Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Công nghệ mạ ba lớp Cu-Ni-Au trên các chi tiết chế tạo từ các hợp kim Sn-Pb

Nếu điện cực âm là vật cin mạ thì chi tiết mạ sẽ được phủ một lớp kim loại lên trên bể mặt A: nguyên tử gam của chất phan ứng.. Mật độ dòng là một tham số quan trọng của mạ điện , mỗi mộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA HÓA

BUGRENCS

LUAN VAN TOT NGHIEP CU NHAN HOA HOC

CHUYÊN NGANH: HOA LÝ

CONG NGHỆ MA BA LỚP Cu-Ni-Au TREN

CÁC CHI TIẾT CHẾ TẠO TỪ CÁC HỢP KIM

Sn-Pb

THÀNH PHO HỒ CHÍ MINH

THÁNG 5 NĂM 2003

Hiệu suất dòng điện -~ -«~-=«~-===~«====~~======~====~~ —

Su phân bố dòng điện và kim loại -= «~«====~=======*

Anh hưởng của các tham số lên quá trình điện phân

Khái quát chung về một phân xưởng ma -8

I Chuẩn bị bể mặt -~ -===~«=~=====s=s==r=es====s-~9

1 Máy đánh bóng - =

2 Máy quay bóng -=-~~ ~=-==~===~~~~~e==~e~=~=te==e====eeee

3 Máy phun cất -~~ ~~~«~=~«=~=+===e===~z~e=rr~>=errr=r=====~ <

he, WAG Sks€hưtnhusiftiseioliibioindieltiNNiNbhiiooioiibib

Il Công nghệ ma -n enn LO

1 Béma eet pias acer

2 Hệ thống ma, lọc, hút tuần hoàn

Xử lý nước thải ma niken

-+ -Xử lý nước thải khi mạ vang

-—-IV Hệ thống day chuyển ma — -— ~ -~ ~-=<==~~==-= 16

Gữ Giá RƑ hi S===—== =6 v

Xử lý bể mặt -«-~-============e

Mali tỉnh -~-~-~-~-<-=~+~=~>=~>~=~z~>~>>=~~=r==~~e~~z==~r~~e===mree

Đánh bóng ~-~ ~~-~-~~~~~~~~~~~~~~=~~~z=*===z~zeez=~=zr~rr=~==r= =

Tay dầu mỠ-<eeseeeeeseee=ssseenseseeeeeeeeeeeeseeeeeesseseseseeeesssl8

Tẩy dầu mỡ hóa học

-— -— -Tẩy dầu mỡ siêu âm -«-« «-«-=-=======~====>=>==========

TIẾY dh SE see cc

3.

Thực I

l

2

H.

l 2 3

IIL.

“aah Pua

Tay gi nnasececcnncsen saaaasascusescucenccesneusounssccusssssonsenceee fh)

Tẩy gf hóa ho c= ~~ ~ -= nascconnnncecncecnanacccsannensecence

Tẩy gi điện hóa -—.——————~——~——— Hoạt hóa bể mặt tẩy lại -=~-======«===«=20

Tinh chất và ứng dụng của lớp mạ đồng

-~-Các dung dich để mạ déng phổ biến

-Các tham số quá trình điện phân ảnh hưởng lên tính chất lớp

-Dung dich mạ đồng xyanuia -~ ~-~~-~~ -=<«==«=«===-««=32

Thành phin cách pha chế -« ~=<<<~=<======~e=

-AfredM.Weisberg(24) -~ ->ex~e=e====x=xs=xer==~e Cách pha chế dung dich xyanua Au(CN), -+-

-————~—~—~————————~~—~~————~~~~~~~=

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu kỹ qui trình mạ vàng Những điểm cẩn lưu ý khi mạ vàng -~ =~ ~~~ ~=

24K Kết luận chung -~ ~ -~-~~-~~=~~~~~===~>~~=~~~=~~~~~=4'7

Tài liệu tham khảo -<~~ -<«<<<~<s«=<===ss=eee===se S Ï

Lời cảm ơn

OR OK oe OK oe

Em xin chân thành cảm ơn thay

NGUYEN KHƯƠNG đã tận tình giúp

đỡ em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các

thay cô thuộc tổ hóa lý và các thay

cô KHOA HÓA trường ĐHSP

TPHCM đã tạo diéu kiện cho em

hoàn thành luận văn

Luận văn này được thực hiện tại

các xưởng mạ.

SKK EK KK EK RK EK

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

Mở đầu

Như chúng ta đã biết nguyên lý giáo dục của đảng đã chỉ rõ học đi đôi

với hành , lý luận đi đôi với thực tiễn nhà trường gắn liển với xã hội

Là sinh viên nghành hóa sư phạm , ngoài những kiến thức cơ bản và

nghiệp vụ sư phạm tiếp thu được trong quá trình đào tạo ở nhà trường , việc nắm

chic được một công nghệ sản xuất gan lién với chuyên môn sẽ giúp các giáoviên chúng ta hoàn thành các nhiệm vụ giáo dục và thực hiện nguyên lý giáodục ở trường phổ thông

Trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa khoa học , công nghệ ngày

càng trở nên phát triển mạnh và gắn lién với các trung tâm thị xã , huyện thành

pho trong đó bao gồm cả trường phổ thông trung học

Việc người giáo viên dạy hóa nắm bat được một công nghệ hóa học nói

chung và công nghệ mạ nói riêng , đổng thời làm chủ được các kỹ thuật của một

xưởng ma sẽ có ý nghĩa sau :

1 Xưởng mạ là nơi giúp giáo viên vừa nghiên cứu khoa học , vừa để sản

xuất ra của cải vật chất và cải thiện đời sống

2 Xưởng là nơi thực hành , thực tập của học sinh trung học về phương

diện ứng dụng điện phân trong công nghiệp

3 Xưởng mạ là nơi phát huy tính tích cực việc nhà trường gắn liển với địa

phương , xã hội Gắn lién học đi đôi với hành

4 Xưởng mạ còn là nơi giáo dục hướng nghiệp , giáo dục lòng yêu nghề ,

yêu khoa học cho học sinh phổ thông trung học khi đang học và sau khi tốt

nghiệp

Vì lý do trên , trong luận văn này chúng tôi tập trung nghiên cứu công

nghệ mạ ba lớp Cu-Ni-Au trên hợp kim Sn-Pb là hợp kim đang được dùng phổ

biến đời sống và trong khoa học Nhờ kỹ thuật đúc chân không hoàn thiện nên

nhiều chỉ tiết máy trong ô tô honda , các loại võ đây đồng hồ , chốt cửa các loại ,tômine , các huy hiệu , đổ nữ trang , vòi bom nước , các đổ dùng trang trí nội

thất khác đang được dùng rộng rải

Hợp kim Sn-Pb là hợp kim lưỡng tính tan mạnh trong axít lẫn bazơ và

luôn tái lập lớp oxít bên ngoài Nếu không nghiên cứu đẩy đủ và chỉ tiết quá

trình loại chất điện giải đặt chế thích hợp trong công nghệ mạ sẽ dẫn đến lớp mạ

bị bong tróc hoặc bị phá huỷ không đảm bảo chất lượng

Vấn để xử lý bể mặt như tẩy dầu mở , tẩy rỉ cho hợp kim lưỡng tính Sn-Pb

là rất khó khăn Vì hợp kim tan mạnh trong axit và bazơ Can nghiên cứu đẩy

đủ thành phan và các tham số dung dịch xử lý , điểu kiện xử lý thích hợp để bảo đảm bể mặt hợp kim nền Sn-Pb không bị rỗ và lớp mạ bám tốt.

Cụ thể trong luận vã này chúng tôi tập trung nghiên cứu các vấn để sau :

SVTH : BACH THANH LUA I

GVHD : T§ NGUYÊN KHƯƠNG

1 Thiết bị toàn bộ cho một phân xửơng mạ ba lớp Cu-Ni-Au trên hợp kim

Sn-Pb , hệ thống này có thể mạ liên tục

2 Khảo sát : thành phan dung dịch đồng xyanua , dung dịch đồng sunfat

bóng với chất tạo bóng UBAC do hing EFCO(Anh ) sản xuất

3 Khảo sát lớp mạ niken bóng trên lớp mạ đồng bóng

4, Mạ vàng 24K trên lớp mạ niken bóng

5 Khảo sát và để xuất biện pháp xử lý nước thải trong công nghệ mạ

đồng xyanua , niken , vàng

6 Trên cơ sở đó xây dựng một mô hình thí nghiệm mạ ba lớp Cu-Ni-Au

ở phòng thí nghiệm trường phổ thông trung học và một số phân xưởng sản

xuất

SVTH : BACH THANH LUA :

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

1 Sự điện phân:

a Theo lý thuyết điện ly : các axit , bazơ , muối khi tan trong nước phân ly

thành các cation và anion

Dưới tác dụng của điện trường các cation chuyển về catod (cực âm ) các

anio chuyển về anod (cực dương ) Quá trình điện ly là quá trình thuận

nghịch

—

N C

n,c :số tiểu phân hoặc nồng độ phân ly thành ion.

N,C : số tiểu phân hoặc néng độ chất điện ly có mặt trong dung dịch

a: độ điện ly 0<œ <1, a = | đô điện ly hoàn toàn

ví dụ :

CuSO, + Cu?" + SO¿Ÿ (a =1)

b Sự điện phân dựa trên sy phân ly của các tiểu phân trong dung dịch

dưới tác dụng của đòng điện một chiều :

GO anod (cực dương) có hai loại :

+ Anod hoà tan : tại đây xắy ra quá trình oxy hóa phản ứng điện cực :

M -ne >M”'

|^

Ví dụ:

Ni-2e ->Ni?"

Các cation hoà tan vào dung dich và khuếch tán tới catod

+ Anod không hòa tan:

Phản ứng điện cực có thể lá quá trình oxy hóa nước , Cl” hoặc OH

40H” -4c ->H,Ø+O, †

2cr - 2e Ct, †

Ở catod (cực âm) : trên bể mặt catod xảy ra quá trình khử các cation bị

khử bám trên bể mặt các điện cực Nếu điện cực âm là vật cin mạ thì chi

tiết mạ sẽ được phủ một lớp kim loại lên trên bể mặt

A: nguyên tử gam của chất phan ứng

n: số electron trao đổi

F: hằng số Faraday ( F = 96500 (c) ).

SVTH : BẠCH THANH LỤA 4

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

b Ứng dụng của định luật Faraday :

Xác định được độ dày lớp mạ sau thời gian điện phân t.

d= = =Vi= =

V d

Tinh được thời gian cắn thiết để mạ :

Khối lượng mạ sau thời gian t Ngoài ra dựa vào định luật ta điều chỉnh cường

độ dòng điện cho phù hợp

2 Sự phân cực :

Trong khi điện phân mạch điện được khép kín bằng một hệ vật dẫn ở catod

thế điện cực dịch chuyển về phía âm so với cân bằng :

An, =H, =H, : sự phân cực catod Tương tự: Ap, =u, =4 ,: sự phân cực anod

Sự phân cực có ý nghĩa lớn đối với mạ nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng lớp

ma Sự phân cực càng lớn lớp mạ thu được càng mịn hạt , sự phân bố kim loại

I: cường độ dòng điện qua mach

Sa , Sy : tổng diện tích anod , catod , Mật độ dòng điện thường tập trung ở chổ Idi , cạnh , mép , góc nhọn Nếu là

anod thi tại đó tốc độ tan lớn hon , tại catod tại đó tốc độ kết tủa mạnh hơn Mật

độ dòng là một tham số quan trọng của mạ điện , mỗi một dung dịch mạ có một

I, tối ưu, nhờ đó có thể điều chỉnh S, thu được lớp mạ đồng nhất , đều

4 Hiệu suất dòng điện :

Trong quá trình điện phân luôn luôn kèm theo các phản ứng phụ như thoát ra khí

hidro ở catod và khí oxi ở anod , điểu này làm cho lượng kim loại ở điện cực nhỏ hơn lý thuyết

nạ : hiệu suất dòng điện.

m, : khốilượng kim loại thực tế thu được ở catod

mạ : khối lượng kim loại thu được ở catod theo lý thuyết

SVTH : BACH THANH LUA 5

GVHD : TS, NGUYEN KHƯƠNG

5 Sự phân bố dòng điện va kim loại :

a Sự phân bố sơ cấp mật độ dong :

Ky = _ : hệ số xác định sự phân bố sơ cấp của mật độ dòng

lạ : khoảng cách lớn nhất của một đơn vị bể mặt catod đến anod ,

I, : khoảng cách nhỏ nhất của một đơn vị bể mặt catod đến anod

Sự phân bố sơ cấp phụ thuộc vào yếu tố hình học của vat

Hình 1 So đổ mink bog cự gháa bố sơ cấp

I, : mật độ dòng catod ở phan điện tích vật mạ gần anod nhất

1, : mật độ dòng catod ở phần kim loại mạ xa anod nhất

c, Sự phân bố kim loại :

m, : khối lượng kim loại thoát ra trên một đơn vị diện tích gần anod

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

nị,.n, : hiệu suất dòng ở vùng gần , xa anod nhất

d Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu tạo lớp mạ điện :

+ Dung dịch điện phân :

Dung dịch điện phân sử dụng dạng muối phức , càng nhỏ thì câu tạo lớp

ma có cấu tạo tinh thể càng mịn hat

+ Néng độ ion H* có ảnh hưởng một phan đến lớp mạ điện do sự thoát

khí hidro trên catod là giòn , bon , tróc lớp mạ

7 Ánh hưởng các tham số lên quá trình điện phân :

a Mật độ dòng catod :

Mật độ dòng catod nhỏ làm cấu tạo tinh thể lớp mạ thé Tăng mật độ

dòng catod trong một giới hạn nhất định làm cấu tạo tính thể lớp mạ mịn hạt

hơn

b Anh hưởng của khuấy trộn và nhiệt độ :

Tăng nhiệt độ làm cấu tạo lớp mạ thô nhưng đồng thời tăng sự khuếch tán

ion về catod làm tăng độ dẫn điện , Nếu sử dụng dòng l, lớn hơn sẽ thu

được lớp mạ mịn hạt

Sự khuấy trộn có tác dung là san bằng néng độ ion , sử dụng | lớn làm tăng tốc độ kết tủa kim loại

c Phương pháp đổi chiều dòng điện :

Làm bé mặt lớp mạ bằng phẳng hơn , đổi chiều dòng điện định kỳ chỗ lồi

là anod nên kim loại tan ra làm lớp mạ bằng phẳng trở lại

SVTH : BẠCH THANH LỤA 7

GVHD : TS NGUYEN KHUONG

Thiết bi máy móc trong một phân xưởng mạ đáp ứng được ba công nghệ :

Chuẩn bị bể mặt , mạ và sau khi mạ

I Công nghệ chuẩn bị bể mặt :

Trước khi mạ tiến hành chuẩn bị bể mặt gồm các bước : đánh bóng hoặcquay bóng bể mặt chỉ tiết , tẩy dầu mở, tẩy gi , rửa sạch chỉ tiết trong nước

1 Máy đánh bóng :

Đối với những chỉ tiết mạ lớn dùng mô tơ có gắn bánh xe để quay bóng

Máy đánh bóng có hộp biến tốc khi cần có thể thay đổi tốc độ vòng quay

Vòng quay tối thiểu 2750 vòng /phút

Do đó bể tẩy gỉ diện hoá hoặc hóa học phải chịu được axít và nhiệt độ

Bể tẩy gỉ làm bằng nhựa hoặc bằng thép cacbon có lót nhựa dẻo hoặc cao

suU

Il Công nghệ ma :

1 Bể mạ : tuỳ thuộc vào kích thước mạ dùng hai loại bể mạ :

a BỂ mạ tỉnh :

Những chỉ tiết vừa hoặc lớn dùng bể mạ tĩnh.

Bể điện phân gồm bể trong và bể ngoài :

+ Bể ngoài : là một bộ phận chủ yếu có gắn với các bộ phận cố định

như : anod , catod , thanh dẫn điện

BỂ ngoài làm từ các nguyên liệu bén như : thép lót nhựa hay

composite

+Bể lót trong chứa dung dịch có tác dụng chống ăn mòn bể ngoài

+Trước khi pha dung dịch phải kiểm tra xem bể có kín hay không Bể

mạ phải không thấm nước , bể mạ composite vừa bén nhiệt vừa bền hóa

học , được dùng ngày càng phổ biến

SVTH : BACH THANH LUA 10

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG _

b Bể mạ quay ( thùng mạ quay) :

Những chỉ tiết nhỏ đổ nữ trang , ốc, vít ta dùng bể mạ quay

Hình 6 : bể mạ quay hình chuông hoặc hình ống Thùng mạ chế tạo từ vật liệu cách điện Trên bể mặt của thùng mạ có khoang nhiều lỗ có kích thước phù hợp sao cho các chi tiết không lọt ra ngoài , trong lòng thùng có các thanh dẫn điện tiếp xúc với các chỉ tiết bỏ

vào chỉ chiếm 1/3 diện tích thùng mạ quay Thùng mạ phải đặt ngập khoảng

2/3 dung dịch

2 Hệ thống lọc hút tuần hoàn :

Trong quá trình mạ dung dịch có thể bị nhiểm bẩn , bẩn hữu cơ hoặc ion

lạ khác , máy lọc hút có tác dụng như máy luân chuyển dung dịch

Vj-1- thanh dẫn điện anod, catod 2- chỉ tiết mạ 3- van 4- bộ phận lọc 5- ống

đung dịch sạch , 6- ngăn do làm sạch dung dịch 7- bơm 8- động cơ 9- máy

khuấy

Hình 7 : hệ thống mạ khuấy lọc tuần hoàn

SVTH : BACH THANH LUA n

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

Để lọc bụi bẩn , các chất không tan người ta dùng máy lọc liên tục máy

có vòi hút chất điện ly và giữ lại các vật rin nhỏ , sau đó cho ra dung dịch

sạch Ngày nay người ta còn đặt vào trong thanh máy lọc các thanh than hoạt

tính nén chặt , có tác dụng giữ lại các chất hữu cơ như dầu mỡ máy lọc

được vận hành liên tục

Ngoài ra trong hệ thống mạ người ta còn cho dung dịch bơm sang một bể

khác ở đó tiến hành mạ với catod lớn , mật độ dòng i, nhỏ 0,2 A/dm? để loại

trừ các ion kim loại năng khác như Cu”*, PhỶ"

Hiện nay trên thị trường còn bán các chế phẩm có tác dụng cho vào dung

dịch ma có tác dụng tạo phức bén với các ion như Fc°*, Fe” hay Zn”"

nhằm loại bỏ toàn bộ các ion lạ lớp mạ thu được trong hệ thống mạ liên tục

có chất lượng rất cao

3 Máy khuấy : khuấy dung dịch bằng không khí nén

1-Sng có nhiều lỗ

2-lđp cách điện 3-thòng ma

4-ống dan khí vào

Š-vật đềm

Hình 8: thùng khuấy có thiết bị bằng không khí nén

Không khí phải sạch bụi , sạch bẩn

Ill Xử lý nước thải sau khi mạ :

1 Xử lý nước thải mạ đồng xyanua :

Trong nước thải mạ đồng xyanua chứa ion CN- rất độc nước được gọi

là sạch khi hàm lượng CN” không vượt quá 0,01 mgi1.

Nguyên tắc xử lý : có hai cách :

a Dùng các chất oxy hóa mạnh như : OC! ,MnO; để oxy hóa CN- đến

CO; Quá trình oxy hoá CN” với nước javen hoặc clorua vôi xảy ra theo

hai giai đoạn :

+Giai đoạn |:

SVTH : BẠCH THANH LỤA 12

GVHD : TS NGUYEN KHƯƠNG

CN” + HCIO ->CNCI+ OH `

CNCI+2OHˆ -+ CNO' +CL +H,O

Giai đoạn này diễn ra ở PH khoảng 8,5-11.0

+Gial đoạn 2 :

CNO' +3OCL + H,O + CO, † +3CI' + 20Hˆ

Giai đoạn này diễn ra ở PH khoảng 7,0-8.5

Dùng clorua vôi có thể kết tủa được một số kim loại dưới dạng

hidroxit cacbonat : Cu(OH); , Fe(OH), , CaCO

b Tạo phức CN với Fe** (thường dùng nhất là FeSO,) làm mất tính độc

của CN~ vì nồng độ CN” tự do rất nhỏ

Fe +6CN' = Fe(CN),*

FeCN),* + Fe** = Fe,[Fe(CN),* |\

kết tủa màu xanh berlin

Hoặc Fé(CN)," + Fe" = Fe,|Fe(CN),* |, 4

Mau xanh purxơ

Hình 9 : sơ đồ sử lý nước thải

Nước thải được tập trung vào bể nhựa hoặc lót nhựa (có thể chôn đưới

đất) Ta dùng bơm , bơm qua bể khác rồi cho FeSO, ( hoặc dùng các chất oxyhóa ) vào để khoảng 12 tiếng cho CC” kết tủa hoàn toàn phân tích hàm

lượng CN”, khi nó nhỏ hơn 0,01 mg/l thì thải ra môi trường

SVTH : BACH THANH LỤA 13

GVHD : TS NGUYEN KHƯƠNG

2 Xử lý nước thải khi mạ niken :

Nước thải tập trung vào bể chứa chủ yếu là Ni?* dùng Ca(OH), hoặc kiểm

nhẹ là kết tủa Ni(OH); , thu hồi lại Ni

+Xử lý ở PH khoảng 6-7:

Ni?* + 20H” = Ni(OH), +

Fe’ +30HTM = Fe(OH), +

+Lọc và tách kết tủa Ni(OH);

Phân tích nước thải khi hàm lượng Ni”" nhỏ hơn 0,01mg/l nước coi như

sạch , thải ra ngoài môi trường

3 Xử lý nước thải khi mạ vàng :

Tất cả các loại nước thải trong quá trình mạ vàng cẩn tập trung vào một

xô nhựa có nắp kín đặt ở vi trí cao , thoáng gió ( sân thượng nhà cao tang

chin hạn ) , che phủ để khỏi có nước mưa tat vào Sau một thời gian tích luỹ,

cần phân để lấy lại vàng

SVTH : BACH THANH LỤA 14

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

Phần HI

QUY TRÌNH KỸ THUẬT

GWVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

A Xử lý bể mặt :

« Yêu cầu bé mat:

Trước khi mạ bể mặt kim loại phải được làm sạch và nhờ tiến hành gia

công cơ khí Tẩy dầu mở và các vết bẩn , các hợp chất hóa học khác Tẩy

gỉ làm bóng

I Phương pháp gia công bề mặt trước khi mạ :

1 Mai thô :

Dùng bột mài và bánh mài bằng gia , mài làm cho bể mat tương đối

bằng phẳng Sử dung bột mài số 4 ( được bán rộng rải trên thị trường )

2 Mài tinh:

Ở giai đoạn này dùng bột mài số 1 và số 2 ( bán rộng rãi trên thị

trường ) có kèm theo chất bôi trơn

Có hai loại bột mài :

+Bột mài tự nhiiên : Al,O,;

+Bột mài nhân tao: SiC

Sau quá trình này ta được bể mặt kim loại nhẵn , đều loại bỏ các vết

xước

3 Đánh bóng :

Nhằm thu được bể mặt nhấn bóng , không có vết xước , phải dùng

bánh xe vải có phết lơ đánh bóng tuỳ theo kim loại mạ

Gia công cơ khí các bể mặt rất cần thiết cho các hợp kim hoặc kim loại

Pb-Sn, Al-Zn

Sau khi xử lý bể mặt ta được bể mặt bóng gương

II Tẩy dầu mỡ :

Tẩy dầu mỡ bằng điện hóa hoặc hóa học hay tẩy dấu mỡ bằng siêu âm

tuỳ thuộc vào bản chất dầu mỡ bám trên bể mặt kim loại

1 Tẩy đầu mỡ hóa học :

a Dung môi hữu cơ :

Dung môi tẩy dầu mỡ phải có khả năng tẩy được nhiều loại dầu mỡ

khác nhau , không cháy , không nổ , giá thành thấp

Đối với các hợp kim Sn-Pb dung môi thường là tetraaclorua cacbon

Ngoài ra có thể kết hợp với dung môi tẩy dẫu mỡ kiểu thủ công ,

dùng biện pháp nhúng có kết hợp với bàn chải để loại dầu mỡ

b Tẩy đầu mỡ bằng dung dịch kiểm :

Tẩy dầu mỡ với dung dịch kiểm có công thức và thành phan sau :

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

Dung dịch kiểm dùng tẩy dấu mỡ và các vết bẩn khác phải được

tiến hành ở nhiệt độ phòng khoảng 30-60 phút

Trong quá trình tẩy cẩn khuấy dung dịch , giúp cho bể mặt chỉ tiết

bóng nhẹ và sạch

2 Tẩy dầu mỡ siêu âm :

Sau khi tẩy dầu mỡ bằng dung môi hữu cơ , có thể còn sót lại một lượng rất nhỏ dầu mỡ phân tán trong các khe , rảnh sâu hoặc những vết

dầu mỡ bám chat trên bể mặt chỉ tiết Do đó để tẩy tuyệt đối các vết dầu

mỡ này người ta ngâm chỉ tiết trong dung dịch nóng , khuấy liên tục bằng

ddng siêu âm từ 20 ~ 1000 Hz Kiểm tra bể mặt chỉ tiết

3 Tẩy dầu điện hóa :

Có ba loại : tẩy đầu mỡ điện hóa anod , catod và kết hợp cả anod và

catod

Dùng dòng điện một chiều và chất điện phân thích hợp để tẩy dầu mỡ

Bản chất của tẩy rửa điện hóa là sự giải phóng oxy hay hidro ( tuỳ

theo điện cực ) cuốn theo lớp dầu mỡ

a Tẩy dầu mỡ catod :

Nối chi tiết với catod ( nguồn điện âm một chiéu ) anod lam bằng

thép sạch

Tại anod : 40H” - 4e + 2H,0+0, 7 Tại catod : 4/,Ø + 4e + 40H” +H, †

Thực chất là quá trình điện phân nước , kiểm đóng vai trò trung

gian Hidro thoát ra trên bể mặt cuốn đi lớp dầu mỡ

b Tẩy dầu mỡ Anod:

Nối chỉ tiết với anod ( cực dương nguồn điện một chiéu ) , catod làm

bằng thép trên bể mặt chỉ tiết có sự thoát khí :

40H” - 4e + 2H,O+O, †

c Tẩy dầu mỡ anod và catod :

Sử dụng sự đổi chiều xen kẻ , tẩy điện hóa loại này thường dùng cho

hợp kim Sn-Pb ở catod 60 (s) và anod 30 (s)

Bắng thành phần tẩy dầu điện hoá :

SVTH : BACH THANH LUA 19

Tẩy dầu điệnhóa | anod | Đổi chiểu dòng PRE

catod : 60(s) | catod: 60 (s) | catod ; 60 (s)

' Mật độ dòng A/dmỶ anod : 30(s) | anod ; 30 (s)

L _ 1-5 1-5

II Tẩy gi: gồm hai loại : điện hóa và hóa học

1 Tẩy gỉ hóa học :

a Tẩy gi cho Zn và hợp kim của Zn (Al-Zn ) :

Nhúng chỉ tiết vào dung dịch H;SO; | -2 % trong | ~2 phút ở nhiệt

độ 20 - 22 °C,

Quá trình hoà tan;

ALO, + 6 HạSO, = 2Ala(SO,); + 6H,O

4AL +6H)SO, = 2Al;(SO,)y+ 3H; †

ZnO +H,SO, =ZnSO, + H,O

b Tẩy gi cho Al và hợp kim của Al :

Dung dich tẩy gi gồm :

NaOH $S— 10%

Nhiệt độ 50- 60°C

Thời gian 2 - 4 phút

Khi chi tiết bị nhiểm bẩn Fe , Cu dùng HNO, 30% để nhúng chỉ

tiết, sau đó rửa lại trong Na;CO; 2 - 3 % ,

c Tẩy gỉ cho chì thiết và hợp kim của nó :

Dùng HBF, hoặc HNO; 2 ~ 3 %

Sau khi tẩy gỉ chỉ tiết được rửa sạch , sấy khô rồi đem mạ

2 Tẩy gỉ điện hóa :

a Tẩy gi anod : chi tiết được nhúng vào dung dich tẩy gỉ và nối với

cực dương của nguồn điện

b Tẩy gỉ catod : chỉ tiết được nối với cực âm của nguồn điện

+Dung địch tẩy có thành phan như tẩy gi hóa học

GVHD : TS NGUYÊN KHƯƠNG

Anod : 3 ~ 5 scc

IV Hoạt hóa bể mặt tẩy lại :

Bé mặt chỉ tiết sau khi tẩy gỉ hình thành một lớp màng oxít mỏng làm

giảm độ bám lớp mạ

1 Hoạt hóa Zn va hợp kim của Zn:

Ngâm trong dung dich axít HạSO, 0,25 - 0,5 % trong 24 - 35 (s) ở

nhiệt độ phòng

2 Hoạt hóa cho Al-Zn :

Ngâm trong dung dịch axit H;SO; 8 — 10 g/1 ở nhiệt độ phòng trong 30

~ 120 (s) sau đó rửa sạch rồi mạ ,

3 Hoạt hóa cho chi và hợp kim của Pb-Sn :Ngâm trong dung dich axít H;SO, 10 -12% trong 15 ~ 30 (s) rửa sạch và

Đồng không tan trong axít HCI , CH;COOH, H;SO, loãng

Hợp kim của đồng và đồng hòa tan trong HNO, và H;SO, đặc

nóng Nhưng đồng không bị oxy hóa trong không khí khô và oxi

Trong dung dịch đồng co các số oxy hóa +1 và +2

b Ứng dụng của lớp mạ đồng :

+ Lớp mạ đồng trên kim loại hoặc hợp kim gốc Zn, AI , Pb, Sn là

lớp mạ trung gian trước khi mạ Ni , Cu-Ni-Au, Ag

+ Lớp mạ đồng trong không khí có nước và CO; dể bị oxy hóa và

phủ một lớp Cu(OH);.CuCO; màu xanh thẩm nên không dùng làm lớp

ma trang trí,

+ Lớp mạ trung gian cho mạ ba lớp Cu-Ni-Au làm lớp mạ ít xốp hơnlớp mạ hai lớp Ni-Cu Tiết kiệm được Ni là kim loại quý

Dùng làm kỹ thuật đúc điện để tách các bản sao kim loại từ các tác

phẩm điêu khắc hoặc tạo thành các chỉ tiết phức tạp

2 Các dung dich để mạ đồng phổ biến :

Có hai loại dung dịch : dung dịch xyanua va dung dịch axít

a Dung dịch xyanua :

Dung dịch này có độ phủ sâu 100% rất tốt để mạ lót cho các kim loại

và hợp kim gốc Zn, Al, Pb Lớp mạ phải đủ dày mới tránh được sự ăn

mòn chỉ tiết trong axít khi mạ Ni-Cu-Ni-Cr tiếp theo ,

Thành phần chính của dung dịch : là CuCN và NaCN hoặc KCN

CuCN tạo phức trong dung dịch :

S⁄TH : BACH THANH LUA 21

* CuCN và NaCN dùng để tạo phức bền Cu(CN})”, néng độ phân ly

để tạo thành Cu® nhỏ , lượng ion Cu” cung cấp cho quá trình nhỏ tạo ra lớp mạ mịn , bằng phẳng Lượng xyanua vượt quá lượng cần thiết để tạo

phức Cu(CN]” gọi là lượng xyanua tự do

b Vai trò của lượng xyanua :

+ Duy trì ion Cu” ở dạng phức Cu(CN))”.

+ Điều chỉnh độ tan anod đồng , dam bảo quá trình điện phân ổn

định ,

+ Nồng độ CN” tăng vừa đủ làm tăng độ dẫn điện của dung dịch

và tăng sự phân bố kim loại

c Các muối cacbonat :

Na;CO; hoặc K;CO; làm tăng độ dẫn điện của dung dịch và tăng sự

phân cực anod ,

d Muối natri tactrat kép ( NaKC,H,O,4H;O ) :

Có vai trò tạo phức đồng tan từ anod đảm bảo anod hoà tan bìnhthường Làm lớp mạ kết tỉnh mịn hạt bằng phẳng hơn , làm giảm lượng

xyanua tự do.

3 Dung dich axít :

Thành phần chính là CuSO, và axit H;SO; do đó dung dich này không

mạ trực tiếp lên các kim loại hoặc hợp kim của kim loại lưỡng tính

a Đồng sunfat ( CuSO,SH;O ) :

Dễ tan trong nước CuSO, -› Cu** + SO,” là nguồn cung cấp Cu**

chủ yếu cho quá trình điện phân

b Axit sunfuric ( H;SO, ) :

Có ảnh hưởng trực tiếp lên lớp mạ đồng : + Tăng độ dẫn điện của dung dịch

+ Ngăn cảng sự thủy phân ; tạo CuạO kết tau bám lên catod làm

lớp ma giòn , xốp , xù xì

CuSO, + 2H,0 = Cu;O + + H;SO,

+ Tao thuận lợi cho lớp mạ kết tinh mịn hạt , nâng cao được mật

độ dòng catod

SVTH : BACH THANH LUA 22