Le chromage consiste à appliquer une fine couche de chrome sur un autre métal (comme l'aluminium). Ce procédé permet d'augmenter la dureté et la durabilité de la surface, de prévenir la corrosion et même de faciliter le nettoyage. Cet article propose un guide étape par étape pour apprendre à chromer l'aluminium.
Aperçu du chrome et de l'aluminium
Le chrome est un métal blanc argenté qui possède de fortes propriétés de passivation. Il forme rapidement une couche d'oxyde protectrice dans l'atmosphère, ce qui lui permet de conserver son éclat pendant de longues périodes. Le chrome est très stable dans les milieux corrosifs tels que les alcalis, l'acide nitrique, les sulfures, les carbonates et les acides organiques. Le chrome possède des propriétés uniques telles qu'une dureté élevée (800 HV), une excellente résistance à la corrosion et une bonne résistance à la chaleur, ce qui fait qu'il est largement utilisé comme revêtement protecteur et décoratif.
Les avantages de l'aluminum et son alliage sont la haute résistance, la faible densité, la légèreté et la facilité de mise en œuvre. Ils peuvent être utilisés pour fabriquer des pièces nécessitant un rapport résistance/poids élevé, ainsi que des pièces moulées complexes difficiles à usiner. Cependant, l'aluminium et ses alliages présentent certaines faiblesses telles que la corrosion intergranulaire, la faible dureté de la surface et la mauvaise résistance à l'usure. Pour surmonter ces faiblesses et prolonger la durée de vie des pièces en aluminium, la galvanoplastie peut être utilisée pour déposer une couche de chrome sur la surface.
Procédé de fabrication de plaques d'aluminium chromé
Peut-on chromer de l'aluminium ? La réponse est, bien sûr, oui. Il est bien connu que la galvanoplastie de l'aluminium est délicate, et la cause principale de ce problème est le comportement chimique très actif de ce métal. L'aluminium a un potentiel électrochimique très négatif (-1,67 V), une forte affinité pour l'oxygène et une tendance à s'oxyder facilement. Le coefficient de dilatation de l'aluminium, plus élevé que celui de la plupart des métaux, contribue également à créer des tensions internes dans la couche de placage. L'aluminium est un métal amphotère, ce qui signifie qu'il est instable dans les environnements acides et alcalins. En outre, la surface d'une pièce en aluminium contient généralement des électrolytes résiduels provenant de fissures et de micropores, qui peuvent affecter négativement l'adhérence de la couche de placage. Par conséquent, la clé d'une galvanoplastie réussie de l'aluminium reste la résolution du problème de l'adhérence.
Le prétraitement de l'aluminium et de ses alliages est nécessaire pour obtenir une couche de haute qualité. Les conditions auxquelles la surface doit répondre sont les suivantes :
- Une surface parfaitement propre, exempte d'oxydation et de contamination par l'huile.
- Le métal en contact direct avec l'aluminium doit avoir une constante de réseau très proche de celle de l'aluminium et un rayon atomique relativement faible.
Plaque chromée Opérations en aluminium
Le guide étape par étape pour plaque chromée l'aluminium est le suivant :
- Dégraissage avec des solvants organiques
Les solvants organiques couramment utilisés sont l'essence, le tétrachlorure de carbone, le trichloréthylène, etc. Les taches d'huile superficielles peuvent être éliminées par trempage, brossage manuel ou nettoyage aux ultrasons.
Ici, nous utilisons de la gaze et de l'essence pour essuyer les taches d'huile sur la surface des pièces.
- Dégraissage avec lavage alcalin
Enlever les taches d'huile à la surface des pièces d'aluminium, dissoudre le film d'oxyde de surface, exposer la cristallisation de la matrice et faire en sorte que les pièces aient un état de surface idéal avant le placage.
| Hydroxyde de sodium | 15-20 g/L |
| Carbonate de sodium | 15-20 g/L |
| Phosphate de sodium | 15-20 g/L |
| Silicate de sodium | 5-10 g/L |
| Inhibiteur de corrosion | Montant approprié |
| Température | 60-70 ℃ |
| L'heure | 1-3 minutes |
- Décapage à l'acide et éclaircissement
L'objectif de cette opération est d'éliminer les résidus de la corrosion alcaline, ainsi que d'autres contaminants de surface, en veillant à ce que la structure cristalline du substrat soit entièrement exposée. En fonction du matériau de base, différentes méthodes de préparation de la solution doivent être sélectionnées.
| Conditions | Aluminium pur et alliages d'aluminium | Fonte d'aluminium et aluminium à haute teneur en silicium | Aluminium et alliages d'aluminium et de magnésium |
| Acide sulfurique | N/A | N/A | 25% |
| Acide nitrique | 50% | 75% | 50% |
| Acide fluorhydrique | N/A | 25% | N/A |
| Température | Température ambiante | Température ambiante | Température ambiante |
| L'heure | 1 à 2 minutes | 30-50s | 3-5 min |
- Film d'immersion Zin-Nickel
Nous avons adopté une méthode d'immersion primaire de l'alliage zinc-nickel. Le procédé chimique d'alliage zinc-nickel est développé à partir de la méthode d'immersion dans les sels de zinc, ce qui permet de surmonter de nombreuses lacunes du procédé chimique d'immersion dans les sels de zinc. Il convient mieux au prétraitement d'une variété de pièces en aluminium et en alliage d'aluminium. Après le traitement chimique zinc-nickel, la couche de déplacement de l'alliage qui en résulte présente une structure cristalline dense et brillante, ainsi qu'une bonne adhérence, et élimine le besoin de recourir au processus toxique de préplacage de cuivre au cyanure. En outre, cette méthode produit moins de déchets de solution pendant le traitement, ce qui la rend plus facile à nettoyer et plus conviviale.
La méthode de préparation de la solution est la suivante :
| Oxyde de zinc | 5-15 g/L |
| Hydroxyde de sodium | 85-120 g/L |
| Tartrate de potassium et de sodium | 10-15 g/L |
| Chlorure de fer | 2 g/L |
| Nitrate de sodium | 1-1,5 g/L |
| Chlorure de nickel | 15-20 g/L |
| Additifs | 3 g/L |
| Température | Température ambiante |
| L'heure | 1-1.5min |
L'utilisation d'une solution d'alliage zinc-nickel contenant du chlorure ferrique permet d'améliorer l'adhérence et la résistance à la corrosion. Lors de la préparation de la solution, le chlorure ferrique et le tartrate de sodium et de potassium sont d'abord dissous séparément, puis mélangés pour éviter l'hydrolyse et la précipitation du chlorure ferrique.
- Cuivrage HEDP
La couche de déplacement chimique obtenue par immersion du zinc-nickel est très fine. Si une solution de galvanoplastie pénètre dans la couche de zinc et corrode le substrat d'aluminium, le revêtement sera de mauvaise qualité. La couche galvanique elle-même doit également présenter un certain niveau de résistance.
Pour obtenir une structure cristalline fine, brillante et dense avec une bonne adhérence, les pièces doivent être traitées par cuivrage HEDP. Cette étape permet de déposer une couche de cuivre à forte adhérence sur la couche d'alliage zinc-nickel, assurant ainsi une liaison solide entre le chromage et le substrat.
La méthode et les conditions de préparation de la solution sont les suivantes :
| Cuivre | 9-14 g/L |
| HEDP(60%) | 140-180 g/L |
| Carbonate de potassium | 40-70 g/L |
| Valeur du pH | 8-10 g/L |
| Densité de courant | 1-2 A/dm2 |
| Température | 20-40 ℃ |
| L'heure | 0,5-2 min |
Si la qualité de la surface du substrat de la pièce est élevée ou si les exigences en matière de qualité du revêtement ne sont pas particulièrement strictes, le processus de cuivrage HEDP peut être omis et le cuivre brillant peut être plaqué directement.
- Placage cuivre brillant
L'anode de ce procédé est une plaque de cuivre phosphoreux, et le procédé de placage au sulfate de cuivre est utilisé pour améliorer la brillance de la pièce et raccourcir le temps de placage au nickel.
| Sulfate de cuivre | 150-190 g/L |
| Acide sulfurique | 60-80 g/L |
| Éclaircissant | Montant approprié |
| Densité de courant | 1-2 A/dm2 |
| Température | Température ambiante |
| L'heure | 5-15 min |
- Nickelage
Les solutions de nickelage doivent être soigneusement entretenues, en veillant à ce qu'il n'y ait pas trop d'impuretés, en particulier des contaminants organiques. Dans le cas contraire, le placage risque de former des bulles ou de se décoller, ce qui pourrait accroître la fragilité du revêtement.
Les azurants primaires et secondaires dans le bain de nickelage doivent être correctement équilibrés pour réduire la dureté et la tension du revêtement. Cela permet de minimiser les contraintes internes du revêtement et d'améliorer sa ductilité.
| Sulfate de nickel | 180-260 g/L |
| Chlorure de nickel | 25-35 g/L |
| Acide borique | 25-30 g/L |
| Éclaircissant | Montant approprié |
| Densité de courant | 2-4 A/dm2 |
| Température | 45-55 ℃ |
| L'heure | 5-8 min |
- Chromage
La formule de chromage nécessite des ajustements appropriés en fonction du processus de pré-plaquage utilisé. En outre, l'aspect du placage peut varier considérablement en raison des différents additifs utilisés dans le processus.
Après le placage, un traitement d'élimination de l'hydrogène est nécessaire. La température de cuisson doit être de 160°C et le temps de cuisson doit être d'une heure. Ce processus d'élimination de l'hydrogène permet d'éliminer la tension interne formée entre la couche de placage et le substrat, améliorant ainsi la force d'adhérence entre eux.
| Anhydride chromique | 100-180 g/L |
| Acide sulfurique | 0,3-1,2 g/L |
| Additifs à base de terres rares | 1,5-2,0 g/L |
| Densité de courant | 40-45 A/dm2 |
| Température | 50-55 ℃ |
| L'heure | 5-8 min |
Test de performance du chromage
La couche de chromage offre non seulement une excellente résistance à la corrosion et un aspect lisse et brillant, mais aussi une forte adhérence, une grande dureté et une bonne résistance à l'usure.
Les tests d'adhérence du chromage comprennent des méthodes de chauffage, de flexion et d'impact. Après les tests, aucun décollement ou délamination n'a été observé, ce qui indique une bonne adhérence.
Les essais de dureté doivent tenir compte de facteurs tels que la taille de la pièce, le matériau du substrat, l'épaisseur du placage, le diamètre de l'empreinte et la charge appliquée. Le testeur de microdureté Vickers est couramment utilisé pour mesurer la dureté de la couche de placage. En fonction de l'épaisseur, une charge de 5 à 200 g est appliquée pour s'assurer que la profondeur de l'empreinte atteint 1/7 à 1/10 de l'épaisseur du placage. Un testeur de dureté Rockwell peut être utilisé pour les couches de chromage d'une épaisseur supérieure à 100 µm.
La résistance à l'usure est généralement évaluée en utilisant la réduction de l'épaisseur, la perte de masse, l'usure volumique, la consommation d'abrasifs, le temps d'épaisseur de coupe et les méthodes des isotopes radioactifs.
Des expériences ont montré que le chromage avec une dureté Vickers de 7355 MPa à 7845 MPa présente une résistance significative à l'usure. L'épaisseur du chromage a également une relation directe avec sa résistance à l'usure et affecte la durée de vie du revêtement.
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