6) Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hình thành và tính chất của lớp phủ phosphat hóa:
I.3.2. LỚP PHỦ CRÔMAT 1 Tính chất của kim loại crôm
1. Tính chất của kim loại crôm
Crôm là kim loại tương đối cứng, có màu trắng sáng, ánh xanh, bền hóa cao nhất là nhiệt độ thường, trong không khí không bị han gỉ như một số kim loại khác. Nung nóng trong oxy sẽ cháy và bắn ra những tia sáng chói. Crôm cũng cháy trong kali clorat hoặc kali nitrat. Nó kết hợp trực tiếp với halogen, lưu huỳnh, nito, cabonic và silic. Crôm hòa tan tương đối dễ trong dung dịch nước của axit HCl và trong H2SO4 đặc nóng. Một vài dung dịch muối clorua như CuCl2, FeCl2, FeCl3 ăn mòn crom rất nhanh. Nhưng crom hoàn toàn không tan, nhất là ở nhiệt độ thường H2SO4 loãng, H3PO4, dung dịch kiềm và trong dung dịch của nhiều muối khác nhau. Lý do là trong môi trường này, crom bị thụ động và trở nên bền vững, rất khó bị ăn mòn. Crôm cũng dễ bị thụ động trong môi trường oxy hóa, kể cả trong không khí, cho dù có lẫn các khí H2S hay SO2. Mặc dù đã có nhiều lý thuyết khác nhau giải thích về sự thụ động của các kim loại, nhưng đối với crom tính thụ động hẳn là do lớp Cr2O3 rất dễ hình thành trên bề mặt kim loại. Lớp oxit này có cấu tạo kín sít, chặt chẽ nên có khả năng chống chịu được mọi môi trường xâm thực. Tuy nhiên loại oxit này lại rất dễ hòa tan trong HCl, H2SO4 và dễ bị khử bằng H2.
Nhờ các tính chất hóa lý đặc biệt như vậy, nên croom được sử dụng rộng rãi trong công nghệ mạ điện và nhanh chóng chiếm giữ được vị trí quan trọng trong công nghiệp mạ điện hiện nay.
Crôm kim loại khi chế tạo bằng phương pháp hỏa luyện tương đối cứng (khoảng 400-500 kg/mm2 theo độ cứng Brinell- HB), nhưng crôm điện giải (mạ điện) thì tùy theo điều kiện điện phân, crôm điện giải có độ cứng rất cao (HB từ 900-1100 kg/mm2) và nhiều tính chất cơ lý cũng hoàn toàn khác hẳn. Điều này được giải thích là di crôm điện giải chứa nhiều oxy và hydro so với crôm hỏa luyện. Crôm điện giải ngoài việc có độ cứng cao, còn có hệ số ma sát bé (0,12) nên rất bền khi mài mòn, khó thấm ướt. Lớp oxit tự nhiên trên bề mặt rất kín sít, giữ cho crom luôn trắng xanh, không bị mờ đi theo thời gian, khả năng phản xạ ánh sáng rất lớn, gắn bám rất chắc với kim loại nền, làm việc tốt ở nhiệt độ cao, thậm chí tới 350ºC. Điện trở của lớp phủ crom rất nhỏ.
Nhờ những ưu điểm như vậy nên lớp mạ crôm được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, kỹ thuật khác nhau. Tuy nhiên lớp mạ crôm cũng có những nhược niểm là độ giòn cao, ứng suất nội rất lớn nên rất dễ bị rạn nứt,
làm ở kim loại nền bên dưới, khiến cho nền bị ăn mòn nếu điện thế âm của chúng lớn hơn điện thế của crôm (+0,2V). Do vậy lớp mạ crôm chỉ có thể bảo vệ kim loại không bị ăn mòn khi lớp crôm hoàn toàn kín.
Để có lớp mạ crôm thật kín, đủ để bảo vệ kim loại người ta thường mạ tổ hợp nhiều lớp, trong đó các lớp lót có nhiệm vụ bảo vệ kim loại nền, lớp crôm bên ngoài chủ yếu đảm nhận phần trang trí cho sản phẩm mạ.
Tuy theo điều kiện điện phân, ta có thể thu được nhiều loại mạ crôm khác nhau:
- Lớp mạ crôm xám mờ giòn.. tính cơ lý kém nên ít dùng - Lớp mạ crôm sữa, lỗ hở nỏ, dẻo, ứng suất bé
- Lớp mạ crôm xốp, chứa dầu bôi tron tốt, chống bị ma sát khô - Lớp mạ crôm bóng, độ cứng cao, chịu va đập tốt
- Lớp mạ crôm cứng, có độ dày lớn, chống mài mòn, tăng tuổi thọ sản phẩm mạ.
Các ứng dụng của mạ crôm: Các lớp mạ crôm hiện nay theo chức năng được chia thành ba nhóm chính: