เหตุใดแอโนดเสริมจึงใช้ในการชุบโครเมี่ยม?

การชุบโครเมี่ยมหมายถึงการชุบโครเมียมบนโลหะอื่น ๆ เพื่อเป็นการเคลือบ

เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของชั้นการชุบโครเมียม จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะชั้นนอกและการเคลือบตามหน้าที่ของระบบการเคลือบป้องกันและตกแต่ง และครองตำแหน่งที่สำคัญในอุตสาหกรรมการชุบด้วยไฟฟ้ามาโดยตลอด ด้วยการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและการให้ความสำคัญกับการปกป้องสิ่งแวดล้อมของผู้คนมากขึ้น โครเมียมแบบไมโครแคร็กและไมโครพรุน โครเมียมสีดำ โครเมียมหลวม การชุบโครเมียมความเข้มข้นต่ำ การชุบฮาร์ดโครเมียมประสิทธิภาพสูง การชุบโครเมียมไตรวาเลนท์ ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐาน ของการชุบโครเมี่ยมแบบดั้งเดิม กระบวนการใหม่ๆ เช่น การชุบโครเมียมและการชุบโครเมียมแรร์เอิร์ธ ช่วยเพิ่มขอบเขตการใช้งานของการชุบโครเมียมให้มากขึ้น

การชุบโครเมียมจากน้ำยาชุบกรดโครมิกที่นิยมใช้กันทั่วไป เมื่อเทียบกับโซลูชันการชุบโลหะเดี่ยวอื่นๆ แม้ว่าองค์ประกอบของสารละลายการชุบโครเมียมจะง่าย แต่กระบวนการชุบโครเมียมค่อนข้างซับซ้อน แอโนดเสริมทั่วไปใช้ในการชุบโครเมี่ยมสีดำ

การชุบโครเมียมสีดำจะดีกว่าชั้นเคลือบสีดำที่ได้จากวิธีเคมีไฟฟ้า ชิ้นส่วนที่ชุบด้วยโครเมียมสีดำสามารถพ่นสีหรือแช่ในน้ำมันหลังจากการอบแห้งเพื่อเพิ่มความเงาและความต้านทานการกัดกร่อน ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเคลือบตกแต่งและชั้นดูดซับแสงอาทิตย์ที่ต้องใช้การปูในการบิน รถยนต์ เครื่องมือวัด ฯลฯ สีดำของการเคลือบโครเมียมสีดำเกิดจากโครงสร้างทางกายภาพของการเคลือบ ไม่ใช่โครเมียมโลหะบริสุทธิ์ แต่เป็นไฮเดรตของโครเมียมและโครเมียมไตรออกไซด์ มีโครงสร้างเดนไดรต์และโครเมียมโลหะจะกระจายตัวอยู่ในโครเมียมออกไซด์ในรูปของอนุภาค ก่อให้เกิดจุดศูนย์กลางในการดูดซับแสงทำให้การเคลือบเป็นสีดำ โดยทั่วไปยิ่งปริมาณโครเมียมออกไซด์ในสารเคลือบสูง สีดำก็จะยิ่งเข้มขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อนของการชุบโครเมี่ยมสีดำนั้นดีกว่าการชุบโครเมี่ยมธรรมดา แม้ว่าความแข็งของการชุบโครเมี่ยมสีดำจะอยู่ที่ 130~350HV เท่านั้น แต่ความต้านทานการสึกหรอก็เทียบเท่ากับการชุบโครเมี่ยมธรรมดา การเคลือบโครเมียมสีดำมีเสถียรภาพทางความร้อนสูง เมื่อถูกความร้อนถึง 480 องศา จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์ที่ชัดเจนและการยึดเกาะที่ดีกับชั้นด้านล่าง โครเมียมแอนไฮไดรด์เป็นส่วนประกอบหลักในสารละลายการชุบ และการเคลือบโครเมียมสีดำสามารถรับได้โดยมีปริมาณอยู่ในช่วง 150 ถึง 400 กรัม/ลิตร เมื่อความเข้มข้นของโครมิกแอนไฮไดรด์ต่ำ ความสามารถในการกระจายตัวของสารละลายการชุบไม่ดี เมื่อความเข้มข้นสูง แม้ว่าความสามารถในการกระจายตัวของสารละลายการชุบจะดีขึ้น แต่ประสิทธิภาพการป้องกันการสึกหรอของการเคลือบจะลดลง โดยทั่วไปจะถูกเลือกระหว่าง 200~350g/L

โซเดียมไนเตรตและกรดอะซิติกเป็นสารทำให้ดำคล้ำ เมื่อปริมาณต่ำเกินไป การเคลือบจะไม่เป็นสีดำ ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายการชุบจะต่ำ และแรงดันไฟฟ้าของถังจะสูง หากความเข้มข้นสูงเกินไป ความสามารถในการชุบลึกและความสามารถในการกระจายตัวของสารละลายการชุบจะไม่ดี โดยปกติโซเดียมไนเตรตจะถูกควบคุมระหว่าง 7 ถึง 12 กรัม/ลิตร และกรดอะซิติกจะถูกควบคุมระหว่าง 6 ถึง 7 กรัม/ลิตร ในสารละลายการชุบที่ใช้โซเดียมไนเตรตเป็นสารทำให้ดำคล้ำโดยไม่มีกรดบอริก สารเคลือบมีแนวโน้มที่จะเกิด "เถ้าลอย" โดยเฉพาะที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูง การเติมกรดบอริกสามารถลด "เถ้าลอย" ได้ เมื่อกรดบอริกถึง 30 กรัม/ลิตร จะสามารถกำจัด "เถ้าลอย" ออกได้อย่างสมบูรณ์ การเติมกรดบอริกยังสามารถปรับปรุงความสามารถในการชุบแบบลึกของสารละลายการชุบและทำให้ชั้นการชุบมีความสม่ำเสมอ

อุณหภูมิอ่างอาบและความหนาแน่นกระแสแคโทดมีอิทธิพลอย่างมากต่อสีและประสิทธิภาพการอาบของการเคลือบโครเมียมสีดำ สภาวะที่ดีที่สุดคือต่ำกว่า 25 องศา และความหนาแน่นกระแสมากกว่า 40A/dm2 หากความหนาแน่นกระแสแคโทดน้อยเกินไป สารเคลือบจะเป็นสีเทา-ดำ หรือแม้แต่สีรุ้ง แต่ก็ไม่ควรสูงเกินไป เมื่อมากกว่า 80A/dm2 การเคลือบจะไหม้เกรียมได้ง่าย และสารละลายการชุบจะร้อนขึ้นอย่างมาก เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 40 องศา พื้นผิวของการเคลือบจะทำให้เกิดเถ้าลอยสีเขียวสีเทา ความสามารถในการชุบลึกของสารละลายการชุบจะลดลง ดังนั้นจึงต้องมีมาตรการระบายความร้อนในระหว่างกระบวนการชุบโครเมี่ยมสีดำ SO42- และ Cl- เป็นสารเจือปนที่เป็นอันตรายในอิเล็กโทรไลต์ชุบโครเมียมสีดำ SO42- ทำให้สารเคลือบมีสีเหลืองอ่อนแต่ไม่ดำ และสามารถกำจัดออกได้โดยการตกตะกอนด้วย BaCO3 หรือ Ba(OH)2; Cl- ทำให้การเคลือบปรากฏเป็นสีเทาอมน้ำตาลลอย ดังนั้นควรใช้น้ำปราศจากไอออนในการเตรียมสารละลาย และควรควบคุมการกำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายอย่างเข้มงวดในระหว่างกระบวนการผลิต ไม้แขวนเสื้อและตะขอทองแดงแอโนดควรได้รับการบรรจุกระป๋องเพื่อป้องกัน

การชุบโครเมียมสีดำสามารถชุบได้โดยตรงบนเหล็ก ทองแดง นิกเกิล และสแตนเลส หรือสามารถชุบโลหะผสมทองแดง นิกเกิล หรือทองแดง-ดีบุกเป็นชั้นล่างสุดเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการสึกหรอ ความสามารถในการกระจายตัวของน้ำยาชุบโครเมียมต่ำมาก ในระหว่างกระบวนการชุบโครเมียมจะไม่อนุญาตให้ไฟฟ้าดับ อุณหภูมิและกระแสจะต้องคงที่ ชิ้นส่วนที่มีขนาดต่างกันและชิ้นส่วนชุบโครเมียมหนาไม่ควรอยู่ในถังเดียวกัน นอกจากนี้ สำหรับชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน เนื่องจากการกระจายสนามแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ จำเป็นต้องใช้แอโนดแบบรูปภาพหรือแคโทดเสริมเพื่อให้ได้ชั้นการชุบโครเมียมที่สม่ำเสมอ

แอโนดเสริมส่วนใหญ่มีบทบาทต่อไปนี้ในการชุบโครเมี่ยม:

1. ปรับปรุงการกระจายตัวในปัจจุบัน:

แอโนดเสริมสามารถช่วยกระจายกระแสได้เท่าๆ กัน โดยเฉพาะบนพื้นผิวชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนหรือพื้นผิวไม่เรียบ ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาความหนาแน่นกระแสไม่เท่ากัน ส่งผลให้ความหนาของสีเคลือบสม่ำเสมอมากขึ้น

2. ลดเอฟเฟกต์เงาปัจจุบัน:

ในระหว่างกระบวนการชุบโครเมียมไตรวาเลนท์ บางส่วนของชิ้นงานอาจเกิดเงาในปัจจุบันเนื่องจากรูปทรง ส่งผลให้มีการเคลือบบางหรือไม่มีเลยในบริเวณเหล่านี้ แอโนดเสริมสามารถลดผลกระทบจากเงาในปัจจุบันได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้การเคลือบชิ้นงานทั้งหมดมีความสม่ำเสมอมากขึ้น

3. ปรับปรุงคุณภาพการเคลือบ:

แอโนดเสริมจะปรับความหนาแน่นกระแสให้เหมาะสม ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารเคลือบ ตัวอย่างเช่น สามารถลดความเครียดภายในและความพรุนในการเคลือบ และปรับปรุงความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบ

4. เพิ่มอัตราการสะสม:

การใช้แอโนดเสริมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพในปัจจุบันและอัตราการสะสมของไอออนของโลหะสามารถเพิ่มขึ้นได้ สิ่งนี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการได้อย่างมากและลดระยะเวลาการชุบในการผลิตให้สั้นลง

5. ควบคุมความหนาของการเคลือบ:

ในการใช้งานการเคลือบบางประเภทที่มีข้อกำหนดด้านความแม่นยำสูงกว่า แอโนดเสริมสามารถช่วยควบคุมความหนาของการเคลือบได้ดีขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดและข้อกำหนดการออกแบบ

6. ลดโพลาไรเซชันของพื้นที่ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า:

แอโนดเสริมสามารถลดผลโพลาไรเซชันในพื้นที่ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า ทำให้กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้ามีเสถียรภาพมากขึ้น ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของการเคลือบ

เพื่อให้ได้ชั้นการชุบโครเมียมที่สม่ำเสมอ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการกระจายกระแสสม่ำเสมอใกล้กับชิ้นงานที่ชุบ และที่แขวนอเนกประสงค์จำเป็นต้องเชื่อมขั้วบวกเสริมที่ปรับแต่งตามรูปร่างของชิ้นส่วนเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนด แอโนดเสริมของการชุบโครเมียมไม่ได้ใช้โครเมียมโลหะ แต่ใช้แอโนดที่ไม่ละลายน้ำ เพื่อที่ว่าสารละลายการชุบจะไม่ปนเปื้อนจากการละลายของแอโนดเสริมเมื่อเปิดเครื่อง

แอโนดที่ไม่ละลายตัวเองและเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นเมื่อกระแสไหลผ่านในระหว่างกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าเท่านั้น เรียกรวมกันว่าแอโนดที่ไม่ละลายน้ำ วัสดุแอโนดที่ไม่ละลายน้ำในการชุบด้วยไฟฟ้า ได้แก่ ตะกั่ว คาร์บอน แพลทินัม กราไฟท์ นิกเกิล สแตนเลส ไทเทเนียมชุบแพลตตินัม แทนทาลัมชุบอิริเดียม อิริเดียมชุบรูทีเนียม โรเดียม ฯลฯ มีแอโนดที่ไม่ละลายน้ำอยู่ 2 ประเภทที่ใช้กันทั่วไปในโครเมียมสีดำ กระบวนการชุบ แอโนดชุบแพลทินัม และแอโนดอิริเดียมแทนทาลัม ทั้งสองประเภทนี้ได้รับการทดสอบในระหว่างการผลิตและการประมวลผลในระยะยาว สารเคลือบผลิตภัณฑ์มีความสดใสและสม่ำเสมอ มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย

เนื่องจากวัตถุที่จะชุบมีรูปร่างแตกต่างกันและปริมาณไม่แน่นอน ผู้ผลิตทั่วไปจะซื้อลวดตรงขั้วบวกไทเทเนียมหรือลวดขดตามเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไปและรอจนกระทั่งขนาดและปริมาณของวัตถุที่จะชุบได้รับการยืนยันก่อนที่จะทำการดัดและ การเชื่อมซึ่งต้องใช้ขั้วบวกไทเทเนียม แรงยึดเกาะของลวดเคลือบต้องดีมาก สารเคลือบจะไม่หลุดและแตกหักในระหว่างกระบวนการเปิดเครื่อง สารเคลือบจะถูกใช้จากตำแหน่งที่อ่อนแอที่สุด หากสารเคลือบลอกและแตกหลังจากการดัดงอ จะทำให้ลวดเสียหายร้ายแรง อายุการใช้งานของลวดแอโนดไทเทเนียมมีผลกระทบอย่างมาก

นอกจากนี้ความสม่ำเสมอของการเคลือบจะส่งผลต่ออายุการใช้งานด้วย ก็เหมือนกับหลักการดัด หากความสม่ำเสมอของการเคลือบไม่ดี การเคลือบจะถูกใช้จากตำแหน่งที่บางที่สุด เผยให้เห็นซับสเตรตไทเทเนียม แม้ว่าส่วนอื่น ๆ ยังคงเคลือบอยู่ก็ตาม ชั้นจะนำไปสู่การกระจายกระแสที่ไม่สม่ำเสมอและส่งผลต่อผลการเคลือบของวัตถุที่ชุบ

สายไทเทเนียมแอโนดของบริษัทของเราทั้งหมดได้รับการทดสอบโดยเครื่องทดสอบการดัดงอก่อนออกจากโรงงานเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีปัญหาระหว่างการใช้งานของลูกค้า

วัตถุประสงค์ของขั้วบวกเสริมคือการปรับปรุงความสม่ำเสมอของการเคลือบวัตถุที่ชุบ หากคุณภาพของวัตถุที่ชุบเกิดจากปัญหาด้านคุณภาพก็จะมีผลตรงกันข้าม การเลือกขั้วบวกเสริมที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญมากในการรับรองอัตราต้นทุนและลดงานในการแยกชิ้นส่วนชั้นวาง

โดยทั่วไป แอโนดเสริมมีบทบาทสำคัญในกระบวนการชุบโครเมียม ซึ่งรับประกันคุณภาพและความสม่ำเสมอของสารเคลือบโดยการปรับปรุงการกระจายกระแสไฟให้เหมาะสมและปรับปรุงสภาพแวดล้อมเคมีไฟฟ้า จึงตอบสนองความต้องการของการผลิตทางอุตสาหกรรม