نحوه کروم‌کاری میلگرد | صفر تا صد فرآیند کروم‌کاری صنعتی

میل کروم یکی از پرکاربردترین قطعات در صنایع سنگین و دستگاه‌های هیدرولیکی است؛ اما بسیاری از این میلگردهای سخت‌کاری‌شده برای رسیدن به مقاومت و دوام بالاتر، نیاز به کروم‌کاری تخصصی دارند. در واقع، نحوه کروم‌کاری میلگرد فرآیندی مهندسی و دقیق است که طی آن یک لایه کروم خالص روی سطح میلگرد رسوب داده می‌شود تا ویژگی‌هایی مثل مقاومت سایشی بالا، ضدزنگ بودن، صافی سطح و طول عمر زیاد به دست آید. این عملیات برای تولید میل کروم باکیفیت ضروری است و نقش مهمی در عملکرد قطعات هیدرولیک، شفت‌ها، ریل‌ها و مجموعه‌های صنعتی دارد.

مراحل اصلی کروم‌کاری میلگرد

۱. آماده‌سازی سطحی میلگرد

یکی از حیاتی‌ترین مراحل تولید میل کروم، آماده‌سازی مناسب سطح میلگرد است. کوچک‌ترین آلودگی یا ناصافی، کیفیت لایه کروم را کاهش می‌دهد.

چربی‌زدایی قلیایی

در این مرحله از محلول‌های قلیایی نظیر NaOH و شوینده‌های صنعتی برای حذف:

روغن
گریس
ذرات فلزی
گرد و غبار
استفاده می‌شود.

سندبلاست کردن سطح میلگرد

سندبلاست باعث می‌شود میلگرد سطحی یکنواخت، زبر و تمیز پیدا کند. این کار:

پیوند کروم را قوی‌تر می‌کند
پوسته‌های اکسیدی را حذف می‌کند
کیفیت نهایی میل کروم را بالا می‌برد

اسیدشویی (Pickling)

میلگرد در وان اسید کلریدریک یا سولفوریک قرار می‌گیرد تا:

اکسیدهای سطحی
لکه‌های خوردگی
رسوبات نازک
کاملاً حذف شوند.

۲. ایجاد لایه نیکل زیرکار

قبل از ورود میلگرد به حمام کروم، یک لایه نیکل اعمال می‌شود.

چرا نیکل زیرساز مهم است؟

افزایش چسبندگی لایه کروم
بهبود مقاومت خوردگی
ایجاد سطح صاف‌تر
افزایش درخشندگی نهایی میل کروم

ضخامت لایه نیکل

بسته به نوع کاربری میل کروم:

۵ تا ۲۰ میکرون برای مصارف عمومی
۲۰ تا ۳۰ میکرون برای تجهیزات صنعتی سنگین

۳. کروم‌کاری الکترولیتی میلگرد

ورود میلگرد به وان کروم

میلگرد پس از مراحل آماده‌سازی وارد حمام کروم می‌شود که حاوی:

اسید کرومیک (CrO₃)
کاتالیزورهای سولفات
تثبیت‌کننده‌های یون کروم

است.

عملکرد الکترولیز

میلگرد به عنوان کاتد در مدار جریان مستقیم (DC) قرار می‌گیرد. با عبور جریان:

یون‌های کروم کاهش یافته
لایه‌ای سخت و براق روی میلگرد رسوب می‌کند

این لایه، هسته اولیه محصول نهایی یعنی میل کروم است.

۴. کنترل ضخامت و کیفیت لایه کروم

ضخامت استاندارد کروم روی میلگرد

نوع کاربری	ضخامت کروم	ویژگی
سبک و عمومی	۵–۱۵ میکرون	محافظت اولیه
صنعتی	۲۰–۵۰ میکرون	مقاومت سایشی قوی
هیدرولیک	۳۰–۱۰۰ میکرون	صافی سطح و تحمل بار بالا

روش‌های کنترل ضخامت

دستگاه XRF
میکرومترهای دیجیتال
روش Eddy Current

۵. پولیش نهایی (Finishing)

برای رسیدن به کیفیت یک میل کروم استاندارد، سطح میلگرد باید بعد از رسوب کروم کاملاً صیقلی و براق شود.

انواع روش پولیش

پولیش مکانیکی با نمد و فرچه صنعتی
پولیش الکترولیتی برای سطح آینه‌ای
پرداخت ریزدانه برای افزایش مقاومت سایشی

۶. تست و بازرسی میل کروم تولید شده

تست چسبندگی

برای بررسی اینکه لایه کروم به‌خوبی به لایه زیرین چسبیده، از آزمون‌های:

خم کردن (Bending)
ضربه
کشش سطحی
استفاده می‌شود.

تست سختی

سختی سطح میل کروم معمولاً بین ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ ویکرز است که بسیار بیشتر از فولادهای معمولی است.

تست خوردگی نمکی (Salt Spray)

میلگرد کروم‌کاری‌شده باید حداقل ۴۸ تا ۱۲۰ ساعت در محیط مه‌نمکی مقاومت داشته باشد.

۷. کاربردهای میل کروم در صنایع مختلف

استفاده در سیستم‌های هیدرولیک

میل کروم یکی از مهم‌ترین اجزای جک‌ها و سیلندرهای هیدرولیک است.
این قطعه باید:

در برابر فشار
رطوبت
روغن
سایش
مقاومت کامل داشته باشد.

کاربرد در ماشین‌آلات سنگین

مثل:

پرس‌ها
دستگاه‌های رول‌فرمینگ
ماشین‌ابزار

کاربرد در صنایع نفت و پتروشیمی

به‌خصوص در عملیات‌هایی که قطعات در معرض مواد خورنده هستند.

استفاده در شفت‌ها و ریل‌های صنعتی

به دلیل صافی سطح بالا و مقاومت در برابر اصطکاک.پ

۸. پارامترهای الکتروشیمیایی در کروم‌کاری میلگرد

جریان الکتریکی (Current Density)

یکی از مهم‌ترین عوامل در کیفیت لایه کروم، میزان چگالی جریان (A/dm²) است.

چگالی جریان مناسب برای میلگرد

مقدار استاندارد: ۲۰ تا ۶۰ آمپر بر دسی‌متر مربع
جریان کم → رسوب کند و ناهموار
جریان زیاد → ایجاد ترک‌های ریز و تردی سطح

ثبات جریان نقش مهمی در یکنواختی میل کروم دارد.

دمای حمام کروم

دمای وان کروم معمولاً بین ۴۵ تا ۵۵ درجه تنظیم می‌شود.

تأثیر دما بر کیفیت لایه

دمای پایین → کاهش سرعت رسوب
دمای بالا → کاهش سختی لایه کروم

رعایت این بازه دمایی باعث ایجاد سطحی سخت، یکنواخت و بدون ترک‌های حرارتی می‌شود.

غلظت مؤثر اسید کرومیک (CrO₃)

غلظت CrO₃ معمولاً بین ۲۵۰ تا ۳۵۰ گرم بر لیتر تنظیم می‌شود.

غلظت مناسب باعث:

افزایش سختی لایه
بالا رفتن مقاومت سایشی
کاهش مصرف برق
تثبیت ساختار کریستالی کروم

۹. نقش کاتالیزورها در کروم‌کاری میلگرد

کاتالیزور سولفات (SO₄²⁻)

وجود مقدار استاندارد سولفات باعث تسریع واکنش رسوب کروم می‌شود.

محدوده مجاز سولفات:

۰.۲۵ تا ۰.۳ گرم بر لیتر

کمتر از این مقدار ← رسوب آهسته
بیشتر از حد مجاز ← کاهش سختی لایه کروم

افزودنی‌های تثبیت‌کننده

برای جلوگیری از ترک‌خوردگی‌های سطحی، مواد تثبیت‌کننده مانند:

فلورایدها
مواد کاهنده‌ی کنترل‌شده
ترکیبات Organic Leveling Agents

به حمام اضافه می‌شوند.

این ترکیبات باعث می‌شوند میل کروم سطحی آینه‌ای، یکنواخت و پایدار داشته باشد.

۱۰. ساختار کریستالی لایه کروم

نوع رسوب کروم سخت (Hard Chrome Deposit)

لایه‌ای که روی میلگرد تشکیل می‌شود از نوع Cr⁰ با ساختار کریستالی:

متراکم
جهت‌دار
با سختی بسیار بالا

است.

ویژگی‌های ساختار سخت‌کروم

مقاومت سایشی چند برابر فولاد
چسبندگی بالا
تحمل دمایی تا ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد
مقاومت عالی در برابر آب، روغن و محیط‌های شیمیایی

۱۱. عملیات حرارتی پس از کروم‌کاری

تنش‌زدایی (Stress Relieving)

هنگامی‌که میلگرد کروم‌کاری می‌شود، به دلیل اختلاف دما و انقباض، در سطح آن تنش‌های ریز ایجاد می‌شود.

دمای تنش‌زدایی:

۱۸۰ تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱ تا ۳ ساعت

چرا انجام می‌شود؟

جلوگیری از ترک‌های میکروسکوپی
افزایش عمر کاری میل کروم
جلوگیری از پوسته شدن لایه کروم در فشار بالا

۱۲. صافی سطح و زبری استاندارد میل کروم

Ra مورد نیاز برای میل کروم هیدرولیک

برای کاربردهای هیدرولیک، زبری سطح باید بسیار پایین باشد:

Ra بین 0.1 تا 0.4 میکرون

این مقدار باعث می‌شود:

آب‌بندی بهتر سیلندر
کاهش اصطکاک
جلوگیری از آسیب به اورینگ
افزایش طول عمر سیستم

ابزارهای کنترل زبری:

دستگاه Roughness Tester
میکروسکوپ صنعتی نوری

۱۳. تلرانس ابعادی میل کروم

تلرانس قطر

طبق استانداردهای صنعتی، میل کروم باید تلرانس دقیق داشته باشد:

h6
f7
یا سفارشی برای جک هیدرولیک

چرا تلرانس مهم است؟

جلوگیری از نشتی
عملکرد دقیق سیلندر
جلوگیری از لقی و لرزش

۱۴. استانداردهای جهانی مرتبط با میل کروم

استاندارد DIN 2391

برای لوله‌های هیدرولیکی و میلگردهای مناسب سخت‌کاری و کروم‌کاری

استاندارد ASTM B456

مشخص‌کننده‌ی کیفیت رسوب کروم سخت و الزامات ضخامت

استاندارد ISO 6158

استاندارد بین‌المللی پوشش‌دهی کروم سخت

استاندارد JIS ژاپن

برای قطعات هیدرولیک و ماشین‌آلات دقت‌بالا

۱۵. روش‌های مختلف کروم‌کاری (Advanced Chrome Plating Methods)

۱. کروم‌کاری سخت (Hard Chrome Plating)

متداول‌ترین روش برای تولید میل کروم صنعتی

سختی بسیار بالا
مقاومت سایشی عالی

۲. کروم‌کاری تزئینی (Decorative Chrome)

این روش برای میل کروم استفاده نمی‌شود؛
اما در صنعت خودرو و تجهیزات ظاهری کاربرد دارد.

۳. کروم‌کاری چندلایه (Multi-Layer Chrome)

ترکیبی از:

نیکل
مس
کروم
برای افزایش عمر کاری در محیط‌های خورنده

۴. کروم‌کاری کاتالیزه

روش جدید با:

کاهش مصرف انرژی
افزایش سختی
بهبود چسبندگی

۱۶. تفاوت میلگرد کروم‌کاری شده با میل کروم آماده (هاردکروم)

میلگرد کروم‌کاری‌شده

میلگرد معمولی است که روی آن کروم رسوب داده شده
برای پروژه‌های سفارشی

میل کروم کارخانه‌ای (Hard Chrome Rod)

از فولاد آلیاژی مخصوص ساخته می‌شود
عملیات حرارتی دقیق دارد
روکش کروم استاندارد کارخانه‌ای
صافی سطح بسیار پایین

۱۷. عیب‌یابی و مشکلات رایج در کروم‌کاری میلگرد

۱. ایجاد ترک‌های مویی (Micro Cracks)

ترک‌های مویی شایع‌ترین مشکل در کروم‌کاری هستند.

دلایل ایجاد ترک

دمای زیاد حمام
چگالی جریان بیش از حد
خنک‌کاری سریع میلگرد
ضخامت بیش از اندازه لایه کروم

روش کاهش ترک

کنترل دمای حمام بین ۴۵ تا ۵۵ درجه
تنظیم جریان در محدوده استاندارد
تنش‌زدایی بعد از کروم‌کاری

۲. پوسته‌شدن لایه کروم (Peeling Failure)

علت‌های پوسته‌شدن

چربی‌زدایی ناقص
وجود رطوبت بین لایه نیکل و کروم
زبری زیاد سطح پایه
کیفیت پایین زیرکار نیکل

راه‌حل

افزایش زمان چربی‌زدایی
استفاده از نیکل با چسبندگی بالا
پولیش یکنواخت قبل از ورود به وان کروم

۳. نایکنواختی ضخامت کروم

مشکل:

در برخی نقاط، ضخامت کروم زیاد و در برخی نازک است.

دلایل

توزیع نادرست کاتد و آند
تلاطم نامناسب حمام
زاویه بد قرارگیری میلگرد

راهکار

استفاده از آندهای کمکی
چرخش آرام میلگرد در حمام
طراحی دقیق محل قرارگیری میلگرد در تانک

۱۸. فولادهای مناسب برای تولید میل کروم

۱. فولاد CK45

پرکاربردترین فولاد پایه

سختی مناسب
قابلیت ماشین‌کاری بالا
قیمت اقتصادی
سازگاری عالی با روکش کروم

۲. فولاد ST52

مناسب برای میل کروم صنعتی و سازه‌ای

استحکام بالا
دوام زیاد
تحمل فشار بالا در جک‌ها

۳. فولاد 42CrMo4

بهترین انتخاب برای میل کروم فشارقوی

استحکام کششی بالا
مقاومت حرارتی
عملکرد عالی در سیلندرهای سنگین

۴. فولاد 30CrNiMo8

کاربرد در صنایع:

پتروشیمی
حفاری
ماشین‌سازی خاص

ویژگی بارز:

تحمل ضربه و خستگی مکانیکی فوق‌العاده.

۱۹. فرمول‌بندی حمام کروم سخت (Industrial Chrome Bath)

ترکیبات اصلی

اسید کرومیک (CrO₃):
۲۵۰–۳۵۰ گرم بر لیتر
سولفات:
۰.۲۵–۰.۳ گرم بر لیتر
فلورایدها:
جهت بهبود پخش و فعال‌سازی سطح
کاتالیزورهای آلی (Organic Catalysts):
برای سطح آینه‌ای و یکنواخت
آب دی‌یونیزه:
برای جلوگیری از ناخالصی

نسبت مهم CrO₃/SO₄

نسبت ایده‌آل حدود ۱۰۰:۱ است.

اگر نسبت کم شود:

نرخ رسوب کاهش می‌یابد
سختی کم می‌شود

اگر زیاد شود:

رسوب خشن و ترک‌دار
مصرف انرژی بالا

۲۰. تجهیزات خط تولید میل کروم

۱. وان کروم از جنس PVC تقویت‌شده

مقاوم در برابر مواد شیمیایی و اسید کرومیک

۲. رک و آویزهای تیتانیومی

برای جلوگیری از خوردگی و انتقال یکنواخت جریان

۳. راکتور حرارتی کنترل دما

حفظ دمای حمام در محدوده ثابت ۴۵–۵۵ درجه

۴. منبع تغذیه DC (Rectifier)

قابل تنظیم بین ۶ تا ۱۲ ولت
جریان خروجی یکنواخت و پایدار

۵. دستگاه پولیش اتوماتیک

برای ایجاد سطح آینه‌ای و کاهش زبری

۶. سیستم فیلتراسیون حمام

حذف ذرات معلق و ناخالصی‌ها
افزایش عمر وان کروم

۲۱. مشکلات رایج در حمام کروم و رفع آنها

۱. کاهش راندمان رسوب‌دهی

علت: کاهش سولفات یا افزایش ناخالصی
راهکار: تنظیم مجدد نسبت CrO₃/SO₄ و فیلترکردن حمام

۲. کدر شدن سطح میل کروم

علت: آلودگی فلزی یا جریان کم
راهکار: افزایش جریان و انجام چربی‌زدایی مجدد

۳. دانه‌دانه شدن سطح (Pitting)

علت: ذرات معلق یا حباب هوا
راهکار:

فیلتراسیون
استفاده از مواد ضدکف
حذف نقاط مرده در وان

۲۲. معایب کروم‌کاری میلگرد نسبت به میل کروم استاندارد

۱. احتمال چسبندگی کمتر

اگر زیرکار نیکل به‌درستی انجام نشود.

۲. ضخامت نامشخص

در برخی کارگاه‌ها ضخامت به‌صورت تجربی کنترل می‌شود.

۳. عدم تحمل فشارهای سنگین

برای جک‌های ۳۰۰ تا ۷۰۰ بار، بهتر است از میل‌کروم کارخانه‌ای استفاده شود.

Bypsychen