KHÓA ĐÀO TẠO"CÁC KỸ THUẬT CẢI THIỆN HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG TRONG NGÀNH MẠ ĐIỆN

KHÓA ĐÀO TẠO "CÁC KỸ THUẬT CẢI THIỆN HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG TRONG NGÀNH MẠ ĐIỆN" Công ty TNHH SX&TM THANH LUÂN 930C1 - Đường C – KCN Cát Lái – Q.2 - Tp HCM GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT MẠ ĐIỆN • Ý NGHĨA CỦA MẠ HIỆU QUẢ • CƠ SỞ CỦA LỚP MẠ KIM LỌAI • CÁC BƯỚC THỰC HIỆN TRONG MẠ Ý nghĩa lớp mạ hiệu • Vì phải mạ ? - Bảo vệ kim lọai khỏi ăn mòn - Làm tăng thẩm mỹ sản phẩm - Làm tăng tính sản phẩm Cơ sở lớp mạ kim loại _ + H+ OH - Cu 2+ SO42- Dòng điện Cơ sở lớp mạ kim loại ĐIỆN THẾ CHUẨN CỦA KIM LOẠI - + - + - + Dung dịch Cơ sở lớp mạ kim loại ĐIỆN THẾ TIÊU CHUẨN CỦA MỘT SỐ KIM LỌAI Mg/ Mg2+ - 2,38 H/ H+ Al/ Al3+ -1,66 Cu/Cu2+ + 0,339 Zn/ Zn 2+ -0,74 Ag/Ag+ + 0,799 Cr/Cr 3+ - 0,74 Au/ Au+ + 1,68 Fe/Fe2+ - 0,44 Cd/Cd2+ - 0,40 Ni/Ni2+ -0,25 Sn/Sn2+ -0,14 Pb/Pb2+ -0,127 Cơ sở lớp mạ kim loại Cu Fe Cu 2+ Fe2+ SO42- SO42- Cơ sở lớp mạ kim loại • ĐỊNH LUẬT FARADAY m = k I t = kQ m: Trọng lượng kim lọai kết tủa điện cực I: cường độ dòng điện (A ) t: thời gian ( giờ) Q: điện lựơng ( A/ giờ) k: Hệ số tỷ lệ Cơ sở lớp mạ kim loại • ĐỊNH LUẬT FARADAY – Khi cho điện lượng vào dung dich khác chất kết tủa catot tỉ lệ thuận với đương lượng hóa học Nếu cho điện lượng 28,6 A.h qua dung dịch kết tủa đương lượng gam kim loại – Đương lượng điện hóa số gam vật chất sinh cho điện lượng A.h qua dung dich A a n.28,6 Cơ sở lớp mạ kim loại Lượng kim lọai kết tủa theo công thức: m = a.I.t m: lượng kim lọai kết tủa catot ( g) I: cường độ dòng điện ( A ) t: thời gian ( giờ) a: đượng lượng điện hóa Đương lượng điện hóa Nikel: 58,569 a 1,095 g / A.h x 28,6 Phơng pháp hoá học điện hoá Tẩy dầu mỡ Tẩy dung môi hữu cơ: để làm sơ lớp mỡ bám mặt vật gia công Các dung môi không cháy nh tricloetylen, tetracloetylen dung môi khác nh tetra clorua, tetracloetan, hexacloetan – ThiÕt bÞ: TÈy thiÕt bÞ kÝn cách nhúng, phun hay bốc Cặn đợc loại bỏ cách chng, dung môi đợc dùng lại Phơng pháp hoá học điện hoá Tẩy dung dịch kiềm nóng: + Nóng: để hoá lỏng mỡ, dễ tách khỏi bề mặt, dễ phản ứng + Kiềm: Để xà phòng hoá mỡ động thực vật, dễ tan + Các thành phần khác: Na3PO4, Na2SiO3 có tác dụng tạo huyền phù nhũ tơng với dầu mỡ khoáng vật, lôi chúng khỏi bề mặt + Các phụ gia: có tác dụng tăng khả tẩy rửa Hiện hÃng sản xuất cung cấp chất tẩy rửa hoá học hiệu quả, bí phụ gia Ví dụ chất Udyprep 110 EC, chÊt Aceclean A110 (NhËt) Chó ý: TÈy cho kim loại màu, kim loại nhẹ phải dùng nồng độ kiềm loÃng thay NaOH Na2CO3 Phơng pháp hoá học điện hoá Tẩy dầu điện hoá dung dÞch kiỊm: + Dung dÞch cịng gièng dung dÞch tẩy hoá học loÃng + Vật tẩy mắc lên anot hay catot (nhờ cầu dao đổi chiều dòng điện) Tẩy catot: H2 thoát nhiều, mạnh có tác dụng đẩy dầu mỡ bong khỏi bề mặt, khử oxit bề mặt, hoạt hoá bề mặt, bề mặt trắng Nhng làm kim loại tẩy bị giòn (giòn hydro) Rất thích hợp tẩy cho Cu hợp kim ®ång – TÈy anot: O2 tho¸t cã t¸c dơng đẩy dầu mỡ khỏi bề mặt, oxy hoá mỡ Tẩy lâu bề mặt bị đen tạo thành oxit kim loại Thờng tẩy liên hoàn: 60 120 giây tẩy catot đảo cực tẩy tiếp anot 30 giây để tận dụng lợi hai Tẩy điện hoá hiệu quả, nhanh chóng, triệt để Phơng pháp hoá học điện hoá Tẩy gỉ ã Tẩy gỉ hoá học dùng phổ biến Mỗi kim loại dùng loại dung dịch tẩy gỉ riêng: - Sắt thép dùng HCl, H2 SO4 hỗn hợp chóng – HCl 150 - 300 g/l tÈy ë to < 400C, nhanh, bề mặt sáng H2SO4 80 - 120 g/l tÈy ë 50 - 70 0C, tÈy xong bề mặt đen Thờng dùng chất ức chế để hạn chế bị ăn mòn mạnh - Đồng, hợp kim đồng dùng H2SO4 có thêm HNO3, thoát nhiều khí độc - Al, hợp kim Al dùng NaOH HF + HNO3 - Zn, Cd dïng H2SO4 hc HCl (50 - 200 g/l) - Pb dïng HNO3 (50 - 100 g/l) Khi tẩy lớp oxit kim loại bị hoà tan Cần chọn dung dịch nồng độ, nhiệt độ thích hợp để sản phẩm ăn mòn dễ tan dung dịch, cho bề mặt trắng Phơng pháp hoá học điện hoá Tẩy gỉ điện hóa : + Làm nhanh trình tẩy gØ + Cã thĨ sư dơng tÈy gØ catot tẩy rỉ anot ã Tẩy gỉ catot : hydro thoát nhanh làm bong lớp gỉ Dễ làm dòn kim loại thấm hydro ã Tẩy gỉ anot : Do hòa tan vật liệu hoăc thóat khí oxi làm bong lớp gỉ Nên tẩy gỉ anot mật độ dòng điện cao, Khi dòng điện thấp kim loại hòa tan nhanh, co nhiêt độ cao Ưu điểm : Tiêt kiệm hóa chất, suất cao Nhợc điểm : Thiết bị phc tạp, ăn mòn không đều, nên dùng cho chi tiết đơn giản Có thể dùng dòng điện xoay chiêu để tẩy gỉ, nhanh tiêt kiệm hơn, ăn mòn Phơng pháp hoá học điện hoá Đánh bóng điện hóa ã Phơng pháp điện hoá hay dùng để tẩy bóng thép không gỉ, Cu hợp kim Cu, Al hợp kim Al ã Vật tẩy mắc lên anot đặt dung dịch đặc biệt tạo thành màng nhớt phủ lên bề mặt tẩy: chỗ lõm màng dày, chỗ lồi màng mỏng Điện trở màng lớn nên tốc độ hoà tan điện hoá điểm lồi mạnh lên, kết bề mặt sau tẩy nhẵn, bóng ã Hình Màng anot tẩy bóng ã Dung dịch thờng dùng hỗn hợp axit H3PO4, H2SO4, CrO3 phụ gia Dung dịch thờng đặc Phơng pháp hoá học điện hoá Hình Màng anot tẩy bóng Phơng pháp hoá học điện hoá Một số Dung dịch đánh điện hóa bóng thép hơp kim thấp Tên pha chế H3PO4 (%) H2SO4 ( %) CrO3 (%) Axit oxalÝc(g/l) Thiourª (g/l) EDTA (g/l) Níc (%) Tû d dÞch NhiƯt ®é ( 0C) MËt ®é anot( A/dm2) Thêi gian ( phót) 65-70 12-15 5-6 -12-14 1,73-1,74 60-70 20-30 10-15 ThÐp Cacbon 0,45% 72 -23 -5 65-70 20-100 3-5 ThÐp 66-70 -12-14 -18-20 1,70-1,74 75-80 20-30 10-15 ThÐp 60-62 18-22 -10-15 8-12 18-20 1,6-1,7 25-35 10-25 10-30 Thép khuôn Mn, Ni Phơng pháp hoá học điện hoá ã Trơc sử dụng phải điện phân để tạo Cr 3+ ã Trong trình đánh bóng lợng Fe2+ tích lũy > 7-8% thay phần dung dịch ã Khi dung dich tích lũy Cr3+ vợt % cần điện phân dung dịch, dùng điện cực grafite vơi diện tích anot > diện tích catot ã Trong trình đánh bóng phải kiểm tra thành phần chất bổ sung kịp thời ( H2SO4 ; H3PO4 , CrO3 , Cr3+ ) Phơng pháp hoá học điện hoá Thành phần chế độ dung dịch đánh bóng điện hóa đồng hợp kim đồng Tên Đơn vị Pha chế H3PO4 CrO3 Nớc Tỷ trọng Điện áp Mật độ dòng anot Nhiệt độ Thời gian Vật liệu catốt Điện lợng % % % g/ml V A/dm2 C Phót A.giê/lÝt 72 -28 1,55- 1,60 1,7 – 2,0 6—8 Thêng 15 – 30 Ch× 74 20 1,60 1,6 30—50 20 – 40 1- Chì 10 Phơng pháp hoá học điện hoá Đánh bóng hóa học : ã Là ăn mòn hóa bề mặt chi tiết dung dich ăn mòn Sau ăn mòn bề mặt chi tiết trở nên bóng sáng ã So vơí đánh bóng điện hóa , đánh bóng hóa học có u điểm không cần dùng nguồn điện, đánh bóng đ ợc chi tiết có bề măt phức ã Đánh bóng hóa học có nhợc điểm cần thờng xuyên bổ sung hóa chất thờng thóat khí độc hại Phơng pháp hoá học điện hoá Thành phần chế độ làm việc dung dịch đánh bóng hóa học thép hợp kim thấp Tên H2O2(30%) AxÝt Oxalic NH4HF2 Urª AxÝt Benzoic A xÝt sunphua ric Chất thấm ớt pH Thời gian Khuấy đơn vị Pha chÕ g/l g/l g/l g/l g/l g/l g/l 30 – 50 25-40 0,1 - 2-30 Tïy 35-40 10 20 0,5 -1 0,2- 0,4 2,1 – 2,5 CÇn thiÕt 70- 80 20 40 – 1,5 -0,2 – 0,4 2,1 0,5-2,0 CÇn thiÕt Gia cơng b mt trc m ã Oxy già H2O2 cần phải bổ sung thừơng xuyên dễ bị phân hủy , Duy trì pH = 2,1 dung dịch HF ( C= 4- g/l ) ã Khi hàm lợng Fe vợt 35 g/l phảI thay dung dịch ã Nhiệt độ trì 15- 25 0C Vì cao Oxy già dễ bị phân hủy Phơng pháp hoá học điện hoá Thành phần chế độ làm việc dung dich đánh bóng hóa học Đồng hợp kim đồng Tên Đơn vị Pha chế H2SO4 HNO3 H3PO4 Axit Axetic Crôm Oxit HCl Níc NhiƯt ®é Thêi gian Sư dơng cho ml ml ml ml g ml ml C Phót 250 – 280 45 – 50 180 – 200 3,0 670 20 –40 0,2 – 3,0 C¸c chi tiÕt chÝnh x¸c -10 54 30 – 10 55 – 65 3,0 – 5,0 -6–8 40—50 35 – 45 5– 10 40 60 3,0 - 10 Dùng cho đồng thau Phơng pháp hoá học điện hoá Tẩy nhẹ: ã Tẩy nhẹ để hoạt động hoá bề mặt lần cuối trớc mạ ã Tẩy nhẹ cho sắt thép dùng H2SO4 hay HCl 3-10% TÈy nhĐ cho Cu, hỵp kim đồng dùng H2SO4 5-10% (bể riêng) hay NaCN 3-7% • TÈy nhĐ cho Al, Zn NaOH 3-5% ã Thời gian tẩy nhẹ 5-10 giây Tẩy xong, rưa, m¹ ... điện giải Dung dịch muối đơn: Trong dung dịch: MA Mn+ + AnMn+ - ion kim loai bám vào thành lớp mạ An- anion axít vô MA có độ hòa tan lớn, phân ly hoàn tòan, Mn+ chuyển động nhanh đến điện cực... Hấp phụ lên bề mặt làm chậm giai đoạn phân ly khuyếch tán đến bề mặt điện cực làm đh tng -> catốt tng , cải thiện lớp mạ Chủ yếu dùng muối đơn: Gelatin glycerin ( mạ kẽm Zn ) Thioure (Mạ đồng... gây nên hiệu ứng san bề mặt sau mạ đủ dày, cho lớp mạ bóng ã Chất bóng loại II trớc hay dùng coumarin, chủ yếu dùng 1,4 butindiol HOH2C-CC-CH2OH Thành phần dung dịch phụ gia Dung dịch mạ dùng