Cromagem

PRINCÍPIO

Este processo de revestimento eletrolítico é um dos mais conhecidos, embora o nome também se refira incorretamente à proteção multicamadas, como níquel + crómio. A sua importância industrial é justificada tanto pela sua função decorativa (não abrilhantamento), com espessuras inferiores ou iguais a um micrómetro, como pela sua função protetora e mecânica (cromagem dura), em que o mesmo depósito de crómio é depositado sobre o metal de base, com espessuras entre dez e várias centenas de micrómetros.

O desempenho do crómio eletrolítico em tais aplicações deve-se à sua dureza, resistência à abrasão, passividade da superfície e propriedades de fricção, resistência à abrasão, passividade superficial e propriedades de fricção de peças deslizantes ou rotativas peças deslizantes ou rotativas.

MECANISMOS DE REACÇÃO DURANTE A CROMAGEM

Para que a eletrólise resulte na deposição de crómio, é necessária uma certa proporção de um catalisador aniónico (SO4--) (≈ 1/100 em massa de anidrido crómico).

Os fenómenos representados no diagrama abaixo correspondem às reacções electroquímicas no cátodo e no ânodo. reacções no cátodo e no ânodo.

CROMAGEM DECOR

Este nome abrange, na realidade, um sistema de proteção anticorrosiva multicamada: Ni + Cr ou mesmo Cu + Ni + Cr, em que o crómio proporciona passividade, dureza superficial e resistência ao embaciamento, mas uma estrutura geralmente fissurada; o níquel, mais espesso, dúctil e não poroso, isola o metal de base do ambiente circundante. Anódico ao crómio, o níquel corroerá nas fissuras ou porosidades do depósito de crómio.

Existe uma grande variedade de sistemas de níquel + crómio: os principais são, por ordem ascendente de proteção :

● niquelagem brilhante + cromo padrão (por exemplo, objectos de interior)

● niquelagem brilhante + cromo microfissurado,

● niquelagem brilhante + cromagem duplex (sem fissuras + microfissuras),

● niquelagem duplex + crómio não fissurado

● niquelagem duplex + crómio microfissurado.

Estes sistemas de deposição têm sido amplamente utilizados na indústria automóvel, onde as espessuras necessárias variam entre 10 e 50 µm para o níquel e 0,1 e 1 µm para o crómio.

O cromo decorativo é utilizado numa vasta gama de indústrias, nomeadamente :

● indústria automóvel e equipamentos,

● instrumentos ópticos, de precisão e médicos

● equipamento telefónico e elétrico

● mobiliário metálico

● equipamento desportivo e aparelhos domésticos,

● etc...

Os controlos de qualidade abrangem a aderência, a porosidade, a espessura e a corrodibilidade. A norma norma NF A 91-119 pode ser consultada.

CROMAGEM ESPESSA E DURA

Esta técnica de cromagem para uso industrial envolve depósitos mais espessos do que para uso decorativo, e onde se tira partido de uma ou mais das seguintes propriedades:

● consistência de baixa fricção,

● propriedades antiaderentes,

● resistência ao desgaste e elevada dureza,

● resistência à corrosão,

● qualidades de suporte de carga.

CARACTERÍSTICAS

Os revestimentos de crómio duro têm geralmente uma espessura entre 8 e 250 µm. Os banhos Os banhos utilizados são muito semelhantes aos utilizados na cromagem decorativa, exceto no que diz respeito à menor concentração mais baixa de Cr3 (150 a 300 g/L) e uma temperatura de 50°C, o que permite densidades de corrente até densidades de corrente até 80 A/dm2 .

Para obter as durezas mais elevadas (≈ 1000HV), é necessário considerar conjuntamente temperatura e a densidade da corrente catódica (figura acima).

Uma vez que a cromagem espessa envolve elevadas densidades de corrente catódica e, por conseguinte corrente por unidade de volume, é muitas vezes útil prever um sistema de arrefecimento do banho adaptado ao sistema de dissipação de energia. sistema de arrefecimento do banho adaptado à potência dissipada por efeito de Joule.

TÉCNICAS DE APLICAÇÃO

Forma e acabamento da superfície

A qualidade final do depósito de crómio espesso depende do acabamento da superfície e da forma da peça a revestir.

O crómio espesso amplifica os defeitos do metal de base, quanto mais espesso for espessura. A superfície deve, por conseguinte, estar isenta de fissuras, oclusões, zonas endurecidas pelo trabalho, de arrancamentos metálicos, estrias de estiramento, machas de endurecimento, bolhas, etc…

O aumento da rugosidade da superfície também deve ser tido em conta no planeamento de operações prévias de lapidação, polimento ou retificação. operações de lapidação, polimento ou retificação (rugosidade total R t ≤ 1 µm e R a ≤ 0,5 µm). Maquinável por retificação ou brunimento, o crómio eletrolítico pode ser utilizado para obter superacabamento para obter uma rugosidade muito baixa: R a de 0,1 a 0,02 µm.

Escolha do depósito

Para uma peça cilíndrica com uma tolerância, é possível cromar uma superfície que pode ser utilizada sem retoques. A superfície cromada é uma superfície que pode ser utilizada sem retoques, tendo em conta que a tolerância do diâmetro cromado é soma algébrica das tolerâncias de maquinagem do substrato e da tolerância de espessura da cromagem.

Cromagem dimensional

* Espessura de crómio ≤ 12μm: fricção seca, ferramentas de corte, por exemplo;

* Espessura de crómio 10 a 25 μ: moldes,

* Espessura de crómio 20 a 60 μm: fricção de deslizamento, prevenção ligeira de desgaste ou corrosão.

Cromagem espessa

* Espessura > 50μm, por vezes até 500μm para garantir dimensões exactas após a retificação em peças :

* Novas: proteção importante contra o desgaste (abrasão e corrosão);

* Defeitos de maquinagem ou peças desgastadas: espessura > 50 μm e tolerância diametral ≤ 40μm após retificação

Pré e pós-tratamento

Os tratamentos antes da cromagem removem a sujidade e os óxidos, bem como a camada superficial endurecida, e podem também reduzir a rugosidade. Para melhorar a resistência à fadiga, pode ser especificado o shot peening:

- Intensidade de shot peening 0,3 mm de arco, aço R m < 1 100 MPa,

- Intensidade do shot peening 0,4 mm de arco, aço R m ≥ 1 100 MPa,

Após a cromagem electrolítica, os aços de alta resistência sofrem fragilização devido à intensa libertação de hidrogénio. A libertação de hidrogénio sofre fragilização. As propriedades destas peças são restauradas por um tratamento térmico denominado desgaseificação, que favorece a difusão do hidrogénio para o exterior, imediatamente após a cromagem (menos de 4 horas) e antes de qualquer acabamento mecânico.

As peças resistentes à fadiga que não são pré-tensionadas serão submetidas ao seguinte tratamento térmico 400 a 480°C durante um mínimo de 1 hora; no entanto, isto pode provocar uma redução da dureza do crómio e da liga de crómio. dureza do crómio e do aço. Pode ser prescrito um alívio de tensões a uma temperatura de 135 a 150°C durante 2 a 5 horas, após retificação do depósito de crómio. retificação do depósito de crómio.

Em todos os casos, recomenda-se a realização de ensaios de partículas magnéticas ou de penetração de corantes antes e depois da cromagem e após a retificação com crómio, uma vez que uma retificação deficiente resulta num aumento da fissuração do depósito. do depósito

ESTRUTURA E PROPRIEDADES DO CRÓMIO DURO

Mesmo com espessuras baixas de 0,5 a 1 μm, o depósito de crómio de crómio racha porque as tensões internas do depósito (≈ 100 MPa) são superiores à tenacidade do crómio (≈ 15 MPa).

O exame microscópico mostra redes características de fissuras, que se sobrepõem sem continuidade à medida que o depósito aumenta. sobrepostas umas às outras sem continuidade à medida que o depósito aumenta. A estanquidade do depósito só é obtida a partir de 30 a 50 μm de espessura.

Em contraste com outros depósitos electrolíticos, o tamanho do grão é extremamente fino, 0,008 a 0,12μm; só é revelado por raios X e só é modificado por tratamentos térmicos superiores a tratamentos térmicos superiores a 400°C e com duração superior a uma hora, modificação que coincide com uma dureza.

A dureza e a resistência ao desgaste são duas propriedades essenciais do crómio eletrolítico. crómio. Os parâmetros discutidos no parágrafo "características da cromagem dura" permitirão normalmente fixar este valor, na melhor das hipóteses, entre 800 e 1.000 HV.