Переход с декоративного 6-валентного хромирования

Сегодня многие компании, занимающиеся нанесением покрытий, стараются найти более экологически безопасные альтернативы Cr (VI). Существует два основных состава для систем на основе Cr (III), мы рассмотрим оба, чтобы помочь вам выбрать наиболее подходящий вариант.

Хлориды.

Системы на основе хлоридов относятся к системам смешанных солей, в которых хлориды используют в качестве основного источника проводимости. Для таких систем требуется меньший нагрев, поскольку их рабочая температура 85 – 100°F в сравнении с 110 – 115°F для систем на основе Cr (VI). Крайне важен контроль pH, поскольку колебания pH могут повлиять на скорость осаждения покрытия, распределение толщины и покрытие в зонах низкой плотности тока.

Аноды изготавливают из графита, а не из свинцовых сплавов, как для систем на основе Cr (VI). Это позволяет избежать обработки опасного свинцового шлама и создать более безопасную среду для ваших сотрудников. Системы на основе хлоридов также более проводимые и более эффективные, чем Cr (VI). Это означает, что на одной системе подвесок можно обработать большую площадь поверхности и у вас будет меньше затрат на выпрямление благодаря более низкому напряжению, необходимому для поддержания оптимальной плотности тока. Для такой системы потребуется перемешивание воздухом, чтобы исключить риск образования прослоек газообразного водорода в процессе осаждения, и фильтрация с возможностью добавления углерода, чтобы удалить органические загрязнения.

Системы трехвалентного хромирования менее устойчивы к металлическим загрязнениям, поэтому для поддержания равномерного цвета необходим ионный обмен. Поскольку присутствие Cr (VI) в концентрации даже 10 ч/млн может существенно повлиять на ванну Cr (III), мы рекомендуем заменить резервуар на полипропиленовый. Хлоридные системы обеспечивают максимальную коррозионную стойкость благодаря микропористой структуре покрытия.

Цвет покрытия не настолько “синий”, как при шестивалентном хромировании, поэтому, если детали находятся рядом, вы сможете увидеть небольшую разницу. По мере увеличения расстояния между деталями различить их цвет будет все труднее и труднее.

Сульфаты.

Самое большое преимущество сульфатной системы по сравнению с хлоридной — это цвет. При правильном содержании добавок и ионообменной смолы цвет будет очень близок к Cr (VI). Эта система работает при температуре 120-130°F. Как и в случае с хлоридами, крайне важен контроль pH, поэтому потребуется точный pH-метр. В сульфатных ваннах используют аноды из титана с покрытием из смешанных оксидов металлов. Они более дорогие, чем в системах Cr (VI) и Cr (III) на основе хлоридов. Для перемешивания мы рекомендуем использовать катодную штангу, но многие клиенты используют воздух или вообще не перемешивают. Мы также рекомендуем иметь возможность перемешивания воздухом, которое может потребоваться при начальном приготовлении ванны и последующих добавках. Как и в хлоридных системах, в сульфатных системах следует обеспечить надлежащую фильтрацию с возможностью добавления углерода для удаления органических загрязнений.

Кроме того, как и при использовании хлоридов, на одной системе подвесок можно обработать большую площадь поверхности, чем в ваннах Cr (VI), что повышает производительность. Сульфатная система не настолько устойчива к коррозии, но может почти соответствовать хлоридной системе, если под слоем хрома осажден микропористый никель. Опять же, мы рекомендуем удалить ванну Cr (VI) и заменить ее на полипропиленовую, чтобы избежать перекрестного загрязнения. И наконец, еще одно отличие заключается в том, что сульфатную систему можно использовать в барабанах. Необходимое оборудование будет в основном то же, что и при нанесении покрытий на подвесках, с некоторыми корректировками состава.

Даже несмотря на то, что затраты на химическую часть процесса Cr (III) выше, чем Cr (VI), после того, как вы рассмотрите все преимущества Cr (III), суммарная разница в стоимости окажется не такой значительной, как вы могли бы подумать.

Эти преимущества включают в себя:

• меньше брака из-за пригара и прерывания тока;
• более высокая производительность;
• меньше нормативной документации;
• меньше уноса раствора из-за низкой вязкости;
• менее затратный процесс обработки сточных вод благодаря меньшему содержанию хрома в отходах; нет необходимости использовать бисульфиты при очистке.

Кроме того, сегодня активно обсуждается использование пер- и полифторалкильных веществ (PFAS) в нашей отрасли и возникающая необходимость свести к минимуму их присутствие в окружающей среде. В системах Cr (VI) пер- и полифторалкильные вещества используются в продуктах для подавления красочного тумана. По мере вступления в силу все большего количества правил и норм будет очень сложно и дорого продолжать использовать процесс шестивалентного хромирования и обеспечивать соответствие этим требованиям. В системах Cr (III) не используются PFAS, что в последнее время вызвало множество разговоров о переходе с Cr (VI) на Cr (III).

Актуальную информацию касательно этих веществ и систем на основе Cr (III) можно получить на сайте http://www.nomorehex.org

Шейн Мур — инженер по техническому обслуживанию и руководитель группы декоративных покрытий в компании Pavco Inc.

Сайт: http://www.pavco.com