Руководство по применению (предварительное) Trichrome Plus Трихром Плюс Процесс iii-валентного хромирования

ATOTECH

.Trichrome Plus

.стр. из 11

Описание процесса

Trichrome Plus относится к новейшему поколению процессов нанесения хромовых покрытий на основе соединений хрома (III). Покрытия, осаждённые при помощи Trichrome Plus, получаются более светлыми по сравнению с обычными процессами III-валентного хромирования.

Trichrome Plus выгодно отличается благодаря следующим свойствам:

=> Простая очистка сточных вод из-за отсутствия стадии восстановления соединений хрома (VI);

=> Сокращается количество шлама;

=> Препятствует образованию подгаров в области высоких плотностей тока;

=> Применим для осаждения как декоративных, так и лишённых вуали

микротрещиноватых покрытий;

=> Улучшенное осаждение и более равномерное распределение толщин слоя

во всём диапазоне плотностей тока. Упрощённая форма подвесок;

=> Не чувствителен по отношению к падениям тока и помехам, а также к примесям серы и хлоридов;

=> Аноды имеют большой срок службы.

Оборудование ванны

Baнна Футеровка из ПВХ, АВС, полиэтилена или резины.

Футеровку из свинца использовать нельзя! Ёмкости, в которых ранее применялся процесс VI-валентного хромирования, рекомендуется либо тщательно очистить, либо заменить в соответствии с вышеуказанным.

Aноды Из графита.

Крепление из титана, чтобы обеспечить надёжный контакт с анодами. Соотношение площадей анод : катод = 2:1.

Рабочие параметры

Tемпература 27-43°C (оптимальная 30°C).

Величина рН 2,3- 2,9 (оптимальная 2,7). . Измерение проводят рН-метром. . Чтобы понизить значение рН на 0,1, . добавляют 2 мл/л конц. соляной кислоты; . чтобы повысить его на 0,1, добавляют . . 2 мл/л конц. водного раствора аммиака.

Плотность электролита 1,20 г/cм³ при 30 °C.
Плотность тока катодная: 8-10 A/дм²

aнодная: максимально 5 A/дм²

Повышенная плотность тока ведёт к уменьшению катодного выхода по току. Это приводит, с одной стороны, к осаждению более толстых покрытий, однако скорость осаждения (особенно в области высоких плотностей тока) при этом уменьшается.

Скорость осаждения 0,15 - 0,25 мкм / мин при 10 A/дм² .

Подготовка к использованию

Указанная последовательность должна обязательно соблюдаться!

1. 
   Ванна перед составлением должна быть тщательно очищена. Во избежание попадания загрязняющих ионов в электролит рекомендуется использовать катодные и анодные шины, покрытые слоем никеля толщиной 25 мкм.
   
2. 
   Ванну наполовину заливают деионизованной водой. Включают воздушный барботаж и нагревают воду до 60 - 65 °C. По достижении требуемой температуры нагреватели снова отключают.
   
3. 
   Добавляют 10 г/л борной кислоты. Раствор следует хорошо перемешивать до полного растворения кислоты.
   
4. 
   Осторожно добавляют 400 г/л композиции TC Additive (при включенном воздушном барботаже!). Необходимо следить за тем, чтобы при добавлении каждой порции композиции всякий раз происходило её полное растворение. Указание: Нерастворённый материал, осевший на дно ванны, как правило, очень тяжело переходит в дальнейшем в раствор и оказывает крайне негативное воздействие на фазу вступления электролита в работу. Температура электролита понижается во время добавления TC Additive и поэтому должна быть изначально поднята до 35 °C, чтобы облегчить растворение композиции.
   

5. Затем ванну заполняют на 3/4 (75 % ) необходимым количеством воды. Чтобы обеспечить полное растворение композиции TC Additive, температуру в ванне поддерживают при этом в интервале 25 - 30 °C и продолжают воздушный барботаж (при необходимости дополнительно используют механическое перемешивание). Перемешивание ванны рекомендуется оставлять на 16-24 ч.

6. 
   Завешивают аноды.
   
7. 
   При непрекращающемся перемешивании добавляют 65 мл/л композиции TC Stabiliser. Необходимо всякий раз следить за тем, чтобы в месте добавления композиции не создавалась передозировка.
   
8. 
   После этого раствор перемешивают несколько минут и доливают 3 мл/л композиции ТС Regulator LR. Температуру в ванне поддерживают на уровне 30 °C.
   

9. В заключение добавляют 3 мл/л композиции TC Corrector и доводят ванну водой до

рабочего объёма.

10. 
    Для лучшего связывания отдельных компонентов электролита друг с другом проводят его проработку током. Проработку следует проводить в течение 1 ч при катодной плотности тока 10 А/дм², объёмной плотности 0,25 - 1,0 A/л и температуре 30 °C.
    
11. 
    Электролит прорабатывают на вспомогательных катодах из листовой стали, предварительно покрытых никелем. Площадь катодов должна составлять примерно 0,25 - 1 м² на 1000 л объёма ванны.
    
12. 
    После проработки ванна готова к эксплуатации. Мешающие примеси, особенно в области высоких плотностей тока, могут быть удалены при дальнейшей проработке.
    
13. 
    Спустя 3-4 дня после запуска ванны хромирования следует проверить рН электролита и при необходимости скорректировать его значение.
    
    
    

Условия эксплуатации

Название компонента электролита	Оптимальная концентрация	Допустимый рабочий интервал концентраций
TC Additive / ТС Добавка	400 г/л	390- 410 г/л
TC Stabiliser / ТС Стабилизатор	65 мл/л	55- 80 мл/л
TC Regulator/ТС Регулятор LR	3,0 мл/л	0,5- 5,0 мл/л
TC Corrector /ТС Корректор* ККорректор(идёттолько на составление)	3,0 мл/л	_-__
Катионы хром а (III)	22,0 г/л	20- 23 г/л
Борная кислота	63 г/л	60- 65 г/л

*- идёт только на составление ванны

Корректировка

Название компонента	Расход на 1000 А·ч
TC Additive / ТС Добавка	идёт только на восполнение выноса с деталями
TC Adjuster/ТС Наладчик	454 г
TC Stabiliser/ ТС Стабилизатор	1,7 л
TC Regulator LR/ТС Регулятор LR	25- 50 мл
TC Corrector/ТС Корректор	идёт только на восполнение выноса с деталями

Электролит Trichrome Plus поддерживают в рабочем состоянии посредством добавления композиций TC Additive, TC Adjuster, TC Stabiliser, TC Regulator LR и корректирования значения рН. . Следует систематически проводить анализы на содержание компонентов в электролите, чтобы обеспечить оптимальные условия его работы. . Добавление больших количеств композиции TC Additive ( > 22,5 г/л) или TC Adjuster ( > 7,5 г/л) либо одновременное введение меньших количеств обеих композиций может оказать негативное воздействие на содержание катионов хрома (III) в электролите. В итоге может понадобиться проработка электролита током в течение 30- 60 мин для устранения возникших дефектов в осаждении покрытия. . Чтобы исключить проработку током, необходимые для введения в электролит количества обеих композиций (включая количества, требуемые для восполнения за счёт выноса) разбивают на 24 часа эксплуатации.

Функции добавок . Все дополнения приводятся в соответствующих спецификациях! Корректировки должны проводиться после пропускания 5 A·ч электричества через 1л электролита либо после 8 часов эксплуатации.

Нарушение приведенных рабочих интервалов приводит к разбалансированности электролита по компонентам и к необходимости введения слишком больших количеств добавок. В результате может потребоваться дополнительная проработка током, чтобы снова вывести электролит на соответствующие рабочие параметры.

Обработка сточных вод

Следует соблюдать местные инструкции о предельно допустимых концентрациях вредных веществ, а также общие предписания по работе с опасными веществами!

Аналитические инструкции

(предварительные)
Определение содержания катионов хрома (III) в электролите Trichrome Plus

Издание 2 от 22.04.2004

Заменяет издание l от 15.07.2003

(Geprüft und genehmigt von Herrn Golze)

11-1010-17

Необходимые реагенты*:

=> Дистиллированная вода;

=> 30 %-ный раствор серной кислоты (60 мл 50 %-ного раствора серной кислоты смешивают со 100 мл воды);

=> 0,1 M раствор нитрата серебра (1,69 г вещества растворяют в воде до 100 мл);

=> Персульфат аммония;

=> Смесь кислот (500 мл 50 %-ной серной кислоты смешивают с 250 мл фосфорной кислоты);

=> 10 %-ный раствор соляной кислоты;

=> Раствор дифениламинсульфоната (0,2 г вещества растворяют в 100 мл воды);

=> 0,016 M раствор бихромата калия (4,903 г/л K₂Cr₂O₇);

=> 0,l M стандартный раствор железа (II) (39,2 г сульфата аммония-железа (II) вносят в 100 мл 2,5 M серной кислоты, добавляют 500 мл дистиллированой воды и растворяют при перемешивании; в заключение доливают дистиллированную воду до 1 л. Поправочный коэффициент к концентрации стандартного раствора железа (II) должен устанавливаться ежедневно).

Проведение анализа

=> 20,0 мл** отфильтрованной пробы электролита помещают в 500 мл мерную колбу и доводят водой до метки. Из мерной колбы отбирают 20,0 мл раствора и пипетируют в 600 мл химический стакан. К этому раствору:

=> добавляют 10 мл 30 %-ной серной кислоты,

=> 5 мл раствора нитрата серебра и

=> 5 г персульфата аммония,

=> разбавляют водой до 200 мл. => Вносят центры кипения и кипячением упаривают раствор до объёма 100 мл. => После этого дают раствору остыть до комнатной температуры.

=> Добавляют 25 мл смеси кислот и 10 мл 10 %-ной соляной кислоты.

=> Вносят несколько капель индикаторного раствора дифениламинсульфоната и титруют 0,1 М стандартным раствором железа (II) до тех пор, пока фиолетово окрашенный раствор не обесцветится. . В конце титрование проводят как можно медленнее, т.к. исчезновение окраски происходит крайне резко.

=> Объём 0,1 M стандартного раствора железа(II)*** (в мл), умноженный на 1,733, даёт концентрацию катионов хрома (III) в электролите (в г/л).

Пример :

При титровании 20,0 мл разбавленной пробы электролита (что соответствует 1,0 мл исходного электролита) было израсходовано 15,0 мл 0,1 M стандартного раствора железа(II).

Расчет :

15,0 • 1,733 = 26,0 г/л Cr³⁺

При всех работах следует соблюдать общие предписания по работе с опасными веществами!

* Если нет никаких других указаний, должны использоваться вещества аналитической чистоты.

** Объёмы, в записи которых присутствует одна цифра после запятой, отмеряют мерной пипеткой.

*** Поправочный коэффициент к концентрации стандартного раствора постоянно принимается равным 1,000 и не учитывается в примерах расчётов.

Аналитические инструкции

Определение содержания композиции TC Stabiliser в электролите Trichrome Plus

Издание l от 15.07.2003

Заменяет издание —

(Geprüft und genehmigt von Herrn Lindemeier)

11-1010-19

Необходимые реагенты*:

=> Дистиллированная вода;

= > 5 M (5 N) раствор гидроксида натрия;

=> 0,1 N раствор перманганата калия;

=> Йодид калия ч.д.а.;

=> 2,5 M (5 N) раствор серной кислоты;

=> 0,1 M стандартный раствор тиосульфата натрия (24,8 г Na₂S₂O₃ растворяют в 1л дистиллированной воды);

=> l %-ный (по массе) раствор крахмала.

Проведение анализа

=> Для определения концентрации композиции TC Stabiliser 1,0 мл** пробы электролита помещают в 500 мл йодометрическую колбу. К пробе добавляют: => около 80 мл дистиллированной воды, => 5 мл раствора гидроксида натрия и несколько центров кипения. Раствор кипятят до полного удаления аммиака (для этого пары над раствором периодически тестируют лакмусовой бумагой: в отсутствие следов аммиака она перестаёт окрашиваться в синий цвет). => Затем добавляют 50,0 мл 0,1 N стандартного раствора перманганата калия. => После этого раствор выдерживают 30 минут при 90 - 95 °C. Температуру следует контролировать термометром.

=> В заключение раствор охлаждают до комнатной температуры. Полученный раствор смешивают с:

=> 3 г йодида калия и

=> 20 мл 2,5 M серной кислоты.

=> Выделившийся свободный йод титруют 0,1 M стандартным раствором тиосульфата натрия, пока раствор не примет светло-коричневую окраску. => После этого добавляют 5 мл крахмального раствора и титруют дальше до перехода синей окраски в бесцветную.

Параллельно следует провести анализ с холостым раствором!

Расчет: (объём раствора тиосульфата натрия*** в мл, пошедший на титрование холостого раствора- - объём раствора тиосульфата натрия в мл, пошедший на титрование пробы электролита) • • 5,75 = концентрация композиции TC Stabiliser в мл/л

Пример :

На титрование холостого раствора и пробы электролита израсходовано соответственно 50,0 мл и 39,6 мл стандартного раствора тиосульфата натрия.

(50 - 39,6) • 5,75 = 59,8 мл/л композиции TC Stabiliser

При всех работах следует соблюдать общие предписания по работе с опасными веществами!

* Если нет никаких других указаний, должны использоваться вещества аналитической чистоты.

** Объёмы, в записи которых присутствует одна цифра после запятой, отмеряют мерной пипеткой.

*** Поправочный коэффициент к концентрации стандартного раствора равен 1.