Đồ án: Công nghệ mạ kẽm Cromat hóa

Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 1 - LỜI CẢM ƠN Đồ án nhập môn này được thực hiện tại bộ môn công nghệ điện hóa và bảo vệ kim loại trường ĐH Bách Khoa Hà Nội. Trước hết, chúng tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Th.s Nguyễn Tuấn Anh, người đã quan tâm và trực tiếp hướng dẫn chúng tôi hoàn thành đồ án này. Chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn đã chỉ bảo tận tình và tạo nhiều điều kiện thuận lợi để cho chúng tôi có thể hoàn thành tốt nhất đồ án của mình. Chúng tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các bạn trong lớp, những người thân, bạn bè đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình làm đồ án. Trong thời gian làm đồ án, do hạn chế về mặt thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, chúng tôi kính mong được các thầy cô chỉ bảo thêm để chúng tôi có thể hoàn thiện hơn những kiến thức của mình. Hà Nội, 12/2012 MỤC LỤC Mở Đầu 3 Phần I: Tổng Quan Về Công Nghệ Mạ Kẽm 4 Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 2 - 1. Xử lý bề mặt trước khi mạ 4 1.1 Gia công cơ 4 1.2 Gia công xử lý hóa học 4 2 Công nghệ mạ kẽm Error! Bookmark not defined. 2.1 Mạ kẽm trong dung dịch axit 6 2.2 Mạ kẽm trong dung dịch xyanua 8 2.2.1 Đặc điểm công nghệ 8 2.2.2 Chế độ công nghệ Error! Bookmark not defined. 2.2.3 Pha chế dung dịch 9 2.3 Mạ kẽm trong dung dịch zincat Error! Bookmark not defined. 2.3.1 Đặc điểm công nghệ Error! Bookmark not defined. 2.3.2 Chế độ công nghệ 9 2.3.3 Pha chế dung dịch 10 2.4 Mạ kẽm trong dung dịch amoniacat 10 2.4.1 Đặc điểm công nghệ 10 2.4.2 Chế độ công nghệ 10 2.4.3 Pha chế dung dịch 11 2.5 Mạ kẽm trong dung dịch pyrophotphat 11 2.5.1 Đặc điểm công nghệ 11 2.5.2 Chế độ công nghệ Error! Bookmark not defined. 2.5.3 Pha chế dung dịch Error! Bookmark not defined. 3 Bóc lớp mạ kẽm hỏng Error! Bookmark not defined. 4 Hoàn thiện lớp mạ kẽm (cromat hóa) Error! Bookmark not defined. Phần II: Quy Trình Công Nghệ 18 1 Sơ đồ quy trình mạ kẽm cromat cho bulong, đai ốc 18 2 Thuyết minh cho quy trình 19 Phần III: ỨNG DỤNG THỰC TẾ 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 3 - MỞ ĐẦU Mạ kẽm hiện nay được dùng rộng rãi nhất để bảo vệ máy móc, thiết bị, dụng cụ bằng sắt thép, chống ăn mòn khí quyển. Kẽm có thế điện chuẩn ( -0,76 V) âm hơn kim loại đen (sắt, thép, gang …) nên nó là lớp mạ anot, bảo vệ theo cơ chế điện hoá. Sản phẩm ăn mòn kẽm (do tác dụng hoá học với hơi ẩm, với CO 2 ,SO 2 của môi trường hoặc do tác dụng điện hoá của trong quá trình bảo vệ) làm cho vẻ đẹp kém đi: mờ, xám dần theo thời gian, nhưng tính bảo vệ của nó không hề suy giảm. Vì vậy sản phẩm mạ kẽm thích hợp nhất cho là dùng cho các công trình kiến trúc xây dựng, dùng cho các đường dây tải điện, thông tin và đường sắt, các thiết bị đặt ngoài trời dưới dạng các tấm lợp, thép góc, ống dẫn Mạ kẽm có thể được thực hiện bằng nhiều cách: nhúng nóng, phun, nhiệt khuếch tán, mạ điện Mỗi cách có những đặc điểm riêng, phạm vi ứng dụng riêng, cụ thể là: Mạ điện thích hợp cho việc sữa chữa các chi tiết có độ chính xác cao cần sửa ngay, dù cấu kiện mới bị mòn ít mà nếu dùng phương pháp sữa chữa khác thì sẽ ảnh hưởng tới tính chất kim loại gốc, hình dạng, kích thước và độ bám của kim loại đắp lên chi tiết. Các lĩnh vực ứng dụng mạ điện bao gồm:  Lĩnh vực xây dựng: mạ ống nước, đường sắt, các thiết bị ngoài trời, mạ các thiết bị chịu lực, ….  Lĩnh vực viễn thông: mạ các cấu kiện trụ anten, thiết bị phụ trợ khác,…  Trong sản xuất dân dụng: làm đồ trang sức, lư đồng, huy chương, bát đĩa, các vật dụng gia đình,…  Trong ngành kỹ thuật cao: sản xuất robot, tên lửa,…  Trong công nghiệp đóng tàu: thường mạ một lớp kẽm lên bề mặt vỏ tàu.  Trong các công trình thủy: hiện nay ở Tokyo (Nhật Bản) mạ điện được sử dụng để mạ các trụ cầu của dẫn qua cảng Tokyo, lớp phủ titanium (1mm Ti + 4mm thép tấm).  Các lĩnh vực khác: mạ vàng, điện thoại,… làm cho mạ điện nói chung và mạ kẽm nói riêng thêm phong phú. Tuỳ yêu cầu của sản phẩm mà chọn phương pháp mạ và chiều dày lớp mạ cho phù hợp. Phương pháp mạ điện thường cho chiều dày lớp mạ kẽm từ 5 - 30 µm; phương pháp nhúng nóng cho từ 50 - 200 µm. Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 4 - PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠ KẼM 1. XỬ LÝ BỀ MẶT TRƯỚC KHI MẠ Để sản phẩm sau khi mạ có lớp mạ đồng nhất thì gia công bề mặt là giai đoạn không thể thiếu trong quá trình mạ. Gia công bề mặt trước khi mạ có ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ. Ngoài việc làm cho bề mặt nhẵn bóng nó còn có tác dụng khử sạch các lớp gỉ, các màng oxit mỏng hoặc các chất bẩn, dầu mỡ trên bề mặt vật liệu cần mạ, tạo điều kiện thuận lợi cho lớp mạ gắn chắc với kim loại nền. Các phương pháp gia công bề mặt: Có 2 phương pháp chủ yếu thường sử dụng • Gia công cơ khí: mài thô, mài tinh, đánh bóng, quay bóng • Gia công xử lý hóa học: Tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ 1.1 Gia công cơ Gia công cơ học là quá trình giúp cho bề mặt vật mạ có độ đồng đều và độ nhẵn cao, giúp cho lớp mạ bám chắc và đẹp. có thể thực hiện gia công cơ học bằng nhiều cách : mài, đánh bóng (là quá trình mài tinh), quay xóc đối với các vật nhỏ, chải, phun tia cát hoặc tia nước dưới áp suất cao. Quá trình gia công cơ học làm lớp kim loại bề mặt sản phẩm bị biến dạng, làm giảm độ gắn bám của lớp mạ sau này. Vì vậy trước khi mạ cần phải hoạt hóa bề mặt trong axit loãng rồi đem mạ ngay. Phương pháp mài: sử dụng các loại bột mài như nhôm oxit, các loại xi đánh bóng. Chất thải trong quá trình này là các loại bụi do sử dụng các loại bột mài, các vật liệu bị mài mòn. Phương pháp quay bóng: Các vật thể nhỏ không thể mài bóng được thì sử dụng phương pháp quay bóng. Có hai cách quay bóng: quay bóng khô và quay bóng ướt. 1.2 Gia công xử lý hóa học Tẩy dầu mỡ: Trên bề mặt chi tiết cần mạ thường có các loại dầu mỡ hay thuốc đánh bóng dính vào. Màng dầu mỡ gây hiện tượng bong lớp kim loại mạ đồng thời làm bẩn dung dịch mạ Các phương pháp tẩy dầu mỡ: Tẩy dầu mỡ trong dung môi hữu cơ Tẩy dầu mỡ trong dung dịch kiềm và nhũ tương Tẩy dầu mỡ bằng phương pháp điện hóa Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 5 - Tẩy dầu mỡ Bề mặt kim loại sau nhiều công đoạn sản xuất cơ khí, thường dính dầu mỡ, dù rất mỏng cũng đủ để làm cho bề mặt trở nên kị nước, không tiếp xúc được với dung dịch tẩy, dung dịch mạ… Có thể tiến hành tẩy dầu mỡ bằng các cách sau: Tẩy trong dung môi hữu cơ như tricloetylen C 2 HCl 3 , tetracloetylen C 2 Cl 4 , cacbontetraclorua CCl 4 … chúng có đặc điểm là hòa tan tốt nhiều loại chất béo, không ăn mòn kim loại, không bắt lửa. Tuy nhiên, sau khi dung môi bay hơi, trên bề mặt kim loại vẫn còn dính lại lớp màng dầu mỡ rất mỏng, cẩn phải tẩy tiếp trong dung dịch kiềm. Tẩy trong dung dịch kiềm nóng NaOH có bổ sung thêm một số chất nhũ tương hóa như Na 2 SiO 3 , Na 3 PO 4 … Với các chất hữu cơ có nguồn gốc động thực vật sẽ tham gia phản ứng xà phòng hóa với NaOH và bị tách ra khỏi bề mặt. Với những loại dầu mỡ khoáng vật thì sẽ bị tách ra dưới tác dụng nhũ tương hóa của Na 2 SiO 3 . Tẩy trong dung dịch kiềm bằng phương pháp điện hóa, dưới tác dụng của dòng điện, oxy và hidro thoát ra có tác dụng cuốn theo các hạt mỡ bám vào bề mặt. tấy bằng phương pháp này dung dịch kiềm chỉ cần pha loãng hơn so với tẩy hóa học đã đạt hiệu quả. Tẩy dầu mỡ siêu âm là dùng sóng siêu âm với tần số dao động lớn tác dụng lên bề mặt kim loại, những rung động mạnh sẽ giúp lớp dầu mỡ tách ra dễ dàng hơn. Tẩy gỉ Bề mặt kim loại nền thường phủ một lớp oxit dày, gọi là gỉ. tẩy gỉ hóa học cho kim loại đen thường dùng axit loãng H 2 SO 4 hay HCl hoặc hỗn hợp của chúng. Khi tẩy thường diễn ra đồng thời 2 quá trình: hòa tan oxit và kim loại nền. Tẩy gỉ điện hóa là tẩy gỉ hóa học đồng thời có sự tham gia của dòng điện. Có thể tiến hành tẩy gỉ catot hoặc tẩy gỉ anot. Tẩy gỉ anot lớp bề mặt sẽ rất sạch và hơi nhám nên lớp mạ sẽ gắn bám rất tốt. Tẩy gỉ catot sẽ sinh ra H mới sinh, có tác dụng khử một phần oxit. Hidro sinh ra còn góp phần làm tơi cơ học màng oxit và nó sẽ bị bong ra. Tẩy gỉ bằng catot chỉ áp dụng cho vật mạ bằng thép cacbon, còn với vật mạ Ni, Cr thì không hiệu quả lắm. Tẩy bóng điện hóa và hóa học Tẩy bóng điện hóa cho độ bóng cao hơn gia công cơ học. lớp mạ trên nó gắn bám tốt, tinh thể nhỏ, ít lỗ thủng và tạo ra tính chất quang học đặc biệt. Khi tẩy bóng điện hóa thường mắc vật tẩy với anot đặt trong một dung dịch đặc biệt. Do tốc độ hòa tan của phần lồi lớn hơn của phần lõm nên bề mặt được san bằng và trở nên nhẵn bóng. Cơ chế tẩy bóng hóa học cũng giống tẩy bóng điện hóa. Khi tẩy bóng hóa học cũng xuất hiện lớp màng mỏng cản trở hoặc kìm hãm tác dụng xâm thực của dung dịch với kim loại tại chỗ lõm. Tẩy nhẹ Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 6 - Tẩy nhẹ hay còn gọi là hoạt hóa bề mặt, nhằm lấy đi lớp oxit rất mỏng, không nhìn thấy được, được hình thành trong quá trình gia công ngay trước khi mạ. khi tẩy nhẹ xong, cấu trúc tinh thể của nền bị lộ ra, độ gắn bám sẽ tăng lên. 2. CÔNG NGHỆ MẠ KẼM 2.1 MẠ KẼM TRONG DUNG DỊCH AXIT Dung dich axit để mạ kẽm chính là dung dich mạ đơn, thường dùng là dung dich sunfat, rồi đến dung dịch clorua, dung dich floborat. Đặc điểm chung của các dung dịch này là : kẽm tồn tại dưới dạng ion đơn đã hydrat hoá, cho độ phân cực bé khi phóng điện, dung dịch ổn định, cho phép dùng Dc lớn , nhất là khi dung dịch được khuấy mạnh, hiệu suất dòng điện lớn ( ngay cả khi nồng độ axit cao ). Nhược điểm chung của các dung dich này là : cho lớp mạ có tinh thể thô, khả năng phân bố kém, nên chỉ dùng cho để mạ cho vật có hình thù đơn giản như dây, băng tấm Để phục vụ học tập cần nghiên cứu kỹ dung dich sunfat - đại diện cho loại dung dịch axit, từ đó có thể dễ dàng hiểu được các quy luật của các dung dịch axit khác. Mạ kẽm từ dung dịch sunfat Cấu tử chính của dung dich này là ZnSO 4 .7H 2 O, độ hoà tan ở 25 o C là 600g/l, nhưng dung dich chỉ cần nồng độ từ 200 đến 300g/l. Vì đặc quá thường cho lớp mạ xốp, dễ bị gai cây; còn loãng quá thì độ dẫn điện của dung dịch thấp, làm giảm chất lượng lớp mạ. Khi mạ kẽm cho dây, băng, tấm liên tục, để tăng tốc độ mạ người ta dùng dung dịch có nồng độ cao đến 400-700 g/l, nhưng buộc phải đun nóng liên tục dung dịch ở 40-50 độ C và khuấy thật mạnh bằng khí nén. Trên catot xảy ra quá trình phóng điện của ion Zn 2+ hidrat hoá: Zn 2+ .mH 2 O + 2e = Zn + mH 2 O Quá trình này xảy ra với độ phân cực bé nên kết tủa có tinh thể thô và khả năng phân bố PB bé. Để cải thiện các nhược điểm này , dung dịch phải có thêm thành phần thích hợp: - Các chất dẫn điện có cùng anion như Na 2 SO 4 ,(NH 4 ) 2 SO 4 … Các chất này làm tăng độ dẫn điện của dung dịch đồng thời làm tăng khả năng phân bố cho dung dịch, làm tăng độ phân cực catot, cải thiện được cấu trúc tinh thể. - Chất hoạt động bề mặt cho vào dung dịch làm tăng độ phân cực, cải thiện tổ chức tinh thể kết tủa và khả năng phân bố của dung dịch. Nhưng bề mặt Zn trong dung dịch axit tích điện âm nên phải dùng chất hoạt động bề mặt loại cation như dextrin, keo dán gỗ, glucoza, cam thảo … Chất hoạt động bề mặt chỉ có tác dụng ở nhiệt độ thường. Ngoài quá trình chính, trên catot còn quá trình phụ của H + phóng điện. Điện thế tiêu chuẩn của hydro dương hơn của Zn là 0,76, lẽ ra hiệu suất của dòng điện thoát Zn Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 7 - sẽ phải thấp, nhưng vì quá thế thoát hydro trên Zn rất lớn, và vì nồng độ H + rất bé, trong khi nông độ Zn 2+ lại rất lớn, nên trên catot Zn thoát ra là chính, do đó hiệu suất dòng điện trong dung dịch mạ kemz sunfat thường rất cao (96-98%). Để hiệu suất dòng điện thoát Zn luôn luôn cao thì nồng độ H + trong dung dịch phải đủ thấp,pH không được dưới 3,5. Nếu pH <3,5, nồng độ H + quá lớn, H + sẽ trở nên ưu tiên phóng điện trên catot và hiệu suất dòng điện thoát Zn giảm đi, thậm chí giảm đến 0. Ngược lại, pH cũng không được cao hơn 4,5-4,8, nếu không lớp mạ điện sẽ dòn, sần sùi vì lẫn nhiều kẽm hydroxit (sinh ra tại pH 5,3 trong lớp sát catot). Vậy để ổn định pH trong khoảng 3,5-4,5 cần phải dùng chất đệm. Al 2 (SO 4 ) 3 tỏ ra là 1 chất đệm rất tốt trong phạm vi ấy. Khi pH>4,5 Al 2 (SO 4 ) 3 sẽ thủy phân: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 H 2 SO 4 giải phóng ra sẽ làm giảm pH xuống, đồng thời Al(OH) 3 được sinh ra ở dạng keo, phân tán, có tác dụng nâng cao độ phân cực catot cải thiện thêm cấu trúc tinh thể, lớp mạ mịn sáng hơn. Mặt khác chất keo làm đục dung dịch và chính độ đục này lại là một tín hiệu thông báo tình trạng tốt xấu của dung dịch. Thấy rằng mạ kẽm từ dung dịch sunfat luôn có hiệu suất dòng điện anot trên 100% (trong khi hiệu suất dòng điện catot bé hơn 100%), lý do là trên anot ngoài quá trình hòa tan điện hóa do hoạt động của các vi pin ăn mòn. Anot càng nhiều tạp chất hiện tượng hòa tan ấy càng mạnh. Điều này đưa đến hai hậu quả: một là nồng độ Zn 2+ trong dung dịch dần dần đặc lên; hai là nồng độ H + trong dung dịch mất dần, dẫn đến pH tăng lên. Để khắc phục hai hiện thượng đó ngoài việc dùng chất đệm, cần thường xuyên theo dõi để bổ sung H 2 SO 4 và điều chỉnh nồng độ Zn 2+ trong dung dịch được kịp thời. Dung dịch mạ kẽm rất nhạy với tạp chất. Các ion tạp chất nào có điện thế dương hơn kẽm, sẽ được giải phóng trên catot cùng với kẽm. Các tạp chất này lại thường có quá thế hydro trên chúng thấp hơn trên kẽm (nhất là Co, Cu, Ag, Sb …) nên sẽ tạo thành những điểm chỉ cho hydro thoát ra, làm giảm mạnh hiệu suất dòng điện, nhưng nguy hại hơn là tạo thành các vết rỗ, sọc hoặc sùi, bột … làm hỏng lớp mạ. Vì vậy hóa chất, nước, anot phải dùng loại đủ sạch ( theo đúng tiêu chuẩn quy định). Khi sử dụng, vận hành không được để lẫn tạp chất vào dung dịch. Để mạ kẽm bóng trực tiếp từ dung dịch sunfat người ta dùng các chất bóng: 2,6- 2,7-disunfonaphtalat, chất DSU và U-2 hoặc dùng dòng điện đổi cực (T=6s; t c :t a = 6:1). Nói chung mạ bóng kẽm từ dung dịch sunfat chưa được nghiên cứu nhiều. Có lẽ vì bản thân lớp mạ kẽm không phải là lớp mạ trang sức, khi cần làm đẹp thì đã có cách tẩy bóng sau khi mạ vẫn quen dùng từ lâu. Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 8 - 2.2. MẠ KẼM TRONG DUNG DỊCH XYANUA 2.2.1. Đặc điểm công nghệ Dung dịch mạ kẽm xyanua, khả năng phân bố tốt, lớp mạ mịn, bóng có thể sử dụng mật độ dòng điện và nhiệt độ cao, không ăn mòn thiết bị, mạ chi tiết có hình dáng phức tạp, có độ dày trên 20µm. Nhưng dung dịch xyanua có hiệu suất dòng điện thấp, dung dịch rất độc, có hại đến sức khỏe, vì vậy phải có thiết bị hút độc tốt và có biện pháp an toàn cần thiết. 2.2.2 Chế độ công nghệ Thành phần (g/l) và chế độmạ Dung dịch mạ kẽm 1 2 3 4 ZnO NaCN NaOH Na 2 S Glyxerin C 3 H 5 (OH) Nhiệt độ dung dịch, ºC Mật độ dòng, A/dm² Hiệu suất dòng, H% Ứng dụng 40-45 75-80 70-80 0,5-5,0 3-5 Phòng 2-5 80-85 Tẩy HNO3 cho lớp mạ sang 40-45 80-85 40-60 - - Phòng 1,5-2 75-80 Mạ tĩnh 8-10 18-20 70 - - Phòng 0,5-2,5 70-80 Mạ quay, Ít độc 41-57 68-132 34,5-56 - - 27-38 1-5 75-95 Mạ dày Tỷ lệ diện tích anot/catot Sa/Sc : 2/1 Anot : kẽm độ sạch cao và thép Điện thế nguồn 6-12V Thời hạn phân tích điều chỉnh dung dịch 1-2 lần/ tuần NaCN tạo với ZnO thành phức chất Na 2 [Zn(CN) 4 ], cho khả năng phân bố lớn, độc. NaOH tạo thành với ZnO thành phức chất Na 2 ZnO 2 (zincat), cho khả năng phân bố thấp. Na 2 S dùng để kết tủa kim loại nặng xuống đáy bể, làm sạch dung dịch, lớp mạ sáng hơn. Glixerin cho lớp mạ mịn, sáng. Làm việc lâu, hàm lượng Na 2 CO 3 tăng dần lên do hấp thụ khí CO 2 từ không khí. Khi nồng độ Na 2 CO 3 vượt quá 100g/ml sẽ kết tinh trắng lên thành bể, làm giảm H%, ic và chất lượng lớp mạ. Loại bỏ bằng cách cứ thêm 1,5g Ba(OH) 2 vào dung dịch sẽ kết tủa được 1g Na 2 CO 3 . Sau đó lắng, gạn khỏi dung dịch. Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 9 - Hiện nay thị trường nước ta có bán chất bóng ZB-ATZ của Enthol dùng cho mạ kẽm rất tốt, dùng trong dung dịch sau (g/l) : ZnO 22,4 ; NaCN 40 ; NaOH 85 ; ZB-ATZ 4ml/l ; i c = 0,5-5 A/dm² ; nhiệt độ thường. 2.2.3. Pha chế dung dịch Dung dịch mạ kẽm xyanua pha bằng các hóa chất ZnO hoặc Zn(OH)2 cho tác dụng với NaCN. Phản ứng chúng như sau : 2ZnO + 4NaCN = Na 2 Zn(CN) 4 + Na 2 ZnO 2 2Zn(OH) 2 + 4NaCN = Na 2 Zn(CN) 4 + Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O Pha chế dung dịch mạ kẽm xyanua trong điều kiện có quạt hút. Quá trình pha chế như sau : - Hòa tan NaCN và NaOH trong bể mạ (bể thép hay nhựa) có thể tích nước bằng ½ thể tích bể mạ. - Cho nước vào ZnO đã tính toán, khuấy thành dạng hồ đặc, vừa khuấy vừa cho vào bể mạ đến khi hòa tan hoàn toàn. - Cho glicerin , Na 2 S,… và các chất phụ gia khác đã hòa tan vào trong bể. Khuấy đều, cho nước đến mức quy định. Khi cần thêm ZnO phải hòa tan nó vào NaCN hay NaOH rồi mới lọc vào dd. Pha xong mạ xử lí với i c = 0,1-0,2 A/dm² đến khi được lớp mạ sáng. 2.3. MẠ KẼM TRONG DUNG DỊCH ZINCAT 2.3.1. Đặc điểm công nghệ Kẽm tồn tại dưới dạnh phức Na 2 ZnO 3 . Dung dịch này có khả năng phân bố khá lớn nên mạ được các vật tương đối phức tạp. Tuy không bằng dung dịch xyanua nhưng nó không độc hại, thành phần đơn giản, giá rẻ, độ dẫn điện cao, chỉ cần nguồn điện 1 chiều dưới 6V. 2.3.2 Chế độ công nghệ Dung dịch loãng có khả năng phân bố tốt hơn, dùng mạ các vật phức tạp. Sn4+ làm lớp mạ nhẵn, sáng. Điều chế Sn 4+ (ở dạng Na 2 SnO 3 ): dùng 2ml H 2 O 2 sẽ oxy hóa được Sn 2+ thành 1g Na 2 SnO 3 (dùng thay cho SnCl 4 ) Polyetylenimi cho phép dùng mật độ dòng cao, lớp mạ trắng. Dung dịch mạ kẽm zincat Thành phần (g/l) và chế độ mạ Dung dịch zincat 1 2 3 4 Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 10 - ZnO (tính ra Zn) NaOH SnCl 4 ( hay Na 2 SnO 3 ) Polyetylenimin Mật độ dòng: - i a - i c khuấy - i c không khuấy Nhiệt độ dung dịch 15-17 135- 160 0,2-0,5 - - 3-4 2,0-2,5 50 3,5-6,8 65-80 0,2-0,5 - - 1,5-2,0 0,7 50 10 80 1 - <1,5 <1,2 50 10 100 - 1 6-7 1-5 50 Tỷ lệ diện tích anot/catot Sa/Sc = ½ đến 2 / 3 Anot có độ tinh khiết kĩ thuật Điện thế nguồn 6V 2.3.3. Pha chế dung dịch Cân hóa chất, hòa tan NaOH vào nước, đun nóng đến 90-100ºC ZnO hay Zn(OH) 2 mới chế hòa thành bột nhão rồi từ từ rót vào dd NaOH khuấy đều cho đến khi tan hết - Thêm nước đến thể tích đã tính toán, lọc dung dịch vào bể mạ, thêm các cấu tử còn lại - Lấy mẫu đem phân tích, đồng thời mạ xử lí với i c = 0,1-0,2 A/dm² cho đến khi được lớp mạ sáng. Sau khi phân tích điều chỉnh lại nồng độ nếu cần. 2.4. MẠ KẼM TRONG DUNG DỊCH AMONIACAT 2.4.1. Đặc điểm công nghệ Dùng mạ cho các vật có hình dáng phức tạp, lớp mạ mịn (gần bằng mạ từ dung dịch xyanua). Không độc, mạ được ở nhiệt độ phòng. Kẽm tồn tại dưới dạng phức Zn(NH 3 ) 2 Cl 2 ở pH<7. Ở pH>7 tồn tại dưới dạng Zn(NH 3 ) 4 Cl 2 . Ở pH<5 phức không tồn tại. 2.4.2. Chế độ công nghệ Độ hòa tan của ZnO trong NH 4 Cl bão hòa ở 20ºC là 0,18M Các dung dịch này chứa nhiều ion Cl- nên sau khi mạ phải rửa sạch để trách gây gỉ về sau: Dùng ZnSO 4 thay cho ZnO hay ZnCl 2 để pha dung dịch cũng cho lớp mạ tốt nhưng dd mạ hay biến động, không ổn định. H 3 BO 3 và CH 3 COONH 4 là các chất điệm nhưng không đổi lẫn được cho nhau Urtropin C 6 H 12 N 4 và gelatin hay keo da trâu là những chất làm lớp mạ mịn , sáng, phân bố tốt. Liconda ZnSR A và B là tên thương mại của chất bóng được bán trên thị trường. Anot dùng kim loại tinh khiết kĩ thuật [...]... K56 - 12 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa 4 HOÀN THIỆN LỚP MẠ KẼM (cromat hóa) Kẽm rất hoạt động nên dễ bị các tác nhân ăn mòn trong môi trường tác dụng, xâm thực, làm cho bề mặt dần xấu đi Để nâng cao tính bảo vệ và vẻ đẹp hàng hóa, lớp mạ kẽm cần phải qua khâu hoàn thiện sau khi mạ như: thụ động, tẩy bóng trắng, khử dòn hydro, photphat hóa Thụ động hóa hay cromat hóa cho các lớp mạ kẽm được tiến... lớp mạ sáng bóng, dễ thụ động Dễ xử lý nước thải Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 23 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa  Phụ kiện ống nối - KCM TECH GROUP Phụ kiện ống nối chữ T và chữ L được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là cơ khí Sản phẩm này được áp dụng công nghệ mạ kẽm điện phân cho lớp mạ kẽm bền, đẹp, sáng… Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 24 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa. .. khách hàng từ những công trình nhỏ đến công trình lớn Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 25 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa  Máng đỡ cáp điện Máng cáp mạ kẽm điện phân: Loại máng thường lắp đặt cho các công trình ở ngoài trời (out door ) hoặc những nơi có môi trường làm việc mà kim loại dễ bị tác động ăn mòn, rỉ sét Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 26 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa TÀI LIỆU THAM KHẢO... dòn hydro: Lớp mạ kẽm thấm hydro trong quá trình mạ nên bị dòn, nhất là khi mạ từ dung dich xyanua có hiệu suất dòng điện thoát kẽm thấp Để đuổi hydro ra khỏi kẽm sau khi mạ cần ủ ở nhiệt độ 140 – 200oC trong 2 – 4h tùy mác thép theo nền Vật ủ phải được tăng nhiệt độ lên từ từ tránh làm bong lớp mạ Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 17 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa PHẦN II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Đối tượng... lĩnh vực Dưới đây là 1 số sản phẩm mạ kẽm trong thực tế  Công nghệ mạ kẽm không xyanua Công nghệ mạ kẽm không xyanua, không độc hại, thân thiện môi trường Đây là công nghệ mạ kẽm mới nhất trên thế giới, đã được sử dụng rông rãi tại EU, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Đài Loan Phụ gia mạ kẽm kiềm không xyanua có khả năng hoạt động ổn định với khoảng biến đổi rộng, lớp kẽm phân bố đồng đều ở khu vực có mật độ dòng... dụng 2 bể rửa thu hồi và công đoạn này nhằm lấy lại một phần dung dịch mạ kẽm để giảm thiểu dung dịch mạ thoát ra gây ô nhiễm môi trường Bước 11: Rửa chảy tràn Sau khi qua các bể mạ kẽm và rửa thu hồi xong vật mạ được đưa qua 2 bể rửa nước chảy tràn Công đoạn này nhằm mục đích rửa sạch vật mạ để không làm ảnh hưởng đến công đoạn cromat hóa Bước 12: Cromat hóa Các lớp phủ cromat hóa được tạo thành do phản... Bu lông , đai ốc 1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH MẠ KẼM CROMAT CHO BU LÔNG, ĐAI ỐC Bulong, Đai Ốc Kiểm tra chất lượng Quay Xóc Hết Bavia Sản Phẩm Rửa Lạnh Chảy Tràn Sấy, Thổi Khí Nóng Tẩy Dầu Mỡ Trong Dung Dịch Kiềm Rửa Lạnh Rửa Nóng Cromat Hóa Rửa Lạnh Chảy Tràn Rửa Chảy Tràn Tẩy Nhẹ Rửa Thu Hồi Rửa Lạnh Chảy Tràn Mạ Kẽm Quay Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 18 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa 2 THUYẾT MINH CHO... (g/l) và chế độ mạ 15 Dung dịch ZnO Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 20 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa NH4Cl H3BO3 Gelatin ic, A/dm2 Nhiệt độ, oC pH H, % 205 25 1 1 phòng 7 98 Ở đây ta dùng dung dịch mạ kẽm amoniacat Dung dịch này được dùng để mạ cho các vật có hình dáng phức tạp, lớp mạ mịn (gần bằng mạ từ dung dịch xyanua) vì dung dịch này có khả năng phân bố tốt Dung dịch không độc, mạ được ở nhiệt... và chế độ công nghệ cromat hóa Màu sắc của màng thay dổi từ trắng  xanh  vàng óng ánh  nâu  oliu Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 21 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa  xám và đen Thành phần hóa học của dung dịch cromat hóa thay đổi phu thuộc vào bản chất của kim loại nền cần xử lý và yêu cầu cụ thể về chất lượng, hình thức của sản phẩm Bước 13: Rửa lạnh Các chi tiết sau khi mạ xong được rửa lại... Nhóm 8 – Lớp: KTHH2 – K56 - 11 - Đồ án: Công nghệ mạ kẽm cromat hóa DUNG DỊCH MẠ KẼM PYROPHOTPHAT Thành phần (g/l) và Chế độ mạ Các dung dịch pyrophotphat mạ kẽm 1 ZnSO4.7H2O K4P2O7.3H2 O Na4P2O7.10H2O (NH4)2HPO4 Na2HPO4 NH4Cl Dextrin Axit sunfanilic Ic, A/dm2 Ia, A/dm2 Nhiệt độ pH Hiệu suất dòng H% Ứng dụng 2 3 4 5 50-60 180-200 16-20 3-5 3-5 1-2 50-55 8,0-8,3 75-95 Mạ mờ 60-70 300330 45-55 0,1-0,5 . hiệu suất dòng điện anot trên 100% (trong khi hiệu suất dòng điện catot bé hơn 100%), lý do là trên anot ngoài quá trình hòa tan điện hóa do hoạt động của các vi pin ăn mòn. Anot càng nhiều tạp. tính chất quang học đặc biệt. Khi tẩy bóng điện hóa thường mắc vật tẩy với anot đặt trong một dung dịch đặc biệt. Do tốc độ hòa tan của phần lồi lớn hơn của phần lõm nên bề mặt được san bằng và. Error! Bookmark not defined. 2.5.3 Pha chế dung dịch Error! Bookmark not defined. 3 Bóc lớp mạ kẽm hỏng Error! Bookmark not defined. 4 Hoàn thiện lớp mạ kẽm (cromat hóa) Error! Bookmark not