Dekoratif Krom Kaplama ile İlgili Genel Bilgiler

Dekoratif krom kaplama işleminde en önemli konu kaplanacak malzemenin yüzeyinin temiz olmasıdır. Bunun içinse kaplanacak materyal (kalıp, mil vb.) öncelikle bir dizi temizlik işleminden geçirilir. Malzemenin temizlik işleminde öncelikle yüzeyinde bulunan organik kirlilikleri gidermek için alkali sıcak yağ alma banyolarına tabii tutulur. Bu banyonun çalışma prensibi ise organik kirlilikleri belirlenmiş alkalite ile birlikte sabunlaştırma işlemidir. Alkali sıcak yağ alma banyosunun etken maddeleri Na3PO4, NaOH ve Na2CO3’tür. Banyo sıcaklığı 60-70oC arasında çalışır. Malzeme bu banyo içerisinde 10 ile 15 dakika kadar tutulur ve sonrasında saf su ile yıkanır. Alkalik yağ alma işleminden sonra ise elektronik yağ işlemi de malzemenin temizlenmesi için kullanılır. Elektrolitik yağ alma işleminin çalışma prensibi 1-15 volt ve 200-300 amper akım altında çalışılır ve malzeme üzerinde bulunan ince yağlar temizlenir. Elektrolitik yağ almada Na3PO4, NaOH ve Na2CO3 kullanılmasına rağmen bu maddelerin yanı sıra bazı emilgatörler ve inhibitörler kullanılır. Elektrolitik yağ alma işlemi ise 2-3 dakika kadar kısa sürmektedir ve çalışma sıcaklığı normal ortam sıcaklığına denk gelmektedir. Yıkama işlemi yapıldıktan sonra ise kaplama işlemlerine geçilir. Kaplama işlemlerinin sırası ve nasıl gerçekleştiğine dair bilgi;

a) Siyanür Bakır Kaplama:

Siyanürlü bakır kaplama işleminde çalışacak kişinin siyanürün kullanım talimatlarını bilerek işe başlamalıdır. Keza siyanürle dikkatsizce çalışma sonucunda bir istenmeyen durum ortaya çıkması söz konusu olabilir. O nedenle siyanür bileşiklerinin malzeme güvenlik bilgi formları öncelikle iş yerinde görev yapan bir iş güvenliği uzmanı tarafından çalışanlara ve işverene detaylı bir şekilde anlatılmalı. Sonrasında ise bu alınacak önlemler maddeleştirilerek çalışanın siyanürle çalıştığı tankın görülebilir kısmında konumlandırılmalıdır. Aksi takdirde siyanürün insan vücudundan içeri girmesi halinde zehirlenme hatta daha ileri boyutlar düşünüldüğünde ise ölümle sonuçlanan kazalar yaşanabilmektedir.

Siyanürlü bakır kaplama kaplamanın asıl amacı; aside karşı dayanıklılığı az olan metallerin yüzeylerini kaplama işlemi yapılabilecek düzeye getirmektir. Kaplama alkali ortamda Ph 10 civarında, 3-5 volt ve 250-300 amper akım altında gerçekleşir. Kaplamada kullanılan etken madde Sodyum Siyanür (NaCN) ve Bakır Siyanür (Cu(CN)2)’dür. Bu etken maddelerin yanı sıra sıra nemlendirici ve parlatıcılar da kullanılmaktadır.

Tankta gerçekleşen kimyasal reaksiyon şu şekildedir.

Cu(CN)2 + 2NaCN –> Na2 Cu (CN)3
Çözünemez –> Çözünebilir

Tank içindeki metal tuzunu çözebilmek için belirli miktarda siyanüre ihtiyaç vardır. Ortamda gereğinden fazla kalan siyanür “serbest siyanür olarak” adlandırılır ve bu serbest siyanür de ortamda bulunan bakırın metal yüzeye daha kuvvetli ve kolay bir şekilde kaplanmasına yardımcı olur.

metal tuzu reaksiyonu

Tepkimede var olan serbest siyanür bakırın metal yüzeye kaplanmasına oldukça etkilidir ve ortamda bulunan serbest siyanür miktarı metal yüzeyi kaplandıkça değişiklik gösterir. Bu nedenle iyi bir kaplamın gerçekleşmesi isteniyorsa ortamdaki serbest siyanür miktarı düzenli aralıklarla kontrol edilmeli ve istenilen düzeyde tutulmalıdır.

Bakır kaplama banyolarında kaplama etken maddelerinin yanı sıra parlatıcı olarak Amonyum tiyosülfat ve kurşun tartarat kullanılmaktadır. Kurşun tartarat oldukça iyi bir parlatıcıdır. Ancak kontrol altında kullanılmadığı takdirde kaplanan metal yüzeyinde istenmeyen soyulmalar meydana gelebilir. Bunun için ortadaki kurşunu optimum seviyede tutmak gereklidir. Ortamda bulunan fazla kurşunun tayini ise Hull Cell testi ile yapılmaktadır.

Siyanürlü bakır banyolarında Ph kontrolü ve serbest siyanür kontrolü kaplamanın kalitesi açısından oldukça fazla önem arz etmektedir. Eğer Ph gereğinden fazla düşerse, banyonun parlaklık özelliği düşer diğer taraftan serbest siyanür ortamda gereğinden fazla artarsa bu da katot verimliliğini düşürmektedir, katot verimliliğinin düşmesi kaplama kalitesini düşürmektedir. Diğer etkenler olan sıcaklık, akım yoğunluğu, parlatıcının etkisi de kendi içerisinde önem arz etmektedir.

b) Asitli Bakır Kaplama:

Asitli bakır kaplamanın asıl amacı, metal üzerine nikel kaplama yapılmadan önce yüzeyi daha pürüzsüz ve parlak hale getirmektir. Asitli bakır banyosunun etken maddeleri; Bakır sülfat (CuSO4) ve Sülfirik asit (H2SO4)’tir. Etken maddelerin yanı sıra, firmalara özel taşıyıcılar ve parlatıcılar kullanılır. Banyoda sülfürik asit kullanıldığı için asidik ortamda çalışma gerçekleştirilir. Ph 1’in altında olan banyolar kullanılır. Anot olarak ise elektrolitik bakır anotlar tercih edilmelidir. Anot kullanılırken dikkat edilecek diğer bir husus ise anot katot oranıdır. Anot bakır metalinden oluşurken katot ise kaplanacak malzemeden oluşur. Kaliteli bir kaplama için anot katot oranı bir ((anot/katot)=1) olmalıdır. Çünkü anot fazlalığı çözeltiye fazladan bakır sülfat geçişine neden olur bu da banyonun asitliğini düşürür ve bakır sülfat çökelmesine neden olur.

Asitli bakır banyosunun çalışma sıcaklığı ise 22- 480C arasında yer alır. Banyo sıcaklığı arttıkça bakır sülfatın çözülme oranı artacak ve kaplama daha iyi olacaktır. Sıcaklık arttırması için ise elektrikli daldırma ısıtıcıları kullanılabilir. Çalışma banyosundaki akım yoğunluğu aralığı 1- 4 A/ dm2 olduğu gibi anot katot çalışma gerilimi ise; 0,5 ile 3 arasındadır. Asitli bakır kaplamada birbirinden farklı tanklar kullanılmaktadır. Bunlar, Seramik tanklar, plastik tanklar, cam tanklar, plastik astarlı tanklar’ dır.

c) Parlak Nikel Kaplama:

Parlak nikel kaplamanın amacı; metal yüzeyde oluşacak korozyonu engellemek ve metale dekoratif özellik kazandırmaktır. Parlak nikel kaplamada etken madde olarak; nikel sülfat, nikel klorür ve borik asit kullanılmaktadır. Banyonun Ph dengesini ayarlamak için ise; sülfürik asit ve amonyak kullanılmaktadır. Anot olarak ise nikel madeni kullanılmaktadır. Nikel banyosunun kaplama kalitesine etki eden faktörler; banyonun sıcaklığı, metal tuzu konsantrasyonu, ph ve kirleticilerdir. Banyo sıcaklığının kaplama üzerinde etkisi iki şekildedir. Birincisi sıcaklığın düşük olması durumu, bu durumda kaplama sert ve kırılgan bir yapıya sahip olurken yüksek sıcaklıklar ise metal tuzu konsantrasyonunu arttırır bu durum diğer durumun aksine istenilen bir olaydır. Çünkü metal tuzu konsantrasyonu arttıkça kaplamanın kırılganlığı azalır ve kaplama açısından daha iyi sonuçlar elde edilir.

d) Krom Kaplama:

Krom kaplamanın amacı; nikel kaplamaya destek olarak korozyon direncini arttırmaktır. Dekoratif açıdan ise; kaplanan metalin görünümü daha doğal bir renge getirip görsel açıdan daha zengin bir ürün elde etmektir.

Nikel kaplamada kullanılan ham madde; kromik asit(H2CrO4)’tür. Etken maddenin yanı sıra sülfürik asit ve katalizör olarak ise firmaya özel ürünler kullanılmaktadır. Anot olarak ise; %7 alaşımlı kurşun kullanılır.

Krom kaplamada sülfürik asidin kullanım amacı; katalizör olarak davranarak kromun metal yüzeyine iletimini kolaylaştırmasıdır. Krom kaplama banyolarında kullanılan tanklar ise kromik asidin aşındırı özelliği göz önüne alınarak tercih edilmelidir. Kromik asidin aşındırıcı özelliğine karşı en iyi direnç gösteren tanklar; %6 Sb (Antimon) içeren kurşun tanklarıdır.

Krom kaplama banyosunun hazırlanış şekli; öncelikle istenilen ölçüde suyu tanka ilave sonrasında kromik asidi ve ardından ise sülfürik asidi ekleyin ve polipropilen bir çubuk ile karıştırın. Krom kaplamanın kaliteli olabilmesi için kontrol altında tutulması gereken etmenler, akım yoğunluğu, sıcaklık ve sülfat oranıdır. İyi kaplama isteniyorsa banyo sıcaklığı en fazla 1,5 oC derece kadar artış veya azalış göstermelidir.

Nikelaj işleminin daha ayrıntılı bilgisini bir sonraki makalemizde görüntülüyor olacaksınız.

Dekoratif Krom Kaplama İşlem Basamakları

Ultrasonik yağ alma
Saf su ile durulama
Elektrikli yağ alma
Saf su ile durulama
%3’lük H2SO4 ile durulama
Saf su ile durulama
Siyanürlü Bakır kaplama
Saf su ile durulama
%3’lük H2SO4 ile durulama
Saf su ile durulama
Asitli Bakır Kaplama
Saf su ile durulama
Parlak Nikel Kaplama
Saf su ile durulama
Krom Kaplama
Saf su ile durulama
Kurutma
Paketleme