Оборудование для гальваники и хромирования

Оборудование для хромирования – что нужно для нанесения хрома

Хромирование является одним из наиболее распространенных способов защиты металлических изделий от коррозии, а также их декоративного оформления. На сегодняшний день существует несколько технологий осуществления такой процедуры, для реализации которых применяется различное оборудование для хромирования.

Хромированная своими руками клапанная крышка

Принцип работы

На современном рынке можно приобрести как зарубежное, так и отечественное оборудование для хромирования. Первое, хотя и является компактным, удобным и эффективным в работе, отличается достаточно высокой стоимостью. В комплект такого оборудования входят рабочий стенд, набор манометров, пульверизатор и пистолет, при помощи которого выполняют обдув обрабатываемого изделия. Отечественное оборудование, используемое для хромирования деталей, стоит значительно дешевле зарубежного, но не позволяет выполнять декоративную обработку (с его помощью можно только имитировать ее результаты).

Профессиональная установка для химического хромирования. Все органы управления и контроля удобно расположены на лицевой панели

Хромировка при использовании такого оборудования выполняется следующим образом.

• Обрабатываемая поверхность перед хромированием очищается от лакокрасочных покрытий, любых загрязнений, шлифуется и обезжиривается.
• Затем на нее наносится слой грунтовки.
• Чтобы улучшить адгезию нанесенного грунта с металлом, последний можно подвергнуть термической обработке.
• После этого на поверхность остывшего изделия при помощи пульверизатора наносится слой хрома.
• Для защиты нанесенного в результате хромирования покрытия можно воспользоваться лаком или самоклеящейся пленкой.

Нанесенное таким образом покрытие не может обеспечить надежной защиты металла от коррозии. Эффективно решить эту задачу позволяет химическая металлизация, выполняемая с использованием специальных химических реагентов для хромирования. В результате этой процедуры формируется тонкой слой хрома, отличающийся высокими защитными свойствами.

Отличие псевдохромирования от настоящего

Самый простой способ хромирования, который нельзя считать полноценной металлизацией, подразумевает использование краски, содержащей не менее 75% хромовой пыли. Металлосодержащая краска наносится на поверхность холодного изделия (для этого применяют пульверизатор или обычную малярную кисть). Таким образом, создается своеобразный барьер, предохраняющий металл от коррозии. Результат такого хромирования, если оно правильно выполнено, может прослужить не менее пяти лет. Однако при повреждении покрытия коррозия затронет не только поверхность металла, но и его глубинные слои.

По-настоящему эффективная химическая металлизация предполагает применение:

• специальной емкости, в которой протекают гальванические процессы;
• электролита для хромирования;
• источника постоянного электротока.

Данный набор приспособлений и расходных материалов является минимальным для проведения хромирования.

В полный комплекс оборудования для хромирования также входят ванны для обезжиривания и промывки, маслоотделитель и сушильные камеры

Нанесение хрома в производственных условиях

Алгоритм стандартной процедуры хромирования, выполняемого в производственных условиях, выглядит следующим образом.

• Обрабатываемое изделие помещается в ванну, наполненную электролитическим раствором.
• Затем оно подключается к плюсовому контакту источника электрического тока.
• К отрицательному контакту источника тока подключается любая заготовка, изготовленная из хрома.
• После того как электрический ток начнет поступать к заготовке из хрома, к изделию и в электролит, от заготовки начнут отделяться ионы хрома и двигаться по электролиту к обрабатываемой детали.
• Оседая на ее поверхности и связываясь с ней на молекулярном уровне, ионы хрома формируют на ней надежный и очень долговечный защитный слой.

Промышленная ванна для хромирования

Химическая металлизация позволяет сформировать самое надежное покрытие, отличающееся высокими защитными свойствами. При помощи такой технологии на металлическую деталь может наноситься слой не только хрома, но также цинка, серебра, алюминия и других металлов.

Следует иметь в виду, что химическая металлизация сопровождается выделением вредных для здоровья химических веществ, поэтому, если вы соберетесь провести ее в домашних условиях, необходимо использовать только нежилые помещения. Естественно, не следует пренебрегать и личными средствами защиты. Чтобы обеспечить равномерную скорость протекания химической реакции, для самостоятельного выполнения химической металлизации необходимо правильно подобрать источник постоянного электрического тока.

Технология термохимической металлизации

По технологии термохимической металлизации в недалеком прошлом выполняли золочение металла. Суть такой технологии, применение которой позволяет наносить на поверхность изделия покрытия не только из золота, но и из других металлов, заключается в следующем.

• На металл наносится специальный состав, состоящий из металлической пыли и связующего вещества, изготовленного на основе древесных смол.
• После того как нанесенный слой полностью высохнет, изделие помещается в муфельную печь.
• Под воздействием высокой температуры, создаваемой внутри печи, связующий состав выгорает, а металлическая пыль плавится, формируя тонкий защитный слой.

Нанесение состава на изделие производится стандартным покрасочным оборудованием

На сегодняшний день существует несколько вариаций такой технологии. Первая из них заключается в том, что слой металла наносится под высоким давлением, при этом само изделие находится в нагретой до требуемой температуры печи. Другой вариант металлизации предполагает, что слой металла предварительно напыляют на обрабатываемую поверхность, а затем изделие обжигают в печи.

Активно используется и более упрощенный, домашний вариант такой технологии:

• Сначала изделие покрывается слоем металлической пыли.
• При помощи фена металлическая пыль на поверхности изделия расплавляется, формируя тонкое покрытие.
• Чтобы сделать покрытие более ровным и гладким, а также равномерным по толщине, его подвергают шлифовке и последующей полировке.

Тщательно отполированное покрытие не уступит по внешнему виду заводской хромировке

Для применения такого метода металлизации потребуются следующие материалы и оборудование:

• пульверизатор, при помощи которого будет наноситься металлосодержащий состав;
• фен, позволяющий формировать поток воздуха, отличающийся высокой температурой;
• шлифовальная машинка;
• состав, при помощи которого будет выполняться финишное полирование обрабатываемой поверхности.

Минимальный набор инструментов для домашней металлизации

При реализации данной технологии на обрабатываемую поверхность распыляются металлические квасцы, которые также представляют определенную опасность для человеческого здоровья. Поэтому, решив воспользоваться таким методом металлизации, позаботьтесь о своей безопасности, надежно защитив органы зрения и дыхания.

Наиболее производительным, но и более сложным в техническом плане является хромирование, выполняемое по горячему методу. Применяется такой метод металлизации преимущественно на крупных производственных предприятиях, где за счет большого количества обрабатываемых изделий затраты на используемые для этого энергоносители минимизируются.

Максимально твердое покрытие можно получить только в производственных условиях

Суть горячего метода, применяемого для хромирования деталей, заключается в том, что обрабатываемое изделие помещают в емкость с расплавленным металлом, который покрывает его поверхность тонким слоем. Естественно, что использовать такую технологию металлизации в домашних условиях проблематично.

Решив покрывать металл слоем хрома в домашних условиях, вы должны иметь в виду токсичность реактивов для хромирования, поэтому при работе следует строго соблюдать все требования по технике безопасности. Кроме того, для выполнения такого процесса необходимо обладать хотя бы минимальными знаниями по химии и соответствующими навыками.

Оборудование для гальванического хромирования

Электрохимическое хромирование – насаждение на поверхности деталей слоя хрома определенной толщины под воздействием электрического тока. Технология используется для увеличения износостойкости поверхностей, восстановления их первоначальных размеров, антикоррозионной защиты и в декоративных целях. Главный элемент линий – гальванические ванны. Наша компания изготавливает продукцию согласно действующему ГОСТу 23738-85. В зависимости от технологических особенностей производства ванны для хромирования могут иметь несколько видов.

В зависимости от типа линии оборудование для хромирования включает в себя набор дополнительных агрегатов и установок. Хромирование может выполняться на:

1. Линиях с ручным управлением. Управление технологическим процессом осуществляется оператором при помощи пульта. Метод применяется при штучном или мелкосерийном производстве.
2. Линиях с полуавтоматическим управлением. Вручную задается лишь номер позиции.
3. Автоматических линиях. Применяется на крупносерийном производстве. Оборудование для хромирования управляется специальной компьютерной программой.

Выпускаемые нами гальванические ванны можно устанавливать на любые типы линий, на них есть возможность монтировать все необходимое дополнительное технологическое оборудование.

Для обеспечения безопасности процесса в оборудование для хромирования включаются следующие специальные агрегаты:

1. Общецеховая или общезаводская химически устойчивая вентиляция. Отдельно монтируются вытяжные зонты и бортовые отсосы.
2. Оборудование для подготовки деталей. Имеют вид барабанов, используются для предварительной подготовки деталей.
3. Запорная водопроводная арматура и трубопроводы из химически устойчивых материалов.
4. Системы автоматики. Дозаторы, контроллеры потока и т. д.
5. Выпрямители постоянного тока, регуляторы напряжения и силы, нагревательные элементы, предохранительная электрическая арматура. Выбирает оптимальные режимы для хромирования различных изделий с учетом заданных оператором параметров.
6. Емкости для очистки технологических вод, фильтровальные установки, накопители отходов.
7. Электрические шкафы управления.

В зависимости от пожеланий заказчика перечень агрегатов на линиях может корректироваться.

Особенности подготовки ванны для хромирования

Хромирование деталей происходит в емкостях в среде химического раствора серной кислоты (в пределах 0,8–1,2%) и хромового ангидрида. Раствор приготавливается в запасной ванне из химически инертных пластиков. В емкость наливается половина объема деминерализованной воды и порционно добавляется хромовый ангидрид при постоянном перемешивании до полного растворения. Порошок хромового ангидрида должен соответствовать стандарту ВN-76/6068-11 и иметь в своем составе не более 0,4% серной кислоты. Химическая металлизация выполняется одним из четырех сортов хромового ангидрида: S, I, II и III. В зависимости от сорта изменяется процент серной кислоты. Недостающее количество кислоты добавляется только после проверки плотности жидкости ареометром. Содержание хромового ангидрида определяется по Табл. №1.

Табл. №1. Плотность водного раствора хромого ангидрида при t° = +15°С

Электрохимическое хромирование – непрерывный технологический процесс, параметры покрытия зависят от температуры, плотности раствора и силы тока. В целях экономии энергоносителей современные технологии используют универсальные растворы, что дает возможность регулировать толщину слоя хрома только за счет температуры и времени выдержки. При этом плотность тока не превышает 15–20 А/дм 2 , а температура +40–50°С. Металл подается в ванную подогретым до рабочей температуры.

Табл. №2. Зависимость толщины покрытия от времени процесса и плотности тока, t° +40°С

Табл. №3. Зависимость толщины покрытия от времени процесса и плотности тока, t°+55°С

Гальваническое хромирование должно выполняться при правильном пространственном положении внутреннего анода и матриц. Если изделия располагаются неправильно, то выделяющиеся на поверхности пузырьки газов препятствуют равномерному осаждению хрома. На рис. 1 показано правильное положение, а на Рис. 2 неправильное.

2 – изоляция анода;

3 – зеркало раствора;

4 – изоляция изделия;

5 – покрытие хромом.

Виды покрытий

Процесс гальванического хромирования корректируется с учетом требуемых видов поверхности деталей.

1. Двухслойные покрытия комбинированного типа. Придают хрому повышенную износостойкость, увеличивают размеры изделий. Применяется комбинация износостойкого и непористого молочного хрома. Хромирование делается в два этапа. Первый этап протекает при плотности тока 30 А/дм 2 и температуре 343 К (+70°С), наносится молочный хром толщиной в пределах 9 мкм. Второй этап – температура раствора понижается до 328 К (+55°С), а катодная плотность тока увеличивается до 45–55 А/дм 2 . Длительность завершающего процесса устанавливается в зависимости от желаемой толщины слоя хрома.
2. Черные покрытия. Для нанесения используется то же оборудование для хромирования, меняются только режимы нанесения. Имеет небольшую толщину (в пределах 1,5–2,0 мкм), характеризуется высокой теплопроводностью и адгезией к основанию. Металл сохраняет первоначальные физические свойства при температурах до 773 К (+500°С).
3. Пористые покрытия. К ним не относятся молочные, хромирование специально делается таким способом, чтобы на поверхности появлялись микроскопические поры. В них в дальнейшем удерживаются смазочные материалы, что уменьшает износ трущихся поверхностей. Электрохимическое хромирование для пористого покрытия продолжается 10–12 минут при катодной плотности тока 40–60 А/дм 2 и температуре раствора 325 К (+50°С) – 331 (+57°С) К.

Качество покрытия во многом зависит и правильности выбора режимов и тщательности предварительной подготовки изделий. Они должны быть очищенными от загрязнений и масляных пятен, острые углы и необрабатываемые отверстия закрытыми. Оборудование для хромирования настраивается технологом, контроль за соблюдением процессов производит оператор. Существующие нормативные документы устанавливают следующие требования по технологическом процессу:

1. Допускается кратковременное изменение температуры раствора в пределах ±10°С. Если электролит охладился или перегрелся выше указанных полей допусков, то процесс считается прерванным. Дальнейшие действия зависят от степени нарушения качества покрывающего слоя. После анализа состояния поверхностного слоя хромирование может продолжаться или прекращаться, решение принимает технолог производства.
2. Подвески и контакты должны изготавливаться из аналогичного материала. Остальное оборудование не должно подвергаться воздействию агрессивных химических соединений.
3. Поперечное сечение всех токопроводящих элементов должны выдерживать требуемые значения с запасом. Величина запаса подбирается с учетом сортамента обрабатываемой продукции. Химическая металлизация выполняется одновременно с максимально широким ассортиментом. Перестраивать и переналаживать гальванические ванны для хромирования под каждый тип изделий экономически невыгодно. Надежность контактов должно обеспечивать длительную работу без появления окалины и перегрева, любые скачки величины тока оказывают негативное влияние на качество прокрывающего слоя.
4. Специальное оборудование для подвески должно обеспечивать одинаковое расстояние между однотипными деталями, в противном случае показатели покрывающего слоя не будут идентичными. На поверхности одних появится «пригар», на других образуется матовый оттенок.
5. Категорически запрещается прерывание тока во время процесса. Гальваническое хромирование от начала и до конца должно выполняться в указанных режимах. При повторном включении новое покрытие отслаивается от старого, детали подлежат выбраковке и повторной обработке. Допускается повторное покрытие хромом только после анодного травления, при этом хромирование начинается с минимальных значений тока.
6. Детали со сложным рельефом поверхности нужно хромировать после «скачка тока». Показатели тока на 1–2 минуты увеличивают в два раза против расчетных, в дальнейшем ток понижают и продолжают процесс. За счет такой технологии слой хрома осаждается в самых углубленных местах.

Некачественное гальваническое хромирование деталей из сплавов меди и стали может сниматься раствором соляной кислоты в пропорции 1:1. На изделиях, насыщение которых водородом не допускается, некачественный слой снимается в щелочных растворах.

Основные дефекты и их причины

Вид дефекта	Причина
Покрытие отслаивается от поверхности	Некачественно очищены поверхности, резко понизилась температура, несоответствие величины тока.
Хром отслаивается вместе с подслоем никеля	Пониженное значение pH электролита.
Внешний вид покрытия имеет серый оттенок	В растворе недостаточно серной кислоты.
Пропуски или неравномерность покрытия по толщине	Плохая подготовка поверхностей, экранирование близкорасположенных элементов на подвесках.
Большое количество точеных углублений	Неправильное расположение деталей по отношению к электроду.

При необходимости сотрудники нашей компании окажут теоретические консультации по выбору оптимальных размеров ванн и технологий хромирования различных деталей.

Какое оборудование для хромирования бывает?

Хромирование различных металлических поверхностей стало самым распространенным способом защиты металлов от коррозии. Оборудование для этих целей бывает разное, и в настоящее время выделяют несколько способов хромирования, при этом нередко бытует мнение, будто все они настолько просты, что выполнять работы по хромированию можно едва ли не в условиях жилого помещения.

1 Принцип работы хромирующей установки

Достаточно лишь приобрести оборудование для хромирования, и можно приступать к работе. Но все это далеко не так просто. Хотя удобная действительно существует негабаритная установка для хромирования. Выпущена она была в США не так давно и состоит из стенда, набора манометров, пистолета обдува и пульверизатора. Прилагается и инструкция по пользованию. Но стоит такое устройство прилично: около 2000 долларов. Более дешевый аппарат был выпущен и в России. Казалось бы, вот оно решение в вопросе защиты деталей автомобиля или иных металлических поверхностей! Но в названии устройства умышленно опущено ключевое слово «декоративное». Именно для подделки под хромирование и предназначено это оборудование.

Принцип работы прост. Сначала готовится поверхность: ее зачищают от защитного слоя краски, шлифуют, обезжиривают и покрывают слоем надежной грунтовки. Желательно подвергнуть ее тепловой обработке, чтобы грунт получил более надежное сцепление с поверхностью. На остывшую деталь напыляется слой хрома. Люди, которые пользовались устройством для хромирования деталей, утверждают, что потребуется еще дополнительная защита в виде слоя лака или нанесения самоклеящейся пленки. Как мы все понимаем, такое «хромирование» не создаст барьера для коррозии.

В действительности под хромированием следует понимать химическую или электрохимическую реакцию металла и реагентов, в результате которого на поверхности образуется тонкий защитный слой (в данном случае слой хрома).

2 Настоящее и псевдо хромирование

Самый простой метод холодного хромирования тоже нельзя отнести к настоящему способу нанесения покрытия. Заключается он в том, что использоваться будет краска, в состав которой введено не менее 75% пыли хрома. Краска наносится на поверхность с помощью пульверизатора (в некоторых случаях можно использовать обычные малярные кисти), застывает и создается своеобразный буфер для коррозии. Служит такая защита не менее 5 лет. Но стоит только немного повредить покрытие, как «жучок» проникнет под слой защиты и начинает свою работу.

Настоящее хромирование подразумевает наличие следующих составляющих:

• гальваническая ванна;
• электролит;
• источник постоянного тока.

И это минимум, необходимый для правильного протекания всех химических процессов.

3 Как выполняется промышленное хромирование?

Деталь, которую вы собираетесь хромировать, помещается в ванну, заполненную электролитом. К ней подключается положительный провод от источника тока. К отрицательному полюсу подключается любая заготовка из хрома. После подачи тока будет происходить следующее: за счет диффузии от заготовки будут отделяться ионы цинка. Они являются носителями тока, поэтому через жидкую среду начнется движение в сторону детали. Ионы будут оседать на поверхности, создавая защитный слой. Будет ли он надежным? А как вы считаете, если связь металла детали и слоя хрома будет обеспечена на ионном уровне? Это и есть настоящее хромирование и самая долговечная защита поверхности.

Гальванические ванны могут быть использованы и для нанесения защиты иными металлами: серебром, алюминием, цинком. Такой способ еще называется методом химической металлизации. В домашних условиях процесс хромирования проводить не стоит: слишком высокое выделение побочных продуктов химических реакций. А вот в условиях гаража и при наличии средств индивидуальной защиты этот процесс можно осуществить. Правда, с токами придется немного повозиться, чтобы добиться равномерной скорости прохождения реакции.

Химическое хромирование не подразумевает наличие источника тока, поскольку здесь на поверхность металла наносится несколько реагентов.

Химическая реакция, которая протекает на металле, оставляет после себя налет хрома (или цинка, зависит от реагентов). Держится такая защита тоже очень долго.

4 Термохимическая металлизация

Интересно протекает термохимическое нанесение металла на поверхность. Напоминает оно в точности процедуру, которую в былые годы использовали для золочения поверхностей. В недалеком прошлом любая металлизация проводилась именно так. Сначала на поверхность наносится слой смеси металла и связывающего вещества (на основе древесных смол). Составу дают время высохнуть, и после этого изделие помещают в муфельную печь. От высокой температуры связующее вещество выгорает, а металлическая пыль плавится, растекаясь по поверхности и создавая слой защиты.

В настоящий момент такая металлизация поверхностей более усовершенствована: в тепловую печь помещается изделие, и под высоким давлением на него напыляется все тот же хром. Существует вариант первоначального напыления с последующим обжигом. Так получается быстрее и качественнее. В домашних условиях процесс такого метода хромирования значительно упрощен. Сначала поверхность покрывается тонким слоем металлической пыли, которая впоследствии плавится при нагревании феном. Здесь есть один нюанс: слой защиты не всегда получается ровным, периодически могут возникать потеки металла. Устраняется этот недостаток за счет последующей шлифовки и полировки поверхности.

Методом напыления хрома пользуются очень многие мастера, так как для этих целей нужен небольшой набор инструментов:

• пульверизатор;
• фен;
• шлифовальная машинка;
• полироль.

Но не стоит забывать, что распыление металлических квасцов тоже сопряжено с риском для здоровья. Не забывайте защитить свои органы дыхания и глаза.

Горячее хромирование металлических деталей

Самый сложный способ хромирования — горячий. Применяется он в промышленном производстве, где затраты на энергоносители перекрываются за счет большого количества хромируемых деталей.

Простота такого метода очевидна: в ванну с расплавленным хромом опускается деталь, которая затем поднимается и вращается до тех пор, пока слой хрома не застынет на поверхности. Осуществить такое хромирование в домашних условиях не представляется возможным.

5 Выводы по теме публикации

Какой бы вы способ хромирования ни выбрали, имейте в виду, что все химические реакции сопровождаются большим количеством побочных продуктов, наносящих вред всему живому. Если процесс будет проводиться в гаражных условиях, то скоро вы заметите, как быстро возле рабочего места исчезнет вся растительность.

Для вашего организма работы по хромированию тоже не проходят бесследно. Если у вас нет уверенности в собственных умениях и знаниях в области химии и физики, то браться за такую работу не стоит. Доверьте это людям, которые имеют в наличии все необходимые инструменты и опыт выполнения работ данного вида. Это будет безопасно для здоровья и пусть немного «ударит» по кошельку, зато вы будете уверены в качестве нанесенного покрытия.

Хромируем детали в домашних условиях: технология и необходимое оборудование

1. Технология процесса
2. Требуемое оборудование
3. Подготовка электролита
4. Подготовка поверхности
5. Хромирование поэтапно

Процесс этот несложен. Для создания тонкой хромированной пленки на любых видах металлических, деревянных или даже пластиковых изделий понадобится лишь электролит, емкость подходящего размера и источник электрического тока. Плюс, так как свободный шестивалентный хром является канцерогеном, подготовить следует респиратор, резиновые фартук и перчатки.

Технология процесса

Электролитами называют вещества, способные под воздействием электротока отдавать ионы – заряженные частицы. Именно на этом основан принцип гальваники. В нашем случае в качестве электролита будет использоваться хромовый ангидрид. Выделяемые частички, которые будут осаждаться на обрабатываемом изделии, образуя пленку – молекулы хрома.

Чтобы захромировать деталь в домашних условиях, ее необходимо погрузить в ванну с раствором и подсоединить к минусовому проводу. Плюсовой анод опускают в электролит. Под действием силы тока молекулы в электролите начнут двигаться. Положительно заряженные к минусу (катоду), отрицательные – к плюсу. Причем часть молекул образуют пленку, а часть проникнет в верхний слой, в результате чего хром прочно закрепится на поверхности. Этим гальваника существенно отличается от обычного окрашивания.

Подобным способом производится не только хромирование, но и никелирование, покрытие изделий медью, цинком. Принцип обработки в любом случае будет одинаков. Толщина напыления будет зависеть от силы тока, температуры нагрева, времени обработки, вида металла.

В домашних условиях реально провести и химическое хромирование. Специального оборудования тут не требуется. Образование металлической пленки на поверхности в этом случае происходит за счет химических реакций, реагентом в которых служит гипофосфит натрия. Но подобное покрытие менее прочно – его используют лишь в декоративных целях.

Требуемое оборудование

Гальваника (хромирование) в домашних условиях возможна при наличии следующего вида оборудования:

• блока питания: на выходе он должен показывать 1А и оснащаться регулятором напряжения; для небольших объемов работ достаточно выпрямителя тока; сечение проводки зависит от размера обрабатываемой детали (минимум 6,25 мм);
• проводов: плюсовой будет погружаться в электролит, минусовой, с держателем-«крокодильчиком», находиться на конце к обрабатываемой детали;
• анодов из сплавов олова, свинца или сурьмы;
• емкости подходящего размера из химически стойкого материала, не проводящего ток; идеальный вариант – пластиковая ванна; для хромирования небольшого размера деталей достаточно стеклянной банки;
• деревянного ящика с теплоизоляцией из стекло- или минеральной ваты, в который будет помещаться емкость; использовать в качестве утеплителя можно также обычный песок;
• герметичной крышки: изготовить ее можно из куска фанеры или деревянных досок;
• тэна, мощность которого достаточна для обогрева жидкости в выбранной емкости до температуры 60-80°С;
• контактного термометра или терморегулятора;
• полой формы для заливки электролита с краном или кистью на конце; для ее изготовления используется пучок медной проволоки, закрепленный и обвязанный свинцовым проводом.

Подготовка электролита

В качестве него будет выступать хромовый ангидрид. Чтобы хромирование деталей в домашних условиях происходило без проблем, количество реактивов отмеряют до граммов. Для этих целей удобно использовать кухонные весы.

1. Емкость до половины наполняют нагретой до 60°С дистиллированной водой. Можно заменить ее на кипяченую, хорошо отстоянную до выпадения осадка.
2. Вводим электролит (на литр воды его понадобится 250 г). Размешиваем.
3. Вновь льем воду, чтобы заполнить ванну полностью.
4. Последний этап – добавление серной кислоты. Ее понадобится немного – на литр воды 2,5 г.
5. Если количество воды в процессе химической реакции уменьшилось, допускается ее добавление.
6. Пропускаем в течение 3,5 часов через раствор ток таким образом, чтобы на литр жидкости приходилось 6А. Она должна приобрести темно-коричневый цвет.
7. Отключаем ток и даем раствору выстояться сутки. В помещении в это время должно быть темно и прохладно.

Подготовка поверхности

Этому немаловажному этапу стоит уделить особое внимание. Ведь получить качественное покрытие можно лишь на идеально очищенных и обезжиренных поверхностях. Поэтому, перед тем, как как хромировать металл, дерево или пластик в домашних условиях, их необходимо тщательно очистить.

На обрабатываемых деталях не должно быть пыли, грязи, малейших следы ржавчины. Старое покрытие и краску также следует полностью удалить.

После очистки неровные поверхности тщательно шлифуют. Никаких сколов и царапин оставаться не должно. Следующий этап – полировка наждачкой и специальными пастами.

Затем деталь, подлежащую хромированию, обезжиривают в нагретом почти до кипения (90°С) растворе. Изделия из цветных металлов можно обработать смесью мыла без косметических добавок и фосфорнокислого натрия. Сталь или чугун погружают в раствор из жидкого стекла, каустика, карбоната и фосфата натрия. Для удаления окисной пленки используют серную кислоту.

Хромирование поэтапно

Из-за высокой токсичности свободного хрома все работы необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном вентиляцией. Смывать отходы гальваники в канализацию строжайше запрещено. Для них следует подготовить специальную химически стойкую емкость из стекла или пластика.

1. Анод погружается в ванну. Минусовой катод подсоединяется к трансформатору.
2. Обрабатываемая деталь подвешивается на некотором расстоянии от стенок емкости. Она не должна их касаться.
3. Подключается ток.
4. Цвет покрытия будет зависеть не только от типа электролита, но и температуры его нагрева. Если она ниже 35°С, пленка будет матовой. Добиться блеска можно подъемом температуры до 35-55°С. Молочное хромирование получается при нагревании свыше 55°С.
5. Время выдержки зависит от толщины будущего покрытия. Средняя продолжительность составляет 2-3 минуты.
6. Хромирование пластика своими руками в домашних условиях мало чем отличается от гальваники других видов материалов. Деталь помещается в емкость с электролитом и подключается к минусовому проводу.
7. Так как хром способен держаться не на всех видах металлов (лишь на латуни, никеле и меди), для покрытия стальных изделий требуется создание слоя-подложки.
8. Начинают процесс с «толчка» тока. В первые 20-60 секунд его плотность должна быть в 2 раза выше рабочей. Это позволяет лучше обработать углубленные участки. Затем плотность тока устанавливают на рекомендуемую величину и обрабатывают деталь еще 1-1,5 минуты.
9. В течение всего времени температура должна поддерживаться на одном уровне.
10. Последний этап – двойная промывка водой. После первой производится нейтрализация электролита с помощью щелочи (обычной пищевой соды).
11. Готовое изделие следует отполировать с помощью пасты.

Итак, хромирование деталей своими руками – процесс реальный. Конечно, получить износостойкое покрытие в домашних условиях будет проблематично – для этого потребуются токи до 100 А. Но тонкая прочная пленка из хрома вполне способна защитить детали и узлы от влаги и коррозии. Гальваника позволяет создавать и оригинальные предметы для украшения интерьера.

Принципы проведения гальванического хромирования

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:

1. Основание восстанавливается, становится более прочным. Повышается показатель износоустойчивости.
2. Закрываются трещины, не превышающие по толщине 1 мм.
3. Грязь, пыль хуже липнут к хромированной поверхности.
4. 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.

Классификация

Покрытие хромом может проводиться несколькими способами:

1. 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.
2. Вакуумный. Заготовки помещаются в вакуумную камеру, в которую подаются пары хрома, которые оседают на металлические поверхности, создавая защитный слой.
3. Химический. Технология не требует применения электрического тока. Смесь для обработки готовят из лимоннокислого натрия, фосфора, едкого натрия, уксусной ледяной кислоты.
4. 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.
5. Термохромирование. Изделия нагревают, покрывают рабочей смесью — хромом в порошке или феррохромом.

Необходимое оборудование

Инструменты и оборудование:

1. Источник постоянного тока с возможностью регулировки выходного напряжения. Обработку деталей малого размера допустимо проводить при использовании зарядного устройства для мобильных телефонов.
2. Гальваническая ванна. Должна изготавливаться из термоустойчивого пластика или стекла. Главное условие — устойчивость к высоким температурам.
3. Термометр — необходим для контроля температуры при проведении рабочего процесса.
4. 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)

Как правильно подготовить изделие к процедуре?

Качество гальванического хромирования зависит от подготовки рабочих поверхностей. Этапы:

1. Очистка от грязи, налета, ржавчины. Для этого применяется наждачная бумага, угловые шлифовальные машинки.
2. 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:

1. Купить большую емкость с дистиллированной водой. Необходимое количество жидкости перелить в емкость для нагревания. Разогреть до 60°C.
2. Добавить 250 г хромового ангидрида (на 1 литр воды). Тщательно перемешать.
3. Перелить жидкость в гальваническую ванну.
4. 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:

1. Анод — в качестве этого элемента выступает обрабатываемая заготовка. Нельзя допускать, чтобы анод касался катода.
2. Катод — изготавливается из олова со свинцом или чистого свинца. Представляет собой металлическую пластину, которая по площади должна превышать анод.
3. Электролит — рабочий состав, без которого невозможно осуществить хромирование.

1. Разогреть электролит до 52°C.
2. Заготовку поместить в гальваническую ванну.
3. 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)

Техника безопасности

Чтобы не навредить своему организму, следует соблюдать технику безопасности:

1. Перед хромированием нужно наладить вентиляцию, убрать из рабочей зоны горючие смеси.
2. При приготовлении электролита, рабочем процессе использовать защитные перчатки, очки, респиратор.
3. Купить специальные пакеты для химических отходов, в которые нужно упаковывать остающийся мусор после обработки.
4. 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.

Хромирование деталей

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.

Виды хромирования

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;

• диффузионное нанесение элементов.

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.