Декоративное хромирование в домашних условиях технология. Хромирование – декоративное покрытие металла хромом: технология, виды. Техника безопасности при работах по химической металлизации

Технологические операции при ремонте (восстановлении) деталей хромированием выполняют в следующей последовательности.

Механическая обработка. Поверхности деталей, подлежащие хромированию, шлифуют до выведения следов износа и получения необходимой геометрической формы.

Промывка деталей в органических растворителях и протирка ветошью. В качестве растворителей применяют бензин, керосин, трихлорэтан, бензол и др.

Монтаж деталей на подвеску. Необходимо следить, чтобы детали одинаково отстояли от поверхности анода. Ванну следует загружать однородными деталями, укрепленными на одинаковых подвесках. Подвески и контакты должны быть изготовлены из одинаковых материалов. Контактные крючки рекомендуется изготавливать из бронзы и меди. В качестве материала для подвесок, применяют сталь, сечения подвесок рассчитывают, исходя из плотности тока 0,7… 1,0 А/мм2. Ежедневно аноды очищают от окислов и налета электролита.

Температура электролита - 60… 70°, плотность тока - 5….15 А/дм2. Время выдержки на катоде - 2… 3 мин, а на аноде - 1…2 мин. После обезжиривания детали сначала промывают горячей водой (60… 80°), а затем холодной. Обезжиривание считается законченным, если после промывки вода равномерно смачивает поверхность. После обезжиривания производится изоляция1 поверхностей, не подлежащих хромированию. Для изоляции можно применять перхлорвиниловый лак, лак АК-20, целлулоид, винипласт, плексиглас, хлорвиниловые трубки или хлорвиниловую» изоляционную ленту.

Декапирование - это процесс обработки деталей в хромовом* электролите, состоящем из 100 г хромового ангидрида (СгОз) и 2…3 г серной кислоты (H&SO4) на 1 л воды.

Декапирование (травление) стальных деталей проводят в течение 30… 90 с при плотности тока 25… 40 А/дм2. А для деталей из серого чугуна лучшие результаты, в смысле прочности сцепления , достигаются при плотности тока 20… 25 А/дм2 и продолжителыюсти декапирования 25… 30 сек. Температура электролита во всех случаях должна быть 55… 60 °С.

Процесс хромирования. После анодного декапирования детали загружают в ванну хромирования и прогревают их при выключенном токе в течение 5… 6 мин, а затем дают полный ток согласно режиму хромирования. При хромировании чугунных деталей вначале в течение 3… 5 мин дают «толчок тока» при плотности, в 2…2,5 раза превышающей выбранную по режиму. Колебания температуры электролита могут быть в пределах ±1 °С. Не допускаются перерывы тока в процессе электролиза, так как они вызывают отслаивание хромового покрытия. Продолжить процесс после перерыва тока можно, если хромируемую поверхность подвергнуть анодному травлению при плотности тока 25… 30 А/дм2 в течение 30… 40 с, а затем изменить направление тока. В этом случае осаждение хрома следует начинать при катодной плотности тока 20… 25 А/дм2 и постепенно увеличивать до нормальной.

Аноды для хромирования изготавливают из чистого свинца или сплава, состоящего из 92…93% свинца и 7… 8% сурьмы. Аноды из чистого свинца в большей степени покрываются нерастворимой и непроводящей пленкой хромовокислого свинца, чем аноды из сплава свинца и сурьмы. В большинстве случаев аноды изготавливают плоскими и цилиндрическими. При хромировании деталей сложной конфигурации очертания анода определяются формой катода. Расстояние между анодами и деталями рекомендуется делать 30… 35 мм, но не более 50 мм. Расстояние деталей от днища ванны должно составлять не менее 100… 150 мм, а от верхнего уровня электролита - не менее 50… 80 мм. Уровень электролита должен быть ниже верхних кромок ванны на 100…150 мм. При завешивании деталей в ванну необходимо, чтобы все участки анодов были одинаково удалены от противоположных участков катода. При этом толщина слоя хрома откладывается равномерно по всей поверхности детали.

Глубина погружения анодов и деталей (катодов) в ванну должна быть одинаковой, так как при различной глубине на краях хромируемых деталей образуются утолщения, искажающие форму. Скорость осаждения слоя хрома при плотности тока 40… 100 А/дм2 составляет 0,03… 0,06 мм/ч.

По окончании процесса хромирования детали выгружают из ванны и вместе с подвесками промывают в холодной воде (в сборнике электролита) 15… 20 с. Окончательно детали моют в холодной проточной воде.

Обработка после покрытия. Промытые и очищенные от изоляции детали иногда подвергают термической обработке при температуре 150-200°С в течение 2…3 ч, а затем механической.

Для шлифования применяют круги мягкие или средней твердости с размером зерна от 60 до 120. Шлифование ведут при интенсивном охлаждении жидкостью и при скорости круга 20…30.м/с и выше. Скорость вращения детали-12…20 м/мин.

Режимы электролиза. Процесс осаждения хрома и свойства хромовых покрытий зависят от режима, при котором осаждается хром на поверхности металла, т. е. от катодной плотности тока и температуры электролита. Наиболее ясное представление о примерных границах режимов электролиза, обеспечивающих получение серого, блестящего и молочного осадков хрома, дает диаграмма плотности тока и температуры (DK-t), изображенная на рисунке 19.

Серый осадок хрома появляется на катоде при низких температурах электролиза (35…50 °С) и широком диапазоне плотностей тока. Осадки блестящего* хрома обладают высокой твердостью (6000… 9000 Н/мм2), высокой износостойкостью и меньшей хрупкостью.

Рис. 19. Зоны хромовых осадков.

Молочный хром получается при более высоких температурах, электролита (выше 70 °С) и широком интервале плотностей тока. Молочные осадки отличаются пониженной твердостью (4400..-6000 Н/мм2), пластичностью и повышенной коррозионной стойкостью.

Пористое хромирование. Пористое хромирование применяется при ремонте деталей, работающих на трение в паре с различными металлами и сплавами при высоких удельных давлениях и окружных скоростях или при повышенных температурах. К таким деталям относятся гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, коленчатые валы и др.

Пористые хромовые покрытия можно получать механическим, химическим и электрохимическим способами.

При механическом способе на поверхность детали до хромирования наносят углубления в виде пор или каналов. Такую подготовку обеспечивают накаткой специальным роликом, дробеструйной обработкой и другими способами. После хромирования воспроизводятся неровности, полученные при подготовке.

Химическим способом получают пористость путем травления поверхности в соляной кислоте.

Наибольшее распространение получил электрохимический способ получения пористого хрома. Этот способ заключается в анодной обработке хромированных деталей в электролите того же состава. В зависимости от режимов хромирования пористость хромовых покрытий бывает двух типов - канальчатая и точечная.. При ремонте гильз цилиндров, втулок , коленчатых валов и подобных им деталей применяется канальчатый тип пористости. Такук> пористость и наименьший износ в условиях трения можно получить при хромировании в электролите, состоящем из 250 г Сг03 и 2,5 г H2S04 на 1 л воды, при температуре электролита ¦60+1 °С и катодной плотности тока 55… 60 А/дм2. Травление ведут при плотности анодного тока 35 …45 А/дм2 в течение 8 мин в том же электролите.

Точечная пористость образуется при хромировании в универсальном электролите при плотности тока 45… 55 А/дм2 и температуре 50… 55 °С. Анодную обработку проводят так же, как и при канальчатой пористости, т. е. при плотности тока 35… 45 А/дм2 в течение 8 мин.

Хромирование в саморегулирующемся электролите. В последнее время разработан новый хромовый электролит, называемый скоростным саморегулирующимся, его состав: хромовый’ ангидрид - 225… 300 г/л, кремнефтористый калий - 20 г/л и сернокислый стронций - 6 г/л.

В таком электролите выход по току при хромировании составляет 17… 22%. Саморегулирующимся он назван потому, что при электролизе в нем автоматически поддерживается необходимая концентрация анионов, вводимых в хромовый электролит. Это происходит в результате избыточного количества труднорастворимых солей кремнефтористого калия и сернокислого стронция, растворимость которых изменяется в зависимости от концентрации хромового ангидрида и температуры электролита.

Чтобы получить износостойкое покрытие в саморегулирующемся электролите, рекомендуют соблюдать следующие режимы хромирования: плотность тока 50… 100 А/дм2, температура электролита 45… 55°С. Молочные осадки можно получить при температуре электролита 55… 70 °С и плотности тока 20… 35 А/дм2. Микротвердость покрытий из саморегулирующегося электролита составляет 3000… 13 000 Н/мм2.

Недостаток такого электролита - сильное взаимодействие его со сталью и другими металлами, в результате чего происходит растравливание обрабатываемых поверхностей. Поэтому загружать детали в ванну необходимо только при включенном токе. Аноды для хромирования в саморегулирующемся электролите рекомендуется применять из сплава: 90% свинца и 10% гост олово . Чтобы приготовить саморегулирующийся электролит, в ванне хромирования растворяют нужное количество хромового ангидрида и доливают воду до рабочего уровня. Предварительно хромовый ангидрид подвергают анализу на содержание серной кислоты, которую удаляют из электролита путем добавления в него углекислого бария или стронция. На 1 г серной кислоты вводят 2,2… 2,3 г углекислого бария или 1,53 г углекислого стронция. После осаждения серной кислоты в электролит вводят нужное количество сернокислого стронция и кремнефтористого калия и нагревают до температуры 50…60°С. Нагревание длится 15… 16ч при периодическом перемешивании через каждые 2… 3 ч. После этого электролит готов к эксплуатации.

Корректируют электролит путем систематического добавления хромового ангидрида. Вместе с хромовым ангидридом вводят углекислый стронций. Кремнефторид калия и сернокислый стронций в количестве 1 г/л добавляют, когда поверхность отхромированных деталей приближается к 1 м2.

Контроль хромовых покрытий. В производственных условиях качество покрытий следует проверять внешним осмотром и замером размеров хромированных поверхностей. При внешнем осмотре необходимо обращать внимание на блеск, отслоение и плотность осадка, равномерность и отсутствие шелушения и другие видимые дефекты . Дефекты покрытий получаются в результате неисправностей в работе ванн хромирования, например отслаивание покрытия возникает в результате недостаточного обезжиривания и декапирования, а также при наличии перерывов тока в процессе хромирования. Шелушение осадков появляется при недостаточном контакте детали с подвеской или при повышенной плотности тока. Неравномерное покрытие может быть при образовании пленки хроматов свинца на анодах, недостатке серной кислоты, избытке трехвалентного хрома. Во избежание перечисленных выше дефектов, необходимо откорректировать электролит и устранить другие неполадки в работе ванн хромирования.

Оборудование. Схема расположения оборудования участка восстановления деталей хромированием приведена на рисунке 20.

Источники тока - выпрямители с напряжением 12 В ВАКГ-12/6-3000, ВАГГ-12/600М, ВАС-600/300 и другие, а также низковольтные генераторы АНД 500/250, 750/375, 1000/500, 1500/750. Ванны для гальванического участка изготавливают из листовой стали толщиной 4… 5 мм. Облицовка для ванн промывки и обезжиривания не требуется. Внутреннюю поверхность ванны хромирования облицовывают свинцом.

Рис. 20. Расположение оборудования
на участке восстановления
деталей хромированием:
1 - выпрямитель; 2 - электрощитг;
3 - ванна для электрохимического обезжиривания;
4 - ванна для горячей промывки;
5 - ванна для холодной промывки;
6 - ванна для декапирования;
7 - ванна для хромирования;
8 - ванна для улавливания электролита;
9 - шкаф сушильный; 10- стеллаж ремфонда;
11 - электротельфер;
12 - сборник-нейтрализатор;
13 - стол для монтажа и демонтажа.

Материалы. Ориентировочный расход материалов в граммах на 1 дм2 восстановленной поверхности для средней толщины покрытия 0,1 мм при хромировании в универсальном электролите приведен в таблице 13.

Себестоимость восстановления 1 дм2 поверхности хромированием в универсальном электролите при толщине покрытия 0,1 мм ориентировочно составляет 44,8 коп., 0,2 мм - 52,0 коп., 0,3 мм--58,6 коп.

Электролитическое железо имеет светло-серый цвет, обладает достаточно высокой твердостью и износостойкостью. Химический состав электролитического железа зависит от состава исходных материалов, используемых при электролизе.

При обычном осаждении с применением стальных растворимых анодов содержание примесей в покрытиях находится в пределах: 0,035 …0,06% С; 0,03 …0,05% S; 0,05 …0,01% Р, 0,0009… 0,023% Si; до 0,01% Мп.

В электролитических осадках железа имеются также примеси таких металлов, как Mg, Со, Ni и другие, обусловленные содержанием этих металлов в анодах и электролитах. Кроме этого, электролитическое железо содержит значительное количество водорода, выделяющегося на катоде вместе с железом. Атомный вес железа 55,85 г. Электрохимический эквивалент 1,042 г/А-ч.

Составы электролитов. На ремонтных предприятиях наибольшее распространение для железнения получили горячие хлористые электролиты, состоящие из двух компонентов: хлористого железа и соляной кислоты. В ремонтной практике чаще всего применяют четыре вида хлористых электролитов, отличающихся концентрацией железа.

Малоконцентрированный электролит содержит 200 …250 г/л хлористого железа (FeCl2-4H20). При температуре 60… 80 °С и плотности тока 30… 50 А/дм2 электролит обеспечивает получение плотных, гладких мелкозернистых осадков железа с твердостью 4500… 6500 Н/мм2, толщиной 1,0… 1,5 мм. Выход железа по току составляет 85… 95%. Скорость осаждения железа равна 0,4… 0,5 мм/ч на сторону. Электролит допускает колебание кислотности при электролизе от 0,8 до 1,5 г/л, которое незначительно отражается на механических свойствах покрытий. Недостатком этого электролита является постепенное увеличение концентрации железа в процессе электролиза в результате несоответствия между скоростью растворения анодов и скоростью осаждения железа на катоде, что вызывает затруднения при обслуживании ванны железнения.

Среднеконцентрированный электролит оптимальной концентрации содержит 300…350 г/л хлористого железа (FeCl2-4H20). Катодный выход железа из этого электролита при температуре 75 °С и плотности тока 40 А/дм2 составляет 96%. В этом электролите анодные и катодные выходы железа по току становятся примерно одинаковыми, концентрация железа остается почти неизменной и электролит длительное время по концентрации железа не требует корректировки. В настоящее время этот электролит нашел широкое применение на ремонтных предприятиях.

Среднеконцентрированный электролит содержит 400 …450 г/л хлористого железа. Электролит используется для восстановления деталей, имеющих достаточно высокие износы и сравнительно невысокую твердость. Электролит дает возможность получать гладкие плотные покрытия толщиной до 2 мм и твердостью 2500… 4500 Н/мм2. Электролит также находит применение для восстановления посадочных отверстий в корпусных, деталях.

Высококонцентрированный электролит содержит 600… 680 г/л хлористого железа. Электролит при температуре 95… 105°С и плотности тока 5…20 А/дм2 позволяет получать мягкие (120… 200 кг/мм2), вязкие покрытия толщиной 3… 5 мм..

За последнее время разработаны холодные электролиты, позволяющие применять более высокие плотности тока и обеспечивающие высокую производительность процесса.

Хлористый марганец МпС12-4Н20 Аскорбиновая кислота Двухлористое железо FeCl2-4H20 Хлористый марганец МпС12-4Н20 Хлористый калий КС1 (или) NaCl Аскорбиновая кислота Двухлористое железо FeCl2*4H20 Сернокислое железо FeS04*7H20 Двухлористое железо FeCl2-4H20 Метилсульфатное железо Fe (CH3OSO3) 2*4Н20

Хлористые электролиты без добавок, приведенные в таблице* позволяют получать качественные износостойкие покрытия толщиной 0,6… 1,0 мм и обеспечивать восстановление широкой номенклатуры изношенных деталей до нормальной работоспособности и номинальных размеров. Электролит, в состав которого» входят двухлористое железо и йодистый калий, обеспечивает по-пучение качественных осадков, железа’ при условии применения асимметричного переменного тока.

Присутствие аскорбиновой кислоты в электролитах позволяет вести электролиз в широких пределах значений pH от 1,8 до 6,0, что значительно упрощает регулирование кислотности электролита. Электролит, состоящий из двухлористого железа и метил-сульфатного железа, по сравнению с хлористым менее агрессивен и более устойчив к окислению. Покрытия, полученные из этого электролита, имеют меньшее количество трещин, обладают более равномерной структурой.

Приготовление и корректирование электролита. Для приготовления хлористого электролита используют двухлористое железо (Fe€l2-4H20).

Соляная кислота (НС1) применяется в виде водного раствора разной концентрации с плотностью от 1,14 до 1,20. Приготовление электролита производится в следующем порядке. В ванну заливают проточную или дистиллированную воду комнатной температуры и добавляют соляную кислоту из расчета 0,5 г/л воды. В подкисленную воду засыпают двухлористое железо, выдерживая требуемую концентрацию, и перемешивают до полного растворения. После растворения двухлористого железа электролит должен отстояться в течение 1 … 2 ч, пока не примет светло-зеленый цвет. Затем электролит проверяют на кислотность. Нормальная кислотность должна быть pH 0,8… 1,2. При необходимости добавляют недостающее количество кислоты в соответствии с ее плотностью, приведенной ниже.

Плотность кислоты, г/см3 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 1,20 Количество кислоты, г/л 20 19 18 17 16 15 14 Количество кислоты, см*/л……. 18 16,6 15,5 14,6 13,6 12,6 11,6

Приготовленный таким образом электролит следует проработать током при плотности 30 А/дм2 и соотношение поверхностей анодов и катодов Sa: SK = 2: 1 в течение двух часов.

Удельный вес электролита (плотность) г/см8 1,12 1,15 1,17 1,20 1,23 1,26 1,29 1,32 1,35
Концентрация железа, г/л … 200 260 300 350 400 450 500 550 600.
Контроль кислотности электролита можно осуществлять с помощью индикаторной бумаги «Рифан» с pH 0,3 …2,2 или потенциометров ЛПУ-01, ЛПМ-60.

: Хромирование. Вот нравится, когда на машинах-мотоциклах много всяких таких блестючих штук. А можно все это делать в домашних условиях, или обязательно нужны мощности промышленных предприятий?

Электрохимический процесс покрытия деталей в гальванической ванне, заполненной, например, разбавленным сульфатным электролитом. В качестве емкости подойдет стеклянная банка, электролит следующего состава: СrO3 – 150 г/л, H2SO4 – 1,5 г/л. Готовить на дистиллированной воде. Воду нагревать до 70 °С и в 2/3 объема растворяют СrO3. Затем доливают воду и перемешивают. Проводят анализ раствора на содержание в нем ионов SO4, в двуокиси хрома они присутствуют в виде примесей. После добавления необходимого количества H2SO4 электролит нужно проработать при t = 45-50 °С. Катодная плотность тока от 4 до 6 а/дм2. Время 4-6 часов – вполне достаточно для накопления в растворе ионов Сr. Электролит меняет цвет от темно-красного до темно-коричневого. Катод – стальная пластинка. Анод – из свинца. Затем идет процесс отстаивания. К пробному хромированию приступают через сутки. Электролит нагревают до 50 °С и выдерживают при этой температуре 3 часа. Затем завешивают пробную латунную деталь под током. Через час проверяют качество покрытия.

Кристаллики должны быть блестящими, а механические свойства таковы, что инструмент из режущей стали не оставляет следов. Если покрытие мягкое, то нужно провести дополнительную проработку в течение 2-х часов, с пробным хромированием. После хромирования детали подлежат обязательному кипячению в течение 1-1,5 часов в большом объеме воды. Затем 3 часа в сушильном шкафу при t = 130°С. Затем следует шлифование.

Аноды из сплава: Pb = 81-86%, Sn = 10-15%, Sb = 4% или чисто свинцовые. Во избежание окисления, аноды лучше опустить в подогретую воду и хранить до сборки приспособления. Если этого не было сделано, то с поверхности анодов нужно удалить корку, опустив их на 40 минут в электролит следующего состава: 100 г/л сегнетовой соли и 80 г/л NaON. Затем протереть тряпочкой.

Занятия модельной гальванотехникой начните с изготовления ванны. Прежде всего подберите кастрюлю на 10 л и трехлитровую стеклянную банку. Емкости меньшего размера лучше не применять - это может усложнить регулировку параметров процесса, да и при приведенных величинах объема ванны хватает лишь для хромирования 6-8 гильз цилиндров.

Склеив из 1-1,5 мм фанеры корпус, соберите ванну согласно приведенному рисунку и закройте все фанерным кольцом. Работа над ванной заканчивается вытачиванием крышки кастрюли и монтажом на ней ТЭНов и контактного градусника.
Теперь - электрооборудование. Для питания ванны можно использовать любой источник постоянного тока с подключенным на выходе электролитическим конденсатором 80 000 мкф X 25 В. Провода питания должны иметь сечение не меньше 2,5 мм2. Регулятором силы тока, заменяющим регулятор напряжения, может служить секционный реостат. Он включается последовательно с гальванической ванной и состоит из параллельных, включаемых однополюсными рубильниками секций. Каждая последующая имеет сопротивление вдвое больше предыдущей. Число таких секций 7-8.
На передней панели блока питания установите две розетки на 15 А, одну - нормальной полярности, другую - обратной. Это позволит быстро провести анодную обработку детали и перейти на хромирование простым переставлением вилки. Розетки с тремя выходами, чтобы не ошибиться в полярности (подключаются, конечно, только два гнезда).

Для поддержания постоянной температуры электролита ванна снабжается контактным градусником. Напрямую управлять работой ТЭНов он не может из-за больших токов, поэтому потребуется собрать несложное устройство, схема которого приведена на рисунках.

Электролитическая ванна:

1 -внутренний корпус (кастрюля объемом 10 л), 2 - корпус (фанера толщиной 1 - 1,5 мм), 3 - теплоизоляция (стеклоткань), 4 - теплоизолирующий слой (асбестовая крошка, песок, стекловата), 5 - трубчатый электронагреватель ТЭН, 6 - контактный градусник, 7 - трехлитровая стеклянная емкость (банка), 8-крышка (дельта-древесина).

Схема управляющего устройства.

Детали терморегулятора: транзисторы МП13 - МП16, МП39-МП42 (VТ1); 213-217 (VТ2) с любыми буквенными обозначениями; резисторы МЛТ-0,25, диод- Д226, Д202-Д205; реле -ТКЕ 52 ПОДГ или ОКН паспорт РФ4.530.810.
Наладка терморегулятора: если при закорачивании точек 1-2 реле не срабатывает, соединяют эмиттер и коллектор VII. Включение реле указывает на неисправность или малый коэффициент усиления VТ1. В противном случае неисправен транзистор VТ2 или он имеет недостаточный коэффициент усиления.
Собрав и наладив устройство ванны, можно приступать к приготовлению электролита. Для этого необходимо:
- налить в банку чуть больше половины подготовленной дистиллированной воды, подогретой до 50°,
- засыпать хромовый ангидрид и размешать,
- долить воду до расчетного объема,
- влить серную кислоту,
- проработать электролит 3-4 ч из расчета 6-8 А г/л.

Последняя операция нужна для накопления небольшого количества ионов Сr3 (2-4 г/л), присутствие которых благоприятно сказывается на процессе осаждения хрома.

СОСТАВЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Хромовый ангидрид - 250 г/л или 150 г/л
Серная кислота - 2,5 г/л или 1,5 г/л

НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О РЕЖИМАХ ХРОМИРОВАНИЯ!

Процесс хромирования в сильной степени зависит от температуры электролита и плотности тока. Оба фактора влияют на внешний вид и свойства покрытия, а также на выход хрома по току. Необходимо помнить, что с повышением температуры выход по току снижается; с повышением плотности тока выход по току возрастает; при более низких температурах и постоянной плотности тока получаются серые покрытия, а при повышенных - молочные. Практическим путем найден оптимальный режим хромирования: плотность тока 50-60 А/дм2 при температуре электролита 52° - 55° ±1°.
Чтобы быть уверенным в работоспособности электролита, в приготовленной ванне можно покрыть несколько деталей, подобных по форме и размерам рабочим образцам. Подобрав режим и узнав выход по току простым замером размеров до и после хромирования, можно приступать к покрытию гильз.
По предложенной методике накладывают хром на стальные, бронзовые и латунные детали. Подготовка их заключается в промывке поверхностей, подлежащих хромированию, бензином и затем мылом (с помощью зубной щетки) в горячей воде, зарядке в оправку и размещении в ванне. После погружения в электролит нужно подождать 3-5 с и затем включить рабочий ток. Задержка нужна для того, чтобы деталь прогрелась. Одновременно происходит активирование поверхности деталей из латуни и меди, так как эти металлы хорошо травятся в электролите. Однако больше 5 с ждать не следует - в составе этих металлов есть цинк, присутствие которого в электролите недопустимо.

ХРОМИРУЕМ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

На процессах нанесения хрома на алюминиевые сплавы нужно остановиться особо. Выполнение таких покрытий всегда сопряжено с рядом трудностей. Прежде всего это необходимость предварительного нанесения промежуточного слоя.
Сплавы алюминия, содержащие большое количество кремния (до 30%, сплавы марок АК12, АЛ25, АЛ26, САС-1), можно хромировать следующим образом:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХРОМОВОГО АНГИДРИДА
СгОа В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДЕЛЬНОГО ВЕСА РАСТВОРА

Промывка детали в бензине,
- промывка в горячей воде со стиральным порошком или мылом,
- обработка детали в растворе азотной и плавиковой кислот (отношение 5:1) в течение 15-20 с,
- промывка в холодной воде,
- установка детали на оправке и хромирование (загрузка в ванну под
током!).
Другое дело, если необходимо по¬крыть хромом сплав АК4-1. Его удается отхромировать только с помощью промежуточного слоя. К таким методам относятся: цинкатная обработка; по подслою никеля; через соль никеля; через анодную обработку детали в растворе фосфорной кислоты.
Во всех случаях детали подготавливают следующим образом:
- шлифование (и притирка);
- очистка (удаление жировых отложений после шлифовки в бензине
или трихлорэтилене, затем в щелочном растворе),
- промывка в проточной холодной и теплой (50-60°) воде,
- травление (для удаления частиц, оставшихся на поверхности после
шлифовки и притирки, а также для улучшения подготовки поверхности
детали к нанесению хрома).
Для травления используется раст¬вор едкого натра (50 г/л), время обработки 10-30 с при температуре раствора 70-80°.
Для травления сплавов алюминия, содержащих кремний и марганец, лучше использовать такой раствор, в весовых частях:
азотная кислота (плотность 1,4)-3,
плавиковая кислота (50%) - 1.
Время обработки деталей 30-60 с при температуре раствора 25-28°. После травления, если это гильза цилиндра, ее надо немедленно промыть в проточной воде и на 2-3 с опустить в раствор азотной кислоты (50%) с последующей промывкой водой.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Цинкование

Алюминиевые изделия при комнатной температуре опускают на 2 мин в раствор (едкий натр 400 г/л, сернокислый цинк 120 г/л, соль Рошеля 5-10 г/л. Или: едкий натр 500 г/л, окись цинка 120-140 г/л) при постоянном его перемешивании. Покрытие, достаточно равномерное и имеет серый (иногда голубой) цвет.
Если цинковое покрытие легло неравномерно, деталь опускают в стравливающий 50-процентный раствор азотной кислоты на 1-5 с и после промывки повторяют цинкование. Для магнийсодержащих сплавов алюминия двойное цинкование обязательно. Нанеся второй слой цинка, деталь промывают, заряжают в оправку и под током (без подачи напряжения цинк успевает частично раствориться в электролите, загрязняя его) устанавливают в ванне. Предварительно оправка с деталью погружается в стакан с водой, нагретой до температуры 60°. Процесс хромирования обычный.

Никелирование (химическое)
Если цинк не ложится на алюминий (наиболее часто это происходит на сплаве АК4-1), можно попытаться нанести хром через никель. Порядок работы таков:
- притирка поверхности,
- обезжиривание,
- травление 5-10 с в растворе
азотной и плавиковой кислот, смешанных в соотношении 3:1,
- никелирование.
Последняя операция-в растворе следующего состава: сернокислый никель 30 г/л, гипофосфит натрия 10-12 г/л, уксуснокислый натрий 10-12 г/л, гликоколь - 30 г/л. Составляется он сначала без гипофосфита, который вводится перед никелированием (с гипофосфитом раствор долго не хранится). Температура раствора при никелировании 96-98°. Можно использовать раствор и без гликоколя, тогда температура должна быть снижена до 90°. За 30 мин на деталь осаждается слой никеля толщиной от 0,1 до 0,05 мм. Посуда для работ - только стеклянная или фарфоровая, так как никель осаждается на все металлы восьмой группы периодической таблицы. Хорошо поддаются никелированию латунь, бронза и другие медные сплавы.
После осаждения никеля проводится термообработка для улучшения сцепления с основным металлом (200-250°, выдержка 1-1,5 ч). Затем деталь монтируется на оправке для хромирования и опускается на 15- 40 с в раствор 15% серной кислоты, где обрабатывается обратным током из расчета 0,5-1,5 А/дм2. Происходит активирование никеля, удаляется окисная пленка, и покрытие приобретает серый цвет. Кислота должна применяться только химически чистая (в самом крайнем случае аккумуляторная). Иначе никель приобретает черный цвет, и хром на такую поверхность никогда не ляжет.
После этого оправку с деталью загружают в ванну хромирования. Вначале дают ток в два раза больший, затем в течение 10-12 мин его уменьшают до рабочего.
Дефекты химического никелирования:
- никелирование не происходит:т деталь не прогрелась, следует подождать некоторое время,
- пятна на поверхности (характерно для АК4-1): плохая термообработка детали, нужно ее термообработать при 200-250° в течение 1,5-2 ч.
Удаление никеля с алюминиевых сплавов можно производить в растворе азотной кислоты.
Иногда в процессе никелирования происходит саморазряд - выпадение порошкообразного никеля. В этом случае раствор выливают, а посуду обрабатывают раствором азотной кислоты для удаления с ее поверхности никеля, который будет мешать осаждению на детали.
Хотелось бы отметить, что никель-фосфор сам по себе обладает весьма интересными свойствами, не присущими хромовым покрытиям. Это равномерность слоя на поверхности деталей (после осаждения доводки не требуется); высокая твердость после термообработки (режим 400° в течение часа дает твердость покрытия НУ 850-950 и больше); низкий коэффициент трения по сравнению с хромом; очень незначительное расширение; высокий предел прочности при растяжении.
Никель-фосфор без дальнейшего нанесения хрома может использоваться не только как промежуточное покрытие на гильзах, но и как рабочее, снижающее трение и износ, для золотников и поршневых пальцев. После двух лет активной эксплуатации двигателя с деталями подобной отделки на них отсутствовала явная выработка, характерная для стальных каленых поверхностей.

Нанесение хрома через соль никеля
Весь процесс сводится к следующему:
- травление в растворе едкого натра (50 г/л, т=80°, 20 с),
- промывка в проточной воде,
- нанесение 1-го промежуточного слоя (хлористый никель, 1 мин),
- стравливание промежуточного слоя в растворе азотной кислоты (раствор кислоты 50%, 1 мин),
- нанесение 2-го промежуточного слоя (хлористый никель, 1 мин),
- промывка водой,
- травление (азотная кислота 50%, 15 с),
- промывка в проточной воде,
- загрузка в ванну хромирования под током.

Нанесение хрома через анодную обработку
Вместо промежуточных слоев можно выполнять анодную обработку в растворе 300-350 г/л фосфорной кислоты при температуре 26-30°, напряжении на зажимах 5-10 В и плотности тока 1,3 а/дм2. Ванну сле¬дует охлаждать. Для сплавов, содержащих медь и кремний, применяют раствор 1 50-200 г/л фосфорной кислоты. Режим - 35°, время обработки 5-15 мин.
После анодной обработки следует провести кратковременную катодную обработку в щелочной ванне, которая частично снимает оксидный слой. Как показали исследования, в процессе анодной обработки алюминиевых сплавов в фосфорной кислоте на деталях образуется шероховатая поверхность, которая способствует прочному сцеплению наносимого впоследствии покрытия.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ОПРАВКИ

Хромирование гильзы

Для выполнения работ с гильзой цилиндра изготавливается оправка. Ее устройство понятно из приведенного рисунка, остановимся лишь на отдельных деталях.
Анод - стальная шпилька; с одного ее конца на длине 50-60 мм наплавляется свинец с сурьмой (7-8%). Свинец протачивается по наружному диаметру до 6 мм (для гильз рабо¬чим 0 15 мм). С другой стороны шпильки нарезается резьба для фиксации провода.
Катодом служит кольцо с внутренним диаметром, на 0,5 мм превышающим внутренний размер гильзы. В него вчеканивается отрезок изолированного провода. Медные и латунные проводники лучше не использовать - электролит растворяет их, и контакт может быть нарушен.Перед монтажом оправки в ванне полезно проверить надежность контактов тестером.

Оправка для хромирования гильзы цилиндра:
1 - крышка (винипласт), 2 - верх¬няя часть оправки (фторопласт), 3 - нижняя часть оправки (фторо¬пласт), 4 - анод (сталь), 5 - катод, 6 - сквозное окно для прохода электролита, 7 - покрываемая гильза, 8 - насадка-изолятор.

Оправка для хромирования вала и поршневого пальца:
1 - анод, 2 - катод, 3 - коленвал, 4 - конусная оправка, 5 - поршневой палец.

Хромирование стальных деталей
(коленвал, палец кривошипа, палец поршня, обоймы подшипников)
Хромирование стальных деталей ведется по следующей технологии:
- удаление жировых пятен с помощью бензина,
- промывка в горячей воде с мылом,
- обработка детали обратным током в течение 2-3 мин,
- переключение в режим хромирования с током, в 2-2,5 раза большим расчетного, и постепенное снижение тока в течение 10-15 мин.
Расчетный ток определяется пе¬ремножением площади хромируемой поверхности на ток процесса. Для стали последняя величина - 50 А/дм 2. При хромировании, например, посадочного места под коренной подшипник на коленвале двигателя КМД-2,5 расчетный ток будет равен 0,03 дм2Х50 А/дм 2= 1,5 А.
Для хромирования пальца кривошипа понадобится новая оправка. Как и при обработке коленвала, все открытые участки поверхности закрываются клеем «АГО». Анод вытачивается из стали с последующей заливкой свинцом и расточкой отверстия под палец. Применение стальной детали объясняется необходимостью обеспечить надежный контакт - в свинце резьбовые соединения ненадежные. Расчеты токов аналогичны. Работа проводится в оправке вала с помощью специальной насадки.
Практически ничем не отличается хромирование подшипников. Единственное - для предохранения внутренней части детали ее заполняют солидолом или другой консистентной смазкой, которая после нанесения покрытия вымывается бензином.

Оправка для хромирования внешней обоймы шарикоподшипника:
1 - корпус оправки подшипника,
2 - шарикоподшипник, 3 - фигурная гайка, 4 - анод (свинец), 5 -
центральная часть оправки для хромирования, 6 - катод (сталь), 7 -
крышка, 8 - сквозное окно для прохода электролита.

ДЕФЕКТЫ ХРОМИРОВАНИЯ И ИХ ПРИЧИНЫ

1. Хром не оседает на изделие:
- плохой контакт у анода или катода,
- мало сечение проводников,
- на поверхности анода образовалась толстая пленка окислов (удаляется в растворе соляной кислоты),
- мала плотность тока,

- мало расстояние между электродами,
- избыток серной кислоты.
2. Покрытие отслаивается:
- плохое обезжиривание поверхности,
- нарушалась подача тока,
- колебание температуры или плотности тока.
3. На поверхности хрома - кратеры, отверстия:
- на поверхности детали задерживается водород - изменить подвеску так, чтобы газ свободно удалялся,
- на поверхности основного металла имеется графит,
- поверхность основного металла окислена, пориста.
4. На выступающих частях утолщенное покрытие:
- повышенная плотность тока.
5. Покрытие жесткое, отслаивается:
- мала плотность тока, повышена температура электролита,
- в процессе хромирования изменялась температура электролита,
- в процессе шлифования изделие перегрелось.
6. Хром не оседает вокруг отверстий детали:
- большое выделение водорода - закрыть отверстия пробками из
эбонита,
- избыток серной кислоты.
7. На покрытии коричневые пятна:
- нехватка серной кислоты,
- избыток трехвалентного хроме
(более 10 г/л) - выдержать ванну под током без деталей, увеличив
поверхность анодов и уменьшив - катодов.
8. Мягкое «молочное» покрытие:
- высока температура электролита,
- мала плотность тока.
9. Покрытие матовое, неровное, трудно притирается:
- нехватка хромового ангидрида,
- велика плотность тока,
- нехватка серной кислоты,
- избыток трехвалентного хрома.
10. Покрытие пятнистое и матовое:
- в процессе хромирования прерывалась подача тока,
- изделие перед загрузкой было холодное.
11. В одних местах покрытие блестящее, в других матовое:
- велика плотность тока,
- низка температура электролита,
- неодинакова плотность тока на выступающих и углубленных частях
детали.

Оправка для хромирования пальца кривошипа:
1 - коленвал (он же катод), 2 - сквозное окно для прохода электролита, 3 - анод, 4 - винт крепления крышки, 5 - детали оправки (фто¬ропласт).

Концентрация хромового ангидрида в электролите контролируется с помощью ареометра. Концентрацию же серной кислоты удается определять лишь, к сожалению, косвенно, по качеству покрытия.
В процессе хромирования идет испарение электролита. В этих случаях доливают воду до нужного уровня. Делается это без установки деталей - возможно изменение температуры электролита.
После хромирования все изделия подвергают термообработке в течение 2-3 ч для удаления водорода, при температуре 150-170°. Все работы ведутся под вытяжным приспо¬соблением, в резиновых перчатках и в очках.

Есть один способ хромирования в домашних условиях , который не требует специальной ванны, очень компактен и позволяет контролировать качество поверхности уже в процессе хромирования. Речь идет о так называемой «гальванической кисти». Для ее изготовления понадобится щетина от обычной художественной или малярной кисти, пучок которой в диаметре будет составлять 2-2,5 см. Щетину плотно обматываем свинцовым проводом (сгодится и луженый медный) оставляя немного места для вставки в корпус. Корпус кисти изготовляется из оргстекла или аналогичного материала. Это пустотелый цилиндр или усеченный конус, с одного торца которого вставляется щетина, а на другом крепится диод Д303-Д305. Кроме того в корпусе есть отверстие, в которое заливается электролит.

Кроме этого нам нужен трансформатор на 12 вольт с током 0,8-1 А – пойдет китайский блок питания для мелких приемников. Плюс с трансформатора идет на анод диода, катод диода соединяется с обмоткой щетины. Минус – на зажим-крокодильчик, который будет крепиться на хромируемую деталь. (Кстати, в случае, если трансформатор заменить аккумулятором, то диод не нужен).

Перед хромированием детали обязательно нужно очистить и обезжирить. От качественности проведенной очистки полностью зависит качество покрытия. Итак, краску снимаем шкуркой, удаляем грязь, жир и ржавчину сначала механически, потом обезжириваем в растворе едкого натра (100-150 г), кальцинированной соды (40-50 г), канцелярского клея («жидкое стекло», силикатный клей – 3-5 г) на 1 литр воды. Обезжиривающий раствор нагревают до 80-100 градусов и, в зависимости от степени загрязненности, держим деталь от четверти часа до одного часа. Чем ровнее и чище поверхность, тем прочнее сцепка с покрытием.

Закрепив крокодильчик на детали, залив в кисть электролит, начинаем равномерно перемещать кисть по поверхности детали. Имейте в виду, что покрытие достаточной толщины получится, если пройтись по одному и тому же месту раз 20-25. Следите при этом за степенью расхода электролита и доливайте по мере расходования.

По окончании работ промойте деталь под проточной водой, отполируйте влажной тряпкой и снова промойте под водой. Просушите.

Вот рецепты электролитов в зависимости от задач (все в граммах!):

Электролит для меднения:
Медный купорос (сернокислая медь) 200
Серная кислота 50
Этиловый спирт или фенол 1-2

Электролит для никелирования:

Сернокислый никель 70
Сернокислый натрий 40
Борная кислота 20
Хлористый натрий 5

Электролит для хромирования:
Хромовый ангидрид 250
Серная кислота (уд. в. 1,84) 2,5

Электролит для цинкования:
Сернокислый цинк 300
Сернокислый натрий 70
Алюминиевые квасцы 30
Борная кислота 20

Электролит для серебрения:
Хлористое серебро свежеосажденное 3-15
Железосинеродистый калий 6-30
Сода кальцинированная 20-25

Электролит для золочения:
Хлорное золото 2,65
Железосинеродистый калий 45-50
Сода кальцинированная 20-25

Приготовляется электролит так: в 200-300 мл дистиллированной воды растворяем первое по рецепту вещество, потом второе, третье… и доливаем раствор до 1 литра (все той же дист. водой). Храните электролиты в хорошо укупоренных бутылках с притертыми пробками. Да, и учтите, что иногда нужен промежуточный слой – например, чтобы никелировать сталь, нужно сначала покрыть ее тонким слоем меди. То же относится к бронзе.

Кому нужно практически

Напомню вам еще информацию про технологии, вот например вспомните про или Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

В современном мире практически всё можно изготовить своими руками. В магазинах продаются специальные материалы, оборудование, а главное, легко можно найти информацию, помогающую освоить новые навыки. Ежегодно автолюбители тратят огромные денежные средства на обслуживание своей машины и уход за ней. Чтобы исключить некоторые финансовые затраты, водитель может самостоятельно осуществить хромирование в домашних условиях. Это позволит минимизировать посещение автосервиса, да и сама процедура довольно интересная. Хромированию подлежат металлические и пластиковые материалы и детали. Благодаря этой процедуре, авто будет выглядеть привлекательнее.

Коротко о хромировании

Под хромированием понимают процесс нанесения на поверхности, сделанные из металла и пластика, хрома с целью декорирования или для предотвращения возникновения коррозии. Процедура позволяет также увеличить твердость поверхности. Нельзя не отметить, что реагенты, которые используются при хромировании, токсичны так же, как и отходы процесса, поэтому работать необходимо очень аккуратно и в специальной одежде, применяя средства защиты.

Методы хромирования деталей

В наше время существует много разновидностей хромирования. Выделяют три основных вида процесса:

• Гальванический.
• Химический.
• Хромирование золочением – суть метода заключается в нанесении на поверхность тончайшего слоя золотого металла, который предотвращает появление коррозии и придает великолепный вид деталям. После обработки материал становится плотным и износостойким.

Чтобы осуществить хромирование деталей в домашних условиях, как правило, используют химический метод. Очень важно помнить о необходимости соблюдения техники безопасности.

Гальванический способ

Суть этого метода заключается в необычном нанесении хрома – с помощью электрического тока. Вследствие такого воздействия, материал приобретает совершенно уникальные свойства: поверхность утолщается, повышается устойчивость к ржавчине, внешний вид становится более привлекательным. Во время работы металлическое вещество наносится в три слоя.

Химический способ

Метод заключается в химической реакции, происходящей между реагентами. Рекомендуется перед обработкой хромом нанести тончайший слой меди. Для покрытия поверхности хромом обязательно использование фтористого хрома, гипофосфата натрия, лимоннокислого натрия, охлажденной уксусной кислоты, раствора едкого натрия и дистиллированной воды.

Технологии хромирования

Для того чтобы изделие получилось износостойким, привлекательным и максимально устойчивым к внешним факторам, необходимо следовать технологии хромирования. Человек, ни разу в жизни не производивший такую процедуру, задается вопросом: «как хромировать детали?».

Начинается процесс с подготовки деревянного короба: его обивают стеклотканью и делают термос, утепляя минеральной ватой (можно песком). Ёмкость из стекла помещается в пластиковый таз. Далее, необходимо присоединить «крокодилы» к минусу (они выступают в качестве катода), а затем закрепить анод. Для равномерного нанесения покрытия устанавливается закрепитель детали.

Хромирование своими руками в домашних условиях осуществляется через сутки после приготовления смеси. Температура должна быть в пределах 50 градусов. После завершения работы детали необходимо очистить с помощью воды и просушить.

Подготовка рабочего места

Хромирование своими руками в домашних условиях требует серьезной подготовки рабочего места. Как отмечалось выше, эта процедура токсична и наличие хорошей вентиляции обязательно. Кроме того, рабочее место должно обеспечивать безопасность человека.

Перед началом работы необходимо подготовить поверхность, все требуемые инструменты и материалы, а также надеть спецодежду. Наличие плотного фартука, резиновых перчаток, защитных очков и респиратора обязательно.

Оборудование

Начиная работу, мастер должен иметь под рукой все необходимые материалы и оборудование. К ним относятся:

• стеклянные ёмкости;
• теплоизоляционные изделия;
• стеклоткань;
• пластиковое ведро или таз;
• деревянный короб;
• «крокодилы»;
• закрепитель для деталей;
• аноды: стержневой и пластинчатый.

Закончив с подготовительным этапом, мастер может начинать приготовление смеси – электролита.

Источник питания

В качестве источника питания при хромировании деталей выступает реостат, который отлично регулирует выходное напряжение.

Состав и методика подготовки электролита

Для приготовления электролита понадобится хромовый ангидрид в количестве 250 г, серная кислота – 2,5 г. Очищенная вода, подогретая до 60 градусов, заливается в ёмкость (понадобится 1 литр) с добавлением химической смеси. Далее, необходимо хорошо перемешать средство до полного растворения, добавив в него кислоту. Полученный электролит должен стать бордового цвета. Для этого его «гоняют» в течение четырех часов током силой 6,5 А. Смесь настаивается в прохладном месте около 24 часов.

Подготовка поверхности

Перед началом обработки поверхность каждой детали необходимо подготовить. Для этого нужно выполнить следующие операции:

• с поверхности детали удаляются пыль, грязь и ржавчина;
• область воздействия тщательно вымывается и высушивается;
• поверхность обезжиривается с помощью бензина.

Проигнорировав одно из вышеперечисленных действий, мастер рискует получить плохой результат. Нанесение будет некачественным, а поверхность непривлекательной.

Хромирование

С чего начать, и как хромировать детали в домашних условиях? После подготовки рабочего места и поверхности, а также смеси для процесса – электролита, можно приступать к операции. Этапы процесса хромирования приведены ниже:

• Электролит нагревается до температуры 50–60 градусов.
• Деталь размещается так, чтобы ни одна сторона не соприкасалась с краями ёмкости.
• Затем происходит подача напряжения.
• После окончания работы деталь вымывается и тщательно высушивается.

Все работы обязательно проводятся в спецодежде.

Способ хромирования пластика дома

Алгоритм хромирования довольно прост и идентичен как для металлической, так и для пластиковой поверхности. Деталь аккуратно помещается в электролит заданной температуры, а затем подается напряжение.

Возможные дефекты и их причины

При неправильной подготовке изделия, а также несоблюдении технологии возможны дефекты поверхности хромированной детали. К причинам, влияющим на результат покрытия, следует отнести:

• Не соблюден температурный режим.
• Раствор подготовлен неверно, концентрация веществ не соответствует нормам.
• Подача тока осуществлена с нарушением параметров.
• Подготовка рабочей поверхности выполнена некачественно.
• В растворе выявлены примеси и другие частицы.

В результате влияния одной из причин, хромированная поверхность может иметь шероховатости, темные пятна, пузыри и трещины, отслаиваться, обладать слабым блеском, шелушиться и иметь совершенно нетоварный вид. Поэтому очень важно правильно подготовить поверхность и соблюдать технологию.

Нюансы технологии

Для качественного покрытия поверхности хромом лучше всего перед началом процесса обработать деталь кислотными средствами или другой грунтовкой. Такая операция обеспечит качественное нанесение и длительный срок эксплуатации.

Очень важно обезжирить поверхность перед началом работы. Для этого можно воспользоваться растворителем и антисиликоном. С помощью наждачной бумаги рекомендуется удалить глянец. Следующим этапом должно быть нанесение грунта. После его высыхания поверхность готова к покрытию.

Заключение

Покрыть металлическую и пластиковую поверхность хромом с легкостью можно в домашних условиях. Алгоритм прост и доступен для каждого человека. Главное – соблюдать правила нанесения, пропорции элементов, из которых готовится электролит, не пренебрегать техникой безопасности и периодически ухаживать за хромированным изделием. В случае ошибки, качество покрытия может значительно снизиться, но не стоит расстраиваться – процедуру можно провести повторно.

В настоящее время проблемы хромирования в домашних условиях стоят довольно остро. Причиной тому является довольно высокий ценник на подобные услуги со стороны специализированных мастерских. и узлов механизмов не только придает им весьма эффектный и привлекательный внешний вид, но и улучшает ряд технико-эксплуатационных показателей. Так, слой хрома, нанесенный тем или иным методом, предотвращает коррозию стали, а значит, продлевает срок полезной эксплуатации изделия. По заверению металловедов, хромирование также увеличивает показатели фрикционной износостойкости, и даже повышает усталостную прочность конструкции из металла.

Общие положения

Технология процесса довольно проста, ее элементарно можно воссоздать в домашних условиях. Хромирование - нанесение поверхностного или диффузионного слоя на изделие из стали либо пластика.

Нанести слой можно несколькими принципиально разными методами:

• гальваническая ванна;
• гальваническая кисть;
• газопламенное напыление;
• ионно-плазменные технологии.

Последние два метода являются очень энергоемкими и требуют дорогостоящего оборудования. Не подходят для обработки деталей в домашних условиях. Хромирование, полученное с использованием газопламенного напыления, гораздо более качественное. Но наилучший результат дает в тлеющем разряде вакуумной камеры, так как в этом случае атомы проникают вглубь изделия, и слой имеет очень хорошие адгезионные свойства.

Преимущества и недостатки гальванической кисти

Основным преимуществом так называемой гальванической кисти является отсутствие ограничений по габаритным размерам обрабатываемого изделия. Возможности же гальванической обработки ограничены размерами самой ванной. Хромирование в домашних условиях больших и увесистых изделий трудно реализовать на практике: потребуется большой бак, кран-балка для подъема тяжелых изделий, большой объем раствора и т. д.

Нанести слой качественно и ровно, чтобы поверхность была однородной и блестящей, сможет далеко не каждый обыватель. С такой задачей по силам справиться лишь профессионалам, которые занимаются подобными работами давно и на постоянной основе. Это является основным недостатком данного метода.

Для хромирования деталей в домашних условиях наиболее часто обустраивают простейшую гальваническую ванну.

Правила и требования техники безопасности при проведении гальванических работ

Запрещается эксплуатировать установку в помещении, в котором проживают люди. Идеальное место для организации производства - гараж или сарай на улице.

Летом, когда на улице тепло, можно обустроить мини-участок гальванической обработки прямо на улице под крышей веранды. В условиях города в многоэтажках для хромирования в домашних условиях допустимо использовать площадь балкона. При этом рама, если она имеется, должна быть открыта нараспашку, а двери и окна в квартиру должны быть закрыты.

В обязательном порядке с целью не допустить поражения электрическим током и избежать вредного воздействия химически активных элементов необходимо работать в промышленных прорезиненных перчатках для электриков. Чтобы минимизировать вредное воздействие ядовитых испарений, необходимо надеть промышленный противогаз или респиратор. Для защиты от брызг используются очки и фартук из плотной прорезиненной ткани.

Необходимый инструмент и комплектующие изделия

Для реализации гальванического хромирования в домашних условиях понадобится купить или найти следующие элементы для сборки установки:

• стеклянный бак (в бытовых условиях идеальным заменителем является обычная банка для закаток объемом три литра);
• ванна из неметаллического материала (хорошо подойдет для этих целей пластмассовый тазик);
• теплоизоляционные материалы;
• нагреватель (обычно используется спираль кипятильника);
• анод (для изготовления этого элемента идеально подходит сплав свинца с сурьмой с массовой долей первого 93 %, материал довольно дефицитный, поэтому при химическом хромировании в домашних условиях наиболее часто применяется свинец технической чистоты);
• катод представляет собой своеобразную клемму, которая замыкается на обрабатываемую заготовку);
• ртутный лабораторный термометр;
• оснастка, которая позволяет подвесить деталь в ванной;
• крышка для ванной (хорошо подходит материал древесины и фанера);
• преобразователь переменного тока в постоянной с возможностью регулирования сопротивления; для обеспечения протекания физико-химических процессов по всему объему банки, минимальная сила тока должна составлять 18 ампер.

При желании и соответствующей квалификации можно реализовать контролируемый процесс хромирования в домашних условиях. Технология предусматривает протекание гальванических процессов при определенной температуре (в зависимости от площади поверхности изделия, объема жидкости и т. д.) с целью получения максимального полезного эффекта и качества слоя.

Выше представлена простейшая схема установки. Цифры на ней означают: 1 - стеклянную емкость (банку), 2 - анод (или аноды), 3 - хромируемую деталь (катод), 4 - раствор электролита.

Для контроля температуры понадобится простейшая термопара и потенциометр. Подобное оборудование можно без труда найти на блошиных рынках.

Нужно ли проводить очистку поверхности изделий?

Результат процесса зависит от множества факторов. Но самое большое влияние имеет, безусловно, качество и чистота поверхности, на которую будет наноситься слой хрома. Чтобы рационально использовать время, все работы по подготовке деталей рекомендуется проводить во время подготовки и нагрева электролита. Подогрев электролита до рабочей температуры занимает не более трех часов.

Поэтому можно сказать, что очистка поверхности изделий - это очень важный этап технологического процесса. И если пренебречь им, то качество хромированного слоя будет очень плохим, и в скором времени такое покрытие начнет вздуваться и слезать.

Как правильно производить очистку поверхности

Самый лучший способ произвести очистку поверхности от жировых пятен и грязи - погрузить их в В производственных условиях так и поступают. Это весьма эффективных метод. В настоящее время можно сравнительно недорого приобрести маленькую ванну. Но подобные затраты оправдают себя лишь в том случае, если планируется регулярно и часто ставить режимы хромирования.

Обычно же люди очищают детали вручную. Да, такой метод менее производительный, и качество очистки порой тоже не такое хорошее, но все же это хорошая альтернатива приобретению ванной ультразвуковой очистки.

Считается, что лучше всего хромировать поверхности с небольшой шероховатостью. Так обеспечивается хорошее и надежное адгезионное взаимодействие материалов. Поэтому рекомендуется пройтись по детали наждачной мелкозернистой бумагой.

Моечная операция

При промывке изделия первым делом необходимо сполоснуть его в воде (желательно проточной). Это устранит грубые посторонние частицы. Следующим этапом нужно обезжирить деталь. Спирт и ацетон при высыхании оставляют незначительные потеки. Поэтому рекомендуется приготовить специальный раствор: на один литр воды добавить 150 граммов едкого натра, 50 грамм соды (кальцинированной) и 5 грамм силикатного клея.

Приготовленный раствор подогревается до температуры не менее 90 градусов по Цельсию, и в него на 20 минут помещаются детали. После извлечения из емкости с чистящим раствором изделия извлекаются и просушиваются, затем можно проводить дальнейшие технологические операции.

Приготовление электролита

Подготовить раствор электролита можно без проблем и в домашних условиях. Хромирование протекает в растворе серной кислоты и хромового ангидрита в воде. Такой раствор носит название электролита. Концентрация серной кислоты - приблизительно 3 грамма на литр воды, хромового ангидрида - около 300 граммов.

К чистоте воды также предъявляются особые требования. Обычная водопроводная вода здесь непригодна: из-за большой концентрации примесей процесс будет протекать непредсказуемо, а результат будет очень плохого качества. Таким образом, для приготовления раствора нужно купить дистиллированную воду в достаточном количестве.

Перед добавлением компонентом раствора воду необходимо подогреть до 60 градусов по Цельсию. Это дает гарантию полного растворения всех компонентов и получения качественного электролита для хромирования в домашних условиях. Гальваника - это та отрасль науки и техники, которая требует предельного внимания и точности от исполнителя и руководителя работ. Хромовый ангидрид - очень токсичное и опасное соединение. Поэтому с ним можно работать только в хорошо проветриваемых местах. Лучше всего использовать шкаф для химических реактивов с мощной вытяжкой. Если серьезно подойти к делу, то такой шкаф можно и нужно смастерить своими руками. Хромирование в домашних условиях должно выполняться в строгом соответствии со всеми требованиями и правилами безопасности.

Подготовка электролита к работе

Перед погружением в электролит изделия, необходимо пропустить ток через раствор «вхолостую». В том случае, если все параметры системы были просчитаны правильно, и ток подобран нужной величины, раствор должен приобрести темно-коричневый оттенок. Общая рекомендация такова: чтобы обеспечить протекание процесса по всему объему электролита, необходим ток величиной шесть с половиной ампер на один литр жидкости. Ток пропускается в течение 4 часов.

После того как жидкость потемнела, ей необходимо отстояться. Поэтому в течение как минимум одних суток ванну нельзя трогать.

Гальваническое хромирование

Предварительно необходимо сообщить температуру рабочей среде (электролиту) 53 градуса по Цельсию. Это обеспечит наиболее выгодные условия для протекания всех процессов.

Затем необходимо подвесить изделия на опору так, чтобы оно полностью окуналось в электролит. Необходимо выждать некоторое время (минут 5-10) для того, чтобы температура между электролитом и изделием уравнялась.

Как только выявлены закономерности образования слоя и его зависимости от времени подачи напряжение, состава электролита и т.д., можно приступать к массовому изготовлению изделий.

Особенности хромирования пластика своими руками в домашних условиях

Использовать гальваническую ванную при нанесении покрытий на изделия из пластика не представляется возможным ввиду того, что пластмасса является диэлектриком (за исключением специальных материалов, разработанных для специфических задач) и не проводит ток, а значит, не может выступать в роли катода в электрической схеме.

Поэтому изделия из пластмасс покрывают декоративным слоем хрома по совершенно другой технологии: изначально на изделие наносятся два-три слоя защитного вспомогательного покрытия, а уж затем слой хрома. И несмотря на небольшую толщину такого слоя, он служит неплохо и вполне справляется с задачами, которые были на него возложены.

Подготовка изделий из пластика к хромированию

Так же как и изделия из сталей и металлических сплавов, пластмассовые элементы конструкции также должны пройти перед хромированием хорошо вымываться и обезжириваться. Не лишней будет и обработка всех поверхностей мелкозернистой наждачной бумагой. Такой комплекс операций обеспечит надежный контакт между пластиком и наносимыми слоями металлов.

Обработка в растворе серной кислоты

Обязательным этапом подготовки к металлизации изделий из пластмасс является операция травления. Суть данной операции заключается в следующем. Подготавливается специальный раствор (60 грамм хромового ангидрида, 150 грамм ортофосфорной кислоты (преобразователь ржавчины), 560 грамм серной кислоты на один литр дистиллированной воды). Изделия погружаются в раствор на определенное время. Какое время понадобится конкретно - сказать сложно. Оно определяется опытным путем и зависит от множества факторов. Таким образом, хромирование пластика в домашних условиях не отличается повторяемостью и постоянством, и каждый новый режим может проходить со своими особенностями. Немаловажный момент: до погружения в ванну пластмассовых изделий температура среды должна достигать не менее 50 градусов по Цельсию.

Лишь после проведения всех указанных операций можно приступать к нанесению металлического покрытия.

Хромирование деталей – это процесс металлизации хромом с целью придания поверхности физико-механических и химических свойств и характеристик, которые отличаются от исходного материала детали. Хромирование используется с целью повышения коррозионностойкости, эрозионностойкости, механической стойкости, декоративной отделки и прочего.

Процесс хромирования деталей

Способы нанесения слоя хрома на поверхность металлизируемой детали отличаются методами схватывания (удержания) между собой. Классифицировать их можно следующим образом:

1. адгезионное схватывание (за счет механического воздействия);
2. за счет металлических связей:
   1. диффузионная зона в пределах границы двух поверхностей;
   2. диффузионная зона всего покрывающего слоя.

Технология хромирования подразумевает несколько этапов:

• подготовительный;
• процесс нанесения;
• заключительный.

Подготовительный этап. На этой стадии выполняются те типы работ, которые позволят слою хрома надежно закрепиться и удерживаться на поверхности длительное время. Перед хромированием изделий они подвергаются шлифовке, а при необходимости полируются. После финишной операции изделия промываются, сушатся и протираются мягким материалом. Те поверхности (отверстия, внутренние полости), которые не подлежат металлизации, подвергаются изолированию. Детали устанавливаются (вывешиваются) на приспособлении, которое предназначено для введения деталей в зону обработки. Производится обязательный процесс обезжиривания. Выполняется декапирование, позволяющее повысить способность к адгезии.

Процесс нанесения хрома на поверхность. Технология хромирования деталей, в зависимости от метода нанесения, происходит тремя видами:

1. в холодном состоянии;
2. в нагретом состоянии;
3. диффузией.

Например, во время электролитического метода изделия помещаются в ванну с раствором-электролитом. Рабочая температура электролита зависит от его состава. Заданная температура должна сохраняться на протяжении всего процесса, что гарантирует однородную структуру наносимого слоя и равномерную толщину.

Металлизируемые изделия выполняют роль анода. Продолжительность процесса хромирования напрямую зависит от требуемой толщины покрытия.

После нанесения хрома изделия подвергаются сушке. Если сушку проводить в сушильном шкафу, то ее продолжительность составит 5-10 минут при температуре 85°С-100°С. Если сушку проводить методом обдува сжатым воздухом, то ее продолжительность составит 0,5-3 минут при температуре 18°С-25°С.

Для повышения прочности и твердости покрытого слоя он подвергается термической обработке. Продолжительность выдерживания в печи составляет несколько часов при температуре порядка 200°С.
Толщина покрытия, нанесенного на сталь колеблется от 0,003 мм до 0,025 мм. Если использовать изменение полярности тока (реверс), то толщину хромирования доводят до 0,03 мм.

Виды хромирования

Согласно классификации процесс металлизации, происходящий за счет механического сцепления, относится к первой группе, а за счет атомарных механических связей – ко второй группе. Вторая группа делится на две подгруппы:
2а — приграничная диффузия;
2б – полная диффузия.

В группу 1 входят следующие методы хромирования:

• электротехническое покрытие;
• электродуговое или газопламенное распыление (пульверизация);
• химическое нанесение;
• вакуумное нанесение в холодной среде.

К группе 2 относятся:

• плазменное напыление;
• электрофорез;
• вакуумное нанесение в нагретой среде;
• электротехническое покрытие с последующим отжигом;
• осаждение чистого металла из соединений карбонатов в газовой среде;

• диффузионное нанесение элементов.

Твердое хромирование

Твердое хромирование нашло широкое применение при изготовлении деталей, подвергающихся высокому износу, активной коррозии в агрессивных средах, при восстановлении металлических деталей, для увеличения срока эксплуатации инструментов (режущего, измерительного), а также для декоративной отделки изделий изготовленных из неметаллических материалов.

Твердое хромирование проводят следующими методами:

• гальваническим (описан выше);
• каталитическим, при котором хром восстанавливается на поверхности из солей аммиака и серебра;
• вакуумным, при котором реагент, нанесенный на обрабатываемую поверхность диффузионную активность при отрицательном давлении;
• термохимическим, который можно сравнить с цементацией изделий.

Термохимическим методом хромирование производят в карбюризаторе, состоящем из измельченного хрома и каолина в пропорции 55-45%. Для предотвращения окисления хрома при высоких температурах через ящики с деталями и карбюризатором продувают водород. Продолжительность хромирования составляет три часа. За это время толщина слоя достигает при температуре 1300°С 0,15 мм, а при температуре 1400°С 0,8 мм.

Хромирование электролизом

Хромирование электролизом заключается в легком выведении водорода по сравнению с хромом из электролита. Электролитом выступает хромовая кислота. Ванны оборудуются свинцовыми нерастворимыми анодами.

Широкое использование получил сульфатный электролит на основе хромового ангидрида с серной кислотой CrO3:H2SO4.

Концентрация раствора подбирается исходя из характера покрытия и сложности формы детали.

При невысокой температуре металлизации (не выше 35°С) хромированная поверхность имеет серый матовый оттенок. Интенсивность и плотность тока не влияет на процесс. При повышении температуры до 65°С и плотности тока поверхность получается блестящей. Дальнейшее повышение температуры и плотности тока (до 30 А/дм2) хром имеет молочный оттенок.

Также качество покрытой поверхности зависит от концентрации электролита. Хромированное покрытие, полученное при использовании концентрации до 150 г/л отличается высокой твердостью и износостойкостью. Высококонцентрированные электролиты, до 450 г/л используются для декоративных покрытий.

Гальваническое хромирование

Гальваническое хромирование — наиболее распространенный современный способ хромирования. Осуществляется двумя способами: в среде электролита и диффузионным. Электролитический способ аналогичен хромированию электролизом, они отличаются лишь режимами проведения процесса.

Диффузионный способ — это процесс насыщения поверхности при определенных условиях из нанесенных реагентов. Отделанные детали обладают: прочностью и твердостью, вязкостью и упругостью, износо-, жаро-, коррозионностойкостью.

Оборудование для хромирования

Рынок предлагает разнообразное оборудование для нанесения хромового слоя как отечественного производства, так и зарубежного. Частное зарубежное предпринимательство подвигло разработчиков на создание компактных установок, которые легко разместить в гараже или маленькой мастерской.

Непрофессиональное оборудование только имитирует качественное хромирование, качество при этом не столь хорошее. Работы проводятся в следующей последовательности:

очищение от старого покрытия;
шлифовка;
обезжиривание;
нанесение грунтовки;
нанесение хрома распылением;
сушка;
защита лаком от повреждений.

Широко на производстве используется электролитическое (гальваническое) хромирование. Для этого используются специальные ванны, электроустановки, система вентиляции, моющие и сушильные установки. При горячем способе нанесения хрома используются печи и вакуумные установки.

Но независимо от типа используемого оборудования во время процесса хромирования происходят физические и химические реакции, которые сопровождаются выделением продуктов распада.

Сфера применения технологии

Декоративное хромирование деталей позволяет повысить визуальные характеристики изделий как из металлов, так и из различного вида пластмасс, стекла и прочих материалов. Для быта хром используется для покрытий:

• мебельной фурнитуры;
• интерьерах помещений и дизайнерских проектах;
• сувениры;
• сантехника.

Сантехническое оборудование обязательно хромируется для защиты от водного окисления (коррозии), будь то недорогой силумин или дорогая латунь с бронзой.
Промышленность использует хромирование для повышения стойкости деталей, работающих в условиях большого трения:

• поршни;
• компрессионные кольца;
• ролики;

Также хромирование используется при изготовлении инструмента и оснастки:

• прессовые штампы;
• режущий инструмент;
• мерительный инструмент.

Технология хромирования позволяет продлить жизнедеятельность элементов механизма или придать изделиям притягательный вид.