Химическое хромирование в домашних. Хромирование деталей – как происходит

В качестве декоративной отделки отдельных деталей сегодня используется большое количество веществ. Немалое количество из них сделано на основе хрома.

Хромирование представляет собой процесс насыщения поверхностей из металлических материалов хромом. Также данный процесс может означать образование на поверхности отдельных деталей, сделанных из металлов, хромированного осадка, который необходим для декоративной цели. На поверхность металлов хром осаживается под воздействием электрического тока.

Важно: Использование процесса хромирования необходимо не только для того, чтобы сделать поверхность отдельных деталей более привлекательной с эстетической точки зрения, но и для того, чтобы защитить металлы от образования коррозии.

Благодаря хромирования на поверхности образуется тонкий слой защитного вещества, которое делает структуру металла более прочной. Именно поэтому хромированные детали могут прослужить долгие годы. Декоративное хромирование способно продержаться длительное время.

Процесс хромирования является достаточно время затратным Ведь необходимо все делать аккуратно.

Весь процесс можно разделить на несколько этапов, которые заключаются в:

• Очистке.

На данном этапе хромирования осуществляется удаление сильный загрязнений с поверхности металлов, что слой хрома лег ровно и аккуратно.

• Тонкой очистке.

Данный шаг предполагает удаление оставшихся следов загрязнений, чтобы они не мешали проведению дальнейших работ.

• Предварительной подготовке.

В зависимости от материала, на который будет наноситься состав хрома, зависит то, какие меры следует предпринимать для того, чтобы подготовить его для проведения дальнейших работ.

• Помещении в ванну с подготовленным раствором.

На данном этапе хромирования металлические изделия помещаются в ванну с подготовленных составом, состоящим из хрома и других вспомогательных элементов. Здесь осуществляется температурное выравнивание.

• Подключении тока.

Этот шаг заключается в том, чтобы подключить к раствору с материалом для хромирования ток определенной силы. Обработка током происходит для образования на поверхности металла слоя хрома определенной толщины.

Во время хромирования выделяется большое количество токсичных веществ, которые могут навредить здоровью человека.

Внимание: Сегодня имеется большое количество стран в мире, в которых данный процесс хромирования находится под тщательным контролем.

Составы для хромирования

Для хромирования используются следующие виды растворов:

• Раствор шестивалентного хрома. Его главным компонентом является хромовый ангидрид.
• Раствор трехвалентного хрома. В него главным образом входит сульфат хрома или хлорид хрома. Такой раствор применяется достаточно редко. Такая ситуация складывается по причине того, что есть некоторые ограничения на толщину покрытия, его оттенок и насыщенность цвета.

Таблица 1. Составы электролитов для хромирования.

Таблица 2. Состав хромирующих смесей для стали.

В современном мире представлено большое количество разновидностей хромирования.

Выделяются следующие виды данного процесса:

• Гальваническое хромирование

Данный способ хромирования представляет собой метод нанесения на поверхность металлов или пластмассовых материалов специального покрытия методом использования электрического тока. Благодаря этому достигает оснащение обрабатываемого материала уникальных свойств. Они заключаются в: утолщении поверхности, устойчивости к образованию ржавчины, в приобретении привлекательного внешнего вида. Во время использования гальванического хромирования используется трехслойное нанесение металлического вещества. Из-за того, что хром вступает в реакцию с другими металлами, он оседает на поверхности и придает ей блеск.

• Химическое хромирование.

При использовании данного метода хромирования не применяется электрический ток. Весь процесс основан на реакции, которая проявляется между реагентами. При этом очень важно перед обработкой отдельных деталей методом покрытия хромированным составом нанести тонкий слой меди. Для этой цели используется смесь из: сернокислой меди, концентрированной серной кислоты, дистиллированной воды. Для хромирования используется следующий состав: фтористый хром, гипофосфат натрия, охлажденная уксусная кислота, раствор едкого натрия, лимоннокислый натрий, дистиллированная вода.

• Хромирование золочение.

Данный вид хромирования подразумевает нанесение на поверхность металлов тонкого слоя золотого металла. Делается это не только для достижения наилучшего декоративного эффекта, но и для защиты материала от появления коррозии. Золочение делает материал более плотным и износостойким.

В современном мире встречается немалое количество людей, которые осуществляют домашнее хромирование. Благодаря этому можно значительно сэкономить на обработке хромом отдельных металлических или пластмассовых деталей.

Важно: Процесс гальванического хромирования недоступен в нашей стране для домашнего использования. Его использование является уголовно наказуемым.

С теоретической точки зрения можно произвести хромирование дома, но для этого придется приложиться большое количество усилий. Для этой цели необходимо приобрести большое количество ванн и растворов для проведения процесса. На это уйдет масса времени и средств. Не рекомендуется проводить процедуру хромирования в домашних условиях путем обработки растворов и материалов электрическим током, потому что при этом выделяются токсины, способные нанести вред окружающей среде.

Хромирование - одно из наиболее используемых и красивых видов покрытий. Нанесение хрома является физико-химическим действием, в период которого тонкий пласт металлического хрома оседает на плоскости обрабатываемой детали. Он придаёт изделиям замечательный серебристый вид, а кроме того, оберегает железо от ржавчины. Можно произвести высококачественное хромирование в домашних условиях.

Чтобы правильно и надёжно осуществлять процесс нанесения хрома своими руками, следует принимать во внимание все характерные черты химических и физиологических преображений, которые совершаются. Большая часть химических элементов, участвующих в хромировании, представлена особенно опасными элементами, следовательно, прежде чем приступать к проведению эксперименты с хромированными покрытиями, тщательно изучить необходимо теоретическую сторону процесса.

Хром придаёт плоскости замечательный наружный вид, благодаря которому продукция приобретает весьма изящный вид. Гальваника открывает большие возможности для усовершенствования декоративных, физиологических и химических качеств материалов. Хром чрезвычайно устойчив к воздействию агрессивных сред, он не темнеет под воздействием окружающей среды, благодаря этому он отыскал обширное применение при конструировании частей кузовов автомобилей и частей элементов, работающих в сложных условиях. Толщина блестящего напыления весьма мала: от 0,075 до 0,25 миллиметров.

В отличие от никеля, в основной массе случаев хром не используют к металлу. Для этого применяют лёгкий слой оцинковки. Такого рода слой состоит из меди и требует применения технологических воздействий, усложняя и без того трудный процесс.

Ещё одна проблема, которая может остановить на пути к осуществлению задачи - получение реактивов. Главным компонентом является соединение хрома (CrO3), иное наименование - ангидрид хрома. Неприятной чертой его применения является то, что оксид хрома является самым мощным ядом, смертельная доза которого - 6 г. Это соединение имеет небольшой оборот, который строго контролируется государством.

Остатки, возникающие в результате завершения хромирования, должны быть утилизированы в соответствии со специальным порядком, а не поступать в канализацию или в почву. Элемент является сильным канцерогеном: если он появляется на коже, будет очень сильное раздражение, в том числе экзема и дерматит, может сформироваться опухоль.

Реактивы для применяемого электролита

Важно рассмотреть все нюансы процесса перед тем, как хромировать металл в домашних условиях. Процесс хромирования своими руками в домашних условиях осуществляется электрическими средствами. Для его выполнения следует иметь катод, анод (заготовку) и электролит, в котором станут осуществляться химические взаимодействия.

В качестве катода применяется лист свинца либо его соединение с оловом. Правильнее всего, чтобы полновесная пластинка была несколько больше, чем заготовка. Катод подключён к позитивному электроду. Анод соединён с материалом, накрытым хромом. Он должен быть подвешенным в среде электролита таким способом, чтобы он не затрагивал стен, низа и не затрагивал катода.

Для формирования электролита необходимы следующие элементы:

• хромовый ангидрид, 250 г / л электролита;
• серная кислота - 2−2,5 г / л;
• чистейшая, без включений, вода.

Перед изготовлением электролита воду нагревают до температуры 60−80 °С, затем растворяют в ангидриде хрома. Затем нужно слегка охладить раствор и добавить небольшое количество серной кислоты тонким потоком. Кислота должна быть не промышленной, а чистой. Электрическая компенсация очень чувствительна к формуле электролита, поэтому на предприятиях есть лаборатории, которые проводят непрерывный мониторинг устойчивости состояния реагентов. Если проводится гальваника в домашних условиях или хромирование собственными руками, придется обойтись без помощи технологов.

Оборудование для хромированных деталей

Воздействие хромирования может быть не только на изделия из металла, но и пластмассы. Хромирование пластика в домашних условиях, например, фары, проводится немного иначе. Следует знать, что для выполнения процедуры используются реагенты, которые могут представлять опасность для здоровья.

Для покрытия хромом в домашних условиях деталей необходимо следующее оборудование:

• ванна пластиковая;
• выпрямитель, способный обеспечить напряжение до 12 вольт и до 50А;
• кислотостойкий нагреватель для нагрева электролита;
• термометр с границей замера 0−100 градусов.

Параметры и объемы единичных видов оборудования, используемых для хромирования, формируются в зависимости от размера и количества возделываемых продуктов. Нужно подобрать наименьшие объемы ванны, в которую детали будут погружены. Ванная может быть сделана из пластмассового ведра либо иного прямоугольного контейнера. Для того чтобы раствор не улетучился при долгом хранении, следует гарантировать воздухонепроницаемую крышку. В качестве выпрямителя можно использовать зарядное устройство для автоаккумулятора (подходит для мелких деталей).

Хромовые элементы будут делаться в электролите, который состоит из:

• очищенной воды;
• триоксида хрома (CrO3) 220−250 г/л;
• серной кислоты (H2SO4) 2,2−2,5 г / л.

Кроме этих деталей, понадобится следующий набор: соляная кислота (HCl), ацетон и листовой металл.

Подготовка плоскости и металлизирование

Независимая хромировка не может быть выполнена без соответствующей подготовки плоскости продукта. Вначале необходимо сформировать медную или никелированную подложку, потому как элемент не находится в плоскости стали, алюминия либо любого иного сплава.

Медный слой либо никелирование исполняется в гальванической ванне. Катод - металлическая медь или никель, электролит предполагает собой раствор серной кислоты, сульфата меди либо никеля. После окончания изготовления продукт тщательнейшим образом полируется, следя затем, чтобы не испортить тонкий пласт основы, необходимо ее обезжирить и высушить.

Независимое хромирование должно осуществляться при устойчивых параметрах всех частей. Каждое отклонение может послужить причиной к повреждениям напыления. К примеру, преобладание концентрации тока на единицу участка приводит к формированию выростов и дендритов металлического хрома в заостренных углах продуктов.

Несоблюдение температурного порядка и колебания сосредоточения реагентов провоцируют потускнение, пятнистость напыления. После хромирования элементов блестящая плоскость покрывается необходимым пластом сплава, напряжение отключается, продукция отсоединяется и располагается в ванну с очищенной водой. Процесс правильнее воспроизводить несколько раз, меняя воду.

Этапы хромирования элементов

Захромировать напрямую можно только такие металлы, как медь, латунь и никель. Чтобы самому хромировать металлические детали, надо предварительно нанести медный, латунный или никелевый слой. Для этого необходимы подходящий электролит и технология. После сушки плоскость активизируют в растворе соляной кислоты (100 г / л).

Период обрабатывания зависит от состояния плоскости (5−20 мин). Части промывают водой и погружают в хромированную ванну. Для этого подвеску изготавливают из проволоки либо стержня. К подвеске подаётся «отрицательный» провод. Рядом с медным стержнем прикреплён увесистый анод, к которому прилагается «плюс». Через 20−40 минут части вытаскивают из ванны и промывают в воде.

После просыхания допускается полирование слоя хрома, чтобы плоскость была отражающей. Подготовить электролит нетрудно: вначале в воде раскрывается ангидрид хрома, а затем добавляется тонкая струйка серной кислоты. Перед тем как загружать детали, нужно повесить любую пластину и включить электролит на полчаса-час.

Если композиция с ярко-красным цветом превращается в светло-бордовый оттенок, то в этом случае можно включить хромированные элементы. Состав хрома должен нагреваться до 45 градусов. Ток вводится в зависимости от площади плоскости покрываемых элементов. Для обработки 1 кв. дм необходим ток в 15−25 ампер.

Основные недостатки покрытия не должны пугать новичков. Некачественный слой можно замачивать в соляной кислоте. После этого детали промывают в воде, а процессы металлизации повторяются.

Чаще всего есть ряд ключевых недостатков:

1. Отшелушивание блестящей плёнки. Главная причина - нехорошая адгезия из-за недостаточного обезжиривания. После вытаскивания напыления поверхность вновь вычищается и активизируется.
2. Установка хрома в заостренных краях. Этот недостаток показывает на высочайшую уплотненность тока в заостренных концах. По возможности кромки лучше скруглить либо настроить экраны в проблематичных зонах.
3. Матовое покрытие. Для достижения блеска следует повысить температуру раствора, уменьшить электричество либо прибавить ангидрид хрома.

Прежде чем хромировать собственными руками, необходимо тщательнейшим образом оценить предстоящую цену работы и произвести вывод о необходимости ее проведения. Прежде чем сформировать приспособление для хромирования, необходимо распланировать будущее устранение отходов. При попадании в грунт, а далее в колодцы соединение хрома порождает отравление и формирование болезни, следовательно, настойчиво рекомендовано не начинать работу, не определяясь ранее со всеми особенностями процесса. Видеоурок поможет узнать тонкости покрытия поверхности металла хромом.

Для улучшения декоративных свойств металлические детали можно хромировать. Технология широко применяется в автомобильной промышленности, ряде иных сфер хозяйства. Хромирование деталей требуется и для защиты изделий от повреждений, улучшения их физических качеств. Этот метод обработки металла имеет ряд иных достоинств и преимуществ.

Необходимость хромирования

Под хромированием металла понимают процесс металлизации хромом для улучшения поверхностных свойств и характеристик элементов. При хромировании происходит диффузное насыщение хромом различных поверхностей из стали. Обработка хромом допустима и в отношении АВС пластика, алюминия, латуни, силумина.

Покрытие хромом придает внешнему виду деталей более красивый вид, облагораживает их. Хромовый слой обеспечивает оригинальный цвет «металлик», литые диски автомобиля, отражатели фар, запчасти мотоциклов, сувениры или предметы интерьера для дома начинают выглядеть более эстетично.

Прочие достоинства хромирования:

1. Защита. Нанесение слоя хрома помогает повысить стойкость изделий к перепадам температур, увеличивает коррозионную и эрозионную устойчивость, снижает подверженность механическим повреждениям. Детали становятся сверхтвердыми (950 – 1100 единиц по соответствующей шкале), поэтому меньше реагируют на химическое повреждение, не окисляются.
2. Восстановление. Срок службы основания серьезно повышается, крупные и мелкие детали становятся очень стойкими к износу. При низкой глубине износа хромирование полностью восстанавливает изделие (например, у валов и втулок закрываются трещинки до 1 мм глубиной).
3. Отражательные качества. Некоторые элементы автомобиля хромируют для повышения различимости в темноте. Отражение улучшает декоративные качества техники.
4. Чистота. Хромирование изделий защитит их от грязи и пыли, поскольку предотвращает прилипание различных загрязнений.

По сравнению с никелированием хромирование имеет меньше недостатков: стоимость услуг ниже, покрытие будет более твердым и прочным. Применение никеля выигрывает лишь по декоративным качествам, так как поверхность становится еще эстетичнее.

Сфера применения хромирования

Полностью описать все области и сферы, где используется технология, сложно. Хромирование незаменимо в мебельной промышленности, хромом обрабатывают фурнитуру, отделочные элементы. Методика популярна в производстве сантехники - элемент наносят на внешнюю и внутреннюю поверхность труб, ванн, раковин, используют для покрытия ручек, смесителей.

В автомобильной промышленности технология применяется для изготовления:

• накладок и отражателей;
• алюминиевых дисков;
• элементов кузова;
• поршней;
• компрессионных колец;
• роликов и осей.

Хромирование применяется при выпуске резины, пластмассы (хром наносят на каландровые валы и пресс-формы), разного измерительного инструмента. Материалом покрывают те элементы, которые сильно трутся между собой, чтобы повысить их износостойкость.

Технология хромирования

Существуют разные способы хромирования, некоторые вполне можно применять в домашних условиях, имея соответствующее оборудование.

Гальванический метод хромирования

Гальваническое хромирование деталей - самый популярный метод, ведь все действия можно осуществить своими руками. Гальваника предполагает помещение деталей в специальный раствор с определенным составом, откуда под воздействием волн (солитонов) электрического тока атомы хрома будут осаждаться на поверхность. Имея нужный набор приспособлений для хромирования, можно самостоятельно создать высококачественное покрытие путем .

Электролитический метод хромирования

Одна из разновидностей гальваники. При использовании электролиза трех- или шестивалентный хром придает изделию нужный «металлический» вид. При применении трехвалентного элемента основным веществом раствора выступает хромовый ангидрид. Использование шестивалентного хрома отличается от предыдущего метода наличием в составе раствора сульфата хрома.

При проведении электролитического хромирования дисков или иных деталей важно строго соблюдать пропорции компонентов. В противном случае защитный слой быстро отслоится либо на нем будут пятна, неодинаковая матовость и недостаточный глянец.

Диффузионный метод хромирования

Напыление хрома производится при помощи гальванической кисти. В домашних условиях такой метод более предпочтителен, ведь мастеру не потребуется использовать ванну. Особенно рекомендуется выполнять методику для деталей из алюминия, углеродистой стали, сплавов с кремнием.

Химическое хромирование

Применение химических реактивов помогает восстановить хром из его солей. В случае использования химии электрический ток не потребуется. Обычно в качестве реагентов берут соединения фосфора, лимоннокислый натрий, уксусную ледяную кислоту, едкий натр 20 %.

Перед нанесением реагентов детали покрывают слоем меди. После окончания работ промывают заготовки в воде, сушат, полируют (изначально предметы имеют тусклый серый цвет).

Каталитический метод хромирования

Подвид химического хромирования черных или цветных металлов, предполагающий нанесение на деталь жидкости без кислот в составе. Технология безопасна для человека и помогает создать оригинальные, необычные эффекты.

Каталитическое хромирование можно применять в отношении обычных и гибких изделий (при электролизе последнее невозможно, покрытие отслоится).

Обычно в качестве реагента берется серебро в щелочном растворе аммиака, а как восстановитель - формалин или гидразин. Применение серебра делает деталь молочной с зеркальной поверхностью.

Вакуумное хромирование

Технология принадлежит к химической металлизации и имеет еще одно название - PVD-процесс. Дает конденсацию паров хрома на поверхности детали после помещения ее в специальную вакуумную камеру. В этой установке при отрицательном давлении хром нагревается до температуры испарения, потом оседая как туман на изделии.

Расчет давления, срока хромирования будет зависеть от степени износа детали, вида материала. После вакуумного хромирования толщина металлического слоя минимальная, поэтому деталь сверху покрывают специальной краской из баллончика или лакируют.

Термохимическое хромирование

Применяют средства в порошках, состоящие из шамота, феррохрома. Методика аналогична таковой при химическом хромировании, только изделие в процессе будет подвергаться нагреванию.

Хромирование своими руками

Чтобы произвести ремонт изделий с результатом не хуже, чем по ГОСТ, важно точно соблюдать последовательность работ, подготовить нужное оборудование.

Подготовка рабочего места

Для соблюдения мер безопасности, дабы не надышаться вредными, токсичными веществами, нужно произвести детальную подготовку помещения для хромирования.

Следует выполнить такие действия:

1. Обеспечить хорошую вентиляцию. Если работы проводятся в гараже, открыть двери, в иных помещениях создать принудительное вентилирование.
2. Купить и применять средства индивидуальной защиты - очки, респиратор, перчатки из резины или латекса, фартук, спецодежду.
3. Приготовить плотные пакеты для утилизации отходов производства, которые могут быть очень едкими, вредными.
4. Убрать из помещения любую органику, так как при контакте с парами соединений хрома она портится.
5. Непосредственно перед работой смазать полость носа смесью вазелина и ланолина 2:1.

Помещение, инструменты для хромирования

Для гальванизации нужно приготовить такие инструменты и приспособления:

1. Ванна гальваническая. Это может быть любая стеклянная, пропиленовая, полиэтиленовая емкость, годится эмалированный таз, для хромирования малых предметов - обычные банки из стекла. Выбранную емкость надо поместить в деревянный ящик, имеющий изнутри утепление стеклотканью и слоем минеральной ваты. К емкости нужна плотно прилегающая крышка.
2. Устройство для нагрева электролита. Лучше всего для этой цели подойдет керамический ТЭН (трубчатый электронагреватель), который не разрушится от контакта с химическими веществами. Можно применить любой иной подходящий подогреватель.
3. Электроды. В качестве анода при хромировании послужит свинцовая пластина, которую кладут в емкость, в роли катода выступит держащий деталь зажим. При размещении в таре деталь не должна касаться ее краев.
4. Градусник со значениями до +100 градусов Цельсия.

Профессионалы применяют для хромирования специальное оборудование - ванны, электроустановки, мойки и сушки, системы вентиляции. Даже при использовании «домашних аналогов» в емкости будут происходить те же химические процессы, поэтому результат будет приближен к промышленному.

Источник питания

Для нанесения хрома потребуется верно выбранный элемент питания. Годится заземленный источник постоянного тока, напряжение которого регулируется в пределах 1,5 – 12 В, максимальный ток - 20 А. Чтобы отрегулировать мощность, источник должен быть снабжен реостатом.

Состав и метод подготовки электролитов

Для осаждения хрома потребуется вскипятить и охладить воду либо купить дистиллированную. На каждый литр воды берут 250 г хромового ангидрида, 2 – 2,5 г серной кислоты. Удельная плотность последней должна составлять 1,84 г/куб. см.

Способ приготовления электролита для хромирования таков:

1. Наполнить емкость водой на ½. Температура жидкости должна составить + 60 градусов.
2. Осторожно насыпать хромовый ангидрид, перемешать до растворения.
3. Влить воду до заполнения ванны.
4. Добавить кислоту.
5. Выдержать электролит 3,5 часа под действием номинального тока, что поможет выровнять плотность.

В результате цвет жидкости должен стать темно-коричневым. После она отстаивается 24 часа в прохладном помещении, затем используется по назначению.

Подготовка поверхности

От тщательности подготовительных мероприятий будет зависеть срок эксплуатации готового покрытия и его внешний вид. Вначале деталь нужно очистить, помыть, удалить любые загрязнители. Для более качественного очищения можно воспользоваться наждачкой с мелким зерном или шлифовальной машинкой. Важно, чтобы краска, лак, ржавчина были полностью удалены.

После чистки деталь следует обезжирить. Берут кальцинированную воду (50 г кальцинированной воды разводят в литре воды), добавляют 150 г гидроокиси натрия, 5 г силикатного клея. Количество раствора можно при необходимости увеличить, сохраняя пропорции. Все компоненты нагревают до +90 градусов, выдерживают в средстве деталь 20 минут. Время можно увеличить до 1 часа, если изделие сильно загрязнено.

Хромирование

Процесс хромирования прост, протекает согласно следующим этапам:

1. Подогреть готовый, отстоявшийся электролит до +52 градусов, после держать такую температуру постоянно.
2. В емкость, где уже установлены анод и катод, положить деталь, подогреть до получения указанной температуры.
3. Подать напряжение, выдержать изделие 20 – 60 минут в зависимости от формы, типа изгибов.
4. Достать изделие, промыть дистиллированной водой.
5. Посушить деталь не менее 3 часов, полностью исключив загрязнение, касание руками.

Хромирование пластмассовых изделий проводится с еще большей осторожностью. Выделяющиеся пары очень токсичны, поэтому металлизировать пластик в жилых помещениях запрещено.

В процессе применяется гальваническая кисть со щетиной 25 мм диаметром, которую обматывают свинцовым проводом. Кисть крепят на торец сосуда, в котором налит электролит. Со второго конца закрепляют диод, в цепи применяют понижающий трансформатор. Плюс трансформатора направляют на анод диода, щетиновую обмотку соединяют с катодом. Равномерно наносят раствор на деталь, проходя по каждой зоне около 20 раз. Затем изделие сушат 3 часа.

Возможные дефекты и их причины

Нередко при металлизации возникает такой эффект, как наводороживание - повышается показатель содержания водорода в хромированной стали. Из-за подобной проблемы снижаются прочность, пластичность металла вследствие изменения его кристаллической решетки. Причины наводороживания стали разнообразны, чаще всего это связано с повышением температуры в процессе гальванизации.

Прочие неприятности, которые могут случиться при хромировании изделий:

1. Неравномерность блеска. Случается при высокой силе тока, который подается на анод. Полностью блеск может отсутствовать при малом или слишком большом количестве хромового ангидрида, превышении объема серной кислоты.
2. Коричневые пятна. Если на детали имеются такие дефекты, норма ангидрида в растворе сильно завышена либо не хватает серной кислоты.
3. Мягкость покрытия. Причина - низкая сила тока во время гальванизации или снижение температуры воды.
4. Быстрая отслойка хрома. Причина - плохое обезжиривание перед работой, снижение температуры раствора.
5. Кратеры на поверхности изделия. Случается из-за задержки пузырьков водорода, на окисленных, пористых основаниях.

Отличный результат можно получить только при строгом следовании технологии. Это даст нужный эффект, сэкономив значительную сумму средств.

Процессы диффузионного насыщения поверхностей металлических деталей хромом или процессы нанесения хромового слоя из электролитического раствора при воздействии электрического тока называются хромированием.

В литературе, посвященной хромированию, вы также можете встретиться с термином «металлизация» — это общее название способов изменения свойств поверхности предметов из металла и неметаллических предметов, путем нанесения на них тонкого металлического слоя, иногда этот термин используется, как синоним хромирования.

Обработка изделий методом хромирования может применяться в качестве декоративной обработки, а также для предохранения от коррозии и увеличения твердости поверхности изделия.

Слой хрома, нанесенный на предмет, увеличивает его эксплуатационные свойства, продлевает срок службы.

Этот метод металлизации получил большое распространение в быту и промышленности, даже находясь в своей квартире, вы без труда обнаружите немалое количество хромированных предметов, в промышленных условиях хромирование деталей актуально, если данный предмет будет работать, например, в условиях агрессивных сред, трения (паровое оборудование, теплосети, автомобильные двигатели, детали морских судов и так далее).

Для нанесения слоя хрома на поверхность предметов используется несколько способов, первоначально получило распространение гальваническое покрытие металла, однако, в последнее время его применяют значительно реже, так как исследования экологов подтвердили факт его негативного воздействия на окружающую среду.

Виды хромирования и технология

Классификация хромирования осуществляется по способу нанесения хрома на деталь.

Самое широкое применение получили электролитическое и диффузионное, чуть менее известно – химическое хромирование.

Имеются также менее известные методы хромирования, такие как вакуумное хромирование.

Получаемое в результате покрытие может немного различаться по стойкости, внешнему виду.

Как показывает практика, при желании можно заниматься хромированием самостоятельно, однако, препятствовать этому могут немалые расходы на оборудование для хромирования и реагенты, высокие требования к их качеству, строгие требования к соблюдению технологии, как на этапе подготовки, так и в процессе самого хромирования.

Остановимся подробнее на электролитическом хромировании, которое также называется гальваническое, так как выполняется методом погружения детали в раствор электролита.

Метод гальванического хромирования

Электролитическое (каталитическое) хромирование, пожалуй, самый известный способ металлизации поверхностей.

Активно используется автолюбителями, ввиду большого спроса и популярности каталитическим хромированием деталей автомобилей и мотоциклов занимаются небольшие фирмы, ИП, которые, как правило, используют под гальванический цех помещение обычного автогаража, поэтому в народе этот способ также называют «гаражным», а самой востребованной услугой можно считать хромирование дисков.

Режимы обработки

В зависимости от режима обработки, получаемые покрытия различаются по своим качествам – как внешним, так и внутренним:
«Молочный хром» — не очень твердое покрытие, обладающее беспористой, эластичной поверхностью.

Получается при воздействии электрического тока плотностью 15-25 А/дм.кв. на электролит при температуре от 65 до 80 °.

«Блестящий хром» — самое твердое и износостойкое покрытие, которому свойственен зеркальный блеск.

Появляется при средних значениях температуры и плотностей тока, рекомендуемые диапазоны – 45-60°С для первого параметра и 30-100 А/дм.кв. для второго.

«Твердый хром» — получаемый слой хрома будет самым твердым, но и самым хрупким по сравнению с предыдущими видами. Термо режим устанавливается на низких температурах (до 40°), плотность тока – свыше 100 А/дм2.

Подготовка к хромированию

Подготовка к процессу нанесения хрома включает в себя несколько этапов:

• шлифовка и полировка поверхности хромируемой детали;
• промывка для загрязнений и протирка ветошью;
• изолирование поверхности, где не должно выполняться нанесение хрома, заделка отверстий (если не требуется покрытие хромом и внутренних полостей);
• монтаж детали на подвеску;
• обезжиривание;
• промывка в воде;
• декапирование.

Технологический процесс хромирования

Каталитическое хромирование в промышленных условиях вы можете увидеть на предоставленном видео.

Гальваническое покрытие выполняется растворами шести- или трехвалентного хрома.

В качестве шестивалентного хрома применяется хромовый ангидрид, в качестве трехвалентного – сульфат хрома или хлорид хрома.

В гальваническую ванну, кроме хромсодержащего раствора также добавляется серная кислота.

После помещения обрабатываемой детали в раствор подается ток определенной плотности.

Раствор в ванне должен иметь определенную температуру, устанавливаемую в соответствии с режимом металлизации.

Термо режим должен поддерживаться на одном уровне в течение всего процесса хромирования, нарушения в технологическом процессе могут снизить адгезионные свойства хромового покрытия, привести к тому, что гальваническое покрытие будет иметь неоднородную структуру (разводы, наросты в виде сталактитов).

Длительность гальванизации зависит от требуемой толщины слоя хрома.

В процессе гальванизации из электролитического раствора выделаются вредные пары, поэтому все работы должны выполняться с соблюдением техники безопасности, с использованием средств индивидуальной защиты.

В некоторых случаях покрытие хромом выполняется только после травления или после предварительного нанесения слоя другого металла (меди или никеля) – это способствует упрочнению образующегося слоя.

Для заделки пор хрома, деталь дополнительно покрывают маслом или лаком, а для укрепления образовавшейся хромовой пленки проводят термо обработку – выдерживают некоторое время при очень высокой температуре (около 200°).

Подвиды электролитического хромирования

Как уже отмечалось выше, гальваника-хромирование применяется для создания защитно-декоративного слоя или для придания поверхности особенных свойств.

Декоративное хромирование наносится на подслой другого металла – меди или никеля, этот метод способствует длительному сохранению блеска хрома, препятствует коррозии поверхности детали через поры слоя хрома.

Твердое хромирование используется там, где нужно увеличить износостойкость, твердость уменьшить трение на обрабатываемой детали.

В данном случае слой другого металла не требуется, выдержка в ванной имеет большую продолжительность, чтобы образующийся слой хрома получился повышенной толщины.

В отличие от декоративного, твердое хромирование должно завершаться дополнительной обработкой лаками или маслами.

Метод химического хромирования

Химическое хромирование, в отличие от гальванического, не использует соляную кислоту.

В ходе химической реакции гипофосфит натрия восстанавливает хром из его соли, выделившийся хром осаждается на обрабатываемую поверхность.

Здесь также важно точное соблюдение термо режима.

Несомненными преимуществами данного способа перед каталитическим являются уменьшение вредного воздействия на окружающую среду и людей, облегченное нанесение пленки из хрома на внутренние поверхности изделия.

Также можно отметить меньшую затратность этого метода, что делает его доступным для самостоятельного применения.

Образовавшееся при такой обработке покрытие первоначально не имеет характерного блеска металла, оно будет матовым серого цвета, поэтому в финале покрытые поверхности нужно тщательно отполировать.

Мы предлагаем вам с помощью видео в нашей статье наглядно ознакомиться с процессом химического хромирования.

Хромируем в домашних условиях

В заключении нашей статьи хочется рассказать об одном общедоступном способе получения хромированных предметов буквально в домашних условиях.

Способ подходит для применения на изделиях из любого материала – от металла до пластмассы.

Если быть точным, говорить о хромировании в данном случае неправильно, это будет металлизация серебром, но при небольшом навыке получаемые изделия будут выглядеть так, словно только что вышли из заводского цеха гальванизации.

Итак, технология декоративного хромирования заключается в следующем.

В качестве основного оборудования нам потребуется обычный ручной распылитель.

Для получения серебра и подготовительной обработки нам потребуются «ингредиенты» из следующего списка (не пугайтесь – их легко купить в аптеках и хозяйственных магазинах):

• азотнокислое серебро;
• соляная кислота;
• гидроксид натрия;
• двухлористое олово;
• формалин;
• глюкоза;
• дистиллированная вода.

Термо режим смесей – около 60°С.

Сначала обезжириваем поверхность раствором гидроксида натрия в воде.

Изделие тщательно протираем составом, затем ополаскиваем в дистиллированной воде.

На качественно обезжиренном предмете будет наблюдаться эффект прилипания воды.

Активируем поверхность, поливая в течение минуты раствором двухлористого олова и соляной кислоты, далее в течение 3 мин. – дистиллированной водой.

Соединяем в одно аммиак, гидроксид натрия, азотнокислое серебро и воду, заливаем ее в распылитель и равномерно наносим на обрабатываемую поверхность с небольшого расстояния.

Для сохранения внешнего вида покрытия, поверх него придется нанести прозрачный лак, и ваше изделие будет радовать глаз долгие годы.

Необязательно быть химиком со стажем, чтобы провести хромирование деталей в домашних условиях своими руками. Данный метод доступен рядовому умельцу, не нуждается в привлечении профессиональных знаний и потому остается популярным способом обработки. Технология позволяет получить блестящую поверхность на металлической, пластмассовой, стеклянной или деревянной основе, не теряющую своего блеска под влиянием воздуха и воды.

Существуют схожие операции получения дополнительного металлического слоя: цинкование, никелирование, серебрение. Хромировка деталей (процесс нанесения хрома на изделие) включает несколько функций:

1. Защитную. Слой хрома устойчив к температурным перепадам; он улучшает физико-химические характеристики поверхности, защищая ее от окисления, предавая предметам (деталям автомобилей, велосипедов, приборов) дополнительную прочность.
2. Декоративную. Результатом гальванизации становится привлекательный внешний вид любого транспортного средства. Декоративное хромирование выгодно преображает детали интерьера - крепежные элементы потолочных карнизов, фурнитуру (ручки дверей или мебельные), декоративные подставки, сувениры.
3. Восстанавливающую. Продлевает срок службы изношенной поверхности валов, втулок (если глубина износа не превышает 1 мм), тем самым увеличивая срок эксплуатации.
4. Повышает износоустойчивость двигателей внутреннего сгорания (осаждается на трущиеся поверхности), всевозможных штампов и матриц, мерильных инструментов.
5. Улучшает отражательные свойства (хромирование отражателей фар, производство прожекторов, технических и бытовых зеркал).

Технологии хромирования

Хромирование в домашних условиях может осуществляться несколькими способами:

• Гальванический (электролитический) метод. Атомы хрома из раствора электролита осаждается на поверхность заготовки под действием электрического тока. Наиболее популярный, способ имеет широкую сферу применения, включая создание изделий, обладающих отражающими свойствами. Гальваническое осаждение хрома позволяет добиться качественного покрытия, устойчивого к механическим и химическим повреждениям.
• Химический (каталитический). Метод основан на взаимодействии реагентов и восстановлении хрома из своих солей; электрический ток не применяется. Получаемый слой первоначально имеет серый цвет и нуждается в полировке. Химическое хромирование, из-за присутствия среди реагентов фосфора, позволяет покрывать качественным твердым слоем изделия сложной формы, включающие полости.
• Диффузионный метод (напыление хрома осуществляется с использованием гальванической кисти). Хромирование деталей в домашних условиях диффузным методом - компактный способ обработки, не требующий организации ванны. Контроль толщины и качества покрытия возможен непосредственно во время операции.

Подготовка рабочего места

Металлизация хромом - химический процесс, сопровождающийся выделением токсичных (канцерогенных) веществ, наносящих вред здоровью человека и природной среде. Поэтому для гальваники в домашних условиях подбирается нежилое, безупречно проветриваемое помещение. Лучшим выбором является гараж или отдельно стоящая мастерская с эффективной принудительной вентиляцией (вытяжкой). Следует продумать утилизацию отходов.

Хромовый электролит выделяет летучие соединения, способные вступать в контакт и разрушать любую органику. Пары несут опасность для кожи и слизистых оболочек. Для защиты от испарений используют очки и маску-респиратор.

Хромирование в домашних условиях проводится в спецодежде, сапогах и фартуке. Руки защищают плотными латексными или резиновыми перчатками. Перед работой рекомендуется смазать носовую полость мазью, состоящей из вазелина и ланолина (в отношении 2 к 1).

Оборудование

Чтобы провести хромирование своими руками в домашних условиях на достойном уровне, часть инвентаря предлагается изготовить из подручных средств. В число предметов, составляющих набор для хромирования гальваническим путем, входит:

1. Гальваническая ванна – сосуд из пластика, стекла, полиэтилена или пропилена (устойчивый к продолжительному воздействию агрессивной среды); подойдет и эмалированный. Для небольших предметов идеальна стеклянная банка. Для качественного электролиза выбранную посуду необходимо теплоизолировать (поместить в деревянный ящик, обитый изнутри стеклотканью с дополнительным утеплением минеральной или стекловатой).
2. Источник питания – должен иметь характеристики: силу тока 50 А, допустимое напряжение 12 В, общую мощность не более 1 кВт.
3. Нагревательное устройство для электролита, выдерживающее контакт с агрессивной средой (керамический ТЭН) соответствующей мощности. Допустимо использовать внешний подогреватель.
4. Термометр, калиброванный до 100° по Цельсию.
5. Крышка, герметично притертая к сосуду с электролитом (не металлическая).
6. Электроды – анодом служит свинцовая пластина. Она погружается в емкость, катод присоединяется к хромируемому образцу. В роли катода удобно использовать зажим, удерживающий деталь. Последняя размещается в электролите так, чтобы не допустить касания стенок, дна и анода.

Источник питания

Для гальваники в домашней лаборатории подойдет заземленный источник постоянного тока с регулируемым напряжением 1,5-12 В, с максимальным током 20 А (для регулировки выходной мощности удобно пользоваться реостатом).

Выбор сечения соединительных проводов делают с учетом максимальной нагрузки (силы тока). Для хромирования мелких деталей используют провода с сечением 2,5 мм.

Состав и методика подготовки электролита

В смеси для осаждения хрома содержится:

• Дистиллированная (из аптеки) либо водопроводная (прокипяченная и отстоянная, идеально - фильтрованная) вода.
• Хромовый ангидрид (CrO3), из расчета 250 г на 1 л воды.
• Серная кислота (H2SO4) – 2-2.5 г/л (с удельной плотностью 1,84 г/см3).

Порядок приготовления:

1. Сосуд наполовину заполнить водой, разогретой до 60º С.
2. Всыпать хромовый ангидрид; добиться полного растворения, размешивая.
3. Долить оставшуюся воду, осторожно добавить кислоту, перемешать.
4. Электролит выдерживается 3,5 часа под номинальным током (для выравнивания плотности).

При соблюдении всех правил электролит становится темно-коричневым, после чего смесь отстаивается в прохладном помещении 1 сутки.

Подготовка поверхности

Чем лучше подготовить поверхность изделия, тем меньше проблем возникнет во время гальванического хромирования и качественнее будет покрытие.

• Предварительная механическая и химическая очистка. Удаляются сильные загрязнения (лак, краску, пятна ржавчины). Ржавчину с поверхности металла можно удалить травлением в кислоте, остатки краски - наждачной бумагой.
• Тонкая очистка. Следы загрязнений тщательно удаляются чистым куском материи.
• Обезжиривание. Для процедуры нужен раствор из 150 г едкого натра, 50 г кальцинированной соды и 5 г силикатного клея (расчет на 1 литр воды). Предмет выдерживается в растворе 20-60 минут при 90° С; на время влияет сложность формы.

Хромирование

1. Электролит подогревается до 52±2°С (во время процесса поддерживается неизменный температурный режим).
2. В сосуд (с закрепленным анодом) помещается деталь с прикрепленным катодом и прогревается до уравнивания температур.
3. Подается напряжение. Время осаждения составляет от 20 минут до 1-2 часов, что определяется формой предмета.
4. Деталь вынимается, промывается в дистиллированной воде (несколько раз) и сушится 3 часа; во время сушки прикасаться к ней нельзя. По такой методике хромируют детали из стали, латуни, бронзы.

Способ хромирования пластика дома

Чтобы обеспечить хромирование пластика в домашних условиях, целесообразно изготовить гальваническую кисть (метод применим и для металлических изделий):

• Щетина (подойдет от малярной кисти) диаметром 20-25 мм плотно обматывается свинцовым проводом. Ее закрепляют с торца сосуда цилиндрической формы, который заправляется электролитом. Удобно использовать емкость, сделанную из оргстекла (контроль уровня раствора). В другом торце крепится диод.
• В схеме используется понижающий трансформатор (12 В, 0,8-1 А). Минус трансформатора крепится на хромируемый предмет (зажимом «крокодил»). Плюс идет на анод диода, катод диода подсоединяется к обмотке щетины.
• Слой жидкости наносится на обрабатываемую поверхность плавными равномерными движениями; каждый участок проходится кистью не менее 20 раз, не отрывая ее от поверхности.
• По завершении гальванотехники предмет промывают и сушат; грязь убирают компрессором.

Видео: уникальная методика хромирования в домашних условиях.

Возможные дефекты и их причины

1. Хром не оседает на заготовке. Причина может заключаться в слабом контакте, пленке окислов или маленьком расстоянии между электродами. Процесс нарушается из-за неверно подобранного сечения проводников, избытка серной кислоты, малой плотности тока или слишком горячего электролита.
2. Блеск поверхности отсутствует или неравномерный (с потемнениями и пятнами). Не соблюден температурный режим электролита и концентрация реактивов. Превышена сила тока.
3. Наблюдаются наросты металлического хрома на углах предмета. Плотность тока выше рекомендованной.
4. Дефекты (раковины) на хромировке. Плохая очистка. Избыточный ток, задержка водорода.
5. Отслоение покрытия. Некачественное обезжиривание, скачки напряжения, плотности тока или температуры.

Процесс того, как сделать хромирование деталей своими руками, привлекает доступностью и очевидной экономией средств. Не надо иметь специальное образование, чтобы провести хромирование комплекта дисков или всего кузова, получить оригинальные ручки для дверей или шкафа.

Украсить пластик слоем хрома в домашней мастерской не сложнее, чем металл. Залогом блестящего результата станет доскональное соблюдение правил безопасности и внимание к деталям технологического процесса.