Chrome
Data sheet
Bright Chromium Bath CR 843
Технология нанесения слоя декоративного хрома для особо высоких требований к рассеянию, экономичности и активации гальванического никелевого покрытия.
Издание 5 от 19.09.2000
Заменяет издание 4 от 14.01.2000
02-1503-08
Содержание
Bright Chromium Bath CR 843 1
Составление 100 литров электролита 2
Технологические параметры 3
Корректировка 3
Указания по технологическому процессу 5
Оборудование 6
Приготовление состава ванны и запуск ванны в производство 6
Определение содержания
Оксида хрома-(VI) (CrO3) в ванне хромирования 8
Йодометрическое определение концентрации оксида хрома(III) (Cr2O3) 10
Потенциометрическое определение
концентрации Chromium-(III)-Oxide
(Cr2O3) 12
Гравиметрическое определение
концентрации серной кислоты 14
Потенциометрическое определение
концентрации
загрязнений хлоридами 16
Описание продукта
Bright Chrome Bath CR 843 это надежная и установившаяся смешанно-кислотная система со следующими отличительными свойствами:
Обладая активирующей способностью выше среднего уровня, эта система обеспечивает бесперебойное покрытие слоем хрома также неактивных слоев никеля.
Состав, не содержащий дополнительных элементов на дне ванны
Высокая рассеивающая способность также при низких концентрациях ванны.
Высокая технологическая надежность благодаря сильному эффекту активации.
Высокая экономичность и низкий уровень выноса.
Пригодность для регенерации и простейшая технология применения при максимальной экономичности.
При корректировке ванны не происходит образование тумана благодаря применению Chromium Additive Fumetrol 140.
Bright Chromium Bath CR 843 практически применяется как обычная сульфатная ванна хромирования.
Bright Chromium Bath CR 843 относится к специальному типу смешанных кислотных электролитов с особой технологичной концепцией.
Сульфатный катализатор, как известно, корректируется и компенсируется серной кислотой.
Специальный катализатор CR 843-SiF6-catalyst содержится в Chromium Salt CR 843 и для рабочего режима ванны не требует дополнительных технологических затрат.
Составление 100 литров электролита
(Выбранная концентрация соответствует средней арифметической величине ~ 250 г/л CrO3)
Chromium Salt CR 843 / Соль хрома ЦР 843
|
20.0 кг
|
CrO3
|
5.0 кг
|
Серная кислота, хим. чистая;
Плотность = 1.84 г/см3
|
65.0 мл (0.12 кг)
растворенная в деминерализованной воде
|
Другие величины концентрации ванны можно выбирать в соответствии с технологическими параметрами для производственных условий.
Условия эксплуатации
|
Оптимум
|
Допустимый интервал
|
Chromium Salt CR 843
(рассчитана как хромовая кислота)
|
250 г/л
|
250 - 350 г/л
|
Сульфат как серная кислота
(плотность = 1.84 г/см3)
|
1.3 г/л (0.7 мл/л)
|
1.0 – 2.0 г/л (0.54 – 1.08 мл/л)
|
CrIII (как Cr2O3)
|
2 - 5 г/л
|
1 - 10 г/л
|
Chloride (как загрязнение)
|
20 - 50 мг/л
|
макс. 100 мг/л
|
SiF6 (по результатам анализа)
|
1.0 г/л
|
0.7 – 1.3 г/л
|
Посторонние металлы
(Cu, Ni, Zn, Fe и т.д., как загрязнение)
|
|
до 7 г/л
|
Оптимальное содержание катализатора (в виде SiF6) зависит от содержания хромовой кислоты, от содержания посторонних металлов и от толщины осаждаемого слоя хрома.
При низких показателях содержания хромовой кислоты, низких концентрациях посторонних металлов и более высоких величинах толщины слоя покрытия (0.5 – 1 мкм) содержание катализатора следует поддерживать в нижнем интервале (0.7 – 0.8 г/л SiF6), т.к. в противном случае может иметь место образование разрывов однородности поверхности покрытия (вуаль) в интервале высоких плотностей тока. При более высоких показателях содержания хромовой кислоты (> 300 г/л), более высоких концентрациях посторонних металлов и малых величинах толщины слоя покрытия (< 0.5 мкм) содержание катализатора следует поддерживать в верхнем интервале в пределах 1.0 – 1.3 г/л SiF6.
Технологические параметры
Температура
|
38 – 42 °C (35 – 52 °C)
|
Скорость электролитического осаждения
|
До 0.08 – 0.1 мкм/мин (зависит от плотности тока)
|
Плотность тока
|
на катоде 10 – 15 A/дм2 (8 - 30 A/дм2)
на аноде 10 – 20 A/дм2
|
Соотношение анод - катод
|
От 1.5 : 1 до 1 : 1
|
Корректировка
Как известно, содержание CrO3 и SO4 контролируется аналитическим способом. Методы анализа можно в случае необходимости получить от фирмы Atotech.
Концентрация CrO3 корректируется добавлением Chromium Salt CR 843. При добавлении 1.5 кг Chromium Salt CR 843 на 100 л объема ванны концентрация ванны повышается на 1 °Bé. Содержание сульфата корректируется так же как в сульфатной ванне хромирования. Корректировка оптимального содержания SO4 производится добавлением химически чистой серной кислоты. 55 мл H2SO4 (плотностью 1.84 г/см³) на 100 л электролита повышают содержание SO4 примерно на 1 г/л. Осаждение сульфата можно производить при помощи карбоната бария, 2 г/л карбоната бария осаждают примерно 1 г/л сульфата.
Кроме серной кислоты на процесс активации и производительность ванны Bright Chromium Bath CR 843, влияние оказывает второй катализатор, содержащийся в Chromium Salt CR 843. Этот катализатор определяется как SiF6 и содержится в Chromium Salt CR 843. Благодаря выверенному соотношению компонентов соли хрома вместе с солью Chromium Salt CR 843 обеспечивается поступление в ванну необходимого количества катализатора ( добавка 10 г/л Chromium Salt CR 843 повышает содержание SiF6 на 0.05 г/л). Таким образом, исключается возможное негативное влияние избыточных или недостаточных помеховых дозировок на функцию технологического процесса.
Если по определенным причинам содержание SiF6 уменьшается, то содержание этого компонента можно откорректировать при помощи соли Chromium Salt CR 842.
Чтобы повысить содержание SiF6 на 0,1 г/л следует добавить 1 г/л Chromium Salt CR 842.
Соль Chromium Salt CR 842 допускается добавлять только по проведённому анализу
Указания по технологическому процессу
Существенным преимуществом ванны Bright Chromium Bath CR 843 является хорошее рассеяние и хорошая способность к образованию покрытия, а также особенно качественная активация поверхности изделия, покрытого слоем никеля.
Электролит не содержит дополнительных элементов на дне ванны и при достижении рабочей температуры немедленно готов для применения.
Хлорид, занесенный в ванну в количестве более 100 мг/л а также количества сульфата, превышающие пределы заданных значений, ухудшают эффект рассеяния и режим рабочего процесса. Их избытки необходимо регулярно осаждать. По этой причине мы указываем на применение для долива ванны, деминерализованной воды.
Оптимальный режим работы ванны характеризуется следующими качествами:
низкий уровень расходов на приготовление исходного состава и на потребление материалов.
низкие потери на межоперационный вынос и преимущества относительно возможности регенерации.
низкая степень загрязнения сточных вод и малые расходы на их обезвреживание.
экономически благоприятный режим технологического процесса.
Для настройки режима работы ванны без образования тумана мы рекомендуем наш состав для предотвращения образования тумана Chromium Additive Fumetrol 140.
Электролит Bright Chromium Bath CR 843 пригоден для регенерации.
Оборудование
Электролит Bright Chromium Bath CR 843 можно применять без ограничений на обычных установках, устойчивых к смешанным кислотным электролитам хромирования.
Для обеспечения работы ванны необходимо следующее оборудование:
Ванна
|
В качестве футеровки емкостей мы рекомендуем Keragelith-P2, Koroseal, PVC (ПВХ) или соответствующие материалы.
|
Нагрев с термостатическим регулированием
|
Нагреватели для ванн из фарфора или политетрафторэтилена (PTFE) или нагревательные змеевики из специального свинца, ПТФЭ, тантала или посредством сдвоенной стенки ванны.
|
Охлаждение
|
Для ванн с высокой нагрузкой – посредством охлаждающих змеевиков из специальных сплавов свинца, ПТФЭ, тантала или посредством сдвоенной стенки ванны.
|
Вытяжка
|
Необходима обязательно. В случае применения Chromium Additive Fumetrol 140 мощность вытяжки может быть соответственно уменьшена.
|
Источник тока
|
Выпрямители с бесступенчатым регулированием с остаточной волнистостью менее 5 %.
|
Аноды
|
Применяться должны преимущественно аноды из сплава Atotech Lummalloy Lead Anodes. Но могут быть пригодны также сплавы свинец - олово (7% Sn). Для очистки анодов лучше всего пригодно наше химическое средство для очистки анодов Atotech Anokleen (смотри Data Sheet Anokleen).
|
Регенерация электролита
|
Возможна. Указания по регенерации дает отдел технического внедрения фирмы Atotech.
|
Приготовление состава ванны и запуск ванны в производство
Chromium Salt CR 843 применяется для приготовления основного состава и для повышения концентрации ванны. После растворения соли производится настройка содержания SO4 путем добавления серной кислоты (плотность 1.84 г/см³).
Приготовление исходного состава мы рекомендуем проводить следующим образом:
Хорошо очистить рабочие емкости (при перестройке режима технологии весь шлам, образовавшийся на дне, должен быть удален).
Заполнить рабочие емкости на 2/3 деионизованной водой и нагреть до 60 °C.
При хорошем перемешивании добавить расчетное количество соли Chromium Salt CR 843.
Ванну можно заполнить до рабочего объема.
Настроить температуру на рабочий режим ванны. Хорошее перемешивание раствора обеспечивает адекватную настройку рабочей температуры.
После проведения анализа на содержание SO4 имеющийся недостаток сульфата компенсируется добавлением серной кислоты (химически чистая).
Установить аноды в рабочее положение и приработать под током. После этого ванна готова к работе.
При перенастройке на другой технологический режим лаборатория после проведения предыдущего контроля ванны составляет инструкцию по согласованию технологических параметров перенастройки.
Плотность ванны в зависимости от концентрации Chromiun Salt CR 843 при 40 °C
(рабочая температура):
Концентрация в г/л
|
Плотность в ° Bé ± 0.5
|
Плотность в г/см3
|
150
|
14.5
|
1,1117
|
200
|
18.0
|
1,1425
|
250
|
22.0
|
1,1799
|
300
|
26.0
|
1,2198
|
350
|
29.0
|
1,2515
|
Отклонение параметров от заданных значений может быть вызвано наличием более сильных загрязнений от Cr2O3 (CrIII) и от посторонних металлов. О возможностях по устранению возможных отклонений параметров ванны Вас проинформирует отдел технического внедрения фирмы Atotech.
Все продукты фирмы Atotech упомянутые в руководстве по эксплуатации, приведены ниже:
Chromium Salt CR 842
Chromium Salt CR 843
Chromium Additive Fumetrol 140
Anode Cleaner Anokleen
Lumalloy Lead Anodes
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ
Определение содержания
Оксида хрома-(VI) (CrO3) в ванне хромирования
Издание 2 от 23.02.1999
Заменяет издание 1 от 23.04.1998
Требующиеся реактивы :
Йодистый калий (аналитической чистоты)
Серная кислота 2.5 M (5 н) (140 мл/л H2SO4, плотность 1.84 г/cм3)
Раствор крахмала 1 %
Тиосульфат натрия стандартный раствор 0.1 M (0.1 н) (24.818 г/л Na2S2O3 5 H2O)
Процедура:
Помещают 5.0 мл** хромового электролита в 500 мл колбу, доводят до уровня дистиллированной водой и хорошо размешивают. Помещают
20.0 мл этого раствора (= 0.2 мл электролита) в 250 мл колбу Эрленмейера и
добавляют дистиллированной воды около 100 мл
около 1 г йодистого калия (твёрдого) и
20 мл 2.5 M раствора серной кислоты. Дают
раствору, находящемуся в колбе Эрленмейера и накрытому крышкой дают постоять в темноте 5 минут. Затем титруют
0.1 M стандартным раствором тиосульфата натрия до тех пор, пока цвета раствора не изменится на светло коричневый.
Добавляют немного капель раствора крахмала и титруют
до тех пор пока цвет раствора изменится с сильно синего на зелёный.
Пошедшее количество стандартного раствора тиосульфата натрия в мл - умноженное на 16.67*** - даёт концентрацию оксида хрома(VI) (CrO3) в г/л.
Пример:
На титрование 0.2 мл хромовой ванны, было израсходовано 15.1 мл стандартного раствора тиосульфата натрия.
Расчет:
15.1 16.67 = 252 г/л оксид хрома-(VI) (CrO3)
Внимание: При выполнении всех работ необходимо соблюдать общие требования нормативных актов по опасным материалам !
* Если иначе не заявлено, то это аналитически чистые вещества.
** Данные объемы, должны быть измерены пипеткой.
*** Для процесса вычисления, объемный фактор растворов, как предполагается, является 1.000 и поэтому не принят во внимание в примерах.
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ
Йодометрическое определение концентрации оксида хрома(III) (Cr2O3)
Издание 2 от 23.02.1999
Заменяет издание 1 от 23.04.1998
Требующиеся реактивы *:
Йодистый калий (аналитической чистоты)
Серная кислота 2.5 M (5 н) (140 мл/л H2SO4, плотность 1.84 г/см3)
Раствор крахмала 1 %
Стандартный раствор тиосульфата натрия 0.1 M (0.1 н) (24.818 г/л Na2S2O3 5 H2O)
Гидроокись натрия 5 M (5 н) (200 г/л NaOH)
Перекись водорода 30 %
Процедура:
Помещают 20.0 мл** раствора ванны хромирования, того же что и в предыдущей методике (= 0.2 мл электролита хромирования) в 250 мл колбу Эрленмейера.
Добавляют 10 мл NaOH 5 M и
дистиллированной воды около 100 мл.
добавляют 10 мл H2O2 30 % и
бойлинг чипсы (частицы для объёмного кипения) и накрывают стакан стеклянной крышкой.
Кипятят, раствор 20 минут обеспечив вытяжку. (Перекись водорода должна полностью прореагировать).
После охлаждения пробы до комнатной температуры, добавляют
1 г йодистого калия (твёрдого) и
20 мл 2.5 M раствора серной кислоты и накрытая крышкой
колба Эрленмейера должна постоять в темноте 5 мин. Затем титруют
0.1 M стандартным раствором тиосульфата натрия до тех пор, пока цвет раствора не изменится на светло коричневый.
Добавляют немного капель раствора крахмала и титруют
до тех пор пока цвет раствора изменится с сильно синего на зелёный.
Количество стандартного раствора тиосульфата натрия в мл, полученного сейчас минус количество стандартного раствора тиосульфата натрия в мл определённого ранее – умноженное на 12.67*** - даёт концентрацию оксида хрома(III) (Cr2O3) в г/л.
Пример:
На титрование 0.2 мл хромовой ванны было израсходовано 15.5 мл раствора тиосульфата натрия.
Расчет:
15.5 мл (Расход на оксид хрома(VI) и оксид хрома(III))
- 15.1 мл (Расход на оксид хрома(VI), получено в предыдущей методике)
= 0.4 мл (Расход на оксид хрома(III), (Cr2O3))
0.4 12.67 = 5.1 г/л оксида хрома-III (Cr2O3)
Внимание: При выполнении всех работ необходимо соблюдать общие требования нормативных актов по опасным материалам !
* Если не оговорено другое, все химикаты должны быть аналитической градации.
** Объёмы, указанные с точностью до десятых должны отмеряться пипеткой.
*** Коэффициент растворов для объемного анализа предполагался равным 1,000 и
поэтому в примерах вычислений не принимался во внимание.
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ
Потенциометрическое определение
концентрации Chromium-(III)-Oxide
(Cr2O3)
Издание 2 от 23.02.1999
Заменяет издание 1 от 23.04.1998
Требующиеся реактивы *:
Серная кислота 2.5 M (5 н) (140 мл/л H2SO4, плотность 1.84 г/см3)
Стандартный 0.1 M (0.1 н) раствор сульфата церия(IV) (40.43 г/л Ce(SO4)2 4H2O)
Стандартный 0.05 M (0.1 н) раствор нитрита натрия (3.45 г/л NaNO2)
Платиновый индикаторный электрод
Процедура:
5.0 мл** хромовой ванны помещают в 250 мл колбу и смешивают с
20 мл 2.5 M серной кислоты,
20 мл дистиллированной воды и
20,0 мл 0.1 M стандартного раствора сульфата церия(IV).
После добавления бойлинг чипсов (частиц для объёмного кипения) раствор должен 5 минут кипеть, накрытый стеклянной крышкой. После того как стеклянная крышка очищена, к раствору добавляют
Дистиллированной воды 100 мл и титруют
Стандартным раствором 0.05 M нитрита натрия с платиновым индикаторным электродом до изменения потенциала.
Израсходованное количество мл раствора нитрита натрия вычтенное из 20,0 мл использованного стандартного раствора сульфата церия (IV), умноженное на 2.534 *** дают содержанию оксида хрома(III) в г/л.
Пример
На титрование 5.0 мл хромовой ванны, использовалось17.8 мл стандартного раствора нитрита натрия.
Расчет
20.0 мл стандартного раствора сульфата церия(IV)
- 17.8 мл стандартного раствора нитрита натрия
= 2.2 мл раствора сульфата церия(IV)
2.2 2.534 = 5.6 г/л оксида хрома (III)
ВНИМАНИЕ:
Необходимо соблюдать все местные предписания относительно ПДК загрязняющих веществ, включая общие правила обращения с опасными материалами!
* Если не оговорено другое, все химикаты должны быть аналитической градации.
** Объёмы, указанные с точностью до десятых должны отмеряться пипеткой.
*** Коэффициент растворов для объемного анализа предполагался равным 1,000 и
поэтому в примерах вычислений не принимался во внимание.
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ
Гравиметрическое определение
концентрации серной кислоты
Издание 2 от 23.02.1999
Заменяет издание 1 от 23.04.1998
Требующиеся реактивы*:
Соляная кислота, концентрированная плотность 1.19 г/см3
Этиловый спирт;
Уксусная кислота, концентрированная плотность 1,05 г/см3
Раствор бария хлористого 1 M (244 г/л BaCl2 2 H2O)
Процедура
10 мл** хромового электролита
20 мл дистиллированной воды
10 мл соляной кислоты, концентрированной
10 мл этилового спирта и
10 мл уксусной кислоты, концентрированной
Всё это должно быть залито в 400 мл колбу в данной последовательности.
Примечание: Окисление шестивалентного хрома идёт энергично со значительным выделением тепла.
Закрыть стакан стеклянной крышкой и нагревать раствор как
Минимум 30 минут почти до кипения (цвет раствора должен быть зеленым).
Затем греть раствор с открытой крышкой в течение еще 10 минут.
После чего, разбавить дистиллированной водой до примерно 250 мл и нагревать опять почти до кипения.
Затем добавить 10 мл 1 M раствора хлористого бария при тщательном перемешивании в теплый раствор.
Дать раствору отстояться минимум 2 часа, предпочтительно на ночь.
Фильтровать осадок через 1A2 фарфоровый фильтр и тщательно промыть его горячей дистиллированной водой.
Прокаливать фильтр, до красна, в течение примерно 15 минут и взвесить после остывания.
Примечание
Осадок также может быть отфильтрован, через фильтровальную бумагу с синей полосой. После тщательного промывания фильтровальную бумагу сжигают, при высокой температуре и взвешивают после охлаждения осадок.
Весь осаждённый сульфат бария, умноженный на 42.02 даёт концентрацию серной кислоты в ванне в г/л.
Пример:
Из 10.0 мл электролита хромовой ванны получилось 0.0830 г сульфата бария.
Расчет:
0.0830 42.02 = 3.5 г/л серной кислоты
Важное примечание :
При выполнении всех работ удостоверьтесь, что тщательно соблюдены все общие инструкции при работе с опасными материалами!
* Если иначе не заявлено, то это аналитически чистые вещества.
** Данные объемы, должны быть измерены пипеткой.
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ
Потенциометрическое определение
концентрации
загрязнений хлоридами
Издание 2 от 23.02.1999
Заменяет издание 1 от 23.04.1998
Требующиеся реактивы *:
0.1 M соляная кислота (8.3 мл/л HCl, плотность = 1.19 г/см3)
Бисульфит натрия, (аналитической чистоты)
Азотная кислота конц., плотность = 1.40 г/см3
0.01 M стандартный раствор нитрата серебра (1.699 г/л AgNO3)
Покрытие серебряного электрода
Серебряный электрод (серебряная проволока; диаметр = 2 мм), обезжиренный, и соединённый с положительным полюсом выпрямителя. Платиновый электрод (платиновый кольцевой) связан с отрицательным полюсом. Электроды погружают на глубину приблизительно 5 - 6 см в соляную кислоту 0.1 М и ведут электролиз приблизительно 2 часа при постоянном токе в 1.5 мА. После этой процедуры серебряный электрод должен иметь однородное коричневое покрытие.
Процедура
20.0 мл хромовой ванны помещают пипеткой в 250 мл колбу и тщательно смешивают с
бисульфитом натрия пока хром полностью не восстановится (раствор должен стать ярко зелёного цвета)
Отметьте: Восстановление шестивалентного хрома обычно идёт очень энергично с сильным выделением тепла.
Добавляют 10 мл азотной кислоты конц. и около
100 мл дистиллированной воды и позволяют раствору отстоятся
около 30 мин при 30 - 40 °C. После охлаждения до комнатной температуры
титруют потенциометрически
0.01 M стандартным раствором серебра.
Количество израсходованного 0.01 M стандартного раствора нитрата серебра, умноженное на 17.73 даёт концентрацию хлорид ионов в мг/л.
Пример:
На титрование 20.0 мл ванны, пошло 7.1 мл 0.01 M стандартного раствора нитрата серебра
Расчет:
7.1 17.73 = 126 мг/л хлорид ионов
Важное примечание :
При выполнении всех работ удостоверьтесь, что тщательно соблюдены все общие инструкции при работе с опасными материалами.
* Если не оговорено другое, все химикаты должны быть аналитической градации.
Этот информационный листок предназначен для Вашей консультации. Данные соответствуют последнему уровню наших знаний. Но т.к. правильное применение наших препаратов выходит из сферы нашего влияния, гарантию за стабильное надлежащее качество препаратов мы можем взять на себя только в момент поставки. В случае возможных затруднений в применении препаратов, мы просим обращаться за консультацией в службу нашего технического сервиса.
|
Атотех Германия ГмбХ
п/я 21 07 80
Эразмусштрасэ 20 - 24
Д - 10507 Берлин 21
Телефон (030) 349 85 0
Телефакс (030) 349 85 777
|
|
