آشنایی با آبکاری کروم و مزایای آن
آبکاری کروم (Chrome plating) یک فرآیند روکش زنی بسیار پرکاربرد است که فهرست بلندی در رابطه با مزایای آن وجود دارد. آبکاری کروم بسیار پرجلوه بوده و با خواص هیدروفوبیک مقاومت بالایی در مقابل خوردگی و سایش ارائه می دهد. سختی و مقاومت این آبکاری در برابر اکسید کننده ها در صنایع مختلف بسیار حائز اهمیت است.
کروم یک فلز و یکی از عناصر شیمیایی طبیعی است که استفاده از آن به فرم جامد کاربردی نیست اما ارزش آن وقتی مشخص می شود که به صورت یک لایه روی سایر فلزات مانند آلومینیوم ، فولاد ضد زنگ ، برنج ، مس یا پلاستیک قرار می گیرد.
کروم غالباً با سایر مواد شیمیایی مانند پولیش آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ اشتباه گرفته می شود. ولی آبکاری یا کروم درخشان تر ، شفاف تر و آینه ای تر است و نسبت به سایر پرداخت کاری ها انعکاس بهتری ایجاد می کند.
کروم همچنین در کنار فلزات دیگر در سیستم های پوشش چند لایه ای نقش اصلی را بازی می کند که حتی بیشتر از ویژگی های تزئینی یا عملکردی آن مورد تأکید است. لایه های کروم در برنامه های بی شماری مورد استفاده قرار می گیرند و در حال حاضر تقریباً غیرممکن است که جایگزینی برای آن با این همه مزایا یافت شود. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک اطلاعات بیشتری در این رابطه ارائه می شود.
آبکاری کروم چیست
آبکاری با کروم همچ.ن آبکاری طلا و آبکاری نقره به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی ، سختی سطح ، سهولت روند نگهداری فلز یا برای اهداف صرفاً تزئینی مورد استفاده قرار می گیرد.
آبکاری با کروم به طور کلی به آبکاری سخت و آبکاری تزئینی طبقه بندی می شود. آبکاری سخت و ضخیم را روی مواد اولیه با چسبندگی ثابت اعمال می کند و به آن آبکاری صنعتی کروم یا کروم کاری نیز می گویند. کروم کاری تقریبا برای پردازش انواع فلز از جمله فولاد ، مس ، آلیاژ فولاد ، آلیاژ آلومینیوم ، آلیاژ روی ، تنگستن و غیره کاربرد دارد.
در آبکاری تزئینی کروم، مس یا نیکل به عنوان یک لایه میانی که روی آن آبکاری نازک کروم انجام می شود مورد استفاده قرار می گیرد. لایه میانی (آبکاری مس یا نیکل) ، با مقاومت کمتر در برابر سایش چسبندگی کمتری نسبت به آبکاری با کروم دارد و به سرعت از بین می رود. همچنین مواردی وجود دارد که آبکاری با کروم به طور مستقیم بر روی مواد خاصی برای دکوراسیون اعمال می شود اما از نظر فنی می توان آن را به عنوان کروم کاری سخت تلقی کرد با اینکه لایه نازک تری استفاده می شود و هدف آن متفاوت است.
گفته می شود که آبکاری با کروم زمانی آغاز شد که روبرتو بونسن برای اولین بار در سال ۱۸۵۴ آزمایش الکترولیز خود را با موفقیت انجام داد. بنابراین از نظر تاریخی بیش از ۷۰ سال است که آبکاری با کروم مورد استفاده قرار می گیرد. آبکاری با کروم بدون استفاده از آبکاری میانی شیارهای بزرگی بر روی مواد اولیه ایجاد می کند که آشکارتر بوده و زیبایی دوچندانی بر روی سطح آبکاری شده بوجود می آورد.
در این نوع آبکاری اگر بر روی ماده اولیه نقایصی مانند سوراخ های کوچک و ترک هایی در حد میکروسکوپ وجود داشته باشد با کروم کاری بزرگتر شده و کاملا قابل مشاهده تر خواهد شد. بنابراین کیفیت آبکاری با کروم به کیفیت مواد اولیه بکار رفته بستگی دارد که البته به معنای گران تر بودن فلز نیست بلکه نبود نقص هایی مثل ترک و سوراخ به پدید آمدن سطحی یکنواخت تر کمک می کند.
آبکاری کروم چگونه انجام می شود
آبکاری بدین ترتیب انجام می شود که یون های محلول کروم به صورت لایه ای نازک بر روی جسم فلزی دیگر رسوب می دهند. این کار در یک محلول الکترولیت حاوی اسید کرومیک و اسید سولفوریک انجام می شود بدین ترتیب که جسم مورد نظر را به کاتد یا قطب منفی وصل کرده و فلز کروم را در آند یا قطب مثبت قرار می دهند. پس از شروع واکنش فلز کروم در آند خورده شده و به صورت لایه نازک روی فلز کاتد رسوب می کند.
آبکاری با کروم برای بسیاری از وسایل خانگی و قسمت های براق اتومبیل ، برخی از ابزارها و وسایل الکتریکی، چرخ دنده ها، ماشین های بسته بندی و بسیاری از وسایل دیگر صورت می گیرد تا علاوه بر براق شدن، زیبایی و افزایش استحکام به جلوگیری از زنگ زدن آنها در مقابل رطوبت کمک کند.
انواع آبکاری کروم (کروم کاری)
کروم کاری سخت
کروم کاری سخت که به عنوان کروم کاری صنعتی یا کروم کاری مهندسی نیز شناخته می شود برای کاهش اصطکاک، مقاومت نسبت به خط و خش و افزایش مقاومت سطحی در برابر مواد شیمیایی انجام می شود. ضخامت این کروم کاری بین ۲۰ تا ۴۰ میکرون است و بسیار سخت است و می توان ضخامت آن را تا ۱۰۰ میکرون هم افزایش داد.
البته باید به این نکته اشاره کرد که هرچه ضخامت لایه کروم بیشتر شود نواقص سطحی بیشتر نمایان می شوند زیرا کرم کاری خاصیت مسطح سازی ندارد.
کروم کاری دکوری
از این نوع کروم کاری برای ایجاد جلوه براق ، زیباسازی و همچنین افزایش مقاومت وسایل نسبت به خوردگی استفاده می شود. ضخامت لایه کروم مورد استفاده قرار گرفته در این روش بین ۰.۰۵ تا ۰.۵ میکرون و در اکثر موارد بین ۰.۱۳ تا ۰.۲۵ میکرون متغیر است.
کروم کاری دکوری معمولا بر روی یک لایه نیکل استفاده می شود و در ساخت دکوری های مورد کاربرد در ساخت قطعات خودرو و لوازم آشپزخانه کاربرد دارد.
چه موادی نیاز به آبکاری کروم دارند
آبکاری با کروم به طور معمول برای اقلام خانگی روزمره و قطعات خودرو از جمله موارد زیر اعمال می شود:
- دستگیره درب ، دستگیره های مورد استفاده در کالاهای مختلف
- اتصالات دوش ، شیرآلات حمام و توالت ، حلقه ها و رول های نگهدارنده حوله و دستمال کاغذی
- روشنایی داخلی و خارجی
- قطعات داخلی و خارجی خودرو
- قطعات موتور سیکلت
- قالب و ابزار پرس
- دریچه ها و پمپ
مزایا و معایب آبکاری کروم
کروم مورد استفاده در آبکاری می تواند ۳ یا ۶ ظرفیتی باشد. از مزایای عملکردی کروم سه ظرفیتی بهره وری بالاتر در کاتد و قدرت پرتاب بهتر است. قدرت پرتاب بهتر به معنای نرخ تولید بهتر است زیرا به انرژی کمتری به دلیل تراکم کمتر جریان نیاز است. این فرایند نسبت به کروم شش ضلعی مقاوم تر است زیرا می تواند در مقابل وقفه های جریان مقاومت کند.
از منظر سلامتی ، کروم سه ظرفیتی ذاتاً سمی تر از کروم شش ظرفیتی است. کروم ۶ ظرفیتی به دلیل سمیت پایین آن به صورت دقیق تنظیم نمی شود که همین امر هزینه های کلی را کاهش می دهد. از دیگر مزایای سلامتی می توان به کارآیی کاتد بالاتر اشاره کرد که منجر به انتشار کمتر کروم در هوا شده و غلظت پایین تر آن باعث ضایعات کرومی کمتر و تجزیه آندی کمتری می شود.
شایان ذکر است که کروم ۳ ظرفیتی برای کاربردهای پوشش سخت و مقاومت در برابر خوردگی روکش های ضخیم تر به اندازه کروم شش ظرفیتی مناسب نیست و هزینه مواد شیمیایی آن بیشتر است و با توجه به ناخالصی های فلزی کنترل واکنش ها با استفاده از کروم سه ظرفیتی بسیار مشکل تر خواهد بود.
آبکاری کروم سخت
روکش کروم که به عنوان آبکاری کروم یا آبکاری کروم نیز شناخته می شود، فرآیندی است که در آن لایه نازکی از کروم بر روی یک سطح آبکاری می شود. معمولاً برای ایجاد یک پوشش تزئینی یا محافظ برای مواد مختلف مانند فلز، پلاستیک و شیشه استفاده می شود. خواص سخت و مقاوم در برابر سایش پوشش کروم به جلوگیری از آسیب و افزایش طول عمر قطعات هوافضا کمک می کند.
پوشش کروم به عنوان یک مانع بین سطح قطعه و محیط اطراف عمل می کند و از آن در برابر خوردگی محافظت می کند. اجزای هوافضا اغلب در حین کار با رطوبت، مواد شیمیایی و سایر مواد خورنده مواجه می شوند. مقاومت در برابر خوردگی ارائه شده توسط روکش کروم به جلوگیری از زنگ زدگی، تخریب و آسیب های پرهزینه کمک می کند و اطمینان و ایمنی قطعات را تضمین می کند.
پوشش کروم انواع مختلفی را در بر می گیرد که برای اهداف مختلف در صنعت هوافضا استفاده می شود. این پوشش ها به گونه ای طراحی شده‌ا ند که ویژگی های خاصی را ارائه دهند، و آنها را به راه حل هایی همه کاره برای حفاظت و عملکرد اجزای هوافضا تبدیل می کنند.
آبکاری کروم سخت چندین مزیت از جمله افزایش سختی سطح، بهبود مقاومت در برابر سایش و افزایش مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد. لایه کروم به دست آمده معمولاً ضخیم است و بسته به نیازهای کاربردی از ۰.۰۲ میلی متر تا ۰.۰۴ میلی متر متغیر است. این آبکاری محافظت عالی در برابر اصطکاک، ساییدگی و تخریب شیمیایی را فراهم می کند و آن را برای کاربردهایی که در آن قطعات در شرایط سخت یا سایش سنگین قرار دارند ایده آل می کند. اغلب برای محافظت از اجزای حیاتی مانند ارابه فرود، سیلندرهای هیدرولیک، میله های پیستون و قطعات موتور از سایش و خوردگی استفاده می شود.
