Химическая металлизация в домашних условиях. Технологический процесс хромирования. Хромирование деталей автомобиля с использованием плёнки

Сделать металл более стойким к коррозии, придать поверхностям зеркальный блеск и защиту от легких механических повреждений можно с помощью хромирования. Применение красителей позволяют получить блестящую поверхность деталей любого цвета и оттенка. Хромирование в домашних условиях, как излюбленный метод тюнинга, доступен не только опытным химиками, но и обычным автолюбителям. Покрыть хромовым покрытием можно салонный пластик, колесные диски, а также кузов автомобиля целиком.

Стоит ли игра свеч?

Химическая металлизация – это скрупулезный процесс, требующий точного соблюдения технологии, временных рамок и консистенции реагентов. Если вы хотите получить зеркальное покрытие всех деталей автомобиля (а такие случаи не редкость), то вам стоит задуматься о стилизованной под хром виниловой пленке. Когда вам надоест вид вашего автомобиля, или вы не сможете мириться с особенностями эксплуатации (яркие солнечные лучи, отраженны покрытием, могут слепить окружающих водителей, что повышает риск ДТП), вы сможете удалить пленку. Изначальному ЛКП не будет причинено никакого вреда.

Покупка химического состава и недостающего оборудования нецелесообразна, если поблизости вашего места проживания находится предприятие гальванических покрытий. Зачастую можно заказать хромирование пластика, металлов. Через некоторое время (зависит от загруженности мощностей) вы получите готовые детали.

Впрочем, придать элементам хромовый блеск можно и самостоятельно.

Методы

Для «гаражного» применения подойдут два основных вида обработки:

1. метод гальванических ванн;
2. метод напыления.

Для использования первого вам потребуются:

Для хромирования металлических деталей, пластика методом напыления вам потребуются:

• базовый слой краски (поверхность должна быть однородной);
• газовая горелка или химический раствор для создания адгезии;
• хромирующий состав;
• средства для распыления (краскопульт с компрессором, электрический краскопульт). Возможно применение мини-мойки;
• большое количество дистиллированной воды, смачиватель;
• обезжиривающий состав.

Технология гальванических ванн

• подготовительный процесс. Предварительно металл нужно зачистить, удалив с поверхности остатки старой краски, ржавчины, грязи. Отдельное внимание стоит уделить обезжириванию (качественная металлизация невозможна после удаления отложений жира обычным разбавителем или ацетоном). Пропорция смешиваемых реагентов для электролита зависит от площади и состава покрываемой детали;
• поместите катод (металл на который подается «–») в готовый электролит (t±52º). После того как температура детали и электролита выровняется, подайте напряжение;
• обработка деталей занимает не менее 20-ти минут. Показатель варьируется в зависимости от качества очистки детали, рельефности и прочих факторов;
• хромированные элементы требуют осушки (минимум 2,5 часа). На протяжении всего процесса к элементу нельзя прикасаться.

Тонкости процесса

Металлизация должна происходить в хорошо проветриваемом помещении (в идеале: принудительная вентиляция вытяжной системой). Испарения в процессе хромирования чрезвычайно вредны для человеческого здоровья. Приступать к приготовлению электролита и обработке деталей можно только в респираторе, защитных очках, прочных прорезиненых рукавицах и фартуке.

В случаи, если вы не имели раньше дела с управлением химическими процессами, первый опыт вряд ли увенчается успехом. Возможен неравномерный блеск детали, отсутствие блеска, коричневые пятна, образование раковин, отслоение и прочие дефекты. Испытания процесса на опытном образце поможет вам скорректировать возможные погрешности.

Хромировать таким методом можно не только металл, но и пластик. Металлизация диэлектриков требует внесения некоторых поправок в технологию.

Уделите большое внимание правильной утилизации «отработки».

Хромирование напылением

Нюансы

Металлизация должна производиться в вентилируемом помещении с применением всех средств индивидуальной защиты.

Пылинки и мусор с поверхности можно сдуть потоком воздуха. Не прикасайтесь к элементу до момента его полного высыхания!

Химические растворы и средства нанесения находятся в свободном доступе.

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.

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.

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.

Научившись самостоятельному хромированию, можно не только сделать свой автомобиль или мотоцикл более презентабельным, но и изготовить стильные вещицы - дверные ручки, крепежи для карнизов, подставки, кашпо и бра, которые послужат превосходными элементами для украшения интерьера жилища.

Процесс гальванизации основывается на нанесении на поверхность детали слоя металла с помощью электролита . При этом могут преследоваться сразу две цели - защита и декорирование. Соответственно, хромирование предполагает, что на покрытие с помощью электротока будет осаждаться особый слой хрома.

Данный процесс может осуществляться несколькими способами:

Выбор помещения

Осуществлять хромирование следует в хорошо вентилируемом нежилом помещении . Идеальный вариант - автомобильный гараж. Летом можно работать и прямо на улице под брезентовым навесом. Такие меры носят обязательный характер, иначе здоровью исполнителя может угрожать опасность из-за токсичных и ядовитых испарений вещества.

Для домашнего хромирования с помощью ванны следует подготовить следующие инструменты и материалы:

Средства защиты

Необходимо обзавестись и защитными средствами - плотные резиновые перчатки и качественный респиратор. Одежду можно укрыть фартуком из прорезиненого материала.

Чтобы сделать хромирование в домашних условиях с помощью специальной гальванической кисточки , можно воспользоваться следующей схемой действий:

При использовании любого способа пригодится компрессор или хороший пылесос для удаления пыли.

Приготовление электролита

Для расчета объема ингредиентов электролита следует придерживаться следующих соотношений , измеряемых в граммах, на один литр чистой воды:

1. Ангидрид хрома - 250 гр;
2. Серная кислота - 2,5 гр.

Сосуд из стекла наполняют наполовину отстоявшейся и прокипяченной водой, температура которой должна быть примерно 60 градусов. Затем в емкость помещают хромовый ангидрид. Раствор мешают до растворения вещества, после чего аккуратно наливают в него серную кислоту.

Затем состав нужно выдержать под током в течение трех с половиной часов. Если расчеты произведены верно, то электролит станет темно-коричневым. Обесточив состав, его нужно оставить на одни сутки в каком-нибудь прохладном и темном месте.

Подготовка детали

Перед тем как делать хромирование своими руками в домашних условиях, ее нужно подготовить. С поверхностей, которые подлежат обработке, следует предварительно удалить ржавчину, лак, грязь и краску. После завершения зачистки можно приступать к обезжириванию.

Эксперты обращают внимание на то, что бензин и уайт-спирит нежелательно применять для этой цели, потому что эти составы негативно скажутся на обработке. Лучше использовать специальную смесь на основе едкого натра, кальцинированной соды и силикатного клея. Раствор нужно нагреть до 90 градусов Цельсия и опустить в него деталь примерно на полчаса. Если элемент обладает сложной конфигурацией, то можно увеличить время выдержки.

Хромирование - это довольно трудоемкий процесс для самостоятельного выполнения, потому идеальный результат получается не во всех случаях. Для того чтобы предотвратить ошибки перед, тем как хромировать металл в домашних условиях, следует узнать о причинах, которые могут обуславливать дефекты.

К ним относятся:

Недостаточный или чрезмерный нагрев электролита может привести к неравномерному блеску обработанной поверхности. Если же блеска нет вообще, то причина, возможно, в неверно рассчитанной концентрации ангидрида.

Если покрытие получилось недостаточно равномерным, то при работе на заготовку подавался слишком сильный ток. Если покрытие очень мягкое, то электролит нагревался слишком сильно.

На эти факторы нужно обратить внимание, чтобы предотвратить возникновение дефектов при хромировании. Лишь в этом случае хромирование деталей своими руками пройдет без проблем.