Хромирование из сульфатного электролита

В качестве катализатора используют H₂SO₄ и соотношение концентраций: =100/1, если нарушается, то снижается и без того маленький Вт. Сульфатные электролиты делят на разбавленные, с концентрацией 150-200 г/л CrO₃; средние – 200-250 г/л; концентрированные >250 г/л. Разбавленные электролиты имеют самый высокий Вт=18-20%, могут работать на высоких плотностях тока, но достаточно быстро вырабатываются по CrO₃ и требуют частой корректировки, что неудобно. Чаще используют средние или стандартные электролиты с Вт=15-18%. Их нужно не так часто корректировать, менее температурный и токовый режим, можно менять структуру самого покрытия и его функциональные свойства. Концентрированный электролит хорош тем, что имеет высокую кроющую способность, т.е. способен давать покрытие на труднодоступных участках детали, правда без учета равномерности толщины. Электролит достаточно вязкий, и его достаточно много уносится вместе с деталью, что дает повышенную нагрузку на очистные сооружения. Правда из-за такого электролита покрытия менее твердые и легко полируются, Вт не превышает 12%. Исходя из концентрации CrO₃ видно, что тем она больше, тем меньше Вт, а стало быть растворимые хромовые аноды применять нельзя. Кроме того, Вт сильно зависит от температуры и плотности тока, что видно из поляризационных кривых:

Чем выше температура, тем ниже Вт и это связывают с тем, что за счет температуры поверхностная сульфат - содержащая пленка разрыхляется, освобождает поверхность и в большей степени идет выделение Н₂ на такой поверхности. Чтобы скомпенсировать снижение с ростом температуры необходимо повысить плотность тока, которая будет формировать и уплотнять необходимую приповерхностную пленку. Из-за того, что в большинстве случаев стараются получать блестящие Cr-П из электролита, необходимо следить за количеством в электролите ионов . Они не влияют на Вт, но сильно влияют на качество Ме-П: должен быть в пределах 5-7 г/л. Если концентрация не оптимальна, область получения блестящих покрытий сильно сужается, они получаются серыми, грубыми и шероховатыми. Сам в ходе процесса нарабатывается по 2 реакции, но нужно, чтобы его количество было в заданном интервале. Для этого первоначально специально нарабатывают, изменяя соотношение площади катодной поверхности к анодной в пределах 4:1 – 6:1. В рабочем режиме наоборот, надо сделать ток, чтобы концентрация не увеличивалась. Поэтому здесь соотношение площади катодной к анодной поверхности держат в пределах 1,5:1 , 2:1. Аноды при хромировании используют нерастворимые свинцовые, могут применять сплавы Pb с Sn, и с Sb. Такие сплавы имеют лучшие механические, прочностные и литейные свойства. На ход анодных реакций эти сплавы влияют мало, основным анодным процессом является выделение О₂ (более 80%), остальное на процесс окисления до (реакция, обратная реакции 2). Именно равновесие 2-ой реакции балансирует нужное количество в электролите. Т.к. анод ионы не поставляет в нужных количествах и на осаждение Ме требуется корректировка электролита по CrO₃, расчет ведут по закону Фарадея: . Основным процессом при хромировании является электролиз воды, значит большое газовыделение, а растворы вязкие, вреден. За счет газовых пузырьков в атмосферу и в вентиляцию уносится большое количества H₂SO₄ и CrO₃ – это плохо. Для снижения такого уноса в электролиты рекомендуют вводить спец.вещества – ПАВ, создающие на поверхности электролита пленку в виде пены. В этой пленке происходит отделение газовых пузырьков от жидкости. Газ достаточно быстро выделяется, а частички электролита конденсируются и остаются в объеме, унос сильно уменьшается. В старых ГОСТах приводятся препараты Хромин, Хромоксан. Если переборщить с добавками ПАВ – пена выплескивается за пределы ванны, что плохо, особенно при высоких плотностях тока и поэтому вместе с ПАВ вводят пеногасители. Нормальным является при хромировании – микровзрывы, происходящие из-за того, что запутавшиеся пузырьки Н₂ и О₂ образуют гремучую смесь, приводящую к микровзрывам.