Технологии хромирования деталей

Различные металлические изделия требуют нанесения на них защитного слоя, чтобы предотвратить их раннее разрушение и придать им красивый и элегантный вид. Электрохимическое хромирование деталей – давно освоенный и распространенный метод защиты от коррозии. Различная металлическая фурнитура, предметы из пластика, автомобильные диски, многие предметы пищевой, санитарной, медицинской и многих других отраслей подвергаются процедуре хромирования, в результате чего детали буквально «облагораживаются», приобретают эстетически безупречный внешний вид и прочность.

Срок службы обработанных твердым хромированием предметов значительно увеличивается, они становятся практически неуязвимыми для процессов коррозии и скопления на них пыли, грязи, других агрессивных отложений.

Сферы применения

Гальваническое покрытие хромом характеризуется определенными свойствами, такие как:

• стойкость к химическому воздействию;
• микротвердость (до 1100 единиц);
• пористость, теплостойкость;
• к-т трения;
• глубина покрытия.

По всем выше перечисленным характеристикам детали с хромированным покрытием не имеют себе равных, они нашли самое широкое применение не только в бытовых условиях, но и в различных отраслях промышленного производства.

Технология хромирования применяется в таких отраслях, как:

• порошковая металлургия;
• производство алюминиевых, резиновых, металлических, пластиковых изделий (например, хромированные пресс-формы);
• автомобилестроение;
• станкостроение;
• судостроение и многие другие отрасли, которые невозможно перечислить.

В некоторых отраслях особенно массовый характер носит хромирование алюминия. Это незаменимый вид обработки данного металла для повышения его устойчивости и долговечности.

В отраслях оптико-электронной промышленности распространен особый вид хромирования – черное хромирование, обладающее незаменимыми свойствами теплоотдачи, термостойкости и износостойкости. А хромирование штоков, к примеру в автопроме, вообще невозможно чем-либо заменить.

Основные виды хромирования

Хромирование методом электрохимической диффузии может осуществляться тремя способами, вследствие чего различают следующие виды хромирования:

• Твердый хром. Идет при более плотном токе (выше 100А/дм2) и не высокой температуре (ниже 40 /С), деталь при этом приобретает твердость, но становится хрупкой.
• Блестящий хром. Процесс хромирования идет при плотности тока менее 100А/дм2 и температуре до 60/С, изделие приобретает повышенную износостойкость, твердость, а также великолепный зеркальный блеск.
• Молочный хром. Минимальная плотность тока (25А/дм2) в данном случае дает деталям уникальную твердость.

На видео: этапы хромирования в гальванических ваннах.

Распространенные технологии

Хромирование с электролитом

Электролитическое хромирование основано на применении трех- и шестивалентного хрома, в зависимости от вида покрытия. При применении трехвалентного хрома основной составной частью электролита выступает хромовый ангидрид, при применении шестивалентного – сульфат хрома, а раствор электролита в данном случае состоит из серной кислоты, ангидрида в соотношении 1/100 (2,5 и 250 гр./литр соответственно).

В случае нарушения данной пропорции или соотношения результат гальванического хромирования будет далек от ожидаемого и вместо ровного идеального покрытия получим деталь с явными отслоениями защитного слоя, с различной матовостью и наличием пятен.

При уменьшении указанного выше соотношения на половину (1/50) кроющие и рассеивающие свойства изделия значительно снизятся. А нарушение параметров плотности тока (более 300 А/дм2) и температуры электролита приводит к образованию на угловых и торцевых частях изделий дендритов, неказистых по форме и внешнему виду.

Аноды, применяемые в процессе хромирования деталей, должны быть практически на 100% из чистого свинца, с не более чем 6%-м добавлением сурьмы.

Когда процесс хромирования окончен, свинцовые аноды необходимо очистить от образовавшегося хромокислого налета и хранить их в водяной ванне в случае длительного перерыва в использовании. В последнее время находят широкое применение аноды из платинированного титана, применение которых не требует проводить их чистку после хромирования.

Восстановление хромом

Восстановление деталей хромированием предполагает применение одного из двух его видов – блестящего либо молочного. Последний тип хромирования применяют в случаях повышенных нагрузок, трении, воздействующих на деталь, блестящий — при менее интенсивных нагрузках.

Нанесение хрома необходимо выполнять только после проведения ряда операций:

• промывка обрабатываемых деталей в воде;
• удаление пыли, грязи, иных отложений;
• предварительная полировка поверхности или ее шлифование.

Восстановление самопассивирующихся деталей (титан, алюминий) предполагает предварительную чистку их поверхностей методом травления и нанесение никелевого или медного подслоя на металл. Для исключения риска корродирования при применении никелевого подслоя рекомендуется произвести насыщение данной пленки маслами либо лаками в условиях высокой температуры (до 200С) на хромируемую поверхность.

На видео: восстановление хрома.

Декорирование хромом

Многих интересует декоративное хромирование, возможность химической металлизации в бытовых условиях с целью защиты пластика, металлов, сплавов с помощью напыления. Чтобы это выяснить, необходимо понять суть металлизации. В двух словах химическая металлизация — это процесс нанесения на обрабатываемую поверхность металлического слоя.

В качестве основы могут применяться как металлические, так и не металлические материалы. Это могут быть детали из пластика, дерево, стекло, алюминий др.

Способы нанесения защитного слоя также могут быть различными, в зависимости от наших целей и используемого оборудования. Самое широкое применение нашел метод с использованием ванны с электролитическим раствором, когда хромируют изделие. Кроме того, часто применяется напыление с помощью газовой горелки при нанесении компонентов в их дисперсном виде и метод плакирования путем горячей прокатки нанесенного металла с одной или нескольких сторон.

Применяется и диффузионный метод, при котором происходит глубокое проникновение молекул защитного слоя внутрь обрабатываемой поверхности при сильном нагреве, а также метод горячего покрытия путем погружения обрабатываемого изделия в расплавленный металл.

Тем не менее, именно химическая металлизация возможна в домашних условиях. Остановимся на ней более подробно.

Химическая металлизация

Целью проведения такого вида хромирования изделий чаще всего является желание придать им необходимый внешний декоративный вид, убрать различные повреждения поверхности в виде трещин, микросколов, повысить антикоррозийные свойства, улучшить прочие характеристики деталей, такие как стойкость, твердость, антиэррозийную устойчивость.

По сути можно говорить о возможности применения данного метода для нанесения покрытия с заранее заданными свойствами на изделия не только из металла, но и пластика.

На молекулярном уровне химическая металлизация — это процесс, при котором атомы с более высоким потенциалом поднимаются на поверхность металла под катализирующим воздействием специально наносимых реагентов. При этом наблюдается явное изменение оттенка, а порой цвета обрабатываемой детали. Использование различных комбинаций реагентов позволяет получить покрытие самых различных цветов и оттенков вплоть до их плавного перехода друг в друга.

По сути, это каталитическое хромирование, предназначенное для любого металла, довольно простой метод, его можно сравнить с нанесением лакокрасочного покрытия.

Гальваническое покрытие

При соблюдении необходимых мер предосторожности и техники безопасности гальваническое хромирование можно проводить в домашних условиях. Стоит только помнить о том, что данная работа ведется с довольно агрессивными химическими материалами, их различными компонентами, но при правильной выверенной организации можно заниматься гальваническим хромированием любых предметов – от обычных пуговиц до сложных, объемных криволинейных поверхностей типа статуй, бюстов и т.п.

Изделие предварительно промывается, очищается от пыли, грязи и грунтуется особым видом грунтовки. Далее нужно наносить реактивы, которые по аналогии с печатанием фотоснимков имеют свойства активатора и восстановителя. После обработки поверхности реактивами деталь покрывается защитным слоем лакокрасочного покрытия для обеспечения защитной функции произведенной металлизации.

Данное хромирование металла характеризуется высокой степенью твердости, износостойкости.

Использование предварительно выбранного тонера позволят получить необходимый цвет, а также оттенок обрабатываемой поверхности. Применение специального грунта крайне рекомендуется, так как это позволяет повысить адгезионные характеристики предмета. Для удаления нанесенного в процессе гальванизации покрытия можно использовать специальное вещество для его смыва и провести повторную обработку детали.

Как видим, данный способ гальванического хромирования довольно прост и схож в своем исполнении с процессом обычной лакировки, где также может использоваться покраска хромом. Главное соблюдать необходимую очередность технологии, все меры предосторожности, уделив при этом особое внимание вентиляции рабочего помещения, использованию индивидуальных средств защиты, что вполне достижимо в домашних условиях.

Технология декоративного хромирования не представляет собой какой-либо архисложной операции, но нужно постоянно помнить о том, что процесс хим металлизации сопровождается большим количеством выделяемых газов, созданием газового тумана из вредных химических соединений, поэтому помещение должно быть открытого типа, хорошо проветриваться или иметь надежную принудительную вентиляцию.