Giáo trình công nghệ phục hồi

Ch­¬ng 2 : Phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y b»ng ph­¬ng ph¸p m¹ (HC lÇn 2_13/7/07)[5, 8, 12, 16,17,18] M¹ kh«ng nh÷ng ®­îc øng dông ®Ó trang trÝ, b¶o vÖ bÒ mÆt kim lo¹i, t¨ng kh¶ n¨ng tiÕp xóc trong c¸c m¹ch ®iÖn, c«ng t¾c ®iÖn mµ cßn ®­îc sö dông ®Ó phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y bÞ mµi mßn. Môc ®Ých cña m¹ phôc håi chñ yÕu lµ c¶i thiÖn bÒ mÆt tiÕp xóc cña chi tiÕt, kh«i phôc c¸c kÝch th­íc l¾p ghÐp, phôc håi kÝch th­íc c¸c chi tiÕt bÞ mµi mßn, t¨ng ®é cøng, t¨ng ®é chÞu mµi mßn... Ngoµi ra, c¸c líp m¹ cßn cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ kim lo¹i khái t¸c dông cña m«i tr­êng xung quanh, hoÆc t¹o ra c¸c bÒ mÆt trang trÝ, ... M¹ kim lo¹i cã thÓ lµ m¹ ®iÖn, m¹ hãa häc, m¹ nhóng... 2.1 C¸c kh¸i niÖm chung vÒ qu¸ tr×nh m¹ Dung dÞch ®iÖn li: Trong kü thuËt m¹ ng­êi ta sö dông c¸c dung dÞch axit, baz¬, muèi. Khi hßa tan trong dung dÞch th× chóng ph©n li thµnh c¸c ion vµ ®­îc gäi lµ dung dÞch ®iÖn li. 2.1.1 C¸c h»ng sè vËt lý vµ ho¸ häc Nång ®é chÊt tan trong n­íc ®­îc biÓu diÔn b»ng mét trong c¸c ph­¬ng ph¸p sau: N - Sè ®­¬ng l­îng gam cña chÊt tan trong 1 lÝt dung dÞch (nång ®é ®­¬ng l­îng) . C - Nång ®é chÊt tan lµ sè gam chÊt tan trong 1 lÝt dung dÞch gam/lÝt (g/l) ; P - Nång ®é phÇn tr¨m lµ sè gam chÊt tan trong 100 gam dung dÞch , % ; C = p . g . 10 Trong ®ã : C - nång ®é chÊt tan (g/l) p - Nång ®é % g - Tû träng dung dÞch , g/cm3. Trong ®ã M - Ph©n tö l­îng cña chÊt z - Ho¸ trÞ 2.1.2 C¸c th«ng sè cña quy tr×nh m¹ 1. MËt ®é dßng ®iÖn trªn catèt Dk hoÆc trªn anèt Da lµ nh÷ng th«ng sè chñ yÕu cña qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n. MËt ®é dßng ®iÖn lµ tû sè c­êng ®é dßng ®iÖn trªn diÖn tÝch ®iÖn cùc, th­êng ®­îc biÓu diÔn theo ®¬n vÞ : ( A/ dm2 ). 2. §­¬ng l­îng ®iÖn hãa : L­îng chÊt kÕt tña hoÆc hoµ tan trong 1 ampe giê ®­îc gäi lµ ®­¬ng l­îng ®iÖn ho¸ vµ tÝnh theo c«ng thøc : Trong ®ã : A - Nguyªn tö l­îng cña kim lo¹i; Z - ho¸ trÞ 28,6 - sè ®iÖn l­îng (28,6 ampe . giê= 96.500 cu l«ng ) a - §­¬ng l­îng ®iÖn hãa Qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n tu©n theo ®Þnh luËt Faraday : l­îng kim lo¹i kÕt tña trªn catèt hoÆc hoµ tan trªn anèt tû lÖ thuËn víi ®iÖn l­îng qua dung dÞch. §iÖn l­îng tÝnh b»ng cu l«ng. 3. L­îng kim lo¹i kÕt tña hoÆc hoµ tan ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : m = a.I.t.h m - L­îng kim lo¹i ( gam , g) I - C­êng ®é dßng ®iÖn ( Ampe, A ) t - Thêi gian ( giê , h) a - §­¬ng l­îng ®iÖn ho¸ ( gam/ (A.h) VÝ dô ®­¬ng l­îng ®iÖn ho¸ mét sè chÊt ( Cr: = 0,323 ; Fe: a = 1,043 ) - HÖ sè h÷u Ých cña qu¸ tr×nh 4. HiÖu suÊt dßng ®iÖn Trªn catèt , ngoµi ion kim lo¹i kÕt tña cßn cã ion hydro. V× thÕ kim lo¹i b¸m trªn catèt kh«ng b»ng l­îng kim lo¹i tÝnh theo ®Þnh luËt Faraday. Tû sè l­îng kim lo¹i kÕt tña trªn l­îng kim lo¹i lý thuyÕt tÝnh theo ®Þnh luËt Faraday gäi lµ hiÖu suÊt dßng ®iÖn h 5. TÝnh ®é dµy líp m¹ m - l­îng kim lo¹i hoµ tan ®iÖn ho¸ (gam) S - DiÖn tÝch, (mm2) g- tû träng g/cm3. (*) Trong ®ã : d - §é dµy trung b×nh, mm g - Tû träng kim lo¹i m¹ g/cm3. h - HiÖu suÊt dßng ®iÖn % t - Thêi gian m¹ giê (h) a - §­¬ng l­îng ®iÖn ho¸ g/(A.h) Tõ c«ng thøc (*) ta tÝnh ®­îc thêi gian cÇn m¹. I = Dk . S S - diÖn tÝch bÒ mÆt kim lo¹i m¹ (mm2) 2.3 Mét sè ph­¬ng ph¸p kiÓm tra ®o ®¹c trong m¹ ®iÖn 2.3.1 KiÓm tra chiÒu dµy líp m¹: ChiÒu dµy líp m¹ lµ ®¹i l­îng quan träng. ChiÒu dµy líp m¹ th­êng kh«ng ®Òu trªn toµn bé bÒ mÆt cña s¶n phÈm. Cã chiÒu dµy côc bé vµ chiÒu dµy trung b×nh. Khi m¹ ng­êi ta quy ®Þnh chiÒu dµy tèi thiÓu cho s¶n phÈm. Tuæi thä líp m¹ ®­îc quyÕt ®Þnh bëi chiÒu dµy líp m¹ máng nhÊt. a/ KiÓm tra b»ng ph­¬ng ph¸p tia dßng dung dÞch: Hßa tan líp m¹ t¹i mét ®iÓm b»ng c¸ch cho tia dung dÞch ®Æc biÖt xãi mßn liªn tôc cho ®Õn khi lé líp nÒn ra. Tõ thêi gian xãi mßn hoÆc l­îng dung dÞch ®· tiªu hao ta suy ra chiÒu dµy líp m¹. b/ KiÓm tra b»ng ph­¬ng ph¸p tia dßng thÓ tÝch T­¬ng tô ph­¬ng ph¸p trªn nh­ng ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ dùa vµo thÓ tÝch dung dÞch ®· tiªu hao. c/ KiÓm tra b»ng ph­¬ng ph¸p giät Nhá gÞot dung dÞch ¨n mßn lªn bÒ mÆt vËt m¹, ®Ó mét thêi gian nhÊt ®Þnh, thÊm hÕt dung dÞch b»ng giÊy läc, nhá tiÕp lªn ®ã 1 giät kh¸c, cø thÕ tiÕp tôc cho ®Õn khi xuÊt hiÖn ®Æc tr­ng cña líp nÒn, cña líp m¹ lãt. Dùa vµo sè giät ®Ó tÝnh chiÒu dµy líp m¹. d = dg . 0,5 n (mm) dg - ChiÒu dµy líp m¹ bÞ ¨n mßn bëi 1 giät dung dÞch n - Sè giät dung dÞch ®· thö nghiÖm 2.3.2. KiÓm tra c¬ tÝnh vµ mét sè tÝnh chÊt kh¸c cña líp m¹ a. KiÓm tra ®é dÎo vµ ®é bÒn xÐ r¸ch X¸c ®Þnh ®é bÒn xÐ r¸ch sb. lµ tû sè lùc xÐ r¸ch cùc ®¹i (Fmax ) (N) vµ tiÕt diÖn vËt m¹ bÞ bÞ xÐ r¸ch S (mm2) (N/mm2) b. §é cøng (N/mm2) S - DiÖn tÝch lón (mm2) Fmax - Lùc Ðp (N) NÕu d > 100 mm , ®é cøng ®­îc ®o b»ng mòi kim c­¬ng, trªn c¸c m¸y ®o th«ng th­êng. NÕu d < 100 mm , ®o b»ng mòi kim c­¬ng cã gãc më 136 o. §é cøng Vicker ®­îc ®o b»ng c«ng thøc : d - ChiÒu dµi ®­êng chÐo cña vÕt lón h×nh th¸p(mm) F - Lùc t¸c dông (N) B¶ng 2 - 1 Líp m¹ §é cøng Vicker HV, Mpa Niken nãng L¹nh Ho¸ häc 1400 - 1600 3000 - 5000 6500 - 9000 Cr«m M¹ cr«m s÷a M¹ cr«m cøng Tõ dung dÞch tetracromat 4500 - 6000 7500 - 11000 3500 - 4000 S¾t 4500 - 7000 Vµng 400 - 600 KÏm 400 - 600 Cadimi 350 - 500 ThiÕc 120 - 300 c. §é b¸m - ®­îc thö b»ng ph­¬ng ph¸p bÎ g·y mÉu, hoÆc xo¾n. d. §é chÞu mµi mßn - ®­îc kiÓm tra b»ng c¸ch cho thö ma s¸t. e. §é bãng - kiÓm tra b»ng c¸ch so s¸nh ¸nh s¸ng ph¶n chiÕu. f. §é bÒn ¨n mßn - thö b»ng ph¬i mÉu tù nhiªn vµ ph¬i mÉu trong h¬i muèi. 2.3.3. KiÓm tra dung dÞch m¹ Gi¸ trÞ pH cµng thÊp th× dung dÞch cµng mang tÝnh axit, pH cµng cao th× dung dÞch cµng mang tÝnh kiÒm. Khi muèi t¸c dông víi n­íc ®Ó t¹o thµnh kiÒm vµ axit gäi lµ ph¶n øng thuû ph©n. Muèi axit m¹nh t¸c dông víi kiÒm m¹nh sÏ kh«ng thuû ph©n, à dung dÞch ®iÖn ly lµ trung tÝnh. Muèi axit yÕu + kiÒm m¹nh sÏ thuû ph©n cho m«i tr­êng kiÒm. Dung dÞch ®Öm cã kh¶ n¨ng lµm gi¶m mét l­îng ®¸ng kÓ ion H+ hoÆc (OH)- cña c¸c muèi axit yÕu + kiÒm m¹nh hoÆc axit m¹nh + kiÒm yÕu gi÷ cho gi¸ trÞ pH kh«ng thay ®æi nhiÒu khi thªm axit hoÆc kiÒm vµo dung dÞch ®Öm axit boric - muèi borat, axit axªtic - muèi axªtat vµ am«niac - muèi am«n. Nång ®é pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 TÝnh axit m¹nh axÝt yÕu kiÒm yÕu KiÒm m¹nh Trung tÝnh H×nh 2 - 1 Liªn hÖ tÝnh axit, tÝnh baz¬ vµ nång ®é pH §é pH cña dung dÞch cã ¶nh h­ëng lín ®Õn : ®é dÉn ®iÖn cña dung dÞch ®iÖn ly ®é hoµ tan vµ bÒn v÷ng cña c¸c chÊt ®é hoµ tan vµ thô ®éng ®iÖn ho¸ cña anèt qu¸ tr×nh gi¶i phãng hydro; qu¸ tr×nh kÕt tña kim lo¹i, tÝnh chÊt líp kim lo¹i ®­îc kÕt tña; thuû ph©n c¸c muèi kim lo¹i; kÕt tña c¸c hîp chÊt kiÒm. Khi qu¸ tr×nh m¹ cÇn duy tr× vµ æn ®Þnh ®é pH trong ph¹m vi nhÊt ®Þnh. NÕu pH thay ®æi sÏ lµm xÊu chÊt l­îng m¹ nh­ t¨ng dßn, g·y, rç, bong... §Ó æn ®Þnh vµ duy tr× ®é pH cña dung dÞch trong ph¹m vi nhÊt ®Þnh, ng­êi ta th­êng cho c¸c chÊt phô gia gäi lµ chÊt ®Öm. ChÊt ®Öm cã kh¶ n¨ng t¹o ion H+ khi thiÕu hay kÕt hîp ®Ó bít ion thõa. Khi m¹ Ni, chÊt ®Öm th­êng dïng lµ axit boric (H3BO3. §iÖn cùc kim lo¹i bÞ hoµ tan lµ anèt (nèi víi cùc d­¬ng cña nguån ®iÖn ) Kim lo¹i cã thÕ tiªu chuÈn kh¸c nhau nªn líp m¹ cã thÓ cã ®iÖn thÕ d­¬ng h¬n hoÆc ©m h¬n so víi kim lo¹i nÒn. NÕu kim lo¹i líp m¹ cã ®iÖn thÕ ©m h¬n so víi kim lo¹i nÒn th× líp m¹ bÞ hoµ tan anèt nªn ®­îc gäi lµ líp m¹ anèt. Zn cã thÕ ®iÖn cùc - 0,76 V KÏm bÞ ¨n mßn Fe cã thÕ ®iÖn cùc - 0,44 V Kim lo¹i c¬ b¶n - s¾t ®­îc b¶o vÖ Zn Fe H×nh 2-2 Sù ¨n mßn cña líp m¹ anèt NÕu kim lo¹i líp m¹ cã ®iÖn thÕ d­¬ng h¬n so víi kim lo¹i nÒn : kim lo¹i nÒn bÞ tan nªn líp m¹ nµy ®­îc gäi lµ líp m¹ catèt (Líp m¹ cã rç). Sn cã thÕ ®iÖn cùc - 0,14 V Fe cã thÕ ®iÖn cùc - 0,44 V S¾t bÞ ¨n mßn Sn Fe H×nh 2- 3 Sù ¨n mßn cña líp m¹ catèt 2.4 S¬ ®å nguyªn lý m¹ ®iÖn A + + 1 2 2 3 + 6-12 V 4 5 6 H×nh 2 - 4 S¬ ®å nguyªn lý cña m¹ ®iÖn 1 - Dung dÞch ®iÖn ph©n 2 - Anèt (Cùc d­¬ng); 3 - Catèt ( Cùc ©m ); 4 - Ion d­¬ng ( cation ) 5 - Ion ©m ( anion ) 6 - Nguyªn tö trung hoµ Catèt ( cùc ©m ) nèi víi chi tiÕt cÇn m¹. Chi tiÕt nµy ®­îc nhóng vµo dung dÞch ®iÖn ph©n (th­êng lµ muèi hoÆc a xid cã chøa kim lo¹i cÇn m¹) Anèt ( cùc d­¬ng) lµ thanh hay tÊm kim lo¹i ®ång chÊt víi líp cÇn m¹ lªn chi tiÕt (®iÖn cùc tan nh­ Ni, Cr... ) hoÆc lµ ®iÖn cùc kh«ng tan : ch×, grafit. §iÖn cùc anèt th­êng ®­îc chÕ t¹o tõ kim lo¹i cÇn m¹ lªn chi tiÕt (®iÖn cùc tan). Th«ng th­êng khi cã dßng ®iÖn ®i vµo dung dÞch ®iÖn ly th× anèt bÞ hoµ tan, nh­ng do mËt ®é dßng ®iÖn anèt lín hoÆc thµnh phÇn dung dÞch kh«ng ®óng th× anèt kh«ng tan mµ chØ cã oxy tho¸t ra, anèt bÞ ®en. Qu¸ tr×nh hoµ tan anèt bÞ k×m h·m gäi lµ sù thô ®éng. §Ó chèng thô ®éng ng­êi ta cho vµo c¸c chÊt ho¹t ®éng (active) nh­ ion : Cl, F, Br... Dung dÞch ®iÖn ph©n lµ dung dÞch n­íc cÊt víi c¸c muèi kÕt tña. §«i khi ng­êi ta cßn cho thªm mét Ýt axit ®Ó lµm t¨ng chÊt l­îng m¹ vµ t¨ng c­êng qu¸ tr×nh m¹. Trong kü thuËt m¹ ng­êi ta sö dông réng r·i c¸c dung dÞch axit, baz¬ vµ muèi. Trong dung dÞch axit, th× ph©n ly thµnh H+ vµ gèc axit . Trong dung dÞch kiÒm th× ph©n ly thµnh ion kim lo¹i vµ ion hydroxit OH--. Trong dung dÞch muèi th× ph©n ly thµnh ion kim lo¹i vµ gèc axit. M¹ ®iÖn lµ qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n khi dßng ®iÖn ch¹y qua dung dÞch. Sau khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua dung dÞch ®iÖn ph©n, anèt b¾t ®Çu ph©n huû (hoµ tan) vµ di chuyÓn vµo dung dÞch 4 vµ ®ång thêi cã gi¶i phãng oxy. C¸c ion b¾t ®Çu chuyÓn ®éng theo hai h­íng : Ion d­¬ng sÏ theo chiÒu dßng ®iÖn ch¹y vÒ catèt nhËn ®iÖn tö vµ bÞ khö; ion ©m ch¹y vÒ an«t bÞ mÊt ®iÖn tö - bÞ «xy ho¸. T¹i catèt ( chi tiÕt): x¶y ra sù l¾ng ®äng kim lo¹i vµ gi¶i phãng hydro. Ion d­¬ng ®i vÒ phÝa catèt ; nh÷ng ion kim lo¹i cùc d­¬ng hoµ tan trong dung dÞch ®iÖn ph©n hoÆc nh÷ng ion d­¬ng cña kim lo¹i trong dung dÞch ®iÖn ph©n sÏ b¸m lªn bÒ mÆt chi tiÕt cÇn m¹ (catèt) vµ h×nh thµnh líp m¹ trªn bÒ mÆt chi tiÕt. T¹i anèt : - ion ©m ®i vÒ phÝa anèt ; Khi tiÕp xóc víi c¸c ®iÖn cùc, c¸c ion sÏ biÕn thµnh c¸c nguyªn tö trung hoµ lµm cho l­îng c¸c ion trong dung dÞch sÏ gi¶m xuèn nªn chóng ph¶i th­êng xuyªn ®­îc bæ sung b»ng c¸c ion do anèt hoµ tan vµo, hay do bæ sung dung dÞch míi. 2.5 §Æc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p m¹ phôc håi ­u ®iÓm Líp b¸m ch¾c; C¬ lý ho¸ tÝnh tèt; Kim lo¹i m¹ kh«ng bÞ ¶nh h­ëng nhiÒu ®Õn tÝnh chÊt vµ c¬ tÝnh cña kim lo¹i c¬ b¶n (vËt m¹); H×nh d¸ng h×nh häc Ýt bÞ thay ®æi; M¹ chØ phï hîp v¬Ý viÖc phôc håi c¸c chi tiÕt cã ®é chÝnh x¸c cao vµ chiÒu dµy líp m¹ kh«ng lín; M¹ cã thÓ øng dông ®Ó c¶i thiÖn bÒ mÆt cña chi tiÕt; cho bÒ mÆt cã c¸c tÝnh chÊt ®Æc biÖt nh­ ®é cøng cao, chÞu mµi mßn; B¶o vÖ kim lo¹i vµ t¨ng tuæi thä cho chi tiÕt (chèng ¨n mßn...) ; Nh­îc ®iÓm Thêi gian m¹ rÊt l©u, ®iÒu kiÖn lµm viÖc khã kh¨n. ChiÒu dµy líp m¹ bÞ h¹n chÕ; ChÊt l­îng líp m¹ phô thuéc : ChÊt l­îng chuÈn bÞ bÒ mÆt; NhiÖt ®é m¹; §é axit cña dung dÞch; Thµnh phÇn cña dung dÞch; MËt ®é dßng ®iÖn DK , Da ( A/dm2); Tû lÖ gi÷a diÖn tÝch S catèt / S anèt. ViÖc ph©n bè llíp m¹ a/ b/ H×nh 2-5 Sù ph©n bè líp m¹ phô thuéc vµo viÖc bè trÝ c¸c ®iÖn cùc a/ Líp m¹ kh«ng ®Òu b/ Líp m¹ ®ång ®Òu h¬n H×nh 2-6 ChiÒu dµy líp m¹ phô thuéc vµo vÞ trÝ cña c¸c ®iÖn cùc H×nh 2-7 BiÖn ph¸p bè trÝ ®Iön cùc (a) che ch¾n ®èi víi chi tiÕt m¹ (b) H×nh 2 - 8 C¸c biÖn ph¸p che ch¾n ®Ó nhËn ®­îc chiÒu dµy líp m¹ ®ång ®Òu 2.6 Quy tr×nh m¹ Gåm c¸c giai ®o¹n sau ®©y Giai ®o¹n chuÈn bÞ ; Giai ®o¹n tiÕn hµnh m¹; Giai ®o¹n xö lý sau khi m¹. 2.6.1 Giai ®o¹n chuÈn bÞ a. Lµm s¹ch m¸y vµ chi tiÕt m¸y Qu¸ tr×nh chuÈn bÞ chi tiÕt m¸y cho söa ch÷a bao gåm c¸c c«ng viÖc : Lµm s¹ch m¸y vµ chi tiÕt m¸y: Cã nhiÖm vô tÈy s¹ch c¸c chÊt bÈn cßn dÝnh b¸m trªn m¸y, c¸c s¶n phÈm cÆn b·, bôi s¾t bÞ mµi mßn cßn dÝnh b¸m trªn chi tiÕt m¸y,... Thø tù lµm s¹ch : Lµm s¹ch bªn ngoµi ®Õn bªn trong, c¸c lç, ... C¸c ph­¬ng ph¸p lµm s¹ch L©u chïi b¼ng giÎ, bµn ch¶i, Lµm s¹ch b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p c¬ häc ( bµn ch¶i s¾t, dòa, phun c¸t, phun bi,...) Röa b»ng n­íc l¹nh ; Röa b»ng n­íc nãng; TÈy s¹ch dÇu më b»ng n­íc vµ c¸c chÊt tÈy . Lµm s¹ch b»ng khÝ nÐn; Tuy nhiªn tuú theo c¸c lo¹i chi tiÕt cô thÓ vµ c¸c ph­¬ng ph¸p söa ch÷a ®Ó chän c¸c ph­¬ng ph¸p lµm s¹ch kÕt hîp cho phï hîp. VÝ dô : TÈy hÕt bôi b»ng c¸ch phun khÝ nÐn sau ®ã lau b»ng kh¨n kh« . Röa s¹ch chi tiÕt khái bôi bÈn, dÇu mì cã thÓ dïng dung dÞch cã thµnh phÇn sau : Na2CO3 3 - 5 % NaNO3 >= 2 % Thuû tinh láng 0,4 - 0,5 % NhiÖt ®é dung dÞch 70 - 80 oC TÈy dÇu mì b»ng dung m«i : - Cacbuahydro ( x¨ng, dÇu, benzen,... ) - H¬i dung m«i - H¬i - phun - h¬i - Dung m«i nãng láng - h¬i - Dung m«i nãng láng s«i - dung m«i h¬i TÈy dÇu më b»ng kiÒm : Kim lo¹i ®en : dïng kiÒm cã ®é PH = 10,5 - 12 Kh«ng bÞ øc chÕ ë ®é PH = 12,1 - 13,5 Kim lo¹i mµu : Cu, Zn, Sn, Al, Pb, ... vµ c¸c hîp kim cña chóng cÇn ph¶i cã chÊt øc chÕ. Nång ®é chØ nªn dïng ë møc th¾p, nhiÖt ®é th¾p. Dung dÞch kiÒm tÈy dÇu më (gam/ lÝt) B¶ng 2 - 2 Sè TT Tªn ho¸ chÊt 1 2 3 4 5 1 Natri hidroxid 30-50 10-20 - 20-30 2 Natri Cacbonat 20-30 20-30 50-60 10-20 3 Natri Photphat 50-70 50-60 50-60 30-50 4 Natri Silicat 5-10 20-30 20-30 5-10 5 ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt - 3-5 6 Xµ phßng bét - 13-35 7 NhiÖt ®é oC 80-100 70-90 50-60 80-90 8 Thêi gian phót 20 -40 20-40 3-5 20-40 9 Ph¹m vi sö dông ThÐp Ýt Cacbon Cu + HK cña ®ång KL mµu KL ®en C¸c chi tiÕt KL TÈy rØ thÐp c¸c bon B¶ng 2 - 3 Sè TT Tªn ho¸ chÊt 1 2 3 4 5 6 7 1 H2SO4 150-250 2 HCl 175-200 80-100 150-350 200-220 100-200 120-160 3 Anhydrit Cromit 180-200 4 Ur«t ropin 40-50 40-50 5 Ctapin 3-5 - - 5-7 8-10 6 Sitanon hay ( Sunfanol) 7 H 3PO4 3-5 3-5 8 Kaliiodua 0,8-1,5 9 NaOH 400-600 10 NaNO3 100-200 11 NhiÖt ®é 42-82 27-42 27-57 27 67 67 137 12 Ph¹m vi øng dông ThÐp C + gang ThÐp C + gang Dïng t¶y gØ kh«ng cã bïn cho thÐp C¸cbon Choc¸c chi tiÕt chÝnh x¸c gang §Ó ph©n t¸n gØ nÕu 1,2 kh«ng hiÖu qu¶ Dung dÞch 5 ®Ó tÈy c¸c chi tiÕt chÝnh x¸c cÊp 1 vµ 2 còng nh­ c¸c chi tiÕt cã gØ khu vùc. 2.6.2 C¸c ph­¬ng ph¸p tÈy s¹ch dÇu mì a. TÈy dÇu mì thñ c«ng : B»ng bµn ch¶i; B»ng chæi l«ng; B»ng giÎ lau; TÈy dÇu më trong bÓ dÇu theo quy tr×nh c«ng nghÖ sau : a - TÈy dÇu mì trong dung m«i; b - Röa b»ng n­íc l¹nh; c - TÈy dÇu mì trong dung dÞch kiÒm nãng. d - Röa n­íc l¹nh; e - TÈy rØ; b. TÈy dÇu mì b»ng ph­¬ng ph¸p c¬ häc C¸c ph­¬ng ph¸p lµm s¹ch c¬ häc kh¸c : phun c¸t, phun bi, phun dung dÞch röa d­íi ¸p lùc cña vßi phun... c. TÈy dÇu mì b»ng ®iÖn ph©n Khi tÈy dÇu mì b»ng ®iÖn ph©n, sÏ cã tiÕt nhiÒu bät khÝ sinh ra trªn ®iÖn cùc. C¸c bät khÝ nµy cã t¸c dông khuÊy dung dÞch --> ph¸ huû mµng dÇu trªn bÒ mÆt chi tiÕt lµm cho dÇu ph©n t¸n vµo dung dÞch ë d¹ng nhñ t­¬ng. Ph­¬ng ph¸p nµy ­u ®iÓm h¬n ph­¬ng ph¸p tÈy trong dung dÞch kiÒm ( Ph­¬ng ph¸p ho¸ häc ) : - Tèc ®é nhanh; - HiÖu suÊt cao; - TÈy dÇu nhanh; C¸c chi tiÕt kim lo¹i ®ãng vai trß c¸c ®iÖn cùc trong dung dÞch kiÒm. TÈy dÇu mì ë chÕ ®é : U = 6 - 12 V I <= 2 A/dm2 ( DiÖn tÝch bÒ mÆt cÇn ®¸nh s¹ch ) Chi tiÕt cã thÓ nèi víi cùc d­¬ng hoÆc ©m cña nguån ®iÖn d. TÈy dÇu b»ng catèt L­îng hydro trªn cat«t lín gÊp ®«i l­îng oxy sinh ra trªn an«t. Bät khÝ ®i lªn, khuÊy dung dÞch vµ t¸ch chÊt bÈn khái bÒ mÆt kim lo¹i (lóc nµy lµ ca tèt (-). C¸c chi tiÕt tÝch ®iÖn ©m ®Èy c¸c h¹t chÊt bÈn tÝch ®iÖn ©m. Nh­îc ®iÓm cña tÈy cat«t : C¸c chi tiÕt tÝch ®iÖn ©m sÏ hót c¸c ion Cu 2+, Zn2+, vµ c¸c ion kh¸c trong xµ phßng, c¸c chÊt keo, tíi bÒ mÆt ®iÖn cùc. C¸c nguyªn tö hydr« (H) sinh ra trªn c¸c chi tiÕt kim lo¹i cã thÓ b¸m vµ hÊp phô trªn bÒ mÆt kim lo¹i g©y ¶nh h­ëng ®Õn kÕt qu¶ tÈy bÒ mÆt chi tiÕt. C¸c kim lo¹i mµu th­êng ®­îc tÈy dÇu catèt . §ã lµ do ®iÖn tÝch ©m cña bÒ mÆt ng¨n c¶n kh¶ n¨ng hoµ tan kim lo¹i mµu trong m«i tr­êng kiÒm, ng¨n ngõa hiÖn t­îng t¹o mµng oxyt trªn bÒ mÆt kim lo¹i mµu. e . TÈy dÇu mì anèt BÒ mÆt kim lo¹i tÝch ®iÖn d­¬ng (+) ®¶y c¸c cation chÊt bÈn; BÒ mÆt kim lo¹i kh«ng hÊp thô oxy nªn tÝnh chÊt kim lo¹i kh«ng gi¶m sót. Kim lo¹i mµu kh«ng thÓ t¶y anèt qu¸ vµi gi©y v× dßng anèt (bÒ mÆt ®iÖn tÝch d­¬ng) lµm cho kim lo¹i mµu dÓ hoµ tan trong dung dÞch kiÒm trong qu¸ tr×nh t¶y dÇu, bÒ mÆt kim lo¹i mµu l¹i bÞ o xy ho¸ m¹nh vµ bÞ che phñ b»ng mµng ®ôc. C¸c chÊt øc chÕ cã thÓ ng¨n c¶n sù oxy ho¸. f. TÈy dÇu mì b»ng ph­¬ng ph¸p ®¶o chiÒu dßng ®iÖn theo chu kú. Qu¸ tr×nh ®¶o chiÒu dßng ®iÖn liªn tôc lµm t¨ng nhanh qu¸ tr×nh tÈy c¸c chÊt bÈn h÷u c¬. g. TÈy dÇu mì b»ng " Ng©m - Dßng anèt " Ng©m c¸c chi tiÕt lµm tõ kim lo¹i mµu vµi phót vµo dung dÞch ®Ó tÈy dÇu, sau ®ã ®¸nh s¹ch dÇu mì trong dung dÞch nµy b»ng dßng anèt. Dung dÞch tÈy dÇu ®iÖn ph©n ( xem b¶ng 2-4) ThÐp : TÈy dÇu catèt 5 - 7 phót, sau ®ã tÈy dÇu anèt 2 - 3 phót. Nh÷ng chi tiÕt ®µn håi, máng , nªn tÈy dÇu anèt, kh«ng tÈy dÇu catèt. Nh÷ng chi tiÕt dÔ bÞ hoµ tan Cu, hîp kim cña ®ång, c¸c chi tiÕt hµn thiÕc nªn tÈy dÇu catèt. B¶ng 2-4 Sè TT Tªn ho¸ chÊt 1 2 3 4 1 NaOH Na2CO3 Na3PO4.12H2O Na2SiO3 Sunfanol 10-15 20-30 50-70 3-5 10-20 20-40 20-40 3-5 - 20-40 20-40 - 0,1-0,3 8-12 8-12 4-6 25-30 2 T oC J A/dm2 t phót 70-90 5-10 20-40 60-80 2-10 5-10 60-80 2-10 3-10 60-80 1-2 0,5 3 C«ng dông KL ®en ThÐp Cho c¸c líp m¹ Dïng ®Ó tÈy dÇu ca tèt HK kÏm T¸ch riªng c¸c chi tiÕt cÇn m¹ ra khái c¸c chi tiÕt kh¸c. Kh¾c phô c¸c sai sè bÒ mÆt vÒ h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc cña chi tiÕt cÇn m¹ nh­ : gia c«ng c¬ (tiÖn, mµi, ®¸nh bãng ...) §¶m b¶o ®é s¹ch, ®é bãng vµ ®é chÝnh x¸c. TÈy s¹ch dÇu mì b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p thñ c«ng (giÎ lau, bµn ch¶i s¾t, chæi l«ng), c¬ häc (siªu ©m), ho¸ häc (tÈy trong dung dÞch kiÒm nãng, c¸c dung m«i,...), ®iÖn ho¸ (tÈy b»ng cat tèt, tÈy dÇu mì an«t), ... + TÈy dÇu mì b»ng ph­¬ng ph¸p ho¸ häc Dïng n­íc v«i Ca(OH)2, MgO, n­íc v«i th¶i ra khi hµn b»ng giã ®¸ ®Ó tÈy. + B»ng ph­¬ng ph¸p ®iÖn ph©n Cho chi tiÕt vµo bÓ cã chøa dung dÞch kiÒm, cho dßng ®iÖn mét chiÒu ®i qua, chi tiÕt nèi víi cùc ©m, tÊm thÐp nèi víi cùc d­¬ng, khi cã dßng ®iÖn ®i qua th× bÒ mÆt chi tiÕt cã gi¶i phãng H2 vµ c¸c bät khÝ. C¸c bät khÝ nµy cã t¸c dông kho¸y dung dÞch, ph¸ huû mµng dÇu trªn bÒ mÆt chi tiÕt lµm cho dÇu ph©n t¸n vµo dung dÞch ë d¹ng nhñ t­¬ng. §Ó t¨ng hiÖu qu¶ tÈy thØnh tho¶ng nªn ®æi ®iÖn cùc (chi tiÕt nèi víi cùc d­¬ng (+). + TÈy s¹ch dÇu mì b»ng siªu ©m sö dông dung dÞch tÈy [ 5 ] Dïng siªu ©m ®Ó rung vµ x¸o trén dung dÞch, sau ®ã tÈy röa chi tiÕt b»ng n­íc nãng vµ treo chi tiÕt vµo bÓ m¹. + TÈy dÇu mì b»ng catèt Khi cã dßng ®iÖn ®i qua, l­îng hydro sinh ra trªn catèt lín gÊp ®«i l­îng «xy sinh ra trªn anèt. Bät khÝ ®i lªn, khuÊy dung dÞch vµ t¸ch chÊt bÈn ra khái bÒ mÆt kim lo¹i, lóc nµy kim lo¹i lµ catèt. C¸c chi tiÕt tÝch ®iÖn ©m ®Èy c¸c h¹t chÊt bÈn tÝch ®iÖn ©m. Nh­îc ®iÓm cña tÈy catèt lµ c¸c chi tiÕt tÝch ®iÖn ©m sÏ hót c¸c ion Cu2+, Zn2+ vµ c¸c ion kh¸c : xµ phßng, c¸c chÊt keo tíi bÒ mÆt ®iÖn cùc. C¸c nguyªn tö hydro sinh ra trªn c¸c chi tiÕt kim lo¹i cã thÓ b¸m vµ hÊp thô trªn bÒ mÆt kim lo¹i, g©y ¶nh h­ëng ®Õn kÕt tña trªn bÒ mÆt chi tiÕt. C¸c kim lo¹i mµu th­êng ®­îc t¶y dÇu catèt, ®ã lµ do ®iÖn tÝch ©m cña bÒ mÆt ng¨n c¶n kh¶ n¨ng hoµ tan kim lo¹i mµu trong m«i tr­êng kiÒm, ng¨n ngõa hiÖn t­îng t¹o mµng oxyt trªn bÒ mÆt kim lo¹i mµu. + TÈy dÇu mì b»ng anèt BÒ mÆt kim lo¹i tÝch ®iÖn d­¬ng (+) ®Èy c¸c cation chÊt bÈn. BÒ mÆt kim lo¹i kh«ng hÊp thô «xy nªn tÝnh chÊt kim lo¹i kh«ng gi¶m sót. Kim lo¹i mµu kh«ng thÓ tÈy anèt qu¸ vµi gi©y v× dßng anèt (bÒ mÆt ®iÖn tÝch d­¬ng) lµm cho kim lo¹i mµu dÔ bÞ hoµ tan trong dung dÞch kiÒm. Trong qu¸ tr×nh tÈy dÇu bÒ mÆt kim lo¹i mµu l¹i bÞ oxy ho¸ m¹nh vµ bÞ che phñ b»ng mµng ®ôc - chÊt øc chÕ cã thÓ ng¨n c¶n sù «xy ho¸. T¶y s¹ch líp oxyd T¶y s¹ch dÇu mì lÇn cuèi Chän nguån ®iÖn cho bÓ m¹ : + Sö dông m¸y ph¸t ®iÖn, nguån ®iÖn qua chØnh l­u,... + Dßng ®iÖn mét chiÒu + Dßng mét chiÒu nh­ng ®æi cùc theo nh÷ng chu kú nhÊt ®Þnh. Sö dông dßng ®æi cùc cho phÐp t¨ng mËt ®é dßng J lªn tõ 1,5 - 3 lÇn. Do ®ã cho phÐp t¨ng n¨ng suÊt, n©ng cao chÊt l­îng tæ chøc m¹, c¬ tÝnh líp m¹; qu¸ tr×nh m¹ chØ yªu cÇu ë nhiÖt ®é thÊp. + Dßng chu kú kh«ng sin (nöa chu kú khi catèt (cùc ©m) nèi víi chi tiÕt th× gi÷ l©u h¬n so víi nöa chu kú chi tiÕt nèi víi cùc d­¬ng (+). Khi tiÕn hµnh ®¶o chiÒu th× thêi gian chi tiÕt mang ®iÖn ©m (-) nhiÒu h¬n 8 - 10 lÇn khi chi tiÕt mang ®iÖn d­¬ng (+). + §iÖn ¸p : 6 - 18 V 2.6.3 TiÕn hµnh qu¸ tr×nh m¹ G¸ l¾p chi tiÕt lªn bÓ m¹ (®¶m b¶o bÒn, tiÐp xóc ®iÖn tèt , cã tiÕt diÖn phï hîp dßng ®iÖn...) 2.6.4 Giai ®o¹n xö lý sau khi m¹ Sau khi m¹ cã thÓ cã c¸c c«ng viÖc cÇn thùc hiÖn nh­ sau: Röa s¹ch chi tiÕt; Thu håi dung dÞch b¸m theo chi tiÕt; Khö ho¸ chÊt cßn dÝnh l¹i trªn chi tiÕt; Th¸o chi tiÕt, gì c¸ch ®iÖn vµ sÊy kh«; Ng©m chi tiÕt trong dÇu b«i tr¬n ; Gia c«ng nguéi nÕu cÇn thiÕt; Doa vµ ®¸nh bãng theo tõng cèt söa ch÷a cña xylanh. 2.7. M¹ Cr«m. [8, 16] 2.7.1 §Æc ®iÓm Theo lý thuyÕt cr«m dÔ bÞ ¨n mßn h¬n s¾t (Cr - 0,744V; Fe - 0,44V) Nh­ng nhê líp oxyt Cr2O3 trªn bÒ mÆt kh¸ bÒn v÷ng trong nhiÒu m«i tr­êng x©m thùc, kh«ng bÞ ¨n mßn trong khÝ quyÓn, Cr bÒn nhiÒu trong axid vµ kiÒm nh­: HCl, HNO3, … Nã chØ tan trong c¸c a xid trªn ë nhiÖt ®é cao nªn nãi chung nã cã tÝnh n¨ng b¶o vÖ tèt. Cr cã ®é cøng cao chØ xÕp sau kim c­¬ng vµ corundum ( Al2O3 ) ®é cøng ®¹t t­¬ng ®­¬ng m¸c thÐp tèt nhÊt sau nhiÖt luyÖn. Cr«m chÞu ®­îc mµi mßn, chÞu ®­îc ¨n mßn, kh«ng bÞ hydr«sulfua ( H2S ) ph¸ huû; Líp m¹ Cr«m cã ®é æn ®Þnh ho¸ häc cao; Líp m¹ cr«m cã ®é bãng cao, trong s¸ng ®Ñp, kh«ng bÞ biÕn ®æi theo thêi gian ( §Õn nhiÖt ®é 400 - 500 oC vÉn kh«ng bÞ ®æi mµu) ph¶n x¹ ¸nh s¸ng tèt. ChÝnh v× lÏ ®ã mµ m¹ cr«m ®­îc sö dông rÊt réng r·i . 2.7.2 C«ng dông vµ ph¹m vi sö dông cña ph­¬ng ph¸p m¹ cr«m T¨ng c¬ tÝnh cho bÒ mÆt chi tiÕt Lµm t¨ng ®é chÞu mµi mßn c¬ häc øng dông ®Ó m¹ lªn c¸c chi tiÕt m¸y, khu«n ®óc thuû tinh, khu«n dËp nhùa, khu«n Ðp cao su, ... M¹ c¸c lo¹i dông cô chÝnh x¸c ®Ó lµm t¨ng tuæi thä lªn kho¶ng 5-10 lÇn; M¹ c¸c chi tiÕt lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao nh­ èng h¬i, vßng g¨ng cña ®«ng c¬ ®èt trong,... M¹ phôc håi c¸c chi tiÕt bÞ mµi mßn vµ hÕt thêi gian sö dông; rÊt thÝch hîp víi nh÷ng chi tiÕt cÇn t«i luyÖn bÒ mÆt, c¸c chi tiÕt cÇn ®é cøng cao (nh­ trôc quay, ¾c qu¶ piston, trôc tay l¸i, piston b¬m cao ¸p . ChiÒu dµy líp m¹ cã thÓ ®¹t ®Õn trªn 500 mm M¹ trang trÝ lªn c¸c bÒ mÆt cÇn ®Ñp , bÒn, bãng,... M¹ b¶o vÖ lªn c¸c bÒ mÆt chi tiÕt. ChiÒu dµy líp m¹ b¶o vÖ b»ng Ni cã thÓ ®¹t ®Õn trªn 0,5 - 1,5 mm ChiÒu dµy líp m¹ b¶o vÖ b»ng Cu cã thÓ ®¹t ®Õn trªn 6 - 9 mm §Ó t¨ng chÞu mµi mßn cã thÓ ®¹t 7 - 60 mm Chó ý : Líp m¹ Cr lµ líp m¹ catèt, cã nhiÒu lç nªn kh«ng b¶o vÖ ®­îc s¾t thÐp khái bÞ ¨n mßn. V× thÕ kh«ng thÓ m¹ trùc tiÕp Cr lªn s¾t ®Ó chèng rØ ®­îc v× t¹i nh÷ng vÞ trÝ hë sÏ h×nh thµnh pin ho¸ häc Cr-Fe , g©y nªn ¨n mßn ®èi víi s¾t khi tiÕp xóc víi kh«ng khÝ Èm. Cho nªn tr­íc khi m¹ Cr bao giê còng m¹ hai líp lãt lµ Cu vµ Ni, khi ®ã ®é dµy líp cr«m m¹ chØ cÇn máng kho¶ng mét nöa líp m¹ b×nh th­êng (Cë micr«mÐt ). T¹o ®é bãng cao t¨ng kh¶ n¨ng ph¶n x¹ trong quang häc. Cr«m cã thÓ m¹ lªn bÒ mÆt cã ®é bãng cao, s¸ng, lµm g­¬ng ph¶n chiÕu thay v× ph¶i dïng b¹c ( Ag) ®¾t tiÒn. T¨ng kh¶ n¨ng b«i tr¬n b»ng m¹ cr«m xèp ®­îc øng dông cho nh÷ng chi tiÕt cÇn b«i tr¬n v× c¸c lç xèp cã chøa c¸c lç rçng cã kh¶ n¨ng ®Ó ch­¸ dÇu b«i tr¬n. 3.7.3 §Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh m¹ Cr«m. Khi m¹ ë c¸c cù ®Òu cã tho¸t bät khÝ ®Æc biÖt lµ cùc ©m . Ta cã thÓ dùa vµo t×nh tr¹ng bät khÝ ®Ó nhËn biÕt cùc m¾c cã chÝnh x¸c hay kh«ng. a. CÇn mét nguån ®iÖn m¹nh v× ph¶i lµm viÖc víi mËt ®é dßng ®iÖn cao. MËt ®é dßng tèi thiÓu ®Ó kÕt tña Cr lín h¬n 5 - 10 lÇn so víi tr­êng hîp m¹ c¸c kim lo¹i kh¸c nh­ Zn, Cd, Fe, Ni, Cu, ... b. Thµnh phÇn chÝnh cña dung dÞch m¹ kh«ng ph¶i lµ muèi kim lo¹i mµ lµ a xid cromic trong ®ã dung dÞch cã c¶ mét sè anion kh¸c ®Ó b¶o ®¶m chÊt l­îng líp m¹ nh­ SO4 - - Dung dÞch nµy Ýt nh¹y víi c¸c ion kim lo¹i, nh­ng c¸c ®iÒu kiÖn m¹ nh­ nhiÖt ®é, mËt ®é dßng ®iÖn lµm thay ®æi chÊt l­îng líp m¹ dÔ dµng h¬n bÊt kú qu¸ tr×nh m¹ nµo kh¸c. c. §iÖn trë riªng cña dung dÞch m¹ Cr cao nªn ®iÖn thÕ m¹ ph¶i b»ng 10-12 V. d. M¹ Cr«m th­êng dïng anèt lµ ch×, kh«ng dïng ®iÖn cùc an«t lµ cr«m v× cr«m dßn, tèc ®é tan nhanh h¬n tèc ®é m¹. Nªn ph¶i th­êng xuyªn bæ sung dung dÞch ®Ó bï l¹i l­îng cr«m kÕt tña. e. HiÖu suÊt dßng catèt khi m¹ Cr«m thÊp do trªn bÒ mÆt ca tèt cã hydr« gi¶i phãng, cßn trªn bÒ mÆt anèt kh«ng tan th× «xy tho¸t ra m¹nh. C¸c khÝ tho¸t ra cuèn theo mét l­îng c¸c chÊt ®iÖn ph©n lµm hao hôt c¸c chÊt ®iÖn ph©n. §Ó lµm gi¶m l­îng hao hôt nµy cÇn ph¶i bæ sung mét l­îng ho¸ chÊt vµo dung dÞch " Cr«min " ( CrO2) ®Ó lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt ®iÖn ph©n cã thÓ thªm vµo c¸c thµnh bÓ c¸c mÈu nhá hoÆc c¸c viªn bi næi lµm tõ vËt liÖu tr¬ (polyetylen, polypropilen, teflon f. Kh¶ n¨ng m¹ ®Òu cña dung dÞch m¹ Cr thÊp, nªn chØ cã thÓ m¹ lªn bÒ mÆt m¹ ®ång nhÊt mµ th«i nh­ng lóc ®ã líp m¹ vÉn cã ®é bãng cao mµ kh«ng cÇn c¸c phô gia lµm bãng kh¸c. g. Anèt ®­îc sö dông lo¹i kh«ng tan do vËy ph¶i th­êng xuyªn bæ sung l­îng dung dÞch ®Ó bï l¹i l­îng Cr ®· kÕt tña. h. Ph©n lo¹i líp m¹ cr«m Cã 3 líp m¹ Cr kh¸c nhau : *-Líp m¹ Cr«m x¸m; lo¹i nµy cã ®é cøng cao nhÊt (72 HRC), nh­ng dßn, dÓ bong t¸ch khái bÒ mÆt nªn Ýt dïng. *-Líp m¹ Cr«m tr¾ng bãng; Cã ®é cøng võa ph¶i ( 64-65 HRC) » 900 HB cã ®é b¸m vµ c¬ tÝnh tèt. *- Líp m¹ Cr«m tr¾ng s÷a cã ®é cøng 48-50 HRC cã c¬ tÝnh tèt, ch¾c, k. Dung dÞch m¹ cr«m * Dung dÞch lo·ng Cã nång ®é : 150-200 gam/lÝt CrO3 + (1,5 G/L H2SO4) Dung dÞch cã nång ®é CrO3 thÊp dïng ®Ó m¹ cr«m cøng, m¹ phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y; v× ®é cøng líp m¹ cao, hiÖu suÊt dßng ®iÖn cao 16-18 % vµ cã thÓ sö dông mËt ®é dßng ®iÖn cao. Dung dÞch Ýt bÞ tæn thÊt. * Dung dÞch lo¶ng võa Cã nång ®é : 200-250 gam/lÝt CrO3 + (2,5 G/L H2SO4) Kh¶ n¨ng ph©n bè trung b×nh, dung dÞch æn ®Þnh, l¬p m¹ tèt dïng ®Ó m¹ phôc håi. * Dung dÞch ®Æc Cã nång ®é : 250-500 gam/lÝt CrO3 + (3,5 G/L H2SO4) Dung dÞch nµy kh¸ æn ®Þnh, ®é dÉn ®iÖn cao, kh¶ n¨ng ph©n bè tèt, nh­ng mËt ®é dßng (J ) cao , líp m¹ mÒm, dung dÞch bÞ hao hôt nhiÒu nªn chØ dïng ®Ó m¹ trang trÝ. Thµnh phÇn dung dÞch m¹ cr«m cøng xem b¶ng 2-5 dïng cho m¹ c¸c chi tiÕt nh­ khu«n, æ trôc, xilanh, dông cô ®o. ChiÒu dµy líp m¹ ®¹t kho¶ng tõ 20 - 250 mm. B¶ng 2-5 Thµnh phÇn dung dÞch §¬n vÞ tÝnh Dung dÞch N1 Dung dÞch N2 Dung dÞch N3 Dung dÞch N4 CrO3 G/lÝt 150-250 150-250 200 - 300 200 - 250 H2SO4 G/lÝt 1,5 - 2,5 1,5-2,5 2 - 3 10 - 20 ChÊt cromil CrO2 G/lÝt - 3 1 - 3 1 - 3 NhiÖt ®é oC 54 ±2 45 - 70 50 - 80 57 - 75 D A/dm2 35 - 50 15 - 100 15 - 35 20 - 40 HiÖu suÊt dßng % - 12 - 15 13 - 15 20 - 25 2.7.4 C¸c ph­¬ng ph¸p m¹ cr«m 1. Mét sè ®Æc ®iÓm cña chÕ ®é m¹ cæ ®iÓn §iÖn ¸p 6 - 8 V Da 50 - 80 A/dm2 ToC 50 - 60 oC CÇn kiÓm tra nång ®é dung dÞch, ®é pH, nång ®é c¸c chÊt pha vµo dung dÞch. Nh­îc ®iÓm khã ®¶m b¶o ®é ®ång ®Òu cña dung dÞch còng nh­ chÊt l­îng m¹. 2. ChÕ ®é m¹ hiÖn ®¹i Cã thiÕt bÞ hiÖn ®¹i ®Ó : KiÓm tra khèng chÕ quy tr×nh m¹. Tù ®éng ®iÒu chØnh nång ®é dung dÞch; Dïng dung dÞch tù ®iÒu chØnh hoÆc kÕt hîp víi thiÕt bÞ ®­îc ®iÒu chØnh cã thµnh phÇn theo yªu cÇu VÝ dô mét lo¹i dung dÞch khi m¹ cr«m : SrSO4 = 6 g/L CrO3 = 200-300 g/L K2SiF6 = 20 g/l K2CrO4 = 110 g/L Tù ®iÒu chØnh ®­îc v× SrSO4 hoµ tan dung dÞch CrO3 theo tû lÖ nhÊt ®Þnh (250 g/l CrO3 hoµ tan 2,5 g/l SrSO4 , phÇn d­ ra kÕt tña l¾ng ®äng khi Cr +++ gi¶m dÇn . * NhiÖt ®é ®­îc ®iÒu chØnh nhê kÕt cÊu lß hai líp. Bªn trong lµ chÊt dÎo hay grafÝt Bªn ngoµi lµ vá thÐp ë gi÷a hai líp lµ n­íc nãng hay h¬i cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc nhiÖt ®é bÓ m¹. ( Sai sè ®iÒu chØnh 1-2 oC). ChÕ ®é m¹ ®¶o cùc §Ó t¨ng c­êng chÊt l­îng m¹ ng­êi ta sö dông ph­¬ng ph¸p ®¶o cùc, v× nÕu kh«ng th× dung dÞch bÞ lo·ng dÇn gi÷a hai cùc; H+ lµm cho bÒ mÆt líp m¹ t¨ng cøng c¶n trë qu¸ tr×nh m¹. VÝ dô : - Da = 60 A/dm2 - t (-) = 9 phót - t (+) = 15 gi©y ChÊt l­îng líp m¹ tèt h¬n khi kh«ng ®¶o cùc. + ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p m¹ ®¶o cùc : - N¨ng suÊt t¨ng g¸p 3 lÇn - Kh¶ n¨ng chèng mßn t¨ng 30 % - Søc bÒn mái t¨ng 25 % + BÓ m¹ ph¶i c¸ch ®iÖn vµ kh«ng bÞ ¨n mßn. 2.7.5 VÝ dô quy tr×nh m¹ xylanh 1. ChuÈn bÞ chi tiÕt cÇn m¹ ( xy lanh) Lµm s¹ch 2. ChuÈn bÞ bÓ m¹ Cho CrO3 vµo bÓ; Cho n­íc cÊt vµo víi T oC = 50 oC; Cho dung H2SO4; Nèi cùc + Víi tÊm ch× cã pha thªm 5 - 10 % Sb (Antimoan) Cùc ©m (-) vµo chi tiÕt ; 3. ChÕ ®é m¹ ®Æc tr­ng Da 50-80 A/dm2. T 50-60 oC t 6-8 giê 4. Gia c«ng xö lý sau khi m¹ Röa s¹ch chi tiÕt trong thïng n­íc cÊt; Thu håi dung dÞch b¸m theo xylanh; Röa l¹i b»ng n­íc th­êng; Ng©m vµo dung dÞch chøa 5-3 % NaCO3 ®Ó khö ho¸ chÊt cßn dÝnh l¹i; Röa s¹ch b»ng n­íc nãng; Th¸o chi tiÕt, gì c¸ch ®iÖn vµ sÊy kh« ë T = 100 - 120 oC; Ng©m chi tiÕt trong dÇu b«i tr¬n ë T = 160 - 200 oC tõ 1-2 giê ; Gia c«ng nguéi nÕu cÇn thiÕt ; Doa vµ ®¸nh bãng theo tõng cèt söa ch÷a cña xylanh. 2.7 M¹ NI KEN TÝnh chÊt cña ni ken Ni ken cã mµu tr¾ng b¹c, DÉn ®iÖn , dÉn nhiÖt tèt,; DÔ ®¸nh bãng vµ dÔ hµn; Ni ken bÞ thô ®éng vµ bÒn trong c¸c dung dÞch trung tÝnh, kiÒm vµ axÝt yÕu. Cã ®é bãng cao, øng dông trong kü thuËt quang häc; ChiÒu dµy líp m¹ d = 5 - 40 mm vµ cã kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn; §Ó tiÕt kiÖm ni ken ng­êi ta tiÕn hµnh m¹ lãt ®ång Cu sau ®ã míi m¹ Ni víi tæng chiÒu dµy líp m¹ Ni chiÕm kho¶ng (50 - 70) % chiÒu dµy toµn bé. 2.8 M¹ §åNG 2.8.1 Tính chất và ứng dụng mạ đồng Đồng là một kim loại màu đỏ hồng, rất mềm và dẻo, trọng lượng riêng 8,92, nhiệt độ nóng chảy10830, điện thế tiêu chuẩn +0,339 V. Đồng là kim loại dễ gia công, uốn kéo, dễ đánh bóng, dẫn điện dẫn nhiệt tốt. Đồng không tan trong axít clohiđrit và axit sunphuric loãng nhưng tan trong axít suffuric đặc (trong HCl phải có plantin. Đồng tan chậm trong NH4OH khi có không khí. Đồng dễ bị ôxi hoá trong không khí nhất là ở nhiệt độ cao. Bề mặt đồng trong không khí ẩm, gặp CO2, khí Clo v.v… sẽ tạo thành một lớp đồng có màu xám mờ. Do đồng không ổn định và có điện thế cao, cho nên không bảo vệ được kim loại khi 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 đọ bền và đọ bóng. Mạ đồng còn dùng để bảo vệ chi tiết khỏi bị thấm các bon trong quá trình nhiệt luyện. Mạ đồng xong đem ôxi hoá 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 làm giảm ma sát. Mµu ®á hồng, khi bÞ « xy ho¸ trong kh«ng khÝ sÏ biÕn mµu do t¹o thµnh líp oxyt máng vµ kÝn. §ång dÔ t¸c dông víi axit HNO3. Líp ®ång m¹ b»ng ph­¬ng ph¸p xianua vµ dung dÞch phèt ph¸t cã cÊu tróc tinh thÓ mÞn, kÝn b¶o vÖ tèt nªn th­êng dïng ®Ó m¹ lãt, m¹ b¶o vÖ gi÷a líp s¾t m¹ vµ líp m¹ Ni hay Cr. Líp ®ång m¹ b»ng dung dÞch axit cã cÊu tróc tinh thÓ th« vµ mÒm, song dung dÞch l¹i cho tèc ®é m¹ lín, líp m¹ dµy nªn cã thÓ øng dông cho m¹ khu«n. B»ng c¸ch cho thªm c¸c chÊt h÷u c¬ ng­êi ta cã thÓ biÕn ®æi tÝnh chÊt cña líp m¹ nh­ ®é cøng, ®é bãng ... Dung dịch mạ đồng gồm có mấy loại : Dung dịch pirôphôtphat, dung dịch sunfat, dung dịh atilen điamin, dung dịch xianua… 2.8.2. Dung dịch muối pirôphốt phát Thành phần chủ yếu của dung dịch mạ đồng pirô phốtphat là đồng pỉrô phốt phát tạo phức với kali pirô phôtphat. Kali pirô phôtphat ngoài một phần tạo phức với đồng, phần khác sẽ tạo nên kali piroo phôtphat tự do, làm cho muối phức ổn định, nâng cao khả năng phân bố của dung dịch nay còn cho thêm chất tạo phức phụ trợ như axit citric, axit tâctaric, aminotrimeetyl cácboxinic v.v…để cải thiện tính năng dung dịch còn cho thêm chất làm bóng, để thụ động lớp mạ đồng bóng. Dùng dung dịch mạ đồng pirô phôt phát có công nghệ đơn giản, thành phần ổn định, hiệu suất dòng điện cao, khải năng phân bố tốt, lớp mạ mịn, có thể mạ được lớp mạ dày. Dung dịch mạ không có khí độc bay ra, không cần thiết bị hút độc. Nhưng đối với chi tiết sắt thép mạ đồng, cần phải có công nghệ xử lí trước khi đưa vào dung dịchn mạ đồng pirô phốt phát để tăng độ bám chắc lớp mạ, giá thành dung dịch tương đối cao. 2. Pha chế dung dịch Tính toán hàm lượng đồng sunfat và pirô phôt phat cần dùng (một phân trọng lượng đồng sunfat cần dùng 0,54 phần trọng lượng natri pirô phôt phat hoặc 0,66 phần trọng lượng kali pirôphôt phat có được 0,6 phần trọng lượng pirôphôt phat thông thường dùng natri pirô phôt phat ). Vừa khuấy, vừa cho dần dần natri pirôphôt phát vào dung dịch sunfat, lúc này đồng pirô phôt phat kết tủa, lớp dung dịch phức trên không màu pH=5. Nếu pH thấp, dung dịch phức trên có màu xanh lục, thì thiếu natri pirô phốt phát, cần phải cho thêm để phản ứng hoàn toàn. Natri pirô phốt phát không được quá nhiều nếu không đồng pirô phốt phát hoà tan. Đổ dung dịch phức trên đi, rửa kết tủa vài lần bằng nước, nếu như quá trình rửa muối đồng thuỷ phân, dung dịch vẫn đục, thì dùng dung dịch axit phốtphoric (pH=5) để rửa, sau đó rủa nước, ta được đồng pirô phốt phát. Lượng kali pirô phốt phát hoà tan trong 2/3 thể tích nước. Ta vừa khuấy, vừa cho đồng pirô phốt phát vào dung dịch kali pirô phốt phát, đến khi hoà tan hoàn toàn.Lúc này dung dịch có màu xanh .Sau đó sẽ cho dần các hoá chất khác như kali citrat amonium citrat, kali natri tactarat,kali citrat v.v.. hoà tan từng phần riêng biệt, rồi cho vào bể. Nếu như dùng aminotrimetyl cacboxilic để pha thì hoà tan n ó trong kali hiđrôxit (chú ý phản ứng toả nhiệt )sau đó cho vào bể. Khuấy đều dung dịch. Dùng axit citric hoặc kali hiđrôxit để điều chế pH. Cho phù hợp với 1-2 ml/L H2O2 30% và 3-5% g/l than hoạt tính, gia nhiệt độ 500 khuấy 1-2 giờ rồi lọc. Sau đó cho chất bóng vào dung dịch (cụ thể pha C7H5NS2 có nồng độ 20g/l,sau đó làm loãngđên 1g/l rồi tính toán cho vào dung dịch ). Điện phân dung dịch, rồi mạ thử. 2.8.3. Ảnh hưởng các thành phần và chế độ làm việc . a) Đồng pirô phốt phát là muối chủ yếu để cung cấp ion đồng.Hàm lượng đồng vào khoảng 38%. Thông thường khống chế hàm lượng đồng 20 -25 g/l trong dung dịch mạ mờ, hàm lượng đồng 25 -35 g/l trong dung dịch mạ bóng. Nếu hàm lượng đồng thấp, độ bóng kém, chế độ làm việc của mật độ dòng điện giảm. Nếu hàm lượng đồng cao thì dùng kali pirô phốt phát nhiều, giá thành tăng. b. Kali pirô phốt phát là chất tạo phức trong dung dịch độ hoà tan lớn, nên làm tăng cao hàm lượng đồng trong dung dịch, có thể sử dụng mật độ dòng điện cao, hiệu suất cao, lớp mạ kết tinh mịn. Để theo dõi việc thay đổi dung dịch cần phân tích tổng hàm lượng kali pirô phốt phát, tỉ lệ thấp, anốt hoà tan không tốt, lớp mạ thô. Nếu tỉ lệ cao quá, tăng cao khả năng phân bố nhưng hiệu suất dòng điện giảm. Kali pirôphốt phát ngoài việc tạo phức với đồng có một phần kali pirôphốt phát tự do để làm cho dung dịch phức càng ổn định, đề phòng đồng pirôphốt phát kết tủa, nâng cao khả năng phân bố, lớp mạ kết tinh mịn anot hoà tan tốt. c) Ảnh hưởng của muối axit citric, muối axit tatric aminotri metyl cacboxilic v.vv…chúng tác dụng tạo phức với đồng, cho nên làm tăng khả năng phân bố, anot hoà tan tốt, sử dụng mật độ dòng điện cao, tăng tác dụng làm đệm, và tăng độ bóng. Trong đó muối của axit citric là tốt nhất, hàm lượng dưới 10 g/l hiệu quả không rõ rệt, hàm lượng cao dễ sinh gai, lớp mạ bóng sẽ bị mờ. Muối axit tatric hoặc aminotri metyl cacboxilic hiệu quả cũng tương tự, nhưng tác dụng làm bóng kẽm. d. Ảnh hưởng của ion amon : Tác dụng ion amon làm cho bề mặt lớp mạ tốt. Anốt hoà tan tốt, có thể cho vào dung dịch amôni hiđroxit, amôn citric. Trong dung dịch có gốc nitrat có thể cho amon nitrat. Nồng độ ion amôn thấp, lớp mạ thô, độ bóng kém. Nếu nồng độ quá cao lớp mạ có màu đỏ, giòn, vì amon dễ bay hơi, cho nên phải thường xuyên điều chỉnh dung dịch. e. Ảnh hưởng muối nitrat. Gốc nitrat làm tăng mật độ dòng điện sử dụng,giảm sự châm kim, nâng cao khả năng phân bố. Gốc natri làm cho độ bóng kém, hiệu suất dòng điện giảm.Gốc natri đưa vào dung dịch ở dạng kali nitrat hoặc amon nitrat. g. Ảnh hưởng của muối phốt phát. muối phốt phát tạo thành trong dung dịch do sự thuỷ phân của kali piro phốt phát, nhiệt độ cao, pH thấp, tỉ lệ gốc của pirô phốt phát và đồng cao, làm tăng khả năng thuỷ phân của kali pirô phốt phát.N ếu trong dung dịch có ít muối phốt phát làm cho muôi phốt phat lớn hơn 100g/l,làm giảm hiệu sduất dòng điện, độ dẫn điện kém, phạm vi làm bóng nhỏ. Dùng phương pháp hoá học rất khó khử đi muối phốt phát, vì vậy cần đảm bảo chế độ làm việc thích hợp, để đề phòng sự thuỷ phân muốipirô phốt phát. h. Ảnh hưởng chất làm bóng :loại chất làm bóng trong dung dịch pirô phốt phát có nhiều nhưng chất C7H5NS2 sủ dụng tương đối tốt, nó có tác dụng làm bóng, tác dụng làm bằng và nâng cao mật độ dòng điện. Hàm lượng của nó vào khoảng 0,001 - 0,005 g/l, khi hàm lượng thấp, độ bóng cao, tác dụng làm bằng tốt, nhưng độ bóng kém. Vì vậy phải khống chế trong phạm vi quy định. Để thu được lớp mạ bóng tốt còn cho thêm selen oxit với hàm lượng 0,006 -0,02 g/l hàm lương thấp, độ bóng kém, hàm lượng cao lớp mạ tối,mờ. Khi xử lý bằng H2O2, SeO2 bị oxi hoá, điều chỉnh lại hàm lượng SeO2 được lớp mạ bóng tốt. k. Ảnh hưởng của mật độ và nhiệt độ Nâng cao nhiệt độ, có thể nâng cao mật độ dòng điện. Nhưng nếu quá cao, dung dịch bóc hơi, lớp mạ thô. Nhiệt độ thấp, hiệu suất giảm.Vì vậy thông thường khống chế nhiệt độ trong phạm vi 400. Dung dịch mạ bóng khống chế nhiệt độ 40 -50o l. Ảnh hưởng của bước sóng nguồn điện Bước sóng nguồn điện ảnh hưởng tới chất lượng lớp mạ.Lớp mạ thu được trên máy chỉnh lưu không tốt lắm, lớp mạ thu được trên máy phát điện một chiều tốt hơn. m. Ảnh hưởng của di động katôt và khuấy Di động và khuấy dung dịch nâng cao độ bóng dung dịch và nâng cao mật độ dòng điện. Tốc độ di động katố có ảnh hưởng tới độ bóng và mật độ dòng điện.Di động katốt mạ đồng bóng 25 -35lần/phút hành trình 100mm. thông thương dùng 15 -25 lân/phút là thích hợp. dùng không khi khuấy lọc sạch phòng dầu mỡ, bụi bậm vào trong dung dịch.dung dịch mạ cần phải lọc thường xuyên. n. Ảnh hưởng của anốt. Anốt thường dùng là đồng, điện phân có kết tủa nhỏ, mịn. Tỉ lệ diện tích katốt và anốt là 1 -2 :1. Nếu mật độ anốt lớn,bề mặt tạo o. Ảnh hưởng cuảtạp chất và phương pháp khử. Tạp chất có hại trong dung dịch mạ là gốc tạp chất hữu cơ, sắt, chì, niken, crôm, clo v.v… Ảnh hưởng của gốc xianua và tạp chất hữu cơ. Nếu hàm lượng gốc xianua vào khoảng 0,005g/l, thì lớp mạ thô, độ bóng kém. Phương pháp khử như sau: cho 1-2 ml/l H2O230%, gia nhiệt 50-600 khuấy 1-2 giờ. Nếu có tạp chất hữu cơ cần cho thêm, 3-5 g/l than hoạt tính khuấy đều lọc. Đối với dung dịch mạ bóng, khi xử lý bằng H2O2 và than hoạt tính cần phải cho thêm chất làm bóng. Ảnh hưởng của chì, sắt, niken,clo v. v.. Những tạp chất này ảnh hưởng đến độ bóng, khi hàm lượng nhỏ, lớp mạ tối không đồng đều. Hàm lượng cao lớp mạ tối, đen, kết tinh thô. Xử lý bằng phương pháp điện phân, nhưng tốc độ rất chậm. Ion Fe và clo dùng phương pháp hoá học hay điện hoá đều không khử được triệt để. Nếu có ít tạp chất sắt có thể dùng muối aminôtri metyl cacboxinic để khử ion. Niken ảnh hưởng nhỏ hơn sắt, nhưng nếu nồng độ lớn hơn 5g/l, lớp mạ thô. Có thể nâng cao hàm lượng muối piro phốt phát để làm giảm tác dụng của nó. 2.8.4 Phương pháp xử lý trước khi mạ đồng pirô phốt phát Sắt thép trực tiếp mạ đông pirô phốt phát,lớp mạ bám không chắc, do có phản ứng trao đổ, đồng thời sắt thép trong dung dịch pirô phốt phát có khả năng thụ động hoá. Vì vậy phải xử lý trước khi mạ. Phương pháp xử gồm hai loại : a/Phương pháp mạ: Sắt thép sau khi tẩy dầu, tẩy rỉ nên mạ lớp đồng trong dung dịch xianua hoặc lớp mạ niken trong dung dịch mạ niken. Thời gian mạ rất ngắn, chỉ cần lớp mạ đồng hoặc lớp mạ niken bám toàn bộ trên toàn bộ bề mặt chi tiết là được. Công nghệ mạ như mạ đồng xianua hoặc mạ niken. b/ Phương pháp hoá học :chi tiết sau khi tẩy dầu mỡ và tẩy rỉ, ngâm trong dung dịch xử lý sau đó tiến hành mạ. a. M¹ ®ång b»ng dung dÞch sun ph¸t, floborat, diphotphat; b. M¹ ®ång b»ng dung dÞch xianua; 2.9 M¹ kÏm: 2.9.1 §Æc ®iÓm vµ øng dông KÏm lµ kim lo¹i cã mµu tr¾ng b¹c, x¸m, t­¬ng ®èi mÒm. §iÖn thÕ tiªu chu¶n : -0,76 V (Fe : - 0,44V)Líp m¹ kÏm cã thÓ cã ®é bãng vµ ¸nh nh­ líp m¹ cr«m. KÏm dÔ t¸c dông víi kiÒm vµ axit; trong kh«ng khÝ kÏm dÔ t¹o thµnh líp oxyt, hydroxit hoÆc c¸c bon¸t cã cÊu tróc kÝn khÝt nªn cã kh¶ n¨ng h¹n chÕ qu¸ tr×nh ¸c dông trùc tiÕp cña kÏm. Nhê xö lý t¨ng ®é bÒn ¨n mßn cña líp m¹ kÏm b»ng cromat hãa mµ líp m¹ kÏm cho mµu s¸ng tr¾ng, vµng cÇu vßng, xanh, vµng, ®en,... KÏm cã tÝnh dßn, t­¬ng ®èi cøng, nh­ng khi t¨ng nhiÖt ®é ®Õn 100-150 oC th× kÏm cã tÝnh dÎo tèt. Kh¶ n¨ng vµ lÜnh vùc øng dông cña kÏm ngµy cµng ®­îc øng dông nhiÒu. Líp m¹ kÏm cã t¸c dông chèng ¨n mßn cho s¾t vµ thÐp ®Æc biÖt lµ líp m¹ kÏm ®­îc crom hãa. C¸c chi tiÕt nh­ èc, vÝt, lß xo, vßng ®Öm, èng n­íc,... ®­îc m¹ kÏm b¶o vÖ víi chiÒu dµy kho¶ng 5 - 25 μm, thËm chÝ cã thÓ ®¹t cao h¬n. Líp m¹ kÏm cã t¸c dông b¶o vÖ s¾t thÐp vµ c¸c hîp kim cña chóng. So víi m¹ nhóng trong kÏm nãng ch¶y th× m¹ kÏm cã tÝnh ­u viÖt h¬n v×: Líp m¹ kÕt tinh mÞn, tinh khiÕt cao vµ cã kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn cao; Cã thÓ khèng chÕ ®­îc chiÒu dµy líp m¹ b»ng thêi gian vµ mËt ®é dßng ®iÖn m¹; M¹ ®­îc nh÷ng chi tiÕt cÇn ®é chÝnh x¸c cao; Kh«ng cÇn xö lý phøc t¹p sau khi m¹ Kh«ng t¹o hîp kim víi vËt liÖu nÒn, kh«ng lµm ¶nh h­ëng c¸c c¬ tÝnh cña líp kim lo¹i nÒn. ThiÕt bÞ vµ thao t¸c ®¬n gi¶n Gi¸ thµnh rÎ. 2.9.2 C¸c ph­¬ng ph¸p m¹ kÏm: M¹ kÏm b»ng dung dÞch axit: Dung dÞch m¹: ZnSO4, ZnCl2, Zn(BF4)2, Khi m¹, KÏm phãng ®iÖn trªn ca tèt tõ ion Zn2+, t¹i anèt, Zn hßa tan thµnh Zn2+, §Ó t¨ng ®é bÒn cña dung dÞch m¹ kÏm ng­êi ta cho bæ sung c¸c chÊt thªm v« c¬ : Na2SO4, (NH4)2SO4, NaCl... C¸c hîp chÊt h÷u c¬ nh­ ®estrin, glixerin, ... cã t¸c dông lµm cho líp m¹ mÞn Thµnh phÇn vµ chÐ ®é m¹ kÏm dung dÞch sunfat cã thÓ tham kh¶o theo b¶ng 2-7 Thµnh phÇn Hµm l­îng g/lÝt T¸c dông 1 2 3 4 DD m¹ quay DD m¹ chi tiÕt ®¬n gi¶n DD m¹ bãng DD m¹ mËt ®é dßng cao ZnSO4.7H2O 215 470-500 210-430 500-750 Cung cÊp Zn2+ Al2(SO4)318H2O 20 30 30 T¨ng ®é dÉn, æn ®Þnh pH KAl2(SO4)212H2O 45-50 45-50 50-100 30-50 Na2SO4 50-160 50 50-160 T¨ng ®é dÉn 2,6 (1,7) Disunfonaphtalen 2-3 Lµm bãng Destrin 10 pH 3,8-4,4 3,8-4,4 3,8-4,4 3-4,5 MËt ®é dßng A/dm2 1-5 1-10 3-8 50-200 NhiÖt ®é, oC Phßng Phßng Phßng 40-50 Trong thùc tÕ cã thÓ m¹ kÏm b»ng dung dÞch kiÒm xianua, m¹ kÏm b»ng dung dÞch kiÒm kh«ng xianua, m¹ kÏm b»ng dung dÞch axit yÕu,... 2.9.3 M¹ nhóng kÏm Nguyªn lý m¹: Nguyªn lý chung cña ph­¬ng ph¸p m¹ nhóng nµy lµ t¹o mét líp kim lo¹i b¶o vÖ trªn bÒ mÆt c¸c chi tiÕt m¸y b»ng c¸ch nhóng chóng vµo mét kim lo¹i nãng ch¶y. VÝ dô : Nhóng s¾t, thÐp vµo kÏm nãng ch¶y hoÆc nhóng vµo nh«m, thiÕc, ch×,. . . H×nh 2-9 C¸c thái kÏm H×nh 2-10 C¸c s¶n ph¶m xµ gå sau khi m¹ nhóng kÏm H×nh 2-11 C¸c bÓ m¹ Yªu cÇu: Kim lo¹i nÒn ph¶i cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao h¬n kim lo¹i nhóng BÒ mÆt kim lo¹i nÒn ph¶i s¹ch dÇu më, rØ , . . . (Tr­íc khi ®em nhóng) DÔ t¹o mµng trî dung kÝn ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng thÊm ­ít kim lo¹i nãng ch¶y BÒ mÆt kim lo¹i nãng ch¶y ph¶i s¹ch, kh«ng cã tro, chÊt bÈn, . . . Ph¶i gi¶m tèi ®a khèi l­îng kim lo¹i cÇn nhóng vµo kim lo¹i nãng ch¶y ®Ó h¹n chÕ tiªu hao nhiÖt, h¹n chÕ l­îng kim lo¹i nãng ch¶y,. . . S¶n phÈm ph¶i nhóng nhanh vµ ngËp s©u vµo kim lo¹i nãng ch¶y vµ t¹o ®iÒu kiÖn cho kh«ng khÝ tho¸t ra nhanh. Gi¶m thêi gian nhóng nh­ng ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ chiÒu dµy Tèc ®é lÊy s¶n phÈm ra ph¶i phï hîp ®Ó kim lo¹i nãng ch¶y kh«ng bÞ tuét khái bÒ mÆt, líp m¹ nhóng ®ång ®Òu. Tèc ®é lÊy s¶n phÈm thÐp ra trong kho¶ng 1-1,5 m/ph. T¸c dông: T¹o líp phñ ®Ó b¶o vÖ kim lo¹i chèng ¨n mßn. T¨ng mét sè tÝnh chÊt nh­: ®é bÒn nhiÖt, tÝnh dÉn nhiÖt . . . T¹o líp trang trÝ, t¨ng tÝnh thÈm mü cho s¶n phÈm. C«ng nghÖ m¹: Ph¶i lµm s¹chchi tiÕt cÇn m¹ nh­ c¸c ph­¬ng ph¸p m¹ kh¸c. Sau khi m¹ ph¶i lµm l¹nh thÝch hîp ®Ó röa s¹ch chÊt trî dung cßn b¸m; gi¶m nhanh nhiÖt ®é ®Ó h¹n chÕ qu¸ tr×nh khuyÕch t¸n s¾t s¾t cña s¶n phÈm vµo líp phñ kim lo¹i. Cã thÓ cho dÇu bãng hoÆc xµ phßng b«i tr¬n vµo n­íc röa ®Ó t¹o ®é bãng cho s¶n phÈm. Qu¸ tr×nh m¹ phô thuéc nhiÒu vµo nhiÖt ®é cña kÏm nãng ch¶y, thêi gian nhóng, thµnh phÇn hãa häc cña kÏm nãng ch¶y, b¶n chÊt vËt liÖu còng nh­ tr¹ng th¸i bÒ mÆt cña s¶n phÈm. Khi t¨ng nhiÖt ®é, sù khuyÕch t¸n vµo thÐp sÏ thuËn lîi; khi nhiÖt ®é cao h¬n 460oC th× chØ ­u tiªn t¹o líp hîp kim vµ mÊt líp kÏm nguyªn chÊt mµu s¸ng b¹c, v× thÕ líp b¶o vÖ lóc nµy chñ yÕu lµ hîp kim s¾t - kÏm cã mµu x¸m. Cã 2 ph­¬ng ph¸p m¹ nhóng kÏm: M¹ nhóng ­ít trªn bÒ mÆt kÏm nãng ch¶y cã chÊt trî dung lµ NH4Cl + ZnCl2. M¹ nhóng kh« : Lóc nµy c¸c chÊt trî dung ®­îc t¸ch riªng (kh«ng trén chung. C¸c s¶n ph¶m nhá, rêi, ... th× nhóng gi¸n ®o¹n (kh«ng liªn tôc); C¸c s¶n phÈm d¹ng d©y, b¨ng, cuén kim lo¹i th­êng ®­îc nhóng liªn tôc. N¨ng suÊt m¹ phô thuéc: kÝch th­íc s¶n phÈm, khèi l­îng, h×nh d¹ng, chÊt l­îng xö lý bÒ mÆt, kÝch th­íc cña bÓ m¹, møc ®é c¬ khÝ hãa, nhiÖt ®é cña bÓ m¹, tr×nh ®é tay nghÒ vµ kinh nghiÖm cña c«ng nh©n ... ChÊt l­îng s¶n phÈm phô thuéc vµ c¸c yÕu tè: NhiÖt ®é cña bÓ m¹, thêi gian nhóng, thµnh phÇn hãa häc cña bÓ kÏm, vËt liÖu nhóng, chÊt l­îng xö lý bÒ mÆt, kü thuËt nhóng, xö lý líp kÏm nãng ch¶y ®Ó nhóng,... §é dÝnh b¸m lµ tÝnh chÊt quan träng cña líp m¹. §é s¹ch vµ ®é nh¸m cµng cao th× ®é dÝnh b¸m cµng tèt. Lµm nguéi nhanh sÏ lµm cho líp kÏm dÔ bÞ nøt v× hÖ sè gi¶n në cña kÏm lín gÊp 3 lÇn cña s¾t; thµnh phÇn cña bÓ kÏm cã lÉn ch× vµ thiÕc sÏ lµm gi¶m ®é b¸m cña líp m¹.