रोटोग्रेव्योर क्रोम प्लेटिंग प्रक्रिया और गुणवत्ता नियंत्रण सिद्धांत

क्रोम चढ़ाना प्रक्रिया सिद्धांत:

क्रोम चढ़ाना प्रक्रिया एक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया, एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया प्रक्रिया है। मूल प्रक्रिया भागों को कैथोड के रूप में धातु के नमक के घोल में, धातु को एनोड के रूप में डुबोना है, और प्रत्यक्ष धारा से जुड़ने के बाद, भागों पर एक धातु कोटिंग जमा की जाएगी। ग्रेव्योर इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख: प्लेट रोलर कैथोड है और टाइटेनियम जाल एनोड है।

क्रोमियम घोल के मुख्य घटक मुख्य नमक:

क्रोमिक एनहाइड्राइड सामग्री: 200-260 ग्राम/लीटर उत्प्रेरक: सल्फ्यूरिक एसिड सामग्री: 2.2-2.5 ग्राम/लीटर योजक: लेवलिंग और दक्षता में सुधार क्रोमियम चढ़ाना परत का प्रदर्शन: क्रोमियम एक चांदी जैसी सफेद धातु है हल्का नीला रंग, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 51.99, घनत्व 6.{7}}.21 ग्राम/सेमी3, और गलनांक 1875-1920 डिग्री । धात्विक क्रोमियम हवा में आसानी से निष्क्रिय हो जाता है, जिससे सतह पर बहुत पतली निष्क्रियता फिल्म बन जाती है।

1. रोटोग्राव्योर क्रोम-प्लेटेड परत में बहुत अधिक कठोरता होती है। चढ़ाना समाधान की संरचना और प्रक्रिया की स्थितियों के आधार पर, इसकी कठोरता 400 से 1200 एचवी तक भिन्न हो सकती है।
2. क्रोम परत में अच्छा ताप प्रतिरोध होता है। 500 डिग्री से नीचे गर्म करने पर इसकी चमक और कठोरता में कोई खास बदलाव नहीं आता।
3. क्रोम-प्लेटेड परत का घर्षण गुणांक, विशेष रूप से शुष्क घर्षण गुणांक, सभी धातुओं में सबसे कम है। इसलिए, क्रोम-प्लेटेड परत में अच्छा पहनने का प्रतिरोध होता है।
4. क्रोम-प्लेटेड परत में अच्छी रासायनिक स्थिरता होती है और क्षार, नाइट्रिक एसिड, सल्फाइड, कार्बोनेट और अधिकांश गैसों और कार्बनिक अम्लों में उच्च रासायनिक स्थिरता होती है।
5. क्रोम-प्लेटेड परत हाइड्रोहेलिक एसिड (जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड) और गर्म केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में आसानी से घुलनशील होती है।

क्रोम प्लेटिंग विशेषताएं:

क्रोमिक एनहाइड्राइड जलीय घोल क्रोमिक एसिड है, जो क्रोमियम चढ़ाना का एकमात्र स्रोत है। यद्यपि चढ़ाना समाधान का प्रदर्शन क्रोमिक एनहाइड्राइड सामग्री से संबंधित है, यह मुख्य रूप से एसिड अनुपात पर निर्भर करता है, यानी क्रोमिक एनहाइड्राइड और सल्फ्यूरिक एसिड का अनुपात।

1. क्रोमियम चढ़ाना समाधान का मुख्य घटक धातु क्रोमियम नमक नहीं है, बल्कि क्रोमिक एसिड, क्रोमियम का ऑक्सीजन युक्त एसिड है, जो एक मजबूत अम्लीय चढ़ाना समाधान है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया के दौरान, कैथोड प्रक्रिया जटिल होती है, और कैथोड करंट का अधिकांश हिस्सा दो साइड प्रतिक्रियाओं में खपत होता है: हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया 2 और हेक्सावलेंट क्रोमियम त्रिसंयोजक क्रोमियम प्रतिक्रिया 1 में कमी। इसलिए, क्रोमियम चढ़ाना की कैथोड वर्तमान दक्षता बहुत कम है (10% से 18%). तीन असामान्य घटनाएं भी हैं: 1. क्रोमिक एनहाइड्राइड एकाग्रता में वृद्धि के साथ वर्तमान दक्षता कम हो जाती है; 2. तापमान बढ़ने पर यह घटता है; 3. यह धारा घनत्व के बढ़ने के साथ बढ़ता है।
2. क्रोमियम चढ़ाना समाधान में, धातु क्रोमियम के सामान्य जमाव को प्राप्त करने के लिए एक निश्चित मात्रा में आयनों, जैसे एसओ 42- को जोड़ा जाना चाहिए।
3. क्रोमियम चढ़ाना समाधान की फैलाव क्षमता बहुत कम है। जटिल आकार वाले भागों के लिए, एक समान क्रोमियम चढ़ाना परत प्राप्त करने के लिए चित्रात्मक एनोड या सहायक कैथोड की आवश्यकता होती है। हैंगर की आवश्यकताएं भी अपेक्षाकृत सख्त हैं।
4. क्रोमियम प्लेटिंग के लिए उच्च कैथोड वर्तमान घनत्व की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 20A/dm2 से ऊपर, जो सामान्य प्लेटिंग से 10 गुना अधिक है। कैथोड और एनोड से निकलने वाली बड़ी मात्रा में गैस के कारण, प्लेटिंग समाधान का प्रतिरोध बड़ा होता है, टैंक वोल्टेज बढ़ता है, और इलेक्ट्रोप्लेटिंग बिजली की आपूर्ति अधिक होनी आवश्यक है। 12V से अधिक बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जबकि अन्य प्लेटिंग प्रकार 8V से नीचे की बिजली आपूर्ति का उपयोग कर सकते हैं।
5. क्रोमियम चढ़ाना के एनोड में धात्विक क्रोमियम का उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि चढ़ाना समाधान में क्रोमियम को घोलना बहुत आसान होता है, जिससे एनोड की वर्तमान दक्षता कैथोड दक्षता से अधिक हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप क्रोमिक एसिड की खपत बढ़ जाती है। इसलिए, एक अघुलनशील एनोड का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर सीसा, सीसा-सुरमा मिश्र धातु और सीसा-टिन मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है। चढ़ाना समाधान में खपत क्रोमियम को क्रोमिक एनहाइड्राइड जोड़कर पूरक करने की आवश्यकता होती है।
6. क्रोमियम प्लेटिंग के ऑपरेटिंग तापमान की कैथोड वर्तमान घनत्व पर एक निश्चित निर्भरता होती है। दोनों के बीच संबंध बदलने से विभिन्न गुणों वाली क्रोमियम कोटिंग प्राप्त की जा सकती है। क्रोमियम चढ़ाना परत और सब्सट्रेट के बीच संबंध शक्ति बढ़ाने के लिए, प्लेट रोलर को पहले से गरम किया जा सकता है।

ग्रैव्योर क्रोम प्लेटिंग के दौरान कैथोड (रोलर सतह) प्रतिक्रिया सिद्धांत:

क्रोम प्लेटिंग समाधान मुख्य रूप से क्रोमिक एसिड (CrO42-) और डाइक्रोमिक एसिड (Cr2O72-) के रूप में मौजूद होता है। जब pH मान 1 से कम होता है, तो मुख्य रूप में (Cr2072- में 2 ऋणात्मक आवेश और 7 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं); जब pH मान 2-6 है, तो Cr2O72- और CrO42- निम्नलिखित संतुलन में मौजूद होते हैं, अर्थात, Cr2072- +H20===2CrO{{13} }एच+. यह देखा जा सकता है कि क्रोम प्लेटिंग इलेक्ट्रोलाइट में मौजूद आयनों में Cr2O72-, H+, CrO42- और SO42- शामिल हैं। SO42- को छोड़कर, अन्य आयन कैथोड प्रतिक्रिया में भाग ले सकते हैं। कैथोड (रोलर सतह) पर विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की चार प्रक्रियाएँ:

चरण 1: जैसे-जैसे इलेक्ट्रोड क्षमता बढ़ती है, वर्तमान घनत्व बढ़ता है। इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया 2H→ H2 प्रतिक्रिया 2 है
चरण 2: जैसे-जैसे इलेक्ट्रोड क्षमता बढ़ती रहती है, वर्तमान घनत्व कम होता जाता है। यह एक क्षारीय कैथोड फिल्म बनाने की प्रक्रिया है। (क्षारीय कैथोड फिल्म का निर्माण कैथोड सतह पर दो प्रतिक्रियाओं ①② द्वारा बड़ी मात्रा में H+ की खपत के कारण होता है)। प्रतिक्रिया 1, प्रतिक्रिया 2
चरण 3: जब क्रोमियम अवक्षेपण क्षमता तक पहुँच जाता है, तो क्रोमियम को प्लेट रोलर सतह पर चढ़ाया जाता है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रोड क्षमता बढ़ती रहती है, वर्तमान घनत्व फिर से बढ़ने लगता है। इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया Cr6→Cr 2H→H2 प्रतिक्रिया 1, प्रतिक्रिया 4 है

कैथोडिक फिल्म सिद्धांत और क्रोम प्लेटिंग के दौरान गुणवत्ता पर इसका प्रभाव:

क्रोमियम चढ़ाना प्रक्रिया के दौरान, प्लेट रोलर की सतह पर एक क्षारीय कैथोड फिल्म बनती है। यह विघटन पहले स्थानीय रूप से होता है और धीरे-धीरे फैलता है, जिससे सब्सट्रेट का एक छोटा क्षेत्र उजागर होता है, वास्तविक वर्तमान घनत्व बहुत अधिक होता है, और ध्रुवीकरण प्रभाव बड़ा होता है। तभी क्रोमियम चढ़ाना (क्रोमियम अवक्षेपण क्षमता तक पहुंचना) एक निश्चित गति से आगे बढ़ सकता है। नई क्रोमियम परत की सतह पर एक कोलाइडल फिल्म उत्पन्न होगी, और कोलाइडल फिल्म का विघटन और निर्माण दोहराया जाएगा, जो एक महत्वपूर्ण नियामक भूमिका निभाएगा।

यद्यपि चढ़ाना समाधान में SO42- और कैथोड प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न त्रिसंयोजक क्रोमियम सीधे इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं, उनकी उपस्थिति और सामग्री क्रोम चढ़ाना परत की गुणवत्ता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
1. यदि त्रिसंयोजक क्रोमियम सामग्री कम है, तो कोलाइडल फिल्म बनाना मुश्किल है या पतली और छिद्रपूर्ण है, और सल्फ्यूरिक एसिड इसे आसानी से भंग कर सकता है। इस समय, उजागर सब्सट्रेट क्षेत्र बड़ा है, और कम वर्तमान घनत्व वाला क्षेत्र क्रोमियम की वर्षा क्षमता तक नहीं पहुंच सकता है, इसलिए क्रोमियम कवर करने की क्षमता खराब है।
2. यदि त्रिसंयोजक क्रोमियम सांद्रता अधिक है, तो कोलाइडल फिल्म मोटी और घनी होती है, और सल्फ्यूरिक एसिड को घोलना मुश्किल होता है। क्रोमियम की परत केवल मूल दानों पर ही विकसित हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप खुरदुरा क्रिस्टलीकरण और अंधेरा और नीरस कोटिंग हो जाती है।
3. सल्फ्यूरिक एसिड की मात्रा अधिक होती है, कोलाइडल फिल्म को भंग करना आसान होता है, और कम वर्तमान घनत्व वाले क्षेत्र में कोई क्रोमियम परत नहीं होती है, जो त्रिसंयोजक क्रोमियम कम होने पर स्थिति के समान है। यदि सल्फ्यूरिक एसिड अपर्याप्त है, तो क्रोमियम परत खुरदरी हो जाएगी, ठीक उसी स्थिति की तरह जब त्रिसंयोजक क्रोमियम अधिक होता है।
4. इसलिए, क्रोम प्लेटिंग में उनकी सामग्री को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, विशेष रूप से क्रोमिक एनहाइड्राइड और सल्फ्यूरिक एसिड का अनुपात

रोटोग्राव्योर क्रोमियम समाधान और हटाने के तरीकों में अशुद्धता आयनों का प्रभाव:
क्रोमियम चढ़ाना इलेक्ट्रोलाइट में हानिकारक अशुद्धियों में मुख्य रूप से लोहा, तांबा, जस्ता, निकल आदि शामिल हैं। उनमें से, जब कोई धातु आयन एक निश्चित सामग्री तक जमा हो जाता है, तो यह क्रोमियम चढ़ाना प्रक्रिया को नुकसान पहुंचाएगा, जैसे कि उज्ज्वल सीमा में कमी कोटिंग की, इलेक्ट्रोलाइट की फैलाव क्षमता में कमी, और चालकता में गिरावट। जब इलेक्ट्रोलाइट में धातु आयन की मात्रा अधिक हो, तो इलेक्ट्रोलाइट का उपचार किया जाना चाहिए। कम धारा घनत्व के साथ उपचार से कुछ निश्चित परिणाम प्राप्त हो सकते हैं। हालाँकि, क्रोमियम तरल अत्यधिक संक्षारक होता है, और कुछ अशुद्धियाँ इलेक्ट्रोलिसिस के बाद घुल जाती हैं। जब लौह आयनों की मात्रा बहुत अधिक हो जाती है, तो उपचार के लिए आयन एक्सचेंज का उपयोग किया जाता है। उपचार के दौरान, क्रोमियम चढ़ाना समाधान को पहले पतला किया जाता है ताकि क्रोमिक एसिड की सामग्री 120 ग्राम / एल से अधिक न हो, और फिर एक्सचेंज कॉलम में इंजेक्ट किया जाए। इस तरह से उपचारित क्रोमियम चढ़ाना समाधान का पुन: उपयोग किया जा सकता है। राल के सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए, केंद्रित क्रोमियम चढ़ाना समाधान और धनायनित राल के बीच सीधे संपर्क से बचना आवश्यक है, ताकि ऑक्सीकरण द्वारा राल को नष्ट होने से बचाया जा सके। धनायन विनिमय विधि का तांबे के आयनों और त्रिसंयोजक क्रोमियम पर समान प्रभाव पड़ता है, लेकिन यह जटिल और समय लेने वाली है।

ग्रेव्योर क्रोमियम समाधान और हटाने के तरीकों में त्रिसंयोजक क्रोमियम का प्रभाव:
आम तौर पर, त्रिसंयोजक क्रोमियम की वृद्धि का इलाज इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एक बड़े एनोड और एक छोटे कैथोड के साथ किया जाता है। यदि सल्फ्यूरिक एसिड की मात्रा अधिक है, तो इलेक्ट्रोलिसिस से पहले सल्फ्यूरिक एसिड को सामान्य तक कम करना सबसे अच्छा है। अत्यधिक सल्फ्यूरिक एसिड इलेक्ट्रोलिसिस प्रभाव को गंभीर रूप से प्रभावित करेगा, जिससे त्रिसंयोजक क्रोमियम को कम करना मुश्किल हो जाएगा। त्रिसंयोजक क्रोमियम की वृद्धि के आम तौर पर कई कारण हैं:
1. एनोड क्षेत्र बहुत छोटा है। एनोड क्षेत्र कैथोड क्षेत्र का 2-3 गुना होना चाहिए।
2. चढ़ाना समाधान में धातु की अशुद्धियों की मात्रा बहुत अधिक है।
3. एनोड ऑक्सीकरण के कारण एनोड का एक भाग गैर-प्रवाहकीय हो जाता है।

ग्रेव्योर प्रिंटिंग क्रोमियम धुंध अवरोधक के कार्य सिद्धांत का परिचय:

क्रोमियम चढ़ाना प्रक्रिया के दौरान, अघुलनशील एनोड और कम कैथोड वर्तमान दक्षता के उपयोग के कारण, बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अवक्षेपित होते हैं। जब गैस तरल सतह से बाहर निकलती है, तो इसमें बड़ी मात्रा में क्रोमिक एसिड होता है, जिससे क्रोमियम धुंध बनती है और गंभीर प्रदूषण खतरे पैदा होते हैं। क्रोमियम धुंध को दबाने के लिए वर्तमान में दो तरीके हैं।

1. फ्लोटिंग बॉडी विधि: प्लेटिंग समाधान की सतह पर फोम प्लास्टिक के टुकड़े या टुकड़े रखें। ये तैरते हुए पिंड क्रोमियम धुंध के निकलने को रोक सकते हैं।
2. फोम अवरोधक जोड़ें: फोम अवरोधक एक सर्फेक्टेंट है जो चढ़ाना समाधान की सतह के तनाव को कम कर सकता है और एक स्थिर फोम परत (कपड़े धोने वाले डिटर्जेंट पानी के समान, चढ़ाना समाधान की सतह पर तैरते अनगिनत छोटे बुलबुले के साथ) का उत्पादन कर सकता है।

चढ़ाना समाधान में क्रोमियम धुंध अवरोधक द्वारा बनाई गई फोम परत चढ़ाना समाधान की सतह को कसकर कवर करती है। जब क्रोमिक एसिड युक्त हाइड्रोजन और ऑक्सीजन वाष्पित हो जाते हैं, तो वे सतह पर फोम परत के संपर्क में आते हैं, और अनगिनत छोटे क्रोमिक एसिड धुंध बड़ी बूंदों में मिल जाते हैं। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के कारण, जब वे एक निश्चित ऊंचाई तक बढ़ेंगे तो वे चढ़ाना समाधान में वापस आ जाएंगे, जबकि हाइड्रोजन और ऑक्सीजन तरल सतह छोड़ने तक बढ़ते रहेंगे, इस प्रकार गैस को हटाने और क्रोमियम धुंध के प्रभावी दमन को प्राप्त किया जाएगा।