PL119123B2 - Method of chromium plating - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób chromowania galwanicznego, znajdujacy zastosowanie do wytwa¬ rzania powlok chromowych na podlozach metalowych, a zwlaszcza do chromowania elementów maszyn i urzadzen wykonanych z zeliwa, stali lub stopów glinu, przeznaczonych do pracy w warunkach zuzycia sciernego.Z ksiazki L.J. Kadaner, „Sprawocznik po galwanostegiiu, Kijów 1976 r, s. 150, znany jest sposób chromowania galwanicznego, polegajacy na elektrolitycznym nakladaniu warstwy chromu na metalowe podloze, a nastepnie na intensywnym trawieniu elektrochemicznym wytworzonej powloki chromowej, które ma na celu zapewnienie porowatej struktury powloki. Proces elektrolizy prowadzi sie w kapieli zawierajacej 220-230 kg/m3 bezwodnika kwasu chromowego i 1,8-2,0 kg/m3 kwasu siarkowego. Katodowa gestosc pradu wynosi 40-60 A/dm2, temperatura kapieli 327-329K, a czas chromowania 5-8 godzin. Trawienie powloki chromowej prowadzi sie w tej samej kapieli elektrolitycznej, stosujac anodowa gestosc pradu 35-45 A/dm2 i temperature kapieli 325-331 K. Czas trawienia dla warstw chromowych o grubosci do 0,1 mm wynosi 7-10 minut, a dla warstw o grubosci powyzej 0,1 mm 11-15 minut. Tak wytworzone powloki chromowe maja strukture kanalikowa.Zasadnicza niedogodnoscia znanego sposobu chromowania jest dlugi czas prowadzenia procesu, nie¬ zbedny glównie z powodu koniecznosci intensywnego trawienia powloki chromowej. Ponadto istnieje koniecznosc nakladania w procesie elektrolizy grubej warstwy chromu oraz precyzyjnego sterowania proce¬ sem trawienia elektrochemicznego, co wynika z agresywnosci kapieli do chromowania oraz z duzej anodowej wydajnosci pradowej procesu trawienia. Dalszym niekorzystnym czynnikiem jest technologiczna konie¬ cznosc prowadzenia trawienia w stosunkowo wysokiej temperaturze. Prowadzi to do intensyfikacji trawie¬ nia, która wplywa niekorzystnie na niechromowane czesci detali konstrukcyjnych.Znane sa równiez sposoby chromowania galwanicznego, w których zamiast trawienia elektrochemi¬ cznego stosuje sie obróbke mechaniczna, majaca na celu wytworzenie siatki naciec w wierzchniej warstwie chromu. W przypadku chromowania tulei cylindrowych stosuje sie honowniczy sposób ksztaltowania zewnetrznej warstwy chromu. Obróbke te prowadzi sie za pomoca oselek ceramicznych lub diamentowych o dobranym uziarnieniu, sterujac naciskiem oselek i ruchem posuwisto-obrotowym lub oscylacyjnym glowicy honowniczej. Inny sposób obróbki mechanicznej polega na stosowaniu glowicy honowniczej z wkladkami zeliwnymi i doprowadzeniu na powierzchnie warstwy chromu scierniwa zawieszonego w oleju. Scierniwo spelnia wówczas role czynnika powodujacego nacinanie rys w postaci siarki w warstwie chromu. Niedogod¬ noscia powyzszego sposobu jest koniecznosc stosowania skomplikowanych maszyn oraz trudnosci uzyska-119123 powtarzalnego uksztaltowania wierzchniej warstwy pokrycia chromowego. Zmiany profilu wierzchniej warstwy chromu wymagaja zmian oprzyrzadowania honownic, rodzaju i granulacji scierniwa orazwiekszego zuzycia energii elektrycznej.Wynalazek dotyczy sposobu chromowania galwanicznego, polegajacego na elektrolitycznym nanosze¬ niu warstwy chromu w kapieli na bazie roztworu bezwodnika kwasu chromowego a nastepnie elektrochemi¬ cznym trawieniu wytworzonej warstwy chromowej. Istota wynalazku polega na tm ze do kapieli do chromów ania d< «daje sie od U, 1 kg/m3do 4 kg/m' mieszaniny zwiazków nieorganicznych o wzorach X2M04i X2M03W których X oznacza atom wodoru, sodu lub potasu, a M oznacza atom wolframu, molibdenu, selenu albo telluru, natomiast proces trawienia prowadzi sie w kapieli zawierajacej 500-900 kg/m3kwasu fosforo¬ wego, 120-210 kg/m3 kwasu siarkowego, 0,01-0,35m3/m3 gliceryny i 1,5-5 kg/m3 urotropiny albo 2,0-5,0 kg/m3 chinoliny. Wprocesie trawienia stosuje sie anodowa gestosc pradu 15-25 A/dm2 i temperature kapieli trawiacej 288K-296K.Dodatek powyzszych zwiazków nieorganicznych do kapieli do chromowania powoduje, ze warstwa chromu osadzona elektrolitycznie na podlozu metalowym ma równomierna siatke spekan, która w procesie trawienia ulega uksztaltowaniu, tworzac porowata strukture pokrycia chromowego. Porowate pokrycie chromowe w ytworzone sposobem wedlug wynalazku sklada sie z gladkich obszarów plato, spelniajacych role powierzchni nosnych tarcia, poprzecinanych waskimi i glebokimi mikrokanalikami lub wykazuja porowa¬ tosc typu pittingowego albo wykazuja oba powyzsze typy porowatosci, to znaczy porowatosc typu mikroka- nalikowego i typu pittingowego. Takieuksztaltowanie wierzchniej warstwy pokrycia chromowego likwiduje wlasciwa chromowi mala zwilzalnosc jego powierzchni przez oleje, a tym samym zmniejsza wspólczynnik tarcia, zwieksza odpornosc na zacieranie i poprawia docieralnosc zespolu tracego. Czynniki te znacznie przedluzaja trwalosc zespolów tracych. Sposób chromowania wedlug wynalazku w porównaniu ze znanym sposobem, charakteryzuje sie znacznie krótszym czasem prowadzenia procesu. W porównaniu z mechani¬ cznym sposobem obróbki wierzchniej warstwy chromu, sposób wedlug wynalazku zapewnia róznorodne uksztaltowanie wierzchniej warstwy chromu w szerokim zakresie, poprzez dobór jakosciowo-ilosciowych parametrów obu kapieli oraz warunków pradowo-temperaturowych.Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladach chromowania galwanicznego tulei silników wyso¬ kopreznych sredniej mocy, o srednicach wewnetrznych od 95 mm do 140mm.Przyklad I. Do kapieli do chromowania typu Hayashi, zawierajacej Cr03,K2SiFóiH2S04, dodaje sie 0,1 kg/m3mieszaniny Na2Mo04i Na2Te04. Stosunek wagowy Na2Mo04do Na2Te04wynosi 1:4. Wkapieli tej umieszcza sie zeliwne tuleje, po czym prowadzi sie proces elektrolizy, stosujac katodowa gestosc pradu (50±4)A/dm2 i utrzymujac temperature kapieli (321 ± 1)K. Proces elektrolizy prowadzi sie przez 90 minut.W wyniku powyzszego na tulejach osadza sie warstwa chromu o grubosci (50 ± 3)/xm. Pochromowane tuleje plucze sie w wodzie destylowanej, a nastepnie umieszcza w kapieli trawiacej. Kapiel do trawienia zawiera 550 kg/m3 kwasu fosforowego. 120 kg/m3 kwasu siarkowego, 1,5 kg/m3 urotropiny i 0,35 m3/m3 gliceryny o ciezarze wlasciwym 1230 kg/m". Proces trawienia prowadzi sie stosujac anodowa gestosc pradu (17 ± 2)A/dm2 i utrzymujac temperature kapieli (291 ± 3)K. Czas trawienia wynosi 4,5 minuty. Wytworzona warstwa chromowa jest porowata i ma mikrokanalikowa strukture warstwy wierzchniej.Przyklad II. Do kapieli do chromowania, zawierajacego Crd i H2SO4, dodaje sie 4kg/m3miesza- niny K2Se03 i Na2W04, przy czym stosunek wagowy K2SeOjdo Na2WO4 wynosi 1:67. Proces chromowania tulei zeliwnych prowadzi sie przy katodowej gestosci pradu (52 ± 3)A/dm2, temperaturze kapieli (326 ± 1)K, w czasie 85 minut. W wyniku powyzszego otrzymuje sie pokrycie chromowe o grubosci (46±4)/xm.Pochromowane tuleje plucze sie w wodzie destylowanej, a nastepnie umieszcza w kapieli trawiacej. Kapiel do trawienia zawiera 850 g/m3 kwasu fosforowego, 210 kg/m3 kwasu siarkowego, 4 kg/m3 chinoliny i 0,01 m3/m3 gliceryny o ciezarze wlasciwym 1230 kg/m3. Proces trawienia prowadzi sie przez 5,5 minuty, stosujac anodowa gestosc pradu (23±2)A/dm2 i temperature kapieli (291±3)K. Wytworzona warstwa chromu jest porowata i zawiera okolo 80% porów typu pittingowego. Pozostale 20% porów stanowia pory typu mikrokanalikowego.Zastrzezenie patentowe Sposób chromowania galwanicznego, polegajacy na elektrolitycznym nakladaniu warstwy chromu na podloze metalowe w kapieli na bazie roztworu bezwodnika kwasu chromowego, a nastepnie elektrochemi¬ cznym trawieniu wytworzonej warstwy chromowej, znamienny tym, ze do kapieli elektrolitycznej dodaje sie od 0,1 kg/m3 do 4 kg/m3 mieszaniny zwiazków nieorganicznych o ogólnych wzorach X2M04i X2M03, w których X oznacza atom wodoru albo atom sodu albo atom potasu, a M oznacza atom wolframu albo atom119 123 3 molibdenu albo atom selenu albo atom telluru, natomiast proces elektrochemicznego trawienia warstwy chromowej prowadzi sie w roztworze zawierajacym 500-900 kg/m3 H3PO4, 120-210 kg/m3 H2SO4, 0,01-0,35 m Vm3 gliceryny i 1,5-5 kg/m3 utropiny albo 2,0-5,0 kg/m3 chinoliny, przy czym anodowa gestosc pradu w czasie trawienia wynosi 15-25 A/dm2, a temperatura roztworu trawiacego wynosi 288K-296K. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób chromowania galwanicznego, polegajacy na elektrolitycznym nakladaniu warstwy chromu na podloze metalowe w kapieli na bazie roztworu bezwodnika kwasu chromowego, a nastepnie elektrochemi¬ cznym trawieniu wytworzonej warstwy chromowej, znamienny tym, ze do kapieli elektrolitycznej dodaje sie od 0,1 kg/m3 do 4 kg/m3 mieszaniny zwiazków nieorganicznych o ogólnych wzorach X2M04i X2M03, w których X oznacza atom wodoru albo atom sodu albo atom potasu, a M oznacza atom wolframu albo atom119 123 3 molibdenu albo atom selenu albo atom telluru, natomiast proces elektrochemicznego trawienia warstwy chromowej prowadzi sie w roztworze zawierajacym 500-900 kg/m3 H3PO4, 120-210 kg/m3 H2SO4, 0,01-0,35 m Vm3 gliceryny i 1,5-5 kg/m3 utropiny albo 2,0-5,0 kg/m3 chinoliny, przy czym anodowa gestosc pradu w czasie trawienia wynosi 15-25 A/dm2, a temperatura roztworu trawiacego wynosi 288K-296K. PL