depósitos de cromo em um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3.FIG. 18 is a SEM image of chrome deposits on a chrome substrate formed by the process of FIG. 3

[0033] A FIG. 19 é uma imagem de substratos cromados formados pelo processo da FIG. 3 que foram flexionados para mostrar resiliência de camadas de cromo à flexão.FIG. 19 is an image of chrome substrates formed by the process of FIG. 3 which were flexed to show resilience of chrome layers to flexion.

[0034] A FIG. 20 é uma imagem de um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3 em que teste de abrasão foi executado para determinar resistência ao desgaste de uma camada de cromo.FIG. 20 is an image of a chrome substrate formed by the process of FIG. 3 wherein abrasion testing was performed to determine wear resistance of a chrome layer.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[0035] A FIG. 1 ilustra um processo exemplificativo 100 para preparar uma solução eletrolítica de cromo trivalente (também chamada de formulação de galvanização de cromo trivalente). O composto do primeiro bloco é dissolvido em um meio aquoso tal como água, e um respectivo composto de cada bloco subsequente é dissolvido na solução resultante do bloco anterior.FIG. 1 illustrates an exemplary process 100 for preparing a trivalent chromium electrolyte solution (also called a trivalent chromium galvanization formulation). The compound of the first block is dissolved in an aqueous medium such as water, and a respective compound of each subsequent block is dissolved in the resulting solution of the previous block.

[0036] No bloco 102, um sal de cromo trivalente é dissolvido. O sal de cromo trivalente é uma fonte de cromo trivalente. Em uma ou mais modalidades, o sal de cromo trivalente inclui um haleto de cromo (ΙΠ), sulfato de cromo (III) (por exemplo, Cr2(S04)3, G^SO^· 12H20, e/ou outros sulfatos de cromo (IH)), e/ou outros sais de cromo (ΠΙ). O haleto de cromo (III) pode incluir, por exemplo, cloreto de cromo (ΠΙ) (por exemplo, CrCb, C1CI3 · 5H20, CrCl3‘6H20, e/ou outros cloretos de cromo (ΙΠ)). A quantidade de sal de cromo trivalente que é dissolvido pode variar de cerca de 0,1 mol (moles) a cerca de 0,9 mol por litro da solução eletrolítica a ser formada. A quantidade de sal de cromo trivalente que é dissolvido pode ser cerca de 0,1 mol, 0,2 mol, 0,3 mol, 0,4 mol, 0,5 mol, 0,6 mol, 0,7 mol, 0,8 mol, ou 0,9 mol por litro da solução eletrolítica, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado.In block 102, a trivalent chromium salt is dissolved. Trivalent chromium salt is a source of trivalent chromium. In one or more embodiments, the trivalent chromium salt includes a chromium halide (ΙΠ), chromium (III) sulfate (for example, Cr 2 (SO 4) 3, G 2 SO 4 · 12H 20, and / or other chromium sulfates (IH)), and / or other chromium salts (ΠΙ). Chromium (III) halide may include, for example, chromium (ΠΙ) chloride (e.g. CrCb, C1Cl3 · 5H20, CrCl3‘6H20, and / or other chromium chloride (ΙΠ)). The amount of trivalent chromium salt that is dissolved may range from about 0.1 mol (mol) to about 0.9 mol per liter of the electrolyte solution to be formed. The amount of trivalent chromium salt that is dissolved may be about 0.1 mol, 0.2 mol, 0.3 mol, 0.4 mol, 0.5 mol, 0.6 mol, 0.7 mol, 0 , 8 mol, or 0.9 mol per liter of the electrolyte solution, where any value may form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate.

[0037] O sal de cromo trivalente pode ser dissolvido por agitação durante 15 minutos à temperatura ambiente, a cerca de 25°C, ou a uma temperatura na faixa de cerca de 20°C a cerca de 30°C. A agitação pode ser executada durante cerca de 5 minutos, 10 minutos, 15 minutos, 20 minutos, 25 minutos ou 30 minutos, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado, ou até que todo o sal de cromo trivalente tenha sido dissolvido. A temperatura à qual o bloco 102 é executado pode ser cerca de 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, ou 40°C, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.The trivalent chromium salt may be dissolved by stirring for 15 minutes at room temperature, about 25 ° C, or at a temperature in the range of about 20 ° C to about 30 ° C. Agitation may be performed for about 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes or 30 minutes, where any value may form an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate, or until all trivalent chromium salt has been dissolved. The temperature at which block 102 is executed can be about 10 ° C, 15 ° C, 20 ° C, 25 ° C, 30 ° C, 35 ° C, or 40 ° C, where any value can form a point. upper end or lower end point as appropriate.

[0038] No bloco 104, um composto de oxalato é dissolvido. O composto de oxalato inclui oxalato, que pode funcionar como um agente complexante. Em uma ou mais modalidades, o composto de oxalato inclui um oxalato de metal alcalino (por exemplo, oxalato de sódio (Na2C2C>4), oxalato de potássio (K2C2O4), e/ou outros oxalatos de metal alcalino) e/ou um ácido de oxalato (por exemplo, ácido oxálico (H2C2O4) e/ou outros ácidos de oxalato). A quantidade do composto de oxalato que é dissolvido pode variar de cerca de 0,1 mol a cerca de 3,0 mol por litro da solução eletrolítica a ser formada. A quantidade do composto de oxalato que é dissolvido pode ser cerca de 0,1 mol, 0,2 mol, 0,4 mol, 0,6 mol, 0,8 mol, 1,0 mol, 1,2 mol, 1,4 mol, 1,6 mol, 1,8 mol, 2,0 mol, 2,2 mol, 2,4 mol, 2,6 mol, 2,8 mol, ou 3,0 mol por litro da solução eletrolítica, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado.In block 104, an oxalate compound is dissolved. The oxalate compound includes oxalate, which may function as a complexing agent. In one or more embodiments, the oxalate compound includes an alkali metal oxalate (e.g. sodium oxalate (Na2C2C> 4), potassium oxalate (K2C2O4), and / or other alkali metal oxalates) and / or an acid oxalate (e.g. oxalic acid (H2C2O4) and / or other oxalate acids). The amount of oxalate compound that is dissolved may range from about 0.1 mol to about 3.0 mol per liter of the electrolyte solution to be formed. The amount of oxalate compound that is dissolved may be about 0.1 mol, 0.2 mol, 0.4 mol, 0.6 mol, 0.8 mol, 1.0 mol, 1.2 mol, 1, 4 mol, 1.6 mol, 1.8 mol, 2.0 mol, 2.2 mol, 2.4 mol, 2.6 mol, 2.8 mol, or 3.0 mol per liter of the electrolyte solution, in that any value can form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate.

[0039] Para dissolver o composto de oxalato e formar um complexo de oxalato e cromo trivalente, o composto de oxalato pode ser colocado em solução (por exemplo, a solução resultante do bloco 102 ou outro bloco executado antes do bloco 104), a solução pode ser aquecida a uma temperatura mais alta na faixa de cerca de 70°C a cerca de 80°C, e a solução pode ser agitada por cerca de 1 hora a cerca de 3 horas. A solução pode então ser resfriada (por exemplo, até temperatura ambiente, até cerca de 25°C, ou até uma temperatura na faixa de cerca de 20°C a cerca de 30°C). Altemativamente, o composto de oxalato pode ser dissolvido sem aquecimento, em cujo caso um complexo de oxalato e cromo trivalente é formado em 3 a 4 dias. Vantajosamente, aquecer a solução a uma temperatura na faixa de cerca de 70°C a cerca de 80°C no bloco 104 permite que a solução eletrolítica seja preparada mais rapidamente. Por conseguinte, a agitação pode ser executada durante cerca de 1 hora, 1 hora e 15 minutos, 1 hora e 30 minutos, 1 hora e 45 minutos, 2 horas, 2 horas e 15 minutos, 2 horas e 30 minutos, 2 horas e 45 minutos, 2 horas e 45 minutos, ou 3 horas, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado. Adicionalmente, a temperatura à qual o bloco 104 é executado pode ser cerca de 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, 75°C, 80°C, 85°C, ou 90°C, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.To dissolve the oxalate compound and form a trivalent chromium oxalate complex, the oxalate compound may be placed in solution (e.g., the resulting solution from block 102 or another block executed before block 104), the solution It may be heated to a higher temperature in the range from about 70 ° C to about 80 ° C, and the solution may be stirred for about 1 hour to about 3 hours. The solution may then be cooled (e.g. to room temperature, to about 25 ° C, or to a temperature in the range of about 20 ° C to about 30 ° C). Alternatively, the oxalate compound may be dissolved without heating, in which case a trivalent chromium oxalate complex is formed in 3 to 4 days. Advantageously, heating the solution to a temperature in the range from about 70 ° C to about 80 ° C in block 104 allows the electrolyte solution to be prepared more quickly. Therefore, shaking can be performed for about 1 hour, 1 hour and 15 minutes, 1 hour and 30 minutes, 1 hour and 45 minutes, 2 hours, 2 hours and 15 minutes, 2 hours and 30 minutes, 2 hours and 45 minutes, 2 hours and 45 minutes, or 3 hours, where any value can form an upper endpoint or lower endpoint, as appropriate. Additionally, the temperature at which block 104 is run can be about 50 ° C, 55 ° C, 60 ° C, 65 ° C, 70 ° C, 75 ° C, 80 ° C, 85 ° C, or 90 ° C, wherein any value may form an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate.

[0040] No bloco 106, um sal de metal é dissolvido. O sal de metal é uma fonte de íons de metal que dissolve para prover íons de metal tais como íons de alumínio, que podem funcionar como um tampão e podem prover força iônica devido à alta valência do íon de metal em solução (por exemplo, Al3+). Em uma ou mais modalidades, o sal de metal inclui um sal de metal do grupo 13 tal como sal de alumínio (por exemplo, sulfato de alumínio (A12(S04)3), um haleto de alumínio tal como cloreto de alumínio (AICI3), e/ou outros sais de alumínio) e/ou outros sais de metal. A quantidade do sal de metal pode variar de cerca de 0,1 mol a cerca de 4,0 mol por litro da solução eletrolítica a ser formada. A quantidade do sal de metal que é dissolvido pode ser cerca de 0,1 mol, 0,2 mol, 0,4 mol, 0,6 mol, 0,8 mol, 1,0 mol, 1.2 mol, 1,4 mol, 1,6 mol, 1,8 mol, 2,0 mol, 2,2 mol, 2,4 mol, 2,6 mol, 2,8 mol, 3,0 mol, 3,2 mol, 3,4 mol, 3,6 mol, 3,8 mol, ou 4,0 mol por litro da solução eletrolítica, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado.In block 106, a metal salt is dissolved. Metal salt is a source of metal ions that dissolves to provide metal ions such as aluminum ions, which can function as a buffer and can provide ionic strength due to the high valence of the metal ion in solution (eg Al3 + ). In one or more embodiments, the metal salt includes a group 13 metal salt such as aluminum salt (e.g. aluminum sulfate (A12 (S04) 3), an aluminum halide such as aluminum chloride (AICI3) , and / or other aluminum salts) and / or other metal salts. The amount of the metal salt may range from about 0.1 mol to about 4.0 mol per liter of the electrolyte solution to be formed. The amount of the metal salt that is dissolved may be about 0.1 mol, 0.2 mol, 0.4 mol, 0.6 mol, 0.8 mol, 1.0 mol, 1.2 mol, 1.4 mol. 1.6 mol, 1.8 mol, 2.0 mol, 2.2 mol, 2.4 mol, 2.6 mol, 2.8 mol, 3.0 mol, 3.2 mol, 3.4 mol , 3.6 mol, 3.8 mol, or 4.0 mol per liter of the electrolyte solution, where any value may form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate.

[0041] O sal de metal pode ser dissolvido por agitação durante 15 minutos à temperatura ambiente, a cerca de 25°C, ou a uma temperatura na faixa de cerca de 20°C a cerca de 30°C. A agitação pode ser executada durante cerca de 5 minutos, 10 minutos, 15 minutos, 20 minutos, 25 minutos ou 30 minutos, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado, ou até que todo o sal de metal tenha sido dissolvido. A temperatura à qual o bloco 106 é executado pode ser cerca de 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, ou 40°C, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.The metal salt may be dissolved by stirring for 15 minutes at room temperature, about 25 ° C, or at a temperature in the range of about 20 ° C to about 30 ° C. Agitation may be performed for about 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes or 30 minutes, where any value may form an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate, or until all metal salt has been dissolved. The temperature at which block 106 is run can be about 10 ° C, 15 ° C, 20 ° C, 25 ° C, 30 ° C, 35 ° C, or 40 ° C, where any value can form a point. upper end or lower end point as appropriate.

[0042] No bloco 108, um sal de metal alcalino é dissolvido. O sal de metal alcalino pode aumentar a condutividade da solução eletrolítica. Em uma ou mais modalidades, o sal de metal alcalino um sulfato de metal alcalino (por exemplo, sulfato de sódio (Na2SÜ4), sulfato de potássio (K2SO4), e/ou outros sulfatos de metal alcalino). A quantidade do sulfato de metal alcalino que é dissolvido pode variar de cerca de 0,1 mol a cerca de 2,0 mol da solução eletrolítica a ser formada. A quantidade do sulfato de metal alcalino que é dissolvido pode ser cerca de 0,1 mol, 0,2 mol, 0,3 mol, 0,4 mol, 0,5 mol, 0,6 mol, 0,7 mol, 0,8 mol, 0,9 mol, 1,0 mol, 1,1 mol, 1,2 mol, 1,3 mol, 1,4 mol, 1,5 mol, 1,6 mol, 1,7 mol, 1,8 mol, 1,9 mol, ou 2,0 mol por litro da solução eletrolítica, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado.In block 108, an alkali metal salt is dissolved. Alkali metal salt may increase the conductivity of the electrolyte solution. In one or more embodiments, the alkali metal salt is an alkali metal sulfate (e.g. sodium sulfate (Na2SÜ4), potassium sulfate (K2SO4), and / or other alkali metal sulfates). The amount of alkali metal sulfate that is dissolved may range from about 0.1 mol to about 2.0 mol of the electrolyte solution to be formed. The amount of alkali metal sulfate that is dissolved may be about 0.1 mol, 0.2 mol, 0.3 mol, 0.4 mol, 0.5 mol, 0.6 mol, 0.7 mol, 0 , 8 mol, 0.9 mol, 1.0 mol, 1.1 mol, 1.2 mol, 1.3 mol, 1.4 mol, 1.5 mol, 1.6 mol, 1.7 mol, 1 , 8 mol, 1.9 mol, or 2.0 mol per liter of the electrolyte solution, where any value may form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate.

[0043] O sulfato de metal alcalino pode ser dissolvido por agitação durante 15 minutos à temperatura ambiente, a cerca de 25°C, ou a uma temperatura na faixa de cerca de 20°C a cerca de 30°C. A agitação pode ser executada durante cerca de 5 minutos, 10 minutos, 15 minutos, 20 minutos, 25 minutos ou 30 minutos, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado, ou até que todo o sal de metal tenha sido dissolvido. A temperatura à qual o bloco 106 é executado pode ser cerca de 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, ou 40°C, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.Alkali metal sulfate may be dissolved by stirring for 15 minutes at room temperature, about 25 ° C, or at a temperature in the range of about 20 ° C to about 30 ° C. Agitation may be performed for about 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes or 30 minutes, where any value may form an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate, or until all metal salt has been dissolved. The temperature at which block 106 is run can be about 10 ° C, 15 ° C, 20 ° C, 25 ° C, 30 ° C, 35 ° C, or 40 ° C, where any value can form a point. upper end or lower end point as appropriate.

[0044] No bloco 110, um haleto de metal alcalino é dissolvido. O haleto de metal alcalino pode prover a solução eletrolítica com propriedades de umedecimento e ataque químico, e pode auxiliar a aderência de cromo durante cromagem. Em uma ou mais modalidades, o haleto de metal alcalino inclui um fluoreto de metal alcalino (por exemplo, fluoreto de sódio (NaF), fluoreto de potássio (KF), e/ou outros fluoretos de metal alcalino) e/ou outros haletos de metal alcalino. A quantidade do haleto de metal alcalino que é dissolvido pode variar de cerca de 0,1 mol a cerca de 0,5 mol por litro da solução eletrolítica a ser formada. A quantidade do haleto de metal alcalino que é dissolvido pode ser cerca de 0,10 mol, 0,15 mol, 0,20 mol, 0,25 mol, 0,30 mol, 0,35 mol, 0,40 mol, 0,45 mol, ou 0,50 mol por litro da solução eletrolítica, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado.In block 110, an alkali metal halide is dissolved. Alkali metal halide can provide electrolyte solution with wetting and chemical attack properties, and can aid chrome adhesion during chrome plating. In one or more embodiments, the alkali metal halide includes an alkali metal fluoride (e.g. sodium fluoride (NaF), potassium fluoride (KF), and / or other alkali metal fluorides) and / or other metal halides. alkali metal. The amount of alkali metal halide that is dissolved may range from about 0.1 mol to about 0.5 mol per liter of the electrolyte solution to be formed. The amount of alkali metal halide that is dissolved may be about 0.10 mol, 0.15 mol, 0.20 mol, 0.25 mol, 0.30 mol, 0.35 mol, 0.40 mol, 0 , 45 mol, or 0.50 mol per liter of the electrolyte solution, where any value may form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate.

[0045] O haleto de metal alcalino pode ser dissolvido por agitação durante 15 minutos à temperatura ambiente, a cerca de 25°C, ou a uma temperatura na faixa de cerca de 20°C a cerca de 30°C. A agitação pode ser executada durante cerca de 5 minutos, 10 minutos, 15 minutos, 20 minutos, 25 minutos ou 30 minutos, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado, ou até que todo o haleto de metal alcalino tenha sido dissolvido. A temperatura à qual o bloco 106 é executado pode ser cerca de 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, ou 40°C, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.The alkali metal halide may be dissolved by stirring for 15 minutes at room temperature, about 25 ° C, or at a temperature in the range of about 20 ° C to about 30 ° C. Agitation may be performed for about 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes or 30 minutes, where any value may form an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate, or until all alkali metal halide has been dissolved. The temperature at which block 106 is run can be about 10 ° C, 15 ° C, 20 ° C, 25 ° C, 30 ° C, 35 ° C, or 40 ° C, where any value can form a point. upper end or lower end point as appropriate.

[0046] No bloco 112, um tensoativo pode ser dissolvido. O tensoativo pode evitar ou reduzir corrosão por pite e reduzir geração de gás (por exemplo, gás cloro, gás hidrogênio, etc.) durante cromagem. Em algumas modalidades, o tensoativo inclui lauril sulfato de sódio (NaCnEbsSC^), lauril sulfato de potássio (KC12H25SO4), e/ou outros tensoativos. A quantidade do tensoativo pode variar de cerca de 0,0001 mol a 0,01 mol por litro da solução eletrolítica a ser formada. A quantidade do tensoativo que é dissolvido pode ser cerca de 0,0001 mol, 0,0002 mol, 0,0004 mol, 0,0006 mol, 0,0008 mol, 0,0010 mol, 0,0020 mol, 0,0040 mol, 0,0060 mol, 0,0080 mol, ou 0,0100 mol por litro da solução eletrolítica, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado. Por exemplo, a quantidade de lauril sulfato de sódio ou lauril sulfato de potássio pode variar de cerca de 0,1 g a cerca de 1 g por litro da solução eletrolítica a ser formada.In block 112, a surfactant may be dissolved. The surfactant can prevent or reduce pitting corrosion and reduce gas generation (eg chlorine gas, hydrogen gas, etc.) during chrome plating. In some embodiments, the surfactant includes sodium lauryl sulfate (NaCnEbsSC4), potassium lauryl sulfate (KC12H25SO4), and / or other surfactants. The amount of surfactant may range from about 0.0001 mol to 0.01 mol per liter of the electrolyte solution to be formed. The amount of surfactant that is dissolved may be about 0.0001 mol, 0.0002 mol, 0.0004 mol, 0.0006 mol, 0.0008 mol, 0.0010 mol, 0.0020 mol, 0.0040 mol , 0.0060 mol, 0.0080 mol, or 0.0100 mol per liter of the electrolyte solution, where any value may form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate. For example, the amount of sodium lauryl sulfate or potassium lauryl sulfate may range from about 0.1 g to about 1 g per liter of the electrolyte solution to be formed.

[0047] No bloco 114, um haleto de metal alcalino (por exemplo, brometo de metal alcalino) é dissolvido. O brometo de metal alcalino pode reduzir a geração de gás (por exemplo, gás cloro, gás hidrogênio, etc.) durante cromagem. Em algumas modalidades, o brometo de metal alcalino inclui brometo de sódio (NaBr), brometo de potássio (KBr), ou outros brometos de metal alcalino. A quantidade do tensoativo pode variar de cerca de 0,001 mol a 0,05 mol por litro da solução eletrolítica a ser formada. A quantidade do brometo de metal alcalino que é dissolvido pode ser cerca de 0,001 mol, 0,002 mol, 0,004 mol, 0,006 mol, 0,008 mol, 0,010 mol, 0,020 mol, 0,030 mol, 0,040 mol, ou 0,050 mol por litro da solução eletrolítica, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado. Por exemplo, a quantidade de brometo de sódio ou brometo de potássio pode variar de cerca de 0,1 g a cerca de 1 g por litro da solução eletrolítica a ser formada.In block 114, an alkali metal halide (e.g. alkali metal bromide) is dissolved. Alkali metal bromide can reduce gas generation (eg chlorine gas, hydrogen gas, etc.) during chrome plating. In some embodiments, alkali metal bromide includes sodium bromide (NaBr), potassium bromide (KBr), or other alkali metal bromides. The amount of surfactant may range from about 0.001 mol to 0.05 mol per liter of the electrolyte solution to be formed. The amount of alkali metal bromide that is dissolved may be about 0.001 mol, 0.002 mol, 0.004 mol, 0.006 mol, 0.008 mol, 0.010 mol, 0.020 mol, 0.030 mol, 0.040 mol, or 0.050 mol per liter of the electrolyte solution, wherein any value can form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate. For example, the amount of sodium bromide or potassium bromide may range from about 0.1 g to about 1 g per liter of the electrolyte solution to be formed.

[0048] No bloco 116, o pH pode ser ajustado. Em algumas modalidades, o pH é ajustado usando um ou mais ácidos ou bases, tais como hidróxido de potássio (KOH), hidróxido de sódio (NaOH), e/ou ácido sulfurico (H2SO4). O pH da solução eletrolítica pode ser ajustado para uma faixa de cerca de 2 a cerca de 4. O pH pode ser ajustado para cerca de 2, 2,2, 2,4, 2,6, 2,8, 3,0, 3,2, 3,4, 3,6, 3,8, ou 4,0, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.In block 116, the pH can be adjusted. In some embodiments, the pH is adjusted using one or more acids or bases, such as potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), and / or sulfuric acid (H2SO4). The pH of the electrolyte solution may be adjusted to a range from about 2 to about 4. The pH may be adjusted to about 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, or 4.0, where any value can form an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate.

[0049] No bloco 118, pode ser provido tempo para atingir estado de equilíbrio. Em algumas modalidades, a solução é deixada em repouso por um tempo na faixa de 1 hora a 2 dias para atingir o estado de equilíbrio. O tempo provido para atingir o estado de equilíbrio pode ser cerca de 1 hora, 3 horas, 6 horas, 9 horas, 12 horas, 15 horas, 18 horas, 21 horas, 24 horas, 27 horas, 30 horas, 33 horas, 36 horas, 39 horas, 42 horas, 45 horas, ou 48 horas, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado.In block 118, time may be provided to reach steady state. In some embodiments, the solution is left to stand for a time in the range of 1 hour to 2 days to reach steady state. The time provided to reach steady state can be about 1 hour, 3 hours, 6 hours, 9 hours, 12 hours, 15 hours, 18 hours, 21 hours, 24 hours, 27 hours, 30 hours, 33 hours, 36 hours, 39 hours, 42 hours, 45 hours, or 48 hours, where any value can form an upper endpoint or lower endpoint, as appropriate.

[0050] Em algumas modalidades, o processo 100 é executado na ordem apresentada. Em outras modalidades, o processo 100 é executado em uma ordem diferente. Alguns blocos podem ser executados em ordem, enquanto outros blocos são executados em uma ordem diferente. Por exemplo, os blocos 102,104, e 106 podem ser executados, enquanto os blocos 108, 110, 112, 114, 116, e 118 podem ser executados em uma ordem diferente após os blocos 102, 104, e 106. Em um outro exemplo, os blocos 102, 104, 106, 108 e 110 podem ser executados, enquanto os blocos 112, 114, 116, e 118 podem ser executados em uma ordem diferente. Um grupo de blocos pode ser executado antes de um outro grupo de blocos. Por exemplo, os blocos 102, 104, e 106 podem ser executados em qualquer ordem, e após os blocos 102, 104, e 106 serem executados, os blocos 106, 108, e 110 podem ser executados em qualquer ordem. Outras ordens são contempladas conforme um versado na técnica reconhecerá. Além disso, um ou mais dos blocos 112, 114, 116, e 118 podem ser omitidos em algumas modalidades.In some embodiments, process 100 is performed in the order presented. In other embodiments, process 100 is performed in a different order. Some blocks can be executed in order while other blocks are executed in a different order. For example, blocks 102, 104, and 106 may be executed, while blocks 108, 110, 112, 114, 116, and 118 may be executed in a different order after blocks 102, 104, and 106. In another example, blocks 102, 104, 106, 108 and 110 may be executed, while blocks 112, 114, 116, and 118 may be executed in a different order. One block group can be executed before another block group. For example, blocks 102, 104, and 106 may be executed in any order, and after blocks 102, 104, and 106 have been executed, blocks 106, 108, and 110 may be executed in any order. Other orders are contemplated as one skilled in the art will recognize. In addition, one or more of blocks 112, 114, 116, and 118 may be omitted in some embodiments.

[0051] Exemplo 1. Em um exemplo de execução dos blocos 102 a 110, cloreto de cromo (III) na quantidade de cerca de 159 g (cerca de 0,6 mol) por litro de solução eletrolítica a ser formada é dissolvido em água, o que resulta em uma solução verde-escuro. Embora cloreto de cromo (III) tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros sais de cromo (III) (por exemplo, um ou mais outros haletos de cromo (III) e/ou sulfato de cromo (III)) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, cloreto de cromo (III). Uma solução 202 mostrada na FIG. 2 ilustra a solução verde-escuro diluída 10 vezes para bom contraste de cor. Em seguida, oxalato de sódio na quantidade de cerca de 80,4 gramas (cerca de 0,6 mol) por litro da solução eletrolítica a ser formada é dissolvido na solução verde-escuro, o que resulta em uma solução roxo-acinzentado escuro. Embora oxalato de sódio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros compostos de oxalato (por exemplo, um ou mais outros oxalatos de metal alcalino e/ou um ou mais ácidos de oxalato) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, oxalato de sódio. Uma solução 204 mostrada na FIG. 2 ilustra a solução roxo-acinzentado escuro diluída 10 vezes para bom contraste de cor. A alteração de cor de verde-escuro para roxo-acinzentado escuro pode indicar a formação do complexo de cromo trivalente e oxalato. Em seguida, sulfato de alumínio na quantidade de cerca de 126,1 gramas (cerca de 0,2 mol), sulfato de sódio na quantidade de cerca de 184,6 gramas (cerca de 1,3 mol), e fluoreto de sódio na quantidade de cerca de 16,8 gramas (0,4 mol) por litro da solução eletrolítica a ser formada é dissolvido na solução roxo-acinzentada escura, que forma uma solução verde-acinzentado escuro, que pode ser a solução eletrolítica final para uso em cromagem. Embora sulfato de alumínio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros sais de metal (por exemplo, um ou mais outros sais de alumínio) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, sulfato de alumínio. Além disso, embora sulfato de sódio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros sais de metal alcalino (por exemplo, um ou mais outros sulfatos de metal alcalino) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, sulfato de sódio. Adicionalmente, embora fluoreto de sódio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros haletos de metal alcalino (por exemplo, um ou mais outros fluoretos de metal alcalino) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, fluoreto de sódio. Uma solução 206 mostrada na FIG. 2 ilustra a solução verde-acinzentado escuro diluída 10 vezes para bom contraste de cor. A solução eletrolítica pode ser deixada em repouso durante cerca de 1 dia para atingir um estado de equilíbrio. A solução eletrolítica resultante pode ter uma concentração de cromo trivalente de cerca de 0,6 M (moles/L), uma concentração de cloreto de cerca de 1,8 M, uma concentração de oxalato de cerca de 0,6 M, uma concentração de alumínio de cerca de 0,4 M, uma concentração de sódio de cerca de 4,2 M, e uma concentração de sulfato de cerca de 1,9 M.Example 1. In one embodiment of blocks 102 to 110, chromium (III) chloride in the amount of about 159 g (about 0.6 mol) per liter of electrolyte solution to be formed is dissolved in water. , which results in a dark green solution. Although chromium (III) chloride has been used in this example, one or more other chromium (III) salts (for example, one or more other chromium (III) halides and / or chromium (III) sulfate) may be used. instead of or in addition to chromium (III) chloride. A solution 202 shown in FIG. 2 illustrates the dark green solution diluted 10 times for good color contrast. Then sodium oxalate in the amount of about 80.4 grams (about 0.6 mol) per liter of the electrolyte solution to be formed is dissolved in the dark green solution, which results in a dark purple-gray solution. Although sodium oxalate has been used in this example, one or more other oxalate compounds (for example, one or more other alkali metal oxalates and / or one or more oxalate acids) may be used instead of or in addition to , sodium oxalate. A solution 204 shown in FIG. 2 illustrates the dark purple-gray solution diluted 10 times for good color contrast. The color change from dark green to dark grayish purple may indicate the formation of the trivalent chromium and oxalate complex. Then aluminum sulfate in the amount of about 126.1 grams (about 0.2 mol), sodium sulfate in the amount of about 184.6 grams (about 1.3 mol), and sodium fluoride in the amount. An amount of about 16.8 grams (0.4 mol) per liter of the electrolyte solution to be formed is dissolved in the dark grayish-purple solution, which forms a dark grayish-green solution, which may be the final electrolyte solution for use in chrome plating. Although aluminum sulfate has been used in this example, one or more other metal salts (e.g., one or more other aluminum salts) may be used instead of, or in addition to, aluminum sulfate. In addition, although sodium sulfate has been used in this example, one or more other alkali metal salts (e.g., one or more other alkali metal sulfates) may be used in place of, or in addition to, sodium sulfate. Additionally, although sodium fluoride has been used in this example, one or more other alkali metal halides (e.g., one or more other alkali metal fluorides) may be used in place of, or in addition to, sodium fluoride. A solution 206 shown in FIG. 2 illustrates the dark gray-green solution diluted 10 times for good color contrast. The electrolyte solution may be left to stand for about 1 day to reach a steady state. The resulting electrolyte solution may have a trivalent chromium concentration of about 0.6 M (moles / L), a chloride concentration of about 1.8 M, an oxalate concentration of about 0.6 M, a of about 0.4 M, a sodium concentration of about 4.2 M, and a sulfate concentration of about 1.9 M.

[0052] Exemplo 2. Em um outro exemplo de execução dos blocos 102 a 110, sulfato de cromo (ΠΙ) na quantidade de cerca de 235 g (cerca de 0,6 mol) por litro de solução eletrolítica a ser formada é dissolvido em água. Embora sulfato de cromo (ΙΠ) tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros sais de cromo (ΠΙ) (por exemplo, um ou mais haletos de cromo (ΠΙ)) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, cloreto de cromo (ΠΙ). Em seguida, oxalato de sódio na quantidade de cerca de 80,4 gramas (cerca de 0,6 mol) por litro da solução eletrolítica a ser formada é dissolvido. Embora oxalato de sódio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros compostos de oxalato (por exemplo, um ou mais outros oxalatos de metal alcalino e/ou um ou mais ácidos de oxalato) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, oxalato de sódio. Em seguida, sulfato de alumínio na quantidade de cerca de 126,1 gramas (cerca de 0,2 mol), sulfato de sódio na quantidade de cerca de 184,6 gramas (cerca de 1,3 mol), e fluoreto de sódio na quantidade de cerca de 16,8 gramas (0,4 mol) por litro da solução eletrolítica a ser formada é dissolvido. Embora sulfato de alumínio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros sais de metal (por exemplo, um ou mais outros sais de alumínio) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, sulfato de alumínio. Além disso, embora sulfato de sódio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros sais de metal alcalino (por exemplo, um ou mais outros sulfatos de metal alcalino) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, sulfato de sódio. Adicionalmente, embora fluoreto de sódio tenha sido usado nesse exemplo, um ou mais outros haletos de metal alcalino (por exemplo, um ou mais outros fluoretos de metal alcalino) podem ser usados em vez de, ou em adição ao, fluoreto de sódio. A solução eletrolítica pode ser deixada em repouso durante cerca de 1 dia para atingir um estado de equilíbrio. A solução eletrolítica resultante pode ter uma concentração de cromo de cerca de 1,2 M, uma concentração de oxalato de cerca de 0,6 M, uma concentração de alumínio de cerca de 0,4 M, uma concentração de sódio de cerca de 4,2 M, e uma concentração de sulfato de cerca de 3,7 M.Example 2. In another embodiment of blocks 102 to 110, chromium sulfate (ΠΙ) in the amount of about 235 g (about 0.6 mol) per liter of electrolyte solution to be formed is dissolved in Water. Although chromium sulphate (ΙΠ) was used in this example, one or more other chromium salts (ΠΙ) (for example, one or more chromium halides (ΠΙ)) may be used instead of, or in addition to, chloride. of chrome (ΠΙ). Then, sodium oxalate in the amount of about 80.4 grams (about 0.6 mol) per liter of the electrolyte solution to be formed is dissolved. Although sodium oxalate has been used in this example, one or more other oxalate compounds (for example, one or more other alkali metal oxalates and / or one or more oxalate acids) may be used instead of or in addition to , sodium oxalate. Then aluminum sulfate in the amount of about 126.1 grams (about 0.2 mol), sodium sulfate in the amount of about 184.6 grams (about 1.3 mol), and sodium fluoride in the amount. The amount of about 16.8 grams (0.4 mol) per liter of the electrolyte solution to be formed is dissolved. Although aluminum sulfate has been used in this example, one or more other metal salts (e.g., one or more other aluminum salts) may be used instead of, or in addition to, aluminum sulfate. In addition, although sodium sulfate has been used in this example, one or more other alkali metal salts (e.g., one or more other alkali metal sulfates) may be used in place of, or in addition to, sodium sulfate. Additionally, although sodium fluoride has been used in this example, one or more other alkali metal halides (e.g., one or more other alkali metal fluorides) may be used in place of, or in addition to, sodium fluoride. The electrolyte solution may be left to stand for about 1 day to reach a steady state. The resulting electrolyte solution may have a chromium concentration of about 1.2 M, an oxalate concentration of about 0.6 M, an aluminum concentration of about 0.4 M, a sodium concentration of about 4 M , 2 M, and a sulfate concentration of about 3.7 M.

[0053] A FIG. 3 ilustra um processo exemplificativo 300 para cromagem. No bloco 302, uma solução eletrolítica é preparada, tal como pelo processo 100 da FIG. 1. No bloco 304, um catodo e um anodo são colocados na solução eletrolítica, o catodo incluindo o substrato, e uma corrente é passada entre o catodo e o anodo através da solução eletrolítica para depositar cromo no substrato. O substrato pode ser um substrato de aço, um substrato de cobre, um substrato de níquel, um substrato revestido com cobre, ou um substrato revestido com níquel. No entanto, outros substratos são contemplados conforme um versado na técnica reconhecerá.[0053] FIG. 3 illustrates an exemplary process 300 for chrome plating. In block 302, an electrolyte solution is prepared, as per process 100 of FIG. 1. In block 304, a cathode and anode are placed in the electrolyte solution, the cathode including the substrate, and a current is passed between the cathode and anode through the electrolyte solution to deposit chromium on the substrate. The substrate may be a steel substrate, a copper substrate, a nickel substrate, a copper coated substrate, or a nickel coated substrate. However, other substrates are contemplated as one skilled in the art will recognize.

[0054] O anodo pode incluir um material de eletrodo carbonáceo. Por exemplo, o anodo carbonáceo pode ser um anodo de grafite ou outro anodo que inclui carbono. O anodo de grafite pode ser usado para soluções eletrolíticas à base de cloreto (por exemplo, soluções eletrolíticas que incluem um ou mais compostos com cloreto como cloreto de cromo (III)), soluções eletrolíticas à base de sulfato (por exemplo, soluções eletrolíticas que incluem um ou mais compostos com sulfato como sulfato de cromo (III)), ou soluções eletrolíticas à base de cloreto e sulfato (por exemplo, soluções eletrolíticas que incluem um ou mais compostos com cloreto e um ou mais compostos com sulfato). Vantajosamente, o anodo de grafite ou outro anodo carbonáceo minimiza a evolução de gás e formação de subprodutos indesejáveis, assim como facilita uma taxa de deposição desejável (por exemplo, na faixa de cerca de 1 mícron a cerca de 2 mícrons por minuto). Altemativamente, um anodo de platina ou um anodo de titânio platinado pode ser usado para soluções eletrolíticas à base de sulfato (por exemplo, soluções eletrolíticas que incluem um ou mais compostos com sulfato como sulfato de cromo (ΙΠ)) ou soluções eletrolíticas à base de cloreto e sulfato (por exemplo, soluções eletrolíticas que incluem um ou mais compostos com cloreto e um ou mais compostos com sulfato). Por exemplo, o anodo de platina ou um anodo de titânio platinado pode ser usado quando a solução eletrolítica não inclui compostos com cloreto, de modo que gás cloro não é produzido, ou quando a solução eletrolítica tem menos cloreto, de modo que menos gás cloro é gerado (por exemplo, não há necessidade de reduzir a geração de gás cloro usando um anodo carbonáceo).The anode may include a carbonaceous electrode material. For example, the carbonaceous anode may be a graphite anode or other anode that includes carbon. Graphite anode can be used for chloride-based electrolyte solutions (eg, electrolyte solutions that include one or more chloride compounds such as chromium (III) chloride), sulfate-based electrolyte solutions (eg, electrolyte solutions that include one or more sulfate compounds such as chromium (III) sulfate), or chloride and sulfate-based electrolyte solutions (for example, electrolyte solutions that include one or more chloride compounds and one or more sulfate compounds). Advantageously, the graphite anode or other carbonaceous anode minimizes gas evolution and formation of undesirable by-products, as well as facilitating a desirable deposition rate (for example, in the range of about 1 micron to about 2 microns per minute). Alternatively, a platinum anode or a platinum titanium anode can be used for sulfate-based electrolyte solutions (for example, electrolyte solutions that include one or more sulfate compounds such as chromium sulfate (ΙΠ)) or electrolyte-based solutions. chloride and sulfate (for example, electrolyte solutions including one or more chloride compounds and one or more sulfate compounds). For example, platinum anode or platinum titanium anode may be used when the electrolyte solution does not include chloride compounds, so chlorine gas is not produced, or when the electrolyte solution has less chloride, so less chlorine gas. is generated (for example, there is no need to reduce chlorine gas generation using a carbonaceous anode).

[0055] Em algumas modalidades, corrente contínua é usada. A corrente contínua pode prover uma densidade de corrente na faixa de cerca de 5 A/dm2 a cerca de 50 A/dm2. O valor da densidade de corrente pode ser ajustado dependendo da separação entre o catodo e o anodo. A densidade de corrente pode ser cerca de 5 A/dm2, 10 A/dm2, 15 A/dm2, 20 A/dm2, 25 A/dm2, 30 A/dm2, 35 A/dm2, 40 A/dm2, 45 A/dm2, ou 50 A/dm2, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado, dependendo da separação entre o catodo e anodo. Por exemplo, uma densidade de corrente na faixa de cerca de 10 A/dm2 a cerca de 30 A/dm2 pode ser aplicada quando o catodo e o anodo são separados em cerca de 3 cm.In some embodiments, direct current is used. Direct current can provide a current density in the range of about 5 A / dm2 to about 50 A / dm2. The current density value can be adjusted depending on the separation between the cathode and anode. The current density can be about 5 A / dm2, 10 A / dm2, 15 A / dm2, 20 A / dm2, 25 A / dm2, 30 A / dm2, 35 A / dm2, 40 A / dm2, 45 A / dm2, or 50 A / dm2, where any value can form an upper endpoint or lower endpoint, as appropriate, depending on the separation between the cathode and anode. For example, a current density in the range of about 10 A / dm2 to about 30 A / dm2 may be applied when the cathode and anode are separated by about 3 cm.

[0056] Em outras modalidades, corrente pulsada é usada. A corrente pulsada pode prover uma densidade de corrente média na faixa de cerca de 5 A/dm2 a cerca de 50 A/dm2. O valor da densidade de corrente média pode ser ajustado dependendo da separação entre o catodo e o anodo. A densidade de corrente de pico pode ser o dobro da densidade de corrente média. A densidade de corrente média pode ser cerca de 5 A/dm2, 10 A/dm2, 15 A/dm2, 20 A/dm2, 25 A/dm2, 30 A/dm2, 35 A/dm2, 40 A/dm2, 45 A/dm2, ou 50 A/dm2, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado, dependendo da separação entre o catodo e anodo. Por exemplo, uma densidade de corrente média na faixa de cerca de 15 A/dm2 a cerca de 30 A/dm2 pode ser aplicada quando o catodo e o anodo são separados em cerca de 3 cm.In other embodiments, pulsed current is used. Pulsed current can provide an average current density in the range of about 5 A / dm2 to about 50 A / dm2. The average current density value can be adjusted depending on the separation between the cathode and anode. The peak current density may be twice the average current density. The average current density may be about 5 A / dm2, 10 A / dm2, 15 A / dm2, 20 A / dm2, 25 A / dm2, 30 A / dm2, 35 A / dm2, 40 A / dm2, 45 A / dm2, or 50 A / dm2, where any value may form an upper endpoint or lower endpoint, as appropriate, depending on the separation between the cathode and anode. For example, an average current density in the range of about 15 A / dm2 to about 30 A / dm2 may be applied when the cathode and anode are separated by about 3 cm.

[0057] A corrente pulsada pode ter um ciclo de trabalho na faixa de cerca de 20% a cerca de 80%. O ciclo de trabalho pode ser cerca de 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, ou 80%, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado. A corrente pulsada pode ter uma frequência na faixa de cerca de 10 Hz a cerca de 100 Hz. A frequência pode ser cerca de 10 Hz, 20 Hz, 30 Hz, 40 Hz, 50 Hz, 60 Hz, 70 Hz, 80 Hz, 90 Hz, ou 100 Hz, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou ponto final inferior, conforme apropriado. Por exemplo, se a corrente pulsada tem um ciclo de trabalho de cerca de 40% e uma frequência de cerca de 25 Hz, o tempo LIGADO é cerca de 16 milissegundos e o tempo DESLIGADO é cerca de 24 milissegundos.Pulsed current can have a duty cycle in the range of about 20% to about 80%. The duty cycle can be about 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, or 80%, where Any value can form either an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate. The pulsed current may have a frequency in the range from about 10 Hz to about 100 Hz. The frequency may be about 10 Hz, 20 Hz, 30 Hz, 40 Hz, 50 Hz, 60 Hz, 70 Hz, 80 Hz, 90 Hz, or 100 Hz, where any value can form an upper endpoint or lower endpoint as appropriate. For example, if the pulsed current has a duty cycle of about 40% and a frequency of about 25 Hz, the ON time is about 16 milliseconds and the OFF time is about 24 milliseconds.

[0058] No bloco 306, um pH da solução eletrolítica é mantido em um pH alvo ou uma faixa de pH alvo. O pH alvo pode ser um pH na faixa de cerca de 2 a cerca de 4. O pH pode ser mantido em cerca de 2, 2,2, 2,4, 2,6, 2,8, 3,0, 3,2, 3,4, 3,6, 3,8, ou 4,0, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.In block 306, a pH of the electrolyte solution is maintained at a target pH or a target pH range. The target pH may be a pH in the range from about 2 to about 4. The pH may be maintained at about 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3, 2, 3,4, 3,6, 3,8, or 4,0, wherein any value may form an upper endpoint or a lower endpoint as appropriate.

[0059] No bloco 308, uma temperatura da solução eletrolítica é mantida em uma temperatura alvo ou uma faixa de temperatura alvo. A temperatura alvo pode ser uma temperatura na faixa de cerca de 20°C a cerca de 60°C. A temperatura pode ser cerca de 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, 40°C, 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, ou 70°C, em que qualquer valor pode formar um ponto final superior ou um ponto final inferior, conforme apropriado.In block 308, a temperature of the electrolyte solution is maintained at a target temperature or a target temperature range. The target temperature may be a temperature in the range from about 20 ° C to about 60 ° C. The temperature may be about 20 ° C, 25 ° C, 30 ° C, 35 ° C, 40 ° C, 45 ° C, 50 ° C, 55 ° C, 60 ° C, 65 ° C, or 70 ° C where any value can form a higher endpoint or a lower endpoint as appropriate.

[0060] Em resposta à execução do bloco 302, cromo é depositado no substrato no bloco 310. Em alguns exemplos, cromo e carbono são codepositados no substrato. O bloco 302 pode ser executado até que uma camada de cromo (por exemplo, um revestimento de cromo) ou uma camada de cromo-carbono (por exemplo, um revestimento de carboneto de cromo) com uma espessura desejada (por exemplo, uma espessura maior que cerca de 5 mícrons) seja formada no substrato. A camada de cromo com uma espessura maior que cerca de 5 mícrons pode ter dureza maior que cerca de 800 HV.In response to the execution of block 302, chromium is deposited on the substrate in block 310. In some examples, chromium and carbon are coded on the substrate. Block 302 may be made up to a chromium layer (e.g. a chromium coating) or a chromium carbon layer (e.g. a chromium carbide coating) of the desired thickness (e.g. a thicker layer). about 5 microns) is formed on the substrate. The chrome layer thicker than about 5 microns may have a hardness greater than about 800 HV.

[0061] A FIG. 4 é uma imagem de substratos cromados 410,420,430, 440, e 450 formados pelo processo 300 da FIG. 3, cada um galvanizado a um pH diferente. Para cada substrato cromado 410, 420, 430, 440, e 450, os parâmetros de cromagem foram os seguintes: o tempo de galvanização foi 1 hora, a uma temperatura de 35°C, e a uma densidade de corrente de 22 A/dm2.FIG. 4 is an image of chromed substrates 410,420,430, 440, and 450 formed by process 300 of FIG. 3, each galvanized to a different pH. For each chrome plated substrate 410, 420, 430, 440, and 450, the chrome plating parameters were as follows: the galvanizing time was 1 hour at a temperature of 35 ° C and a current density of 22 A / dm2 .

[0062] O substrato cromado 410 foi galvanizado a um pH de 1,5, resultando em uma camada de cromo 412 com uma espessura de 4 mícrons. O substrato cromado 420 foi galvanizado a um pH de 2,0, resultando em uma camada de cromo 422 com uma espessura de 5 mícrons. O substrato cromado 430 foi galvanizado a um pH de 2,5, resultando em uma camada de cromo 412 com uma espessura de 20 mícrons. O substrato cromado 440 foi galvanizado a um pH de 3,0, resultando em uma camada de cromo 442 com uma espessura de 30 mícrons. Um substrato cromado 450 foi galvanizado a um pH de 3,5, resultando em uma camada de cromo 452 com uma espessura de 14 mícrons.The chromed substrate 410 was galvanized at a pH of 1.5, resulting in a chrome 412 layer with a thickness of 4 microns. The chrome-plated substrate 420 was galvanized at a pH of 2.0, resulting in a chrome-plated 422 layer with a thickness of 5 microns. The chromed substrate 430 was galvanized at a pH of 2.5, resulting in a chromium 412 layer with a thickness of 20 microns. The chromed substrate 440 was galvanized at a pH of 3.0, resulting in a chromium 442 layer with a thickness of 30 microns. A chrome plated substrate 450 was galvanized at a pH of 3.5, resulting in a chrome layer 452 with a thickness of 14 microns.

[0063] Como ilustrado pela FIG. 4, qualquer pH na faixa de cerca de 1,5 a cerca de 3,5 provê deposição de uma camada de cromo. Um pH na faixa de cerca de 2 a cerca de 4 provê vantajosamente uma camada de cromo mais espessa do que um pH que é mais alto ou mais baixo. Adicionalmente, um pH na faixa de cerca de 2,5 a cerca de 3,0 provê vantajosamente a camada de cromo mais espessa.As illustrated by FIG. 4, any pH in the range from about 1.5 to about 3.5 provides deposition of a chromium layer. A pH in the range from about 2 to about 4 advantageously provides a thicker chrome layer than a pH that is higher or lower. Additionally, a pH in the range from about 2.5 to about 3.0 advantageously provides the thicker chromium layer.

[0064] A FIG. 5 é uma imagem de substratos cromados 510, 520, 530, 540, e 550 formados pelo processo 300 da FIG. 3, cada um galvanizado a uma temperatura diferente. Para cada substrato cromado 510, 520, 530, 540, e 550, a cromagem foi executada a um pH de 2,8.FIG. 5 is an image of chrome substrates 510, 520, 530, 540, and 550 formed by process 300 of FIG. 3, each galvanized at a different temperature. For each 510, 520, 530, 540, and 550 chrome substrate, chrome plating was performed at a pH of 2.8.

[0065] O substrato cromado 510 foi galvanizado a uma temperatura de 30°C, resultando em uma camada de cromo 512 com uma espessura de 32 mícrons. O substrato cromado 520 foi galvanizado a uma temperatura de 40°C, resultando em uma camada de cromo 522 com uma espessura de 45 mícrons. O substrato cromado 530 foi galvanizado a uma temperatura de 50°C, resultando em uma camada de cromo 532 com uma espessura de 20 mícrons. O substrato cromado 540 foi galvanizado a uma temperatura de 60°C, resultando em uma camada de cromo 542 com uma espessura de 16 mícrons. O substrato cromado 550 foi galvanizado a uma temperatura de 70°C, resultando em uma camada de cromo 552 com uma espessura de 32 mícrons.The chromed substrate 510 was galvanized at a temperature of 30 ° C, resulting in a chrome layer 512 with a thickness of 32 microns. The chromed substrate 520 was galvanized at a temperature of 40 ° C, resulting in a chrome layer 522 with a thickness of 45 microns. The 530 chrome substrate was galvanized at a temperature of 50 ° C, resulting in a 532 chrome layer with a thickness of 20 microns. The 540 chrome substrate was galvanized at a temperature of 60 ° C, resulting in a 542 chrome layer with a thickness of 16 microns. The chromed substrate 550 was galvanized at a temperature of 70 ° C, resulting in a chrome layer 552 with a thickness of 32 microns.

[0066] Como ilustrado pela FIG. 5, qualquer temperatura na faixa de cerca de 30°C a cerca de 70°C provê deposição de uma camada de cromo. Uma temperatura na faixa de cerca de 30°C a cerca de 40°C provê vantajosamente a camada de cromo mais espessa do que uma temperatura que é mais alta ou mais baixa.As illustrated by FIG. 5, any temperature in the range from about 30 ° C to about 70 ° C provides deposition of a chrome layer. A temperature in the range from about 30 ° C to about 40 ° C advantageously provides the thicker chromium layer than a temperature that is higher or lower.

[0067] A FIG. 6 é uma imagem de substratos cromados 610, 620, 630, 640, e 650 formados pelo processo 300 da FIG. 3, cada um galvanizado a uma densidade de corrente diferente usando galvanização por corrente contínua. Para cada substrato cromado 610, 620, 630, 640, e 650, os parâmetros de cromagem foram os seguintes: o tempo de galvanização foi 1 hora, e a distância entre o catodo e o anodo foi de 3 cm.FIG. 6 is an image of chromed substrates 610, 620, 630, 640, and 650 formed by process 300 of FIG. 3, each galvanized to a different current density using direct current galvanization. For each chrome substrate 610, 620, 630, 640, and 650, the chrome plating parameters were as follows: the galvanizing time was 1 hour, and the distance between the cathode and anode was 3 cm.

[0068] O substrato cromado 610 foi galvanizado usando uma densidade de corrente de 40 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 612 com uma espessura de 60 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 614 com uma espessura de 60 mícrons, uma camada de cromo em um terceiro local 616 com uma espessura de 60 mícrons, e uma área não revestida 618 circundando a camada de cromo nos locais 612, 614, e 616. O substrato cromado 620 foi galvanizado usando uma densidade de corrente de 30 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 622 com uma espessura de 30 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 624 com uma espessura de 30 mícrons, uma camada de cromo em um terceiro local 636 com uma espessura de 30 mícrons, e uma área não revestida 628 circundando a camada de cromo nos locais 622, 624, e 626 que é menor que a área não revestida 618. O substrato cromado 630 foi galvanizado usando uma densidade de corrente de 20 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 632 com uma espessura de 25 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 634 com uma espessura de 18 mícrons, e uma camada de cromo em um terceiro local 636 com uma espessura de 20 mícrons. O substrato cromado 640 foi galvanizado usando uma densidade de corrente de 10 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 642 com uma espessura de 2 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 644 com uma espessura de 2 mícrons, e uma camada de cromo em um terceiro local 646 com uma espessura de 2 mícrons. O substrato cromado 650 foi galvanizado usando uma densidade de corrente de 5 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 652 com uma espessura de 0 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 654 com uma espessura de 0 mícrons, e uma camada de cromo em um terceiro local 656 com uma espessura de 0 mícrons.The chromed substrate 610 was galvanized using a current density of 40 A / dm2, resulting in a chrome layer at a first location 612 with a thickness of 60 microns, a chrome layer at a second location 614 with a thickness 60 microns, a chrome layer at a third location 616 with a thickness of 60 microns, and an uncoated area 618 surrounding the chrome layer at locations 612, 614, and 616. The chrome substrate 620 was galvanized using a density of 30 A / dm2 current, resulting in a chrome layer at a first location 622 with a thickness of 30 microns, a chrome layer at a second location 624 with a thickness of 30 microns, a layer of chrome at a third location 636 with a thickness of 30 microns, and an uncoated area 628 surrounding the chrome layer at locations 622, 624, and 626 which is smaller than the uncoated area 618. The chromed substrate 630 was galvanized using a current density of 20 A / dm2, resulting in a chrome layer at a first location 632 with a thickness of 25 microns, a chrome layer at a second location 634 with a thickness of 18 microns, and a chrome layer at a third location 636 with a thickness of 20 microns. The chromed substrate 640 was galvanized using a current density of 10 A / dm2, resulting in a chrome layer at a first location 642 with a thickness of 2 microns, a chrome layer at a second location 644 with a thickness of 2 microns , and a layer of chrome at a third location 646 with a thickness of 2 microns. The chromium substrate 650 was galvanized using a current density of 5 A / dm2, resulting in a first layer chrome layer 652 with a thickness of 0 microns, a second layer chrome layer 654 with a thickness of 0 microns , and a layer of chrome at a third location 656 with a thickness of 0 microns.

[0069] Como ilustrado pela FIG. 6, qualquer densidade de corrente na faixa de cerca de 5 A/dm2 a cerca de 40 A/dm2 provê deposição de uma camada de cromo quando a distância entre o catodo e o anodo é cerca de 3 cm. Uma densidade de corrente na faixa de cerca de 10 A/dm2 a cerca de 30 A/dm2 provê vantajosamente uma camada de cromo que é espessa e ao mesmo tempo uniforme, uma densidade de corrente de 5 A/dm2 não provê deposição de camada de cromo e uma densidade de corrente de 40 A/dm2 provê uma deposição de camada de cromo menos uniforme como mostrado pela área não revestida 618. Além disso, uma densidade de corrente de cerca de 20 A/dm2 pode prover vantajosamente a camada de cromo mais espessa enquanto ainda reveste toda a superfície do substrato, e também minimizar a geração de gás cloro.As illustrated by FIG. 6, any current density in the range from about 5 A / dm2 to about 40 A / dm2 provides deposition of a chrome layer when the distance between the cathode and anode is about 3 cm. A current density in the range of about 10 A / dm2 to about 30 A / dm2 advantageously provides a chrome layer which is thick and at the same time uniform, a current density of 5 A / dm2 does not provide deposition of and a current density of 40 A / dm2 provides a less uniform chrome layer deposition as shown by the uncoated area 618. In addition, a current density of about 20 A / dm2 can advantageously provide the most chromed layer. thick while still coating the entire surface of the substrate, and also minimize chlorine gas generation.

[0070] A FIG. 7 é uma imagem de substratos cromados 710, 720, 730, e 740 formados pelo processo 300 da FIG. 3, cada um galvanizado a uma densidade de corrente média usando galvanização por corrente pulsada. Para cada substrato cromado 710, 720, 730, e 740, os parâmetros de cromagem foram os seguintes: o tempo de galvanização foi 1 hora, e a distância entre o catodo e o anodo foi de 3 cm, e o ciclo de trabalho foi 40%.FIG. 7 is an image of chromed substrates 710, 720, 730, and 740 formed by process 300 of FIG. 3, each galvanized to a medium current density using pulsed current galvanization. For each chrome plated substrate 710, 720, 730, and 740, the chrome plating parameters were as follows: the galvanizing time was 1 hour, the cathode-anode distance was 3 cm, and the duty cycle was 40 cm. %.

[0071] O substrato cromado 710 foi galvanizado usando uma densidade de corrente média de 40 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 712 com uma espessura de 62 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 714 com uma espessura de 62 mícrons, uma camada de cromo em um terceiro local 716 com uma espessura de 85 mícrons, e uma área não revestida 718 em tomo da camada de cromo nos locais 712, 714, e 716. O substrato cromado 720 foi galvanizado usando uma densidade de corrente média de 30 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 722 com uma espessura de 38 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 724 com uma espessura de 50 mícrons, e uma camada de cromo em um terceiro local 736 com uma espessura de 60 mícrons. O substrato cromado 730 foi galvanizado usando uma densidade de corrente média de 20 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 732 com uma espessura de 10 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 734 com uma espessura de 15 mícrons, e uma camada de cromo em um terceiro local 736 com uma espessura de 20 mícrons. O substrato cromado 740 foi galvanizado usando uma densidade de corrente média de 10 A/dm2, resultando em uma camada de cromo em um primeiro local 742 com uma espessura de 0 mícrons, uma camada de cromo em um segundo local 744 com uma espessura de 0 mícrons, e uma camada de cromo em um terceiro local 746 com uma espessura de 0 mícrons.The chromed substrate 710 was galvanized using an average current density of 40 A / dm2, resulting in a chrome layer at a first location 712 with a thickness of 62 microns, a chrome layer at a second location 714 with a 62 micron thickness, a chrome layer at a third location 716 with a thickness of 85 microns, and an uncoated area 718 around the chrome layer at locations 712, 714, and 716. The chrome substrate 720 was galvanized using a average current density of 30 A / dm2, resulting in a chrome layer at a first location 722 with a thickness of 38 microns, a chrome layer at a second location 724 with a thickness of 50 microns, and a chrome layer at a a third site 736 with a thickness of 60 microns. The chromed substrate 730 was galvanized using an average current density of 20 A / dm2, resulting in a first layer chromium layer 732 with a thickness of 10 microns, a second layer chromium layer 734 with a thickness of 15 µm. microns, and a layer of chrome at a third location 736 with a thickness of 20 microns. The chromed substrate 740 was galvanized using an average current density of 10 A / dm2, resulting in a chrome layer at a first location 742 with a thickness of 0 microns, a chrome layer at a second location 744 with a thickness of 0 microns, and a chrome layer at a third location 746 with a thickness of 0 microns.

[0072] Como ilustrado pela FIG. 7, qualquer densidade de corrente média na faixa de cerca de 20 A/dm2 a cerca de 40 A/dm2 provê deposição de uma camada de cromo quando a distância entre o catodo e o anodo é cerca de 3 cm. Uma densidade de corrente na faixa de cerca de 20 A/dm2 a cerca de 30 A/dm2 provê vantajosamente uma camada de cromo que é espessa e ao mesmo tempo uniforme, uma densidade de corrente média de 10 A/dm2 não provê deposição de camada de cromo e uma densidade de corrente média de 40 A/dm2 provê uma deposição de camada de cromo menos uniforme como mostrado pela área não revestida 718. Além disso, uma densidade de corrente média de cerca de 20 A/dm2 pode prover vantajosamente a camada de cromo mais espessa enquanto ainda reveste toda a superfície do substrato, e também minimizar a geração de gás cloro.As illustrated by FIG. 7, any average current density in the range of about 20 A / dm 2 to about 40 A / dm 2 provides deposition of a chromium layer when the distance between the cathode and anode is about 3 cm. A current density in the range of about 20 A / dm2 to about 30 A / dm2 advantageously provides a chrome layer which is thick and at the same time uniform, an average current density of 10 A / dm2 does not provide layer deposition. and an average current density of 40 A / dm2 provides a less uniform chrome layer deposition as shown by the uncoated area 718. In addition, an average current density of about 20 A / dm2 can advantageously provide the layer. of thicker chrome while still coating the entire surface of the substrate, and also minimize chlorine gas generation.

[0073] A FIG. 8 é um gráfico que mostra a espessura de camadas de cromo formadas pelo processo 300 da FIG. 3 usando galvanização por corrente pulsada a diferentes frequências de pulso e ciclos de trabalho. A galvanização por pulso foi realizada nas frequências de 10 Hz, 25 Hz, 50 Hz, e 100 Hz, e nos ciclos de trabalho de 10%, 20%, 40%, e 80% para cada frequência.FIG. 8 is a graph showing the thickness of chrome layers formed by process 300 of FIG. 3 using pulsed current galvanization at different pulse frequencies and duty cycles. Pulse galvanization was performed at 10 Hz, 25 Hz, 50 Hz, and 100 Hz, and at 10%, 20%, 40%, and 80% duty cycles for each frequency.

[0074] Como ilustrado pela FIG. 8, qualquer frequência na faixa de cerca de 10 Hz a 100 Hz, e qualquer ciclo de trabalho na faixa de cerca de 10% e 80% provê deposição de uma camada de cromo. Um ciclo de trabalho de cerca de 40% a uma frequência de cerca de 25 Hz, que corresponde a um tempo LIGADO de 16 milissegundos e um tempo DESLIGADO de cerca de 24 milissegundo, provê vantajosamente a camada de cromo mais espessa com uma espessura de cerca de 16 mícrons.As illustrated by FIG. 8, any frequency in the range of about 10 Hz to 100 Hz, and any duty cycle in the range of about 10% to 80% provides deposition of a chrome layer. A duty cycle of about 40% at a frequency of about 25 Hz, which corresponds to an ON time of 16 milliseconds and an OFF time of about 24 milliseconds, advantageously provides the thickest chrome layer with a thickness of about 16 microns.

[0075] A FIG. 9 é uma imagem de um substrato cromado formado 900 pelo processo 300 da FIG. 3 usando corrente pulsada, enquanto a FIG. 10 é uma imagem de um substrato cromado formado 1000 pelo processo 300 da FIG. 3 usando corrente contínua. Como mostrado na FIG. 9, o substrato cromado 900 tem uma camada de cromo 902 que é depositada de modo uniforme e compacto. A FIG. 11 é uma imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura (MEV) de uma seção transversal do substrato cromado 900, mostrando que a camada de cromo 902 está bem aderida a um substrato 910 e compacta. Como mostrado na FIG. 10, o substrato cromado 1004 tem áreas não aderentes e tem uma camada de cromo 1002 que é depositada de modo menos compacto. A FIG. 12 é uma imagem obtida por MEV de uma seção transversal do substrato cromado 1000, mostrando que a camada de cromo 1002 tem partes 1006 que são menos aderentes a um substrato 1010 e menos compactas.FIG. 9 is an image of a chromed substrate formed 900 by process 300 of FIG. 3 using pulsed current, while FIG. 10 is an image of a chromed substrate formed 1000 by process 300 of FIG. 3 using direct current. As shown in FIG. 9, chromed substrate 900 has a chrome layer 902 which is uniformly and compactly deposited. FIG. 11 is a scanning electron microscopy (SEM) image of a cross-section of chromium substrate 900, showing that chromium layer 902 is well adhered to a compact 910 substrate. As shown in FIG. 10, chromed substrate 1004 has non-adherent areas and has a chrome layer 1002 that is less compactly deposited. FIG. 12 is an SEM image of a cross section of the chromed substrate 1000 showing that chromium layer 1002 has portions 1006 that are less adherent to a substrate 1010 and less compact.

[0076] Como ilustrado pelas FIGS. 9 a 12, para revestimento de cromo duro espesso (por exemplo, espessura de revestimento maior que cerca de 30 mícrons), a cromagem usando corrente pulsada provê vantajosamente depósitos de cromo mais aderentes e mais compactos em comparação à cromagem usando corrente contínua.As illustrated by FIGS. 9 to 12, for thick hard chrome plating (e.g., coating thickness greater than about 30 microns), pulsed current chrome plating advantageously provides more adherent and more compact chrome deposits compared to direct current chrome plating.

[0077] A FIG. 13 é uma imagem de um substrato cromado tal como um painel de célula de Hull cromado 1300 formado pelo processo da FIG. 3 usando uma solução eletrolítica preparada por dissolução de sulfato de cromo (ΙΠ) e um composto de oxalato, mas sem dissolução de sulfato de metal alcalino. A cromagem foi executada em uma célula de Hull a 5 amperes durante 10 minutos. O painel de célula de Hull cromado 1300 mostra apenas cerca de 50% da cobertura, com uma área 1302 coberta por uma camada de cromo e uma área 1304 não coberta por cromo.FIG. 13 is an image of a chromed substrate such as a chromed Hull cell panel 1300 formed by the process of FIG. 3 using an electrolyte solution prepared by dissolving chromium sulfate (ΙΠ) and an oxalate compound, but without dissolving alkali metal sulfate. Chroming was performed on a 5 amp Hull cell for 10 minutes. The chrome plated Hull cell panel 1300 shows only about 50% of the cover, with an area 1302 covered by a chrome layer and an area 1304 not covered by chrome.

[0078] A FIG. 14 é uma imagem de um substrato cromado tal como um painel de célula de Hull cromado 1400 formado pelo processo da FIG. 3 usando a solução eletrolítica preparada pelo processo da FIG. 1 sem a etapa de dissolução do tensoativo. A solução eletrolítica foi preparada por dissolução de cloreto de cromo (III), um composto de oxalato e também um sulfato de metal alcalino tal como sulfato de sódio. O painel de célula de Hull cromado 1400 mostra mais de 80% da cobertura, com uma área 1402 coberta por uma camada de cromo e uma área 1404 não coberta por cromo. A solução eletrolítica preparada a partir de cloreto de cromo (ΠΙ) e sulfato de sódio provida melhorou a cobertura em comparação à solução eletrolítica preparada a partir de sulfato de cromo (ΠΓ) e nenhum sulfato de sódio usado para o painel de célula de Hull cromado 1300 na FIG. 13.FIG. 14 is an image of a chromed substrate such as a chromed Hull cell panel 1400 formed by the process of FIG. 3 using the electrolyte solution prepared by the process of FIG. 1 without the surfactant dissolution step. The electrolyte solution was prepared by dissolving chromium (III) chloride, an oxalate compound and also an alkali metal sulfate such as sodium sulfate. The chromed Hull cell panel 1400 shows over 80% coverage, with an area 1402 covered by a chrome layer and an area 1404 not covered by chrome. The electrolyte solution prepared from chromium chloride (ΠΙ) and sodium sulfate provided improved the coverage compared to the electrolyte solution prepared from chromium sulfate (ΠΓ) and no sodium sulfate used for the chromed Hull cell panel. 1300 in FIG. 13

[0079] A FIG. 15 é uma imagem de um substrato cromado tal como um painel de célula de Hull cromado 1500 formado pelo processo da FIG. 3 usando a solução eletrolítica preparada pelo processo da FIG. 1 incluindo a etapa de dissolução do tensoativo. A solução eletrolítica foi preparada por dissolução de cloreto de cromo (III), um composto de oxalato, um sulfato de metal alcalino tal como sulfato de sódio, e o tensoativo tal como lauril sulfato de sódio. O painel de célula de Hull cromado 1500 mostra mais de 80% da cobertura, com uma área 1502 coberta por uma camada de cromo e uma área 1504 não coberta por cromo.FIG. 15 is an image of a chromed substrate such as a chromed Hull cell panel 1500 formed by the process of FIG. 3 using the electrolyte solution prepared by the process of FIG. 1 including the surfactant dissolution step. The electrolyte solution was prepared by dissolving chromium (III) chloride, an oxalate compound, an alkali metal sulfate such as sodium sulfate, and the surfactant such as sodium lauryl sulfate. The chrome plated Hull cell panel 1500 shows over 80% coverage, with an area 1502 covered by a chrome layer and an area 1504 not covered by chrome.

[0080] Como ilustrado pelas FIGS. 13 a 15, uma solução eletrolítica em que um sulfato de metal alcalino tal como sulfato de sódio é dissolvido provê vantajosamente cromagem melhorada, com uma cobertura percentual significativamente maior do substrato. O sulfato de metal alcalino pode, por exemplo, prover condutividade aumentada à solução eletrolítica, resultando em uma deposição de camada de cromo melhorada.As illustrated by FIGS. 13 to 15, an electrolyte solution in which an alkali metal sulfate such as sodium sulfate is advantageously provides improved chrome plating, with significantly higher percent substrate coverage. Alkali metal sulfate may, for example, provide increased conductivity to the electrolyte solution, resulting in improved chromium layer deposition.

[0081] As FIGS. 16A-B são imagens obtidas por MEV de uma parte do painel de célula de Hull cromado 1600 da FIG. 14. Uma porção de 1 cm2 foi recortada do meio do painel de célula de Hull cromado 1400 e imagens obtidas por MEV foram tomadas—FIG. 16A é uma imagem obtida por MEV com ampliação de 1000X, e a FIG. 16B é uma imagem obtida por MEV com ampliação de 2500X. O painel de célula de Hull cromado 1400 formado usando a solução eletrolítica sem o tensoativo apresentou muitos pites, aparecendo como pontos pretos nas imagens obtidas por MEV das FIGS. 16A e 16B.FIGS. 16A-B are SEM images of a portion of the chromed Hull cell panel 1600 of FIG. 14. A 1 cm 2 portion was cut from the middle of the 1400 chrome-plated Hull cell panel and SEM images were taken — FIG. 16A is an image taken by SEM of 1000X magnification, and FIG. 16B is an image taken by SEM with 2500X magnification. The 1400 chrome-plated Hull cell panel formed using the surfactant-free electrolyte solution showed many pits, appearing as black dots in the SEM images of FIGS. 16A and 16B.

[0082] As FIGS. 17A-B são imagens obtidas por MEV de uma parte do painel de célula de Hull cromado 1500 da FIG. 15. Uma porção de 1 cm2 foi recortada do meio do painel de célula de Hull cromado 1500 e imagens obtidas por MEV foram tomadas—FIG. 17A é uma imagem obtida por MEV com ampliação de 1000X, e a FIG. 17B é uma imagem obtida por MEV com ampliação de 2500X. O painel de célula de Hull cromado 1500 formado usando a solução eletrolítica com o tensoativo não apresentou pites, visto que não há pontos pretos nas imagens obtidas por MEV das FIGS. 17A-B em comparação às FIGS. 16A-B.FIGS. 17A-B are SEM images of a portion of the chrome-plated Hull cell panel 1500 of FIG. 15. A 1 cm 2 portion was cut from the middle of the 1500 Hull chrome cell panel and SEM images were taken — FIG. 17A is an image taken by SEM of 1000X magnification, and FIG. 17B is a 2500X magnification SEM image. The chromed Hull 1500 cell panel formed using the surfactant electrolyte solution showed no pits, as there are no black dots in the SEM images of FIGS. 17A-B compared to FIGS. 16A-B.

[0083] Como ilustrado pelas FIGS. 16A-B e 17A-B, a inclusão do tensoativo na solução eletrolítica tem vantajosamente o efeito de redução de corrosão por pite. O tensoativo pode funcionar como um agente umectante que reduz a tensão superficial, e pode reduzir a geração de gás (por exemplo, gás cloro, gás hidrogênio, etc.) durante a cromagem. A geração de gás pode formar poros no cromo que é depositado, que pode aparecer como pites quando a geração de gás é em excesso. O tensoativo, ao reduzir a evolução de gás, evita ou reduz tal corrosão por pite durante a cromagem.As illustrated by FIGS. 16A-B and 17A-B, the inclusion of surfactant in the electrolyte solution advantageously has the pitting corrosion reducing effect. The surfactant can function as a wetting agent that reduces surface tension, and can reduce gas generation (eg chlorine gas, hydrogen gas, etc.) during chrome plating. Gas generation can form pores in the chromium that is deposited, which can appear as pits when gas generation is in excess. The surfactant, by reducing gas evolution, prevents or reduces such pitting corrosion during chrome plating.

[0084] A FIG. 18 é uma imagem obtida por MEV de depósitos de cromo 1802 em um substrato cromado formado pelo processo da FIG. 3. Como mostrado na FIG. 18, os depósitos de cromo 1802 têm uma morfologia amorfa. Um teste de endentação Vickers foi executado em depósitos de cromo 1802 no local 1804, que revelou que depósitos de cromo 1802 tinham uma dureza de cerca de 1100 HV a uma carga de 100 g.[0084] FIG. 18 is a SEM image of chrome deposits 1802 on a chrome substrate formed by the process of FIG. 3. As shown in FIG. 18, chrome deposits 1802 have an amorphous morphology. A Vickers indentation test was performed on 1802 chrome deposits at site 1804, which revealed that 1802 chrome deposits had a hardness of about 1100 HV at a load of 100 g.

[0085] A FIG. 19 é uma imagem de substratos cromados 1900 formados pelo processo da FIG. 3 que foram flexionados para mostrar resiliência das camadas de cromo 1902 à flexão. Mesmo quando substratos cromados 1900 são flexionados, as camadas de cromo 1902 não saem, revelando que as camadas de cromo 1902 são fortemente aderentes ao substrato subjacente.[0085] FIG. 19 is an image of chrome substrates 1900 formed by the process of FIG. 3 which were flexed to show resilience of the chrome layers 1902 to flexion. Even when chrome substrates 1900 are flexed, chrome layers 1902 do not come out, revealing that chrome layers 1902 are strongly adherent to the underlying substrate.

[0086] A FIG. 20 é uma imagem de um substrato cromado 2000 formado pelo processo da FIG. 3 em que teste de abrasão foi executado para determinar resistência ao desgaste de uma camada de cromo 2002. Uma roda CS 10 sob carga de 1000 g foi usada, resultando em um índice de desgaste de cerca de 0,013 a cerca de 0,021 em uma área testada 2004 da camada de cromo 2002. Um teste adicional foi executado usando uma roda CS 17 sob carga de 1000 g, que resultou em um índice de desgaste de cerca de 0,015 a 0,025. O teste de abrasão revelou que a propriedade de desgaste é similar a camadas de cromo duras formadas por cromagem usando cromo hexavalente.[0086] FIG. 20 is an image of a chrome substrate 2000 formed by the process of FIG. 3 where abrasion testing was performed to determine wear resistance of a 2002 chrome layer. A CS 10 wheel under 1000 g load was used, resulting in a wear rate of about 0.013 to about 0.021 over a tested area. 2004 of the chrome layer 2002. An additional test was performed using a CS 17 wheel under 1000 g load, which resulted in a wear rate of about 0.015 to 0.025. The abrasion test revealed that the wear property is similar to hard chrome layers formed by chrome plating using hexavalent chrome.

[0087] Embora tenha havido alguns êxitos na implementação do uso de banhos de cromo trivalente para cromagem fina decorativa, processos de cromagem convencionais que usam banhos de cromo trivalente foram inadequados para cromagem dura mais espessa. Além disso, mesmo banhos de cromo trivalentes usados para cromagem decorativa muitas vezes continham ácido bórico como agente tamponante. Adicionalmente, processos de cromagem convencionais que usam cromo trivalente correram o risco de o cromo trivalente ser oxidado para cromo hexavalente no anodo.Although there have been some successes in implementing the use of trivalent chrome baths for fine decorative chrome plating, conventional chroming processes using trivalent chrome baths have been unsuitable for thicker hard chrome plating. In addition, even trivalent chrome baths used for decorative chrome plating often contained boric acid as a buffering agent. Additionally, conventional chrome plating processes using trivalent chromium run the risk of trivalent chromium being oxidized to hexavalent chromium at the anode.

[0088] Vantajosamente, a cromagem de acordo com o processo 300 provê camadas de cromo duras que podem ser pelo menos tão estruturalmente robustas, confiáveis, aderentes e resistentes ao desgaste quanto a cromagem que usa cromo hexavalente, enquanto evita o uso de produtos químicos como cromo hexavalente e ácido bórico. Adicionalmente, a oxidação de cromo trivalente para cromo hexavalente, a geração de subprodutos de gases tóxicos e a produção de subprodutos indesejáveis adicionais são evitadas ou significativamente reduzidas.Advantageously, chromium plating according to process 300 provides hard chromium layers that can be at least as structurally robust, reliable, adherent and wear-resistant as chromium using hexavalent chromium, while avoiding the use of chemicals such as hexavalent chromium and boric acid. Additionally, oxidation of trivalent chromium to hexavalent chromium, generation of toxic gas by-products and production of additional undesirable by-products are avoided or significantly reduced.

[0089] Adicionalmente, a descrição compreende modalidades de acordo com as seguintes cláusulas: [0090] Cláusula 1. Um método para cromar um substrato usando uma solução eletrolítica, o método compreendendo: dissolver em um meio aquoso um sal de cromo trivalente em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 0,9 mol por litro da solução eletrolítica; dissolver um composto de oxalato em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 3,0 mol por litro da solução eletrolítica; dissolver um sal de metal em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 4,0 mol por litro da solução eletrolítica, um sulfato de metal alcalino em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 2,0 mol por litro da solução eletrolítica, e um haleto de metal alcalino em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 0,5 mol por litro da solução eletrolítica; e passar uma corrente entre um catodo e um anodo através da solução eletrolítica para depositar cromo no substrato.Additionally, the description comprises embodiments according to the following clauses: Clause 1. A method for chroming a substrate using an electrolyte solution, the method comprising: dissolving in a aqueous medium a trivalent chromium salt in an amount in the range 0.1 mol to 0.9 mol per liter of the electrolyte solution; dissolving an oxalate compound in an amount ranging from 0.1 mol to 3.0 mol per liter of the electrolyte solution; dissolving a metal salt in an amount in the range of 0.1 mol to 4.0 mol per liter of the electrolyte solution, an alkali metal sulfate in an amount in the range of 0.1 mol to 2.0 mol per liter of the solution electrolyte, and an alkali metal halide in an amount ranging from 0.1 mol to 0.5 mol per liter of the electrolyte solution; and passing a current between a cathode and anode through the electrolyte solution to deposit chromium on the substrate.

[0091] Cláusula 2. O método da cláusula 1, em que a etapa de dissolução do sal de cromo trivalente compreende dissolver cloreto de cromo (III) e/ou sulfato de cromo (III).Clause 2. The method of clause 1, wherein the step of dissolving the trivalent chromium salt comprises dissolving chromium (III) chloride and / or chromium (III) sulfate.

[0092] Cláusula 3. O método da cláusula 1 ou 2, em que a etapa de dissolução do composto de oxalato compreende dissolver oxalato de sódio em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 1,0 mol por litro da solução eletrolítica, oxalato de potássio em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 1,0 mol por litro da solução eletrolítica, e/ou ácido oxálico em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 3,0 mol por litro da solução eletrolítica.Clause 3. The method of clause 1 or 2, wherein the step of dissolving the oxalate compound comprises dissolving sodium oxalate in an amount in the range of 0.1 mol to 1.0 mol per liter of the electrolyte solution, potassium oxalate in an amount ranging from 0.1 mol to 1.0 mol per liter of the electrolyte solution, and / or oxalic acid in an amount ranging from 0.1 mol to 3.0 mol per liter of the electrolyte solution.

[0093] Cláusula 4. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 3, em que: dissolver o sal de metal compreende dissolver sulfato de alumínio em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 0,4 mol por litro da solução eletrolítica e/ou cloreto de alumínio em uma quantidade na faixa de 0,1 mol a 4,0 mol por litro da solução eletrolítica; dissolver o sulfato de metal alcalino compreende dissolver sulfato de sódio e/ou sulfato de potássio; e dissolver o haleto de metal alcalino compreende dissolver fluoreto de sódio e/ou fluoreto de potássio.Clause 4. The method of any of clauses 1 to 3, wherein: dissolving the metal salt comprises dissolving aluminum sulfate in an amount in the range of 0.1 mol to 0.4 mol per liter of the electrolyte solution. and / or aluminum chloride in an amount ranging from 0.1 mol to 4.0 mol per liter of the electrolyte solution; dissolving alkali metal sulfate comprises dissolving sodium sulfate and / or potassium sulfate; and dissolving alkali metal halide comprises dissolving sodium fluoride and / or potassium fluoride.

[0094] Cláusula 5. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 4, em que a dissolução do sal de cromo trivalente, do composto de oxalato, do sal de metal, do sulfato de metal alcalino e do haleto de metal alcalino é executada na seguinte ordem: (1) dissolução do sal de cromo trivalente e do composto de oxalato; (2) dissolução do sal de metal; (3) dissolução do sulfato de metal alcalino; e (4) dissolução do haleto de metal alcalino.Clause 5. The method of any of clauses 1 to 4, wherein the dissolution of the trivalent chromium salt, oxalate compound, metal salt, alkali metal sulfate and alkali metal halide is performed. in the following order: (1) dissolving the trivalent chromium salt and oxalate compound; (2) dissolution of the metal salt; (3) dissolution of alkali metal sulfate; and (4) dissolving the alkali metal halide.

[0095] Cláusula 6. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 5, em que a etapa de dissolução do composto de oxalato compreende agitar o composto de oxalato a uma temperatura na faixa de 70°C a 80°C por um tempo na faixa de 1 hora a 3 horas.Clause 6. The method of any of clauses 1 to 5, wherein the step of dissolving the oxalate compound comprises stirring the oxalate compound at a temperature in the range of 70 ° C to 80 ° C for a time in 1 hour to 3 hours.

[0096] Cláusula 7. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 6, compreendendo adicionalmente ajustar o pH da solução eletrolítica para um pH na faixa de 2 a 4.Clause 7. The method of any of clauses 1 to 6, further comprising adjusting the pH of the electrolyte solution to a pH in the range of 2 to 4.

[0097] Cláusula 8. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 7, compreendendo adicionalmente adicionar lauril sulfato de sódio e/ou lauril sulfato de potássio em uma quantidade na faixa de 0,1 g a 1 g por litro da solução eletrolítica.Clause 8. The method of any of clauses 1 to 7, further comprising adding sodium lauryl sulfate and / or potassium lauryl sulfate in an amount ranging from 0.1 g to 1 g per liter of electrolyte solution.

[0098] Cláusula 9. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 8, compreendendo adicionalmente adicionar brometo de sódio e/ou brometo de potássio em uma quantidade na faixa de 0,1 g a 1 g por litro da solução eletrolítica.Clause 9. The method of any of clauses 1 to 8, further comprising adding sodium bromide and / or potassium bromide in an amount in the range 0.1 g to 1 g per liter of the electrolyte solution.

[0099] Cláusula 10. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 9, compreendendo adicionalmente manter o pH da solução eletrolítica em um pH na faixa de 2 a 4.Clause 10. The method of any of clauses 1 to 9, further comprising maintaining the pH of the electrolyte solution at a pH in the range of 2 to 4.

[00100] Cláusula 11.0 método de qualquer uma das cláusulas 1 a 10, compreendendo adicionalmente manter a solução eletrolítica em uma temperatura na faixa de 30°C a 40°C durante a etapa de passagem da corrente.Clause 11 The method of any one of clauses 1 to 10, further comprising maintaining the electrolyte solution at a temperature in the range of 30 ° C to 40 ° C during the current flow step.

[00101] Cláusula 12. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 11, em que a etapa de passagem da corrente é executada usando um anodo carbonáceo, um anodo de platina ou um anodo de titânio platinado, e em que o sal de cromo trivalente compreende sulfato de cromo (III).Clause 12. The method of any one of clauses 1 to 11, wherein the stream passage step is performed using a carbonaceous anode, a platinum anode or a platinum titanium anode, and wherein the chromium salt is The trivalent composition comprises chromium (III) sulfate.

[00102] Cláusula 13. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 12, em que a etapa de passagem da corrente é executada usando um anodo carbonáceo, e em que o sal de cromo trivalente compreende cloreto de cromo (III).Clause 13. The method of any of clauses 1 to 12, wherein the stream passage step is performed using a carbonaceous anode, and wherein the trivalent chromium salt comprises chromium (III) chloride.

[00103] Cláusula 14. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 13, em que a etapa de passagem da corrente compreende aplicar uma corrente pulsada ou uma corrente contínua com uma densidade de corrente na faixa de cerca de 5 A/dm2 a cerca de 50 A/dm2.Clause 14. The method of any one of clauses 1 to 13, wherein the current flow step comprises applying a pulsed current or a direct current with a current density in the range of about 5 A / dm2 to about of 50 A / dm2.

[00104] Cláusula 15.0 método de qualquer uma das cláusulas 1 a 14, em que a etapa da passagem da corrente compreende aplicar uma corrente pulsada com um ciclo de trabalho na faixa de cerca de 20% a cerca de 80%.Clause 15 The method of any one of clauses 1 to 14, wherein the step of the current passage comprises applying a pulsed current with a duty cycle in the range of from about 20% to about 80%.

[00105] Cláusula 16. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 15, em que a etapa de passagem da corrente é executada até que uma camada de cromo com uma espessura maior que 5 mícrons e dureza maior que 800 HV se forme no substrato.Clause 16. The method of any of clauses 1 to 15, wherein the step of current flow is performed until a chromium layer of thickness greater than 5 microns and hardness greater than 800 HV forms on the substrate. .

[00106] Cláusula 17. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 16, em que a etapa de passagem da corrente para depositar cromo no substrato compreende passar a corrente para depositar cromo em um substrato de aço, um substrato de cobre, um substrato de níquel, um substrato revestido com cobre, ou um substrato revestido com níquel.Clause 17. The method of any of clauses 1 to 16, wherein the step of passing the chain to deposit chromium on the substrate comprises passing the stream to deposit chromium on a steel substrate, a copper substrate, a substrate. nickel, a copper-coated substrate, or a nickel-coated substrate.

[00107] Cláusula 18. O método de qualquer uma das cláusulas 1 a 17, em que compreende adicionalmente, em resposta à etapa de passagem da corrente, depositar cromo no substrato ou codepositar cromo e carbono no substrato.Clause 18. The method of any one of clauses 1 to 17, further comprising, in response to the flow-through step, depositing chromium on the substrate or coding chromium and carbon on the substrate.

[00108] Cláusula 19. Um método para preparar uma solução eletrolítica para cromagem, o método compreendendo: prover cromo trivalente por dissolução um sal de cromo trivalente; formar complexos de oxalato e cromo trivalente por dissolução de um composto de oxalato; tamponar a solução eletrolítica por dissolução de um sal de metal; aumentar a condutividade por dissolução de um sulfato de metal alcalino; e aumentar a propriedade de umedecimento da solução eletrolítica por dissolução de haleto de metal alcalino.Clause 19. A method of preparing an electrolyte solution for chroming, the method comprising: providing trivalent chromium by dissolving a trivalent chromium salt; forming trivalent chromium oxalate complexes by dissolving an oxalate compound; buffering the electrolyte solution by dissolving a metal salt; increasing the conductivity by dissolving an alkali metal sulfate; and increasing the wetting property of the electrolyte solution by dissolving alkali metal halide.

[00109] Cláusula 20. Uma solução eletrolítica preparada pelo método de qualquer uma das cláusulas 1 a 19.Clause 20. An electrolyte solution prepared by the method of any of clauses 1 to 19.

[00110] As modalidades descritas acima ilustram, mas não limitam a invenção. Deve-se compreender, também, que inúmeras modificações e variações são possíveis de acordo com os princípios da presente descrição. Por conseguinte, o escopo da invenção é definido apenas pelas reivindicações a seguir.[00110] The embodiments described above illustrate but do not limit the invention. It should also be understood that numerous modifications and variations are possible according to the principles of the present disclosure. Accordingly, the scope of the invention is defined only by the following claims.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Method for chroming a substrate using an electrolyte solution, the method comprising: dissolving a trivalent chromium salt in an aqueous medium in an amount ranging from 0,1 mol to 0,9 mol per liter of solution electrolytic; dissolving an oxalate compound in an amount ranging from 0.1 mol to 3.0 mol per liter of the electrolyte solution; dissolving a metal salt in an amount in the range of 0.1 mol to 4.0 mol per liter of the electrolyte solution, an alkali metal sulfate in an amount in the range of 0.1 mol to 2.0 mol per liter of the solution electrolyte, and an alkali metal halide in an amount ranging from 0.1 mol to 0.5 mol per liter of the electrolyte solution; and passing a current between a cathode and anode through the electrolyte solution to deposit chromium on the substrate.

Method according to claim 1, characterized in that the step of dissolving the trivalent chromium salt comprises dissolving chromium (III) chloride and / or chromium (III) sulfate.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the step of dissolving the oxalate compound comprises dissolving sodium oxalate in an amount in the range 0.1 mol to 1.0 mol per liter of the electrolyte solution. , potassium oxalate in an amount ranging from 0.1 mol to 1.0 mol per liter of the electrolyte solution, and / or oxalic acid in an amount ranging from 0.1 mol to 3.0 mol per liter of the electrolyte solution .

Method according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that: dissolving the metal salt comprises dissolving aluminum sulfate in an amount ranging from 0.1 mol to 0.4 mol per liter of the electrolyte solution. and / or aluminum chloride in an amount ranging from 0.1 mol to 4.0 mol per liter of the electrolyte solution; dissolving alkali metal sulfate comprises dissolving sodium sulfate and / or potassium sulfate; and dissolving alkali metal halide comprises dissolving sodium fluoride and / or potassium fluoride.

Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the dissolution of the trivalent chromium salt, oxalate compound, metal salt, alkali metal sulphate and alkali metal halide is carried out. in the following order: (1) dissolving the trivalent chromium salt and oxalate compound; (2) dissolution of the metal salt; (3) dissolution of alkali metal sulfate; and (4) dissolving the alkali metal halide.

Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the step of dissolving the oxalate compound comprises stirring the oxalate compound at a temperature in the range of 70 ° C to 80 ° C for a time in the region. 1 hour to 3 hours.

Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises adding sodium lauryl sulphate and / or potassium lauryl sulphate in an amount in the range 0.1 g to 1 g per liter of the electrolyte solution. ; or add sodium bromide and / or potassium bromide in an amount ranging from 0.1 g to 1 g per liter of electrolyte solution.

A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the step of the current flow is performed using a carbonaceous anode, a platinum anode or a platinum titanium anode, and wherein the chromium salt trivalent comprises chromium (III) sulfate; or wherein the current flow step comprises applying a pulsed current or a direct current having a current density in the range of from about 5 A / dm2 to about 50 A / dm2; or wherein the current passage step comprises applying a pulsed current with a duty cycle in the range of from about 20% to about 80%; or wherein the current flow step is performed until a layer of chromium of thickness greater than 5 microns and hardness greater than 800 HV forms on the substrate; or wherein the step of passing the chrome deposition stream to the substrate comprises passing the chrome deposition stream to a steel substrate, a copper substrate, a nickel substrate, a copper coated substrate, or a nickel coated substrate.

A method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it further comprises, in response to the flow-through step, depositing chromium on the substrate or coding chromium and carbon on the substrate.

Electrolyte solution, characterized in that it is prepared by the method as defined in any one of claims 1 to 9.