Хромдау: металл бетіне хромның жұқа қабатын жағу технологиясы. Әдемілік, коррозиядан қорғау, тазалауды жеңілдету үшін қолданылады. Қауіпті химиялық заттар қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Хромды электрожақтау техникасы
Technique of electroplating
a chromium electroplating technique
Хромды электрожақтау (сирек хроможақтау) – металл затқа хромның жұқа қабатын электрожақтау техникасы. Хроммен жақталған деталь хром деп аталады немесе хромдалған деп айтылады. Хром қабаты әсемдік үшін, коррозияға қарсы тұру үшін, тазалауды жеңілдету үшін және беткі қабатының беріктігін арттыру үшін қолданылады. Кейде эстетикалық мақсаттарда хромның орнына никель сияқты арзан материалдар қолданылуы мүмкін. Электрожақтауда қолданылатын хром қосылыстары улы болады. Көптеген елдерде оларды кәдеге келтіру қатаң түрде реттеледі. Пластикалық ванналардан хромның буын шығаруын басуға арналған кейбір құралдар да улы, сондықтан оларды кәдеге келтіру одан да қиын.
Chrome plating (less commonly chromium plating) is a technique of electroplating a thin layer of chromium onto a metal object. A chrome plated part is called chrome, or is said to have been chromed. The chromium layer can be decorative, provide corrosion resistance, facilitate cleaning, and increase surface hardness. Sometimes, a less expensive substitute for chrome such as nickel may be used for aesthetic purposes. Chromium compounds used in electroplating are toxic. In most countries, their disposal is tightly regulated. Some fume suppressants used to control the emission of airborne chromium from plating baths are also toxic, making disposal even more difficult.
Үш қабаты бар хром
Үшбақытты хромды қаптау, сондай-ақ трихром, Cr3+ және хром(III) қаптау деп аталады, оның негізгі құрамы хром сульфаты немесе хром хлориді болып табылады. Үшбақытты хромды қаптау кейбір қолданыстарда және қалыңдықтарда (мысалы, сәндік қаптау) алтыбақытты хромға балама ретінде қолданылады.
Trivalent chromium plating, also known as tri chrome, Cr3+, and chrome(III) plating, uses chromium sulfate or chromium chloride as the main ingredient. Trivalent chromium plating is an alternative to hexavalent chromium in certain applications and thicknesses (e. g. decorative plating).
Декоративті
Декоративті хром эстетикалық тұрғыдан әдемі және берік болу үшін жасалған. Қалыңдығы 0,6 мм-ден басталады, бірақ көбінесе осы аралықта болады. Хром жалатылуы әдетте жылтыр никель жалатылуының үстіне қолданылады. Типтік негізгі материалдар: болат, алюминий, пластик, мыс қорытпалары және мырыш қорытпалары. Ол өте қатты, 65-тен 69 HRC-ге дейін (негізгі металдың қаттылығына да байланысты). Қатты хром декоративті хромнан қалың болады, қалпына келтіруге жарамсыз қолдануларда стандартты қалыңдығы 20-40 мкм аралығында болады, бірақ өте жоғары тозуға төзімділік қажет болғанда, он есе қалың болуы мүмкін, мұндай жағдайларда 100 мкм немесе одан да қалың қабаттар оңтайлы нәтиже береді. Алайда, мұндай қалыңдықтар процестің шектеулерін көрсетеді, олар қосымша қабат жалатылып, содан кейін талаптарға сәйкес келу үшін немесе хромдалған детальдің жалпы эстетикасын жақсарту үшін тегістеу және жылтырату арқылы шешіледі. Электр өрісінің геометриясына қатысты идеалды емес пішіндегі детальдар (сфералар мен жұмыртқа тәрізді нысандарды қоспағанда, жалатуға жіберілген барлық детальдар) біркелкі емес жалануын өтеу үшін тіпті қалың жалануды қажет етеді, ал оның көп бөлігі детальді қажетті өлшемдерге дейін тегістеу кезінде ысырап болады. Қазіргі заманғы инженерлік жалатылулар мұндай кемшіліктерге ұшырамайды, бұл еңбек құнына байланысты қатты хромды қымбатқа түсіреді. Қатты хромды алмастыру технологиялары қатты хромнан тозуға төзімділік, коррозияға төзімділік және құны жағынан артықшылыққа ие. Мұндай материалдар үшін 80 HRC-ге дейінгі қаттылық ерекше жайт емес. Қазіргі заманғы инженерлік жалатылулар шашырату арқылы қолданылады, олар біркелкі қалыңдықтағы қабаттарды құра алады, көбінесе оларға қосымша жылтырату немесе өңдеу қажет болмайды. Бұл жалатылулар көбінесе полимерлер, металдар және керамикалық ұнтақтар немесе талшықтардан жасалған композиттер болып табылады, олар патенттермен қорғалған немесе коммерциялық құпиялар ретінде сақталатын авторлық формулалар болып табылады, сондықтан олар көбінесе тауарлық атаулармен белгілі. Қатты хроммен жалатылған бұйымдар қолданылуына қарай әртүрлі сапа талаптарына жауап беруі керек; мысалы, гидравликалық поршень сарықшаларының жалатылған бөліктері тұзды су шашырату арқылы коррозияға төзімділігіне тексеріледі.
Decorative chrome is designed to be aesthetically pleasing and durable. Thicknesses range from , however, they are usually between The chromium plating is usually applied over bright nickel plating. Typical base materials include steel, aluminium, plastic, copper alloys, and zinc alloys. It is very hard, measuring between 65 and 69 HRC (also based on the base metal's hardness). Hard chrome tends to be thicker than decorative chrome, with standard thicknesses in non salvage applications ranging from 20 to 40 μm, but it can be an order of magnitude thicker for extreme wear resistance requirements, in such cases 100 μm or thicker provides optimal results. Unfortunately, such thicknesses emphasize the limitations of the process, which are overcome by plating extra thickness then grinding down and lapping to meet requirements, or to improve the overall aesthetics of the chromed piece. Pieces that are not ideally shaped in reference to electric field geometries (nearly every piece sent in for plating, except spheres and egg shaped objects) require even thicker plating to compensate for non uniform deposition, and much of it is wasted when grinding the piece back to desired dimensions. Modern engineered coatings do not suffer such drawbacks, which often price hard chrome out due to labor costs alone. Hard chrome replacement technologies outperform hard chrome in wear resistance, corrosion resistance, and cost. Hardness up to 80 HRC is not extraordinary for such materials. Modern engineered coatings applied using spray deposition can form layers of uniform thickness that often require no further polishing or machining. These coatings are often composites of polymers, metals, and ceramic powders or fibers as proprietary formulas protected by patents or as trade secrets, and thus are usually known by brand names. Hard chromium plating is subject to different types of quality requirements depending on the application; for instance, the plating on hydraulic piston rods are tested for corrosion resistance with a salt spray test.
Автомобильді пайдалану
Көліктерге орнатылған көптеген жарқыраған сәндік бұйымдар "хром" деп аталады, яғни машинаның сыртқы температура мен ауа райы өзгерістеріне төзу үшін бірнеше қабатталған болат. Бірақ, бұл термин кез келген ұқсас жылтыр сәндік автокөлік бөліктерін, тіпті қарапайым тілде күміс пластиктен жасалған әрлеу элементтерін де қамтиды. Үш қабатталған жабын – ең қымбат әрі берік процесс, ол болатты алдымен мыспен, содан кейін хром жабу алдында никельмен қаптауды қамтиды. 1920 жылдарда хром қолданудан бұрын никельмен электрожабу қолданылды. АҚШ Екінші дүниежүзілік соғысқа қатысу алдындағы қысқа мерзімде үкімет хромды үнемдеу үшін жабуға тыйым салды, ал автомобиль өндірушілері сәндік бөліктерді үйлесімді түске бояды. Корея соғысының соңғы жылдарында АҚШ хромды бірнеше арзан процестерге (мысалы, мырышпен жабу және содан кейін жылтыр пластикпен жабу) алмастыруды қарастырды. 2007 жылы Қауіпті заттарды шектеу туралы директива (RoHS) шығарылды, ол Еуропадағы автокөлік өнеркәсібінде бірнеше улы заттарды қолдануға тыйым салды, соның ішінде хром жабуда қолданылатын алты валентті хромды. Дегенмен, хром жабын – металл және жуғаннан кейін онда алты валентті хром қалмайды, сондықтан хром жабуға тыйым салынбады.
Most bright decorative items affixed to cars are referred to as "chrome", meaning steel that has undergone several plating processes to endure the temperature changes and weather that a car is subject to outdoors. However, the term passed on to cover any similar looking shiny decorative auto parts, including silver plastic trim pieces in casual terminology. Triple plating is the most expensive and durable process, which involves plating the steel first with copper and then nickel before the chromium plating is applied. Prior to the application of chrome in the 1920s, nickel electroplating was used. In the short production run prior to the US entry into the Second World War, the government banned plating to save chromium and automobile manufacturers painted the decorative pieces in a complementary color. In the last years of the Korean War, the US contemplated banning chrome in favor of several cheaper processes (such as plating with zinc and then coating with shiny plastic). In 2007, a Restriction of Hazardous Substances Directive (RoHS) was issued banning several toxic substances for use in the automotive industry in Europe, including hexavalent chromium, which is used in chrome plating. However, chrome plating is metal and contains no hexavalent chromium after it is rinsed, so chrome plating is not banned.
Қару қолдану
Хромды қаптама оқпанды немесе камераны коррозиядан қорғайды және осы бөліктерді тазалауды жеңілдетеді, бірақ оқпанды немесе камераны қаптаудың басты мақсаты емес. Хромды қаптама автоматтарда баррельдер мен камералар сияқты, үлкен жүктеме түсетін қару бөліктерінің тозуға төзімділігін және қызмет ету мерзімін арттыру үшін енгізілген. Бұл, баррельдің тозуын тездетпей, көбірек оқтарды атуға мүмкіндік береді. Мылтықтардағы камераның соңы, бос кеңістік (freebore) және бастауыш бөлігі (leade) – камераның алдындағы, ойықтары жоқ баррель бөлігі, сондай-ақ алғашқы бірнеше сантиметр немесе дюйм ойықтар, өте жоғары температураға (оқ-дәрілердің энергиясы 3500 кДж/кг-нан асып кетеді) және қысымға ұшырайды. Оқ-дәрі газдары кесу шамдарының жалызы сияқты әрекет етеді, металды қызыл қыздырып, металлдың тез тозуына себеп болады. Баяу ату кезінде зардап шеккен аймақтар оқтар арасында жеткілікті мөлшерде суынады. Бірақ, үздіксіз жылдам немесе автоматты ату кезінде, жылу таралуына уақыт жетпейді. Ыстық оқ-дәрі газдарының және оқтың қозғалысының қысымы мен жылу әсерінен камераның соңындағы, бос кеңістіктегі, бастауыш бөлігіндегі және ойықтардағы металл тез тозып, бұзылуы мүмкін. Қатты хромды қаптама камераны, бос кеңістікті, бастауыш бөлігін және ойықтарды тозуға төзімді хромның жұқа қабатымен қорғайды. Бұл, автоматты немесе үздіксіз жылдам ату режимінде ұзақ уақыт бойы қолданылатын қарулардың баррель өмірін едәуір ұзартады. Кейбір қару өндірушілер қатты хромды қаптаманың орнына стеллит қорытпасын қолданады, бұл үлкен жүктеме түсетін қару бөліктерінің тозуға төзімділігін және қызмет ету мерзімін одан да арттырады.
Chrome lining protects the barrel or chamber of arms from corrosion and makes these parts also easier to clean, but this is not the main purpose for lining a barrel or chamber. Chrome lining was introduced in machine guns to increase the wear resistance and service life of highly stressed arms parts like barrels and chambers, allowing more rounds to be fired before a barrel is worn and needs to be replaced. The end of the chamber, freebore and leade (the unrifled portion of the barrel just forward of the chamber), as well as the first few centimeters or few inches of rifling, in rifles are subject to very high temperatures — as the energy content of rifle propellants can exceed 3500 kJ/kg — and pressures that can exceed The propellant gases act similarly as the flame from a cutting torch, the gases heating up the metal to red hot state and the velocity tearing away metal. Under slow fire conditions, the affected areas are able to cool sufficiently in between shots. Under sustained rapid fire or automatic/cyclic fire there is no time for the heat to dissipate. The heat and pressure effects exerted by the hot propellant gasses and friction by the projectile can quickly cause damage by washing away metal at the end of the chamber, freebore, leade and rifling. Hard chrome lining protects the chamber, freebore, leade and rifling with a thin coat of wear resistant chrome. This significantly extends barrel life in arms that are fired for prolonged periods in full auto or sustained rapid fire modes. Some arms manufacturers use Stellite lining alloy as an alternative to hard chrome lining to further increase the wear resistance and service life of highly stressed arms parts.
Денсаулық сақтау және қоршаған ортаны қорғау мәселелері
Алты валентті хром – хромның ең зиянды түрі. АҚШ-та Қоршаған ортаны қорғау агенттігі оны қатаң реттейді. EPA алты валентті хромды қауіпті ауа ластағышы ретінде тізімдейді, себебі ол адамға канцерогенді, Таза су туралы заң бойынша «басым ластағыш» және Ресурстарды сақтау және қалпына келтіру туралы заң бойынша «қауіпті компонент». Оның төмен катодтық тиімділігі және ерітіндінің жоғары тұтқырлығы салдарынан ваннадан су мен алты валентті хромның зиянды түйіршіктері шығарылады. Бұл шығарындыларды бақылау үшін ылғалды тазартқыштар қолданылады. Ылғалды тазартқыштардан шыққан сұйықтық хромды тұндыру үшін өңделеді және оны ағынды суға жібермес бұрын алып тасталады. Әдетте, беттік кернеу сталагмометр немесе тензиометрмен өлшеніп, бірақ бұл әдіс қиын және дәлдігі төмен (22 дин/см-ге дейін қателер кездеседі), сондай-ақ пайдаланушының тәжірибесі мен қабілетіне байланысты. Олар ауадағы зиянды хромды бақылауда тиімді болғанымен, көптеген қолданылатын ылғалдатушы заттардың түтінін басушы заттардың өзі зиянды, себебі олардың құрамында перфторалкилдік заттар (PFAS) бар, олар қауіпті химиялық заттар болып табылады және ұзақ мерзімді денсаулыққа зиян келтіруі мүмкін. Бұл электрокаптауды PFAS-қа кәсіби әсер ету қаупі жоғары жұмыстардың біріне айналдырады, бірақ фторланған сулы пленка түзегіш көбіктерді қолданатын өрт сөндірушілерге қарағанда азырақ. Адам денсаулығына зиянды әсерінен басқа, PFAS тұрақты ластағыштар болып табылады, биоаккумуляция мен биомагнификацияға алып келеді, сондықтан тіршілік әрекетінің жоғарғы деңгейіндегі жануарлар зиянды әсерлерге ең көп бейім.
Hexavalent chromium is the most toxic form of chromium. In the U. S., the Environmental Protection Agency regulates it heavily. The EPA lists hexavalent chromium as a hazardous air pollutant because it is a human carcinogen, a "priority pollutant" under the Clean Water Act, and a "hazardous constituent" under the Resource Conservation and Recovery Act. Due to its low cathodic efficiency and high solution viscosity, a toxic mist of water and hexavalent chromium is released from the bath. Wet scrubbers are used to control these emissions. The liquid from the wet scrubbers is treated to precipitate the chromium and remove it from the wastewater before it is discharged. Usually, surface tension is measured with a stalagmometer or tensiometer. This method is, however, tedious and suffers from inaccuracy (errors up to 22 dyn/cm have been reported), and is dependent on the user's experience and capabilities. While they are effective for the control of toxic airborne chromium, many widely used wetting agent fume suppressants are toxic themselves because they contain perfluoroalkyl substances (PFAS), which are hazardous chemicals that can cause long term health effects. This makes electroplating one of the jobs with the highest risk of occupational exposure to PFAS, but not as high as firefighters using fluorinated aqueous film forming foams. In addition to their detrimental effects on human health, PFAS are persistent pollutants that cause significant bioaccumulation and biomagnification, putting animals at the highest trophic level at the highest risk for toxic effects.