Industrielle Walzensind in vielen Fertigungs- und Schwerindustriebereichen wichtige Komponenten und sind während der Produktion erheblichen Druck-, Reibungs- und Temperaturschwankungen ausgesetzt. Um die Lebensdauer von Industrierollen zu verlängern und ihre Leistung zu verbessern, wird häufig ein Verchromungsverfahren eingesetzt, um die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenhärte von Industrierollen zu verbessern. Durch die Verchromung wird nicht nur die Effizienz der Rollennutzung erheblich verbessert, sondern auch die Wartungskosten und Produktionsausfallzeiten reduziert.

Was sind also die spezifischen Schritte bei der industriellen Walzenverchromung? Welche Schlüsselfaktoren müssen beim Verchromungsprozess beachtet werden? In diesem Artikel wird Ihnen der gesamte Prozess der industriellen Walzenverchromung ausführlich erläutert.

Was bedeutet Verchromen?

Beim Verchromen wird metallisches Chrom durch einen galvanischen Prozess auf die Oberfläche eines Substrats aufgebracht. Bei diesem Verfahren werden die in der Beschichtungslösung gelösten Chromionen durch einen Elektrolyseprozess reduziert und an das Substrat gebunden, um eine gleichmäßige Chromschicht zu bilden. Das Verchromungsverfahren wird häufig zur Oberflächenbehandlung von Industriewalzen verwendet, um deren Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenhärte zu verbessern und so ihre Lebensdauer zu verlängern.

Was ist das Grundprinzip der Verchromung?

Das Grundprinzip der Verchromung ist eine elektrochemische Reaktion. In der Elektrolysezelle dient die Industriewalze als Kathode, und die Chromionen in der Chromatlösung werden unter Einwirkung des elektrischen Felds zu metallischem Chrom reduziert und auf der Oberfläche der Walze abgelagert. Die Anode besteht normalerweise aus einem unlöslichen Material wie Blei oder einer Bleilegierung und ist für die Bereitstellung des Stroms und die Aufrechterhaltung der Chromionenkonzentration im Beschichtungsbad verantwortlich.

Welche Klassifizierungen gibt es für die Verchromung?

Je nach Anwendung kann die Verchromung in dekorative Verchromung, Hartverchromung und Reparaturverchromung unterteilt werden. Industrielle Walzen verwenden üblicherweise eine Hartverchromung. Diese Beschichtung hat eine große Dicke und extrem hohe Härte und eignet sich für Anwendungen, bei denen eine hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind.

Wie verchromt man Industriewalzen?

Spezifische Schritte zur industriellen Walzenverchromung:

1. Oberflächenvorbereitung

2. Vorbereitung des Galvanikbehälters

3. Galvanisierungsprozess

4. Nachbearbeitung

Oberflächenvorbereitung

Die Oberflächenvorbereitung ist ein entscheidender erster Schritt im Verchromungsprozess. Auf der Oberfläche unbehandelter Industriewalzen befinden sich normalerweise Verunreinigungen wie Oxide, Öl, Staub usw. Wenn diese Verunreinigungen nicht vollständig entfernt werden, werden die Haftung und Gleichmäßigkeit der Chromschicht beeinträchtigt.

    ● Entfetten: Zuerst muss die Walzenoberfläche entfettet werden. Normalerweise wird dazu eine alkalische Lösung oder ein organisches Lösungsmittel verwendet, um Ölflecken und organische Schadstoffe zu entfernen. Nach dem Entfetten muss die Walzenoberfläche gründlich mit Wasser abgespült werden, damit keine Rückstände die nachfolgende Verarbeitung beeinträchtigen.

    ● Beizen: Nach dem Entfetten müssen die Walzen gebeizt werden, um Oberflächenoxide und Rost zu entfernen. Häufig verwendete Beizmittel sind Schwefelsäure, Salzsäure oder Flusssäure. Nach dem Beizen ist außerdem eine Wasserwäsche erforderlich, um Säurerückstände zu entfernen.

    ● Polieren: In manchen Fällen, insbesondere wenn die Walzenoberfläche extrem glatt sein muss, ist mechanisches oder elektrochemisches Polieren erforderlich, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Durch das Polieren werden winzige Kratzer und Unregelmäßigkeiten von der Oberfläche entfernt, wodurch die Chromschicht gleichmäßiger wird.

Vorbereitung des Beschichtungsbades

Der zum Verchromen verwendete Galvanikbehälter ist in der Regel ein Behälter aus korrosionsbeständigem Material, der eine Galvaniklösung enthält. Die Zusammensetzung der Galvaniklösung ist ein entscheidender Faktor im Verchromungsprozess. Sie besteht in der Regel aus Chromsäure, Schwefelsäure und anderen Zusätzen. Diese Bestandteile sorgen gemeinsam für die Stabilität des Verchromungsprozesses und die Qualität der Beschichtung.

    ● Vorbereitung der Galvanisierungslösung: Je nach Prozessanforderungen Chromsäure und Schwefelsäure in einem bestimmten Verhältnis in deionisiertem Wasser auflösen. Typischerweise betragen die Konzentrationen von Chromsäure und Schwefelsäure 250 g/l bzw. 2,5 g/l. Je nach Industriewalzentyp und Anforderungen an die Beschichtungsdicke kann die Formel der Galvanisierungslösung angepasst werden.

    ● Temperaturkontrolle des Galvanikbads: Die Temperatur der Galvaniklösung hat großen Einfluss auf die Qualität der Verchromung. Normalerweise wird die Temperatur der Galvaniklösung zwischen 50 und 60 Grad Celsius gehalten, um die Aktivität der Chromionen und die Gleichmäßigkeit der Beschichtungsschicht sicherzustellen.

Galvanisierungsprozess

Nachdem die Oberflächenvorbereitung des Galvanikbeckens und der Industriewalze abgeschlossen ist, beginnt der Kernschritt des Galvanikprozesses – das Galvanisieren der Industriewalze.

    ● Kontrolle der Stromdichte: Die Stromdichte ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Verchromungsgeschwindigkeit und der Beschichtungsqualität. Im Allgemeinen wird die Stromdichte zwischen 20 und 50 Ampere/Quadratdezimeter kontrolliert. Eine zu hohe Stromdichte kann zur Versprödung der Beschichtung führen, während eine zu niedrige Stromdichte die Härte und Haftung der Beschichtung verringern kann.

    ● Beschichtungszeit: Die Beschichtungszeit wirkt sich direkt auf die Dicke der Beschichtung aus. Im Allgemeinen beträgt die Dicke der Hartchrombeschichtungsschicht zwischen 10 und 500 Mikrometer, und die genaue Zeit hängt von der erforderlichen Beschichtungsdicke ab. Eine zu lange Beschichtung kann zu Rissen oder Abblättern der Beschichtung führen, daher ist eine genaue Kontrolle erforderlich.

    ● Polaritätsumkehr: Während des Galvanisierungsprozesses kann eine Polaritätsumkehr durchgeführt werden, um die Gleichmäßigkeit und Haftung der Chromschicht zu verbessern. Das heißt, die Kathode wird innerhalb kurzer Zeit zur Anode gewechselt. Dieser Vorgang kann mögliche lokale Defekte auf der Oberfläche beseitigen und die Qualität der Beschichtung verbessern.

Nachbearbeitung

Nach Abschluss der GalvanisierungIndustrierollenmüssen eine Reihe von Nachbearbeitungsschritten durchlaufen, um sicherzustellen, dass die Leistung der Chrombeschichtungsschicht den erwarteten Anforderungen entspricht.

    ● Passivierungsbehandlung: Obwohl die Chromschicht eine hohe Härte und starke Verschleißfestigkeit aufweist, können sich auf der Oberfläche immer noch winzige aktive Punkte befinden, die anfällig für lokale Korrosion sind. Durch die Passivierungsbehandlung kann auf der Oberfläche der Chromschicht ein Schutzfilm gebildet werden, um ihre Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.

    ● Wärmebehandlung: In einigen Fällen kann die Chromschicht einer Niedertemperaturtemperung oder anderen Formen der Wärmebehandlung unterzogen werden, um die Spannung in der Chromschicht zu beseitigen und zu verhindern, dass sie während des Gebrauchs reißt. Die Wärmebehandlungstemperatur wird normalerweise zwischen 150 und 200 Grad Celsius geregelt und die Dauer beträgt 1 bis 2 Stunden.

    ● Inspektion und Prüfung: Abschließend müssen Dicke, Härte, Haftung und Oberflächenbeschaffenheit der Chromschicht umfassend geprüft werden. Häufig verwendete Nachweismethoden sind ein magnetisches Dickenmessgerät zur Messung der Dicke, ein Mikrohärteprüfgerät zur Messung der Härte und ein Hafttest. Nach bestandener Prüfung kann die Industriewalze in Betrieb genommen werden.

Welche technischen Voraussetzungen müssen beim Verchromen erfüllt sein?

Schichtdicke

Die Dicke der Chromschicht beträgt je nach den tatsächlichen Anwendungsanforderungen normalerweise zwischen 10 und 500 Mikrometer. Eine dickere Chromschicht bietet eine höhere Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, erhöht jedoch auch die Kosten und den Verarbeitungsaufwand.

Härteanforderungen

Die Härte von Hartchrombeschichtungen liegt üblicherweise zwischen 800 und 1000 Vickershärte (HV). Diese hohe Härte kann die Verschleißfestigkeit und Druckfestigkeit der Walze wirksam verbessern. In praktischen Anwendungen kann die Wahl der geeigneten Härte den stabilen Betrieb der Walze unter hohen Belastungen und hohen Reibungsbedingungen gewährleisten.

Oberflächenqualität

Die Oberflächenqualität der Verchromungsschicht wirkt sich direkt auf die Nutzungswirkung der Walze aus. Die Oberfläche sollte glatt und eben sein, ohne sichtbare Blasen, Risse oder Abblättern. Die Verchromungsschicht mit hoher Oberflächengüte kann die Lebensdauer und Produktionseffizienz der Walze verbessern.

Welche Probleme treten beim Verchromungsprozess häufig auf, und welche Lösungen gibt es?

Ungleichmäßige Beschichtung

● Problem: Die Dicke der Chromschicht ist ungleichmäßig, was in einigen Bereichen zu geringer Verschleißfestigkeit führt.

● Lösung: Überprüfen Sie, ob der Flüssigkeitsfluss im Galvaniktank gleichmäßig ist, und stellen Sie sicher, dass die Stromverteilung gleichmäßig ist. Reinigung und Vorbereitung sollten gründlich erfolgen, um zu vermeiden, dass unebene Substratoberflächen die Gleichmäßigkeit der Beschichtung beeinträchtigen.

Schlechte Beschichtungshaftung

● Problem: Die Haftung zwischen der Chrombeschichtung und dem Grundmaterial ist unzureichend, wodurch sich die Beschichtungsschicht ablöst.

● Lösung: Stellen Sie sicher, dass die Oberfläche des Substrats vollständig gereinigt und vorbehandelt ist, um alle Oxide und Verunreinigungen zu entfernen. Überprüfen Sie, ob der Galvanisierungsprozess den Standards entspricht, und stellen Sie sicher, dass die Haftung der Beschichtung den Anforderungen entspricht.

Unzureichende Härte der Beschichtung

● Problem: Die Chromschicht ist nicht hart genug, was zu einer geringen Verschleißfestigkeit der Walze führt.

● Lösung: Passen Sie die Stromdichte und die Beschichtungszeit während des Galvanisierungsprozesses an, um sicherzustellen, dass die Härte der Chrombeschichtungsschicht den Anforderungen entspricht. Die Härte kann durch Erhöhen der abgeschiedenen Chrommenge oder durch Wärmebehandlung erhöht werden.

Welche Sicherheitsvorkehrungen sind beim Verchromen zu beachten?

Behandlung der Galvaniklösung

Die Galvanisierungslösung enthält eine bestimmte Konzentration an Chromverbindungen, die für den menschlichen Körper und die Umwelt schädlich sind. Während des Betriebs muss entsprechende Schutzausrüstung wie Handschuhe, Schutzbrille und Schutzkleidung getragen werden, um den direkten Kontakt mit der Galvanisierungslösung zu vermeiden.

Wartung von Galvanikanlagen

Bei langfristiger Verwendung kann es bei Galvanisiergeräten zu Fehlfunktionen oder Verschleiß kommen. Überprüfen und warten Sie Galvanisiertanks, Stromquellen und andere zugehörige Geräte regelmäßig, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen und Unfälle zu vermeiden.

Müllentsorgung

Während des Verchromungsprozesses entstehende Abfallstoffe und Chemikalien müssen gemäß den Umweltschutzbestimmungen verarbeitet werden, um eine Umweltverschmutzung zu vermeiden. Um eine sichere Entsorgung der Abfälle zu gewährleisten, sollten die örtlichen Abfallentsorgungsvorschriften befolgt werden.