Хромирование металлических изделий

Хромирование деталей (химическая металлизация) в домашних условиях

Освоив методику хромирования своими руками в домашних условиях можно не только придать эффектный вид мотоциклу или автомобилю. Но и сделать стильные современные вещи – ручки для шкафов или дверей, подставки, крепежные элементы карнизов, бра, кашпо, которые своим благородным блеском украсят интерьер.

Способы хромирования

Технология гальванизации заключается в нанесении поверхностного металлического слоя на деталь с определенной целью – декоративной или защитной посредством использования электролита.

Следовательно, гальваника — хромирование в домашних условиях предполагает, что на обрабатываемую поверхность при воздействии электрического тока будет осаждаться слой хрома из электролита определенного состава. Проводиться этот процесс может разными способами.

1. Проведение хромирования с использованием ванны, наполненной раствором. Технология является доступной для самостоятельного выполнения, но чаще используется при работе с небольшими деталями.
2. Напыление покрытия посредством применения гальванической кисти. Эта методика не ограничивает габариты обрабатываемой детали, также она оптимально подходит для несъемных элементов. В процессе работы мастер имеет возможность контролировать толщину наносимого слоя и визуально оценивать качество напыления. Но этот процесс более трудоемкий, так как может потребоваться выполнение до 20 движений по одному месту.

Помещение, приспособления, инструменты, средства защиты

Проводить операции по хромированию необходимо в нежилом помещении с хорошей вытяжной вентиляцией. Это может быть гараж.

В летнее время удобнее работать на улице под навесом или на открытой веранде с крышей. В крайнем случае, используется балкон. Эти меры безопасности соблюдать нужно обязательно, чтобы не получить вреда здоровью из-за опасных испарений.

Потребуются средства индивидуальной защиты – прорезиненные перчатки из плотного материала и респиратор. Одежду целесообразно прикрыть прорезиненным фартуком.

Если планируется проводить хромирование деталей в домашних условиях методом погружения деталей в ванну, то готовится следующее оборудование:

• стеклянная емкость нужного размера (чаще всего берут обычную трехлитровую банку);
• неметаллическая ванна с водой, в которую будет помещаться банка;
• ящик с термоизоляцией;
• нагревательный элемент (ТЭН);
• пластинчатый или стержневой анод, материалом которого чаще всего служит сплав свинца (≈ 93%) и сурьмы (≈ 7%), хотя в отдельных случаях используют менее устойчивый к кислой среде чистый свинец;
• катод, имеющий форму зажима для удобной фиксации его на обрабатываемой детали;
• термометр, устойчивый к кислоте;
• кронштейн, позволяющий держать деталь в подвешенном состоянии;
• крышка для емкости из дерева или влагоустойчивой фанеры;
• источник питания постоянного тока с реостатом. Для трехлитровой банки сила тока должна составлять не меньше 18 А.

Чтобы покрывать изделия при помощи гальванической кисти, можно изготовить ее самостоятельно по следующему алгоритму.

1. Щетину обматывают плотно проводом с содержанием свинца.
2. Закрепляют ее в прозрачный цилиндр из оргстекла, который сверху закрывается крышкой с вклеенным в нее металлическим контактом и заливным отверстием. К контакту припаивают конец свинцовой обмотки.
3. В мембране из пенопласта, которая находится выше щетины, необходимо сделать сквозные мелкие отверстия.
4. Роль выпрямителя тока выполняет трансформатор с напряжением 12 В. Минус идет на обрабатываемую деталь, а плюс к контакту на крышке.
5. Электролит, налитый в цилиндр, просачивается через отверстия в мембране на щетину, движениями которой наносится на обрабатываемую поверхность.

При любой методике потребуется пылесос или компрессор для сдувания пыли с детали в процессе хромирования.

Как готовить электролит

Для обработки наружных поверхностей деталей рассчитывают количество компонентов, входящих в электролит, ориентируясь на следующие соотношения (в граммах на литр воды):

• CrO3 (хромовый ангидрид) – 250;
• H2SO4 (серная кислота с удельной плотностью 1,84 г/см3) – 2,5.

Стеклянную емкость до половины (можно немного больше) наполняют дистиллированной или предварительно прокипяченной и отстоявшейся водой с температурой 60°С.

Засыпают CrO3 в нужном по расчетам количестве. Размешивают жидкость до полного растворения хромового ангидрида. Если необходимо, то еще доливают воду, а затем осторожно добавляют серную кислоту.

Теперь нужно около 3,5 часов выдержать электролит под током, сила которого примерно равна 6,5 А на каждый литр раствора. Если источник электропитания уже имеется в наличии, то исходя из его возможностей ведется расчет объема приготавливаемого электролита. При правильно проведенных расчетах цвет электролита становится темно-коричневым. Отключив ток, оставляют раствор на сутки в прохладном месте.

Если обрабатываемые детали не будут подвергаться внешним воздействиям, то электролит может иметь другой состав (г/л воды):

• CrO3 – 400;
• H2SO4 – 4.

Подготовка детали

Подлежащие хромированию поверхности должны быть тщательно подготовлены. С них удаляют лак, краску, пятна ржавчины, загрязнения.

Некачественное проведение подготовки плоскостей деталей приводит к тому, что хромовое покрытие образуется с мелкими раковинами.

После зачистки детали подлежат обезжириванию.

Специалисты отмечают, что уайт-спирит или бензин для этой цели использовать не стоит, так как они не обеспечат нужного качества последующего хромирования. Целесообразно сделать специальный раствор, примером которого может служить следующий состав (компоненты отражены в г/л воды):

• едкий натр – 150;
• кальцинированная сода – 50;
• силикатный клей – 5.

Раствор подогревают примерно до 90°С и опускают на 20 минут деталь, подлежащую обезжириванию. Если присутствует сложный рельеф, то время выдержки допускается увеличить до 45 – 60 минут.

Этап хромирования

Начинается химическая металлизация своими руками в домашних условиях с подогрева электролита в банке до 52±2° с последующим помещением в него детали, к которой предварительно прикрепляется катод. Ток сразу не подают, так как нужно, чтобы декорируемый предмет прогрелся до температуры электролита.

После того, как напряжение подается в систему, деталь находится в электролите минимум 20 минут. Оптимальная плотность тока – 50 – 55 А/дм2. С приобретением опыта домашний мастер легко определяет, нужно ли увеличивать время в зависимости от особенностей детали, так как в отдельных случаях хромирование может продолжаться два — три часа.

После окончания процесса предмет достают, промывают и помещают на 3 часа в сушильный шкаф.

Проводя операции по хромированию необходимо учитывать, что подобное покрытие возможно нанести, если детали медные, никелевые или латунные. Если возникла необходимость выполнить подобное действие со стальными предметами, то потребуется предварительно защитить их слоями соответствующих металлов.

Доступны хромированию пластиковые изделия при условии обработки их на этапе подготовки графитным порошком или графитосодержащим лаком. Затем по методике выполнения гальваники при плотности тока ≈ 0,7 А/дм2 наносят тонкий медный слой, используя электролит из следующих компонентов (г/л воды):

• сульфат меди – 35;
• серная кислота концентрированная – 150;
• спирт этиловый – 10.

После промывания и просушивания деталь может подвергаться хромированию.

Причины появления дефектов

Достаточно сложный для самостоятельного исполнения процесс хромирования не всегда дает безупречный результат. Чтобы в дальнейшем избежать ошибок, необходимо знать причины, приведшие к появлению дефектов.

1. Из-за недостаточной температуры электролита или превышающей норму силы тока на плоскостях образуется неравномерный блеск, снижающий эстетическое восприятие всего предмета. Причиной полного отсутствия блеска может являться неправильно рассчитанная концентрация CrO3 (меньше или больше нормы) или недостаток H2SO4.
2. Если слой получился неравномерным, значит в процессе работы подавался ток со значениями, превышающими рекомендуемую норму. Чрезмерно мягкое покрытие означает, что было допущено превышение температуры нагрева электролита
3. За появление на готовой хромировке коричневых пятен отвечает избыточное количество хрома или дефицит кислоты. Отслоение готового покрытия происходит из-за перебоев в подаче напряжения, использования остывшего электролита или некачественного обезжиривания.

Суть и методы хромирования металла

Гальваническое хромирование металлов. Надежные защитные и декоративные покрытия разных видов. Основные характеристики техпроцесса и применяемых компонентов. Хромирование в домашних условиях. Причины возможных дефектов и опасность для здоровья.

Гальваническое хромирование — это один из способов создания на поверхности изделий тонкого устойчивого слоя из чистого хрома, который почти в два раза тверже железа, имеет приятный серебристый цвет и отлично полируется. Хромовые покрытия применяют в защитных и в декоративных целях.

Гальваническому хромированию подвергают поверхности трения для создания устойчивого к коррозии антифрикционного слоя, который к тому же хорошо удерживает масло. Этот металл имеет прекрасное сцепление со сталью, никелем и медью, а также практически не окисляется и не отслаивается в процессе эксплуатации. Помимо прочего, хромовая гальваника применяется при изготовлении стойких к атмосферным воздействиям оптических отражателей, которые по своим качествам ничем не уступают амальгамированным.

Одной из главных особенностей гальванического хромирования является работа с пассивным анодом, т. е. покрывающий деталь хром поступает не из анодного металла, а из раствора хромовых кислот, что требует постоянной регенерации электролита. А основной недостаток этого технологического процесса — высокая токсичность соединений хрома и связанные с этим повышенные требования к системам промвентиляции, утилизации электролита и водоочистки.

Суть гальванического хромирования металла

В большинстве гальванических процессов источником покрывающего металла является анод. В отличие от этого при хромировании анионы возникают непосредственно из электролита, основой которого является раствор хромовых кислот, образующихся при растворении хромового ангидрида в воде. В такой технологии катодом обычно является обрабатываемая деталь, а в роли нерасходуемого пассивного анода выступают пластины или облицовка ванны, выполненные из инертного к кислотам электролита металла. Пассивные аноды в хромовой гальванике обычно изготавливают из свинца или его сплавов (с оловом и сурьмой). Хромовая кислота обладает сильными коррозионными свойствами, поэтому при производстве оборудования для хромирования применяют кислотостойкие материалы.

Варьируя эти показатели, можно добиться различных видов поверхности хромированного металла: от молочного и матового до зеркально-блестящего, – а также широкого диапазона значений твердости, плотности и пористости осажденного хрома.

Методика хромирования металла своими руками

Оборудование для хромирования металла достаточно несложно изготовить самому. В большинстве случаев в его состав входят:

• стеклянная или пластиковая емкость;
• теплоизоляция и герметичная крышка рабочей емкости;
• нагревательный элемент с терморегулятором;
• источник питания мощностью 1 кВт и напряжением 10÷12 В;
• свинцовый анод с клеммой;
• приспособление для подвешивания и зажим для крепления детали с клеммой;
• емкости для травления и промывки, провода, подставка и прочее второстепенное оборудование.

Компоновка такого комплекта для хромирования зависит от размеров и особенностей входящих в него элементов и делается «на глазок», с дополнениями и изменениями по ходу изготовления. О токовых режимах лучше заранее почитать в специализированных изданиях или пообщаться со знающими людьми на профильных форумах. Там же можно обсудить вопрос влияния хрома на свойства стали и других металлов, т. к. у хромированной детали несколько изменятся механические характеристики.

Подготовка поверхности к хромированию

Хромирование алюминия и его сплавов требует особого подхода к предварительной обработке поверхности этих металлов, т. к. на них всегда присутствует устойчивая оксидная пленка. Последовательность их подготовки к гальванике выглядит так:

1. Промывка всей поверхности металла в бензине.
2. Удаление следов бензина в горячей мыльной воде.
3. Травление в смеси азотной и плавиковой кислот (соотношение пять к одному).
4. Ополаскивание в холодной воде.
5. Помещение изделия в гальваническую ванну.

Все операции следует выполнять в непрерывной последовательности, а погружать металл в электролит нужно под током.

Приготовление электролита

Возможные дефекты

При осмотре всех плоскостей металла после гальванического хромирования могут быть обнаружены специфические недостатки, которые чаще всего связаны с составом электролита и плотностью тока, но могут иметь и другие причины. Если хром не оседает на металл, то это может быть связано с недостаточной плотностью тока, избытком серной кислоты, завышенной температурой раствора или окислением анода. Если хромовое покрытие отслаивается от металла, то причиной этого может быть плохая очистка его поверхности и колебание токовых параметров в процессе хромирования. При превышении плотности тока на выступающих частях детали могут образовываться наросты, а поверхность хромированного металла становится матовой и неровной. При слишком маленькой плотности тока покрытие становится жестким и имеет «молочный» вид.

При гальваническом хромировании также важно пространственное положение детали. Оно должно обеспечивать свободный уход водорода, образующегося на поверхности металла, т. к. скопление это газа приводит к образованию неровностей и каверн.

Опасность для здоровья

При хромировании металлов основная опасность для здоровья персонала и окружающей среды исходит от хромового ангидрида (оксид шестивалентного хрома), который является главным компонентом во всех электролитах, а при растворении в воде образует не менее опасные хромовые кислоты. Все эти реагенты являются канцерогенами и очень токсичны (относятся к первому классу опасности). Оксиды и соли хрома малолетучи, но при использовании горячих электролитов могут захватываться парами воды. Другими токсичными веществами, образующимся в процессе гальванического хромирования, являются хроматы свинца и сульфаты бария.

А как вы относитесь к хромированию металлов в домашних условиях? Ведь в Интернете размещено множество статей, описывающих, как легко и просто это делается даже без особых навыков. Выскажите, пожалуйста, свое мнение в комментариях к этой статье.

Способы металлизации хромом

Металлизация хромом — процесс получения зеркальных поверхностей с помощью напыления химических элементов на основу из металла, дерева, стекла.

1 Особенности металлизации хромированием

Несмотря на цивилизованность современного человека, он, как и его предки много веков назад, любит красивые блестящие вещи. Блестящие детали кузовов автомобилей и мотоциклов, хромированные аксессуары в ванных комнатах и кухнях, золоченые и посеребренные статуэтки, оцинкованные покрытия домов — эти красивые вещи становятся с каждым годом все востребованнее.

Процесс металлизации, в зависимости от наносимого металла, бывает таким:

• покрытие цинком;
• хромирование;
• алитирование, нанесение алюминия.

Металлизация цинком применяется для улучшения антикоррозийных характеристик стальных и металлических изделий и конструкций, что увеличивает их срок службы.

Алитирование применяют для придания высоких антикоррозионных свойств оборудованию, работающему при высоких (до 900 °С) температурах. Это детали и механизмы, используемые для крекинга газа и нефти, элементы газовых турбин, печная арматура и другое оборудование.

Хромирование металлических и других поверхностей применяют для получения красивых декоративных покрытий. С помощью технологии металлизации хромом устраняют небольшие дефекты на поверхностях деталей и улучшают свойства основного материала. Улучшаются следующие характеристики:

• повышение антикоррозийных свойств;
• увеличение твердости металла;
• улучшение защитных характеристик от эрозии;
• повышение жаропрочности;
• усиление износостойкости;
• улучшение внешнего вида;
• возможность получения покрытий с заданными характеристиками.

2 Технология хромирования металлов

Нанесение слоев хрома на металлические поверхности называется химическим хромированием. Покрытие хромом выполняют для декоративности деталей и улучшения функциональных характеристик изделий. Процесс хромирования выполняется следующими методами:

1. Гальванический метод нанесения хромированного покрытия.
2. Химический способ.
3. Нанесение слоев хрома напылением.

Гальваническое хромирование

Нанесение хрома на поверхности деталей гальваническим методом бывает 2 видов: диффузное и электролитическое. Для ведения обоих видов гальваники необходимо иметь специальные резервуары с кислотоупорным покрытием, оборудованные водяными рубашками.

Процесс электролитического нанесения хрома основан на методе электролиза металлов. Суть его состоит в прохождении электрического тока через электролит. Электролит представляет собой раствор, в который входят соли хрома, кислота или щелочь. При прохождении электрического тока из раствора хромового ангидрида и серной кислоты выделяются катионы хрома, которые осаждаются на обрабатываемой поверхности.

Гальванический процесс хромирования ведут при следующих средних параметрах:

• хромовый ангидрид — 250 г/л;
• серная кислота — 2,5 г/л;
• температура — 50 °С для декорирования деталей и 55-60 °С для получения функциональных поверхностей;
• плотность тока — 25 А/дм² для декорирования и 60 А/дм² — получается функциональная хромируемая поверхность.

Качественная гальваника зависит от температуры электролита и плотности тока. Эти параметры влияют на внешний вид и характеристики нанесенного слоя.

Важно помнить: увеличение температуры снижает выход хрома по току, увеличение плотности тока увеличивает выход хрома по току.

Низкая температура технологического процесса и постоянная плотность тока дают серое покрытие, неизменная плотность тока и высокие температуры дают молочный оттенок покрытия.

Термическая обработка стали хромированием придает поверхности материала улучшенные свойства: прочность, твердость, вязкость, упругость, износостойкость, жаро- и коррозионную стойкость. При определенных температурах на поверхность обрабатываемых деталей воздействуют реагенты, и методом диффузии поверхностный слой насыщается хромом. Метод диффузии применяется для насыщения поверхностного слоя кремнием, углеродом, азотом, алюминием.

Термо хромирование порошковое проводят смесями, включающими в себя феррохром и шамот. Смесь смачивается соляной кислотой. Другой вид обработки методом диффузии — конденсация паров хлорида хрома CrCl₂.

Химическая металлизация

Хромирование металлов и диэлектриков проводят химическим способом. Реагенты для проведения метода:

• хлористый хром;
• гипофосфат натрия;
• лимоннокислый натрий;
• уксусная ледяная кислота;
• 20 % раствор едкого натра;
• вода.

Реакцию ведут при температуре 80 °С. Перед нанесением хромового покрытия на стальные детали на них предварительно наносят слой меди. По окончании процесса обработанные изделия моются в воде и тщательно высушиваются. Применяя кислощелочной раствор, проводят химическую металлизацию диэлектриков.

Еще один вид химической металлизации — вакуумное хромирование или PVD-процесс. При этом методе происходит конденсация паров хрома на поверхности обрабатываемых деталей в вакуумных камерах. В безвоздушном пространстве установки нагревают металл до температуры испарения, и он в виде тумана оседает на поверхность изделия. Слой металла настолько тонкий, что его покрывают лаком для защиты от царапин. Этим методом проводят хромирование алюминия.

Каталитическое хромирование

Каталитическое напыление основано на реакции «серебряного зеркала». Реагентами в этом процессе выступают комплексные соли серебра в щелочных растворах аммиака. В качестве восстановителя применяют растворы инвертного сахара, гидразина или формалина.

Одновременное напыление серебра и восстановителя образует на обрабатываемой поверхности белоснежное зеркальное металлическое покрытие.

Данное покрытие характеризуется высокой отражательной способностью. Следующий этап каталитического напыления — нанесение защитных лаков с добавлением красящего светостойкого тонера хром. Тонер хром получают смешиванием фиолетового, синего и черного цветов в соотношении 3:1:1.

Технология хромирования реакцией «серебряного зеркала» включает следующие процессы:

1. Анализ и подготовка материала, поверхность изделия очищается, промывается, для улучшения адгезии поверхность шлифуется шлифовальной бумагой зернистостью Р500-600.
2. Нанесение глянцевой основы. На подготовленную поверхность наносят черную базу. Черное глянцевое покрытие позволит исключить желтизну зеркальной поверхности. Режимы сушки нанесенных лаков: при температуре 20-25 °С, без применения сушильного оборудования — 8 часов, в окрасочно-сушильных устройствах при температуре 60 °С — 45 минут.
3. Сушка изделий.
4. Травление поверхности деталей для лучшей адгезии серебра и промывание дистиллированной водой.
5. Процесс сенсибилизации. Сенсибилизация — обработка поверхности активатором, в результате чего на ней появляется защитная пленка.
6. Металлизация поверхности изделия серебром.
7. Нанесение защитного лака. Защищает обработанные поверхности от потускнения и механического износа.

3 Гидрофобизация хромовых поверхностей

Гидрофобизация — процесс уменьшения способности материала увлажняться, смачиваться водой или водными растворами. При этом сохраняются характеристики паро- и газопроницаемости материала. Гидрофобизацию проводят с помощью обработки хромовых поверхностей растворами солей жирных кислот. Молекулы кислоты адсорбируются на обрабатываемой поверхности и препятствуют проникновению капель воды в хромированный слой, что улучшает его антикоррозионные свойства.

Хромирование – декоративное покрытие металла хромом: технология, виды

Под термином «хромирование» может пониматься как диффузионное насыщение поверхности обрабатываемого изделия слоем хрома, так и нанесение хрома по гальванической технологии. Существует также более общий термин – «металлизация». Под ним подразумевается нанесение на обрабатываемую поверхность слоя металла, в роли которого может выступать в том числе и хром.

Истинные фанаты хромирования не прочь покрыть хромом все, что только можно

Среди гальванических методов нанесения металла покрытие хромом является наиболее популярным. Именно поэтому термин «металлизация» часто используется в качестве синонима слова «хромирование».

Для чего нужен хромовый слой

Нанесение слоя хрома может выполняться для улучшения декоративных характеристик изделия из металла (декоративное хромирование), а также для защиты металлической детали от коррозии и придания ее поверхности большей твердости. Таким образом, за счет хромирования можно не только улучшить механические и декоративные характеристики изделия, но и значительно продлить срок его эксплуатации.

Множество разнообразных хромированных изделий можно встретить как в быту, так и в разных отраслях промышленности. Использование изделий из металла, на поверхность которых нанесен слой хрома, актуально в тех случаях, когда они будут эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия агрессивных сред и интенсивного трения.

Восстановление хромированного покрытия возвращает былой внешний вид и продлевает срок службы конструкции

В бытовых условиях наиболее активно используются следующие изделия с хромированным покрытием:

• мебельная фурнитура;
• элементы для оформления домашних и офисных интерьеров;
• автомобильные диски и детали транспортного средства;
• сувенирная продукция;
• сантехническое оборудование.

В промышленности технология хромирования применяется в следующих целях:

• при производстве изделий по порошковой технологии;
• при изготовлении пресс-форм, используемых для изготовления изделий из резины и полимерных материалов;
• при производстве отражателей различного назначения;
• для повышения твердости поверхностного слоя и износостойкости режущего, а также специального измерительного инструмента;
• для придания исключительных декоративных характеристик кузовным и другим деталям транспортных средств;
• для обработки деталей, эксплуатируемых в условиях постоянного трения и негативного воздействия внешней среды (элементы парового оборудования и теплосетей, детали автомобильных двигателей и морских судов).

Промышленная гальваническая линия, предназначенная для нанесения твердого хрома на изделия из сталей и цветных металлов

Хромированные детали отличаются следующими характеристиками:

• высокой устойчивостью к коррозии;
• микротвердостью, показатели которой достигают значений 950–1100 единиц по шкале HV;
• высокой пористостью покрытия, его износо- и жаростойкостью;
• низким коэффициентом трения сформированного покрытия;
• большим разбросом толщины хромового слоя (5–300 мкм и даже более).

Перечисленные характеристики, которых можно добиваться с помощью хромирования стали и других металлов, делает такую технологию настолько популярной. Перечислять все сферы, где активно используется процесс хромирования, можно достаточно долго.

Разновидности металлизации по способу взаимодействия металлизируемой поверхности с наносимым металлом (нажмите для увеличения)

Основные методы

На сегодняшний день выделяют следующие виды хромирования, каждый из которых отличается своими преимуществами и недостатками:

• хромирование, выполняемое по гальванической технологии;
• диффузионное хромирование, проводимое в герметичной емкости при высокой температуре;
• вакуумное хромирование, требующее использования специальной камеры, в которой создается вакуум;
• каталитическое хромирование, предполагающее, что на поверхность обрабатываемого изделия наносятся специальные жидкости без кислот;
• химическое хромирование изделий из стали и других металлов, которое по технологии выполнения напоминает обычную покраску;
• хромирование по гальванической технологии.

Гальваническое хромирование

Покрытия, получаемые в результате гальванического хромирования, могут быть нескольких типов.

Нанесение покрытий данного типа осуществляется при использовании тока, отличающегося высокой плотностью (более 100 А/дм 2 ). Температура электролитического раствора не должна превышать значения 40°. Слой хрома, нанесенный по данной технологии, делает поверхность изделия более твердой, но в то же время и более хрупкой.

Покрытия данного типа наносятся с использованием тока, плотность которого находится в интервале 30–100 А/дм 2 и в растворе с температурой в пределах 45–60°. Поверхностный слой металла, на который хромовое покрытие нанесено по данной технологии, приобретает исключительно высокую твердость и износостойкость, а также зеркальный блеск.

Для получения хромированных покрытий данного типа используется ток минимальной плотности (до 25 А/дм 2 ). Данный метод хромирования деталей не позволяет получать на них покрытия высокой твердости. Слой хрома, наносимый на поверхность изделия в таких случаях, напоминает очень эластичную массу, в структуре которой практически отсутствуют поры.

Для выполнения такого хромирования необходим трех- или шестивалентный хром. При хромировании металла с применением трехвалентного хрома в качестве основного компонента электролитического раствора используется хромовый ангидрид. При применении шестивалентного хрома в роли такого элемента выступает хлорид или сульфат хрома.

Составы электролитов для хромирования

Растворы, выполненные на основе шестивалентного хрома, содержат в своем составе следующие компоненты:

1. серную кислоту – 2,25–3 г/л;
2. хромовый ангидрид – 225–300 г/л;
3. свинец, который обычно входит в состав анода в сочетании с сурьмой или оловом, – 4–6%.

Большое значение для качества наносимого хромированного покрытия имеет пропорция серной кислоты и хромового ангидрида в используемом электролитическом растворе. Как правило, такое соотношение стараются выдерживать в пределах 1:100. Если оно будет меньше, то поверхность хромируемой детали не будет отличаться высоким качеством, на ней могут возникать отслоения, матовость и различные пятна. Например, если для хромирования используется электролитический раствор, в котором серная кислота и хромовый ангидрид содержатся в соотношении 1:50, то хромовое покрытие не получит достаточно высокой кроющей и рассеивающей способности.

Режимы хромирования и материалы для анодов

Важными параметрами при нанесении хромированного покрытия также являются плотность электрического тока (не выше 310 кА/дм 2 ) и температура электролитического раствора (45–60°). Если увеличить плотность тока, то на угловых и торцевых элементах хромируемой детали могут формироваться дендриты, которые значительно ухудшают декоративные характеристики изделия.

Кроме свинцовых анодов, химический состав которых дополнен сурьмой (не более 6%), для выполнения хромирования сегодня используются аноды из титана, покрытого платиновым слоем. При проведении хромирования желательно не применять растворимые аноды: для изготовления таких элементов лучше использовать листы или стержни из металла, сечение которых составляет порядка 1,5 см.

Для погружения изделий в ванну используются специальные контактные приспособления

Аноды для хромирования, изготовленные из свинца, необходимо регулярно чистить при помощи металлической щетки, так как на их поверхности постоянно образуется хромовокислый налет. В том случае, если для нанесения хрома используются титановые аноды, покрытые слоем платины, такую чистку выполнять не потребуется. Если аноды, при помощи которых осуществляется хромирование изделий из стали и других металлов, не применяются в течение нескольких дней, их необходимо извлечь из электролитического раствора и держать все это время в воде.

Как подготовить изделие

Технология декоративного хромирования (как и нанесение слоя хрома в защитных целях) предусматривает тщательную подготовку изделия. Такая подготовка заключается в выполнении таких процедур, как:

• шлифовка обрабатываемой поверхности, а также ее тщательная полировка;
• промывка изделия и протирание его мягкой тканью;
• изолирование тех участков поверхности, где хромировка не требуется;
• обезжиривание хромируемой детали;
• декапирование изделия, которое позволяет улучшить адгезию наносимого хромового слоя с основным металлом;
• размещение изделия в электролитическом растворе при помощи специального кронштейна.

Шлифовка изделия перед хромированием

В отдельных случаях технология декоративного хромирования предусматривает предварительное травление обрабатываемой поверхности и нанесение на нее слоя другого металла (меди или никеля), что способствует увеличению прочности хромового покрытия.

Как проводят процедуру хромирования

Сама технология декоративного хромирования заключается в следующем.

• Изделие после предварительной подготовки помещается в емкость с электролитическим раствором, в которой уже находится анод.
• Раствор, в который погружают изделие, должен быть предварительно нагрет до требуемой рабочей температуры. Следует иметь виду, что рабочая температура электролитического раствора должна поддерживаться на протяжении всего процесса хромирования. Это необходимо для того, чтобы обеспечить хорошую адгезию наносимого слоя, а также его однородность по структуре и толщине.
• В зависимости от того, какой толщины должен быть хромированный слой, определяют время нахождения изделия в электролитическом растворе.

Рекомендуемые режимы сушки хромированных изделий

Технология декоративного хромирования предусматривает также выполнение термообработки детали (этот этап нужен для того, чтобы хромовое покрытие было более твердым и прочным). Изделие, на поверхность которого уже нанесен слой хрома, выдерживают в течение нескольких часов в нагревательной печи при температуре порядка 200°.

На видео ниже подробно показан процесс гальванического хромирования с комментариями в виде субтитров.

Химический способ

В настоящее время активно применяется технология декоративного хромирования, не предполагающая использования электролитического раствора. Таким способом, суть которого заключается в том, что хром из рабочего раствора осаждается на поверхности обрабатываемого изделия, выполняется хромирование алюминия и других металлов, а также деталей из полимерных материалов.

Рабочий раствор, используемый для выполнения такого хромирования, готовится на основе хромосодержащего реагента, дистиллированной воды и гипофосфита натрия. В процессе хромирования, которому подвергается алюминиевый или любой другой сплав, гипофосфит натрия восстанавливает хром из его солей, и металл оседает тонким слоем на поверхности обрабатываемого изделия. За счет того, что в используемых для выполнения такого хромирования химических реагентах содержится фосфор, готовый хромовый слой, частично насыщаемый данным элементом, отличается достаточно высокой прочностью.

Составы растворов для химического хромирования

Химический способ нанесения хромового покрытия отличается не только простотой реализации, но и большей экологической безопасностью, если сравнивать его с другими технологиями хромирования. Такой способ, при помощи которого можно хромировать алюминий, сталь и даже полимерные материалы, используют даже в домашних условиях.

Выполняя хромирование деталей автомобиля или других изделий по химической технологии, следует иметь в виду, что готовое покрытие получается матовым и отличается непривлекательным сероватым оттенком. Чтобы придать такому покрытию характерный хромовый блеск, необходимо провести финишную полировку.

При помощи технологии хромирования изделиям из различных металлов и полимерных материалов можно придавать не только защитные свойства, но и исключительные декоративные характеристики. Например, возможно нанесение на различные детали черного хрома, покрытие из которого делает их внешний вид эффектным и презентабельным.

Хромирование деталей в домашних условиях — подробная инструкция и советы

Любое изделие из металла, покрытое слоем хрома, смотрится намного эффектнее. В частности, этим «болеет» подавляющее большинство автолюбителей, байкеров, многие из которых расценивают равнодушие (вместо ожидаемого восхищения) окружающих к их чудо-технике как личное оскорбление. Но где взять такие «навороченные» комплектующие, если стоимость деталей с качественной хромировкой порой просто «зашкаливает», а по приемлемой цене можно приобрести или пластик с «оболочкой», или металлическую подделку, с которой хром облетит через пару недель?

Интерес к самостоятельному хромированию проявляют многие. Можно ли это сделать без проблем в домашних условиях? В принципе – да. В этой статье мы предметно поговорим о методике такой работы, и не только о ней. Честно расскажем, с чем придется столкнуться «домашнему» мастеру.

Подготовительные мероприятия

В первую очередь – выбор помещения. Тех, кто считает, что все работы по хромировке мелких деталей он сможет выполнить на кухне или в коридоре, придется огорчить. Этот процесс связан с вредными испарениями, поэтому и к помещению, и к мерам по обеспечению безопасности человека предъявляется особые требования. Как правило, местом работ выбирается подсобное помещение (гараж, пристройка и тому подобное). Как исключение – балкон.

Что предусмотреть

• Во-первых , эффективная вентиляция. Причем она должна быть не естественной, а принудительной (вытяжной).
• Во-вторых , респиратор, специальные очки, прорезиненные перчатки и фартук – обязательно.
• В-третьих , как утилизировать «отходы производства»?

В чем производить хромирование

Понадобятся материалы и приспособления. Они на рисунке обозначены соответствующими позициями:

• для небольших деталей вполне подойдет банка стеклянная на 3 л (7);
• емкость (1), в которую она будет ставиться (бидон, например);
• для качественного электролиза резервуар утепляется (теплоизолируется). Как пример – деревянный ящик (2), стеклоткань (3), материал дополнительного утепления (4). Для этого можно взять песок, минеральную или стекловату – разница небольшая. Главное – добиться эффекта «термоса»;
• нагревательный элемент (5). Можно использовать имеющиеся в продаже ТЭН соответствующей мощности;
• измеритель температуры (6). Желательно контактный, тогда процесс отчасти будет «автоматизирован»;
• герметизирующая крышка (8), но не металлическая. Обычно используются плиты из древесины или слоеная влагоустойчивая фанера;
• электроды. Катод присоединяется к образцу (–), а анод погружается в банку (+). Он может быть стержневым или пластинчатым. Для удобства в качестве «минусового» электрода можно использовать зажим типа «крокодил», который и будет удерживать деталь.

И последнее. Если она будет просто лежать на дне банки, то одна ее сторона останется без покрытия. Следовательно, ее нужно держать во время обработки в подвешенном положении. Тип кронштейна, его крепление «изобрести» несложно.

Источник питания

• На выходе должно быть напряжение постоянного тока, причем с возможностью регулирования номинала. Если делать все вручную, то понадобится хотя бы обыкновенный реостат.
• Сечение соединительных проводов подбирается по максимальной силе тока. Для хромирования мелких образцов – не менее 2,5 «квадратов».
• Если вместо обычного термометра используется терморегулятор, то придется собрать соответствующую электронную схему.

Как готовить электролит

Долевое соотношение компонентов рекомендуется следующее (в г/л воды): ангидрид хромовый CrO₃ – 250, кислота серная H₂SO₄ – 2,5.

Методика приготовления

1. Емкость более чем на половину наполнить водой. Лучше всего, если она будет дистиллированной. В случае если используется вода обычная (из водопровода, колодца и так далее), то предварительно ее следует прокипятить и дать отстояться. Для качественного приготовления электролита вода должна быть подогрета не менее чем до 60 ºС.
2. Засыпать расчетное количество CrO₃, после чего тщательное размешать до полного растворения.
3. Долить воды до необходимого объема.
4. Добавить H₂SO₄ и снова все перемешать. Нужно учесть, что кислота бывает разной концентрации, поэтому данные приведены для удельной плотности 1,84.
5. После этого электролит порядка 3,5 часов «прорабатывается», то есть по нему пропускается ток. Его силу рассчитывают так – на каждый литр примерно 6,5 А. Исходя из этого, определяя объем приготовляемого раствора, нужно ориентироваться на возможности имеющегося источника эл/питания. Если все сделано верно, то электролит приобретет темно-коричневый цвет.
6. Приготовленному раствору нужно дать отстояться (в прохладном помещении, не менее суток).

Подготовка детали

Нет смысла говорить, что от этой работы зависит и качество хромировки, и ее долговечность. Но прежде следует привести в «рабочее» состояние электролит. Он подогревается (достаточно до 50 – 60 ºС). Использовать его можно часа через 3. Этого времени вполне хватит, чтобы произвести подготовительную обработку образцов.

С поверхности удаляется все – грязь, краска, ржавчина. Необходимые приспособления и методика определяются исходя из специфики детали и степени ее «загрязнения», так как иногда одной только «наждачки» бывает недостаточно. Главное – убрать все имеющиеся инородные слои, до самой «основы».

Обезжиривание

Ограничиться только лишь обработкой поверхности бензином, уайт-спиритом или чем-то подобным – значит, получить плохое качество хромировки. Для эффективного обезжиривания приготовляется специальный раствор. Рецептов более чем достаточно, поэтому для примера приведем один.

Все весовые показатели ингредиентов – в «граммах», из расчета на 1 л воды.

• Едкий натр – 150.
• Клей (силикатный) – 5.
• Сода кальцинированная – 50.

Деталь выдерживается в нагретом растворе (80 – 90 ºС) не менее 20 минут. Это время может быть увеличено и до 1 часа, в зависимости от сложности «рельефа» поверхности, степени ее очистки и так далее.

Хромирование

Специалисты советуют в процессе работы поддерживать температуру электролита на уровне 53±2 ºС. Деталь помещается в раствор, и с некоторой задержкой подается напряжение. Это нужно для того, чтобы температуры образца и электролита выровнялись.

После этого деталь вынимается и подвергается термообработке (например, в сушильном шкафу) не менее 2,5 часов.

Прежде чем начать «массовую» хромировку деталей, нужно убедиться в том, что на всех этапах «производства» все сделано правильно. С этой целью сначала проводится обработка опытного, заранее подготовленного образца, а потом определяется качество покрытия. Признаков плохого хромирования более чем достаточно, поэтому остановимся на наиболее типичных.

Возможные дефекты и их причины

Неравномерный блеск поверхности

• Большая величина силы тока.
• Температура электролита ниже рекомендованной.

«Блеск» отсутствует

• Недостаток или избыток в растворе CrO₃.
• Номинал тока завышен.
• Доля кислоты меньше требуемой.

Коричневые пятна на хромировке

• Избыток хрома.
• Недостаток кислоты.

На покрытии мелкие раковины

• Некачественная механическая обработка заготовки.
• В процессе реакции с поверхности не удаляется водород. В этом случае следует изменить способ «подвешивания» образца и методику просушки.

Неравномерность слоя

• Избыточный ток.

Покрытие «размягченное»

• Повышенная температура электролита.
• Пониженный ток.

Отслоение хромировки

• Нестабильность питающего напряжения.
• Плохое обезжиривание.
• Во время слишком длительной обработки электролит остыл.

Если кому-то показалось, что хромирование, в общем-то, штука несложная, то придется несколько огорчить. Даже если речь идет о мелкой «вещице», то нюансов достаточно. Но особенно стоит предупредить о «подводных» камнях тех, кто думает поставить в домашних условиях это дело «на поток».

Что нужно учесть

Если захочется произвести хромировку бампера, дисков колес, то балкона явно не хватит. Понадобится отдельное, просторное помещение.

Подготовительные мероприятия

Во-первых , чтобы качественно отполировать металл, нужно иметь определенные навыки.

Во-вторых , многие ли могут похвастать знанием химии, в частности, специфики процесса электролиза? Кто сможет правильно подобрать долевое соотношение всех ингредиентов? А ведь точность – залог качества.

В-третьих , где взять необходимые материалы? Кислоту еще купить можно, а как быть с ангидридом? Это вещество продается только юрлицам, а зайти купить его «просто так», как «зеленку» или батон хлеба – не получится. Следовательно, придется искать по знакомым. Хорошо, если такие найдутся. Кстати, и H₂SO₄ должна быть ЧИСТОЙ, а не той, что продается для АКБ.

В-четвертых , сможет ли «самодеятельный» мастер выдержать необходимый «токовый» режим во время приготовления раствора?

Если хотя бы один из пунктов подготовки не будет выполнен с надлежащей точностью, все остальное – «мартышкин» труд.

Оборудование

• В первую очередь – источник питания. Нетрудно подсчитать, что на емкость в 3 л понадобится ток 18 А. А сколько нужно будет для обработки, к примеру, колесного диска? Не менее 30. Ясно, что «зарядник» для АКБ не подходит – с ним получится хромировать только мелкие «детальки».
• Емкость. Вряд ли на 3, даже 5 л будет достаточно. Причем их понадобится несколько.

Технология

Главная трудность при хромировании – непостоянство концентрации всех ингредиентов. Как осуществлять контроль? Здесь нужна профессиональная подготовка.

И это еще не все проблемы, с которыми придется столкнуться. Например, утилизация больших объемов «отработки», правильный подбор электродов (форма, размеры) и ряд других.

Уважаемые Читатели! Информация более чем исчерпывающая. А заняться или нет самостоятельной хромировкой, решайте сами.

Читают сейчас:

Кованые изделия из профильной трубы своими руками: обзор оборудования и характеристик

Основные виды термической обработки стали: отжиг, закалка, отпуск и нормализация

Металлизация отверстий печатных плат в домашних условиях — пошаговая инструкция

2 комментария

Один раз попробовал захромировать комплектующие моего мотоцикла. Всё, казалось бы, хорошо зачистил, отполировал пастой ГОИ. Старался до мелочей следовать инструкции. Однако изделия получились с коричневыми пятнами. То ли я много хромового ангидрида положил, то ли серной кислоты недолил — не знаю. Но больше ничего хромировать сам не собираюсь — хромирование изделий характерно очень сложным технологическим процессом.

Юрий Мартыненко on 29.03.2015 05:39 Всё хорошо зачистил, отполировал пастой ГОИ.

Старался до мелочей следовать инструкции.

Однако изделия получились с коричневыми пятнами.

То ли я много хромового ангидрида положил, то ли серной кислоты недолил — не знаю. Но больше ничего хромировать сам не собираюсь — хромирование изделий характерно очень сложным технологическим процессом.

Ну блин какой бред сивой кобылы!

Всё исполнил идеально, но то ли не доложил, то ли переложил, короче — обосрался идеально.