Kas ir hromāta konversijas pārklājums?

Hroma konversijas pārklājums ir process, ko izmanto, lai aizsargātu alumīniju un dažus citus metālus no korozijas, ko bieži sauc par rūsu. Korozija rodas metālu un skābekļa reakcijas rezultātā ar mitrumu vai ūdeni. Rūsa ir metāla oksīds, kurā skābekļa atomi ķīmiski reaģē ar metāla atomiem. Ja to nekoriģē, oksidēšanās vai rūsa var ļoti ātri sabojāt metāla daļas augsta mitruma apstākļos.

Pat 21. gadsimtā ķīmiskais process, kā hroma atomi veido slāni uz metāla virsmām, nebija labi saprotams. Bija zināms, ka metāla daļas, kas iemērktas hroma sāļu un neliela daudzuma skābes šķīdumā uz ūdens bāzes, uz virsmas veidos ļoti plānu hroma oksīda kārtiņu. Hromāta konversijas pārklāšanas procesu var veikt istabas temperatūrā tikai dažu minūšu laikā.

Ne visi metāli var pieņemt hromāta konversijas pārklājumu, jo process nedarbojas labi uz dzelzs vai tērauda. Tomēr vispirms var uzklāt cinka pārklājumu, vēlāk pievienojot hromāta slāni. Hromata pārklājums nepalēnina dzelzs vai tērauda rūsēšanu, bet tas aizsargā cinku, kas aizsargā tēraudu. Hroma pārklājumu krāsa atšķiras no spilgti dzeltenas līdz tumši brūnai, ko daļēji izraisa pārklājuma biezums un mazākā mērā aizsargājamais metāls. Tumšāki pārklājumi parasti ir nedaudz biezāki un nodrošina labāku aizsardzību pret koroziju.

Alumīnijs kļuva par populāru metālu jaunajai gaisa kuģu industrijai 20. gadsimta sākumā. Tīrs alumīnijs ir ļoti mīksts, tāpēc maisījumi ar varu un citiem metāliem tika izmantoti, lai izgatavotu vieglas, bet izturīgas lidmašīnas detaļas. Korozija ātri kļuva par problēmu, un parastās krāsas to nenovērsa. Tika konstatēts, ka hroma metāla pārklājumi samazina koroziju līdz pieņemamam līmenim.

Hromāta konversijas pārklājumu bieži sauc par ķīmisko plēvi, un pārklājuma slānis ir diezgan plāns, atšķirībā no krāsas vai cinka pārklājuma. Viena no hromāta pārklājumu priekšrocībām ir to spēja pašatdziedēt nelielas nepilnības, berzes vai skrāpējumus. Hroma atomi var lēnām pārvietoties pārklājuma slānī un galu galā no jauna pārklāj nelielas skrambas vai bojājumus. Lieli griezumi vai noberztas vietas nevar pašataugt, un tiem ir nepieciešama atkārtota apstrāde.

Alumīnija vai citu metālu pārklāšanai ir nepieciešami vairāki apstrādes posmi. Metāliem jābūt īpaši tīriem, un tie parasti tiek mazgāti un izskaloti vairākas reizes ar ziepēm, šķīdinātājiem un ūdeni. Virsma jāsagatavo hromāta konversijas pārklājumam, virsmu kodinot ar skābes partiju. Kodināšana ir process, kurā metāla virsmu raupj, reaģējot ar skābes šķīdumu, kas ķīmiski uzbrūk metāla virsmai. Pēc kodināšanas un pirms hromāta konversijas pārklājuma uzklāšanas, skalošana ir jāveic vēlreiz.
Hromāta pārveidošanas pārklājums noder arī tad, ja detaļu nepieciešams krāsot; piemēram, alumīnijs slikti uztver krāsu, un krāsotas virsmas ļoti ātri noārdās. Alumīnija iepriekšēja apstrāde ar hroma pārklājumu rada virsmu, kas labi darbojas ar krāsām, un ir ļāvusi komerciālajām aviokompānijām krāsot lidmašīnas ar to uzņēmuma identifikāciju. Hroma pārklājumi būtiski nesamazina elektrisko vadītspēju, kas ir spēja pārvadāt elektrisko strāvu. Tā var būt priekšrocība lidmašīnās vai citos transportlīdzekļos, kas vada elektrisko strāvu caur rāmja daļām. Krāsas un citi pārklājumi veido slāņus, kas bloķē elektrisko plūsmu, un, lai atrisinātu problēmu, ir nepieciešams dārgs elektroinstalācijas dizains.

Galvenais hroma pārklājumu izmantošanas trūkums bija hroma toksicitāte. Veids, ko sauc par sešvērtīgo hromu, ir ļoti toksisks cilvēkiem un dzīvniekiem, un tas saglabājas vidē ļoti ilgu laiku. Mazāk toksiska trīsvērtīgā hroma izmantošana sākās 20. gadsimta beigās, un tam ir bijuši zināmi panākumi, taču tas ir mazāk efektīvs kā metāla aizsargs nekā sešvērtīgais hroms. Pētījumi ietvēra arī citus pārklājumus ar titānu un cirkoniju, kas ir zināmā mērā izmantoti rūpnieciskiem lietojumiem.