Как хромировать металл – Хромирование своими руками в домашних условиях: способы — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

Хромирование — Википедия

Декоративное хромирование мотоцикла

Хроми́рование — диффузионное насыщение поверхности стальных изделий хромом, либо процесс осаждения на поверхность детали слоя хрома из электролита под действием электрического тока. Слой хрома может наноситься для декоративных целей, для обеспечения защиты от коррозии или для увеличения твердости поверхности^[1].

Твердое хромирование

Деталь, подвергаемая хромированию, как правило, проходит через следующие шаги:

Очистка для удаления сильных загрязнений.
Тонкая очистка, для удаления следов загрязнений.
Предварительная подготовка (варьируется в зависимости от материала основы).
Помещение в ванну с насыщенным раствором и выравнивание температуры.
Подключение тока и выдержка до получения нужной толщины

Используемые при хромировании реагенты и отходы процесса чрезвычайно токсичны, в большинстве стран этот процесс находится под строгим регулированием.

В промышленности хромирование используется для снижения трения, повышения износостойкости, повышения коррозионной стойкости. Этот процесс обеспечивает повышенную устойчивость стали к газовой коррозии (окалиностойкость) при температуре до 800 °C, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота. Хромирование сталей содержащих свыше 0,3—0,4 %С, повышает также твёрдость и износостойкость. Твердость хрома составляет от 66 до 70 HRC. Толщина хромового покрытия обычно составляет от 0,075 до 0,25 мм, но встречаются и более толстые, и более тонкие слои. Поверхностные дефекты при хромировании усиливаются и поверхность подлежит последующей обработке, так как хромирование не дает эффекта выравнивания.^[2]

Хромирование деталей пар трения, работающих в жёстких условиях (поршневые кольца, зеркало цилиндра ДВС), как показала практика, требует создания покрытия с порами сравнительно крупного размера, способными удерживать масло. Без этого противоизносные и противозадирные свойства покрытия даже хуже, чем у нехромированной детали. Для расширения естественных канальцев на поверхности покрытия используется кратковременное электрохимическое травление обратным током (деталь-анод).

Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах.

Чёрное хромовое покрытие, полученное в ванне специального состава (не путать с декоративной виниловой плёнкой), отличается большим светопоглощением в сочетании с гладкостью и используется там, где необходимо отсутствие бликов (оптические приборы, автомобильные детали в поле зрения водителя и т.п.)

В отдельных случаях хромирование применяется для ремонта деталей путём наращивания сопрягаемой поверхности в случае прослабленной посадки. В настоящее время может использоваться как «гаражная» или «холодная» альтернатива плазменному напылению металла, аналогичного материалу детали.

Типичными являются следующие растворы для хромирования:

Шестивалентный хром, чей основной ингредиент — хромовый ангидрид.
Трехвалентный хром, чей основной ингредиент — Сульфат хрома или хлорид хрома. Ванны с трехвалентным хромом используются довольно редко из-за ограничений, накладываемых на цвет, яркость и толщину покрытия.^{[источник не указан 3761 день]}

Типичное содержание ванны с шестивалентным хромом:

Нарушение состава и температуры ванны легко приводит к разнообразным дефектам покрытия (пятна, матовость, отслаивание), разрушению свинцовой футеровки ванны. При превышении плотности тока на краях и углах деталей могут образовываться наросты-дендриты разнообразной формы — «сувениры из гальванического цеха».

Нанесение хрома на самопассивирующиеся металлы (алюминий, титан) затруднено и требует тщательной предварительной очистки травлением или производится по подслою другого металла (медь, никель). Может потребоваться подключение источника тока до помещения детали в ванну.

Хромирование стали по подслою улучшает антикоррозионные свойства покрытия, перекрывая естественные микропоры хрома; в то же время подслой никеля образует с хромом гальваническую пару и может корродировать сам по себе вплоть до отслаивания хрома. Для закрытия пор хрома может применяться насыщение поверхности плёнки лаками или маслами, в том числе при повышенной температуре или под вакуумом.

Полученный на деталях слой хрома, как правило, сравнительно хрупок, и для улучшения его свойств может применяться термообработка в виде длительной выдержки при температуре порядка 200°C.

Электролитическое хромирование пластмасс производится по предварительно напылённому или осаждённому слою другого металла, например, меди.

После того, как шестивалентный хром в 90-е годы XX века был признан канцерогеном, в различных странах началась разработка методик его замены. Так, в США и Канаде начала работу Hard Chrome Alternаtive team, HCAT. В 2003 году была принята и в 2006 году вступила в силу директива RoHS, которая существенно ограничила применение хромирования в Европе. Результатом стала замена хромирования на другие способы обработки, например, высокоскоростное газопламенное напыление во многих применениях.

Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1990.

ru.wikipedia.org

Химическое хромирование в домашних условиях: технология, видео

Для улучшения характеристик изделий различного назначения используют множество методов, одним из которых является химическое хромирование. Данная технология позволяет значительно улучшить как декоративные характеристики изделия, так и его механические свойства – прочность и износостойкость.

Так выглядит колпак на колесо после нанесения хромового покрытия химическим способом и последующей полировки

Суть технологии

Суть хромирования, выполняемого по любой технологии, заключается в том, что на обрабатываемую поверхность наносится слой хрома, позволяющий значительно улучшить как декоративные, так и механические свойства детали. Покрытие из хрома наделяет изделие следующими качествами:

исключительными декоративными характеристиками;
высокой устойчивостью к коррозии;
жаростойкостью;
износостойкостью;
более технологичными электромагнитными и механическими свойствами.

Промышленная линия химического хромирования

Самыми популярными методами, при помощи которых на обрабатываемую поверхность наносится слой хрома, являются гальванический и диффузионный. В отличие от них, хромирование, выполняемое химическим способом, не требует применения специального оборудования и позволяет получать качественные, однородные и надежные покрытия даже на изделиях, отличающихся сложной формой. Химическая металлизация (в частности, хромирование) выполняется с использованием специального водного раствора, нагреваемого до определенной температуры.

Суть химического хромирования заключается в том, что хром, оседающий на обрабатываемой поверхности, восстанавливается из раствора своих солей. Такая восстановительная реакция становится возможной за счет того, что в растворе для химического хромирования содержится гипофосфит натрия. Присутствие в растворе именно данного вещества – это главное отличие химического хромирования от аналогичного процесса, выполняемого с применением электролитического раствора.

Гипофосфит натрия – бесцветные кристаллы, применяемые для химического хромирования в основном металлических изделий, иногда и пластмасс

После проведения химического хромирования готовое покрытие получается матовым, что хорошо заметно даже по видео данного процесса. Чтобы придать такому покрытию характерный хромовый блеск, изделие необходимо подвернуть последующей полировке. Между тем хромовый слой, полученный с помощью данной технологии, хотя и не отличается высокой декоративностью, если сравнивать его с диффузионными и электролитическими покрытиями, обладает более высоким качеством и надежностью. В частности, в таком покрытии содержится фосфор, который придает ему прочность и твердость.

Подготовка к процедуре

За счет своей простоты проведение химического хромирования не требует серьезных финансовых затрат. Выполнить хромирование в домашних условиях при помощи данной технологии несложно, для этого вполне достаточно внимательно изучить теоретический материал и просмотреть соответствующее видео.

Однако следует иметь в виду, что химические реактивы, используемые для хромирования по данной технологии, выделяют токсичные испарения, которые опасны для здоровья человека, поэтому следует строго соблюдать правила техники безопасности.

В процессе химического хромирования следует избегать контакта растворов с незащищенными участками тела

Выполнять такое хромирование в домашних условиях следует только в нежилых помещениях, в которых организована эффективная вентиляция. Кроме того, необходимо использовать средства личной безопасности:

респиратор, защищающий органы дыхания;
очки для защиты органов зрения;
перчатки, одежду и обувь, защищающие кожные покровы;

клеенчатый фартук.

Растворы для хромирования, выполняемого по химической технологии, а также для проведения всех вспомогательных технологических операций готовятся на основе дистиллированной воды. Реактивы, используемые при этом, должны иметь в своей маркировке букву «Ч», что свидетельствует об их химической чистоте. Посуда, в которой готовят рабочие растворы, может быть только стеклянной или эмалированной.

Реактивы для химического хромирования

Перед началом химического хромирования поверхность изделия следует подвергнуть тщательной очистке и обезжириванию. Надежность и качество хромового покрытия в большой степени определяются тщательностью выполнения данных процедур. Если обрабатываемая поверхность достаточно сильно загрязнена и на ней имеются остатки старого покрытия или следы коррозии, то ее обрабатывают при помощи пескоструйной установки или наждачной шкурки, добиваясь металлического блеска. Сформировать более надежное и качественное хромовое покрытие позволяют предварительные шлифовка и полировка изделия. После выполнения этих технологических процедур обрабатываемую поверхность обезжиривают при помощи водного раствора, включающего в свой состав такие компоненты, как:

каустическая сода – 100–150 г/л;
карбонат натрия – 40–50 г/л;
жидкое стекло – 3–5 г/л.

Промывка и обезжирование деталей перед хромированием

Чтобы выполнить обезжиривание, полученную смесь подвергают нагреву до 60–100° и только после этого опускают в нее обрабатываемое изделие. В зависимости от степени загрязнения поверхности изделие держат в нагретом растворе от четверти часа до 60 минут. Чтобы улучшить сцепление хрома с обрабатываемой поверхностью, можно дополнительно выполнить ее декапирование, которое проводится в растворе соляной и серной кислот.

Следует иметь в виду, что хромовое покрытие будет держаться тем прочнее, чем чище и ровнее поверхность, на которую оно наносится.

При необходимости выполнения химического хромирования алюминия изделие из данного металла подвергают еще и цинкатной обработке, после которой его промывают. Перед химическим хромированием деталей из стального сплава на их поверхность предварительно наносится слой меди. Для этого используется водный раствор, включающий следующие компоненты:

сульфат меди – 50 г/л;
концентрированную серную кислоту – 5–8 г/л.

Рабочая температура такого раствора, в котором изделие выдерживается в течение нескольких секунд (5–10), должна составлять 15–25°. После выдержки в растворе для омеднения изделие промывают водой и просушивают. Если сталь после омеднения дополнительно покрыть никелевым слоем, толщина которого будет составлять порядка 1 микрометра, то хромирование, выполняемое в дальнейшем, будет более качественным.

Приготовление рабочих растворов

Растворы для химического хромирования надо готовить в следующей последовательности.

Все используемые химические реагенты, кроме гипофосфита натрия, смешиваются или растворяются в воде.
Полученный раствор подвергают нагреву до рабочей температуры.
В нагретый до рабочей температуры раствор добавляют гипофосфит натрия.

Изделие, которое необходимо подвергнуть хромированию, подвешивают в подготовленном и разогретом растворе и выдерживают в нем в течение 5–8 часов. Время выдержки зависит от требуемой толщины слоя хрома. Чтобы удалить с поверхности только что нанесенного покрытия остатки химических реактивов, обработанное изделие кипятят в воде в течение получаса. Более подробно изучить процедуру химического хромирования позволяет видео на данную тему.

Изделия, на поверхность которых нанесен слой хрома, подвергают термической обработке, способствующей протеканию низкотемпературной диффузии, а значит, улучшающей адгезию нанесенного слоя с основным металлом. Выполняется термообработка при температуре 400°. В таких условиях изделие выдерживается в течение часа.

Печь для сушки и термической обработки хромированных изделий

Отдельные изделия из стали, такие как ножи, рыболовные крючки, пружины и др., после термообработки могут утратить свою твердость, поэтому их выдерживают при температуре 270–300° в течение трех часов. Термообработка после химического хромирования, с порядком осуществления которой также можно познакомиться по соответствующему видео, позволяет повысить твердость нанесенного покрытия.

Готовое хромовое покрытие после просушки изделия, на которое оно нанесено, имеет сероватый матовый налет. Чтобы придать хрому характерный блеск, поверхность детали подвергают полировке.

Химические реактивы

Для химического хромирования используют несколько основных растворов, которые делятся на кислые (pH 4–6,5) и щелочные (pH больше 6,5). Ниже приведены химические составы таких растворов.

Химический состав растворов для хромирования

И в заключение небольшое видео об оборудовании и реагентах, используемых при химическом хромировании.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

met-all.org

Хромирование деталей, процесс, виды, составы, хромирование дома

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

Процесс хромирования

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 деталей

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

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

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.

Компоненты	Составы электролита, г/л
Компоненты	Разбавленного	Универсального	Концентрированного
хромовый ангидрид	150	250	350
серная кислота	1,5	2,5	3,5
катодная плотность тока, А/дм2	45–100	15–60	10–30
температура раствора, °С	55–60	45–55	35–45

Таблица 2. Состав хромирующих смесей для стали.

Материал	Состав хромирующей смеси (массовая доля, %)	Температура хромирования, °С	Выдержка, ч	Глубина хромированного слоя, мм
Среднеуглеродистая легированная теплостойкая. сталь (пружины, лабиринтные уплотнения)	60 % металлического хрома, 39 % глинозема, 1 % йодистого аммония	1020–1050	8	Не менее 0,01
Малоуглеродистая легированная сталь (детали узлов парораспределения турбин)	1020–1080	8–10	Не менее 0,025
Жаропрочные сплавы (уплотнительные кольца, втулки, клапаны, гайки, шпильки)	70 % металлического хрома, 29 % глинозема, 1 % йодистого аммония	1100–1150	5–10	0,02–0,03

Материал

Состав хромирующей смеси (массовая доля, %)

Температура хромирования, °С

Выдержка, ч

Глубина хромированного слоя, мм

Среднеуглеродистая легированная теплостойкая. сталь (пружины, лабиринтные уплотнения)

60 % металлического хрома,

39 % глинозема,

1 % йодистого аммония

1020–1050

Не менее 0,01

Малоуглеродистая легированная сталь (детали узлов парораспределения турбин)

1020–1080

8–10

Не менее 0,025

Жаропрочные сплавы (уплотнительные кольца, втулки, клапаны, гайки, шпильки)

70 % металлического хрома,

29 % глинозема,

1 % йодистого аммония

1100–1150

5–10

0,02–0,03

Виды хромирования

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.

Хромирование в домашних условиях

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.

В домашних условиях можно воспользоваться химическим видом хромирования. При этом очень важно изготовить раствор меди хрома. Только после этого можно приступать к обработке металлических и неметаллических изделий.

Во время проведения процедуры хромирования необходимо позаботиться о технике безопасности, как и в промышленных условиях.

Хромирование в домашних условиях видео

lkmprom.ru

Гальваническое хромирование: суть процесса, основы проведения

Гальваническое хромирование — это один из способов создания на поверхности изделий тонкого устойчивого слоя из чистого хрома, который почти в два раза тверже железа, имеет приятный серебристый цвет и отлично полируется. Хромовые покрытия применяют в защитных и в декоративных целях.

Гальваническому хромированию подвергают поверхности трения для создания устойчивого к коррозии антифрикционного слоя, который к тому же хорошо удерживает масло. Этот металл имеет прекрасное сцепление со сталью, никелем и медью, а также практически не окисляется и не отслаивается в процессе эксплуатации. Помимо прочего, хромовая гальваника применяется при изготовлении стойких к атмосферным воздействиям оптических отражателей, которые по своим качествам ничем не уступают амальгамированным.

Одной из главных особенностей гальванического хромирования является работа с пассивным анодом, т. е. покрывающий деталь хром поступает не из анодного металла, а из раствора хромовых кислот, что требует постоянной регенерации электролита. А основной недостаток этого технологического процесса — высокая токсичность соединений хрома и связанные с этим повышенные требования к системам промвентиляции, утилизации электролита и водоочистки.

Суть гальванического хромирования металла

В большинстве гальванических процессов источником покрывающего металла является анод. В отличие от этого при хромировании анионы возникают непосредственно из электролита, основой которого является раствор хромовых кислот, образующихся при растворении хромового ангидрида в воде. В такой технологии катодом обычно является обрабатываемая деталь, а в роли нерасходуемого пассивного анода выступают пластины или облицовка ванны, выполненные из инертного к кислотам электролита металла. Пассивные аноды в хромовой гальванике обычно изготавливают из свинца или его сплавов (с оловом и сурьмой). Хромовая кислота обладает сильными коррозионными свойствами, поэтому при производстве оборудования для хромирования применяют кислотостойкие материалы.

Выделение анионов хрома в объеме электролита в процессе хромирования происходит неравномерно, поэтому гальванические ванны оснащают специальными устройствами, обеспечивающими постоянную подачу перемешанного электролита в зону катода (к поверхности металла хромируемой детали). Кроме того, в связи с постоянным убыванием хрома электролит необходимо периодически регенерировать, добавляя в него хромовый ангидрид и расходуемые в процессе хромирования реагенты. Вид поверхности и механические свойства хромового покрытия напрямую зависят от компонентов электролитического раствора, степени его нагрева и плотности тока.

Варьируя эти показатели, можно добиться различных видов поверхности хромированного металла: от молочного и матового до зеркально-блестящего, – а также широкого диапазона значений твердости, плотности и пористости осажденного хрома.

Методика хромирования металла своими руками

Тому, кто собирается освоить хромирование металла в бытовых условиях, в первую очередь необходимо четко усвоить, что этот химический процесс связан с применением особо токсичных веществ, опасных для здоровья и наносящих вред природной среде. Поэтому ни о какой гальванике в домашних условиях не может быть и речи. Для хромирования необходимо подобрать нежилое помещение и по возможности оборудовать его хотя бы какой-нибудь вентиляцией. Также стоит заранее позаботиться об утилизации отработанного раствора и промывочной воды. Все работы следует выполнять в спецодежде и с применением средств индивидуальной защиты, используемых на химпроизводствах.

Оборудование для хромирования металла достаточно несложно изготовить самому. В большинстве случаев в его состав входят:

стеклянная или пластиковая емкость;
теплоизоляция и герметичная крышка рабочей емкости;
нагревательный элемент с терморегулятором;
источник питания мощностью 1 кВт и напряжением 10÷12 В;
свинцовый анод с клеммой;
приспособление для подвешивания и зажим для крепления детали с клеммой;
емкости для травления и промывки, провода, подставка и прочее второстепенное оборудование.

Компоновка такого комплекта для хромирования зависит от размеров и особенностей входящих в него элементов и делается «на глазок», с дополнениями и изменениями по ходу изготовления. О токовых режимах лучше заранее почитать в специализированных изданиях или пообщаться со знающими людьми на профильных форумах. Там же можно обсудить вопрос влияния хрома на свойства стали и других металлов, т. к. у хромированной детали несколько изменятся механические характеристики.

Подготовка поверхности к хромированию

Подготовка металла к хромированию ничем не отличается от приготовлений к любому другому гальваническому процессу. В первую очередь необходимо убрать остатки покрытий и ржавчину с хромированной поверхности. Первое выполняется с помощью металлических щеток и наждачной бумаги или же (если есть такая возможность) абразивоструйной обработкой. Для удаления ржавчины с металла можно также использовать механические методы, но лучше воспользоваться ортофосфорной кислотой.

Хромирование алюминия и его сплавов требует особого подхода к предварительной обработке поверхности этих металлов, т. к. на них всегда присутствует устойчивая оксидная пленка. Последовательность их подготовки к гальванике выглядит так:

Промывка всей поверхности металла в бензине.
Удаление следов бензина в горячей мыльной воде.
Травление в смеси азотной и плавиковой кислот (соотношение пять к одному).
Ополаскивание в холодной воде.
Помещение изделия в гальваническую ванну.

Все операции следует выполнять в непрерывной последовательности, а погружать металл в электролит нужно под током.

Приготовление электролита

Основными компонентами всех электролитов для хромирования металлов являются хромовый ангидрид и серная кислота. В промышленных гальванических растворах применяют различные добавки, но для домашнего мастера на первое время достаточно этих двух. При приготовлении электролита сначала в воде разводится серная кислота из расчета 1.5–2.5 г/л, а затем добавляется хромовый ангидрид в количестве 150–250 г/л. Точную пропорцию можно подобрать только экспериментально, оценивая результат хромирования поверхности металла (см. также ниже о возможных дефектах).

Возможные дефекты

При осмотре всех плоскостей металла после гальванического хромирования могут быть обнаружены специфические недостатки, которые чаще всего связаны с составом электролита и плотностью тока, но могут иметь и другие причины. Если хром не оседает на металл, то это может быть связано с недостаточной плотностью тока, избытком серной кислоты, завышенной температурой раствора или окислением анода. Если хромовое покрытие отслаивается от металла, то причиной этого может быть плохая очистка его поверхности и колебание токовых параметров в процессе хромирования. При превышении плотности тока на выступающих частях детали могут образовываться наросты, а поверхность хромированного металла становится матовой и неровной. При слишком маленькой плотности тока покрытие становится жестким и имеет «молочный» вид.

При гальваническом хромировании также важно пространственное положение детали. Оно должно обеспечивать свободный уход водорода, образующегося на поверхности металла, т. к. скопление это газа приводит к образованию неровностей и каверн.

Опасность для здоровья

При хромировании металлов основная опасность для здоровья персонала и окружающей среды исходит от хромового ангидрида (оксид шестивалентного хрома), который является главным компонентом во всех электролитах, а при растворении в воде образует не менее опасные хромовые кислоты. Все эти реагенты являются канцерогенами и очень токсичны (относятся к первому классу опасности). Оксиды и соли хрома малолетучи, но при использовании горячих электролитов могут захватываться парами воды. Другими токсичными веществами, образующимся в процессе гальванического хромирования, являются хроматы свинца и сульфаты бария.

А как вы относитесь к хромированию металлов в домашних условиях? Ведь в Интернете размещено множество статей, описывающих, как легко и просто это делается даже без особых навыков. Выскажите, пожалуйста, свое мнение в комментариях к этой статье.

wikimetall.ru

Как хромировать металл в домашних условиях: методы, условия, порядок проведения процедуры

Обработка хромированием может применяться как в декоративных целях, так и для повышения технико-эксплуатационных свойств заготовки. Для металлических изделий этот способ покрытия особенно актуален, так как позволяет снизить риски коррозийного поражения. Технология используется не только в промышленности, но и в частном хозяйстве – к примеру, для украшения и защиты наружных деталей автомобиля. Как хромировать металл в домашних условиях? Существует несколько относительно доступных методов, каждый из которых предусматривает свои нюансы реализации, но есть и общие правила организации данного процесса.

Подготовка детали для хромирования

Качество нанесенного покрытия напрямую зависит от состояния рабочей поверхности. Она должна быть не просто очищена от грязи и пыли, а подвергнута механической зачистке абразивами. Шлифовальными машинками следует ликвидировать характерные для проблемных деталей изъяны в виде мелких повреждений, окалины, ржавчины и следов старой краски. На поверхности должна остаться непосредственно структура основы изделия. Это базовое условие подготовки, при котором можно хромировать металл в домашней обстановке, ожидая положительного результата. Причем особое внимание уделяется стойким жировым пятнам, которые также препятствуют процессам нанесения хрома. Как минимум для такой обработки должны использоваться агрессивные химические растворители, уайт-спирит или бензин. Для более надежного эффекта очистки от жировых и масляных пленок специалисты также рекомендуют применять составы на основе едкого натра, силикатного клея и кальцинированной соды, предварительно подогревая их с температурным режимом до 85-90 ºС

Условия проведения обработки

В процессе хромирования независимо от применяемого метода обработки неизбежно выделение вредных испарений, поэтому от жилых помещений сразу стоит отказаться. Оптимальным местом является гараж, подсобка или другое техническое помещение. Но и это не все. Необходимо продумать стабильно работающую вентиляцию с эффективной вытяжкой. Надеяться на естественное выветривание нельзя, так как вредные вещества могут оказать воздействие уже в ходе проведения работ. Как хромировать металл в домашних условиях, не причиняя вреда здоровью? Даже при наличии вентиляции следует подготовить средства индивидуальной защиты. Необходимый набор включает в себя строительные очки, респиратор, фартук и перчатки с резиновым покрытием.

Подготовка емкости для хромирования

В любом случае для выполнения процедуры потребуется условная ванночка для содержания детали в рабочем растворе. В зависимости от размеров детали может применяться 3-литровая банка, таз, бак или классическая ванна. Единственным ограничивающим параметром выбора является материал изготовления – стекло или металл, не вступающий в химические реакции с электролитом. Далее следует заняться обустройством выбранной емкости. Во-первых, она должна быть установлена на ровной поверхности и зафиксирована в стабильном положении, чтобы хромированный металл получил равномерное покрытие. Во-вторых, в холодное время потребуется теплоизоляция емкости, в качестве которой может использоваться стеклоткань, минвата или сыпучий материал (песок, керамзит). На этом же этапе продумываются приспособления или конструкции для удобного удержания заготовки и функциональных устройств, которые будут использоваться на разных этапах проведения операции.

Источники электрического тока

При выполнении металлизации в домашних условиях необходимы электроды, которые будут подключаться к заготовке для обеспечения электрохимической реакции. К изделию должен быть подключен отрицательный катод, а в раствор – положительный анод. Форма электродов подбирается по удобству, могут применяться и стержневые, и пластинчатые элементы. Но как хромировать металл, чтобы на протяжении всей операции не произошло размыкание контакта? Для контура с подачей тока на деталь следует предусмотреть электромонтажный зажим «крокодил». Он надежно захватит заготовку в нужном положении. Если планируется обрабатывать компактную легковесную деталь, этот захват заменит собой и удерживающую в растворе оснастку. Непосредственно в качестве источника тока с достаточным напряжением может выступить обычный реостат. Для небольших заготовок будет достаточно проводов с сечением до 2,5 мм2.

Растворы для электролита

Рядовые автолюбители для данной процедуры используют упрощенный состав на основе хромового ангидрида (250 г/л) и серной кислоты (до 3 г/л). При этом важно иметь в виду, что в качестве основного ингредиента шестивалентного хрома выступает вышеназванный ангидрид, а трехвалентного – хлорид или сульфат хрома. Вторая схема используется реже, поскольку такой состав оказывает значительное влияние на фактурные и текстурные свойства детали. Что касается температурного режима, то качественный хромированный металл можно получить при 45-60 °C, но этот диапазон может расширяться в зависимости от выбранной технологии. Теперь можно подробнее рассмотреть методы реализации поставленной задачи.

Электрохимическая технология

Наиболее распространенный метод, который широко используется в бытовой сфере. Инструкция по его применению выглядит так:

Подготовленная емкость наполняется водой примерно на 60-70%. Важно отметить, что жидкость должна быть предварительно отфильтрована – лучше всего использовать отстоявшуюся дистиллированную воду.
Емкость прогревается, пока температура содержимого не достигнет примерно 60 °C.
Засыпается расчетный объем хромового ангидрида. Его следует тщательно размешать в воде.
На этом этапе можно столкнуться с проблемой нехватки нужного объема воды. Как хромировать металл в домашних условиях, если возникает необходимость коррекции долей раствора? Желательно этого избегать, но в любом случае поправки рекомендуется делать в сторону повышения объема воды для заполнения нужного уровня емкости.
Вносится серная кислота в нужном количестве.
Вновь размешав раствор, ему следует дать отстояться в течение 3-4 часов при подаче тока из расчета 6,5 А на 1 л. По мере прохождения реакции электролит будет постепенно обретать темно-коричневый оттенок.
Источник тока отключается, после чего емкость настаивается еще сутки.

Возможный брак при выполнении хромирования

Если операция выполняется первый раз, то есть большие риски получить разного рода дефекты. Как хромировать металл в домашних условиях, чтобы исключить подобную вероятность? Для этого необходимо знать конкретные причины появления брака:

Имеются небольшие раковины на поверхности – была проведена недостаточная обработка детали абразивами.
Отслоение покрытия – источник тока подавался с перепадами напряжения.
Слой хрома размягчен – слишком высокая температура и понижен ток.
Характерный блеск на поверхности отсутствует – свидетельство завышенной силы тока или переизбытка хромовой составляющей в растворе.
Блеск неравномерен на поверхностях – недостаток температуры или признак того, что раствор был плохо размешан.
Коричневые пятна – малая доля кислоты на фоне переизбытка хрома.

Альтернативные технологии хромирования

Еще один способ нанесения хрома – диффузный. Но его используют целенаправленно для модификации поверхностей за счет комбинированного воздействия кремнием, углеродом, алюминием и азотом при высокой температуре. Как хромировать металл в домашних методом диффузии? Технология предусматривает смачивание в соляной кислоте, после чего выполняется укладка порошковыми смесями с последующим воздействием газами. Подвид этого способа – конденсационная обработка парами хромового хлорида, но ее обычно выполняют на технологически сложном оборудовании. Также стоит отметить метод под названием «серебряное зеркало». Его суть заключается в напылении солей серебра в щелочном растворе. Далее необходимо применение вспомогательных растворов с содержанием гидразина и инвертного сахара. Для придания покрытию определенного цвета на финальной стадии обработки могут применяться специальные краски и лаки.

Как восстановить хромированное покрытие на металле?

Технически реставрировать структуру данного покрытия можно только операцией декапирования. Она заключается в повторном погружении детали в раствор с серной и соляной кислотами в нужной концентрации, которая зависит от размеров детали и текущего состояния хромового слоя. После этой процедуры заготовка промывается теплой водой и на несколько часов настаивается в сухом месте. Более доступные способы восстановления хромированного покрытия на металле предполагают использование специальных паст, выпускаемых производителями автохимии. Такие средства буквально втираются в структуру покрытия микрофиброй, формируя защитную пленку и заполняя мелкие поры повреждений. Исправить недостатки хромовой поверхности помогают и шлифовальные процедуры, однако их эффект со временем стирает покрытие. По этой причине рекомендуется в качестве профилактики использовать дополнительные средства защиты. В их числе простейшие народные рецепты на основе измельченного мела и нашатырного спирта. Однако втирать данные материалы следует только мягкими губками и салфетками.

Можно ли хромировать детали из других материалов?

Теоретически электрохимической металлизации можно подвергать любые материалы, обладающие пористой структурой на поверхности, что обеспечит достаточную адгезию. В отличие от металлов, пластик и керамику хромируем в менее агрессивных температурных режимах. Этот нюанс касается всех изделий, которые чувствительны к температурному воздействию. В остальном условия остаются те же – как в части технической подготовки, так и в плане приготовления электролитического раствора.

Заключение

Результат применения хромирования одинаково ценен и эстетическим эффектом, и созданием защитного покрытия. В первом случае можно рассчитывать на получение привлекающего внимание блеска, о котором говорилось выше, а во втором – на продление рабочего ресурса детали. Даже металлы, хромированные в домашних условиях, прибавляют в свойствах износостойкости, прочности и твердости. Для дополнительного упрочнения ответственных деталей иногда применяется и специальная термообработка покрытия с выдержкой при температуре до 200 °C. С другой стороны, и у хромовой металлизации есть слабые места. Со временем покрытие истирается и в условиях незначительных механических воздействий, из-за чего специалисты настоятельно рекомендуют с самого начала эксплуатации обновленной поверхности заботиться о ее защите. Что касается самого метода обработки, то при всей доступности для домашнего использования у него также есть большой минус. Он выражается в токсичности применяемых электролитов, что обуславливает необходимость соблюдения и соответствующих мер обеспечения безопасности.

Источник: fb.ru

zavrn.ru

технология химического и гальванического хромирования металла

Хромирование — это ряд процессов диффузионного насыщения поверхностей металлических заготовок с помощью хрома, в результате чего они обретают зеркальную поверхность. В официальной литературе такую технологию также называют «металлизацией». Однако последнее название, скорее всего, обобщает все способы изменения характеристик поверхности металлических и неметаллических предметов с помощью тонкого металлического слоя.

Освоив технологию хромирования, вы сможете проводить ряд уникальных работ в домашних условиях. Это позволит вам поменять внешний облик мотоцикла или автомобиля, а также изготовить множество стильных и современных вещей, например: ручки для шкафов или дверей, подставки, крепежные элементы, карнизы, кашпо и другие декоративные изделия, которые превратят ваш интерьер в нечто невероятное.

Краткое описание процесса

И хоть стандарты современной жизни диктуют свои правила, люди по-прежнему с особым интересом относятся к красивым и блестящим вещам, как это делали их предки много столетий назад. Изящные детали кузовов транспортных средств, блестящие изделия в ванных комнатах и кухнях, оригинальные статуэтки и яркие покрытия домов — всё это пользуется очень большой популярностью, поэтому спрос на хромирование деталей неуклонно растёт.

В настоящее время практикуется несколько способов металлизации заготовок. Среди них:

Оцинкование;
Покрытие хромом;
Покрытие алюминием.

Использование цинка положительно сказывается на антикоррозийных свойствах стальных и металлических заготовок, в результате чего их эксплуатационный срок стремительно растёт.

Алюминий также улучшает антикоррозийные свойства, поэтому его наносят на оборудование, которое вынуждено работать в температурном режиме до 900 градусов Цельсия. В числе таких приборов — детали и механизмы для добычи нефтяных продуктов и перекачки газа, комплектующие печных систем, а также множество других изделий.

Что касается покрытия хромом, то такая методика является хорошим способом создания красивых декоративных покрытий, позволяющая скрыть все производственные дефекты и придать изделию более изящный вид. К тому же хромирование улучшает ряд эксплуатационных характеристик, а именно:

Улучшает антикоррозийные свойства;
Увеличивает твердость металла;
Улучшает защитные характеристики от эрозии;
Повышает жаропрочность;
Улучшает износостойкость;
Делает внешний вид изделия более привлекательным;
Позволяет создавать качественные покрытия с заданными параметрами.

Особенности технологии

Нанесение хрома на металлические заготовки принято называть химическим хромированием. Технологию применяют для улучшения декоративных и функциональных свойств металлических изделий. Сам процесс может выполняться посредством следующих методик:

Гальванический метод.
Химический.
Посредством напыления.

Если говорить о нанесении хрома на поверхность заготовки с помощью первого метода, то это можно делать двумя путями: диффузным и электролитическим. Чтобы вводить обе разновидности гальваники, нужно запастись специальными резервуарами с кислотоупорным покрытием и водяными рубашками.

Электролитическое хромирование построено на принципе электролиза металлов. В процессе обработки электрический ток подаётся через электролит, представленный в виде специального раствора из солей хрома, кислоты или щелочи. По мере прохождения тока выделяются катионы хрома. В итоге они остаются на обрабатываемой поверхности.

Средние параметры хромирования гальваническим методом выглядят следующим образом:

Хромовый ангидрид 250 г/л.
Серная кислота — 2,5 г/л.
Температурные показатели — 50 градусов Цельсия для декоративной обработки, и 55−60 градусов Цельсия для улучшения функциональных качеств.
Плотность тока — 25 А/дм2 для декоративной обработки, а также 60 А/Дм2 для достижения функциональных свойств.

Чтобы выполнить качественную гальванику, нужно правильно подобрать температуру электролита и плотность тока. Такие параметры оказывают влияние на внешний вид и функциональные свойства нанесенного слоя.

Не забывайте, что любое увеличение температуры снижает выход хрома по току, а увеличение плотности действует противоположным образом.

При низкой температуре и постоянной плотности тока получаемое покрытие становится серым. Если плотность тока не меняется, а температуры остаются высокими, это позволяет получить молочный оттенок.

Диффузный метод гальванической обработки

Применять метод термической обработки стали с помощью хромирования, что положительно сказывается на эксплуатационных свойствах поверхности, придавая материалу прочность, твердость, вязкость, износостойкость, упругость, жаро- и коррозийную стойкость. При соблюдении определенного температурного режима, поверхность конкретной заготовки поддаётся воздействию реагентов, а посредством диффузии происходит насыщение поверхностного слоя хромом. Диффузионная обработка незаменима при нанесении на поверхностный слой кремния, углерода, азота и алюминия.

Термическое хромирование с помощью порошков подразумевает применение смесей, которые состоят из феррохрома и шамота. Подобный состав принято называть солянок кислотой. Ещё одна разновидность диффузной обработки заключается в конденсации паров хрома.

Химическое хромирование

При выполнении химической обработки применяется ряд следующих реагентов:

Хлористый хром;
Гипофосфат натрия;
Лимоннокислый натрий;
Уксусная ледяная кислота;
Двадцатипроцентный раствор едкого натра;
Вода h3О.

При проведении реакции выдерживается температурный показатель 80 градусов Цельсия. Перед тем как нанести хромовое покрытие на стальную заготовку, они предварительно покрываются слоем меди. В итоге заготовки моют в воде и тщательно высушивают. Используя раствор кислощелочного происхождения, проводят химическую металлизацию диэлектриков.

Кроме этого, в современном мире широко распространен ещё один тип химической металлизации — вакуумное хромирование или PVD-процесс. Метод обеспечивает комплексную конденсацию паров хрома на поверхностном слое заготовки. Это происходит в специальных вакуумных камерах, где металл нагревается до температуры испарения, а затем оседает в виде тумана на конкретную деталь. Толщина слоя хрома настолько крошечная, что его дополнительно покрывают лаком с целью защиты от царапин. Подобная методика используется при хромировании алюминиевых изделий.

Обработка посредством напыления

Напыление деталей хромом (каталитическое хромирование) осуществляется с помощью реакции «серебряного зеркала». В качестве реагентов используются комплексные серебряные слои в щелочных растворах аммиака. Роль восстановителя выполняет раствор инвертного сахара, гидразина или формалина.

При одновременном напылении серебра и восстановителя металлическая заготовка обретает красивое белоснежное зеркальное покрытие.

Для таких изделий характерна отличная отражательная способность. На следующем этапе каталитического хромирования происходит покрытие заготовки защитным лаком с добавлением красящего светостойкого тонера. Такое средство получается с помощью смешивания фиолетового, синего и черного цветов в соотношении 3:1:1.

Обработка посредством «серебряного зеркала» состоит из нескольких процессов:

Анализ и подготовительный этап. Необходимо подготовить поверхность детали, очистив её и промыв специальным средством. Чтобы улучшить адгезию, поверхность предварительно шлифуют с помощью шлифовальной бумаги с показателями зернистости Р500−600.
Использование глянцевой основы. Подготовленный материал покрывается черным глянцевым покрытием, которое полностью исключает желтизну зеркального слоя. Сушку нанесенных лаков осуществляют в температурном режиме 20−25 градусов Цельсия без использования дополнительных сушильных приборов. Для высушивания заготовку оставляют на 8 часов. Если речь идёт о сушке в окрасочно-сушильной среде с температурным режимом 60 градусов, то там достаточно 45 минут просушивания.
Следующий этап заключается в сушке.
Затем происходит травление поверхности заготовки для улучшения адгезии серебра, а также очистка материала с помощью дистиллированной воды.
Дальше выполняют сенсибилизацию или специальную обработку поверхностного слоя с помощью активатора. Таким образом поверхность покрывается защитной пленкой.
На следующем этапе осуществляют металлизацию с помощью серебра.
Затем на заготовку наносят защитный лак, который надёжно защищает обработанную поверхность от потускнения и потери эксплуатационных свойств из-за длительного использования и агрессивных воздействий.

Подготовка к хромированию металла

Подготовительный этап заключается в выполнении нескольких обязательных действий:

Подготовка поверхности заготовки посредством шлифовки и полировки.
Очистка от загрязнений с помощью специального средства и дистиллированной воды и протирка ветошью.
Полное изолирование поверхности, куда не нужно наносить хром, заделка отверстий (если не нужно покрывать внутренние полости).
Установка изделия на специальную подвеску.
Полное обезжиривание.
Промывка водой.
Декапирование.

Роль шестивалентного хрома выполняет хромовый ангидрид, трёхвалентного — сульфат или хлорид хрома.

Гальваническую ванну покрывают серной кислотой, а после помещения обрабатываемой заготовки в раствор поддают ток с определенными показателями плотности.

Также необходимо соблюдать подходящий температурный режим раствора в ванной, который устанавливается с учётом особенностей хромирования.

При использовании терморежима необходимо придерживаться одних и тех же температурных показателей на протяжении всего мероприятия. Любые отклонения от установленного стандарта могут привести к ухудшению адгезионных свойств покрытия, в результате чего гальваника потеряет правильную структуру, а на поверхностном слое появятся различные дефекты, такие как разводы, наросты и сталактиты.

Продолжительность гальванической обработки определяется требуемой толщиной хромированного слоя.

В процессе обработки из раствора выделяется ряд вредных паров, поэтому все мероприятия нужно проводить с учетом всех тонкостей техники безопасности и с использованиием средств персональной защиты.

В отдельных условиях металлизацию проводят лишь после травления или нанесения на заготовку другого металла, например, меди или никеля. Таким образом осуществляется укрепление полученного слоя.

Чтобы заделать образованные поры хрома, деталь дополнительно покрывают маслом или лаком. Образовавшуюся хромовую пленку дополнительно защищают термической обработкой, в процессе чего заготовку выдерживают под воздействием высоких температур (около двухсот градусов Цельсия) на протяжении некоторого времени.

Подвиды хромирования

Как уже говорилось выше, гальваническое хромирование позволяет создать эффективный защитно-декоративный слой и придать поверхности особенные свойства.

Хромированный металл декорируется и с помощью других металлов, включая медь или никель. В таком случае эксплуатационные показатели, а именно срок службы и сохранность блеска хрома существенно улучшаются. Также материал обретает отличные антикоррозийные свойства, поэтому он не поддаётся вредным воздействиям.

Твердое хромирование незаменимо в тех случаях, если речь идёт о желании улучшить износостойкость и твердость, уменьшив показатели трения на обрабатываемой заготовке.

В таком случае использовать другой металл не нужно. Выдержка в ванной отличается большой продолжительностью, что необходимо для получения определенной толщины слоя.

На отмену от декоративной металлизации, твердая подразумевает дополнительное использование специальных лаков или масел.

Теперь вы знаете, в чём заключаются все особенности металлизации деталей с помощью хрома. При соблюдении последовательности действий, можно успешно провести такое мероприятие в домашних условиях.

tokar.guru

методы, условия, порядок проведения процедуры