- Tốc độ phát triển các mầm ấy.
a. Dung dịch sử lý ban đầu
Mức độ sạch của khâu sử lý ban đầu đối với bề mặt nền tr−ớc khi mạ là một khâu quyết định đến chất l−ợng lớp mạ, dung dịch sử lý ban đầu dùng cho bề mặt chủ yếu bao gồm dung dịch làm sạch dầu, mỡ bằng điện với ph−ơng pháp điện phân, dung dịch hoạt hoá tiến hành xâm thực khắc sâu bằng điện phân. Tuỳ theo tính năng của dung dịch, dung dịch hoạt hoá có thể phân biệt loại hoạt hoá mạnh và loại hoạt hoá yếu. Loại hoạt hoá mạnh bao gồm axid sunfuric và axid Clohyđric, loại hoạt hoá yếu bao axid ĐIMONG.
*. Dung dịch làm sạch bằng điện
Để làm sạch chi tiết mạ có thể dùng các biện pháp cơ khí để loại trừ các viết oxy hoá nghiêm trọng ,có thể dùng các chất hữu cơ nh− xăng, axetôn, cồn v.v…để loại trừ các vết bẩn nh− dầu , mỡ.
Cuối cùng ph−ơng pháp điện hoá để khử dầu và ăn mòn, quá trình này đ−ợc gọi là làm sạch bằng điện.
Trong mạ xoa dung dịch làm sạch bằng điện là một loại dung dịch hoà tan trong n−ớc, trong suốt mang tính kiềm trị số pH từ 11 – 13 có khả năng khử dầu khá mạnh.
Khi thao tác chi tiết mạ nối với cực âm của nguồn điện, bút mạ nối với cực d−ơng. Khi bút mạ liên tục cọ sát bề mặt chi tiết d−ới tác dụng của dung dịch sẽ làm khí hyđrô thoát khỏi bề mặt làm rách màng dầu xúc tiến tác dụng xà phòng hoá và nhũ t−ơng hoá đối với dầu , làm sạch dầu bẩn
Ph−ơng pháp khử dầu bằng âm cực có tốc độ nhanh hiệu quả tốt song không thể dùng với vật liệu nhạy cảm với hyđrô
*.Dung dịch làm sạch bằng điện số 1
Đây là loại dung dịch khử dầu thuộc loại kiềm trong suốt không màu, chúng có một chút khả năng xâm thực, phù hợp với việc khử dầu điện phân cho tất cả các bề mặt kim loaị.
Thành phần gồm : NaOH, Na2CO3, Na3PO4, NaCl và n−ớc làm sạch Độ pH = 13 , độ dẫn điện 21,9 x 103 (àΩ . cm)
Nhiệt độ đông dặc là 10oC có thể bảo tồn lâu ngày ít bị ôxi hoá Qui phạm công nghệ nh− sau :
- Điện áp làm việc từ 8 đến 15 V
- Tốc độ dịch chuyển bút mạ khoảng 4 – 8 m/min
- Cực nguồn điện d−ơng (thuận cực )
Trong dung dịch làm sạch bằng điện số 1 có chứa NaOH là kiềm mạnh, Na2CO3 là loại kiềm có c−ờng độ trung bình chúng đều có khả năng xà phòng hoá
mạnh ngoài ra còn một thành phần Na3PO4 hàm l−ợng cao là một chất tạo nhũ t−ơng và có khả năng xà phòng hoá nhẹ có thể gây tác dụng nhũ t−ơng hoá.
Khi dùng điện làm sạch trong quá trình mạ xoa thực chất ta có quá trình làm sạch dầu bằng điện hoá học, do tác dụng cực hoá ranh giới giữa dầu và dung dịch, ngoài ra khi điện phân bọt khí Hđrô hoặc ôxi đ−ợc tách ra khỏi điện cực có tác dụng xé mạnh có thể xúc tiến màng dầu nhanh chóng biến thành các hạt dầu li ti, ngoài ra còn có thêm tác động chuyển động của bút mạ có thể c−ờng hoá thêm một b−ớc quá trình làm sạch dầu khiến cho quá trình làm sạch bằng điện có hiệu quả tốt.
Ph−ơng pháp làm sạch bằng điện tuỳ theo sự khác nhau về cực của nguồn điện nối với chi tiết gia công, có thể chia làm 2 loại: ph−ơng pháp làm sạch bằng điện cực d−ơng và ph−ơng pháp làm sạch bằng điện cực âm. Nói chung khi thao tác mạ xoa th−ờng sử dụng ph−ơng pháp làm sạch bằng điện cực âm vì tốc độ làm sạch t−ơng đối nhanh không sâm thực hyđrô dễ dẫn đến thấm hyđrô vào nền chi tiết gây mòn, làm hỏng chi tiết. Khi mạ xoa thép c−ờng độ cao th−ờng dùng ph−ơng pháp làm sạch bằng điện cực d−ơng, tuy nhiên tốc độ làm sạch dầu có chậm hơn.
Đối với chi tiết có nền kim loại khác nhau thì điện áp sử dụng để làm sạch bằng điện cũng khác nhau.
Trong quá trình làm sạch mặt nền kim loại th−ờng sử dụng công nghệ nh− bảng 3.4 và 3.5 [24],[13].
Bảng 3.4. Điện thế và thời gian làm sạch bằng điện đối với các loại kim loại nền khác nhau
Tên nền Điện thế làm việc /V Thời gian làm sạch /S
Thép
Đồng và đồng thau
Gang trắng và hợp kim hàn Ni, Co, thép không gỉ Thép cácbon cao Min 12 8 ~ 12 5 ~ 8 10 ~ 15 10 ~ 20 30 – 60 15 ~ 30 5 ~ 10 Cho đến khi sạch Cho đến khi sạch
Bảng 3.5. Thành phần và chế độ làm việc của một số loại dung dịch làm sạch bằng điện
Chủng loại Nhóm Tên dung dịch
Dung dịch làm sạch bằng điện
Số 0 , số 1 Dung dịch sử
lý bề mặt Dung dịch hoạt hoá Số 1 ~ số 8 Hoạt hoá Cr hoặc Ag
Cr Trung tính axid
Fe Kiềm bóng1/2, trung tính, axid Co Kiềm bóng1/2, trung tính, axid Ni Đặc biệt nhanh, bóng 1/2mịn, axid,
trung tính , kiềm ,ứng suất thấp ,cao ôn , đắp cao , bạc đỡ
Cu Tốc độ cao ,axid, kiềm, đắp cao ,bạc đỡ
Zn Zn kiềm, Zn axid
Ag Ag trung tính, Ag ít Hyđrô Sb Sb kiềm , trung tính ,axid Dung dịch
mạ xoa kim loại đơn
Au Au trung tính, Au 518, Au 529 Hợp kim hai nguyên tố Ni- Co, Ni- W, Ni – WD, Ni- Fe
Ni- S, Co- W, Sb- Zn , Sb – Cu Dung dịch mạ
hợp kim Hợp kim 3 nguyên tố Ni- Fe – Co, Ni- Fe – W, Ni – Co – S, Ni – Pb – Ti Trong thao tác thực tế phải linh hoạt nắm điện áp làm việc trên cơ sở tiêu trí trực quan đánh giá việc làm sạch bằng điện tốt hay sấu là bề mặt kim loại nền thể hiện sạch sẽ có màu sám mờ không có n−ớc
* Dung dịch hoạt hoá
Quá trình hoạt hoá của mạ xoa t−ơng tự việc ăn mòn khi mạ trong bể .Mục đích của hoạt hoá là khử từ bề mặt kim loại nền lớp vỏ ôxit, cấu trúc bề mặt
không tốt (nh− lớp bề mặt hoá cứng , lớp bị mất cácbon ,lớp xốp .v.v. ). Cũng nh− vật phẩm xâm thực nhằm đảm bảo sự dính kết tốt giữa lớp mạ và kim loại nền .Trong kỹ thuật mạ xoa sử dụng ph−ơng pháp ăn mòn điện hoá mà trong thuật ngữ của mạ xoa đ−ợc gọi là “hoạt hoá” .Ph−ơng pháp ăn mòn điện hoá có khả năng ăn mòn mạnh ,tốc độ nhanh có thể thực hiện bằng d−ơng cực hoặc âm cực . . Trong dung dịch hoạt hoá của mạ xoa không cho chất hãm xâm thực vì một số chất hãm xâm thực bị hấp thụ t−ơng đối chặt trên bề mặt kim loại .Do đó nếu sau khi hoạt hoá rửa không sạch sẽ ảnh h−ởng lớn đến khả năng bám dính của lớp mạ Dung dịch hoạt hoá do nhiều loại axid hợp thành ,d−ới tác dụng của điện tr−ờng một chìêu có năng lực khá mạnh đẩy đi màng ôxit trên bề mặt kim loại Màng dung dịch axid còn sót lại sau hoạt hoá có thể ngăn ngừa bề mặt kim loại bị ôxi hoá .Bề mặt kim loại nền sau khi đ−ợc làm sạch bằng điện và sử lý hoạt hoá trên bề mặt sẽ suất hiện kim loại t−ơi mới (trên bề mặt này sẽ kết tinh lớp mạ kim loại ) sẽ bảo đảm lực kết dính tốt giữa lớp mạ và kim loại nền ,khi kim loại nền khác nhau chất hoạt hoá sử dụng cũng khác nhau, dung dịch hoạt hoá loại axid Sunfuric có thể sử dụng cho các chủng loại kim loại khác nhau đặc biệt là Ni, Cr thép không gỉ, hợp kim chịu nhiệt tác động ôn hoà ,cực d−ơng ,âm đều có thể sử dụng. [16],[26]
Dung dịch hoạt hoá kiểu muối axid (dung dịch hoạt hoá số 2 ) phù hợp với các loại kim loại chủ yếu dùng cho gang, thép cacbon và các hợp kim .Chỉ sử dụng bút mạ tiếp xúc với cực âm nguồn điện .
Loại dung dịch hoạt hoá axid (dung dịch hoạt hoá số 3) có khả năng khử Graphit và hoạt chất cacbon trên bề mặt kim loại th−ờng dùng cho gang và thép cacbon .Thông qua việc sử lý hoạt hoá bằng dung dịch số 1 và số 2 đã khử vết đen cácbon trên bề mặt chi tiết gia công làm xuất hiện màu trắng sáng bạc của bề mặt kim loại t−ơi mới nâng cao khả năng bám dính giữa lớp mạ và kim loại nền . Loại dung dịch hoạt hoá này sử dụng tính nối phản cực ,tác dụng ôn hoà .Một số kim loại màu để tránh xâm thực chỉ sử dụng dung dịch hoạt hoá số 3 + Dung dịch hoạt hoá số 1
- Độ pH = 0,4
- Độ dẫn điện 23,6.103 (àΩ . cm)
- Nhiệt độ đóng băng – 15oC
- Thành phần gồm : H2SO4, (NH4)2SO4
Dung dịch hoạt hoá số 1 có khả năng khử màng ôxit và lớp mỏi của bề mặt kim loại nền ,ăn mòn lớp kim loại nền t−ơng đối chậm thích hợp với các loại vật liệu thép cacbon thấp , thép hợp kim và gang. Khi hoạt hoá sử dụng chế độ công nghệ sau :
- Điện áp làm việc 8 ~ 15 v
- Tốc độ chuyển động t−ơng đối 6 ~ 10 m/phút
- Nối cực của nguồn điện : Ng−ợc chiều
Tác dung của dung dịch hoạt hoá số 1 với thép không gỉ t−ơng đối chậm, đối với thép cán nguội tác dụng rất nhanh. Điện áp làm việc với thép cacbon, thép tôi thép đúc hoặc gang khoảng 10 ~ 18 vôn tiến hành hoạt hoá ng−ợc cho tới khi bề mặt chi tiết xuất hiện màu đen đều mới thôi.
+ Dung dịch hoạt hoá số 2
Loại dung dịch này trong xuốt không màu có :
- Độ pH = 0,3
- Độ dẫn điện 23,0.103 (àΩ . cm)
- Nhiệt độ đóng băng – 17oC
- Thành phần gồm : HCl , NaOH
Dung dịch hoạt hoá này có khả năng khử t−ơng đối mạnh đối với màng ôxit và lớp mỏi của bề mặt kim loại. Tác động ăn mòn kim loại nền nhanh phù hợp với sử lý hoạt hoá cho thép cacbon trung bình ,thép cacbon cao, thép hợp kim
Khi hoạt hoá sử dụng chế độ công nghệ sau :
- Điện áp làm việc 6 ~ 14 v
- Nối cực của nguồn điện : ng−ợc chiều
- Tốc độ chuyển động t−ơng đối 6 ~ 10 m/phút
Dung dịch hoạt hoá số 3 có màu xanh lục nhạt trong xuốt
- Độ pH = 4.
- Độ dẫn điện 21,103.103 (àΩ . cm).
- Nhiệt độ đóng băng – 9oC.
- Thành phần gồm : Na2C6H5O7. 2H2O ; H3C6H5O7. H2O ; NiCl2.6H2O
Dung dịch hoạt hoá số 3 là loại dung dịch có tính axid nhẹ có khả năng làm sạch cacbon và các vết bẩn nói chung không dùng một mình mà phải phối hợp với các chất hoạt hoá khác. Thí dụ với thép cacbon khi làm sạch bằng chất hoạt hoá số 1 và số 2 thì trên bề mặt kim loại nền xuất hiện các tàn d− và vết bẩn rất khó làm sạch bằng các biện pháp cơ khí gây ảnh h−ởng nhiều đến khả năng bám dính của lớp mạ vì vậy cần dùng dung dịch hoạt hoá số 3 để khử cácbon .
Khi hoạt hoá sử dụng chế độ công nghệ sau :
- Điện áp làm việc 10 ~ 15 v.
- Tốc độ chuyển động t−ơng đối 6 ~ 8 m/phút.
- Nối cực của nguồn điện : Ng−ợc chiều.
+ Dung dịch hoạt hoá số 4
Dung dịch hoạt hoá số 4 trong suốt không màu
- Độ pH = 0,2.
- Độ dẫn điện 24.103 (àΩ . cm).
- Nhiệt độ đóng băng – 18oC.
- Thành phần gồm : H2SO4 ; (NH4)2SO4.
Dung dịch số 4 có tính axid mạnh thành phần t−ơng tự nh− chất hoạt hoá số 1 nh−ng nồng độ của axid Sunfuric cao hơn nhiều khiến cho khả năng khử màng ôxit kim loại mạnh hơn. Đ−ợc dùng chủ yếu trong tr−ờng hợp khi hoạt hoá ba via hoặc lớp mạ ăn mòn của bề mặt thép cacbon.
Khi hoạt hoá sử dụng chế độ công nghệ sau :
- Điện áp làm việc 10 ~ 15 v.
- Tốc độ chuyển động t−ơng đối 6 ~ 10 m/phút.