Hotline098888.7752

EmailHieusteel7979@gmail.com

Hotline098888.7752
Danh mục sản phẩm
Hỗ trợ trực tuyến
Tư vấn báo giá khách hàng
Mr Đức: Zalo 0912.891.479
Mr Hiếu: Zalo 09 8888 7752
Ms.Tuyết: Zalo 0947.900.713
Mr. Hùng: Zalo 0941.900.713
Ms. Ánh: Zalo 09777.86902
02/01/2024 - 8:54 PMMr.Đức 391 Lượt xem

TÍNH CHẤT & ỨNG DỤNG LỚP MẠ KẼM

Kẽm là kim loại ống ánh, có mà trắng hơi xanh lam, trọng lượng riêng là 7.14 : Nguyên tử lượng : 65.37; Trong hợp chất kẽm có hóa trị hai, điện thế tiêu chuẩn 0.76 V, đương lượng điện hóa 1.22 gam/Ampe, nhiệt độ nóng chảy 419.44 độ C

Kẽm có tính giòn, tương đối cứng, đặc biệt khi tăng nhiệt độ đến 100-150 độ C có tính dẻo tốt, có thể gia công dập, nhưng khi gia nhiệt đến 250 Độ C thì giòn, có lớp bột, nhiệt độ càng cao thì thành lớp kẽm ô xit dạng bột càng nhiều.

Tìm hiểu mạ kẽm nhúng nóng

Thép tấm gân chống trượt gia công mạ kẽm nhúng nóng

Điện thế tiêu chuẩn của kẽm tương đối âm, đối với sắt thép nó là lớp mạ Anốt. Vì thế trong công nghiệp, mạ kẽm để phòng ăn mòn kim loại, được gọi là lớp bảo vệ.

Độ tinh khiết cả lớp mạ kẽm nhúng nóng cao, cấu trúc đồng đều, do đó tính ổn định hóa học cao. Tính đàn hồi của lớp mạ tốt khi chi tiết bị kéo uốn. Nhưng độ cứng thấp, độ bóng kém, Trong không khí dễ sinh thành muối kẽm cabonat có tính kiềm nên bị mờ đi. Để bề mặt kẽm luôn luôn sáng đẹp, sau khi mạ kẽm nhúng nóng người ta  đem sơn, phốt phát hóa hay thị động hóa v.v ... Làm tăng độ bền của lớp mạ

mạ kẽm nhúng nóng sắt thép

 Gia công dây thép tròn trơn mạ kẽm nhúng nóng làm tiếp địa chống sét

Kẽm là kim loại thông dụng để bảo vệ sắt thép & hợp kim của chúng, sản phẩm mạ kẽm nhúng nóng dùng cho các dự án công trình xây dựng, tôn tấm lợp, đường dây điện, đường sắt, các ống nước, cống nước, thiết bị đặt ngoài trời

Trong môi trường xâm thực, lớp mạ kẽm nhúng nóng phải dày. Trong điều kiện bình thường, yêu cầu độ dày lớp mạ là 15 Micromet; Trong điều kiện ăn mòn mạnh, độ dày lớp mạ tối thiểu là 30 Micromet cho đến 110 Micromet

CÁC DUNG DỊCH MẠ KẼM NHÚNG NÓNG

 Người ta chia dung dịch mạ kẽm nhúng nóng ra làm hai nhóm : Dung dịch axit và dung dịch kiềm. Mạ kẽm nhúng nóng trong dung dịch axit là dung dịch sunfat, dung dịch clorua, dung dịch floborat v.v... Dung dịch này ổn định, dùng mật độ dòng điện lớn nhất khi khuyấy. Khuyết điểm chung của các dung dịch axit là cấu tạo tinh thể của lớp mạ thô, khả năng phân bố kém, chỉ dùng để xi mạ các vật có hình thì đơn giản.

Xưởng gia công mạ kẽm nhúng nóng

Sản phẩm thép hình V mạ kẽm nhúng nóng 

Dung dịch kiềm để mạ kẽm nhúng nóng thường dùng là các dung dịch xianua, dung dịch amôniac, đi phốt phát v.v... Trong dung dịch này, kẽm phóng điện với phân cực Katot lớn, nên cấu tạo tinh thể mịn, khả năng phân bố tốt, có thể mạ được nhứng chi tiết hình thù phức tạp. Hạn chế ở đâu là dung dịch không ổn định, mật độ dòng điện bé, hiểu suất giảm nếu tăng mật độ dòng điện.

PHƯƠNG PHÁP MẠ KẼM NHÚNG NÓNG TRONG DUNG DỊCH AXIT

1. Nguyên lý

Mạ kẽm nhúng nóng trong dung dịch axit, phản ứng xảy ra ở hai cực như sau : 

Ở Anốt : Zn - 2e -> Zn2

Ở Kanốt : Zn2+ + 2e -> Zn

Vì quá thế hidro bay ra rất ít, do đó hiệu suất cao ( Gần đạt tới 100% ). Anốt hòa tan tốt, tốc độ mạ kẽm nhúng nóng rất nhanh

 cọc tiếp địa mạ kẽm nhúng nóng

2. Thành phần dung dịch

Thành phần dung dịch & chế độ làm việc như bảng dưới đây

Thành phần dung dịch Hàm lượng (g/l)
1 2 3
Kẽm sunfat ZnSO47H20 215 470-500 210-430
Nhôm sunfat AlSO418H2O 20 30 30
Phèn nhôm Kali Kal ( SO4 )212 H20 45 45-50 50-100
Natri Sunfat NaSO410H20 50-160 50 50-160
 2.6 hoặc 2.7 đisunfonaphtaplen      
 pH 10    
 Mật độ dòng điện : không khuyất ( A/dm2) 3.8-4.4  3.8-4.4 3.8-4.4
 Mật độ dòng điện : Có khuyấy ( A/dm2 ) 1-2 1-2  
 Hiệu suất dòng điện 98-100 98-100 98-100
 Nhiệt độ thường thường  thường

 Dung dịch 1 : Dung cho mạ quay, mạ treo chi tiết hình dáng phức tạp

Dung dịch 2 : Mạ những chi tiết đơn giản

Dung dịch 3 : Dung dịch mạ bóng

Tác dụng của những thành phần : 

- Thành phần chính cửa dung dịch mạ kẽm là muối kẽm sunfat, để cung cấp ion kẽm cho dung dịch, Nồng độ thường dùng trong phạm vi 200 - 400 g/l

- Để làm tăng độ ổn định pH của dung dịch, thường cho vào những muối nhôm sunfat, phèn nhôm kali, nattri axetat v.v...

- Trong dung dịch mạ kẽm nhúng nóng thường khống chế độ pH : 3.5 - 4.5 khi pH > 4.5 thì sẽ sinh ra các phản ứng : 

AL2(SO4)3 + 6H2O = 3H2SO4 + 2AL(OH)3

Axit sunfuric sinh ra đều chỉnh độ axit của dung dịch

Trong dung dịch sunfat, thường có phân cực nhỏ, nên độ phân bố không tốt. Để làm tăng khả năng phân bố của dung dịch, được lớp mạ mịn, người ta thường cho vào những chất phụ gia hữu cơ ( như dectorin, 2.6 hoặc 2.7, ddissungonaphatalen, glixerin v.v...

Thép hình u mạ kẽm nhúng nóng

Trong dung dịch mạ kẽm nhúng nóng axit những kim loại đồng, sắt, thiếc, bạc,,.,. đều là những tạp chất có hại làm cho lớp mạ kẽm  đen thành dạng bột biển. Đối với thiếc, bạc đồng,.. Có thể khử đi bằng cách điện phân. Đối với sắt khử đi bằng cách kiềm hóa dung dịch, cho nước oxi già để biến Fe2+ -> Fe3+, gia nhiệt 70-90 độ C, lúc đó sắt hiroxit sẽ kết tủa xuống đáy thùng. Dung dịch có tạp chất hữu cơ làm lớp mạ bị rỗ, đen, giòn, bong, có thể khử đi bằng than hoạt tính....

3) Chế độ làm việc

a) Mật độ dòng điện: Mạ kẽm axit, thường dùng mật độ dòng điện 0.5 - 2A/dm². Khi nồng độ dung dịch cao, nếu khuấy có thể nâng cao mật độ dòng điện. Đối với những chi tiết phức tạp nên dùng mật độ dòng điện thấp. Khi pH thấp có thể nâng cao mật độ dòng điện vẫn thu được lớp mạ tốt.

b) Nhiệt độ dung dịch: Nếu làm việc ở nhiệt độ thường thì lớp mạ bóng, khả năng phân bố tốt. Nếu tăng nhiệt độ thì lớp mạ thô, xám nhất là khi có các chất hữu cơ.

c) Độ pH: Trị số pH thường dùng: pH = 3.5 - 4.5 tốt nhất là pH = 4. nếu pH thấp. trên katot, hidro thoát ra, lớp mạ nhiều lỗ xốp, nếu pH cao thì lớp mạ thô

4) Phương pháp pha chế

Tính toán lượng các hóa chất cần dùng trong bể. Sau đó lấy nước cất vào khoảng 1/3 thể tích của bể hòa tan kẽm sunfat trong một thùng khác, sau đó lọc cho vào bể mạ. Dùng 1/3 thể tích nước khác để hòa tan Natrisunfat, hôm sunfat, lọc cho vào bể mạ.

Nếu dung dịch có detorin hoặc 2.6 - 2.7 diufonaphatalen thì phải hòa tan đun nóng 60 - 70°C, rồi cho vào bể mạ.

Cuối cùng cho nước đến mức quy định, điện phân, phân tích và điều chỉnh lại thành phần, trị số pH theo quy định.

Thép ống mạ kẽm nhúng nóng

5) Những hư hỏng thường xảy ra và phương pháp khắc phục

 

Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
Lớp mạ thô, xám, có dạng hạt 1 - Mật độ dòng điện lớn
2 - Nhiệt độ cao
1 - Giảm mật độ dòng điện
2 - Giảm nhiệt độ
Lớp mạ giòn, xám, dạng bọt biển, dung dịch bị vẫn đục 1 - pH cao
2 - Trong dung dịch có tạp chất
1 - Dùng H2SO4, điều cỉnh pH 
2 - Xử lý dung dịch tùy theo dung dịch co tạp chất gỉ
Lớp mạ xốp, có khí bay lên, có khí lốm đóm biến màu từng phần Dung dịch có pH thấp Dùng NaOH hoặc Na2Co3
Điều chỉnh lại độ pH
Lớp mạ bị cháy Mật độ dòng điện quá lớn Giảm mật độ dòng điện
Lớp mạ không đồng đều, chỗ đầy, chỗ mỏng, không có lớp mạ ở sâu 1 - Sự phân bố không tốt
2 - Nhiệt độ cao
3 - Khoảng cách giữa Anot và Katot nhỏ
4 - Giá treo không tốt, các vật mạ bị che lẫn nhau
1 - Cho thêm chất phụ gia và Na2SO4
2 - Giảm nhiệt độ
3 - Tăng khoảng cách giữa Anot và Katot
4 - Thay đổi cách treo giá mạ
Lớp mạ bóng nhưng giòn Trong dung dịch có bùn dương cực chì sunfat không tan Lọc dung dịch

IV. MẠ KẼM TRONG DUNG DỊCH XIANUA

1) Nguyên lý

Mạ kẽm trong dung dịch xianua, do sự phóng điện của ion phức, vì vậy sự phân cực Katot lớn, được lớp mạ kết tinh nhỏ, mịn.

Ở Katot xảy ra phản ứng sau:

[Zn(CN)4]² + 2e -> Zn + CN

Ngoài ra còn xảy ra phản ứng phụ:

2H2O + 2e -> H2 + 2OH

Ở Anot, kẽm bị hòa tan thành ion [Zn(CN)4]²

2) Thành phần dung dịch

Thành phần dung dịch và điều kiện việc - xem bảng 9

Trong dung dịch thường dùng kẽm oxit, Natri hidroxit và Natri xianua. Phản ứng tạo phức của chúng ta như sau:

2Zn + 4NaCN = Na2[ Zn{CN)4 ] + Na2ZnO3

ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O

Trong dung dịch đồng thời tồn tại hai loại muối phức thì làm cho lớp mạ tốt. Nêu dung dịch chỉ có muối xianua, lớp mạ có nhiều lỗ xốp, hidro thoát ra nhiều. Nếu dung dịch chỉ có muối kẽm oxit thì lớp mạ xấu, có dạng bọt biển.

Trong dung dịch đồng thời tồn tại hai loại muối, nên nồng độ của nó được đánh giá bằng hàm lượng kẽm oxit thì lớp mạ xấu, có dạng bọt biển.

Địa chỉ gia công thép v mạ kẽm nhúng nóng

Trong dung dịch đồng thời tồn tại hai loại muối, nên nồng độ của nó được đánh giá bằng hàm lượng kẽm oxit hay kẽm kim loại, thông thường hàm lượng kẽm oxit vào khoảng 40 g/l. hàm lượng kẽm oxit cần phải tương ứng với các hàm lượng khác trong dung dịch. Khi hàm lượng kẽm oxit tăng cao, sự phân cực katot giảm đi, lớp mạ thô, khả năng phân bố kém. Khi hàm lượng kẽm oxit giảm đi, sự phân cực tăng lên hidro thoát ra nhiều, hiệu suất dòng điện giảm. Natri Xianua ngoài lượng tác dụng với kẽm oxit để tạo muối phức, còn lại là lượng tự do, có tác dụng làm ổn định muối phức, nâng cao phân cực Katot, lớp mạ kết tinh mịn, phân bố tốt, đồng thời làm Anit hòa tan, đề phòng sự thụ động hóa Anot.

Nhưng nếu lượng Natri xianua quá nhiều sẽ gây ảnh hưởng có hại, làm cho phân cực Katot tăng lên rất mạnh, hiệu suất dòng điện giảm, hidro thoát ra nhiều, độ xốp lớp mạ tăng, lớp mạ có bọt khí. Tỷ số hàm lượng Natri xianua và kẽm oxit nên khống chế khoảng 2.2 - 3.2.

Bảng 9: THÀNH PHẦN DUNG DỊCH VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA DUNG DỊCH MẠ KẼM XIANUA

Thành phần dung dịch và chế độ làm việc Hàm lượng (g/l)
1 2
Kẽm oxit ZnO 35 - 45 20 - 40
Natri xianua NaCN 80 - 90 80 - 120
Natri hidroxit NaOH 80 - 95 80 - 100
Natri sunfua NaS 0.5 - 5 0.5 - 5
Giexin C3H5 (OH)3 3 - 8 -
Nhiệt độ (°C) Thường Thường
Mật độ dòng điện (A/dm²) 2 - 4 2 - 4

Natri hidroxit có tác dụng đề phòng muối phức bị thủy phân, làm dung dịch ổn định. Đồng thời Natri hidroxit còn tăng độ dẫn diện, tăng khả năng phân bố, và hiệu suất dòng điện Katot, tăng độ bám lớp mạ, ở mức độ nào đó có thể tăng mật độ dòng điện, nâng cao năng suất. Nhưng nếu hàm lượng Natri hidroxit quá cao sẽ làm cho lớp mạ kết tinh nhánh cây và dạng bọt biển. Thông thường ta khống chế tỷ số hàm lượng Natri hidroxit và Natri xianua trong khoảng 0.9 - 1.1

Chất phụ gia trong dung dịch mạ kẽm thường dùng là Natri sunfat, glixerin v.v.... Chất phụ gia có tác dụng nâng cao phân cực katot, được lớp mạ mịn, bóng.

Tạp chất có hại trong dung dịch xianua giống như dung dịch mạ kẽm axit nhưng ảnh hưởng của nó không rõ rệt lắm. Một số ion kim loại ở dạng tạp chất (như đồng, antimon) tác dụng với xianua tạo thành phức, kết tủa ở Katot thành hợp kim, làm giảm tính ăn mòn lớp mạ.

Tạp chất hữu cơ làm lớp mạ giòn, thô.v.v.v..cho nên cần phải khử đi.

Trong dung dịch mạ kẽm xianua bao giờ cũng có Natri cacbonat. Natri cacbonat sinh ra do tác dụng của Natri xianua và Natri hidroxit với khí cacbonic:

2NaCN + CO2 + H2O = Na2CO3 + 2HCN

2NaOH + CO2 - Na2CO3 + H2O

Na2CO3 sinh ra làm cho nồng độ NaOH và NaCN thay đổi thường xuyên. Nếu Na2CO3 quá nhiều thì độ dẫn điện của dung dịch giảm, lớp mạ. Nếu nồng độ Na2CO3 lớn quá (trên 60g/1) thì phải khử đi

3) Chế độ làm việc

a) Mật độ dòng điện: Mạ kẽm xianua thường dùng mật độ Katot thấp, nếu dùng mật độ cao thì lỗ xốp nhiều, hiệu suất dòng điện thấp. Nói chung nên duy trì mật độ Katot trong khoảng 1-3 A/dm², tốt nhất là 2A/dm². Mạ kẽm xianua phải khống chế tốt mật độ Anot. Nếu mật độ Anot lớn thì Anot bị thụ động, nếu mật độ Anot thấp, đặc biệt khi Natri hidroxit cao thì lớp mạ thô

b) Nhiệt độ dung dịch: Mạ kẽm xianua, thường mạ ở nhiệt độ thường vì nếu tăng nhiệt độ sẽ làm tăng sự hủy phân của Natri xianua. Nhưng để làm tăng suất mạ có khi mạ ở nhiệt độ cao hơn khoảng 35 - 40°C, ở nhiệt độ có thể sử dụng mật độ dòng điện cao hơn.

4) Cách pha chế

Tính toán lượng các hóa chất cần thiết vào bể mạ. Dùng nước cất để hòa tan Natri xianua và Natri hidroxit (số nước cất vào khoảng ½ thể tích bể mạ). Cho ít nước vào kẽm oxit, khuấy đều như hồ, rồi cho vào dung dịch Natri nianua. Natri hidroxit đã ra nhiệt 50 - 60°C, khuấy đều cho tan, lọc cho vào bể mạ. Sau đó hòa tan Natri sunfat lọc cho vào bể mạ trên; cuối cùng cho glixerin vào. Cho nước đến mức quy định, khuấy đều dung dịch, phân tích điều chỉnh lại thành phần dung dịch. Điện phân với mật độ dòng điện 0.5 - 1 A/dm² trong nhiều giờ

5) Những hư hỏng thường xảy ra và phương pháp khắc phục

Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
Lớp mạ rộp, phồng lên Bề mặt chi tiết chưa làm sạch dầu và oxit Tăng cường khâu xử lý bề mặt
Lớp mạ giòn Trong dung dịch có tạp chất hữu cơ Điện phân hoặc lọc dung dịch
Lớp mạ thô, tối 1 - Nồng độ ion kẽm cao
2 - Mật độ NaCN cao
3 - Mật độ dòng điện cao
4 - Dung dịch có tạp chất

1 - Dùng Anot không hòa tan
2 - Giảm NaCN
3 - Giảm mật độ dòng điện
4 - Điện phân, lọc dung dịch

Anot bị thụ động Diện tích Anot nhỏ. Hàm lượng NaCN thấp Tăng diện tích Anot, tăng NaCN
Trên Katot nhiều H2 bay lên, hiệu suất giảm, mạ bám không tốt 1 - Tăng độ ion Zn thấp
2 - Nồng độ NaCN cao
3 - Nồng độ NaOH thấp
4 - Mật độ dòng điện cao
1 - Tăng ZnO
2 - Giảm NaCN
3 - Tăng NaOH
4 - Giảm mật độ dòng điện
Khả năng phân bố không tốt (lỗ sâu, rãnh hẹp không có lớp mạ) 1 - Nồng độ kẽm cao
2 - Nồng độ NaOH và NaCN thấp
3 - Nhiệt độ dung dịch cao
1 - Dùng Anot khôn ghòa tan hoặc làm giảm diện tích Anot
2 - Tăng NaOH và NaCN
3 - Giảm nhiệt độ dung dịch
Trên thành bề và trên Anot có lớp xốp bột xốp đen Dung dịch có Natricac - bonat (Na2CO3) 1 - Làm lạnh dung dịch ( dưới 0°C) để Na2CO3 kết tủa 2 - Cho BaCl2 hoặc Ca(Cn)2 để Na2CO3 kết tủa

V. MẠ KẼM TRONG DUNG DỊCH KHÔNG ĐỘC

Để thay thế dung dịch mạ xianua độc, gần đây nhiều nước, trong đó có Việt Nam đã mạ kẽm trong dung dịch không độc như dung dịch amoniac, dung dịch ổn định vì amoniac bay hơi nhanh, trong công nghiệp ít dùng. Loại dung dịch amonclorua ổn định hơn, khi hòa tan trong kẽm oxit, tạo nên muối phức, có phân cực Katot lớn, khả năng phân bố tương đối tốt. Thành phần và chế độ làm việc của dung dịch như sau:

Kẽm oxit ZnO : 30 - 35 g/l;

Amonclorua NH4Cl: 200 g/l;

Amon sunfuaxianua NH4CNS : 40 - 50 /gl;

Gieelati : 1g/l

Nhiệt độ : 20 - 40°C;

Mật độ dòng điện: 1.5 - 2 A/dm²

V. XỬ LÝ SAU KHI MẠ KẼM

Xử lý sau khi mạ kẽm bao gồm các công nghệ: Khử hidro, làm bóng, thụ động hóa.v.v..Mục đích là để loại trừ một số hiện thượng không tốt sinh ra trong khi mạ cải thiện tính năng hóa lý của lớp mạ, nâng cao tính bền ăn mòn và thời gian sử dụng.

dây tiếp đja chốn sét

 

1) Khử hidro

Trong quá trình mạ, ngoài ion kẽm phóng điện còn có hidro phóng điện. Ngoài một phần khí hidro bay ra, còn có một phần hidro ở trạng thái nguyên tử xâm nhập vào mạng lưới tinh thể của lớp mạ và lớp kim loại nền, tạo nên nội ứng lực, làm cho chi tiết mạ bị giòn, gọi là sự giòn hidro. Trong quá trình tẩy rửa axit và tẩy dầu điện phân Katot cũng tạo nên hiện tượng giòn hidro. Sự giòn hidro ảnh hưởng đến tính chất của nguyên liệu, nếu không khử đi sẽ làm cho chi tiết gãy, nứt,v.v.v...Để khử sự giòn hidro. thông thường đều dùng phương pháp gia nhiệt, hidro sẽ thoát ra. Hiệu quả khử hidro có quan hệ tới thời gian và nhiệt độ, nếu như nhiệt độ cao, thời gian dài, khử hidro càng triệt để. nhưng nhiệt độ cũng phải khống chế trong phạm vi nhất định, không được cao quá, nhiệt độ tốt để khử hidro trong khoảng 200 - 250°C, thời gian trên 2 giờ

Khử hidro được tiến hành trong tủ sấy, hay trong thùng dầu.

Những chi tiết lò xo mỏng (độ dày dưới 0.5mm) và những chi tiết sắt thép yêu cầu cường độ cơ học cao, cần phải khử hidro. Chi tiết đồng và hợp kim đồng không cần phảu khử hidro. Những chi tiết không thể gia nhiệt đến 200 - 250°C (như chi tiết thiếc.v.v...) có thể khử ở nhiệt độ thấp hơn (140 - 160°C), thời gian khử dài hơn.

2) Làm bóng

Sau khi mạ xong, có thể làm bóng lớp mạ trong dung dịch sau đây

1 - Axit nitric HNO3 : 4 - 6 g/l;

2 - Crom oxit CrO3 : 150 - 200 g/l

3 - Axit Sunfuric H2SO4 : 3 - 4 g/l

(hoặc Natri sunfuric Na2SO4 : 8 - 10 g/l)

Tiến hành thao tác ở nhiệt độ thường, thời gian 3 - 10 giây có thể tăng giảm theo tình hình cụ thể. Dung dịch (2) hiệu quả tốt hơn dung dịch (1) nhưng để sinh ra lớp màng màu vàng. Màng này có thể khử đi trong dung dịch kiềm loãng.

Để bảo đảm chi tiết có tính năng chống gỉ tốt, giữ được màu trắng, sau khi tẩy bóng xong, tốt nhất thụ động hóa trong dung dịch sau đây (màng sinh ra khi tẩy bóng trong dung dịch (2) có thể khử đi trong dung dịch này)

Crom oxit CrO3 : 150 - 200 g/l;

Batri Cacbonat BaCO3 : 8 - 15 g/l;

Nhiệt độ : thường ;

Thời gian : 5 - 10 giây

3 ) Thụ động hóa

Để làm bóng và nâng cao tính chống ăn mòn của lớp mạ kẽm, người ta xử lý lớp mạ trong dung dịch chất hợp chất Crom. Đối với lớp mạ cùng độ dày, mẫu sau khi thụ động, tính bền ăn mòn của nó cao hơn 5 - 7 lần so với lớp mạ chưa thụ động. Sau khi cho vào dung dịch thụ động, sẽ sinh thành màng lớp thụ động rắn, chắc, ổn định có màu vàng hoặc màu cầu vòng.

Sự hình thành lớp màng bảo vệ này là do tác dụng của kẽm với bicromat tạo thành màng Cromat liên tục và khó tan. Thành phần của màng gồm có muối Cromat tính kiềm hóa trị ba và hóa trị sáu với nước. Trong đó Crom hóa trị ba có màu xanh lục, Crom hóa trụ sáu có màu đỏ, tạo nên màng thụ động có nhiều màu sắc. Trong màng thành phần dung dịch, nhiệt độ khuấy.v.v....vì thế màu sắc của màng thụ động cũng thay đổi. Màu sắc của màng thụ động đánh giá chất lượng của màng. Màng thụ động tốt có màu sắc vồng rất đẹp : Trong màu đỏ có màu xanh trong màu xanh có màu đỏ, lớp màng bóng, bám chắc.

Quá trình hình thành màng thụ động gồm hai quá trình hòa tan và tạo màng. Trong giai đoạn đầu, chủ yếu là kẽm hòa tan. Sự hòa tan của kẽm tạo điều kiện hình thành màng thụ động.

Nồng độ của Axit sunfuric có ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo màng. Thực tế chứng minh rằng trong dung dịch muối bicromat 200 g/l, hàm lượng Axit sunfuric 8 - 10 g/l thì tốc độ hình thành màng rất cao. Nhưng khi nâng cao nồng độ Axit sunfuric, sự hòa tan của màng rất mạnh, nên được lớp màng mỏng, hoặc không tạo thành màng. Nếu nồng độ Axit sunfruric thấp, màng hình thành rất chậm, thời gian dài, màng cũng rất mỏng

Nhiệt độ và khuấy cũng ảnh hưởng đến sự hình thành màng. Nếu nhiệt độ cao, hàm lượng Axit sunfuric trong dung dịch nên giảm thấp. Khuấy từ từ, làm tăng nhanh sự tạo màng

Thành phần và chế độ làm việc của dung dịch thụ động hóa như bảng 10

Bảng 10: THÀNH PHẦN VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA DUNG DỊCH THỤ ĐỘNG LỚP MẠ KẼM

Thành phần dung dịch và chế độ làm việc Hàm lượng (g/l)
Natri bicromat Na2Cr2O7 1 2
Axit sunfuric H2O4 200 -
Crom oxit CrO3 8 - 10 5 - 10
Axit nitric HNO3 - 150 - 180
Nhiệt độ Thường 10 - 15
Thời gian 5 - 10 giây Thường
10 - 15 giây trong dung dịch
5 - 10 giây trong không khí

Chú thích : Dung dịch (1) màu sắc đồng dều, dễ thao tác; dung dịch (2) độ bóng cao, màu sắc không đều, khó thao tác

Màng thụ động chưa sây không thì bám rất yếu với lớp mạ, vì vậy phải sấy khô bằng không khí nóng hoặc phơi khô một ngày màng sẽ bám rất tốt với lớp mạ

VII . CÔNG NGHỆ MẠ KẼM NHÚNG NÓNG

Quy trình công nghệ của mạ kẽm (xem bảng 11)

Bảng 11 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ MẠ KẼM

Bước công nghệ Tên công nghệ Thành phần dung dịch Chế độ làm việc Ghi chú
Hóa chất Hàm lượng
(g/l)
Mật độ
(A/dm²)
Nhiệt độ
(°C)
Thời gian
(phút)
1 Kiểm tra trước khi mạ           Kiểm tra kích thước bề mặt của chi tiết
2 Tẩy xăng Xăng         Rửa sạch chi tiết
3 Treo giá           Nếu chi tiết nhỏ cho vào rổ sắt hoặc P.V.C để tẩy
4 Tẩy dầu hóa học hay tẩy dầu điện phân NaOH
Na2CO3 Na2PO4
12H2O Na2SiO3
30-50
20-30
50-70
5-10
5-10 70-90 Katot
3-5
Anot
2-3
Thời gian tẩy dầu căn cứ vào độ bền của chi tiết. Tẩy dầu điện phân trước tiên tẩy Katot, sau tẩy Anot. Đồng và hợp kim đồng tẩy dầu Katotl chi tiết đàn hồi tẩy dầu Anot
5 Rửa nước nóng Nước nóng     80-100    
6 Rửa nước lạnh Nước lạnh          
7 Tẩy gỉ HCI đặc (tỷ trọng 1.19)     Thường 10-15 Thời gian tẩy tùy theo nồng độ dung dịch
8 Rửa nước lạnh Nước lạnh          
9 Tẩy dầu điện phân           Như công nghệ 4
10 Rửa nước nóng Nước nóng     80-90    
11 Rửa nước lạnh Nước lạnh          
12 Tẩy nhẹ H2SO4 150-170   Thường 0.5-1  
13 Rửa nước lạnh Nước lạnh          
14 Trung hòa Na2CO3 30-50   Thường    
15 Rửa nước lạnh Nước lạnh          
16 Mạ kẽm ZnO
NaCN
NaOH
NaS
35-45
80-90
80-95
0.5-5
1-3 Thường    
17 Rửa nước sạch Nước lạnh         Thời gian mạ căn cứ vào độ dầy lớp mạ
18 Làm khô Không khí nén          
19 Tháo chi tiết            
20 khử hidro       230-250 2-3 giờ  
21 Tẩy nhẹ H2SO4 30-50        
22 Rửa nước lạnh Nước lạnh          
23 Thụ động hóa CrO3H2
SO4
HNO3
150-180
8-10
10-15
  Thường Trong dung dịch 10-15 giaayl trong không khí 5-100 giây  
24 Rửa nước lạnh Nước lạnh          
25 Làm khô Không khí nén          
26 Sấy       60-70 20-30  
27 Kiểm tra            

 VIII. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG LỚP MẠ, TẨY LỚP MẠ HỎNG

1) Kiểm tra chất lượng lớp mạ

Kiểm tra chất lượng lớp mạ kẽm. bao gồm các công việc sau đây

- Kiểm tra sự khử hidro (thời gian và nhiệt độ)

- Kiểm tra bề mặt lớp mạ : Không có bọt khí, bong, vết tay.v.v...cho phép có vết nhỏ, màng thụ động có màu cầu vòng, cho phép màng thụ động có vết xước nhỏ, nhưng không bóng;

- Kiểm tra độ bám lớp mạ; Kiểm tra độ bám lớp mặt bằng cách dùng dao hoặc đầu nhọn vạch chéo trên lớp mạ, lớp mạ vẫn không bong là tốt

- Kiểm tra độ xốp lớp mạ; Kiểm tra độ xốp lớp mạ bằng cách dán giấy cọc đã thấm dung dịch lên lớp mạ kẽm trong thời gian 5 phút, trên giấy lọc xuất hiện điểm nhỏ màu xanh, chứng tỏ lớp mạ có lỗ xốp. Nếu trên 2 cm2 không vượt quá 3 điểm, thì lớp mạ hợp quy cách

Khi kiểm tra độ xốp, dùng hai dung dịch dưới đây với tỷ lệ 1:1

Dung dịch 1: Thủy ngân oxit HgO : 30g

Axit Clohidric HCI (1.19) : 30ml

Gielatin : 3 - 10g

Nước cất : 970ml

Dung dịch : Kalifexiania K3 [(Fe (CN)6] : 20g

Kiểm tra độ dày lớp mạ : Kiểm tra độ dày lớp mạ có nhiều phương pháp, nhưng phương pháp nhỏ giọt đơn giản hơn cả. Nội dung của phương pháp nhỏ giọt là dùng ống hút, hút dung dịch, nhỏ giọt thứ hai, cho đến khi lộ ra kim loại loại nền. Căn cứ vào số giọt, tính toán độ dày lớp mạ

Pha chế dung dịch nhỏ giọt như sau:

Kalo iodua K1: 200g/l

Lot 1 : 100 g/l

Dùng nước cất để pha. Cứ mỗi giọt dung dịch ở nhiệt độ khác nhau, tẩy đi lớp mạ có độ dày tương ứng xem ở bảng 12

sắt v mạ kẽm nhúng nóng

BẢNG 12 : ĐỘ DÀY LỚP MẠ TẨY ĐI CỦA MỘT GIỌT DUNG DỊCH

Nhiệt độ (°C) 10 15 20 25 30 35
Độ dày (µm) 0.78 1.01 1.24 1.45 1.63 1.77

6) Tẩy lớp mạ hỏng

Những lớp mạ không đạt yêu cầu, có thể tẩy đi trong các dung dịch sau đây:

Dung dịch 1 : Axit sunfuric H2SO4 : 180 - 250 g/l

Nhiệt độ : thường

Thời gian : đến khi hết lớp mạ

Dung dịch 2 : Natri hidroxit NaOH : 200 - 300 g/l

Natri nitrit NaNO2 : 100 - 200 g/l

Nhiệt độ : thường

Thời gian : Đến khi hết lớp mạ

Dung dịch 2, tẩy lớp mạ trên sát thép để không bị ăn mòn và thấm hidro, vì vậy dùng để lớp mạ của chi tiết đàn hồi, thép có cường độ cao. 

Tẩy lớp mạ trong dung dịch axit, phải tiến hành khử hidro

PHẦN VI
MẠ ĐỒNG

I. TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA LỚP MẠ ĐỒNG

Đồng là kim loại màu đỏ hơi hồng, rất mềm dẻo; trọng lượng riêng 8.92; nhiệt độ nóng chảy 1083°C; điện thế tiêu chuẩn + 0.339V

Đồng là một kim loại dễ gia công uốn kéo, dễ đánh bóng; dẫn nhiệt và dẫn điện tốt

Đồng không tan trong các Axit Clohidric và Axit Sunfuric loãng, tan trong Axit Nitric và các Axit Clohidric và Axit Sunfuric đặc (trong HCI phải có platin). Đồng tan chậm NH4OH và có không khí

Đồng dễ bị oxi hóa trong không khí, nhất là ở nhiệt độ cao. Bề mặt đồng, trong không khí ẩm, gặp CO2, khí Clo.v.v.v...sẽ tạo thành lớp muối đồng có màu xám mờ.

Do đồng không ổn định và có điện thế tương đối cao, cho nên bảo vệ được kim loại khỏi ăn mòn, nên ít khi dùng lớp mạ đồng làm lớp bảo vệ. Mạ đồng được dùng rộng rãi để làm lớp mạ lót trên sắt, tăng khả năng bám của lớp mạ khác, tăng độ bền và độ bóng.

Mạ đồng cong dùng để bảo vệ chi tiết khỏi bị thấm than trong quá trình nhiệt luyện. Man đồng xong đem oxi hóa sẽ có nhiều màu sắc đẹp. Mạ đồng dày trên thép để tăng độ dẫn điện và tiết kiệm nguyên liệu đồng, mạ đồng trên bạc để giảm ma sát.

II. PHÂN LOẠI DUNG DỊCH MẠ ĐỒNG

Dung dịch mạ đồng chia làm hai loại: Dung dịch mạ đồng axit và dung dịch mạ đồng kiềm.

Trong các dung dịch mạ đồng axit, dung dịch sunfat được dùng nhiều nhất, thành phần đơn giản ,chủ yếu là muối đồng sunfat và Axit sunfuric; dung dịch ổn định, dễ điều chỉnh, giá thành rẻ, ít độc, có thể dùng mật độ dòng điện cao, hiệu suất dòng điện cao và mạ điện lớp đồng dày vài chục micromet.

Nhưng khuyết điểm của dung dịch mạ đồng axit là khả năng phân bố kém, cấu tạo tinh thể thô, đặc biệt là không thể mạ trực tiếp lên sắt, thép, kẽm và hợp kim của chúng. Bởi vì khi nhúng những kim loại này vào trong dung dịch muối đồng, sẽ tạo thành lớp đồng bám kín trên bề mặt; lớp này có nhiều lỗ và bám không chắc. Cho nên các chi tiết như sắt, kẽm và hợp kim của chúng, muối mạ đồng trong dung dịch axit, phải mạ lót lớp trong dung dịch xianua có độ dày 3 - 6 micromet đối với kẽm và hợp kim kẽm

Dung dịch mạ đồng xianua, cho kết tủa tinh thể nhỏ, bám tốt trên nền sắt thép, khả năng phân bốt tốt, có thể mạ được có hình dáng phức tạp. Nhưng dung dịch xianua năng suất thấp, mật độ dòng điện nhỏ, kém ổn định và rất độc

Vì vậy thay thế dung dịch đồng xianua bằng các dung dịch ổn định hơn, ít độc là vấn đề cần thiết. Trong các dung dịch tìm a thì dung dịch diphotphat có nhiều triển vọng được nghiên cứu để sử dụng

III. MẠ ĐỒNG TRONG DUNG DỊCH AXIT

1) Nguyên lý

Trong dung dịch mạ đồng axit phản ứng xảy ra ở hai cực như sau:

Ở Anot: Cu - 2e -> Cu2+

Ở Katot : Cu2+ + 2e -> Cu

Quá thế hidro cao, cho nên hidro bay ra rất ít, do đó hiệu suất cao, tốc độ mạ rất nhánh.

2) Thành phần dung dịch

Thành phần và chế độ làm việc (xem bảng 13)

Bảng 13: THÀNH PHẦN VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA DUNG DỊCH MẠ ĐỒNG AXIT

Tin liên quan


Bình luận:

Video

Cập nhật bảng giá sắt thép hôm nay

Giấy chứng nhận đăng ký doanh số : 6000.746.170 của sở kế hoặc và đầu tư Thành Phố Hồ Chí Minh 

Thành phần và chế độ làm việc Hàm lượng (g/l)
1 2 3 4 5
Đồng sunfat CuSO4 5H2O 200 250 210 - 200
Axit Sunfuric H2SO4 50 75 50-75   50
Naphtalendisunfo axit     0.5    
Tioure     0.005 0.01 0.04
Hồ       0.01  
Axit Clohidric HCI