Моделирование, оптимальное проектирование и управление процессом нанесения гальванического хромового покрытия

Актуальность темы. Для защиты металлов от коррозии, декоратив-ной отделки изделий, придания поверхности изделий специальных свойств применяются покрытия, получаемые преимущественно гальваническим методом. В настоящее время для гальванических покрытий используется несколько десятков металлов. Среди них следует выделить хромовое по-крытие, обладающее рядом ценных свойств: высокой химической стойко-стью, значительной твердостью и износостойкостью, возможностью нане-сения толстых прочно сцепленных с основой покрытий. В связи с этим изучение процесса хромирования является актуальным.
Применительно к гальваническому способу нанесения покрытия на сегодняшний день разработаны и продолжают совершенствоваться раз-личные методы оптимизации качества наносимого покрытия в соответ-ствии с такими критериями, как равномерность, микротвердость, пори-стость, износостойкость, коррозионная стойкость и т.д. Наиболее важным критерием качества наносимого покрытия является равномерность распределения его толщины по поверхности детали, что наиболее актуально для дорогостоящих электролитов, в частности для электролита хромирования. Толщина покрытия менее заданной приводит к отбраковке детали. Превышение заданной толщины приводит к перерасходу хрома и электроэнергии, что снижает экономическую эффективность производственного процесса. Для предотвращения брака в производственном процессе необходимо заранее прогнозировать распределение гальванического покрытия по поверхности изделия. В случае использования хромового покрытия этот процесс сильно осложнен тем фактом, что электроосаждение хрома из раствора хромовой кислоты является одним из наиболее сложных процессов в гальваностегии. Он имеет ряд отличительных особенностей по сравнению с выделением многих других металлов: N-образная кривая катодной поляризации, более легкое выделение водорода на катоде, чем хрома; низкий выход металла по току, обязательное присутствие в растворе посторонних анионов, необходимость применения нерастворимых анодов, очень низкая (отрицательная) рассеивающая способность электролита.
Таким образом, весьма актуальной является задача моделирования, оптимального проектирования и управления процессом нанесения гальванического хромового покрытия.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-исследовательской программой Федерального агентства по образованию РФ «Разработка теории САПР гальванических роботизированных производств»