Tiểu luận Môn ăn mòn kim loại

khác nhau trên giản đồ trạng thái Fe - Fe3C người ta phân thép ra làm ba loại: thép trước cùng tích, thép cùng tích và thép sau cùng tích. Thép trước cùng tích. Thép trước cùng tích có hàm lượng các bon nhỏ hơn 0,8% (khoảng 0,10 ¸ 0,70) tức nằm về bên trái của điểm S có tổ chức gồm ferít và péclít (hình 5.2). Hình 2.2. Tổ chức tế vi thép trước cùng tích 0,6% C (x500 lần). Khi lượng cácbon tăng lên thì tỷ lệ phần péclít mầu tối trong tổ chức của thép trước cùng tích tăng lên, còn ferít có mầu sáng lại giảm đi. Nếu hàm lượng cácbon quá ít (trong khoảng 0,02 ¸0,05%) có thể coi hợp kim này như thép nguyên chất với tổ chức hầu như toàn ferít tức là có màu sáng hoàn toàn. Tỉ lệ giữa peclit và ferít thay đổi theo thành phần của các bon chứa trong thép. Với thép có các bon 0,1% thì phần tối tức peclít khoảng 1/8. Với thép có các bon 0,4% thì phần tối tức peclít khoảng 1/2. Còn với thép có các bon 0,6% thì phần tối tức peclít khoảng 3/4. Thép cùng tích. Thép cùng tích là thép có thành phần 0,8% C (có thể xê dịch chút ít) ứng với điểm S có tổ chức chỉ gồm có peclít. Hình 2.3 Tổ chức tế vi của peclít tấm (a) và péclít hạt (b) (x 500 lần) Thép sau cùng tích. Thép sau cùng tích có thành phần trên 0,80% C (nhưng thường chỉ tới 1,5% C, cá biệt có thể tới 2,0 ¸ 2,2%) ứng với bên phải của điểm S. Thép sau cùng tích có tổ chức peclít và xementít thứ hai ở dạng lưới mầu sáng như được trình bày trên hình 5.4. Hình 2.4. Tổ chức tế vi thép sau cùng tích 1,2 %C (x500 lần). Cần lưu ý rằng: Thép trước cùng tích có tổ chức ferít - peclít cần phân biệt ferít trước cùng tích được tạo thành trước khi xảy ra phản ứng cùng tích và ferít của cùng tích được tạo thành trong phản ứng cùng tích. Rõ ràng là ferít trước là độc lập có dạng hạt còn loại sau là dạng hỗn hợp nằm xen kẽ lẫn với xementít trong peclít. Tương tự, với thép sau cùng tích, cũng cần phân biệt hai loại xementít. Xementít thứ hai được tạo thành sau cùng tích và xementít cùng tích nằm trong peclít. 2.2.5 Phân loại theo công dụng, Theo công dụng thép cácbon được chia làm bốn nhóm chính: thép cán nóng thông dụng, thép kết cấu, thép dụng cụ, và thép có công dụng riêng. Đây là cách phân loại thường được sử dụng nhất nên chúng sẽ được trình bày sâu hơn trong phần ký hiệu thép cácbon. 2.3 Ưu và nhược điểm của thép các bon 2.3.1 Ưu điểm Thép cácbon được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong đời sống sinh hoạt do chúng có những ưu điểm cơ bản sau: Do dễ nấu luyện và không sử dụng các nguyên tố hợp kim đắt tiền nên thép cácbon rất rẻ. So với thép hợp kim thì thép cácbon có tính công nghệ tốt hơn như dễ đúc, dễ hàn, dễ gia công áp lực như rèn, dập kéo sợi cũng như dễ gia công cắt gọt. Có cơ tính nhất định đủ cho các chi tiết nhỏ, trung bình và không quan trọng. Sau khi t ôi, độ cứng của thép cácbon cũng rất cao không thua kém gì thép hợp kim có hàm lượng cácbon tương đương. 2.3.2 Nhược điểm Tuy nhiên, về các mặt khác so với thép hơp kim, thép cácbon có những nhược điểm sau: Thép cácbon ở trạng thái thường hóa và trạng thái ủ có độ bền thấp, giới hạn đàn hồi không vượt quá 700MP mặc dù để đạt được giới hạn bền này độ dẻo và độ dai cũng đã giảm đi mạnh. Thép cácbon có độ thấm tôi thấp nên hiệu qủa hoá bền không cao,ảnh hưởng xấu đến độ bền, đặc biệt với tiết diện lớn. Thép cácbon thấp giữ được độ bền và độ cứng ở nhiệt độ không cao, thường chỉ tới 180 – 2200C vì thế chúng không được dùng làm dụng cụ cắt tốc độ nhanh và các chi tiết làm việc ở nhiệt độ cao. Không có các tính chất vật lý, hóa học đặc biệt như cứng nóng, chống ăn mòn… 2.4 Điều kiện ăn mòn thép cacbon: - Các điện cực phải khác chất nhau: có thể là cặp kim loại khác nhau, cặp kim loại - phi kim (C), cặp kim loại - hợp chất hóa học ( xêmentit ). Trong đó kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ là cực âm. Như vậy kim loại nguyên chất khó bị ăn mòn.- Các điện cực phải tiếp xúc với nhau ( hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn )- Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch điện li. Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm - Gang, thép là hợp kim Fe – C gồm những tinh thể Fe tiếp xúc trực tiếp với tinh thể C (graphit) - Không khí ẩm có chứa H2O, CO2, O2…tạo ra lớp dung dịch chất điện li phủ lên bề mặt gang, thép làm xuất hiện vô số pin điện hóa mà Fe là cực âm, C là cực dương 2.5 . Cơ chế ăn mòn điện hóa : Thép là những hợp kim Fe-C, trong đó cực âm là những tinh thể Fe, cực dương là những tinh thể c. Các điện cực này tiếp xúc trực tiếp với nhau và với một dung dịch điện li phủ ngoài. Như vậy, vật bị ăn mòn theo kiểu điện hóa:- Ở cực âm: Các nguyên tử Fe bị oxi hóa. Các ion này tan vào dung dịch điện li trong đó đã có một lượng không khí oxi, tại đây chúng bị oxi hóa tiếp thành .- Ở cực dương: Các ion hiđro của dung dịch điện li di chuyển đến cực dương, tại đây chúng bị khử thành hiđro tự do, sau đó thoát ra khỏi dung dịch điện li: .Các tinh thể Fe lần lượt bị oxi hóa từ ngoài vào trong. Sau một thời gian, vật bằng gang (thép) sẽ bị ăn mòn hết. - Ở cực âm xảy ra sự oxi hóa: Fe → Fe2+ + 2e - Ở cực dương xảy ra sự khử: 2H+ + 2e → H2 và O2 + 2H2O + 4e → 4OH- - Tiếp theo:       Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2                         4Fe(OH)2 + O2(kk) + 2H2O → 4Fe(OH)3 - Theo thời gian Fe(OH)3 sẽ bị mất nước tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe2O3.xH2 CHƯƠNG 3 : BẢO VỆ BẰNG PHƯƠNG PHÁP MẠ CROM 3.1 Giới thiệu chung về lớp mạ crom: 3.1.1 Tính chất crom : Cr là kim loại màu trắng bạc có ánh xanh, có độ cứng rất cao, chịu mài mòn tốt. Trọng lượng nguyên tử là 52,01. Nhiệt độ nóng chảy là 1750-1800oC. Điện thế tiêu chuẩn Cr/Cr3+là -0,7V. Trong khí quyển trên bề mặt Cr hình thành một lớp oxit mỏng rất kín, chắc, chống ăn mòn và giúp Cr giữ được độ bóng và màu sắc. Trong không khí ẩm và trong môi trường oxi hoá Cr có điện thế +0,2V nên lớp mạ Cr đối với thép phải kín mới có khả năng bảo vệ. Tính chất và cấu tạo lớp mạ crom : Lớp mạ crôm có cấu tạo tinh thế nhỏ mịn. Lớp mạ crôm có độ ổn định hoá học cao, chịu được mài mòn, bề ngoài sáng đẹp. Lớp mạ crôm có độ cứng cao (310-1050HB) chỉ sau kim cương và crunđum. Lớp mạ crôm có độ bóng cao màu sáng trắng có ánh xanh và bền màu. Crôm lại dễ mạ lên hầu hết các kim loại như sắt, đồng, kẽm, niken… Lớp mạ crom có 2 dạng cấu tạo: aCr và bCr Dạng aCr Dạng bCr Tỷ trọng : 7,1g/cm3 Lớp mạ sắp xếp chặt chẽ. Thu được khi mạ ở nhiệt độ cao và mật độ dòng điện lớn. Lớp mạ cứng, bóng. Tỷ trọng: 6,08g/cm3. Lớp mạ sắp xếp ít chặt chẽ. Thu được khi mạ ở nhiệt độ thấp và mật độ dòng nhỏ. Lớp mạ xám tối, xốp, bám kém. Dạng bCr chỉ bền ở nhiệt độ dưới 25oC, khi nhiệt độ cao hơn sẽ chuyển sang dạng aCr ổn định hơn đồng thời giải phóng hydro hấp phụ và co rút tinh thể tạo thành mạng vết nứt chi chít trên bề mặt. Lớp mã Crôm dạng a cho độ cứng cao hơn dạng b. Muốn ưu tiên dạng nào chỉ cần thay đổi diều kiện điện phân: nhiệt độ, mật độ dòng. Lớp mạ Crôm có ứng suất nội cao là do sự co rút thể tích khi nó chuyển từ dạng bCr sang dạng aCr nhưng vẫn bám chắc với nền. Kết quả là lớp mạ bị rạng nứt, tạo thành mạng vết nứt chằng chịt khắp bề mặt. Độ dẻo của lớp mạ crom cũng phụ thuộc vào chế độ điện phân. Mạ ở nhiệt độ thấp, mật độ dòng điện cao sẽ thu được lớp mạ crôm bóng hoặc mờ có độ giòn cao. - Mạ ở nhiệt độ cao, mật độ dòng điện thấp sẽ được lớp crom sữa dẻo. Chiều dày d lớp mạ crôm có thể tính gần đúng theo công thức sau: d = 4,6 . H . t . DC (mm) Trong đó: H hiệu suất dòng điện (12-18%) t- thời gian mạ (h) DC mật độ dòng điện catod A/dm2. Cơ sở lý thuyết quá trình mạ crom : Mạ crom tiến hành trong dung dịch là hỗn hợp acid H2Cr2O4 và H2Cr2O7 chứ không phải muối của kim loại kết tủa. Dung dịch nhất thiết phải có ion hoạt hoá (ion xúc tác) là: SO42- , F-, SiF62- không có chúng không thể kết tủa. Nồng độ ion hoạt hoá phải khống chế trong một giới hạn hẹp mới thu được lớp mạ tốt và hiệu suất dòng điện cao. Mạ Cr có điện thế khử ion cromat rất âm, hiệu suất dòng điện catod rất thấp, mật độ dòng điện rất lớn, khả năng phân bố lớp mạ rất kém. Không dùng anod crom hoà tan mà dùng anod trơ bằng hợp kim chì. Các dung dịch mạ crom: Những dung dịch dùng để mạ crom: Mạ từ dung dịch có anion SO42-: Dung dịch này gồm 2 cấu tử chính: CrO3 và H2SO4. CrO3 được dùng với nồng độ từ 150-400 g/l. Nồng độ cao cho lớp mạ ít cứng, hiệu suất dòng và khả năng phạn bố thấp. Nồng độ loãng cho lớp mạ rất cứng, hiệu suất dòng và khả năng phân bố cao. Acid sunfuric cung cấp ion hoạt hoá SO42-. Nồng độ H2SO4 cao cho lớp mạ bóng, tinh thể nhỏ còn nổng độ thấp cho lớp mạ xám, kém chất lượng và cả 2 trường hợp đều làm giảm hiệu suất dòng điện. Tỷ lệ nồng độ giữa 2 cấu tử chính CrO3:H2SO4 ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ CrO3:H2SO4 = 100:1 lớp mạ bóng nhất, hiệu suất dòng cao nhất, khả năng phân bố cao nhất. CrO3:H2SO4 = 70:1 đến 80:1 cho lớp mạ rất cứng nhưng không sáng bóng. Còn ở các tỷ kệ khác lớp mạ chất lượng rất xấu. Dung dịch mạ crôm có ion SO42- được chia thành 3 loại: Loại dung dịch Nồng độ các cấu tử g/l Chế độ mạ CrO3 H2SO4 Dc (A/dm2) toC Dung dịch vạn năng Dung dịch loãng Dung dịch đặc 220 – 250 150 – 175 275 – 300 2.2 – 2.5 1.5 – 1.75 2.75 – 3.0 15 – 60 45 – 100 10 – 30 45 – 55 55 – 65 35 – 45 Mạ từ dung dịch có anion F-: Chế độ mạ Ưu điểm Nhược điểm CrO3: 300-400g/l KF.2H2O: 8-12 g/l Nhiệt độ: 20-30oC Dc: 10A/dm2 Có thể mạ ở nhiệt độ phòng Khả năng phân bố và khả năng mạ sâu tốt. Có thể mạ ở mật độ dòng điện thấp (0,5-2A/dm2). Hiệu suất dòng điện cao. Lớp mạ có tính đàn hồi cao. Có thể mạ bóng được. Do chứa ion F- có tính ăn mòn cao. Anod phải dủng hợp kim Pb. Anod Pb dễ sinh ra chất chì florua bao phủ làm tăng điện trở. Lớp mạ có độ cứng thấp. Mạ từ dung dịch có các ion SO42- và SiF6 2- (dung dịch tự điều chỉnh): Dung dịch chứa đồng thời hai ion SO42- và SiF62- Chế độ mạ Ưu điểm Nhược điểm CrO3: 250-300 g/l SrSO4: 5,5-6,5 g/l K2SiF6: 18-20 g/l Nhiệt độ: 55-65oC Dc: 40-100 A/dm2 H: 17-18% Thành phần dung dịch luôn ồn định. Tăng khoảng nhiệt độ và mật độ dòng điện nên cho lớp mạ bóng. Tăng khả năng phân bố. Tốc độ kết tủa nhanh. Do chứa ion F- nên có tính ăn mòn cao. Anod phải dùng hợp kim Pb với Sn Điều chỉnh và phân tích khó khăn. Dung dịch nhạy với tạp chất nhất là Fe. Mạ từ dung dịch tetracromat: Khác với dung dịch mạ thường, acid cromic trong dung dịch tetracromat đã được trung hoà bằng NaOH và crom trong dung dịch tồn tại ở dạng natri tetracromat Na2Cr4O13. dung dịch này dùng để mạ crom bào vệ-trang sức. Chế độ mạ Ưu điểm Nhược điểm CrO3: 350 - 400 g/l H2SO4: 2,5 - 3 g/l NaOH: 40-60 g/l Nhiệt độ: 15-24oC Dc: 10-60 A/dm2 H: ~ 30% Mạ ở nhiệt độ thường. Lớp mạ dễ đánh bóng và đạt độ bóng cao. Lớp mạ mếm dẻo, không có lỗ xốp. Có thể mạ Crom chồng lên nhau mà không cần bóc lớp mạ cũ và độ dày trên 20mm khá đồng đều. Có thể mạ phân đoạn được. Phải khống chế nhiệt độ luôn ≤ 24oC. Do DC lớn nên dung dịch luôn bị đun nóng do đó phài làm lạnh thường xuyên. Độ cứng lớp mạ không cao. Chưa mạ bóng trực tiếp được. Nồng độ H2SO4 bằng 2-2,5 g/l cho lớp mạ dễ đánh bóng; nồng độ cao hơn cho lớp mạ giòn, góc cạnh vật mạ có vệt sáng. Nồng độ H2SO4 thấp hơn hiệu suất dòng điện giảm rất nhanh Nồng độ NaOH tốt nhất là 40-60g/l Mạ crôm đen: Mạ crôm đen dùng cho các vật cần phản quang thấp họăc trang sức trong những trường hợp đặc biệt. Dung dịch mạ crôm đen không có gốc SO42- Hàm lượng crôm oxit khoảng 75% còn lại là hợp chất oxy hoá crôm. Pha chế dung dịch crôm đen cần dùng nước cất, và loại hết gốc sunfat. Mạ crôm đen lên nền thép cần mạ đồng hoặc niken trước, đối với chi tiết đồng, kẽm cần mạ niken. Giá treo mạ crôm đen cần phải tẩy lớp mạ cũ thì mới dẫn điện tốt. Thành phần và chế độ. Dung dịch 1 2 3 4 CrO3 300-320 250 – 300 250 200 NaNO3 7-11 H2SiF6 0,1ml/l 0,25 CH3COOH 212 5 ml/l (CH3COO)2Ba 7,5 NiCl2.6H2O 20 Vanadi nitrat 2 NH2SO3H NH2CONH2 Nhiệt độ oC < 35 32 -45 25-35 35 -40 Dc 15-30 49 15-45 100 Thời gian (ph) 20 Anod Pb-Sn Pb - Sn Thành phần dung dịch mạ crom và ảnh hưởng của chúng lên quá trình điện phân và chất lượng lớp mạ: Thành phần dung dịch Ảnh hưởng CrO3 Là thành phần cơ bản của mọi dung dịch mạ crom Tăng nồng độ CrO3: hiệu suất dòng điện giảm nên khả năng phân bố kim loại cũng giảm theo. Tăng nồng độ CrO3: tăng độ dẫn điện của dung dịch, giảm thế trong bể điện phân, tuy nhiên còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Tăng nồng độ CrO3: làm giảm giới hạn mật độ dòng và khoảng nhiệt độ tối ưu thu được lớp mạ Cr bóng SO42- Đóng vai trò chất xúc tác. Thiếu nó phản ứng khử CrO42- trên catod không diễn ra : lớp mạ catod không hình thành SiF62- Đóng vai trò chất xúc tác: nâng hiệu suất dòng catod lên cao Cr3+ Nồng độ Cr3+ thấp: tốc độ mạ chậm, tốc độ mạ mềm, khả năng phân bố thấp. Nồng độ Cr3+ cao: phạm vi thu được lớp mạ bóng hẹp, độ bóng kém Là thành phần không thể thiếu trong dung dịch mạ crom Tạp chất ( Fe, Cu, Zn, Cl-, NO3-…) Ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ: Hàm lượng sắt cao: độ dẫn điện giảm, dòng điện không ổn định, phạm vi thu được lớp mạ bóng hẹp. hàm lượng Fe không vượt quá 8g/l. Hàm lượng Cu không vượt quá 5 g/l Hàm lượng Zn không vượt quá 3 g/l Nồng độ ion Cl- cao: hiệu suất dòng điện giảm, khả năng phân bố thấp, lớp mạ đen, có hoa độ bền ăn mòn kém. Lượng ion clo cho phép trong phạm vi 0.3 – 0.5 g/l. Ion NO3-: dù có rất ít ion NO3- sẽ làm cho lớp mạ đen, bể chì bị ăn mòn, phải dùng mật độ dòng điện cao mới được lớp mạ crom Chế độ làm việc: Khả năng phân bố của lớp mạ crom kém. Giữa khả năng phân bố và độ che phủ của dung dịch mạ crom có mối quan hệ mật thiết với nhau và phụ thuộc vào sự phân bố dòng sơ cấp, nhiệt độ và mật độ dòng. Khi nhiệt độ cao, độ phân bố sẽ kém còn mật độ dòng tăng độ phân bố sẽ tăng và hàm lượng H2SO4 tối ưu, khả năng phân bố 1% cũng như sự có mặt của Cr3+ sẽ làm tăng sự phân bố. Cách pha chế dung dịch và điều chỉnh dung dịch mạ: a. Pha chế dung dịch: Các dung dịch chứa ion sunfat được pha chế bằng cách hoà tan CrO3 vào nước cất hay nước mềm. Độ hoà tan của chúng ở nhiệt độ phòng là 620 -630 g/l. dung dịch được khuấy cẩn thận cho tan hết và đề 1 ngày sau mới sự dụng. CrO3 kỹ thuật có lẫn một ít acid sunfuric do đó phải trừ lượng này khi thêm cấu tử thứ 2 H2SO4 vào dung dịch mới pha. Dung dịch tự điều chỉnh: hoà tan CrO3 như trên, xác định nồng độ CrO3 và SO42- kết tủa ion sunfat dư bằng SrCO3 , cho thêm các muối khó tan theo đợn chỉ định, đun nóng dung dịch , đến 60-70oC khuấy kỹ giữ ở nhiệt độ này 16-18h. Mạ xử lý ở Dc và nhiệt độ làm việc trong 2-3h. Dung dịch tetra cromat: hoà tan CrO3 như trên xác định nồng độ SO42- , NaOH, pha thành dung dịch và rót từ từ vào dung dịch trên, khuấy kỹ, khi dung dịch đã nguội cho acid sunfuric vào đủ lượng qui định. b. Điều chỉnh dung dịch mạ crôm: Mạ crôm không dùng anod tan nên dung dịch loãng dần theo thời gian mạ. Lúc đó phải dùng dung dịch đặc pha sẵn để bổ sung vào bể mạ. Đối với dung dịch tự điều chỉnh thì ion sunfat trong dung dịch đặc phau sẵn phải dùng SrCO3 để chuyển chúng thành dạng kết tủa. SrSO4 và K2SiF6 bổ sung theo chỉ tiêu sau: cứ 1l dung dịch đã mạ được 1m2 sản phẩm cần phải bổ sung 1g SrSO4 và 6g K2SiF6. Khi nồng độ Cr3+ tích tụ quá nhiều phải mạ xử lý: dùng catod thép có diện tích bé hơn anod, mạ xử lý với Da = 1-1,5A/dm2 còn Dc phải lớn hơn. 3.5 Những hư hỏng thường gặp ,nguyên nhân và cách khác phục trong mạ crom: SỰ CỐ NGUYÊN NHÂN CÁCH KHẮC PHỤC Lớp Cr tách khỏi lớp Ni hay tách khỏi kim loại nền. - Độ bám lớp Cr vào lớp mạ Ni yếu. - Chuẩn bị bề mặt kim loại nền để mạ Ni không tốt. - Lớp mạ Ni thụ động. - Lớp Ni bóng nhưng dễ tách lớp. - Dd mạ Ni không đạt yêu cầu. - Phải mạ Cr ngay sau mạ Ni. - Tẩy mỡ, tẩy gỉ kim loại nền đúng kĩ thuật. - Xử lý bề mặt Ni thụ động. - Kỉểm tra lại dd mạ Ni. Lớp mạ Cr không kết tủa lên lớp mạ Ni. - Lớp mạ Ni bị thụ động. - Để mạ Ni quá lâu mới mạ Cr. - Khử màng thụ động Ni. - Cần mạ Cr ngay sau khi mạ Ni. Cr không kết tủa ở từng chỗ của bề mặt. - Có bọt khí bám vào bề mặt catốt. - Mật độ dòng Ik quá bé. - Tiếp xúc điện yếu. - Bị che chắn. - Khuấy mạnh. - Tăng Ik.. - Kiểm tra tiếp xúc điện. - Xem lại cách sắp xếp. Điện thế trong bể nhảy vọt, cường độ dòng điện giảm. - Tiếp điện yếu. - Anốt bị che phủ bởi PbO2 dày. - Kiểm tra cách tiếp điện. - Cr3+ạo, tẩy PbO2. Lớp mạ Cr màu xám hay không bóng. - Nồng độ axit H2SO4 giảm, nồng độ Cr2O3 cao. - Đánh bóng không đều. - Thêm 1 ít H2SO4 để mạ thăm dò. - Điện phân với bề mặt anốt lớn. Cr không kết tủa hòan tòan. - Nồng độ Cr2O3 quá nhỏ, còn SO42- quá lớn. - Ik quá bé. - Tiếp điện không tốt. - Nhiệt độ quá cao. - Đo tỷ trọng, thêm CrO3 đến giới hạn yêu cầu. - Tăng Ik.. - Kiểm tra tiếp điện. Chi tiết bị phủ lớp màu nâu hay cầu vòng. - Nồng độ H2SO4 nhỏ. - Tiếp điện kém. - Kiểm tra tăng thêm H2SO4. - Kiểm tra tiếp điện. Anốt (Pb) bị ăn mòn. Dd bẩn bởi axit HCl Lớp mạ có các vết mờ nhỏ và lớn. - Một phần kim loại nền bị thụ động. - Bề mặt bị bẩn bởi lớp dầu mỡ, lớp oxyt. - Khử thụ động. - Tẩy kỹ bề mặt. Có xuất hiện các vết trắng trên bề mặt. Thiếu SO42- trong dd tự điều chỉnh. Kiểm tra, thêm 2-3g/l chất SrSO4. Có các vết nâu. - Mật độ dòng quá nhỏ trong giai đọan đầu điện phân. - Nồng độ CrO3 quá lớn. - Nồng độ SO42- quá nhỏ. - Sử dụng Ik cao ngay từ đầu. - Đo tỷ trọng bằng bômô kế và pha lõang thích hợp. Khả năng phủ sâu kém. - Nhiệt độ cao. - Chi tiết cần che chắn đúng cách. - Sự xếp đặt anốt không phù hợp hoặc không có anốt phụ. - Thành phần dd không phù hợp, CrO3 quá nhỏ, SO42- quá lớn, Cr3+ quá lớn. - Giảm nhiệt độ thích hợp. - Kiểm tra treo chi tiết cho đúng. - Tăng khỏang cách anốt catốt. - Sắp xếp lại anốt và catốt phù hợp hơn - Kiểm tra, phân tích và sửa chửa dd cho phù hợp. Độ bóng kém nhưng khả năng phân bố lớp mạ tốt. - Nồng độ CrO3 lớn. - Thiếu SO42-. Lớp mạ ở cạnh chi tiết bóng, ở giữa thì màu sữa. - Nhiệt độ quá cao, mật độ dòng Ik quá nhỏ hoặc cả hai. - Mật độ dòng lúc đầu quá cao. - Thành phần dd có khả năng phân bố kém. - Giảm Ik lúc bắt đầu và rút ngắn thời gian để Ik cao. - Kiểm tra dd, làm giảm SO42- xuống. Lớp mạ ở cạnh chi tiết quá mờ, ở trung tâm lại bóng. - Nhiệt độ quá thấp. - Mật độ dòng khởi đầu quá lớn. - Thành phần dd có khả năng phân bố kém. - Tăng nhiệt độ thích hợp. - Giảm Ik lúc đầu. - Điều chỉnh thành phần dd. Lớp mạ mờ, cạnh góc nhọn gồ ghề. - Mật độ dòng lớn. - Nhiệt độ quá thấp( hay cả hai) - Nồng độ CrO3 thấp. - Thiếu K2SiF6 và SrSO4 trong dd. - Quá nhiều các vảy anốt trong dd. - Tăng nồng độ CrO3 thích hợp. - Khi thấy không có kết tủa ở đáy bể thì thêm 2-3g/l SrSO4 và 5-10g/l K2SiF6. Lớp mạ kết tủa chậm. - Ik quá nhỏ. - Chi tiết bị che chắn. - Nồng độ SO42- quá lớn. - Nồng độ Cr3+, Fe3+, Cu2+ lớn. - Tăng Ik thích hợp. - Kiểm tra cách treo anốt và catốt. - Phân tích, giảm SO42-. - Loại kim loại lạ bằng điện phân, ở nhiệt độ thấp mật độ dòng catốt rất nhỏ, bề mặt catốt lớn. Lớp Cr mềm, màu sữa. - Nhiệt độ dd quá cao. - Mật độ dòng Ik quá nhỏ. - Duy trì nhiệt độ 540C. - Tăng Ik thích hợp. Những sự cố khi mạ Cr kỹ thuật Trên cạnh mép, chỗ lồi xuất hiện đenđryt. Do mật độ dòng Ik quá lớn ở các chỗ đó. - Làm tròn các cạnh mép trước khi mạ Cr. - Cần sử dụng che chắn hợp lý. Lớp mạ tách lớp. - Ngắt dòng quá lâu khi điện phân. - Sự thay đổi mật độ dòng nhảy vọt. - Sự thay đổi đột ngột t0 do thêm nước lạnh vào bể mạ khi điện phân. - Sử dụng bánh mài, tốc độ mài thích hợp, không dùng chất bôi trơn, hấp thụ nhiệt. - Tránh làm thay đổi mật độ dòng đột ngột. - Hạn chế thay đổi nhiệt độ quá 1,5%, mật độ dòng quá 5%. -Thêm từng phần nhỏ nước nóng 500C. - Đánh bóng lớp Cr dùng bánh xe vải, lơ, có dấu hỏa, bột năng, mỡ kỹ thuật…tốc độ quay 15-20m/s. Tách lớp mạ khỏi kim loại nền. - Tiến hành điện phân trước khi có cân bằng nhiệt dd - chi tiết. - Chi tiết bị phủ một lớp oxit do để lâu ngoài không khí trước khi mạ Cr. - Thép có chứa hàm lượng Cr, Mn, Ni lớn. - Chỉ bắt đầu điện phân (mạ) khi t0 dd và chi tiết đồng nhất. Nếu chi tiết có nhiệt dung lớn, trước khi mạ cần nhúng vào nước nóng một chút. - Tẩy lại. - Phải tiến hành gia công đặc biệt trước khi mạ Cr. Lớp mạ bị nứt trong và sau khi mạ. - Các vết nứt bị che kín trong quá trình tôi thép. - Sự hấp thụ H2. - Cần kiểm tra chi tiết trước khi mạ Cr. - Sau khi mạ phải khử H2. Lớp mạ có châm kim. - Bọt H2 bám lâu trên catốt. - Kim loại nền có chứa các hạt than chì do hậu quả của gia công nhiệt thép không đúng kỹ thuật. - Bề mặt kim loại nền bị lỗ. - Khuấy mạnh để đuổi H2. - Cần tiến hành gia công nhiệt đúng kỹ thuật. - Mài để tẩy xóa vết rỗ. Sự cố khi mạ Cr trong dd Tetracromat Lớp mạ đen cháy ở cạnh mép, góc nhọn. - Mật độ dòng Ik quá cao. - Do nồng độ H2SO4 vượt quá 2,5g/l. - Do nồng độ CrO3, nồng độ NaOH quá cao. - Nồng độ Cr3+ quá 10g/l. - Giảm Ik xuống. - Kiểm tra giảm H2SO4. - Kiểm tra, thêm CrO3, pha lõang, bổ sung các thành phần khác. - Điện phân để giảm Cr+ Lớp mạ Cr tối. - Nồng độ H2SO4 dưới 1,5g/l. - Nồng độ Cr3+ quá lớn. - Kiểm tra, bổ sung H2SO4. - Điện phân giảm Cr3+. Lớp mạ Cr cứng, khó đánh bóng. - T0 > 300C. - Nồng độ quá lớn. - Nồng độ CrO3 quá nhỏ. - Nồng độ SO42- quá nhỏ. - Nồng độ Cr3+ quá nhỏ. - Hạ t0 < 230C. - Đo tỷ trọng, pha lõang. - Thêm 100-150g/l CrO3. - Thêm một ít H2SO4, điện phân thăm dò. - Phân tích Cr3+, thêm đường (1g đường tạo 3-5g Cr2O3) Một số phần bề mặt không có Cr. Mật độ dòng quá lớn hay quá nhỏ. Dùng mật độ dòng thích hợp. Tốc độ mạ chậm. - Nồng độ CrO3 quá nhỏ. - Nồng độ SO42- quá nhỏ. - Nhiệt độ quá cao hay quá thấp. - Nồng độ CrO3 quá lớn hay quá nhỏ. - Nồng độ Natri tetracromat quá nhỏ. - Kiểm tra, phân tích, thêm 100-150g/l CrO3. - Kiểm tra bổ sung để nồng độ H2SO4 khoảng 1,2-2,5g/l là tối ưu. - Duy trì t0 = 17-230C. - Kiểm tra, phân tích để nồng độ CrO3 tự do trong khỏang 100-150g/l là tối ưu. - Kiểm tra nồng độ chung CrO3, căn cứ vào tỷ trọng mà bổ sung xút. 3.6 Kiểm tra chất lượng lớp mạ: 3.6.1 Kiểm tra bề mặt ngoài lớp mạ: Kiểm tra bề mặt ngoài lớp mạ là phương pháp thường dùng để kiểm tra chất lượng lớp mạ. Dùng mắt để kiểm tra có thể phân thành 3 loại: loại đạt chất lượng, loại phải làm lại và loại phế phẩm. Chi tiết có lớp mạ không đạt chất lượng bao gồm những chi tiết phải tẩy đi mạ lại và loại không cần tẩy lớp mạ mà thêm một số nguyên công nữa (như đánh bóng lại…). Bề mặt ngoài lớp mạ không cho phép có châm kim, điểm rỗ, bóng, cháy, tối… lớp mạ phải có độ bóng đẹp, màu sắc phù hợp. Căn cứ vào yêu cầu sử dụng của lớp mạ mà chọn những chi tiết đạt chất lượng: Đối với mạ bảo vệ trang sức, chọn những chi tiết không ảnh hưởng tới bề mặt ngoài. Lớp mạ Crom phải giữ được độ bóng lâu dài và còn đóng vai trò chống ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn của nó phụ thuộc vào lớp mạ có xốp hay không, điều này phụ thuộc chủ yếu vào loại dung dịch mạ Crom. Đối với lớp mạ bảo vệ phải chọn những chi tiết có tính năng chống gỉ phù hợp với yêu cầu. Những chi tiết phế phẩm bao gồm những loại sau: chi tiết ăn mòn nhiều, chi tiết có khuyết tật về cơ khí… 3.6.2 Kiểm tra độ bám chắc lớp mạ: Độ bám chắc lớp mạ không tốt, nguyên nhân chủ yếu do khâu chuẩn bị bề mặt, trước khi mạ không tốt. Ngoài ra độ bám chắc còn chịu ảnh hưởng của thành phần dung dịch, chế độ làm việc, hệ số nở nhiệt giữa kim loại nền và lớp mạ. Có nhiều phương pháp kiểm tra độ bám chắc lớp mạ với kim loại nền. Phương pháp này dựa trên cơ sở sự khác nhau của tính năng cơ khí vật lý của lớp mạ và kim loại nền tức là mẫu mạ chịu tác dụng trực tiếp của ngoại lực, nhiệt độ, sự biến dạng không đồng đều mà kiểm tra độ bám chắc lớp mạ. Chọn phương pháp nào căn cứ vào từng chi tiết mạ và kim loại mạ. Ta có thể làm các thí nghiệm như sau: Thí nghiệm uốn cong: Mẫu mạ kẹp trên êto, uốn cong đi, uốn cong lại nhiều lần, đến khi mẫu mạ đứt rời ra, lớp mạ không bị bong. Hoặc phóng đại 4 lần để kiểm tra, lớp mạ và kim loại nền vẫn gắn chắc với nhau. Thí nghiệm dũa: Mẫu mạ kẹp trên êtô, dùng dũa, dũa đi cạnh của lớp mạ. Bề mặt dũa tạo thành góc 450 với bề mặt lớp mạ, cho kim loại nền lộ ra, lớp mạ không bị bong. Thí nghiệm vạch: Dùng dao nhỏ vạch ngang dọc trên bề mặt chi tiết mạ, cho tới khi tới kim loại nền, số lượng vạch, cự ly giữa các vạch không hạn chế, quan sát lớp mạ không có hiện tượng bong. Thí nghiệm gia nhiệt: Chi tiết mạ đưa vào tủ sấy hoặc lò nung, gia nhiệt thời gian 0,5 – 1 giờ, sau đó làm nguội trong nước ở nhiệt độ thường, lớp mạ không bị bong dộp. Nhiệt độ thí nghiệm gia nhiệt: Lớp mạ Kim loại nền Crôm, Niken, Đồng Niken + crôm, thiếc + niken Thép 300 ± 10 Đồng và hợp kim đồng 250 ± 10 Hợp kim kẽm 150 ± 10 Nhôm và hợp kim nhôm 220 ± 10 3.6.3 Kiểm tra độ dày lớp mạ: Độ dày lớp mạ là nhân tố quan trọng đánh giá chất lượng lớp mạ, ảnh hưởng rất lớn đến độ bền sử dụng. Độ bền lớp mạ là việc rất quan trọng xác định tính năng vật lý của lớp mạ. Có hai phương pháp để độ dày lớp mạ: phương pháp hóa học và phương pháp vật lý. Phương pháp hóa học bao gồm: phương pháp đo dòng