Чтобы придать металлическим поверхностям блеск, улучшить внешний вид, их подвергают хромированию. Эта технология наиболее популярна в автомобилестроении. Она необходима не только для улучшения вида, но и повышения прочности заготовки. Среди наиболее эффективных технологий обработки специалисты выделяют гальваническое хромирование.
Гальваническое хромирование
Суть процесса
Хромирование — технологический процесс металлизации изделий хромом. Благодаря ему улучшаются технические характеристики материала, укрепляются поверхностные слои.
Главные достоинства процедуры:
- Основание восстанавливается, становится более прочным. Повышается показатель износоустойчивости.
- Закрываются трещины, не превышающие по толщине 1 мм.
- Грязь, пыль хуже липнут к хромированной поверхности.
- Улучшаются декоративные качества обработанных деталей.
Изделие погружается в ванную с хромовой кислотой, через которую пропускается напряжение. Обрабатываемая заготовка выполняет роль катода. Пассивными анодами являются стенки емкости, дополнительные пластины, которые изготавливаются из сплава сурьмы с оловом.
Многие начинающие автолюбители сравнивают хромирование с никелированием, пытаются найти отличия, путаются в преимуществах, недостатках. Покрытие на основе никеля лучше только по внешнему виду. Показатели прочности, износоустойчивости у него гораздо хуже.
Хромированный диск (Фото: Instagram / funchrome)
Общие сведения
Толщина слоя покрытия обычно невелика — от 0,2 до 0,8 миллиметров (хотя встречаются изделия и с более толстым слоем). Хромированию могут подвергаться любые металлы и их сплавы (железо, чугун, сталь, алюминий, медь и другие), а также диэлектрики (пластик, камень, дерево, фарфор и другие).
Покрыть хромом можно посуду, украшения, детали автомобиля или мотоцикла, мебель. Помимо этого хромирование деталей и пластика выполняет следующие важные функции:
- Термическая и механическая защита. Хром обладает плотной структурой и очень высокой температурой плавления. Поэтому при нагреве его химико-физические структура не изменяется. При механическом ударе вещество также сохраняет свою структуру, поэтому хромированные детали обладают более высокой механической устойчивостью.
- Антикоррозийная защита. С химической точки зрения хром является инертным веществом. При нормальных условиях он не вступает в контакт с водой и атмосферным воздухом. Поэтому изделия с хромовым покрытием не покрываются коррозией длительное время. С кислотами, щелочами и солями хром также вступает в химические реакции неохотно.
- Восстановление прочности запчасти. В случае длительной эксплуатации в запчастях появляются небольшие трещины и углубления, что негативно сказывается на их прочности, надежности. Нанесения хромового покрытия позволяет закрыть эти трещины и вмятины, что улучшит их практическое применение.
- Защита от грязи и повышение отражательной способности. Хромовое покрытие надежно защищает деталь от грязи, пыли и органического мусора. Люди покрывает запчасти своих ТС, чтобы их транспорт был лучше виден в темноте (покрываются обычно диски, отдельные детали или весь кузов целиком).
Классификация
Покрытие хромом может проводиться несколькими способами:
- Гальванический. Бывает двух типов — диффузным, электролитическим. Первый вариант подразумевает нанесение хрома с помощью гальванической кисти. Электролитический тип подразумевает применение раствора хромового ангидрида, в который погружается обрабатываемая заготовка.
- Вакуумный. Заготовки помещаются в вакуумную камеру, в которую подаются пары хрома, которые оседают на металлические поверхности, создавая защитный слой.
- Химический. Технология не требует применения электрического тока. Смесь для обработки готовят из лимоннокислого натрия, фосфора, едкого натрия, уксусной ледяной кислоты.
- Каталитический способ. Его можно отнести к химической обработке. На поверхность деталей наносится рабочий состав, не содержащий кислот. Он состоит из серебра в щелочном растворе аммиака. Дополнительно применяется восстановитель — гидразин или формалин.
- Термохромирование. Изделия нагревают, покрывают рабочей смесью — хромом в порошке или феррохромом.
Технология хромирования деталей
Сегодня выделяют 3 ее варианта:
- Гальванический метод (в среде из электролита) – под влиянием тока (при подаче нужного напряжения) атомы Cr равномерно оседают на проводящей поверхности; тем самым они образуют новый слой, причем стойкий как к механическим повреждениям, так и к различным агрессивным средам.
- Химический способ – сводится к восстановительной реакции Cr, протекающей (благодаря реагентам) в солевом растворе. Фосфор поможет устранить серый оттенок, смесь на основе меди, воды и серной кислоты надежно закроет те места, которые не нужно обрабатывать. Просто нанесите ее на те участки, где не должно быть покрытия. Использование средств индивидуальной защиты при этом обязательно.
- Декоративный – здесь особенность в том, что слой тончайший, для его нанесения применяется специальная кисть, и нужен он в первую очередь для красоты, хотя некоторую защиту от коррозии он тоже обеспечивает. Если в качестве присадки выбирается что-то драгоценное, метод также называют золочением или металлизацией серебром.
Это основные виды хромирования, наиболее удобные, востребованные, часто применяемые на практике. Которому их них отдать предпочтение? Это зависит от многих факторов, но чаще всего от того, какого результата необходимо достичь (что за толщины добиться), и насколько однородным должен быть новообразованный слой. Производительность труда тоже важна: чем объемнее и габаритнее заготовка, тем быстрее должен быть метод.
И самое главное: гальванический способ в России допустимо использовать только в промышленных условиях, и то заручившись рядом необходимых лицензий и разрешений, в противном случае последует наказание, вплоть до уголовного.
Необходимое оборудование
Инструменты и оборудование:
- Источник постоянного тока с возможностью регулировки выходного напряжения. Обработку деталей малого размера допустимо проводить при использовании зарядного устройства для мобильных телефонов.
- Гальваническая ванна. Должна изготавливаться из термоустойчивого пластика или стекла. Главное условие — устойчивость к высоким температурам.
- Термометр — необходим для контроля температуры при проведении рабочего процесса.
- Нагревательный элемент. Лучший вариант — тэн из керамики. Нагреватель должен выдерживать длительное воздействие кислот.
Для обработки нужно устанавливать не менее двух гальванических ванн, чтобы постоянно не менять реактивы в одной емкости.
Гальваническая ванна (Фото: Instagram / galvaprom)
Для чего нужно хромирование?
Правильная реализация одной из выбранных технологий позволяет:
- Защитить металлические детали от разрушения под воздействием резких температурных перепадов, а также от тлетворного влияния ржавчины.
- Восстановить исходную геометрию, что даст возможность существенно продлить ресурс изделия (если глубина износа не превышает 1 мм).
- Улучшить отражающие характеристики, что актуально при производстве осветительных приборов, так как помогает повысить видимость знаков и/или элементов корпуса.
- Повысить износостойкость за счет снижения силы трения при физическом контакте или термическом расширении; в итоге опасные или однозначно негативные внешние воздействия не так влияют на основной материал заготовки.
Как правильно подготовить изделие к процедуре?
Качество гальванического хромирования зависит от подготовки рабочих поверхностей. Этапы:
- Очистка от грязи, налета, ржавчины. Для этого применяется наждачная бумага, угловые шлифовальные машинки.
- Обезжиривание поверхностей кальцинированной водой. Для изготовления средства необходимо смешать 1000 мл простой воды с 50 мл кальцинированной. К готовой жидкости добавить 5 г силикатного клея, 0,15 кг гидроокиси натрия. Тщательно перемешать и нагреть смесь.
Детали погружаются в жидкость для обезжиривания на 20 минут.
Проведение
Хромирование в домашних условиях должно выполняться с соблюдением ряда правил, техники безопасности. Изначально необходимо подготовить оборудование, сделать рабочую смесь — электролит. Инструкция по изготовлению:
- Купить большую емкость с дистиллированной водой. Необходимое количество жидкости перелить в емкость для нагревания. Разогреть до 60°C.
- Добавить 250 г хромового ангидрида (на 1 литр воды). Тщательно перемешать.
- Перелить жидкость в гальваническую ванну.
- Добавить 2,5 грамма серной кислоты.
Чтобы выровнять плотность электролита, необходимо пропустить через нее номинальный ток, выдержать жидкость в темном помещении 24 часа.
Для гальванического хромирования необходимы 3 элемента:
- Анод — в качестве этого элемента выступает обрабатываемая заготовка. Нельзя допускать, чтобы анод касался катода.
- Катод — изготавливается из олова со свинцом или чистого свинца. Представляет собой металлическую пластину, которая по площади должна превышать анод.
- Электролит — рабочий состав, без которого невозможно осуществить хромирование.
Процесс хромирования:
- Разогреть электролит до 52°C.
- Заготовку поместить в гальваническую ванну.
- Подать рабочее напряжение. Деталь должна обрабатываться до 1 часа. Чем сложнее форма, тем дольше проводится обработка.
После проведения рабочего процесса деталь сушится 3 часа. К ней нельзя прикасаться руками.
Процедура гальванического хромирования (Фото: Instagram / galvaprom)
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.
Техника безопасности
Чтобы не навредить своему организму, следует соблюдать технику безопасности:
- Перед хромированием нужно наладить вентиляцию, убрать из рабочей зоны горючие смеси.
- При приготовлении электролита, рабочем процессе использовать защитные перчатки, очки, респиратор.
- Купить специальные пакеты для химических отходов, в которые нужно упаковывать остающийся мусор после обработки.
- Помещение должно быть очищено от любой органики. В противном случае предметы будут испорчены.
Врачи рекомендуют смазывать внутреннюю часть носа ланолином с вазелином. Компоненты смешиваются в пропорции 1:2. Это поможет защитить организм от воздействия вредных испарений.
Гальваническое хромирование применяется в разных сферах промышленности. С его помощью восстанавливается внешний вид изделий, улучшаются их технические характеристики. Обработку можно провести в домашних условиях, но важно правильно смешивать химические компоненты.
