Hva er forkromning: prosess, typer og fordeler

Hva er forkromning: prosess, typer og fordeler

Forkromning - er prosessen med å galvanisere et tynt lag med krom på en metall- eller plastoverflate for å forbedre utseendet, hardheten og korrosjonsbestandigheten. Den brukes til dekorative formål som biltrim, husholdningsapparater og i funksjonelle applikasjoner inkludert maskindeler og industriverktøy. Denne artikkelen forklarer hvordan forkroming fungerer, hovedtyper, fordeler og vanlige bruksområder, samt nøkkelfaktorer du bør vurdere når du velger en pletteringsmetode.

Hva er krombelegg?

Forkroming, også kalt forkroming, er en overflatebehandlingsprosess der et tynt lag av krommetall blir galvanisert på en solid gjenstand. Enkelt sagt, blir delen som belegges nedsenket i en elektrolyttløsning som inneholder krom (ofte kromsyre) og en elektrisk strøm påføres for å avsette krom på overflaten. Resultatet er et skinnende, hardt og klebrig krombelegg som er festet på molekylært nivå til underlaget (vanligvis metall, selv om plast kan forkrommes etter spesiell forberedelse).

Visuelt gir den en særegen, lys, speillignende finish. Funksjonelt forbedrer selv et tynt krombelegg overflateegenskapene betydelig; det øker delens hardhet og slitestyrke, beskytter mot korrosjon og kan gjøre overflaten lettere å rengjøre.

En kort historie om Chrome Plating

Oppdagelsen av krom som et levedyktig pletteringsmateriale er kreditert George Sargent, som publiserte banebrytende forskning på forkromning i 1907. Kommersielle anvendelser dukket imidlertid ikke opp før på 1920-tallet, takket være Columbia University-forskerne Colin Fink og Charles Eldridge, som utviklet en pålitelig industriell prosess for avsetning av krom på metallsubstrater.

1970- og 1980-tallet var et vendepunkt da økende bevissthet om toksisiteten til seksverdig krom førte til strengere miljø- og industrisikkerhetsforskrifter rundt om i verden. Dette førte til forskning på trivalent forkromning, som ga et sikrere og mer miljøvennlig alternativ.

Slik fungerer krombelegg

Kromplettering utføres ved elektroplettering, ved å bruke en elektrisk strøm for å avsette metall fra en løsning på en ledende del.

I et typisk oppsett er artikkelen som skal pletteres laget av en katode (negativ elektrode) og en passende anode (ofte en blylegering for krombad) er en positiv elektrode, begge nedsenket i et pletteringsbad som inneholder en kromløsning.

Når en likestrøm føres gjennom løsningen, reduseres positivt ladede kromioner og avsettes på katoden (arbeidsstykket). Over tid dannes et tynt lag krom på overflaten av objektet.

Forberedelse før påføring av forkromning

Denne elektroavsetningen gjøres vanligvis etter riktig forbehandling for å sikre god vedheft. Vanligvis inkluderer forberedelse:

1. Rengjøring og avfetting

Fjern smuss, fett, oljer eller andre forurensninger fra overflaten. Selv små rester kan forhindre at belegget fester seg, forårsaker avskalling eller blemmer.

2. Overflatepolering

For dekorativ plettering poleres ofte grunnmetallet til en jevn overflate før plettering, siden kromlaget er tynt og vil reflektere den underliggende overflaten.

3. Etsning/Aktivering

En ren metalldel utsettes for aktiveringsnedsenking (ofte i fortynnet syre) for å mikroetse overflaten. Dette skaper en litt ru, reaktiv overflate som hjelper kromlaget å feste seg.

4. Grunning

Noen ganger blir støpt sink eller kobberlegeringer slått før nikkel påføres kobberet. Øker korrosjonsbestandigheten og bidrar til å oppnå jevn glans. Primer brukes vanligvis ikke bortsett fra i unntakstilfeller med hardforkromning på jernholdige metalldeler.

Grunnleggende parametere ved påføring av forkromning

Kromplettering - er en svært kontrollert elektrokjemisk prosess, og kvaliteten på den endelige pletteringen avhenger av kontrollen av flere viktige parametere.

1. Strømtetthet

Strømtetthet refererer til mengden elektrisk strøm som påføres per overflateenhet på arbeidsstykket. Den bestemmer hastigheten som krom påføres med: lav strømtetthet kan resultere i langsom plettering og ujevn dekning. Høye strømtettheter kan forårsake brannskader, groper eller ru overflater.

Typiske områder: For dekorativ krom - 4-10 A/dm2, for hard krom - 20-60 A/dm2.

2. Badetemperatur

For lavt, reduserer belegningshastigheten og dårlig vedheft. For høy, økende flyktighet, badustabilitet og grove avleiringer.

Optimalt område: fra 45 grader til 60 grader (fra 113 grader F til 140 grader F)

3. Belegningstid

Belegningstiden bestemmer den totale tykkelsen på kromlaget.

Påføring av dekorativ krom: ~30 sekunder til flere minutter, påføring av hard krom: flere minutter til timer, avhengig av ønsket finish

4. Badesammensetning

Løsningen inneholder vanligvis:

• Kromsyre (CRO₃): ​​hovedkilden til kromioner
• Katalysatorer: kontroller beleggets effektivitet og avsetningsegenskaper, f.eks. svovelsyre eller proprietære tilsetningsstoffer
• Ytterligere tilsetningsstoffer: forbedre lysstyrke, hardhet, mikrostruktur

5. Omrøring og filtrering

Luftspyling eller mekanisk omrøring er vanlig. Skånsom omrøring fremmer jevn fordeling av ioner rundt arbeidsstykket, mens filtrering fjerner forurensninger som kan forårsake inneslutninger eller overflatedefekter.

Grunnleggende metoder for forkromning

Krompletteringsprosesser kan bredt klassifiseres etter den kjemiske valensen til kromet som brukes i pletteringsbadet. Det er tre hovedmetoder:

1. Seksverdig forkromning (cr⁶⁺)

Seksverdig forkroming - er en tradisjonell metode som har blitt brukt siden 1920-tallet. Den er basert på kromsyre (CRO₃) i løsning, der krom er i + 6 - oksidasjonstilstand, derav navnet seksverdig.

Kjemisk sammensetning

Seksverdige forkromningsbad består først og fremst av kromsyre med en liten mengde svovelsyre som katalysator. Disse badene opererer ved svært lav pH (~0) og krever forhøyede temperaturer (35-55 grader). Imidlertid er pletteringsreaksjonen i seksverdige systemer ineffektiv, med bare 10-20% av den elektriske energien som brukes til å avsette krommetall.

Fordeler

• Pålitelighet bevist av mer enn et århundre med industriell erfaring
• Høy overflatehardhet (vanligvis 800-1000 Vickers)
• Utmerket korrosjonsbestandighet
• Ikonisk speilfinish med en lett blåaktig fargetone.
• Tykke avleiringer skaper mikrosprekker som kan hjelpe til med smøring.

Feil

• Ujevn beleggtykkelse er standard.
• Giftige og kreftfremkallende forbindelser utgjør en alvorlig trussel.
• Lav katodeeffektivitet som resulterer i lavere avsetningshastigheter
• Dårlig dekning i fordypninger på grunn av -begrenset kasteevne

2. Trivalent forkromning (Cr3⁺)

Trivalent forkroming bruker krom i + 3.-oksidasjonstilstanden og har blitt et tryggere alternativ til heksikrom med mye mindre toksisitet.

Kjemi og prosessteknologi

Treverdige krombad bruker vanligvis kromsulfat eller kromklorid som den primære kilden til krom, sammen med kompleksdannende midler og proprietære tilsetningsstoffer. De bidrar til å stabilisere Cr3⁺ i oppløsning og forhindrer at den oksiderer til giftig Cr⁶⁺ under belegningsprosessen.

Fordeler

• Betydelig sikrere enn seksverdig belegg.
• Høyere katodeeffektivitet og raskere belegningshastighet.
• Gir jevnere dekning av komplekse former og innfelte områder

Feil

• Lavere korrosjonsbestandighet sammenlignet med sekskantkrom ved samme tykkelse.
• Økt følsomhet for smuss og metallurenheter kan destabilisere funksjonen til badekaret.
• Dyrere kjemi, krever strengere prosesskontroll.

3. Bivalent forkromning (Cr2⁺)

Toverdig kromplettering - er en ny eksperimentell metode som bruker krom i oksidasjonstilstanden + 2 (Cr2⁺). Men dette er ikke en utbredt industriell prosess, hovedsakelig fordi Cr2⁺ er svært ustabil i vandige løsninger og raskt oksiderer til de mer stabile treverdige (Cr3⁺) eller seksverdige (cr⁶⁺) formene.

Men rundt 2020 oppdaget forskere stabile forbindelser av kromklorid (crcl₂) i vann i høye konsentrasjoner. Ved å bruke høye strømtettheter (f.eks. ~20 mA/cm2) og forsiktig utelukkelse av oksygen, har levende kromavsetninger i Cr2+-bad blitt demonstrert. Hvis den blir perfeksjonert, kan den tilby en tredje forkromningsmetode som kombinerer noen av fordelene med trivalent (lavere toksisitet) med høy effektivitet.

Sammenligning: Cr⁶⁺ vs. Cr3⁺

Ulike typer forkromning

Krombelegg kan skreddersys for både dekorativt utseende og funksjonell ytelse. Nedenfor er de generelle kategoriene:

1. Dekorativ forkromning

Dekorativ krom, også kalt blank krom, er et tynt belegg beregnet primært for estetikk og korrosjonsbeskyttelse fremfor betydelig slitestyrke. Det er sprøtt - 0,05 til 0,5 mikron, omtrent 2-20 mikrotommer. Akkurat nok til å gi den sitt karakteristiske blåaktige skinnende utseende.

Påføres vanligvis i seksverdig krombad ved lavere temperaturer (~40 grader C) for å gi en lys finish. Malingstiden er kort fordi belegget er tynt, ofte kun 1-5 minutter med påføring. Finnes ofte i biltrim, VVS-armaturer og hvitevarer/husholdningsartikler.

2. Hardforkromning

Hard krom, også kjent som teknisk krom eller industriell krom, typisk 0,005 til 0,020 tommer tykk eller enda tykkere, brukes for å gi funksjonelle egenskaper som slitestyrke, friksjonsreduksjon og komponentrestaurering.

Den største fordelen med hard krom er den ekstremt høye hardheten (ca. 65-70 HRC). Vanligvis brukt i hydrauliske sylinderstenger, stempler og maskinverktøy. Hard krom kan være fordelaktig på alle komponenter som glir, roterer eller er utsatt for gjentatt kontakt for å forhindre gnaging, gnaging eller slitasje.

Prosess: Utføres vanligvis i et seksverdig krombad ved ~50-60 grader C med høyere strømtetthet enn dekorativ plettering. Påføring av belegget tar lang tid, fra flere timer til over natten, for å oppnå ønsket tykkelse. Hard krom har ikke speilfinish etter belegg. Det er vanligvis en halvlys til matt grå.

3. Tynn tett krombelegg

Tynn tett krom (TDC) - er en spesialisert form for hardforkroming som er karakterisert av relativt tynne avleiringer (kanskje 2–8 µm). Hardheten er lik den for vanlig hard krom (~800 + HV), og gir god korrosjonsbeskyttelse. Fordi den mangler de typiske mikrosprekkene, gir den ofte bedre barrierebeskyttelse per mikron tykkelse enn vanlig hard krom.

Det er ofte brukt i presisjonsverktøy, romfartskomponenter, medisinsk utstyr og støpeformer. Et eksempel er Armoloys patenterte prosess - som produserer tynt, tett krom brukt på støpeformer og maskindeler for å redusere friksjon og slitasje.

Prosess: TDC-plettering utføres vanligvis ved bruk av modifiserte seksverdige eller treverdige krombad under streng kontroll av temperatur, strømtetthet og tilsetningsstoffer. Resultatet er et satengglatt, tynt belegg som fester seg godt.

4. Flash-krombelegg

Flash chrome - er et ekstremt tynt belegg, vanligvis bare 1-5 mikron. Den er først og fremst beregnet på kosmetiske formål eller bruksområder der svært lite krom er nødvendig for å beskytte mot anløp. Den er ikke tykk nok til å redusere slitasje eller korrosjon betydelig alene.

Prosess: Flash-kromplettering kan oppnås i et standard seksverdig pletteringsbad, men med svært korte pletteringstider, fra noen få sekunder til noen få minutter. Finnes ofte på lite utstyr, verktøy og festemidler, eller som en siste blink på metalliserte plastdeler.

5. Sateng krom plate

Satin chrome - er en dekorativ finish med en matt eller sateng-matt finish i stedet for den vanlige speilfinishen. Sateng krom lages ved å endre overflateteksturen til basismetallet før du legger på et tynt lag krom. Dette kan oppnås ved å bruke:

• Nikkelsubstrat med små mikropartikler for lysspredning.
• Overflaten er mekanisk børstet eller kuleblåst før krompåføring.
• Spesielle tilsetningsstoffer for badekar som endrer teksturen til kromlaget.

Den gir korrosjonsbeskyttelse som krom samtidig som den opprettholder et attraktivt utseende, og er også populært for verktøy der en ikke-refleksfinish er praktisk, for eksempel skiftenøkler eller snap-on verktøy.

6. Sort forkromning

I motsetning til svart maling eller pulverlakk, påføres svart krom ved galvanisering, vanligvis over et basislag av nikkel. Den svarte fargen oppnås ved å modifisere kjemien til pletteringsbadet med ytterligere forbindelser som svovel, selen eller proprietære tilsetningsstoffer som endrer den krystallinske strukturen til det avsatte krom. Resultatet er et slitesterkt, svart metallisk belegg som er tett festet til underlaget.

En av de viktigste fordelene med svart krom er dens evne til å absorbere lys og redusere gjenskinn, noe som gjør det svært ønskelig for optiske instrumenter, forsvarsutstyr og luksuriøs biltrim. Samtidig gir den moderat hardhet og korrosjonsbestandighet, spesielt når den påføres en to-lags nikkelbase og toppbelegg.

Imidlertid er svart krom vanligvis tynnere enn hard krom, og holdbarheten er ikke egnet for industrielle komponenter som opererer i tøffe miljøer utsatt for høy slitasje. Ensartet farge kan også variere avhengig av prosessen og delens geometri, så streng prosesskontroll er nødvendig.

7. Forkromning med mikrosprekker

Vanligvis er forkromning iboende mottakelig for sprekker ved avkjøling på grunn av indre spenninger. Microcrack krom øker med vilje antallet av disse sprekkene ved å gjøre hver sprekk veldig liten og tett sammen.

Хром с микротрещинами полезен для износа и смазки. Плотная сеть трещин может задерживать смазочные материалы, что отлично подходит для гидравлических цилиндров, поршневых штоков и компонентов двигателя, которые нуждаются в постоянной смазке. Он также используется в высококачественном декоративном хроме для автомобильной промышленности, где микротрещины хрома (>1000 sprekker per tomme) på nikkellag er standard for å gi overlegne anti-korrosjonsegenskaper.

8. Mikroporøs forkromning

Mikroporøst krom refererer til krom med mikrosprekker, men i stedet for sprekker inneholder kromlaget en høy tetthet av nålehull i mikronskala på overflaten.

Dette oppnås vanligvis ved å avsette et lag med nikkel som inneholder fine partikler, og skape en nikkeloverflate med tusenvis av små porer eller knuter. Når krom legges på toppen, vil krom ha tilsvarende mikroskopiske porer eller forskjeller i kornstruktur i disse områdene.

Den primære fordelen er korrosjonsbestandighet, først og fremst i høyytelsesmotorer og bildeler, luftfartskomponenter og enhver applikasjon der maksimal korrosjonslevetid er kritisk.

9. Kompositt forkromning

Komposittkrombelegg, også kjent som partikkelforsterket forkromning, er en avansert pletteringsteknologi der faste partikler som keramikk, karbider eller polymerer avsettes samtidig på en krommatrise under pletteringsprosessen. Resultatet er et komposittbelegg som kombinerer overflatehardheten og korrosjonsbestandigheten til krom med de forbedrede slitasje-, friksjons- eller smøreegenskapene til de innebygde partiklene.

Dette vurderes når vanlig hard krom ikke er nok. En av de bemerkelsesverdige bruksområdene til - dieselmotorers stempelringer er for store motorer. I tillegg kan romfartskomponenter, hydrauliske deler eller støpeformer som er utsatt for kraftig slitasje være til nytte.

Fordeler med krombelegg,

1. Forlenget komponentlevetid

Forkromning, som legger til et lag av hardt, inert metall, beskytter grunnmaterialet mot slitasje og korrosjon.

2. Utmerket hardhet og slitestyrke

Kromspenningen er omtrent 800-1000 HV og kan øke overflatehardheten til delen betydelig.

3. Korrosjonsbeskyttelse

Krom, først og fremst over nikkel, gir utmerket motstand mot fuktighet, mange kjemikalier og oksidasjon.

4. Estetisk appell

Det lyse, speillignende utseendet til krom er vakkert. Det gir produktene et suverent polert, svært reflekterende utseende.

5. Varmemotstand

Hardt krom opprettholder sin hardhet og motstår oksidasjon selv ved høye temperaturer, noe som gjør det ideelt for varmekrevende bruksområder som motordeler og skytevåpen.

6. Enkel å rengjøre

Den glatte, ikke-porøse kromoverflaten motstår flekker og bakterier, noe som gjør den enkel å rengjøre og ideell for bruk på baderom og medisinske instrumenter.

7. Lav friksjon

Hard krom har en naturlig lav friksjonskoeffisient, ofte rundt 0,1–0,2 ved smøring, som er lavere enn mange metaller.

8. Vedlikehold (for hard krom)

Slitte industrideler kan erstattes med hard krom for å gjenopprette dimensjoner, noe som ofte er billigere enn å lage nye deler.

Ulemper med krombelegg

Forkromning har også en rekke ulemper som må tas i betraktning:

1. Miljø- og helsespørsmål

En av de viktigste ulempene med forkromning er toksisiteten til seksverdig krom (cr⁶⁺). Riktig røykavsug, opplæring i sikkerhet for arbeidere og systemer for avhending av kjemisk avfall er avgjørende for overholdelse.

2. Høye driftskostnader

Forkromningsprosessen er ikke egnet for alle bruksområder. Produksjon av farlige kjemikalier krever hjelpeutstyr, noe som øker driftskostnadene. I tillegg krever forkromningslinjer ofte betydelige investeringer i utstyr.

3. Sprøhet og fare for sprekker

Hard krom, spesielt når den påføres i tykkere lag, kan være sprø. Dette øker risikoen for mikrosprekker eller avskalling på grunn av mekanisk stress eller termisk sykling. Å løse dette problemet krever ofte etterbeleggsliping og lagtykkelseskontroll, noe som øker produksjonstiden og kostnadene.

4. Vansker med kompleks geometri

Forkromning er i seg selv en siktlinjeprosess, så det er utfordrende å oppnå jevn tykkelse på komplekse formete deler som innvendige hull eller dype fordypninger.

Hvilke materialer kan brukes til forkromning?

Forkromning kan påføres en rekke forskjellige grunnmaterialer, men ikke alle materialer er like enkle som forkromning. Vanlige årsaker inkluderer:

1. Stål og støpejern

Dette er det vanligste belagte materialet. Blødt stål, karbonstål, legert stål, støpejern etc. Kan forkrommes - avfetting, syreetsing, evt. elektrorensing, deretter plateplettering.

2. Rustfritt stål

Den kan forkrommes, selv om det passive oksidlaget av rustfritt stål vanskeliggjør vedheft. Ofte påføres treverket først en spesiell nikkelbehandling for å sikre at krom fester seg.

3. Kobber og kobberlegeringer

Kobberlegeringsplater er veldig enkle å bruke da de er gode ledere. Ved plettering direkte på kobber/messing, brukes noen ganger kobbercyanidspon først for vedheft, deretter nikkel og deretter krom.

4. Sinklegeringer

Sink kan belegges med krom, men overflaten skal være i god stand. For å forsegle og belegge sinken påføres vanligvis en kobberslag, etterfulgt av en tykkere kobberplate, nikkel og krom.

5. Aluminium og aluminiumslegeringer

Aluminium kan ikke galvaniseres direkte fordi det umiddelbart danner et oksidlag. Vanligvis gjennomgår delen en galvaniseringsprosess, deretter påføres et tynt lag med elektrodeløst kobber eller nikkel og normal plettering kan begynne.

6. Plast

Plast i seg selv er ikke ledende, men det kan etses for å gjøre overflaten ru og deretter kjemisk belagt med et tynt lag av ikke-elektrolyserbart nikkel eller kobber for å gjøre den ledende.

7. Andre metaller

Nikkel og nikkellegeringer kan forkrommes. Titan og magnesium er mulig, men de er vanskelige å belegge på grunn av -harde oksider.

Hvordan velge en forkromningsmetode?

Å velge riktig forkromningsprosess avhenger av følgende:

1. For utseende

Dekorativ forkromning er ideell når målet er å forbedre visuell appell samtidig som den gir grunnleggende korrosjonsbestandighet. Lys krom over nikkel skaper en speilfinish, mens sateng eller svart krom skaper et mykere eller mer særegent utseende. Disse tynne beleggene bevarer fine detaljer og brukes ofte på trim, emblemer og andre synlige komponenter.

2. For slitestyrke

Hardkrombelegg foretrekkes for deler som er utsatt for høy friksjon eller krever overflaterestaurering. Tynn, tett krom sikrer høy presisjon og en sprekkfri overflate. Standard hard krom gir maksimal levetid og kan bearbeides senere. Hard krom med mikrosprekker eller mikroporøsitet er egnet for bruksområder hvor oljeretensjon eller økt utmattelseslevetid er viktig.

3.Avhengig av grunnmaterialet

Bare tynn dekorativ krom kan påføres plastdeler, vanligvis over lag av kobber og nikkel. Aluminium og sinklegeringer krever ofte spesielle primere som sinkat eller kobberslag. Rustfritt stål kan belegges med hard krom, men krever en nikkelbelegg for å sikre vedheft.

4. Hensyn til miljøfaktorer

Trivalent krom er tryggere for dekorative formål fordi det produserer færre farlige utslipp. I situasjoner med strenge regler kan kromfrie alternativer som HVOF eller elektrodeløse nikkelbelegg være mer egnet.

5. Avhengig av tykkelse og toleransekrav

Hvis deler ikke kan belegges med en tykkelse på mer enn noen få mikron, bør du bruke flash-krom eller tynn tett krom. For deler som krever en betydelig oppbygging av materiale, for eksempel reparasjon av slitte komponenter, er standard hard krom en av få pletteringsmetoder som kan produsere tykke, langvarige lag.

Bruksområder for forkromning

I bilsektoren gir den en levende finish av høy kvalitet til trim, gitter og felger, mens hard krom forbedrer slitestyrken til motordeler, stempelstenger og aksler. I produksjon og tunge maskiner beskytter den verktøy, støpeformer, hydrauliske sylindre og valser mot slitasje og korrosjon, og gir lang levetid og dimensjonsstabilitet.

Luftfartsapplikasjoner inkluderer belegg på landingsutstyr, aktuatorer og hydrauliske koblinger for å tåle ekstreme belastninger og miljøforhold. Dekorativ krom kommer også som standard på VVS-armaturer som kraner og dusjhoder, og gir dem en reflekterende, korrosjonsbestandig finish. Samtidig bidrar det til å skape jevne, komplekse og steriliserbare overflater for spesifikke kirurgiske instrumenter og enheter innen det medisinske feltet.

Hvilket utstyr kreves for å påføre forkromning?

Fra små benketoppenheter til store industrielle malingslinjer -, de grunnleggende utstyrsbehovene - er de samme:

1. Tankbelegg

Forkroming utføres i syrefaste tanker, vanligvis laget av blyforet plast eller stål. For hard krom er tankene ofte vertikale, sylindriske eller rektangulære. Horisontale eller lange tanker med åpen topp brukes til kapping av spoler og store deler.

2. Strømforsyning (likeretter)

En DC-likeretter er nødvendig for å konvertere vekselstrøm til lavspenning, høystrøm likestrøm for beleggapplikasjoner. I stand til å levere konstant, krusningsfri strøm og har ofte justerbar kraft for nøyaktig å kontrollere strømtettheten.

3. Reoler og inventar

Delene er montert på ledende stativer eller enheter som fungerer som støtte og ledende elementer. Vanligvis laget av kobber eller messing, er disse stolpene belagt med isolasjonsmaterialer som plastisol, og eksponerer bare kontaktpunktene for å sikre elektrisk ledningsevne.

4. Anoder

Anodene er opphengt i en tank og koblet til den positive utgangen på likeretteren. Ved seksverdig forkroming er anodene vanligvis plater eller stenger av en uløselig blylegering som rett og slett leder elektrisitet og varer lenge. Trivalente bad bruker noen ganger grafitt- eller titananoder med et blandet metalloksidbelegg fordi bly kan forurense disse badene.

5. Forbehandlingsutstyr

Før krom påføres, går deler vanligvis gjennom en forbehandlingslinje med flere tanker. Dette inkluderer bløtleggingsavfetting (oppvarmet), elektrorensing (alkalisk løsning med strøm), syreaktivering og flere vasketanker. Dekorativ forkromning krever ekstra kobber- og nikkelprimertanker, hver med sitt eget anodemateriale og rettesystem.

6. Avtrekksventilasjon og røykkontroll

Plettering med seksverdig krom produserer en giftig kromsyretåke; Beleggstanker er utstyrt med avtrekkshetter som blåser ut damper til scrubbersystemer, ofte ved bruk av vannbaserte tåkeliminerer. Moderne systemer kan legge til antiduggkjemikalier eller flytende plastkuler for å redusere aerosoldannelse ved kilden.

Hvordan fjerne krombelegg

Det finnes flere metoder for å fjerne krombelegg, vanlige tilnærminger inkluderer mekanisk stripping, kjemisk stripping og omvendt plettering.

1. Mekanisk fjerning

Mekanisk fjerning har den fordelen at det ikke brukes farlige kjemikalier. Dette kan imidlertid være tidkrevende og potensielt endre deldimensjoner eller overflatefinish. Metoder som:

• Slipende behandling

Sandblåsing eller sprengning kan effektivt fjerne krom ved å korrodere det. Dette er bra for å påføre tykk, hard krom på slitesterke overflater og på deler som kan poleres senere.

• Sliping

Krom er hardt og krever kraft; Det brukes slipemidler av silisiumkarbid eller aluminiumoksid. Flate deler kan slipes med sandpapir eller båndsliper. For å bruke dekorativ krom på gjenstander, polerer butikker ofte krom- og nikkellagene som forberedelse til påføring på nytt.

• Ultralyd rengjøring

En ultralydrenser bruker høyfrekvente lydbølger i en væske for å skape kavitasjon, som fjerner belegg fra ømfintlige deler.

2. Kjemisk stripping

Kjemiske metoder brukes vanligvis bare for metallsubstrater; de løser opp kromlaget ved å bruke reagenser:

• Syrestripping (saltsyre)

Senk kromdelen i et bad med ~30-40 % HCl. Syren vil reagere med kromlaget for å danne løselig kromklorid og effektivt fjerne det. HCl-stripping fungerer godt på dekorativ krom og har ikke mye effekt på nikkel- eller kobberbelegg.

• Alkalisk stripping (natriumhydroksid)

Sterke baser som natriumhydroksid (NaOH) kan også fjerne krom. Men det brukes ofte til å fjerne krom fra stål. Den har en tendens til å virke langsommere enn syre og har mindre risiko for hydrogensprøhet enn syre.

3. Omvendt galvanisering

Omvendt plettering, eller elektrolytisk stripping, bruker en elektrisk strøm for å løse opp krom på en del ved å reversere pletteringsprosessen.

En typisk installasjon bruker et kromsyre/svovelsyrebad, men delen som skal fjernes er nå koblet som en anode. En annen elektrolytt som brukes til omvendt plettering er natriumhydroksid (kaustisk soda) med en liten mengde oksidasjonsmiddel.

Fordelen med omvendt galvanisering er at den gjør at komplekse former kan avsettes jevnt og kan kontrolleres. Den bruker imidlertid de samme skadelige kjemikaliene som belegget, så PPE og ventilasjon er nødvendig.

Hvordan reparere forkromning

Det er mulig å forkromme et produkt som tidligere har blitt forkrommet, den generelle prosessen er som følger:

1. Fjern gammel krom

Det eksisterende kromlaget må først fjernes ved hjelp av en kjemisk eller elektrokjemisk stripe for å unngå dimensjonstap. Hvis stykket hadde flere lag (krom over nikkel over kobber), vil vanligvis i det minste krom bli fjernet.

2. Reparasjon av uedelt metall

Hvis grunnmetallet er skadet, repareres det neste gang. For et dekorativt element vil eventuelle utsparinger i underlaget slipes, fylles osv. Hvis en industridel slites på grunn av-underdimensjonering, kan det skyldes sveising eller ny beleggtykkelse.

3. Overflatepreparering

Basedelen er klargjort som ny, rengjort, polert og aktivert - eventuelt gjenværende belegg behandles som uedelt metall.

4. Re-coating prosess

Delen går gjennom stadier av plettering, kanskje sur kobber og nikkel, deretter forkromning for en dekorativ funksjon, eller direkte hardforkroming for en industriell del. I hovedsak er dette det samme som å påføre et belegg på en ny del.

5. Fullføring

Når den er belagt, kan delen poleres for dekorative formål eller maskineres for funksjonelle formål for å oppnå ønsket finish og dimensjoner.

Vanlige feil ved forkromning

Mens den gir utmerkede overflateegenskaper, kan forkromning føre til en rekke defekter hvis den er dårlig utført eller utsettes for upassende forhold.

1. Peeling

En av de vanligste defektene ved --belegg er når kromlaget ikke fester seg godt til grunnmetallet, noe som resulterer i blemmer og kromflassing. Mangelfull overflaterengjøring, dårlig aktivering eller mangel på et beskyttende lag er hovedårsakene.

Hvordan fikse dette? Sørg for grundig avfetting, syreaktivering og riktig påføring av beskyttende belegg på komplekse materialer -høystyrkestål etter brenning for å fjerne hydrogen. Slå på strømmen gradvis for å unngå overflatepolarisering.

2. Ujevn dekning

Seksverdig forkromning er kjent for å ha lav skjæringsevne, noe som resulterer i ujevn tykkelse. Dette betyr at svært lite krom kan bli igjen på innvendige hjørner, dype fordypninger eller hull, mens det vil danne seg kraftig oppbygging på kanter og rygger.

Løsninger inkluderer bruk av hjelpeanoder eller lengre pletteringstider ved lavere strømmer for å nå områder med lav strømtetthet.

3. Sårdannelse

Sårdannelser vises som små nålehull, kratere eller bittesmå mørke flekker på den dekkede overflaten. Dette kan være forårsaket av smuss, fett eller gassbobler (hovedsakelig hydrogen) som hindrer avsetning i lokale områder. Badforurensning eller høy overflatespenning er også medvirkende faktorer.

For å unngå groper, rengjør grundig og bland skikkelig for å fjerne bobler, bruk fuktemidler i sikre mengder og filtrer løsningen for å fjerne faste stoffer.

4. Forbrenning

Forbrenning refererer til overdreven strømtetthet eller lav badtemperatur som forårsaker ukontrollert avsetning og gassutvikling. Gassen kan trenge inn i sedimentet og gjøre det svart av oksider. Dette skjer ofte på skarpe kanter eller hjørner hvor strømmen er konsentrert.

Slik fikser du det: Reduser strømtettheten eller øk badetemperaturen. Bruk kantskjerming eller endre delens geometri for å redusere strømkonsentrasjonen i hjørnene. Alvorlig brente deler må fjernes og erstattes med nye.

5. Ruhet/Kornet avleiring

Kromoverflaten virker grov eller ujevn, noen ganger med en melkeaktig eller matt tekstur. Dette er vanligvis forårsaket av forurensning i pletteringsbadet, for eksempel støv, partikler eller korrosjonsbiprodukter. I tillegg kan det å slå på strømmen før nå strømtettheten til full delvis nedsenking føre til dannelse av dendritiske "trelignende" formasjoner.

Hvordan fikse dette? Sørg for at badekaret er riktig filtrert og vedlikeholdt, overvåk sulfatnivåer og overvåk anodekorrosjon. Påfør strøm først etter at delen er helt nedsenket i vann. Vurder å bruke hjelpeanoder eller å redusere strømtettheten i områder med høy strøm for å unngå grov stikking.

6.Knitrende

Hvorfor dette skjer: Hard krom produserer naturlig mikrosprekker, men overdreven indre belastning eller for tykt belegg vil forårsake makrosprekker og kompromittere korrosjonsbeskyttelsen.

Løsninger inkluderer påføring av flere lag med plettering med tømmetrinn, justering av badkjemi (f.eks. katalysatorforhold) for å redusere stress, eller bruk av pulsplettering for å redusere stress.

7.Fargeforandring

I stedet ser krom, som skal være lyst og blåaktig-sølv, gulaktig, grønnaktig eller brun. Dette kan være et resultat av dårlig kvalitet på de underliggende nikkellagene, da dekorativ krom er ekstremt tynn og reflekterer laget under. Overoppheting under bruk kan også forårsake blå eller gul misfarging på grunn av oksidasjon.

Hvordan fikse dette? Sørg for at nikkelprimeren er skikkelig blank og høypolert før plettering. Unngå overoppheting av deler under bruk eller etterfølgende behandling.

8. Kromutlekking eller grønne flekker

Hvis deler ikke skylles ordentlig etter belegg, kan rester av kromsyre lekke ut og forårsake flekker eller etsing. Grønne flekker eller tegn på korrosjon som vises timer eller dager etter påføring av belegget, ofte rundt hull eller fordypninger.

Slik fikser du det: Forbedre vaskeprosedyrene og ta med en nøytraliserende dip etter belegg for å fjerne rester av kromsyre. Vær spesielt oppmerksom på dype hull eller komplekse geometrier der løsningen er lagret.

9. Nikkel som stikker ut rundt kantene

Dekorativ krom påført i tynne lag er nesten gjennomsiktig. Anta at belegget er for tynt eller ujevnt fordelt. I dette tilfellet kan nikkellaget under vises gjennom med gulaktige eller varme kanter, spesielt på skarpe kanter eller vanskelige overflater.

Slik fikser du det: Sørg for riktig pletteringstykkelse og bruk optimaliserte låse- eller hjelpeanoder for å forbedre forkromningen, spesielt i kant- og utsparingsområder. Sjekk alltid for enhetlighet under prosesskvalifisering.

Hvordan male over krombelegg

Det er mulig å påføre maling over forkromning; Følgende trinn vil hjelpe deg å oppnå en langvarig finish.

1. Rengjør overflaten grundig

Start med å fjerne all smuss, olje og fett fra kromoverflaten. Etter rengjøring, tørk overflaten grundig med en lofri klut.

2. Sand krom

Speilfinishen på krom forhindrer riktig vedheft. Bruk sandpapir med kornstørrelse 220 til 320 for å slipe hele overflaten jevnt, og ru den opp slik at primeren vil feste seg effektivt.

3. Påfør selvetsende primer

Standard primer fester seg dårlig til krom. Bruk i stedet en selvetsende primer som inneholder sure forbindelser som binder seg kjemisk til metallet.

4. Bruk en kraftig primer (valgfritt)

Hvis overflaten har ufullkommenheter eller krever ekstra utjevning, påfør en primer av høy kvalitet over etselaget. Når den er tørr, slip overflaten lett med 400-600 kornpapir for å lage en jevn base for malingen.

5. Påfør maling med en metallkompatibel finish

Velg en maling for metalloverflater, som akrylemalje, uretan eller bilmaling. Påfør flere tynne strøk i stedet for ett tykt strøk, slik at du får riktig tørketid mellom strøkene.

6. Påfør et beskyttende klarlakk (anbefalt)

Avslutt med et klart toppstrøk for å forbedre holdbarheten og forhindre avskalning eller falming. Klare uretan- eller akrylbelegg gir overlegen UV- og kjemisk motstand, spesielt for utvendige eller slitesterke deler.

Er krombelegg dyrt?

Kostnaden for forkroming kan variere sterkt avhengig av flere faktorer; Det er ingen enkeltpris:

1. Forkrommet type

Dekorativ forkromning er generelt rimeligere fordi den bruker tynnere lag og påføres over en nikkelbase. Hardkrombelegg er dyrere på grunn av -tykkere belegg og presis kontroll.

2. Delstørrelse og geometri

Større eller mer komplekse deler krever ekstra forberedelse og lengre belegningstider. Dype spor, gjenger eller utsparinger øker også kostnadene.

3. Krav til overflatebehandling

Deler med rust, gammel krom eller skade må fjernes og rengjøres før maling. Sandblåsing eller polering øker arbeidstiden og kostnadene.

4. Baksidemateriale

Noen metaller, som aluminium, krever spesiell forbehandling eller lag med nikkel før krom påføres, noe som øker kostnadene.

5. Kromlagtykkelse

Tykkere belegg (som kompleks krom) krever mer tid og materiale, noe som resulterer i høyere enhetskostnad.

6. Batchstørrelse

Høyvolumbelegg reduserer kostnadene for hver del gjennom installasjonseffektivitet og stordriftsfordeler.

Hvilke kjemiske komponenter er involvert i forkromning?

Forkromningsløsninger inneholder vanligvis kromforbindelser og hjelpekjemikalier for å muliggjøre påføring av galvanisering. Den viktigste aktive komponenten er kromsyre (CRO₃), som sikrer avsetning av kromioner på underlaget.

Ved påføring av seksverdig forkromning inneholder badet kromsyre med en liten mengde svovelsyre som katalysator for å forbedre påføringseffektiviteten. Ved trivalent kromplettering er kromkilden kromsulfat eller kromklorid, kombinert med kompleksdannende midler og bufferkjemikalier for å stabilisere badet og kontrollere pH. Ytterligere tilsetningsstoffer som fuktemidler, blekemidler eller kornrensere kan inkluderes for å forbedre beleggets utseende, hardhet eller vedheft.

Bransjestandarder for forkromning

Forkromningsprosesser må oppfylle strenge industristandarder for å sikre kvalitet, sikkerhet og produktivitet. Nøkkelstandarder inkluderer:

• ASTM B177/B177M – Veiledning til Chrome galvaniseringsteknologi
• ASTM B650 – spesifikasjon for elektroavsatt krombelegg på utvendige bildeler
• AMS 2460 – Spesifikasjoner for luftfartsmaterialer for hard krombelegg
• ISO 1456:2009 – Metallbelegg, galvanisering av nikkel, krom og kobber for dekorative formål
• REACH/RoHS-kompatibel – miljøstandarder som begrenser bruken av farlige stoffer som seksverdig krom i Europa

Alternativer til forkromning

Nedenfor er noen vanlige alternativer til krombelegg, sammen med deres viktigste fordeler og hensyn.

1. Elektrodeløs fornikling

Elektrodeløs nikkelbelegg lar deg påføre et nikkel-fosforlegeringsbelegg på en overflate uten bruk av ekstern elektrisk strøm. I stedet skjer avsetning som et resultat av en kjemisk reaksjon i et pletteringsbad.

Fordeler: Ensartet tykkelse selv med komplekse geometrier, utmerket slitasje- og korrosjonsbestandighet, god hardhet og lavere miljørisiko enn seksverdig krom.

2. Sinkbelegg

Galvanisering av sink påfører et tynt lag med sink på stål- eller jerndeler for å beskytte dem mot korrosjon. Sink fungerer som et offerbelegg som korroderer før det underliggende stålet gjør det.

Fordeler: Økonomisk, allment tilgjengelig og enkel å påføre med påfølgende behandlinger som passivering for å forbedre korrosjonsbeskyttelsen.

3. Pulverlakkering

Pulverlakkering bruker et elektrostatisk ladet tørt pulver som sprayes på delen og herdes med varme for å danne et holdbart beskyttende lag.

Fordeler: Miljøvennlig (ingen VOC), tilgjengelig i en rekke farger og teksturer, utmerket vær- og slagfasthet.

4. Anodisering

Anodisering - er en elektrokjemisk prosess som fortykker det naturlige oksidlaget av aluminium, og øker dets holdbarhet og motstand mot korrosjon og slitasje.

Fordeler: Lett beskyttelse, kan males i en rekke farger og har utmerket vedheft til maling og lim.

5. PVD-belegg (fysisk dampavsetning).

PVD-belegg som titannitrid (TiN) eller kromnitrid (CrN) påføres i et vakuumkammer ved bruk av fordampede beleggmaterialer.

Fordeler: Ekstremt slitesterk, slitesterk, miljøvennlig sammenlignet med galvanisering, tilgjengelig i metalliske farger som gull, svart eller sølv.

Konklusjon

Forkromning er fortsatt en pålitelig etterbehandlingsmetode for å oppnå en balanse mellom estetikk, hardhet og korrosjonsbestandighet. Selv om Redexpart ikke tilbyr forkromning som en frittstående tjeneste, tilbyr vi det som en del av produksjonsprosessen for spesialtilpassede metalldeler, og sikrer at komponentene dine leveres nøyaktig og med riktig beskyttende belegg.

Spørsmål og svar

Q1: Hvor tykk er krombelegget?

Tykkelsen på dekorativ forkromning er vanligvis 2–20 mikron (0,002–0,02 mm). Hardforkromning, brukt til industriell slitasje og korrosjonsbeskyttelse, varierer fra 50 til 250 mikron (0,05 til 0,25 mm). Under vanskelige driftsforhold kan den overstige 250 mikron.

Q2: Hvor lang tid tar forkromning vanligvis?

Påføring av dekorativ forkroming tar vanligvis fra 30 minutter til 1 time, da den påføres i et tynt skinnende lag. Hardkrombelegg kan ta flere timer å påføre, spesielt for tykke industribelegg.

Spørsmål 3: Hvor lenge varer krombelegget?

Riktig påført krombelegg kan vare alt fra 3 til 20+ år, avhengig av type plettering, miljøeksponering, tykkelse og vedlikehold. Her er hva som påvirker levetiden:

Dekorativ forkromning (brukes på forbrukerprodukter): varer ofte i 3-7 år før den viser tegn til gropdannelse, anløpning eller korrosjon, spesielt når den utsettes for vær eller dårlig stell.

Hardforkromning (brukt i industrien): Kan vare i 10-20 år eller mer, spesielt på bevegelige komponenter som hydrauliske stenger eller dyser, på grunn av dens overlegne slitasje- og korrosjonsmotstand.

Q4: Ruster forkromning?

Selve krombelegget ruster ikke, da krom er naturlig motstandsdyktig mot korrosjon. Men hvis belegglaget er skadet på grunn av riper, sprekker eller slitasje, kan fukt og luft trenge inn i det underliggende metallet, som kan korrodere.

Q5: Er krombelegg ledende?

Ja, forkromning er elektrisk ledende, men ledningsevnen er litt lavere enn for basismetallet, spesielt hvis laget er tynt eller oksidert. Elektriske kontakter eller jordingssystemer bruker vanligvis ikke krom med mindre det er spesielt designet fordi det kan øke motstanden eller slitasjen over tid.