Het verchromen van diepdrukwalsen in de grafische industrie

r ~ I i I

r.

I ~ !

·

I

•

• l.

'"

·

. ~ , • • I • f

l:

..

f'

· ~

.

1

J~

.~. ~··.~I· -I' '~ ... t 'I '. t -~ t : i < .'

1,.:-BE! YERCHROllElf VU DIEPDRUKWALSEB IN DE GRAFISCHE INDUSTRIE -0-0-0- 0- 0- 0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-I " " -'" r .~,~ , • • > 'j

1

/~1

J

..•

" - -_-_IIIII_tt.! F. van Z e 8.

I~

--...-.~---HET VERCHROMEN V.Al'l DIEPDRUKWALSEN IN DE GRAFISCHE INDUSTRIE

-0-0-0-0- 0- 0-

0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-De grafische industrie was de eerste die

oppervlaktehar-ding door middel van electrolytisch verchromen toepaste. Uit

de grote hardheid van het cbroom, zijn vloeistof-afstotende

werking en zijn bestendigheid tegenover kleurstoffen en

che-micaliën volgt de onkwetsbaarheid van de drukvlakken, de

hoog-ste drukoplage, de heldere druk- en scherpe beeldweergave ter-wijl tegelijkertijd de prestaties van de machines stijgen doordat tijdrovende verwisselingen niet vereist zijn.

In de grafische industrie wordt een chroomlaag van 0,003

- 0,005 mm (11) dikte aangebracht. De chroomlaag moet glad en

glanzend zijn. Matte of ruwe neerslagen zijn de oorzaak V$n

een ona8mgename onscherpe beeld weergave bij het drukken. Door de geringe adhaesiekracht bezit een gladde, glanzende

chroom-laag die kleursfstotende werking waardoor een heldere druk

verkregen wordt.

In de moderne diepdruktecbniek is het technisch

hardver-chromen onmisbaar. Het belangrijke voordeel bij het gebruik

van de verkoperde cylinder ligt in de gemakkelijke bewerking

bij het graveren en etsen, het nadeel in de snelle slijtage

bij het drukken en de gevoeligheid van het oppervlak tegen

mechanische invloeden. Chroom is door zijn oppervlaktehardheid

en grote weerstand tegen mechanische slijtage de noodzakelijke

en gewenste finish van de geëtste ot gegraveerde verkoperde

diepdrukcylinder.

In 1854 werd door Banaen (1) voor het eerst chroom langs electrolytûsche weg uit een verwarmde chromichloride oplossing afgescheiden.

2.-In 1856 werd door Geuther (2) het prooédé van de tech-nische chroomafsoheiding verder verbeterd en werd voor bet eerst het chroom electrolytisch uit een chroo~uuroplO8S1ng

afgescheiden. Daar hij het ohroomzuuranhydride bereidde uit kaliumbichromaat en zwavelzuur is er alle aanleid ing om, met Carveth en Curry

(3),

aan te nemen dat dit zuur nog in vol-doende hoeveelheid in het bad aanwezig was om zijn kataly-tische invloed op de chroomafscheiding te doen gelden.

De technische baden voor het verohromen bestaan uit een waterige oplossing van ohroo~uur, waaraan geringe hoeveel-heden andere zuren, driewaardige chroomzouten en zouten voor de geleidbaarheid zijn toegevoegd. Chroo~uur-oplossingen

zonder toevoegingen zijn voor het verkrijgen van chroomneer-slagen niet geschikt. De kennis van de als katalysator wer-kende toevoegingen en de juiste dosering hiervan maakte een bedrijfszekere uitvoering van het verchromen op technische schaal mogelijk.

Van 1905 af werd door verschillende Amerikaanse en Duit-se themici gewerkt aan de verbetering en teohnische

bruik-'

"

'

bearheid van het verchromingsprocede.

Van het groot aantal voorschriften en patenten hebben die van E.Liebreich

(4),

C.G. Fink

(5)

en E.Sohn en J.

Paddock (6), _arvan alle anderen meer of minder afhankelijk zijn, de grondslag voor het technisoh verchromen gelegd.

E.Liebreich gaf voor de badsamenstelling op: 250 - 400 gjl cr0₃ C .G. Fink: 3 - 4,8 gjl _H2S04 250 gjl cr0 3 1 - 5

g!1

HzS04 s.g. 1,84 s.g. 1,84

of

2%

overeenkomstig werkende zuurionen E.S.sohn en J .Paddock: ISO - 450 gf.L cr0₃

0,35 - 1,05 gjl HzS0₄

3.-Volgens het Amerikaans Patent 1.844.751 (7) van O.G. Fink kan aan het ohroomzuur in plaats van zwavelzuur fluor-verbindingen worden toegevoegd tot maximaal 10 g F' ionen berekend als CrF3.

Tegelijkertijd werd door C.G.Fink in Amerika en E.Lieb-reioh in Duitsland voor het eerst er op gewezen dat voor een technisch bruikbare chroomafscheiding niet alleen de

aanwe-zigheid van andere zuren belangrijk is, maar dat het uitslui-tend op de verhouding tussen het chroomzuur en andere zuren aankomt; terwijl deze verhouding tijdens het verchromen

con-stant gehouden moet worden.

Voor bet verkrijgen van technisch bruikbare glanzende neerslagen is het op zich zelf onverschillig welke zuren als katalysator gebruikt worden.

Die zuren, die het grootste stroomrendement geven, tij-dens de katalytische werking constant blijven en gemakkelijk analytisch bepaald kunnen worden, zijn het meest geschikt.

Bij het verchromen moeten we onderscheid maken tussen het decoratief~ en het hardverchromen.

Door P.Morisset (8) en R.Bilfinger (9) wordt het ver-schil tussen deze twee manieren van verchromen aangegeven door de dikte van de aangebrachte laag. Bij dec~tief ver-chromen brengt men maximaal een chroomlaag van l~ dikte aan terwijl bij het hardverchromen een laagdikte van meer dan l~

wordt aangebracht en deze dikte afhankelijk is van de eis~n

welke aan het verchroomde voorwerp worden gesteld.

Verder wordt door P.Morisset (10'·' het hariverchromen onderverdeeld in de volgende typen:

1).

~t b8rdverchromen met nabewerking;

2).

het bardverchromen zonder nabewerking; 3). ~t poreus verchromen;

4.-Bij het verchromen van drukwalsen wordt een laagdikte

van 3 -' 5 }N (11) aangebracht en vindt geen nabewerking plaats

Het hard verchromen was reeda lang bekend maar werd wei-nig in de praktijk toegepast. De oorzaak hiervan was dat de meeste constructeurs van machines en andere werktuigen met het bardverchromen niet of weinig bekend waren. De

verbete-"

.

ring van hsrdverchromingsprocede was en ls nog een opgaaf der galvanotechniek, terwij1 de gebruiksmogelijkheden in versohillende takken van industrie alleen in samenwerking met de betreffende constructeurs en de galvanotechnlcl op-ge.lost kunnen worden.

Bij het hardverchromen gaat het om de grote hardheid, slijtbestendigbeid, warmtebestendigheid van het

cbroomneer-slag en de afstotende werking tegenover vloeistoffen

tenge-volge vaD de passiviteit van het chroomneerslag.

Voor het hardverchromen kunnen verschillende baden ge-bruikt worden:

a). het sulfaatchroombad;

b). het siliciumfluorwsterstofzunr-chroombadj

c). het fluorwaterstofzuur-sillciumwateratofzuur-chroombadj d). het bichromaat-chroombad.

Enkele samenstellingen voor bovengenoemde baden zoals

deze 1n de literatuur gegeven worden voor

ber

··

b8

·

rdver~n.:

a). Het zwavelzuur-chroombad.

~_.

___ ... _. __ ----.

Dit bad bestaat meestal uit: 250 gjl

crOa

2,5 gil H2S04 s.g. 1,84 Door de "Metallic Industry" (12) worden de volgende werkcond i ties gegeven:

Temperatûir 50 - 55°C

Kath. stroomdichtheid: 40 - 75 A/dm 2

5.-Anoden: Lood-antimoon 7%.

Afzuiging noodzakelijk.

Door P.Morisset (13) wordt gegeven:

Kath.Stroomd ichtheid: 40 A/dm2

Temperatuur 55°0.

S.Wahl en K.Gebauer (14) geven dat bij een T - 55°0

en een stroomdichtleid van 50 A/4m2 een rendement van

18% wordt bereikt.

E.O.Ollard en E.B.Smith (15) geven op:

Temperatuur 40 - 50°0 Kath.Stroomdichtheid 12 - 20 A/dm2 Rendement ca. 12~ spanning Anoden 4 - 5 Volt. Lood-antimoon 7~

Door de oplossing te koken met 6,25 gjl citroenzuur ot

9 gJl wijnsteenzuur of 12,5 gJl oxaalzuur wordt de Opl08sing

verouderd.

Baden zijn van staal en met lood-antimoon

7%

bekleed.

Afzuiging.

Door firma Rampschulte (168): 220 gjl cr03

4,2

gil

H2S04 8.g. 1,84

T emp. : 500C

Kath.Stroomdichtheid: 30 - 40 A/dm2

Firma Blasberg (16b): 150 - 450 gjl

crOa

Temp. :

Kath. Stroomdichtheid: 20 - 80 A/dm2

1 -

-I

Door Opelwerke (16c): 250 gjl

orOa

2,8 gil H2S 0 4 Temp. : 5500 . Kath.Strocmdichtheid: 50 - 55 A/dm2 Spanning Tijd 6 - 8 Volt 1t - 2 uur Dikte van de laag 0,05 mm Siemens-Halske (16d):

samenstelling bad: 300 g/l

cr0

₃

3

gfl

_H2S04

6.-s.g. 1",84

Bere id ing bad

ao

kg chroomzuur worden op-gelost met 40 1 gedestilleerd water, 0,3 kg ge-wone H2S0_{4 toegevoegd, spec.gew. 1,84 en}

aange-vuld tot 100 1.

Technische cijfers: Spanning 4 - 10 Volt in overeen-stemming met het oppervlak van de voorwerpen.

Kath.Stroomdichtheid: 40 - 60 A/dm2

Dekstroom Anoden

120 A/dm2 gedurende 50 sec.

Lood-ant~oon 5%_

Afstand tussen electroden in overeenstemming met hun oppervlak; 10 cm afstand voor een oppervlak van 50m2; ca. 15 - 20 om voor oppervlakken boven 1 dmZ•

Speciaal gevor.mde anoden gebruikt in overeenstemming met de vorm van het voorwerp.

Stroomvangers worden gebruikt voor scherpe hoeken. Rendement bedraagt 15 - 17% voor verae baden.

Rendement valt tijdens verchromen terug tot 13 - 15%. Overeenkomstig de eisen wordt bij 50 A/dm2 - 33;"' in 60 min. afhankelijk van de aard en de vorm van het voorwerp neergeslagen.

-.

-.

. 0 Temperatuur electrolyt: 50 - 55 0 o ' s .g. bad 28 Be. b). Het siliciumfluorwaterstofzuur-chroombad.

"Metallio Industry" (17) geeft de volgende gegevens: 350

gfl

Or03 0,2 - 0,8 gjl _H2S04 ? gjl H2SiF6 s.g. 1,84 Werkcondities: Temperatuur 47 - 55°0. Kath.Stroomdichtheid: 40 - 100 A/àm2 Rendement Anoden Lood Afzuiging noodzakelijk. Wabl und Gebauer (18) geven:

250 gjl 01'0₃ ? 1,5

gft

H2S04 2,5

gft

_H2SiF 6 s.g. 1,84 Temperatuur 55°0 tin 8 - 1~. Kath.Stroomdichtheid: 50 A/dm2 Rendement 2~

Door "Metallic Industry"

(19)

wordt gegeven het Ratto-chroombad. Dit bad is door de Metallic Industry te Looadrecht ontwikkeld met de bedoeling een bad te verkrijgen dat de voor-delen van het sulfaatohroombad en het sil1oiumwaterstofzuur-cbroombad in zich verenigde maar de nadelen van beide baden

niet bad.

De samenstelling van dit bad wordt niet gegeven maar wel wordt gezegd dat het werkt op basis van het siliciumwaterstof-zuurchroombad , zodat het zowel !jiliciumfluorwaterstofzuur als zwavelzuur als katalysator bevat.

-.

-

..

8.-werkoonditiea: Temperatuur 53 - 58°C Kath.Stroomdioh~heid: 40 - 100 A/dm2 Rendement 20 -

26%

Spanning 5 - 8 V.

Anoden Lood - Tin 8 - 12~

Afzuiging noodzakelijk.

Aanbevolen wordt het bad van tijd tot tijd te roeren en belangrijk ia het bad regelmatig op temperatuur te hou-den en het tijhou-dens het weekend niet geheel te laten af-koelen.

Firma Siemens - Halske (20) geeft:

300 gjl Cr0

3

3,75 g/l _H2S0₄ srg. 1,84

7,5

gil

H2SiF6

Kath.Stroomdiohtheden 20 - 80 A/dm2

Firma Reining (21) geeft:

180 - 200 gil _{or0 3}

1,2 - 2,0 gew.% katalysator bestaande uit 10% H2S04 en

90%

H2S1F6 Werkoondities: Temperatuur 50 - 55°0

Kath.Stroomdiohtheid 50 A/c1m2

Het 3-weardige Cr wordt gereduoeerd als 18 gil wordt bereikt en het bad afgedankt indien het ijzergehalte 6 gJl oversohrijd t.

Levensduur oplossing: 10 - 20 dagen.

c). Het fluorwaterstofzuur-siliciumfluorwaterstofzuurohroom-bad.

P.Moriaset (22) geeft geen samenstelling, zegt alleen dat de badvloeistof bestaat uit een mengsel van ohroo~~r,

--J. _

9.-Met een overmaat fluorwaterstofzuur wordt geen glanzende neerslag verkregen terwijl bij een lage concentratie van het

fluorwa terstofzuur knoppenvorming plaats vindt. De maximale hardheid van het neerslag is afhankelijk van bet gebruik van

fluorwatersto~ur. De regeneratie van het bad bestaat uit

het toevoegen ven chroomzuur en fluorwaterstorzuur. Firma Siemens - Halske (23):

Badsamenstelling: 250 gjl Cr0₃

11,25 rol/I oplossing bestaande uit 1,25 g HF (40%) en 1,12 g B2SiF6

(27~) Bereiding bad: 25 kg chroomzuur worden in 40 liter

ge-destilleerd water opgelost, 1,12 kg van de gemengde zuren worden toegevoegd en het geheel aangevuld tot 100 liter. Technische cijfers: Spanning 4 - 10 V in

overeenstem-ming wet het oppervlak van de voorwerpen. Kath.Stroomdichtheid 40 - 60 A/dm2

Dekstroom 120 '/dm2 gedurende 50 sec.

Anoden Lood met 1 - 2% Ag. Afstand tussen electroden in overeenstem-ming met hun oppervlak; 10 cm arstand voor een o~pervlak van 5 am 2; ca. 15 -2 . 20 cm voor oppervlakken boven 1 dm •

Speciaal gevormde anoden gebruikt in over

eenstenv~ing met de vonn van het voorwerp.

stroomvangers worden gebruikt voor

scher-pe hoeken. Rendement bedraagt cs. 25%.

-

-I

' -Met stroomvangers: ca .. 0,055 mm bij 70 A/dm2 0,045 "

_"

60

,.

0,040 "

_"

50

_"

0,030 "

_"

40

_"

0,020 "

_"

30

_"

0,010 " ti ₂₀

"

Zonder stroomvangers:

ca. 0,080 Dml bij 70 A/dm2

0,070 "

_"

60

_"

0,053 " _" 50

_"

0,040 "

_"

40

_"

0,026 "

_"

30

_"

0,015 "

_"

20

_"

Temperatuur electrolyt 50 - 55 0 C. s.g. 220 Bé. d). het bichromaatchroombad. Volgens P.Morisset (24): 300 gil (IH4)2 Cr207 60

gil

crOa

10(1-Deze baden kunnen bij veel lagere temperatuur werken dan het zwavelzuurchroombadj kan zeer hoge stroomdichtheden

gebruiken bij 60

à

70°C. Spre id ingsvermogen is groot.

Hierboven hebben we een algemeen literatu~r-overzicht

gegeven voor het hardverchromen.

De voor de praktijk het meest in aanmerking komende

badvloeistoffen zijn die van het sulfaatchroombad en het

siliciumwa teratofzuurchroombad.

• Volgens R.Bilfinger (25) hebben de

si11ciumwaterstof-zuurchroombaden tegenover de zwavelsi11ciumwaterstof-zuurchroombaden het

---~----~._--J

!

I.~-

_I 12.-Morisset (26b) samenstelling bad -

.

.

_{Temp. Stroomdichtheid} I i 250 gil Cr03 250 gjl Cr03 _in

_°c

_{in A/dm}2 2,5 gil H2S04 0,6

%

H2S04 1% H2SiF6 Vickers Hardheden

-1000 1120 50 20 1065 1150 50 40 1110 1150 50 60 1190 1180 50 80

Het economisch belang van het Siliciumbad is nog steeds een twistpunt doordat het onderhoud moeilijker is en de duurzaamheid kleiner.

Volgens K.Gebauer en K.Sommer (27) wordt een vroeg-tijdige uitputting van het bad veroorzaakt door

verontrei-niging met grote hoeveelheden Fe, voortspruitend uit een

onjuiste behandeling.

Volgens Metallic Bulletin (28) heeft het sulfaatbad

de grootste plaats in de praktijk veroverd door de tamelijk

geringe aantasting van de in dit bad gedompelde metalen

vergeleken n~t de andere baden, terwijl bovendien de

tra-ditie een belangrijke rol speelt.

Wanneer chroom aan de lucht blootstaat ontsta8t

onmid-dellijk een passieve laag van chroomoxyden. Men spreekt dan

van" dubbelcontact" W!lArdoor matte en slecht hechtende

neer-slagen ontstaan. Het siliciumbad is sterker activerend dan het zwavelzuurbad en heeft hier minder last van.

15.-P.Uorisset (32) verchroomt de cylinders in een oplos-sing van 250 gjl

cr0

₃ en 2,5 gjl H_2S04 a.g. 1,84 bij een temperatuur van 40°0 en een stroomdichtheid van 15 J/dm2 • Het verchromen van de cyl.inders geschiedt door de cylinder horizontal gedeeltelijk in het bad te dompelen, terwijl men de cylinder langzaam en continu laat ro_teren. Hij geeft voor diepdrukcy1inders een vrij afwijkende dikte van de aan

...

te brengen chroomlaag op.) n.l. 10 a 20~.

E.A.Ollard (33) verchroomt in een oplossing van 500

o

gil or0₃ en 4 ml/l H₂S0₄ s.g. 1,84 bij 40 C. Voor het ver-ouderen vaD de oplossing voegt bij 7,5 gJl suiker toe. De cylinder wordt schoongemaakt met ~er kalk. Hij dompelt de cylinder voor een 1/3 deel van zijn oppervlak in de vloei-stof en laat hem roteren met een snelheid van 20 omw.;min.

De stroomdichtheid bedraagt 21,6 - 26 A/dm2 •

J.spartelli (34) verchroomt een cylinder van 96 ca

lang met een

9

van 150 mm in een oplossing van 250 gJl Cr03 en 2,5

gil

_H2S04 s.g. 1,84 met een stroomdichtheid

2 " 0 ·

van 20 - 35

A/dm

en bij een temperatuur van 47 a 60 C.

Hij brengt een chroomlasg van 3

r

cl ikte aan en lS8t de

cy11nder regelmatig roteren.

J.R1ley (35) verchroomt de cylinders in een oplossing van 300 - 350 gil Cr03 met 3 - 3,5 gil B2S04 s.g. 1,84 bij een temperatuur van 50°C met een stroomdicht.eid van 32

-38 A/dm2 • Hij laat de cylinder regelmatig roteren en

dom-pelt ze gedeeltelijk in de badvloeiatof. Hij brengt een chroOmlaBg aan van 3

r

dikte in een tijd die varieert van

40 min. tot 2 uren.

" , J.J • .1-I ' •• l.'-,-'~!

I.

tl(f •

~

~,~\

Ir ij C

t.1'J;

: " : J '.f : ,-:J' • l.~ - . t '':'~) .t " ,), 1 • I' . ; • ·':J.I j', ot " ::. r , , , " .I:"' ' V " .;- 1." '" __ - -- _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ -1...1. _ _ _ _ _ _ - - , .i.J!,"'_~..,...+_rl_"ft~t_;-~n~:_::_""J.1!J : ~ r ;~1' 1 ~V jj d.&A.&, ",~

"'AJ...A

_

.

• . Lt"',; -. i;; 1 ~ .~. , ." " ~ , I , • 1 .1 . \ -'. I J ~' ) .

..

': , ' -L ~ I : " . : . . ' . ~ " • .J , ; : } "0' r: .J-.. }' .. T ~-" ". '1', O~·' jf':-V '\.~ ;fJ!ftY8 . , l: ti'llO'ld 01: n V' ;I . { . f • • "ï r" , t',' 0', .'

Zoals we uit het voorgaande gezien hebben wordt voor het verchromen van diepdrukwalsen voornamelijk het zwavel-zuurchroombad gebruikt .Di t komt doordat niettegenstaande het zwavelzuurchroombad een lager rendement heeft dan het siliciumwaterstofzuurchroombad, de analyse van bet zwavel-zuurchroombad eenvoudiger en betrouwbaarder is dan van het siliciumwaterstofzuurchroombad. Daardoor wordt een jUiste

dosering van het zwavelzuurchroombad mogelijk wat zeer

be-langrijk ia in verband met het constant houden van de

sa-menstelling van het bad.

Het zwavelzuurchroombad heeft bovendien het voordeel van de geringe aantasting.

Het als zeer voortreffelijk aanbevolen

Ratio-chroom-bad van de Metallic Induatry te Loosdrecht kan hier niet

in aanmerking komen, omdat de samenstelling van dit bad

niet gegeven wordt.

A •

De controle over dit bad in de industr1e behoudt

Ye-tsllic Industry.

Dat men voor het zwavelzuurchroombad juist 250 gfl

crOa

kiest houdt verband met het feit dat juist bij deze

concentratie het maximale stroomrendement ligt (zie fig.l)

(368) •

Ook het 1% H2S04-ge hal te, berekend op _{het cr03-gebal te,}

wordt bepaald door 1igging van het maximale stroomrendement bij dit percentage (zie fig. 2) (36b).

Bij toenemende temperatuur neemt het stroomrendement

af, terwijl bij toenemende stroomdichtheid het

stroomrende-ment toeneemt. De keus van temperatuur en stroomdichtheid

wordt bepaald door de vereiste kwaliteit van het neerslag. Zo kunnen we uit fig_ 3 (37) zien dat we om een glanzend,

- .. '

---"! ')' 'v 1 , -I

-jo~oy (;W~ ~eIi 11 ;.1:~~) .r::.T ... • ' - p , . !!.., I .

~ I " _'

..

'! . t)!' .i ..tI,

.r

r -)'~ . r .', " [' : ... ) '1 / ,

-I I _I

I'

-1 _ < -zitten. ~l

17.-De keus van een stroomdichtheid van 25 Aldm2 en een temperatuur van 45°C voldoen hieraan.

-0-0-0-0-0-0-HET F~~ICAGE SCHEMA

Het meest geschikte procédé is dat, beschreven in (29)

gecombineerd met mededelingen uit de praktijk, verkregen met behulp van Metallic Industry.

1). Het ontvetten van de cylinder.

De cylinder wordt 88n de tappen boven een bak gehangen met behulp van een takel. Men maakt de cylinder met warm water nat en wrijft hem flink af met een doek waarop wener kalk gebracht is. Daarna spoelt men de cylinder af met warm

weter en transporteert hem naar de verchroombak.

2).

Het verchromen.

Samenstelling van bad met 600 1 vloeistof, bevattend 250 gjl crO a s.g. 1,84 Technische cijfers: Keth.Stroomdicbtheid: 25 A/dm2 spanning Tempera tuur Anode Pb - Sb 7%

Afstand tussen anode en kathode bedraagt 2,4 dm. Speciaal gevormde anode gebruikt in overeenstemming met

de vorm van de cylinder. Afzuiging 4 m3 ~s/min.

"

- -_.- - -- - - _{- - - -}

-

20.-2). Badoplossing: (47) Het electrolyt wordt als een droog zout door de handel geleverd. Het wordt

in

i

van de benodigde hoeveelheid water in het bad opgelost bij 50°C. door verwarming met watermantel. Met een houten spaan wordt de oplossing flink geroerd. Daarna wordt de op-lossing met de rest van het weter aangevuld~ De dichtheid moet bij kamertemperatuur (18 - 20°C) 22 Bé bedragen. De

speciale anoden worden dan in het bad aangebracht.

De oplossing moet verouderd worden. Dit kan men doen door een willekeurige ijzeren kathode san te brengen en het bad bij 50 - 55°C en 30 - 50 Ajdm2 twee

à

drie uur te laten werken. Het is ook mogelijk het bad te verouderen door een reductiemiddel zoals suiker, wijnsteenzuur, citroenzuur of oxaalzuur toe te voegen (15, 33).

Het cr03-gehalte mag niet beneden de 200 gjl komen. Het driewaardige Cr-gehalte dat tijdens de electrolyse ont-staat en aan de anode geoxydeerd wordt tot zeswaardig Cr

mag de 10 gjl niet overschrijden en moet liefst ca. 5 gjl

bedragen (35).

~

Globaal wordt de controle op het bad uit@9oefend door de dichtheio met een areometer bij kamertemperatuur te be-palen. Nauwkeurig wordt de controle uitgeoefend door analy-tisch de best,anddelen van het bad te bepalen.

Regelmatig moet het bad met water tot de merkstreep aBngevuld worden. Hiervoor wordt warm water gebruikt uit de spoelbak waarboven de cylinder na het verchromen wordt

a fge s :peeld.

3). Bijbehorenoe tekening Verchromen van diepdrukwalsen is getekend op schaal 1: 5.

,

21.-levenaduur tussen verchroomde drukcylindera en niet-ver-chroomde drukcylinders geven we onderstaande tabel (48).

Service Life of Chromium Plated Prin ting Rolls

Service Life Utilization

No Chromium Plated Chromium Plated

....

Card 5.000 25.000

Intaglio 2.500 copies 15.000 copies

"

300.000 copies 2.000.000 copies

I

Oil cloth Printingl 800 tons 6.800 tons Pbotogravure 15.000 copies 120.000 copies

Postage stamps 50.000 1.000.000

Printing Roll 50.000 pounds 300.000 pounds

warmte-Qve~~r8cht berekeningen.

we stellen bij de berekeningen de omgevingstemperatuur op 20°0.

We voeren door de 0,4 dm brede mantel warm water van 55°C J afkomstig uiteen Fasto gey.er type W 900.

Gegevens geyser type W 900: Vermogen: 105 kcaljmin.

waterveImlogen bij een temperatunrverhogin.,& van 35°C: 3 1;min. Gasverbruik voor ~s met een bovenste verbrandingswaarde van 4200 kCaljm3: 31 ljmin.

Om te zien of de waterstroom laminair of turbulent is bepalen we het getal van Reynolds.

Re

<

2300: stroming laminair Re

>

3200:

_"

turbulent.

Re

=

V De ~

r

I.~ I De = aequivalent diameter D 4 m in ft.

m

=

hydraulische straal

=

h

x

d 2(b + d)

5

=

dichtheid _H20 in lbjft3 = 61,54 lb/ft3

r

=

abs.viscositeit = 1,24 lb/ft br 22.-~bij 131°,

~(550C)

(38)

Door 2 gelijke doorsneden gaat _{180 1 H20} per uur, zodat

90 ljUnr door een doorsnede gaat. hoogte dooxsnede

=

6,2 dm. breedte

_"

=

0,4 dm. 1 dm

=

0,328 ft. Oppo doorsnede

=

6,2 x 0,4 = 2,48 dm2 90 V

= ---- =

36 dm;Uur

=

2,48 h x d De

=

4 m

=

_42(h + d)

=

36 x 0,328 :ft

=

11,81 ftjbr. 4 x 6.,2 x 0,4 _- = _{..::..z....:..:} 9 92

_=,

°

75 d

_.

_m. 2 (6,2 + 0,4) 13,2 De = 0,75 x 0,328 ft = 0,25 ft. Re - V De

q _

11.81.]L0..J.-2~5~ x 61,54

=

124. - / - 1,24

De waterstroming ia dus laminair.

Berekening ven ~rmte-overdracht in ~/Uur door verticale wanden naar buiten indien vrije convectie plaats vindt.

Q=UA At.

Q

=

hoeveelheid warmte in B T. u/hr.

U = Overall coëfficiënt in B.T.U/(hr)(ft2)(deg.F).

A

=

oppervlak verticale wanden in ft 2

At= temperatuurverschil in deg. F.

u

=

h = filmcoëffic1ënt water in B.T.u./hr)(ft2)(deg.F)

OU20

=

wanddikte van staal bij watermantel

=

0,05 dm

=

IJ

I 25.-Totaal 307,52 dm2

=

307,52 x 0,108 a 33,2 tt2 Q

=

U A A t Q

=

0,170 X 33,2 X 63

=

356 B.T.u.jhr. Q

=

89 kcaljuur.

Berekening van warmte-overdracht in kcal/uur door verticale wanden naar binnen indien vrije convectie plaats vindt.

Q = U A A t

Temperatuur bad bedraagt 45°0.

De bak is van binnen met 1 mm vinidur bekleed.

1 _0 0 1 = ~ • 0,016. heu 0 63 ,v 2 dFe - - - - 0,0005 is weer te verwaarlozen. k Fe -dv

=

0,01 X 0,328 ft. kcal = 0,13 x 4 x ~L.§. = 4,68 _ 0 285 kv = 0,13 mh

oe

3,28 16,4 - , ~

_ °

,Ol x.~28 C 00328 k - 0,285 • 6,285

=

0,01~. v B.T.U./(hr) (ft2 ) (deg.Ft ft)

we

nemen aan dat de badvloeistot' uit water bestaat. h = C ~ (0: Et L 3 ) d

-0,369 8 3

i

h Cbad :: 0,55 x 4,6 x 0,328 (6,9 x 10 x 13 x 1,51) hCb8d :: 0,55 x 0,369

~

102 (897 x 3,4)i 1,51

=

Q,55 x 0.369 x 102 x 7,4 150,2 b_Cba d - - - - 1 - : : - = 99, 5. 1,5 1,51 1 b Cbad = 0,010. 1

u

= _{1 dv 1} h +..r--+.c CH2Û ~ ~bad 26.-1 1 U :: 0--,0-1-6--+--0-,-0~12:+ 0,010 :: 0,038 :: 26,3 B.T.U./(hr) (ft ) 2 (deg.F) Oppervlak waDden i s: 2 x 4, 6 x 13,5 = 124,20 dm2 2

x

4,6

x

9,6:: 88,32 " Totaal 212,52 cJm2 = 212,52 x 0,108 • 23,0 tt2 Q :: U A A t. Q :: 26,3 x 23,0 x 45 :: 27220,5 B.T.U./hr. Q

=

6805 kc~~~.

Voor het opwarmen van het bad van 600 1 van 200

e

tot 45°0 hebben we

Ql = aant~1 liters vloeistot' x s.g. x a.w. x .t::>t~ca1/

uur nodig ..

s.g. vloeistof is 1,18 (41)

We nemen s.W. = 1.

l:>. t = 45 - 20

=

250 C •

Q

=

600 x 1,18 x 1 x 25 = 17 .. 700 kcal/uur.

Opwarmtijd van het bad bedraagt dus:

Q1 17.700

r

I

't-I

'

.

I •

27.-Berekening !~n~.-_ aantal kcaljuur dat door afzuiging v~ 10 ren _~~_~!

.

We beschouwen de ontwikkelde waterstof en zuurstof als lucht en dat deze lucht bij de temperatuur van 45°0 van het bad voor 50% verzadigd is met waterdamp.

We vinden dan dat per kg lucht 30 kcaljuur afgezogen wordt. (42).

We nemen aan dat we ,de lucht afzuigen met een snelheid van 10 dm/sec.

Breedte afzuigkoker ia 13,5 dm Hoogte

_"

is 0,5 dm

Capaciteit van de afzuiging bedraagt: 13,5 x OJ5 x 10

=

_{67 J5 dm}3 lucht/sec.

=

60 x 67,5

=

4050 dm3/min

=

4 m3jmin.

aantal kg 1uc~ ~ 318 x 22 4 = 4 m3 28 8

,

273 J

Aantal kg lucht

=

4 x 28,8 x 2~

=

4,4 kg luchtjmin. 22,4 :x: 318

we zuigelO d.us af 4,4 x 30 x 60

=

7920

=

8000 kcal/uur.

De ;.srmte-ontwikkeling door electrische stroom van

BOO A en 6 V in bad bedraagt per uur:

W

=

L V T

=

BOO :x: 6 x ~

=

4 8 kWh

=

1000 '

4JB x B60 = 4128 kcaljUur. Tenslotte krijgen we dus:

warmte-overdracht door watermantel aan bad 6800 kcaljuur warmte-overdracht door electrische stroom 4200 _~~~u!.

Totaal 11000 kcaljuur warmteveriies door afzuiging 8000 koa~~ur

Over 3000 kcal/uur

war~mteverlies door verticale wanden van 89 kcal;uur verWS8r-lozen we.

28.-Deze 3000 kcal/uur die we over hebben kunnen we

voor verwarI!Jing van de wals gebruiken.

Nemen we voor gewicht van de wals 400 kg aan en nemen we ~an dat voor behandeling de temperatuur van de wals 35°0 bedraagt dan hebben we voor de .als p~r °0 temperatuurverhoging 400 x 0,112 • 44,8 kcal odig.

Om de wals op 45°0 te brengen hebben we 448 kcal nodig. Per min. hebben we 3~O = 50 kcal over, dus de wals is in

~

=

9 min. op temperatuur.

0-0-0-0-•

t::

-'

24. p.Morisset, Chroma~, Teohnique et Applioations, blz.

2',

1952.

25. R.Bilfinger, Handbuoh der eleotrolyt.Verohromung, blz. 42 - 44, 1952.

26. a). P.Uorisset, Chromege, Teobnique et Applioations, blz. 26_l 27, 1952.

b). Idem blz. 19~, 1952.

27. K.Gebauer und K.Sommer, Metalloberfläohe, Febr. 1947. 28. Metallic Bulletin, blz. 325, 1952.

29. R.Bilfinger, Handbuch der elektrolyt.Verohromung, blz. 227 - 331. w.Pfsnhauser, Galvanoteohnik I, blz. 626 -627, 1941.

30. O.Krümer, Die Hartverchromung, blz. 53, 1940. 31. M.etallic Bulletin, blz. 47 - 49, 1953.

32. P.Moriaset, Chromage, Technique et Applications, blz. 434, 1952. 33. E.A.011ard, Metal Ind., ~, 129 - 131, 1928.

34. J.SFartelli, Tibe, blz. 317, Mei 1937.

35. J.Riley, Bul1.Inst.Met.Finiah, 4 no. 1,47-62, 1954. 36. a). P .ll.orisset, Chromage, Te chnique et App11cat1ons, blz. 40, 1952.

b). Idem blz. 41, 1952~

37. R.Bilfinger, Handbueh der elektrolyt. Verohromung, blz. 175, 1952.

38. A.I.Brown en S.M.Mereo, Introd. tot heat Transfer, blz. 212, 1942 39. a). b) • 0) • d) • e). f) . Idem Idem Idem Idem Idem Idem blz. 13 blz. 15 blz. 112 - 113 table 7 - 2" 114 table 7 - 1 " n 113 212

40. W.R.Me Adems, Heat Transmiasion, blz. 240, seo.ed. 41. H.Arend en H.W.Dettner, Hart Chrom, blz. 103, 1952.

42. Yollier diagram T 1456.

c

o

!

44. J.Piersol, Met.Cleaning and Fin1shing, blz. 73) 1935.

45. P.Morisset, Ohromage, Technique et APp11cat10ns, blz. 33, 1952.

46. R.Bilfinger, Handbuch der elektrolyt. Verchromung, blz.

185, 1952.

47. Idem blz. 172 - 173, 1952.

48. J.M.Hosdowich, Materials and Methods, blz. 896, 1946.

0-t - + - - - ... - - --- -.--E:: ~ T'C ..... r • .., ... " .. ,,"' .... I'II. L '----

-[

-IJ l---.l::J..~::;;::r==I----,/" -! ~-~ - - . - ~;- -i===t-.-Il---rll~ --*,-=~~~.-::...=....-==---;---=-=. -=--==-.---....::::... ~-~ ~ ~

L

_

, ,·-'i'"

u

o \ \

l

Y~CHR

Q

MEN

yAN DI ErRR UVWAbSE N

f. VAA ZEE SEPT. 1954