Как происходит хромирование деталей

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.

Кроме того, в связи с постоянным убыванием хрома электролит необходимо периодически регенерировать, добавляя в него хромовый ангидрид и расходуемые в процессе хромирования реагенты.

Вид поверхности и механические свойства хромового покрытия напрямую зависят от компонентов электролитического раствора, степени его нагрева и плотности тока.

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

Поэтому ни о какой гальванике в домашних условиях не может быть и речи. Для хромирования необходимо подобрать нежилое помещение и по возможности оборудовать его хотя бы какой-нибудь вентиляцией. Также стоит заранее позаботиться об утилизации отработанного раствора и промывочной воды.

Все работы следует выполнять в спецодежде и с применением средств индивидуальной защиты, используемых на химпроизводствах.

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

Подготовка металла к хромированию ничем не отличается от приготовлений к любому другому гальваническому процессу. В первую очередь необходимо убрать остатки покрытий и ржавчину с хромированной поверхности.

Первое выполняется с помощью металлических щеток и наждачной бумаги или же (если есть такая возможность) абразивоструйной обработкой. Для удаления ржавчины с металла можно также использовать механические методы, но лучше воспользоваться ортофосфорной кислотой.

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

При приготовлении электролита сначала в воде разводится серная кислота из расчета 1.5–2.5 г/л, а затем добавляется хромовый ангидрид в количестве 150–250 г/л. Точную пропорцию можно подобрать только экспериментально, оценивая результат хромирования поверхности металла (см. также ниже о возможных дефектах).

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.

Как хромировать детали в домашних условиях?

В современном мире практически всё можно изготовить своими руками. В магазинах продаются специальные материалы, оборудование, а главное, легко можно найти информацию, помогающую освоить новые навыки. Ежегодно автолюбители тратят огромные денежные средства на обслуживание своей машины и уход за ней. Чтобы исключить некоторые финансовые затраты, водитель может самостоятельно осуществить хромирование в домашних условиях. Это позволит минимизировать посещение автосервиса, да и сама процедура довольно интересная. Хромированию подлежат металлические и пластиковые материалы и детали. Благодаря этой процедуре, авто будет выглядеть привлекательнее.

Хромирование в домашних условиях

Коротко о хромировании

Под хромированием понимают процесс нанесения на поверхности, сделанные из металла и пластика, хрома с целью декорирования или для предотвращения возникновения коррозии. Процедура позволяет также увеличить твердость поверхности. Нельзя не отметить, что реагенты, которые используются при хромировании, токсичны так же, как и отходы процесса, поэтому работать необходимо очень аккуратно и в специальной одежде, применяя средства защиты.

Методы хромирования деталей

В наше время существует много разновидностей хромирования. Выделяют три основных вида процесса:

• Гальванический.
• Химический.
• Хромирование золочением – суть метода заключается в нанесении на поверхность тончайшего слоя золотого металла, который предотвращает появление коррозии и придает великолепный вид деталям. После обработки материал становится плотным и износостойким.

Чтобы осуществить хромирование деталей в домашних условиях, как правило, используют химический метод. Очень важно помнить о необходимости соблюдения техники безопасности.

Гальванический метод хромирования

Гальванический способ

Суть этого метода заключается в необычном нанесении хрома – с помощью электрического тока. Вследствие такого воздействия, материал приобретает совершенно уникальные свойства: поверхность утолщается, повышается устойчивость к ржавчине, внешний вид становится более привлекательным. Во время работы металлическое вещество наносится в три слоя.

Химический способ

Метод заключается в химической реакции, происходящей между реагентами. Рекомендуется перед обработкой хромом нанести тончайший слой меди. Для покрытия поверхности хромом обязательно использование фтористого хрома, гипофосфата натрия, лимоннокислого натрия, охлажденной уксусной кислоты, раствора едкого натрия и дистиллированной воды.

Технологии хромирования

Для того чтобы изделие получилось износостойким, привлекательным и максимально устойчивым к внешним факторам, необходимо следовать технологии хромирования. Человек, ни разу в жизни не производивший такую процедуру, задается вопросом: «как хромировать детали?».

Химический способ хромирования

Начинается процесс с подготовки деревянного короба: его обивают стеклотканью и делают термос, утепляя минеральной ватой (можно песком). Ёмкость из стекла помещается в пластиковый таз. Далее, необходимо присоединить «крокодилы» к минусу (они выступают в качестве катода), а затем закрепить анод. Для равномерного нанесения покрытия устанавливается закрепитель детали.

Хромирование своими руками в домашних условиях осуществляется через сутки после приготовления смеси. Температура должна быть в пределах 50 градусов. После завершения работы детали необходимо очистить с помощью воды и просушить.

Подготовка рабочего места

Хромирование своими руками в домашних условиях требует серьезной подготовки рабочего места. Как отмечалось выше, эта процедура токсична и наличие хорошей вентиляции обязательно. Кроме того, рабочее место должно обеспечивать безопасность человека.

Перед началом работы необходимо подготовить поверхность, все требуемые инструменты и материалы, а также надеть спецодежду. Наличие плотного фартука, резиновых перчаток, защитных очков и респиратора обязательно.

Хромирование своими руками в домашних условиях

Оборудование

Начиная работу, мастер должен иметь под рукой все необходимые материалы и оборудование. К ним относятся:

• стеклянные ёмкости;
• теплоизоляционные изделия;
• стеклоткань;
• пластиковое ведро или таз;
• деревянный короб;
• «крокодилы»;
• ТЭН;
• закрепитель для деталей;
• аноды: стержневой и пластинчатый.

Закончив с подготовительным этапом, мастер может начинать приготовление смеси – электролита.

Домашняя гальваническая установка

Источник питания

В качестве источника питания при хромировании деталей выступает реостат, который отлично регулирует выходное напряжение.

Состав и методика подготовки электролита

Для приготовления электролита понадобится хромовый ангидрид в количестве 250 г, серная кислота – 2,5 г. Очищенная вода, подогретая до 60 градусов, заливается в ёмкость (понадобится 1 литр) с добавлением химической смеси. Далее, необходимо хорошо перемешать средство до полного растворения, добавив в него кислоту. Полученный электролит должен стать бордового цвета. Для этого его «гоняют» в течение четырех часов током силой 6,5 А. Смесь настаивается в прохладном месте около 24 часов.

Подготовка поверхности

Перед началом обработки поверхность каждой детали необходимо подготовить. Для этого нужно выполнить следующие операции:

• с поверхности детали удаляются пыль, грязь и ржавчина;
• область воздействия тщательно вымывается и высушивается;
• поверхность обезжиривается с помощью бензина.

Проигнорировав одно из вышеперечисленных действий, мастер рискует получить плохой результат. Нанесение будет некачественным, а поверхность непривлекательной.

Подготовка поверхности элемента кузова к хромированию

Хромирование

С чего начать, и как хромировать детали в домашних условиях? После подготовки рабочего места и поверхности, а также смеси для процесса – электролита, можно приступать к операции. Этапы процесса хромирования приведены ниже:

• Электролит нагревается до температуры 50–60 градусов.
• Деталь размещается так, чтобы ни одна сторона не соприкасалась с краями ёмкости.
• Затем происходит подача напряжения.
• После окончания работы деталь вымывается и тщательно высушивается.

Все работы обязательно проводятся в спецодежде.

Способ хромирования пластика дома

Алгоритм хромирования довольно прост и идентичен как для металлической, так и для пластиковой поверхности. Деталь аккуратно помещается в электролит заданной температуры, а затем подается напряжение.

Способ хромирования пластика дома

Возможные дефекты и их причины

При неправильной подготовке изделия, а также несоблюдении технологии возможны дефекты поверхности хромированной детали. К причинам, влияющим на результат покрытия, следует отнести:

• Не соблюден температурный режим.
• Раствор подготовлен неверно, концентрация веществ не соответствует нормам.
• Подача тока осуществлена с нарушением параметров.
• Подготовка рабочей поверхности выполнена некачественно.
• В растворе выявлены примеси и другие частицы.

В результате влияния одной из причин, хромированная поверхность может иметь шероховатости, темные пятна, пузыри и трещины, отслаиваться, обладать слабым блеском, шелушиться и иметь совершенно нетоварный вид. Поэтому очень важно правильно подготовить поверхность и соблюдать технологию.

Нюансы технологии

Для качественного покрытия поверхности хромом лучше всего перед началом процесса обработать деталь кислотными средствами или другой грунтовкой. Такая операция обеспечит качественное нанесение и длительный срок эксплуатации.

Очень важно обезжирить поверхность перед началом работы. Для этого можно воспользоваться растворителем и антисиликоном. С помощью наждачной бумаги рекомендуется удалить глянец. Следующим этапом должно быть нанесение грунта. После его высыхания поверхность готова к покрытию.

Заключение

Покрыть металлическую и пластиковую поверхность хромом с легкостью можно в домашних условиях. Алгоритм прост и доступен для каждого человека. Главное – соблюдать правила нанесения, пропорции элементов, из которых готовится электролит, не пренебрегать техникой безопасности и периодически ухаживать за хромированным изделием. В случае ошибки, качество покрытия может значительно снизиться, но не стоит расстраиваться – процедуру можно провести повторно.

Хромирование своими руками в домашних условиях

Если Вы хотите придать изделию благородный блеск, без хромирования здесь не обойтись. Покрытые слоем хрома, изделия смотрятся очень эффектно, и кроме того, защищены от различных воздействий и повреждений. Выполнение подобных работ в специальных сервисах – удовольствие не из дешевых, поэтому многие выбирают хромирование своими руками в домашних условиях. При соблюдении определенных правил и технологий этот процесс будет простым и не очень сложным. Главное, самому придерживаться мер безопасности и следовать нашим рекомендациям.

Хромирование изделий: особенности процедуры

Хромирование является физическим и химическим процессом, при выполнении которого обрабатываемая поверхность покрывается слоем такого элемента, как металлический хром.

Хромировать можно не только изделия из пластика, но и металлические предметы, особенно распространено хромирование дисков и хромирование отражателей фар.

Этот метод используется не только в декоративных целях. Гальваника значительно повышает свойства материала, улучшает его эксплуатационные характеристики:

• Защищает металл от коррозийных процессов и окисления,
• Делает изделие более прочным и долговечным.

Что касается хрома, то он не поддается агрессивному воздействию внешней среды, при соприкосновении с водой и на воздухе не теряет своего блеска и цвета.

Хромирование в домашних условиях может быть гальваническим и каталитическим, также возможно самостоятельно провести никелирование дисковых элементов и пластиковых изделий.

В последнее время, большую популярность приобрело декоративное хромирование, к примеру, корпуса часов, предметов интерьера, сувениров.

Важно! Напыление хрома наносится не на все материалы. Он может держаться на медных, никелевых и латунных изделиях. Поэтому, чтобы нанести финишный слой, необходимо сделать специальную подложку, для которого используют гальванический способ.

Подготовка к процессу хромирования

Если Вы решили осуществить химическое хромирование самостоятельно, следует знать, что нужно для этого процесса.

Прежде всего, необходимо:

1. Выбрать помещение, в котором будут проводиться работы по хромированию. Дело в том, что при этой процедуре в воздух выделяется множество вредных испарения, которые при большой концентрации и плохом проветривании могут повредить дыхательные пути. Кроме того, они могут оседать на мебели и других изделиях и разрушать их. Поэтому, для этих целей следует выбрать гаражное, сарайное помещение или мастерскую с хорошей принудительной вентиляцией.
2. Для хромирования в домашних условиях нужно предусмотреть наличие защитных средств – респиратора, специальных очков, прорезиненных перчаток, фартука.
3. Позаботиться о том, куда деть отходы хромирования, поскольку из-за наличия в них кислот и химических соединений смывать в канализацию или выливать в водосточную трубу их нельзя.
4. Подготовить все необходимое оборудование для хромирования в домашних условиях.

Так называемая гальваническая ванна состоит из:

1. Емкости, которая устойчива к воздействию кислот. Она может быть выполнена из стекла, пластика, пропилена, полиэтилена. Размер зависит от величины изделия. К примеру, для хромирования часов в домашних условиях подойдет небольшая мисочка, а для дисков понадобится емкость побольше.
2. Источника питания с общей мощностью не более одного киловатта. Для мелких деталей, к примеру, для хромирования фар в домашних условиях, можно пользоваться стабилизатором постоянного тока.
3. Нагревательного устройства для электролита. К примеру, ТЭН, имеющий защиту от воздействия кислот (керамический).
4. Обычного термометра с диапазоном сто градусов по Цельсию.

Хромирование деталей в домашних условиях происходит со специальным электролитом, набор компонентов для которого нужно приобрести – дистиллированную воду, ангидрид хрома, концентрированную серную кислоту.

Хромирование деталей: поэтапная инструкция

Технология хромирования не отличается особой сложностью.

Для того чтобы приготовить электролит для небольшого изделия, нужно взять обычную стеклянную банку необходимых размеров или пластмассовое ведро и поставить его в специальный резервуар. Для этих целей можно воспользоваться бидоном. Чтобы электролиз был качественным, его, бидон, нужно теплоизолировать. А именно, взять ящик из дерева или коробку, утеплить его стеклотканью или пенопластом, а также дополнительно минеральной или стекловатой, песком и поставить резервуар туда.

Внутрь резервуара поместить элемент для подогрева и термометр. Сверху накрыть листом влагостойкой фанеры, которая выступит в роли герметизирующей крышки, и присоединить электроды. К изделию присоединить катод, анод (стержневой или пластинчатый) погрузить в емкость с образцом.

Деталь в банке должна удерживаться с помощью кронштейна, чтобы обеспечить хромирование со всех сторон.

Приготовление электролитного раствора

Чтобы осуществить хромирование деталей в домашних условиях, необходимо приготовить специальный раствор, состоящий из ангидрида хрома (250 г на литр дистиллированной воды) и серной кислоты (2,5 г на литр воды).

Для начала нужно налить до половины емкости нагретую воду (около шестидесяти градусов по Цельсию). Добавить необходимое количество (из расчета на общий литраж) ангидрида хрома, размешать, чтобы полностью растворился, и долить воду для получения нужного объема. Потом засыпать серную кислоту, перемешивая жидкость.

Полученный раствор необходимо проработать в течение трех с половиной часов, пропуская через него энергию тока (на 1 литр около 6 А). Когда электролит станет темно-коричневого цвета, его нужно будет отстоять не меньше суток.

Процедура подготовки образца

Прежде, чем подготовить деталь, нужно прогреть электролитный раствор до шестидесяти градусов по Цельсию и дать постоять ему три часа.

За это время необходимо:

1. Очистить деталь от грязи, ржавчины, краски.
2. Провести обезжиривание с помощью специального раствора, рецептов которого существует несколько. Например, он может состоять из 150 г едкого натра, 5 г силикатного клея, 50 г кальцинированной соды. Все брать на литр воды. Ингредиенты смешать, нагреть до девяноста градусов по Цельсию, опустить изделие и держать не меньше двадцати минут, а иногда и дольше, в зависимости от величины и степени очищения.

Непосредственное хромирование

Во время процедуры хромирования необходимо сохранять температурный режим электролитного раствора в среднем 53 С° (плюс-минус два градуса). Изделие поместить в электролит и через минуту, для выравнивания температур образца и раствора, подать напряжение. Вынуть деталь и просушить не меньше двух с половиной часов

Возникновение дефектов

При хромировании в домашних условиях могут возникнуть такие дефекты как:

1. Поверхность блестит неравномерно. Происходит из-за большого тока или низкой температуры электролитного раствора.
2. Отсутствие блеска – из-за неправильного количества ангидрида хрома, завышения тока, недостатка серной кислоты.
3. Наличие коричневых пятен – переизбыток ангидрида хромового, мало кислоты.
4. Слой неравномерный. Избыточность тока.
5. Размягченность покрытия – высокая температура раствора, низкий ток.
6. Хромировка отваливается – нестабильное напряжение, плохо проведенное обезвоживание, низкая температура раствора.

Хромирование в домашних условиях – это процесс, который требует определенной сноровки и четкого следования правилам и инструкциям. Любое нарушение может привести к некачественной хромировке. Поэтому стоит детально изучить технологию данного процесса и только тогда приступать к его осуществлению.

Химическое хромирование