Что такое хромирование? Для чего применяется, как наносят?

Фазлутдинов К.К.

24.09.2021 (обновленно 24.09.2021)

5212 просмотров

Содержание:

1. Введение

2. Что такое хромирование

3. Где применятся (назначение покрытия)

4. Хромирование авто

5. Методы нанесения (гальваническое, вакуумное, диффузионное, холодное и термическое напыление)

6. Порядок выполнения работ

7. Свойства покрытий хромом в зависимости от метода нанесения

8. Хромирование в домашних условиях

1. Введение

В этой статье постараемся подробно рассказать о процессе Хромирования. Для чего наносится данный металл, какие способы нанесения существуют, а так же о популярном хромировании при реставрации автомобилей. 

2. Что такое хромирование?

Хромирование — процесс нанесения на поверхность изделия слоя металлического хрома для придания ему необходимых характеристик.

Основные цели хромирования:

• Защита от коррозии
• Увеличение износостойкости
• Декоративный внешний вид

На самом деле целей больше, для каждой из них подойдет своя технология нанесения хрома. 

3. Где применяется (назначение покрытия хромом)

1. В промышленности многие изделия часто работают на износ, например, пресс-формы или поршневые цилиндры. Их изготавливают из углеродистой стали или нержавейки. Без покрытия такие пресс-формы быстро изнашиваются и подлежат замене. При покрытии их твердым хромом, срок службы возрастает более, чем в 3 раза.
2. Металлический хром является пищевым покрытием. Это значит, он не вступает в реакции с пищей, не вызывает аллергии при контакте с кожей и слизистыми оболочками людей и животных. Поэтому им постоянно покрывают хирургические инструменты (скальпели) и детали механизмов, контактирующие с пищей.
3. Хром устойчив в вакууме. Им покрывают детали космических кораблей.
4. Хром термоустойчив, применяется для изделий, постоянно работающих с высокими температурами.

Существует еще множество назначений этого покрытия. 

4. Хромирование авто

Прежде, чем продолжить, нужно уяснить, в автотюнинге термин «хромирование» упоминается как окрашивание краской. Блестящей краской на основе серебра, выглядит она как хром, но ничего общего с настоящим металлическим хромом не имеет.

Дело в том, что настоящий хром обладает огромным количеством полезных свойств, не присущих краске. А для людей, занимающихся реставрацией авто важную роль играет цена покрытия. Нанести краску более чем в 10 раз дешевле, чем металлический хром. Вот её и наносят. Ни о какой износо- и термостойкости здесь речи быть не может. 

Если вам тюнинговое ателье предлагает вам хромирование отражателей или дисков, уточните, как они наносят покрытие. Скорей всего, это будет распыление из баллончика или шланга. Выглядит правда круто, но имейте в виду, это просто краска. Любой другой метод (вакуумное, гальваническое, диффузионное) – это уже другое дело, здесь пахнет качеством! 

Вот статьи про реставрацию авто хромом:

Хромирование (окрашивание) в автотюнинге 

Хромирование (гальваническое, настоящее) в автотюнинге  

5. Методы нанесения (гальваническое, вакуумное, диффузионное, холодное и термическое напыление)

Существует несколько основных способов нанести хром на изделие:

Гальваническое хромирование. Заключается в осаждении металла на поверхность изделия под действием электрического тока. Если объяснять просто, изделие погружается в раствор с частичками хрома. На изделие подается электрический ток и частички начинают осаждаться на поверхности, тем самым образуя покрытие. На самом деле процесс очень сложный и дорогой. Метод актуален для металлических изделий (т.к. металл хорошо проводит ток).

Подробнее с гальваническим хромированием вы можете ознакомиться здесь 

НПП Электрохимия выполняет полный цикл работ по нанесению гальванических хромовых покрытий. После нанесения покрытия и его проверки мы выдаем паспорт (сертификат) качества. Это особенно важно в рамках выполнения ГОЗ. Цена на хромирование оговаривается индивидуально с менеджером в зависимости от ТЗ.

Вакуумное хромирование. Изделие погружается в вакуумную камеру с порошком. Порошок нагревается до температуры испарения и образует взвесь ионов в камере. Далее эта взвесь осаждается (бомбардировка ионами) на поверхности в виде конденсата, а затем кристаллизируется, образовывая покрытие.

Покрытие применятся в декоративных целях, особенно популярно для сувенирной и рекламной продукции (вывески, подарочная упаковка и т.д.). Отлично покрывается стекло и пластик. Идеально блестящей поверхности не всегда получается добиться, изредка покрытие осаждается неравномерно, видна шагрень (шишки). Не рекомендуется для изделий с требованиями по износостойкости. 

Диффузионное хромирование. Процесс «насыщения»(заполнения) поверхности изделия хромом. Изделия погружают в  порошок хрома и так же нагревают. Отличие от вакуумного метода состоит в том, что порошок не испаряется, а сразу «въедается» (диффундирует) в поверхность изделия. Примерно 50% покрытия находится внутри поверхности изделия, а 50% снаружи. Благодаря этому покрытие имеет превосходное сцепление с деталью.

Стандартный состав порошка: хром и каолин в соотношении 50 на 50. Плюс добавка (хлористый амоний/соляная кислота). Температура процесса — 1000° С, выдержка 6-15 часов.

Метод не из дешевых, но позволяет получить покрытие толщиной 100-300 мкм с хорошей адгезией и солидными защитными характеристиками.

Холодное распыление (мета-хромирование). Об этом методе мы поговорили в  п.4. Просто распыление из баллончика или шланга.  Красивая краска. Ни о каких защитных характеристиках и износостойкости речи быть не может. В интернете продается много готовых растворов для «хромирования» в различные цвета.

Термическое напыление. Методов достаточно много, но их объединяет одно – частицы металла нагревают до определенной температуры и с помощью направленного потока отправляют на изделие. Поток может быть газовый, пламенный, детонационный, электродуговой. Дешевый метод, применяется для изделий без высоких требований к защитным характеристикам покрытия. Подробнее можете прочесть здесь  

6. Порядок выполнения работ

Для большинства методов хромирования покрытие изделия будет проводиться в следующем порядке:

1. Очистка от сильных загрязнений и подготовка.
   Удаление излишков масла, старого покрытия, отсоединение подвижных частей механизмов, крепеж изделий на оснастку для покрытия.
2. Обезжиривание. Удаление мельчайших частей жира на поверхности при помощи растворов. Вариантов несколько: Химическое обезжиривание (стиральный порошок), электрохимическое, ультразвуковое и т.п.
3. Травление (для стальных изделий). Удаление ржавчины и окалины.
4. Покрытие.
5. Сушка.
6. Контроль качества. 

 

7. Свойства покрытий хромом в зависимости от метода нанесения

В зависимости от метода осаждения хромового покрытия возможно получить различные его характеристики. Оформим их в таблице для наглядности. Цена для сравнения указана в условных единицах.

Свойства хромового покрытия

Метод нанесения	Износостойкость	Коррозионная стойкость	Степень блеска (декоративность)	Адгезия	Цена	Дополнительные свойства
Гальванический	Высокая	Высокая	Превосходная	Высокая
Вакуумный	Средняя	Высокая	Высокая	Средняя	7	• Возможно легко наносить на стекло и пластик
Диффузионный	Превосходная	Высокая	Средняя	Превосходная	8
Термическое распыление	Средняя	Средняя	Низкая	Средняя	4	• Неравномерность покрытия
Холодное распыление (окрашивание)	Отсутствует	Минимальная	Превосходная	Минимальная	1	• Возможно нанесение на любой материал • Не требует спец. оборудования

 

8. Хромирование в домашних условиях

Подробно про хромирование дома мы расскажем в отдельной статье. Главное, что нужно понимать: Хромирование – чрезвычайно вредный процесс, особенно гальваническое хромирование. Избыток хрома в организме вызывает рак, заболевание печени и легких и много других проблем.  Подробнее о вреде хрома для организма читайте здесь. 

Настоятельно не рекомендуем этим заниматься самостоятельно.

Тем не менее, если вы решились — просим соблюдать технику безопасности.

1. Перчатки. В растворе для гальванического хромирования содержится шестивалентный хром. Это канцероген. Мало того, при попадании раствора на кожу, этот хром проникает в организм сквозь нее. Мытье рук не поможет!  Для остальных видов хромирования перчатки не менее важны.
2. Респиратор или маска. При любом хромировании мелкие частички хрома в виде взвеси находятся в воздухе, которым мы дышим. Защитите свои легкие.
3. Очки. Не нам Вам рассказывать, что будет с глазом при попадании в него жидкого металла или куска детали.
4. Одежда, защищающая от термических ожогов, так как Вы работаете с высокими температурами
5. Обувь, желательно резиновые сапоги.

Конец статьи

Понравилась статья? Оцените статью. Всего 1 клик!

Нажмите на звезду

Средняя оценка:

5,00

Всего оценок: 3

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО «НПП Электрохимия». Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта. Размещение активной индексируемой ссылки на https://zctc. ru обязательно.

Покрытие хромом металла — Блог ЛипецкТехноЛит

Хром имеет высокую химическую стойкость и хорошо сопротивляется механическому износу. Его поверхность – благодатная почва для образования оксидных пленок, которые защищают от внешней коррозии. Благодаря этому хром приобретает свойства благородных металлов.

На него не действуют органические кислоты, также хром отлично противостоит действию азотной кислоты и сероводороду.

На воздухе его цвет остается таким же, как после свежего хромирования металлических изделий – серебристым и блестящим. Изменения цвета начинаются при 480 – 500 ⁰С.

Покрытие хромом металла проводят с двумя целями – сохранить красивый блестящий вид и повысить сопротивление механическому износу.

Несмотря на высокую химическую стойкость, хром не обеспечивает надежную защиту железа от коррозии, потому что в паре «хром – железо» в открытых местах на поверхности последнего происходит окисление, поэтому, помимо покрытия металлических изделий хромом, на поверхность предварительно наносят никелевый слой или применяют тройное покрытие: медь – никель – хром.

Хром широко используют не только, чтобы защитить металл, но и для придания отдельным деталям привлекательного внешнего вида – от частей транспорта (авто, велосипеды, ж/д вагоны и т.п.) до наручных часов и рабочего инструмента (сверла, разметчики и т.п.).

 

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ХРОМА:

1. Основной компонент электролита – ангидрит хромовой кислоты. В большинстве других электролитов, которые применяются в покрытиях, ведущим элементом выступает соль осаждающего металла.

2. В электролите обязательно присутствуют посторонние анионы.

3. Минимальная плотность тока намного больше, чем в процедуре электроосаждения иных сплавов.

4. Электроосаждение хрома очень чувствительно к температуре и плотности тока.

5. По мере повышения температуры выход металла по току при постоянном составе электролита резко снижается.

6. Электролиты малочувствительны к примесям ионов иных сплавов.

Рисунок 1. Скорость осаждения хрома в зависимости от плотности тока и температуры (мкм/ч)
а – в электролите состава 250 г/л CrO₃; 2,5 г/л H₂SO₄; CrO₃ :  SO₄ = 100 : 1;
б – в электролите состава 400 г/л CrO₃; H₂SO₄ = 4,0 г/л; CrO₃ : SO₄ = 100 : 1.

 

Покрытие хромом металла в итоге дает более прочную плоскость, чем другие гальванические материалы. Твердость Cr уступает только алмазу и корунду: 500 – 1000 HB. Она снижается в процессе нагревания при 370 – 400 ⁰С и выше в течение часа. Затем не меняется.

Обычное хромирование металлических изделий дает плохой результат, когда изделия эксплуатируются при большом давлении и большой t, потому что простой хромовый слой не лучшим образом контактирует со смазочными маслами из-за недостаточной глубины и ширины трещин, которые есть на нормальном покрытии.

Поверхности деталей, которые подвержены трению, задираются, хром выкрашивается. Как следствие – изделие изнашивается быстрее.

В этом случае прибегают к пористому хромированию.

Покрытие металлических изделий хромом таким способом дает идеально гладкую поверхность, которая перекрещивается узкими каналами ниже поверхности контакта трущихся деталей. Каналы и поры создают емкости, в которых собирается смазка, выдавливаемая на поверхность при деформации сплава. Под действием капиллярных сил, она двигается по каналам от тех мест, где ее в избытке, туда, где смазки не хватает.

 

Существует 3 способа, чтобы получить пористые покрытия из Сr: механический, химический и электрохимический.

Механическим способом наносят микрорельеф на поверхность с помощью режущего инструмента, а также обдувкой песком или дробью. Рельеф не исчезает после хромирования.

При использовании и химического способа детали обрабатывают соляной кислотой и получают шероховатую поверхность.

Электрохимический способ состоит в том, что хромированные изделия сверх того обрабатывают в электролите того же состава, в котором происходило само хромирование.

Пористое хромирование применяют, чтобы защитить трущиеся детали от изнашивания – поршневые кольца, цилиндры в двигателях внутреннего сгорания и т.д. В результате износостойкость хромированного цилиндра повышается в 7 – 8 раз, а износостойкость колец увеличивается в 5 раз.

Рисунок 2. Как температура и плотность тока влияют на твердость хромовых покрытий.
Цифры на кривых – плотность тока, А/дм2.

 

ПОКРЫТИЕ ХРОМОМ МЕТАЛЛА С БУФЕРНЫМИ СЛОЯМИ В ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ЦЕЛЯХ

Толщина слоя с декоративной целью не больше 1 мкм. Здесь основная его функция – уберечь металл от потускнения. Для защиты детали от коррозии внешней среды дополнительно перед хромом нужно нанести тонкий слой меди и никеля. Размер промежуточных покрытий определяют, исходя из условий эксплуатации.

Последовательность нанесения слоев разнообразная.

Например, на детали из стали наносят медь в цианистом или пирофосфатном электролите, потом медь в кислом электролите, никель, а уже затем хром.

Бывает так, что обходятся покрытием толстого слоя меди в цианистом или пирофосфатном электролите.

Существует и такой способ: металлические изделия покрывают никелем в 1 — 2 мкм, после этого медью в кислом электролите, снова никелем, а в завершение — хромом.

На цинковые детали, как правило, наносят медь в цианистом электролите, а после покрывают никелем и хромом.

Медные и латунные детали никелируют и хромируют.

Толщина промежуточных слоев и никелевого слоя, который находится под хромом, определяется в каждом конкретном случае. Иногда требуется наносить беспористое покрытие из хрома прямо на сталь. Это нужно в тех случаях, когда кроме защитных противокоррозионных свойств требуется сопротивление механическому износу.

 

КОМБИНИРОВАННОЕ ПОКРЫТИЕ ХРОМОМ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И МЕХАНИЧЕСКОГО ИЗНОСА

Электролиты для комбинированного хромирования содержат 150 – 250 г/л CrO3 при весовом соотношении CrO3 : SO4 = 100 : 300.

Степень стойкости складывается из числа центров коррозии на 1 см2 площади.

Таблица 1. Исследование на коррозию образцов из стали 45, покрытых хромом.

 

Самыми чувствительными к коррозии оказываются осадки, которые получили при плотности тока примерно 50 А/дм2.

Более стойкие выходят при высокой температуре (70 ⁰С) и маленькой плотности тока (30 А/дм2).

Для надежной защиты хром должен быть определенной толщины, чтобы покрытие получалось менее пористое.

В результате опытов самыми стойкими к коррозии получились осадки молочного хрома с наименьшей толщиной покрытия 20 мкм. Наиболее благоприятные данные для получения износостойкого хромового покрытия сверху молочного Cr: 50 – 55 ⁰С, плотность тока 40 – 45 А/дм2.

 

Хромирование металлических изделий комбинированным способом происходит в определенно порядке:

• Сначала наносят молочный хром при 70 ⁰С и плотности тока 30 А/дм2. Толщина 20 мкм.
• После покрывают изделие блестящим хромом при 50 – 55 ⁰С и плотности тока 40 – 45 А/дм2. Размер слоя 20 – 25 мкм.

Чтобы слои лучше сцеплялись между собой проводят обработку катодами молочного осадка хрома в той же ванне при плотности тока 5 А/м2 в течение 5 минут.

После этого плотность тока увеличивают до стандартного значения и завершают покрытие хромом металла до нужной толщины. Состав электролита для молочного и блестящего покрытия может быть одинаковым – 250 г/л хромового ангидрида и 2,5 г/л серной кислоты.

Комбинированный метод хромирования применяют для изделий, которые будут работать в условиях высокой влажности и температуры.

 

ХРОМИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЦИНКОВОГО СПЛАВА

Изделия из цинкового сплава широко применяют в автомобильной промышленности и при производстве других видов транспорта. Большую часть деталей покрывают защитно-декоративным слоем медь-никель-хром, потому что хромированные изделия из цинка больше подвержены коррозии, чем стальные хромированные.

Чтобы повысить коррозионную стойкость цинковых деталей, выделяют 3 способа:

a) применение двухслойного никеля поверх обычной меди. Сверху обычный хром.

b) блестящий беспористый хром в сочетании с двухслойным никелем и обычной медью;

c) хромовое покрытие с микротрещинами по блестящему никелю и обычной меди.

Чтобы хромированное покрытие надежно защищало от коррозии и не теряло блеск, нужно учитывать не только методы нанесения, но и условия, в которых будет использоваться инструмент, состав сплава, из которого выплавлена деталь и, что немаловажно – возможности производства, на котором будет проходить покрытие металлических изделий хромом.

Ознакомьтесь с другими статьями в блоге ООО ЛипецкТехноЛит.

Главная | Diamond Chrome Plating, Inc.

 

Diamond Chrome Plating, Inc. выполняет промышленное твердое хромирование (матовое покрытие) и не выполняет индивидуальное/декоративное покрытие (блестящее покрытие), которое обычно используется для классических автомобилей, автомобилей, колес, Бамперы, запчасти для мотоциклов и т. д.

 

Diamond Chrome Plating, Inc. является признанным лидером в области химической обработки (гальваника, покрытие), предоставляя широкий спектр услуг по обработке металлов для аэрокосмической и авиационной промышленности, государственных и оборонных рынков, а также для некоторых коммерческих отраслей. У нас есть технологические одобрения от большинства крупных производителей аэрокосмической отрасли и их ведущих поставщиков.

Алмазное хромирование, Inc . — частная корпорация (основана 23.11.1953), расположенная в Хауэлле, штат Мичиган, США. Наша деятельность началась в небольшом здании площадью 7500 кв. футов. Пять расширений за эти годы привели нас к нынешнему зданию площадью 35 000 кв. Футов, занимающему городской квартал. Наше предприятие включает в себя административные офисы, отдел обеспечения качества и разработки процессов, химическую влажную и сухую лабораторию (контролирующую управление химией), производство химической обработки, инструментальную комнату, техническое обслуживание, контроль качества, отгрузку и получение, а также EHS (окружающая среда, здоровье, и безопасность), Места обработки и хранения отходов. На нашем объекте работает высококвалифицированный персонал из 55–65 человек, работающий в две смены.

Diamond Chrome Plating, Inc. с 2003 года поддерживает сертификацию Nadcap (Национальная программа аккредитации подрядчиков в аэрокосмической и оборонной промышленности) для AC7108 (химическая обработка) и AC7004 (авиакосмическая система качества). Каждый назначенный процесс подвергается внутреннему аудиту не реже одного раза в год в соответствии с опубликованным графиком, управляемым менеджером по обеспечению качества и группой внутреннего аудита. Система управления качеством (QMS) сертифицирована по Nadcap AC7004, что также соответствует требованиям AS9.100 и ИСО 9001:2015. СМК поддерживается менеджером по обеспечению качества и постоянно совершенствуется с использованием установленной политики в области качества, целей в области качества, результатов аудита, анализа данных, корректирующих и предупреждающих действий, анализа со стороны руководства и отзывов клиентов.

Diamond Chrome Plating, Inc. является компанией, зарегистрированной в ITAR (Международные правила торговли оружием), которая занимается импортом/экспортом изделий оборонного назначения. Наш регистрационный код ITAR — M35272, а срок действия нашей текущей регистрации экспортера истекает 30 апреля 2023 года. В настоящее время DCPI занимается импортом и экспортом в Канаду, Польшу и ОАЭ (Дубай) и имеет опыт оформления различных лицензий, включая DSP-61 (временный импорт и последующий экспорт) для деталей USML категории VIII (h)(1), DSP. -62 (Заявка на внесение поправок) и DSP-5 (Постоянная экспортная лицензия) вместе с правилами пограничного контроля через нашего назначенного таможенного брокера. У нас работают только граждане США или обладатели законных грин-карт, имеющих разрешение на работу в США 

Diamond Chrome Plating, Inc.  поддерживает регистрацию в программе тестирования на наркотики и алкоголь FAA. Срок действия нашего регистрационного номера (CONN182B) для этой программы истекает 07. 06.2025. Наш Сертификат об участии в этой программе выдается ежегодно, и в настоящее время его срок действия истекает 31 декабря 2023 года. Все сотрудники перед приемом на работу проходят медосмотр и медосмотр. Тестирование на наркотики также проводится случайным образом в течение каждого года, а также проводятся ежегодные медицинские осмотры, включая анализ крови и проверку остроты зрения. Все они проводятся внешним лицензированным медицинским учреждением. Проверка остроты зрения проводится в соответствии с требованиями NAS 410.

Хромирование для аэрокосмической промышленности

Хромирование, также известное как твердое или промышленное хромирование, наносится на черные и цветные металлы (сталь и медь). Отложения хрома улучшают стойкость к истиранию и износу, обеспечивают защиту от коррозии, снижают трение и предотвращают истирание и заедание, улучшая общую производительность изготовленных компонентов. Хромирование также применяется с целью восстановления деталей до их первоначальных допусков на размеры. Хромирование имеет полезные применения в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, морскую и медицинскую.

Спецификация	Спецификация Описание	Компания
АМС 2406	Хромированная пластина	Аэроджет Рокетдайн
ПС 13102	Хромированная пластина	Боинг
AMS-QQ-C-320 классы 1 и 2, тип 2	Хромированная пластина	Кертис Райт
ЦПС 6564	Хромированная пластина	Кертис Райт
АМС 2406	Хромированная пластина	Дженерал Электрик
AMS-QQ-C-320 классы 1 и 2, тип 2	Хромированная пластина	Дженерал Электрик
БП-102	Хромированная пластина	Гудрич
QQ-C-320 классы 1 и 2, тип 2	Хромированная пластина	Гудрич
АМС 2406	Хромированная пластина	Ханивелл
АМС 2460	Хромированная пластина	Ханивелл
AMS-QQ-C-320 классы 1 и 2, тип 2	Хромированная пластина	Ханивелл
ЭМС52443	Хромированная пластина	Ханивелл
АМС 2406	Хромированная пластина	Мессье Доути
АМС 2406	Хромированная пластина	Pratt & Whitney / Raytheon
АМС 2406	Хромированная пластина	Pratt & Whitney Канада / Raytheon
AMS-QQ-C-320 классы 1 и 2, тип 2	Хромированная пластина	Сикорский
нержавеющая сталь 8429	Хромированная пластина	Сикорский
нержавеющая сталь 8495	Хромированная пластина	Сикорский
нержавеющая сталь 8495	Хромированная пластина	Сикорский
СПОП 20	Хромированная пластина	СПОП
СПОП 22	Хромированная пластина	СПОП
АМС 2406	Хромированная пластина	UTC Aerospace Sys.