مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

بررسی رفتار سایشی و خوردگی پوشش خیلی سخت Ni-Cr روی زیرلایه فولادی CK45 ایجاد شده در حمام آبکاری حاوی یون کروم سه ظرفیتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی مواد-دانشکده مهندسی-دانشگاه شهید چمران اهواز- خوزستان-ایران
چکیده
در سالهای اخیر تلاشهایی جهت کنار گذاشتن پوشش کروم سخت به دلیل ضررهای زیست محیطی حمام های آبکاری آن صورت گرفته است. پوششهای Ni-Cr، Cr-Ni و Cr تولید شده در حمام های یون کروم سه ظرفیتی به دلیل سمیت کمتر حمام های آبکاری آنها، جایگزینهای خوبی برای پوشش کرم سخت هستند. در تحقیق حاضر پوشش Ni-Cr در حمام یون سه ظرفیتی تولید شده و اثر غلظت اسید فورمیک یه عنوان عامل کمپلکس ساز در آن بررسی شده است. مکانیزم رسوب الکتروشیمیایی پوشش با روش ولتامتری سیکلی بررسی شد. برای بررسی ریز ساختار آن از آزمونهای SEM و XRD استفاده شد. آزمونهای سایش پین به روی دیسک و پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی به ترتیب برای بررسی رفتار سایشی و خوردگی آن استفاده شدند. نتایج نشان داد که افزایش غلظت اسید فورمیک در حمام آبکاری باعث افزایش رسوب اتمهای کروم در پوشش می شود. همچنین افزایش غلظت اسید فورمیک در حمام آبکاری تا 30 گرم بر لیتر باعث افزایش بسیار زیاد سختی تا حدود سختی پوشش های کرم سخت می گردد. علت این امر رسوب کاربیدهای کروم حین آبکاری بود. حضور کاربیدهای کروم در پوشش با آزمون XRD اثبات شد. در غلظت 30 گرم بر لیتر اسید فورمیک، مقدار کروم در پوشش تا 86 درصد وزنی افزایش پیدا کرده و اندازه دانه آن تا 40 نانومتر کاهش پیدا کرد. بهترین مقاومت سایشی و خوردگی پوشش در مقدار 30 گرم بر لیتر اسید فورمیک در حمام حاصل شد. علت این امر سختی بسیار بالای پوشش و ساختار عاری از ترک آن بود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

 [1]Protsenko V, Danilov F, Gordiienko V, et al. Improving hardness and tribological characteristics of nanocrystalline Cr–C films obtained from Cr (III) plating bath using pulsed electrodeposition. 2012; 31: 281-283.
[2] Sziráki L, Kuzmann E, Papp K, et al. Electrochemical behaviour of amorphous electrodeposited chromium coatings. 2012; 133(2-3): 1092-1100.
[3] Protsenko V, Danilov F.J.E.A, Kinetics and mechanism of chromium electrodeposition from formate and oxalate solutions of Cr (III) compounds. 2009; 54(24): 5666-5672.
[4] Sohi M.H, Kashi A, Hadavi S.J.J.o.m.p.t, Comparative tribological study of hard and crack-free electrodeposited chromium coatings. 2003; 138(1-3): 219-222.
[5] Fedrizzi L, Rossi S, Bellei F, et al. Wear–corrosion mechanism of hard chromium coatings. 2002; 253(11- 12): 1173-1181.
[6] Huang C.A, Liu Y.W, Yu C, et al. Role of carbon in the chromium deposit electroplated from a trivalent chromium-based bath. 2011; 205(11): 3461-3466.
[7] Song Y, Chin D-TJEA. Current efficiency and polarization behavior of trivalent chromium electrodeposition process. 2002; 48(4): 349-356.
[8] Lindsay J.H.J.P, Finishing s. Decorative and hard chromium plating. 1997; 84(8): 50-51.
[9] Zeng Z, Sun Y, Zhang J.J.E.C, The electrochemical reduction mechanism of trivalent chromium in the presence of formic acid. 2009; 11(2): 331-334.
[10] Safonova O.V, Vykhodtseva L.N, Polyakov N.A, et al. Chemical composition and structural transformations of amorphous chromium coatings electrodeposited from Cr (III) electrolytes. 2010; 56(1): 145-153.
[11] Protsenko V.S, Gordiienko V.O, Danilov F.I.J.Ec, Unusual" chemical" mechanism of carbon co-deposition in Cr-C alloy electrodeposition process from trivalent chromium bath. 2012; 17: 85-87.
[12] Schröder N, Sonntag B, Plieth W.J.Jo.S.SE, Deposition of amorphous chromium layers. 2012; 16(11): 3551-3558.
[13] Hoflund G.B, Grogan J.r.a.l, Asbury D.A, et al. A characterization study of amorphous chromium films electrodeposited from chromic acid solutions. II. 1987; 28(3): 224-234.
[14] Survilienė S, Nivinskienė O, Češunienė A, et al. Effect of Cr (III) solution chemistry on electrodeposition of chromium. 2006; 36(6): 649-654.
[15] Van Phuong N, Kwon S.C, Lee J.Y, et al. The effects of pH and polyethylene glycol on the Cr (III) solution chemistry and electrodeposition of chromium. 2012; 206(21): 4349-4355.
[16] Zeng Z, Zhang Y, Zhao W, et al. Role of complexing ligands in trivalent chromium electrodeposition. 2011; 205(20): 4771-4775.
[17] Saravanan G, Mohan S.J.C.S, Corrosion behavior of Cr electrodeposited from Cr (VI) and Cr (III)-baths using direct (DCD) and pulse electrodeposition (PED) techniques. 2009; 51(1): 197-202.
[18] Kwon S, Kim M, Park S, et al. Characterization of intermediate Cr-C layer fabricated by electrodeposition in hexavalent and trivalent chromium baths. 2004; 183(2-3): 151-156.
[19] Huang C.A, Lieu U.W, Chuang C.H.J.S, et al. Role of nickel undercoat and reduction-flame heating on the mechanical properties of Cr–C deposit electroplated from a trivalent chromium based bath. 2009; 203(19): 2921-2926
 [20] Tohru Watanabe. T. Nano plating(II), Elsevier,2023.
[21] Archard J.J.Jo.a.p, Contact and rubbing of flat surfaces. 1953; 24(8): 981-988 .
[22] Lee C.J.T.I, Wear and corrosion behavior of electrodeposited nickel–carbon nanotube composite coatings on Ti–6Al–4V alloy in Hanks′ solution. 2012; 55: 7-14.