Какие металлы можно хромировать

Обновлено: 22.01.2025

Хром (Cr) - 24-й элемент периодической системы Менделеева. В чистом виде он представляет собой голубовато-белый металл, имеющий характерный металлический блеск. На воздухе хром пассивируется - на его поверхности появляется плотная плёнка, защищающая его от коррозии и потемнения. Учёные применили это свойство на практике - они разработали технологии хромирования, позволяющие покрыть предметы тонким слоем хрома, придать им эффектный блеск и сделать стойкими к негативным внешним воздействиям.

• привлекательный внешний вид;
• высокая твёрдость;
• нечувствительность к коррозии;
• износостойкость;
• жаропрочность.

Типы покрытий из хрома

Хромовые покрытия, наносимые на изделия, по назначению делятся на функциональные и декоративные.

Функциональные покрытия из хрома повышают механическую и коррозионную стойкость форм, инструментов, элементов клапанов, частей паросилового оборудования, валов полиграфических машин и других деталей, работающих под нагрузкой. Они замедляют их износ и увеличивают срок их службы. Такие покрытия, толщина которых достигает нескольких миллиметров, наносятся на изделия из стали, титана, алюминия, иных металлов и сплавов.

Рисунок 1. Хромирование бытовых приборов.

Декоративные покрытия из хрома придают изделиям привлекательный блеск и, как и функциональные, защищают их от коррозии. Их наносят на видимые детали кузовов автомобилей, полотенцесушители, смесители и иные сантехнические изделия, статуэтки и многие другие предметы, которые должны эффектно выглядеть. Толщина декоративных хромовых покрытий невелика - как правило, она варьируется от 0,2 до 0,7 мкм. Во многих случаев хром наносится не на материал изделия, а на предварительно созданный подслой из никеля и меди.

Рисунок 2. Покрытие из хрома в сантехнике.

Электролитическое хромирование

Перед обработкой изделие тщательно очищают, полностью удаляя с него загрязнения. После этого переходят к хромированию по той или иной технологии. Большое распространение получила электролитическая обработка.

Очищенную деталь помещают в кислотоупорный резервуар с водяной рубашкой, наполненный электролитом - как правило, на основе шестивалентного хрома. В состав электролита входят серная кислота и хромовый ангидрид строго определённой плотности.

• при температуре около 50°С на детали образуется красивое декоративное покрытие из хрома;
• при температуре 55-60°С получают прочное, коррозионно- и износостойкое функциональное покрытие.

• при 25 А / кв. дм выполняют обработку изделий в декоративных целях;
• при 60 А / кв. дм получают функциональное покрытие из хрома.

Ток, протекающий через электролит, запускает процесс электролиза. В жидкой смеси серной кислоты и хромового ангидрида выделяются катионы хрома. Они осаждаются на поверхности обрабатываемого изделия, образуя покрытие с требуемыми свойствами.

Слой хрома, образующийся на деталях при электролизе, хрупок. Чтобы сделать его прочнее, изделия в некоторых случаях подвергают длительной термической обработке при температуре приблизительно 200°С.

Диффузное хромирование

Обрабатываемая деталь и смесь для металлизации, состоящая из феррохрома и шамота, помещаются в печь. В ней они нагреваются до высокой - варьирующейся от 700 до 1400 - температуры. Атомы хрома, выделяющиеся из смеси, диффундируют (проникают) в поверхностный слой изделия, формируя прочное и долговечное покрытие. Чтобы реакция шла быстрее, используют хлористый аммоний, образующий активные летучие соединения хрома.

Вакуумное хромирование

У этой технологии есть ещё одно название - PVD-процесс. Она применяется для создания покрытий на алюминиевых изделиях. Обрабатываемую деталь и металлический хром помещают в вакуумную камеру. Здесь металл нагревается до температуры, при которой начинается его испарение. Атомы хрома оседают на защищаемой поверхности. Слой, который они образуют, в большинстве случаев тонкий и непрочный, поэтому его дополнительно покрывают лаком.

Химическое хромирование

Эта технология применима для обработки как металлических изделий, так и предметов из диэлектриков. В первую очередь обрабатываемую поверхность тщательно очищают и обезжиривают. При необходимости на ней создают дополнительный слой - например, из меди. Резервуар заполняют водным раствором для хромирования, содержащим соли хрома. Жидкость нагревают до определённой - как правило, равной 80°С - температуры. Обрабатываемое изделие помещают в резервуар и выдерживают в нём несколько часов. В ходе хромирования из раствора солей восстанавливается хром, который затем оседает на поверхности детали, формируя на ней защитный слой. В последнюю очередь обработанное изделие промывают и просушивают.

Во многих случаях покрытие из хрома, получаемое химическим методом, имеет недостаточную прочность. Для её увеличения изделие подвергают термической обработке при высокой - как правило, варьирующейся от 300 до 400°С - температуре. Происходит диффузия атомов хрома, и созданное покрытие прочно соединяется с материалом детали.

Гидрофобизация

Чтобы сделать покрытие из хрома максимально стойким к коррозии, выполняют его гидрофобизацию. Хромированные поверхности обрабатывают растворами солей жирных кислот. На изделии адсорбируются молекулы используемого соединения, при этом покрытие становится гидрофобным - значительно уменьшается его смачиваемость водой и растворами на её основе. Капли, попадающие на обработанное изделие, легко стекают с него - вероятность появления очагов коррозии резко уменьшается.

Существующие риски и их устранение

• персонал использует индивидуальные средства защиты - специальную одежду, перчатки, фартуки, респираторы, очки;
• с сотрудниками проводят инструктаж по технике безопасности;
• в помещениях организуют эффективную вентиляцию;
• сточные воды подвергают тщательной очистке с целью обезвреживания токсичных соединений хрома.

Учёные разрабатывают технологии, способные стать альтернативой хромированию и уменьшить или полностью устранить перечисленные риски. Одной из них стало скоростное газоплазменное напыление, которое разработали в ответ на ограничение хромирования, введённое в Европе директивой RoHS в 2003 году.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Хромирование деталей

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.

Данный шаг предполагает удаление оставшихся следов загрязнений, чтобы они не мешали проведению дальнейших работ.

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.

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
	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,

Виды хромирования

В современном мире представлено большое количество разновидностей хромирования.

Выделяются следующие виды данного процесса:

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.

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.

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

Статьи по теме

Металлизированная краска

Настоящего золота или серебра в современных металлических печатных красках, конечно же, нет. Но они очень удачно имитируют благородные металлы, так как на треть состоят из металлических пигментов серебристого или золотистого цвета.

Цинкование металла

Для защиты от коррозии сегодня создано большое количество методов. Они направлены на то, чтобы с помощью специальных растворов или веществ на поверхности металлических изделий появлялась тонкая защитная пленка, которая препятствует попаданию на металл кислорода и продуктов, имеющихся в агрессивной среде.

Грунтовка по металлу

В современно мире существует большое количество материалов, которые используются для защиты от появления коррозии. Она покрывают металлическую поверхность тонким слоем пленки, которая не дает железу и другими видам металлов окисляться.

Какие металлы можно хромировать

Хромирование — это просто! Для этого необходимы всего лишь 3 составляющие:

— инвестиции в размере 68 000 руб.;

Не верите?

Мы объясним всё подробно.

Если находитесь на нашем сайте, то слово «хромирование» для вас не пустой звук. Рекомендуем прочитать статью до конца и даже перейти по ссылкам в ней. Это интересно и познавательно, а, кроме того, может сберечь вам большие деньги.

«Хромирование» – десятки тысяч поисковых запросов на Яндексе в месяц. Почему это слово так будоражит умы пользователей интернета?

Ответ достаточно прост. Люди во все времена любили красоту, блеск и шик. Именно этим категориям как нельзя лучше удовлетворяют изделия, покрытые зеркальным хромом.

Немного заостримся на очевидных «неочевидностях». Ещё лет 20 назад все вещи назывались своими именами: хромирование означало покрытие металлом хром, золочение – золотом и так далее. Но, к сожалению, уже долгое время мы проживаем в эпоху этаких суррогатов. Кофе без кофеина, еда без калорий, жизнь без совести. На первый план вышло желание многих «не быть, а казаться».

Не обошла стороной эта тенденция и сферу нанесения покрытий из металла. На просторах интернета множество ресурсов, которые пишут о хромировании и даже предлагают приобрести некие материалы для хромирования, однако хромом там и не пахнет. Под видом хромирования пытаются выдавать различные заменители – серебрение, нанесение алюминия, никелирование, кобальтирование и прочие способы получения зеркальных и относительно зеркальных покрытий. Попадается порой даже нанесение порошковых лаков с громким лозунгом «Хромирование!».

Почему так происходит?

Ответ прост – на сегодняшний момент покрытие настоящим хромом гальваническим методом является наиболее качественным и долговечным способом получения зеркальных покрытий.

Почему это так?

– Связано это с особенностями самого хрома (поверхность которого из-за очень быстро возникающей и устойчивой окисловой плёнки приобретает ряд свойств, присущих драгоценным металлам платиновой группы и не подвергается коррозии).

Сейчас говорим о главном.

– Любой иной способ химического нанесения покрытий проигрывает гальваническому хромированию по внешней красоте, качеству и долговечности! Именно по этой причине многие пытаются громким заявлением про хромирование прикрыть недостатки и несостоятельность своих предложений по получению зеркальных покрытий металлами, так что будьте внимательны.

Мы привыкли всё называть своими именами и, говоря «хромирование» имеем в виду нанесения покрытия из настоящего хрома

Гальваническое хромирование бывает как зеркальным, так и матовым, молочным. Покрытия из хрома наносятся с разными целями, но основные две:

— декоративная (для придания зеркальности, красоты, защиты и химической стойкости);

В данной статье мы ведём речь только о гальваническом хромировании с декоративными целями.

Сложность

• Классический процесс гальванического хромирования чрезвычайно сложен и плохо поддаётся прогнозированию. Необходимо чётко контролировать ряд параметров и превышение температуры электролита, к примеру, на 1-2 градуса приводит к браку в покрытии. Иногда даже специалисты, имеющие стаж работы в гальванике по 10-20 лет не могут понять причину появления тех или иных дефектов покрытия.

Вредность

• Процесс гальванического покрытия вреден для здоровья – это известно всем. И это, несомненно так. Горячие электролиты хромирования (а зеркальное хромирование происходит при температурах около 60° С) способствуют повышенному испарению вредных химических веществ. Как следствие, даже наличие приточно – вытяжной вентиляции не спасает от вредных воздействий. И совсем не просто так рабочие, которые трудятся на линиях по гальваническому покрытию, раньше прочих рабочих уходят на пенсию.

Дороговизна

• Организация производственного участка по классическому гальваническому хромированию – дело чрезвычайно затратное. Из-за повышенной вредности необходимо предусмотреть множество дорогостоящего оборудования и средств защиты. Высокие затраты на сбор и последующую утилизацию (передача на переработку в специализированные организации) отработанных электролитов. Для обычного гальванического хромирования используются токи от 30 до 150 А/дм²! То есть, необходимы не просто выпрямители постоянного тока (блоки питания), а целые питающие станции, стоимость которых достигает нескольких миллионов рублей. Необходимость точно выдерживать ряд параметров значительно повышает затраты. Тут нельзя обойтись оборудованием любительского уровня. Всё только профессиональное и стоящее многих денег (для проверки откройте сайт любой фирмы, торгующей оборудованием для гальваники и посмотрите на порядок цен). И это ещё не всё! В редких производственных помещениях есть подвод электричества с возможностью выдачи огромного количества киловатт (напомню, что сила тока может достигать 2000-3000-4000 Ампер). А это значит, что нужна своя питающая подстанция, и даже линия ввода электричества с кабелем соответствующего сечения (а это проектные работы на каждом этапе, согласования, оплата подрядных работ – в общем, деньги, деньги и ещё раз деньги)

Кадровый голод

• Квалифицированных специалистов в области гальванических процессов (я о тех, кто руками работает – эффективных менеджеров даже слишком много) катастрофически не хватает. Советские кадры, по большей части, ушли на пенсию. Из-за развала системы профессионально – технического образования в 90-е годы новые кадры не подготовили. Результат – полный профессиональный вакуум и деградация.

Все эти причины сделали гальваническое хромирование дефицитным и чрезвычайно востребованным на рынке. А развал и последующее исчезновение сотен промышленных предприятий, на которых были гальванические участки, только усугубил ситуацию.

Ещё больше усложняет задачу тот факт, что качественное гальваническое хромирование происходит только послойно: медь, никель и только затем уже хром. И только так, если мы хотим, чтобы хромированные изделия служили годами.

По сути, гальваническое хромирование включает в себя решение трёх задач (освоение трёх технологических процессов): меднения, никелирования и, непосредственно, хромирования.

Время, затраченное на преодоление сложностей, сопряженных с гальваническим хромированием составило много лет, сотни и тысячи экспериментов, сотни тысяч рублей и миллиарды сожженных нервных клеток, которые, как известно, не восстанавливаются. На этом долгом пути мы решили множество задач и задачек и готовы предложить чёткий ответ на вопрос:

«Как самостоятельно освоить премудрости гальванического хромирования?»

И, что немаловажно, с минимальными затратами.

Итак, как уже упоминалось выше, качественное покрытие гальваническим хромом возможно только по схеме: 1. слой меди, 2. слой никеля и 3. слой хрома. Связано это с целым рядом причин – естественная пористость покрытий из различных металлов, толщина слоя наносимых металлов и пр. Именно соблюдение послойности является залогом качества покрытий из хрома.

Нами были разработаны материалы для гальванических покрытий различными металлами.
Линейку материалов мы назвали FunChrome HandMade.

Именно эти материалы и решают все проблемы на пути к хромированию. Они превращают слабо прогнозируемое «таинство» обычного хромирования (со всеми шаманскими атрибутами – танцы с бубном и заговоры) в обычную работу. И эту работу может освоить каждый.

Итак, предлагаю «пройти» всю технологическую цепочку вместе и заострить ваше внимание на тех отличиях и особенностях, которые значительно упрощают хромирование FunChrome по сравнению с обычным хромированием.

Как известно, хромировать можно как изделия из различных металлов («черные» металлы, медь, бронза, латунь, алюминий и его сплавы и пр.), так и диэлектриков (материалы, не проводящие электрический ток – камень, пластики, дерево, стекло, фарфор и пр.).

Меднение.

Процесс подготовки изделий из металлов одинаков у обычного и представляет собой обезжиривание, декапирование (подтравливание в растворе кислоты). Далее идёт нанесение покрытия из меди. При обычном хромировании используются электролиты, которые необходимо подогревать и они содержат цианистые соединения. Как вы понимаете, интенсивные испарения горячих цианидных электролитов не добавят Вам здоровья. Электролит меднения FunChrome HandMade работает при комнатной температуре (экономия на оборудовании для подогрева и контроля температуры электролита).

Электролит абсолютно не содержит цианистые соединения.

При обычном хромировании наращивается слой меди, затем заполировывается (вручную, между прочим), затем опять наращивается, опять полируется… Много утомительной и долгой ручной работы. Электролит меднения HandMade наносит сразу блестящие покрытия (не надо вручную полировать) и имеет отличную рассеивающую способность (покрытие будет даже в самых труднодоступных местах). Однако, при необходимости получения зеркальных покрытий с высокой отражающей способностью, надо применять электролит для зеркального меднения

При меднении диэлектриков медь, нанесённая нашими материалами имеет очень хорошую адгезию к материалу изделия. А проблема адгезии (сцепляемости) меди к диэлектрикам стоит очень остро. Мы её решили.

Никелирование

Нанесение никеля на слой меди на начальных этапах целесообразно производить химическим способом с использованием материалов FunChrome Nickel. Позволяет наносить никелевое покрытие толщиной до 200 мкм., естественная пористость исчезает при толщинах от 6 мкм. Для повышения зеркальности можно использовать специализированную блескообразующую добавку, которая повышает зеркальность на 1-2 класса. Рабочий раствор абсолютно безвреден. Не требует оборудования.

Процесс же гальванического никелирования более сложен технологически и на этапе освоения и начала работы абсолютно не нужен.

Хромирование

Процесс хромирования рассмотрим подробнее, так как именно он вызывает большинство сложностей.

Простота.

Процесс хромирования FunChrome происходит при комнатной температуре электролита. Нет нужды бояться превысить температурный диапазон на 1° С. Процесс прост и предсказуем.

Вредность.

Если о вредности обычного хромирования мы упоминали выше, то подробнее остановимся на материалах для хромирования FunChrome HandMade. Как ни странно, но, при соблюдении достаточно простых требований техники безопасности процесс гальванического хромирования безвреден. И даже более безопасен, чем химическая металлизация серебром методом распыления. Дело в том, что при химической металлизации распыляются соединения аммиачной группы, что чрезвычайно вредно для здоровья. И какие бы маски не одевались на лица при нанесении покрытий химической металлизацией, эти соединения всё равно проникают в организм. О вредности аммиачных соединений для организма человека можно без труда прочитать в интернете – переживаний хватит не на одну бессонную ночь.

Ситуация с электролитом хромирования FunChrome диаметрально противоположна. Электролит работает при комнатной температуре, что значительно снижает какие-либо испарения вообще. И для того, что бы вообще убрать какие-либо испарения достаточно просто прикрыть ванну с электролитом листом обыкновенного стекла. И всё – никаких испарений нет, хоть пищу принимай рядом (помните, перед едой надо мыть руки с мылом!). Кроме того, специально разработанный нами метод утилизации отработанных электролитов хромирования делает этот процесс очень дешевым.

Дешевизна.

Экономия финансов происходит буквально на каждом этапе. Для работы достаточно даже гаража. Необходимо устроить простенькую вытяжную вентиляцию (в качестве СИЗов ещё нужны перчатки и маска). Ванны для электролитов элементарно делаются своими руками из листов полипропилена с помощью обычного строительного фена (десятки пошаговых видео на YouTube в помощь).

Используемые токи – от 3 до 10-15 А/дм.² (это в десятки раз ниже, чем при обычном блестящем хромировании). Отсюда и ненадобность своих подстанций, линий, завышенных требований к помещению. Для работы (именно работы, а не освоения технологического процесса) достаточно выпрямителя (блока питания) стоимостью всего в 30 – 60 тысяч рублей. Не правда ли, разница с многомиллионными затратами при обычном хромировании колоссальна и достигает нескольких порядков (в сотни раз)!!

Обучение.

Квалифицированным специалистом в области хромирования может стать каждый из вас. И это достаточно просто.

Освоить технологический процесс гальванического хромирования можно двумя путями:

с приездом к нам или в режиме «онлайн». Мы предлагаем несколько программ обучения — «гальваническое хромирование металлов»; «гальваническое хромирование диэлектриков» и комплексное обучение работе как с металлами, так и с диэлектриками.
• Самостоятельное освоение. Вместе с комплектами материалов прилагаются подробные технологические инструкции (в них раскрыты все вопросы – от подготовки к процессу и техники безопасности до перечня типичных ошибок и методов их устранения). По сути, процесс освоения технологии гальванического хромирования сводится к простому выполнению требований технологических инструкций. Кроме того, всем нашим партнёрам FunChrome оказывает полноценную технологическую поддержку. Всегда можно позвонить или написать, задать вопрос и получить квалифицированный ответ. Всегда можно быть уверенным, что проблема будет решена.

Конечно, это не означает того, что всё произойдёт само собой. Для освоения всех этапов процесса надо приложить труд и упорство. Предварительные результаты наших партнёров – освоение процессов и получение результата в течение 10-14 дней.

Хромирование деталей – это процесс металлизации хромом с целью придания поверхности физико-механических и химических свойств и характеристик, которые отличаются от исходного материала детали. Хромирование используется с целью повышения коррозионностойкости, эрозионностойкости, механической стойкости, декоративной отделки и прочего.

Процесс хромирования деталей

Способы нанесения слоя хрома на поверхность металлизируемой детали отличаются методами схватывания (удержания) между собой. Классифицировать их можно следующим образом:

1. адгезионное схватывание (за счет механического воздействия);
2. за счет металлических связей:
   1. диффузионная зона в пределах границы двух поверхностей;
   2. диффузионная зона всего покрывающего слоя.

   Технология хромирования подразумевает несколько этапов:

   • подготовительный;
   • процесс нанесения;
   • заключительный.

   Подготовительный этап. На этой стадии выполняются те типы работ, которые позволят слою хрома надежно закрепиться и удерживаться на поверхности длительное время. Перед хромированием изделий они подвергаются шлифовке, а при необходимости полируются. После финишной операции изделия промываются, сушатся и протираются мягким материалом. Те поверхности (отверстия, внутренние полости), которые не подлежат металлизации, подвергаются изолированию. Детали устанавливаются (вывешиваются) на приспособлении, которое предназначено для введения деталей в зону обработки. Производится обязательный процесс обезжиривания. Выполняется декапирование, позволяющее повысить способность к адгезии.

   Процесс нанесения хрома на поверхность. Технология хромирования деталей, в зависимости от метода нанесения, происходит тремя видами:

   1. в холодном состоянии;
   2. в нагретом состоянии;
   3. диффузией.

   Например, во время электролитического метода изделия помещаются в ванну с раствором-электролитом. Рабочая температура электролита зависит от его состава. Заданная температура должна сохраняться на протяжении всего процесса, что гарантирует однородную структуру наносимого слоя и равномерную толщину.

   Металлизируемые изделия выполняют роль анода. Продолжительность процесса хромирования напрямую зависит от требуемой толщины покрытия.

   
   

   Декоративное хромирование детали

   После нанесения хрома изделия подвергаются сушке. Если сушку проводить в сушильном шкафу, то ее продолжительность составит 5-10 минут при температуре 85°С-100°С. Если сушку проводить методом обдува сжатым воздухом, то ее продолжительность составит 0,5-3 минут при температуре 18°С-25°С.

   Для повышения прочности и твердости покрытого слоя он подвергается термической обработке. Продолжительность выдерживания в печи составляет несколько часов при температуре порядка 200°С.
   Толщина покрытия, нанесенного на сталь колеблется от 0,003 мм до 0,025 мм. Если использовать изменение полярности тока (реверс), то толщину хромирования доводят до 0,03 мм.

   Согласно классификации процесс металлизации, происходящий за счет механического сцепления, относится к первой группе, а за счет атомарных механических связей – ко второй группе. Вторая группа делится на две подгруппы:
   2а — приграничная диффузия;
   2б – полная диффузия.

   В группу 1 входят следующие методы хромирования:

   • электротехническое покрытие;
   • электродуговое или газопламенное распыление (пульверизация);
   • химическое нанесение;
   • вакуумное нанесение в холодной среде.

   
   

   Результат хромирования детали

   К группе 2 относятся:

   • плазменное напыление;
   • электрофорез;
   • вакуумное нанесение в нагретой среде;
   • электротехническое покрытие с последующим отжигом;
   • осаждение чистого металла из соединений карбонатов в газовой среде;

   Твердое хромирование

   Твердое хромирование нашло широкое применение при изготовлении деталей, подвергающихся высокому износу, активной коррозии в агрессивных средах, при восстановлении металлических деталей, для увеличения срока эксплуатации инструментов (режущего, измерительного), а также для декоративной отделки изделий изготовленных из неметаллических материалов.

   Твердое хромирование проводят следующими методами:

   • гальваническим (описан выше);
   • каталитическим, при котором хром восстанавливается на поверхности из солей аммиака и серебра;
   • вакуумным, при котором реагент, нанесенный на обрабатываемую поверхность диффузионную активность при отрицательном давлении;
   • термохимическим, который можно сравнить с цементацией изделий.

   Термохимическим методом хромирование производят в карбюризаторе, состоящем из измельченного хрома и каолина в пропорции 55-45%. Для предотвращения окисления хрома при высоких температурах через ящики с деталями и карбюризатором продувают водород. Продолжительность хромирования составляет три часа. За это время толщина слоя достигает при температуре 1300°С 0,15 мм, а при температуре 1400°С 0,8 мм.

   Хромирование электролизом

   Хромирование электролизом заключается в легком выведении водорода по сравнению с хромом из электролита. Электролитом выступает хромовая кислота. Ванны оборудуются свинцовыми нерастворимыми анодами.

   Широкое использование получил сульфатный электролит на основе хромового ангидрида с серной кислотой CrO3:H2SO4.

   Концентрация раствора подбирается исходя из характера покрытия и сложности формы детали.

   При невысокой температуре металлизации (не выше 35°С) хромированная поверхность имеет серый матовый оттенок. Интенсивность и плотность тока не влияет на процесс. При повышении температуры до 65°С и плотности тока поверхность получается блестящей. Дальнейшее повышение температуры и плотности тока (до 30 А/дм2) хром имеет молочный оттенок.

   Также качество покрытой поверхности зависит от концентрации электролита. Хромированное покрытие, полученное при использовании концентрации до 150 г/л отличается высокой твердостью и износостойкостью. Высококонцентрированные электролиты, до 450 г/л используются для декоративных покрытий.

   Гальваническое хромирование

   Гальваническое хромирование — наиболее распространенный современный способ хромирования. Осуществляется двумя способами: в среде электролита и диффузионным. Электролитический способ аналогичен хромированию электролизом, они отличаются лишь режимами проведения процесса.

   Диффузионный способ — это процесс насыщения поверхности при определенных условиях из нанесенных реагентов. Отделанные детали обладают: прочностью и твердостью, вязкостью и упругостью, износо-, жаро-, коррозионностойкостью.

   Оборудование для хромирования

   Рынок предлагает разнообразное оборудование для нанесения хромового слоя как отечественного производства, так и зарубежного. Частное зарубежное предпринимательство подвигло разработчиков на создание компактных установок, которые легко разместить в гараже или маленькой мастерской.

   Непрофессиональное оборудование только имитирует качественное хромирование, качество при этом не столь хорошее. Работы проводятся в следующей последовательности:

   очищение от старого покрытия;
   шлифовка;
   обезжиривание;
   нанесение грунтовки;
   нанесение хрома распылением;
   сушка;
   защита лаком от повреждений.

   Широко на производстве используется электролитическое (гальваническое) хромирование. Для этого используются специальные ванны, электроустановки, система вентиляции, моющие и сушильные установки. При горячем способе нанесения хрома используются печи и вакуумные установки.

   Но независимо от типа используемого оборудования во время процесса хромирования происходят физические и химические реакции, которые сопровождаются выделением продуктов распада.

   Сфера применения технологии

   Декоративное хромирование деталей позволяет повысить визуальные характеристики изделий как из металлов, так и из различного вида пластмасс, стекла и прочих материалов. Для быта хром используется для покрытий:

   • мебельной фурнитуры;
   • интерьерах помещений и дизайнерских проектах;
   • сувениры;
   • сантехника.

   
   

   Хромирование деталей автомобилей

   Сантехническое оборудование обязательно хромируется для защиты от водного окисления (коррозии), будь то недорогой силумин или дорогая латунь с бронзой.
   Промышленность использует хромирование для повышения стойкости деталей, работающих в условиях большого трения:

   • поршни;
   • компрессионные кольца;
   • ролики;
   • оси.

   Также хромирование используется при изготовлении инструмента и оснастки:

   • прессовые штампы;
   • режущий инструмент;
   • мерительный инструмент.

   Технология хромирования позволяет продлить жизнедеятельность элементов механизма или придать изделиям притягательный вид.

   Хромирование деталей своими руками

   Хромированные детали широко распространены. Как и прочие покрытия, хромовый слой, изнашиваясь с течением времени, утрачивает защитные свойства и внешнюю привлекательность. Его восстановление возможно своими руками в домашних условиях ввиду простоты и дешевизны технологии. К тому же таким способом можно обработать изначально не хромированные детали.

   
   

   Хромирование деталей в домашних условиях

   Назначение

   Основная цель применения данной технологии состоит в создании декоративного покрытия. Помимо этого, хромирование обеспечивает защиту от воздействия реагентов и коррозии для металлических поверхностей, а также повышает прочность как металлических, так и пластиковых изделий. В домашних условиях обычно применяют декоративное хромирование.

   Данная технология имеет обширное применение. Так хромирование используют для деталей транспортных средств, сантехники, элементов мебели и т. д.

   Нужно учитывать, что данная обработка подходит для предметов из меди, латуни, никеля. Стальные и пластиковые детали требуют дополнительной обработки.

   Основной мотив самостоятельного выполнения рассматриваемых работ состоит в экономии.

   
   

   Хромирование в декоративных целях

   Хромирование деталей своими руками весьма распространено. Это объясняется простотой его для самостоятельного осуществления и дешевизной ввиду отсутствия необходимости наличия дорогого оборудования.

   Методы

   Хромирование в домашних условиях возможно осуществить по двум технологиям.

   • Первая — в специальном растворе.
   • Вторая технология состоит в напылении покрытия с применением гальванической кисти.

   Названные способы хромирования деталей значительно отличаются друг от друга с точки зрения осуществления. Так, напыление более трудоемко ввиду того, что поверхность необходимо обрабатывать вручную, однако оно имеет значительные преимущества перед жидким хромированием:

   1. Оно позволяет контролировать толщину покрытия.
   2. Такая технология подходит для обработки предметов любых размеров.
   3. Возможна визуальная оценка качества покрытия.
   4. Для данного метода обработки можно не демонтировать деталь.

   
   

   Самодельное устройство для хромирования

   Самостоятельно провести хромирование деталей жидким методом проще, однако предельные размеры обрабатываемого предмета определяются величиной используемой емкости. Поэтому данный способ обычно используют для хромирования небольших деталей.

   Оборудование и материалы для хромирования своими руками

   Чтобы выполнить хромирование деталей необходимо найти нежилое помещение с эффективной вытяжной вентиляцией, например такое, как гараж. В летний период можно проводить работы на открытом пространстве с навесом или крышей.

   Необходимы средства индивидуальной защиты, а именно респиратор, плотные прорезиненные перчатки и защитные очки. Также желательно наличие прорезиненного фактора.

   Потребность в наличии таких средств защиты обусловлена токсичностью образующихся в процессе хромирования испарений ввиду содержания в них кислотных паров. Это также определяет необходимость предусмотреть утилизацию остаточных продуктов.

   К тому же в зависимости от выбранной технологии потребуется специализированное оборудование.

   Для хромирования своими руками жидким методом оно представлено:

   • нагревательным элементом (подойдет ТЭН);
   • анодом пластинчатого или стержневого типа обычно из свинцово-сурьмяного сплава 93:7, реже из свинца;
   • катодом в форме зажима для фиксации на обрабатываемом предмете;
   • кислотоустойчивым термометром либо терморегулятором (требует соответствующей электронной схемы);
   • кронштейном для удерживания предмета навесу;
   • источником постоянного тока с регулировкой выходного напряжения, в качестве которой может служить реостат (от 18 А для 3 л);
   • проводами (сечение выбирают на основе максимальной силы тока, но не менее 2,5 мм 2 ).

   
   

   Самодельный аппарат для хромирования

   Основным инструментом для технологии напыления является гальваническая кисть. В домашних условиях применяют самодельные устройства. Это объясняется, прежде всего, очень высокой стоимостью промышленных аналогов. К тому же для них необходимы фирменные реактивы.

   Для изготовления кисти потребуется:

   • щетина;
   • прозрачный цилиндр из стекла, пластика, полиэтилена либо пропилена произвольного размера;
   • свинцовый провод;
   • крышка с заливным отверстием и вклеенным металлическим контактом;
   • свинцовая обмотка;
   • источник питания мощностью до 1 кВт;
   • выпрямитель тока в виде 12 В 50 А стабилизатора, который может быть представлен, например, трансформатором или аккумуляторным зарядным устройством;
   • термометр для жидкостей с диапазоном 100°С;
   • устройство подогрева электролита, например, внешний подогреватель для стеклянной ванночки либо ТЭН с керамической кислотной защитой (не обязательно, но способствует ускорению работ).

   Обмотанную свинцовым проводом щетину нужно поместить в цилиндр. Сверху его закрывают крышкой с заливным отверстием и вклеенным металлическим контактом. К последнему припаивают свинцовую обмотку. В находящейся над щетиной пенопластовой мембране проделывают мелкие сквозные отверстия. Выпрямитель тока устанавливают плюсом к контакту крышки и минусом к обрабатываемому предмету.

   Принцип функционирования такого устройства состоит в том, что наполняющий цилиндр электролит просачивается на щетину через мембрану. Нанесение на обрабатываемую поверхность осуществляется движением щетины.

   Наконец, в любом случае требуется компрессор либо пылесос для удаления с рабочей поверхности пыли.

   Приготовление электролита

   Отдельно следует рассмотреть технологию изготовления электролита. Для этого требуется хромовый ангидрид и серная кислота с показателем удельной плотности 1,84 г/см 3 . Количество данных веществ должно составлять на литр 250 г для первого и 2,5 г для второго. Если не предполагаются внешние воздействия на обрабатываемые предметы, возможна концентрация на литр 400 г CrO₃ и 4 г H₂SO₄. Помимо этого нужна дистиллированная, либо кипяченая и отстоявшаяся вода. Также понадобится три емкости различного размера. Они могут быть представлены стеклянной банкой, кастрюлей и утепленной стекловатой или пенопластом коробкой с влагостойкой крышкой. Наконец, нужен термометр.

   Водой при 60°С наполняют банку до половины или чуть больше. Сначала засыпают хромовый ангидрид и размешивают до растворения. Далее добавляют серную кислоту, при необходимости долив воду. После этого следует определить содержание хромового ангидрида путем проверки плотности раствора ареометром. Банка с ним помещена в наполненную водой кастрюлю с кипятильником, а кастрюля установлена в коробке. Затем данную смесь выдерживают под током на протяжении 3,5 ч. Мощность его рассчитывают на основе соотношения 6,5 А/1 л. По этой формуле с учетом требуемого количества электролита выбирают источник тока либо наоборот на основе мощности имеющегося устройства готовят определенное количество раствора. По завершении выдержки электролит должен обрести темно-коричневую окраску. Затем его оставляют в прохладном месте на сутки.

   Подготовительные работы

   Перед хромированием обрабатываемую поверхность необходимо подготовить путем удаления декоративного покрытия (лака, краски), коррозии, загрязнений способом зачистки наждачной бумагой либо шлифовальной машиной. В случае ненадлежащего качества осуществления данных работ возможно образование раковин на хромовом покрытии.

   В завершение рабочие поверхности обезжиривают. Причем считается, что вещества, традиционно используемые в качестве растворителей, такие как бензин и уайт-спирит, не подходят для данной цели. Поэтому рекомендуется применять специальный раствор, который может быть сделан самостоятельно. Для этого на 1 л воды нужно растворить 150 г едкого натра, 50 г кальцинированной соды, 5 г силикатного клея. Данную смесь нагревают до 80 — 90°С и выдерживают на протяжении 20 минут в ней обрабатываемый предмет (45 — 60 минут в случае сложного рельефа поверхности).

   Кроме того, объем подготовительных работ определяется материалом. Так, для непосредственной обработки, как упоминалось, подходят детали из меди, латуни, никеля. Стальные предметы необходимо предварительно покрыть данными металлами. Пластиковые поверхности обрабатывают графитосодержащим лаком либо графитным порошком и электролитическим способом при 0,7 А/дм 2 наносят медь. Приготовление электролита осуществляют путем растворения на литр воды 150 г концентрированной серной кислоты, 35 г сульфата меди, 10 г этилового спирта. После обработки предмет моют и сушат.

   Наконец, стальные и чугунные поверхности непосредственно перед началом хромирования подвергают декапированию на протяжении до 1,5 минут при плотности тока 24 — 40 А/дм 2 в соляной кислоте.

   Осуществление

   В случае использования технологии жидкого хромирования работы начинают с нагрева электролита до 52±2°С. После анода в него помещают обрабатываемый предмет и ожидают его нагрева до той же температуры. Необходимо учитывать, что равномерность покрытия определяется правильностью расположения предмета и анода. После этого прикрепляют катод и подают ток (оптимальная плотность — 50 — 55 А/дм 2 ), выдерживая деталь так на протяжении от 20 минут (время выдержки определяется визуально в зависимости от особенностей предмета и может составлять 2 — 3 часа). В любом случае толщина покрытия определяется плотностью тока и продолжительностью выдержки.

   Деталь, восстановленная хромированием в домашних условиях

   По завершении предмет моют и помещают в сушильный шкаф на 2,5 — 3 часа с целью повышения сцепления покрытия с поверхностью и его твердости.

   При первом выполнении хромирования желательно предварительно обработать опытный образец.

   Возможные дефекты

   Несоблюдение технологии ведет к образованию различных дефектов хромового слоя. Во избежание этого необходимо знать основные причины:

   • несоблюдение температурного режима;
   • неправильные концентрации элементов раствора;
   • некачественная подготовка рабочей поверхности;
   • нарушение параметров подачи тока;
   • наличие посторонних частиц и примесей.

   Вследствие названных причин проявляются такие дефекты, как слабый блеск либо его отсутствие, питтинг, хрупкий осадок, шероховатость, набросы, вуаль, шероховатые и темные пятна, подгар, отслаивание, трещины, полосы, пузыри, шелушение, отсутствующие фрагменты, темно-серый цвет, низкие скорость осаждения и рассеивающая способность электролита, черная или коричневая пленка на анодах.

   Читайте также:

     
   • Подставка для мисок для собак своими руками из металла
     
   • Устройство пандуса из металла
     
   • Станки по металлу ками
     
   • Металлические двери с ламинатом
     
   • Гидроксид натрия реакция с металлами