Krom Kaplamalar ve Özellikleri

Krom Kaplama

Krom kaplamanın ticari olarak yaygınlaşmasından bu yana kullanımı çok hızlı bir şekilde  artış göstermiştir. Genel olarak üç farklı kullanım alanına sahiptir.

• Nikel kaplama üzerine yapılan, dekoratif amaçlı, parlak ve kararmayan kaplama elde etmek.
• Aşınmış metal yüzeyleri, kesici takımları veya döküm yüzeyleri gibi çok sert olması gerekli yüzeyleri kaplamak.
• Özellikle motor silindirlerinin iç yüzeyleri, mil yatakları gibi, aşınmaya maruz kalan ve bu nedenle sert ve gözenekli yapıda olması gereken yüzeyleri kaplamak (gözenekli yapı yağın gözeneklerde tutunup motor ömrünün uzun olmasını sağlar).

Kromun Özellikleri

Krom, sert gri bir metal olup, çok iyi parlatıldığında mavimsi bir renk alır. Yoğunluğu 7,1 g/cm3'tür. Genellikle 3 veya 6 değerlikli haldedir. Üzerinde oluşan koruyucu bir oksit  tabakası bulunduğu için, normal şartlarda atmosfer ortamında korozyona uğramaz. Kaplama olarak kullanıldığında mavimsi-beyaz bir renk verir ve oldukça parlaktır. Kaplanan parçanın korozyon direncini önemli ölçüde arttırır. Bu yüzden son işlem olarak kaplama sektöründe oldukça sık olarak kullanılır.

Teorik olarak, eğer krom 3 değerlikli (trivalent) formunda bulunuyorsa, %100 katot veriminde 1 amper-saat enerji sarfiyatı ile 0,647 g krom kaplamak mümkündür. Eğer krom 6 değerlikli (hekzavalent) formunda bulunuyorsa, aynı şartlarda 0,323 gr krom kaplamak mümkündür. Eskiden tüm krom kaplama işlemleri 6 değerlikli krom kullanılarak yapılırdı. Bugün ise hem 6 değerlikli hem de 3 değerlikli krom kaplamalar kullanılmaktadır. 6 değerlikli krom kaplama banyolarının katot verimi çok düşüktür, bu değer ortalama olarak %14 olup, bazen %27'ye kadar çıkabilmektedir.

Krom kaplamalar, genel olarak ikiye ayrılır. Dekoratif krom kaplama ile çok ince, kararmayan ve parlak kaplamalar elde edilir. Sert krom kaplama ise kalın kaplamalar ile kromun setlik ve korozyon direnci gibi özelliklerini parçaya kazandırmak amacıyla kullanılır.

Dekoratif Krom Kaplamalar

Dekoratif krom kaplamalar, nikel ya da bakır üzeri nikel kaplamalar üzerine yapılır. Krom kaplamanın düzgün olması için bakır ve nikelden oluşan alt tabaka, kaplanan parçanın yüzeyine tamamen kapatmalıdır.

Otomobil tamponları, iç parçaları ve jantları, banyo ve mutfak aksesuarları ile inşaat sektöründe kullanılan birçok parçada dekoratif krom kaplamalar kullanılır. Kaplama kalınlığı yaklaşık olarak 0,1-0,3 µm arasındadır [1]. Sonuç olarak parlak, yüksek korozyon direncine ve yağlayıcı özelliğe sahip kaplamalar elde edilir [2]. Kaplamanın parlaklığı ve düzgünlüğü alttaki nikel kaplamasıyla doğrudan ilişkilidir.

Sert Krom Kaplamalar

Sert krom kaplamalar fonksiyonel kaplamalar sınıfına girmektedir. Kaplamadan sertlik ve aşınma direnci istendiği ve görünümün çok önemli olmadığı durumlarda tercih edilir. Kaplama kalınlığı yaklaşık olarak 10-30 µm arasındadır [1].

Yaygın olarak hidrolik silindirlerin, krank şaftları, baskı plakaları/silindirleri, içten yanmalı motorların pistonları, döküm kalıpları gibi parçaların kaplanması için sert krom kaplama uygulanır. Ayrıca bu tür parçaların hasara uğraması halinde yenileme işleminde de sert krom kaplama kullanılabilir.

Sert krom kaplama sonucu çok yüksek sertlik elde edilir (yaklaşık 700-1000 Vickers). Ayrıca parlak görünüm, yüksek korozyon direnci, kolayca uygulanabilir olması ve düşük maliyeti sert krom kaplamaların diğer önemli özellikleri olarak sıralanabilir. Ancak 6 değerlikli krom (Cr+6) kullanıldığı için düşük katot verimliliği, düşük metal dağılımı, kör deliklerde düşük

kaplama girişkenliği ve dolap kaplamalar için uygun olmaması gibi sorunları da barındırmaktadır. Ayrıca çalışan ve çevre için çeşitli tehlikeleri barındıran bir prosestir.

Krom Kaplama Tankları

Kromik asit, son derece aşındırıcı bir sıvıdır ve bu sıvı ile çalışılırken özel malzemeler kullanmak gerekir. Ticari boyuttaki çalışmalar için bugün kullanımı tercih edilen tanklar, içi PVC kaplı tanklardır. Bu plastik türü (PVC), kromik asidin aşındırıcı etkisine rağmen zarar görmez. PVC'nin tek dezavantajı 65 °C üzerindeki sıcaklıklarda kullanılamamasıdır. Fakat çoğu krom kaplama işlemi yaklaşık 35-45 °C sıcaklıklarda yapıldığından, bu durum önemli bir dezavantaj değildir. Bunların yanında polipropilen veya teflon kaplı, çelik zırhlı tanklar da kullanılır. Teflonun avantajı kromik aside karşı dayanıklı olması ve ayrıca yüksek sıcaklıklarda da çalışmaya imkan vermesidir. Diğer malzemelere göre daha pahalıdır.

Krom Kaplama İçin Anotlar

Krom banyolarında her zaman çözünmeyen anotlar kullanılarak kaplama yapılır. Çünkü krom

%100 verimde çözünür ve çok daha düşük katot verimi ile kaplanır. Eğer çözünebilir anot kullanılırsa krom 6-7 kat fazla çözünecek ve böylece banyoda aşırı miktarda krom tuzu oluşacaktır. Bu durum krom tuzlarının çökelmesine ve daha başka problemlere yol açabilir. En çok kullanılan, çözünmeyen anot tipi kuruşun-kalay karışımı anotlardır. Kurşun içine %7 oranında kalay karıştırılır

Krom Kaplama Banyoları

Krom kaplama banyoları, genel olarak iki temel bileşenden meydana gelir. Krom kaynağı olarak krom tuzu ve kromun kaplanmasını sağlayan katalizör krom kaplama banyosu hazırlamak için yeterlidir.