Your cart
Non ci sono più articoli nel tuo carrello
PRINCIPIO
Questo processo di rivestimento elettrolitico è uno dei più noti, anche se questo nome designa impropriamente anche protezioni multistrato, come nichel + cromo.
La sua importanza industriale è giustificata sia dalla sua funzione decorativa (non appannante), con spessori inferiori o uguali al micrometro, che protettiva e meccanica (cromatura dura) dove lo stesso deposito di cromo viene effettuato sul metallo di base, con spessori da da dieci a diverse centinaia di micrometri.
Le prestazioni del cromo elettrolitico, per tali applicazioni, sono dovute alla sua durezza,
la sua resistenza all'abrasione, alla passività della superficie e alle qualità di attrito di parti antagoniste, scorrevoli o rotanti.
MECCANISMI DI REAZIONE DURANTE LA CROMATURA
Affinché l'elettrolisi dia origine a un deposito di cromo, è necessaria una certa proporzione di un anione catalizzatore (SO4--) (≈ 1/100 in massa di anidride cromica).
I fenomeni sono schematizzati dalla figura sottostante e corrispondono alle reazioni elettrochimiche al catodo e all'anodo.
DECORAZIONE CROMATA
Questa designazione copre, infatti, un sistema di protezione anticorrosione multistrato: Ni
Cr o anche Cu + Ni + Cr, cromo che fornisce passività, durezza superficiale e resistenza all'appannamento, ma una struttura generalmente fessurata; il nichel, più spesso, duttile e non poroso, isola il metallo di base dall'ambiente circostante. Anodico al cromo, il nichel si corrode in corrispondenza di crepe o porosità nel deposito di cromo.
Esiste un'ampia varietà di sistemi nichel + cromo: i principali sono, in ordine crescente di protezione:
nichelatura lucida + cromatura standard (es. elementi interni)
nichelatura lucida + cromo microfessurato,
nichelatura lucida + cromo duplex (non fessurato + microfessurato),
nichelatura duplex + cromo non incrinato
nichelatura duplex + cromo microfissuré.
Questi sistemi di deposizione sono stati ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica, dove gli spessori richiesti vanno da 10 a 50 µm di nichel e da 0,1 a 1 µm di cromo.
Le applicazioni cromate decorative si trovano in molti settori, in particolare:
industria e attrezzature automobilistiche,
strumenti ottici, di precisione e medicali,
apparecchiature telefoniche ed elettriche,
mobili in metallo,
articoli sportivi e attrezzature domestiche,
eccetera…
I controlli di qualità riguardano adesione, porosità, spessore, corrodibilità. Si può utilmente consultare la norma NF A 91-119.
CROMATURA DURA E SPESSA
Questa tecnica di cromatura per usi industriali riguarda depositi più spessi rispetto a quelli per usi decorativi e dove si utilizzano una o più delle seguenti proprietà:
consistenza a basso attrito,
proprietà antiaderenti,
resistenza all'usura ed elevata durezza,
resistenza alla corrosione,
qualità portanti.
CARATTERISTICHE
I rivestimenti di cromo duro hanno solitamente uno spessore da 8 a 250 µm. I bagni utilizzati sono del tutto simili a quelli utilizzati nella cromatura decorativa, fatta eccezione per la minore concentrazione di Cr3 (da 150 a 300 g/L) e la temperatura a 50°C, che consente densità di corrente fino a 80 A/dm2
Per ottenere le durezze più elevate (≈ 1000HV), la temperatura e la densità di corrente catodica devono essere considerate insieme (figura sopra).
Poiché la cromatura a spessore comporta elevate densità di corrente catodica, e quindi elevata intensità per unità di volume, sarà spesso utile prevedere un sistema di raffreddamento del bagno adeguato alla potenza dissipata per effetto Joule.
TECNICHE D'APPLICAZIONE
Forma e stato della superficie
La qualità finale del deposito di cromo spesso è legata allo stato superficiale e alla forma del pezzo da rivestire.
lIl cromo spesso amplifica i difetti del metallo base, tanto più quanto più è spesso. La superficie deve quindi essere esente da vaiolature, occlusioni, zone incrudite, lacerazioni del metallo, striature di stiramento, graffi di indurimento, soffiature, ecc.
Sarà inoltre necessario tenere conto dell'amplificazione della rugosità superficiale pianificando le precedenti operazioni di lappatura, lucidatura o rettifica (rugosità totale R t ≤ 1 µm e R a ≤ 0,5 µm).
Lavorabile con mola o tramite lappatura, il cromo elettrolitico permette di ottenere rugosità molto basse per superfinitura: R a da 0,1 a 0,02 µm.
Scelta del deposito
Per un particolare cilindrico tollerato è possibile ottenere mediante cromatura una superficie utilizzabile senza ritocchi, considerando però che la tolleranza sul diametro di cromatura è la somma algebrica delle tolleranze di lavorazione del supporto e della tolleranza di spessore della cromatura.
Cromatura su misura
Spessore cromo ≤ 12μm: attrito secco, utensili da taglio per esempio;
Spessore cromo da 10 a 25 μ: stampi,
Spessore del cromo da 20 a 60 μm: attrito radente, leggera prevenzione dell'usura o della corrosione.
spessa cromatura
Spessore > 50μm, a volte fino a 500μm per garantire una dimensione accurata dopo la rettifica sui pezzi:
Novità: importante protezione contro l'usura (abrasione e corrosione);
Difettoso durante la lavorazione o usurato: riempitivo > 50 μm e tolleranza diametrale ≤ 40 μm dopo la rettifica
Pre e post trattamenti
I trattamenti precedenti alla cromatura elimineranno lo sporco, gli ossidi ma anche lo strato superficiale incrudito ed eventualmente ne ridurranno la rugosità. Per migliorare la resistenza alla fatica, la pallinatura può essere specificata:
• Intensità di pallinatura 0,3 mm d'arco, acciaio R
m < 1 100 MPa,
• Intensità di pallinatura 0,4 mm d'arco, acciaio R
m ≥ 1 100 MPa,
Dopo la cromatura elettrolitica, gli acciai altoresistenziali, a causa dell'intenso rilascio di idrogeno, subiscono un infragilimento.
Le proprietà di tali parti vengono ripristinate mediante un cosiddetto trattamento termico di degasaggio che favorisce la diffusione dell'idrogeno verso l'esterno, subito dopo la cromatura (meno di 4 ore) e prima di qualsiasi finitura meccanica.
Le parti che devono resistere a fatica e non essere precompresse subiranno il seguente trattamento termico: da 400 a 480°C per minimo 1 ora; ma questo può portare ad una diminuzione della durezza del cromo e dell'acciaio.
Si può prescrivere un'espansione ad una temperatura da 135 a 150°C per 2-5 ore, previa rettifica del deposito di cromo.
In tutti i casi, prima e dopo la rettifica del cromo, si consigliano ispezioni con particelle magnetiche o penetranti, poiché una rettifica condotta in modo improprio provoca un aumento della fessurazione del deposito.
STRUTTURA E PROPRIETÀ DEL CROMO DURO
Anche a un basso spessore da 0,5 a 1 μm, il deposito di cromo elettrolitico si incrina perché le tensioni interne del deposito (≈ 100 MPa) sono maggiori della tenacità del cromo (≈ 15 MPa).
L'esame microscopico mostra quindi reticoli di cricche caratteristiche, reticoli che si sovrappongono senza continuità all'aumentare del deposito, una relativa tenuta del deposito si ottiene solo da 30 a 50 μm di spessore.
Al contrario, degli altri depositi elettrolitici, la dimensione dei grani è eccessivamente fine, da 0,008 a 0,12μm; viene rivelato solo dai raggi X e viene modificato solo da trattamenti termici che superano i 400°C e durano più di un'ora, modificazione che poi coincide con una diminuzione della durezza.
Durezza e resistenza all'usura sono due proprietà essenziali del cromo elettrolitico. I parametri visti nel paragrafo “caratteristiche della cromatura dura” permetteranno solitamente di impostare questo valore, al massimo tra 800 e 1.000 HV.