Как происходит хромирование деталей

Хромирование

Хромирование применяется для защиты металлов от коррозии и для декоративной отделки поверхности изделий. Химически стойкие хромовые покрытия обладают значительной пористостью и без подслоя не обеспечивают надежной зашиты железа от коррозии, так как в гальванопаре железо — хром железо является анодом. Поэтому обычно хромовые покрытия осаждают на предварительно нанесенные слои меди толщиной 20-40 мкм и никеля 10-15 мкм.

Осажденный на поверхность блестящих медных и никелевых покрытий хром, несмотря на малую толщину слоя, значительно повышает их коррозионную стойкость и придает поверхности изделий красивый внешний вид.

Высокая твердость, низкий коэффициент трения, жаростойкость и хорошая химическая устойчивость обеспечивают деталям, покрытым хромом, высокую износостойкость в особо тяжелых условиях эксплуатации. Хромирование широко применяют для повышения твердости и износостойкости различного мерительного и режущего инструмента, трущихся деталей приборов и машин. Большой эффект дает хромирование пресс-форм при изготовлении изделий из пластмасс. Хромирование применяется также в производстве отражателей; хотя коэффициент отражения света у хрома несколько ниже, чем у серебра, он сохраняет блеск в течение длительного времени. В зависимости от назначения изделий толщина хромового покрытия колеблется от 5 мкм до нескольких сотен.

Будьте внимательны! Компания «ЛВ-Инжиниринг» не предоставляет услуги по нанесению гальванических покрытий! Наша организация осуществляет проектирование гальванических производств, изготовление гальванических ванн и линий из полипропилена, монтаж и пусконаладочные работы по данному направлению.

При проектировании гальванической линии хромирования очень важно правильно пдобрать современные очистные сооружения, так технология очистки сточных вод от хрома впоследствии входит в стоимость готовых изделий.

В зависимости от режима электроосаждения могут быть получены хромовые покрытия с различными свойствами:

при температуре 65-80°С и сравнительно невысоких плотностях тока (15-25 А/дм 2 ) осаждается эластичное и беспористое покрытие, так называемый «молочный хром», отличающееся невысокой твердостью;

при температуре 45-60°С и средних значениях плотностей тока (30-100 А/дм 2 ) хромовое покрытие обладает зеркальным блеском и имеет наивысшую твердость и износостойкость;

при низких температурах (до 40°С) и высокой плотности тока происходит осаждение хромовых покрытий серого цвета, характеризующихся высокой твердостью и хрупкостью.

Для получения твердых блестящих покрытий применяют следующий состав электролита (г/л) и режим хромирования:

Хромовый ангидрид — 150-250 г/л
Кислота серная — 1,5-2,5 г/л
Выход по току = 12-13
Температура = 45-60°С
Плотность тока = 15-50 А/дм 2

Качество получаемых хромовых покрытий зависит от соотношения количества хромового ангидрида и серной кислоты. Величина его должна быть 100:1. Уменьшение отношения (50:1) приводит к ухудшению рассеивающей и кроющей способности. Для обеспечения хорошей прочности сцепления следует выдержать детали в ванне без тока для того, чтобы они приняли температуру электролита и в начальный момент хромирования дать так называемый «толчок тока» на 0,5-I мин, повысив плотность тока в 2-3 раза по сравнению с рабочей, а затем плавно снизить ее до нормального значения.

Увеличение трехвалентного хрома в электролите приводит к ухудшению качества покрытия, которые становятся темными и хрупкими. Примеси железа влияют примерно так же, как и трехвалентный хром. Очень вредной примесью является азотная кислота. При содержании ее в количестве 1 г/л необходимо значительно повышать плотность тока, а при увеличении — нормальное проведение процесса хромирования уже невозможно.

При хромировании применяют аноды из чистого свинца или сплава свинца с 4-6% сурьмы марки. Аноды изготовляют из стержней диаметром 10-15 мм или листов. Растворимые аноды применять нецелесообразно, так как хром растворяется преимущественно в виде трехвалентных ионов. Отношение между поверхностью анодов и катодов должно находиться в пределах от 1:2 до 2:3. Свинцовые аноды в процессе работы покрываются слоем хромовокислого свинца, затрудняющего работу. Поэтому ежедневно рекомендуется очищать их стальными щетками. В перерывах между работой аноды вынимают из ванны и погружают в воду

Дефекты при эксплуатации электролита хромирования и способы их устранения

Дефект	Причина дефекта	Способ устранения
На деталях имеются не хромированные участки	Низкая плотность тока	Дать толчок тока в начале процесса
	Взаимное экранирование деталей	Изменить положение деталей в ванне
Коричневые пятна на покрытии	Примеси железа	Заменить часть электролита новым
	Недостаток серной кислоты	Добавить серную кислоту
	Избыток трехвалентного хрома	Проработать электролит под током при большой поверхности анодов
Дендриты хрома на углах и острых краях	Высокая плотность тока на острых краях	Закруглить края, установить специальные экраны
Отслаивание покрытия	Плохая подготовка поверхности деталей	Улучшить подготовку
	Перерыв тока в процессе хромирования	Предотвратить перерывы тока
	Недостаточный прогрев деталей перед хромированием	Прогреть детали
Матовые осадки хрома, трудности при полировке деталей	Низкая температура электролита	Повысить температуру электролита
	Высокая плотность тока	Снизить плотность тока
	Недостаток хромового ангидрида	Добавить хромовый ангидрид
	Примеси железа	Проработать электролит
Темные осадки, растворение свинцовой обкладки ванны	Наличие азотной кислоты в электролите	Заменить электролит

Для приготовления стандартного электролита хромирования раздробленные куски хромового ангидрида загружают в ванну с водой, подогретой до 60-80°С. Растворение хромового ангидрида ведут при тщательном перемешивании. Так как технический хромовый ангидрид всегда содержит некоторое количество серной кислоты, то перед введением в ванну серной кислоты необходимо произвести анализ на ее содержание. После проведения анализа добавляют недостающее количество серной кислоты и прорабатывают электролит под током.

Процесс хромирования протекает с сильным газовыделением при котором через бортовые отсосы улетучиваются мельчайшие капли электролита в виде тумана. В качестве мер по борьбе с испарением электролита применяют поплавки из полиэтилена, полихлорвинила или другого химически стойкого вещества. Слой поплавков снижает потери электролита, так как пузырьки газа задерживаются и лопаются на поверхности поплавков. При этом слой поплавков уменьшает также расход энергии на подогрев электролита, предохраняя зеркало электролита от остывания. В последнее время для этой же цели применяют специальную добавку «хромин», которая создаст тонкий слой пены на поверхности электролита, препятствуя его испарению.

Саморегулирующийся электролит хромирования

Стандартный электролит хромирования имеет некоторые недостатки. Он очень чувствителен к колебанию температуры, допуская незначительное отклонение (± 2°С) от рабочего режима процесса. Необходимо также поддерживать постоянную плотность тока и следить за соотношением между концентрациями хромового ангидрида и серной кислоты, что связано с частой корректировкой электролита.

Эти недостатки устраняют в саморегулирующемся электролите с автоматически регулируемой концентрацией сульфат ионов. Сульфат ионы вводят в электролит в виде труднорастворимого сульфата стронция, взятого в избытке, с тем, чтобы часть его находилась в виде осадка на дне ванны. По мере уменьшения концентрации ионов SO₄ 2- в растворе осадок растворяется, пополняя убыль этих ионов. Концентрация сульфат ионов является постоянной и составляет 2,5 г/л. Состав электролита (г/л) и режим хромирования:

Хромовый ангидрид — 260-300 г/л
Стронций сернокислый — 5,5-6,5 г/л
Калий кремнефтористоводородный — 18-20 г/л
Выход по току = 17-19
Температура = 55-65°С
Плотность тока = 40-80 А/дм 2

Электролит мало чувствителен к колебанию температуры и плотности тока и позволяет получать хромовые покрытия е производительностью и 1,5 раза выше, чем в стандартном. Введение в электролит кремнефторида калия способствует стабильности электролита, однако наличие ионов фтора приводит к быстрому разрушению свинцовой футеровки хромовых ванн. Поэтому взамен свинца ванны футеруют керамикой, фторопластом н другими стойкими материалами толщиной 2-3 мм. Из-за разрушающего действия саморегулирующегося электролита аноды изготовляют не из чистого свинца, а из свинцово-оловянного сплава с содержанием олова до 10%. Так как этот электролит оказывает растравливающее действие на поверхность стальных деталей, особенно па внутренние полости и отверстия, то сложнопрофилированные детали не рекомендуется покрывать в саморегулирующихся электролитах.

Разработан саморегулирующийся электролит с добавкой препарата ДХТИ-10, который значительно повышает кроющую и рассеивающую способности электролита.

Из электролитов, не требующих нагревания, применяют тетрахроматный электролит хромирования. Этот электролит имеет повышенную рассеивающую н кроющую способности и обладает высоким выходом по току. В нем можно покрывать сложнопрофилированные детали без вспомогательных анодов. Состав электролита (г/л) и режим хромирования:

Хромовый ангидрид — 350-400 г/л
Кислота серная — 1,5-3,0 г/л
Едкий натр — 40-60 г/л
Выход по току = 25-30
Температура = 15-25°С
Плотность тока = 40-80 А/дм 2

За счет связывания большей части хромовой кислоты едким натром агрессивность электролита резко снижается, и в нем можно непосредственно хромировать детали из стали, латуни, цинковых сплавов и др. Поскольку плотность тока в тетрахроматных электролитах высокая, необходимо интенсивное охлаждение его, с тем, чтобы температура электролита не превышала 25°С.

Покрытие, полученное из тетрахроматного электролита, имеет низкие внутренние напряжения н пониженную пористость, вследствие чего они могут применяться для защиты основного металла без подслоя меди н никеля.

Недостатком тетрахроматного электролита является низкая твердость покрытия (3500-4000 МПа), что не позволяет использовать их для защиты трущихся деталей от механического износа. Кроме того, тетрахроматные электролиты нецелесообразно использовать для декоративной отделки, так как осадки хрома получаются серыми, матовыми и доведение их до высокого блеска с помощью полирования связано с большой трудоемкостью.

Для приготовления тетрахроматного электролита растворяют необходимое количество хромового ангидрида в воде и определяют содержание сульфатов в растворе. В отдельной емкости растворяют едкий натр и осторожно приливают его к раствору хромового ангидрида. После охлаждения раствора в него вводят недостающее количество серной кислоты. Электролит требует проработки под током.

Интенсификация процесса хромирования

Для повышения скорости процесса применяют хромирование в проточном электролите и в ультразвуковом поле. Эти методы позволяют значительно увеличить рабочие плотности тока и получить осадки хорошего качества с более высоким выходом по току.

Хромирование в проточном электролите. Допустимый предел плотности тока при хромировании в проточном электролите зависит от скорости протекания электролита и расстояния между анодом и катодом. Чем больше скорость протекания электролита и расстояние между электродами, тем выше предел плотности тока. Состав электролита (г/л) и режим хромирования:

Хромовый ангидрид — 150 г/л
Кислота серная — 1,5 г/л
Расстояние между электродами = 2,5 мм
Скорость протекания электролита = 10-100 см/с
Плотность тока = 60-160 А/дм 2

Хромирование в ультразвуковом поле. Наложение ультразвукового поля в процессе хромирования повышает плотность тока до 200 А/дм 2 , улучшает кроющую способность электролита. При хромировании в стандартном электролите при плотности тока 100-200 А/дм 2 и температуре 50-60С с наложением ультразвукового поля интенсивностью 2-3 Вт/см 2 получают осадки повышенной твердости и высоким выходом по току. При хромировании и тетрахроматном электролите с добавками солей кальция при плотности тока до 200 А/дм 2 и интенсивности ультразвукового поля 1,0-1,5 Вт/см 2 получаются осадки с микротвердостью 6000-11000 МПа; выход по току при этом составляет 40%, Применение ультразвука рекомендуется также при непосредственном хромировании алюминиевых сплавов без промежуточного подслоя.

Снятие дефектных хромовых покрытий

Удаление дефектных хромовых покрытий с поверхности детали осуществляют несколькими способами: химическим растворением хромового покрытия, нанесенного на детали из стали, меди, латуни, никеля в 10-20% растворе соляной кислоты, но при этом подтравливается сталь; электрохимическим растворением хромового покрытия с деталей из стали, латуни и меди в 10-15% растворе едкого натра при анодной плотности тока 10-20 А/дм 2 и температуре 25-З0°С. В качестве катода применяют сталь. Электролит не действует на сталь. Для снятия хромового покрытия с алюминия и цинковых сплавов вместе с подслоем никеля рекомендуется анодное растворение в 60% растворе серной кислоты с добавкой глицерина при плотности тока 5-10 А/дм 2 .

Хромирование деталей авто. Технологический процесс работ + видео инструкция.

Вы наверняка замечали блестящие серебристые детали на многих тюнингованных да и не только автомобилях. За счет таких акцентов автолюбители хотят выделить свое авто среди остальных и обеспечить хорошее защитное покрытие как для металлических так и для пластиковых деталей. Достигают такого эффекта с помощью хромирования деталей автомобиля. Очень часто хромом обрабатывают дефлекторы, боковые зеркала, молдинги, радиаторную решетку и прочие элементы кузовной конструкции машины.

При длительной эксплуатации такие покрытия теряют былой вид, и приходит необходимость их реставрации. У владельца авто в таком случае есть два выхода. Первый — это обратится в автомастерскую, и заказать услугу у специалистов, как впрочем, многие и делают. Второе – это самостоятельный ремонт покрытия, который выбирают автолюбители толи с экономических причин, толи у них есть желание, самостоятельно выполнят хромирование деталей авто своими руками в домашних условиях. Чтобы в будущем можно было за минимальные средства выполнять тюнинг своих автомобилей.

По своей сути хромирование – это процесс насыщения хромом методом диффузии или же его осаждение на детали в электролите под действием электрического тока.

Такое покрытие позволяет защитить металлические поверхности от коррозии и придает им после полировки красивый блестящий вид.

Чтобы выполнить всю технологию на дому, вам нужно понимать, что это сложный и скрупулезный процесс, который требует хорошей подготовки поверхности детали и четкого соблюдения всей инструкции.

Что нужно из оборудования и расходных материалов?

Для нанесения хрома на металлические поверхности деталей автомобиля вам потребуется определенный список оборудования и материалов для проведения работ.

Чтобы собрать аппарат для нанесения хрома, вам потребуются:

• пластмассовая или пропиленовая ванна. Можно использовать пластиковые ведра или же стеклянные емкости (например, банки).
• кислостойкий калорифер, для нагревания электролита до нужных температур.
• термометр, со шкалой измерения от 1 до 100 градусов Цельсия.
• выпрямитель, который может выдавать напряжение 12V и силу тока до 50 ампер. В этих целях можно использовать устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, оно вполне подойдет для обработки небольших деталей.
• фиксатор, для того, чтобы подвесить деталь. Это обеспечит равномерную обработку всех поверхностей, поскольку она не будет торкаться к стенкам емкости, в которую погружается.
• катода в виде зажима и анода в форме стержня или пластины.

Это основной комплект для сборки установки под эту работу. Следует помнить, что процесс хромирование деталей машин является вредным, поэтому рабочая зона должна хорошо проветриваться. Также если вы решили работать в гараже, обязательно позаботьтесь о средствах личной защиты: респиратор, перчатки, защитные очки и одежда.

Размеры емкостей для электролита будут зависеть от объема деталей, которые вы собираетесь обрабатывать. По возможности, в целях экономии, старайтесь выбирать наиболее оптимальный размер, чтобы не расходовать лишний материал.

Также, для хранения раствора, и избегания его испарения, желательно придумать плотно закрывающуюся крышку, или же отдельную герметичную емкость для хранения материала.

Из чего состоит электролит?

Электролит готовят из следующих компонентов:

• дистиллированная вода (с небольшим содержанием соли).
• хромового ангидрида концентрацией 220-250 г/л.
• серной кислоты концентрацией 2,2-2,5 г/л.

Дополнительно вам будут нужны: соляная кислота, растворитель по типу 646, чистый листовой свинец.

Процесс приготовления электролита следующий:

1. Наполняем емкость нагретой водой до 45 — 60 градусов Цельсия, или же нагреваем ее в емкости.
2. Засыпаем и постепенно размешиваем хромовый ангидрид из расчёта 250 г на 1 л воды.
3. Наливаем и размешиваем серную кислоту из расчёта 2,5 г на 1 л воды.
4. Прогоняем полученный раствор через электролитическое поле на интервале времени около 3-х часов. Силу тока при этом выставляют на значение около 6,5 ампер на 1 литр раствора. Когда раствор будет готовый он сменит цвет на бордовый.
5. Дать электролиту постоять около суток.

Технологический процесс гальванического хромирования деталей

Нужно понимать, что нанести хром на металлическую деталь можно, только если она состоит из меди, латуни или никеля. Чтобы обработать стальную поверхность, нужно предварительно нанести на нее подложку из меди латуни или никеля.

Технология хромирования деталей следующая:

1. Сначала нужно подготовить деталь. Для этого она зачищается и обезжиривается с помощью растворителя, например 646.
2. Нагреть электролит до температуры 45 – 60 градусов Цельсия.
3. Далее деталь для активации поверхности помещают в раствор соляной кислоты на период 15 – 20 минут в зависимости от состояния поверхности. Соляную кислоту разбавляют с водой в пропорции 100 грамм/литр.
4. После этого промываем детали в воде и погружаются с помощью фиксатора в ванну с электролитом. Обычно подвес выполняют из медной проволоки, на которую и вешают деталь. К этой проволоке присоединяется зажим минус от выпрямителя. Рядом на емкости с помощью медной проволоки крепим свинцовый анод, к которому подают плюс от питания.
5. По истечению периода в 20 – 40 минут детали извлекают из емкости и промывают в воде. После полного высыхания можно провести полировку поверхности.

Какие дефекты встречаются при хромировании?

Если покрытие получилось с дефектами, не нужно расстраиваться, нанесенный слой можно снять в растворе соляной кислоты разбавив ее с водой в пропорции 100 – 200 грамм/литр. После чего процедуру можно повторить, учтя ошибки.

Из основных дефектов можно выделить:

• сколы хромовой пленки. Обычно это следствие плохой подготовки поверхности, в частности обезжиривания, что приводит к плохой адгезии материала и поверхности.
• наплывы хрома на краях. Это показатель высокой плотности тока в этих местах. В проблемных зонах можно попробовать установить экраны.
• матовость покрытия. Тут есть три метода решения проблемы: повысить температуру электролита, немного снизить силу тока или добавить больше хромового ангидрида.

Видео пример, хромирования деталей.

Как можно восстановить хром на пластике?

Для того чтобы осуществить хромирование пластиковых деталей автомобиля, можно использовать немного другой способ нанесения металлизированного покрытия.

Технология работ в таком случае будет следующей.

1. Ставим деталь на подставку для более удобно работы, можно металлическую.
2. Если пластиковая деталь полностью зачищена от ЛКП, нужно предварительно нанести на нее связующую грунтовку. Перед нанесением грунта нужно матировать поверхность абразивом P800 – 1000 и обезжирить. Наносят обычно 2 – 3 слоя грунта. При комнатной температуре покрашенная деталь сушиться 6 – 7 часов.
3. Проводим огневую обработку загрунтованной поверхности.
4. Подготавливаем распылители с ручным накачиванием воздуха, в которые будут залиты необходимые для работы материалы. И прокачиваем воздух.
5. Промываем поверхность детали дистиллированной водой.
6. Распыляем на поверхность активатор, по типу хим. реактив Активатор СТ.2516.
7. Опять промываем поверхность дистиллированной водой.
8. Одновременно распыляем химические реактивы по типу МЕТА-ХРОМ из одной емкости и восстановители АВ.101 и АВ.202 и проводим процесс металлизации.
9. Промываем поверхность дистиллированной водой.
10. С помощью фена убираем капли и подсушиваем поверхность пластиковой детали. Далее оставляем деталь сохнуть на 1,5 – 2 часа при комнатной температуре.

На этом все, дополнительно можно провести лакирование поверхности.

Вот видео пример работ.

Стоимость работ в автомастерских

Если вы решили не выполнять работы своими руками, а обратится в мастерскую, то в таком случае нужно знать, сколько стоит хромирование деталей у специалистов. Для примера, чтобы покрыть 4 диска размером в 20 дюймов хромом, вам обойдется минимум в $500. Тут работает формула, чем больше заказ, тем дешевле работа. В некоторых компаниях работает даже правило минимального чека, который составляет от $200.

Лекция №1. Хромирование (Архив лекций по функциональным покрытиям)

Файл «Лекция №1. Хромирование» внутри архива находится в папке «Архив лекций по функциональным покрытиям». Документ из архива «Архив лекций по функциональным покрытиям», который расположен в категории «лекции и семинары». Всё это находится в предмете «функциональные покрытия» из пятого семестра, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «лекции и семинары», в предмете «функциональные покрытия» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «Лекция №1. Хромирование»

Текст из документа «Лекция №1. Хромирование»

Хромирование — химико-термическая обработка металлов , диффузионное насыщение поверхности стальных изделий хромом, либо процесс осаждения на поверхность детали слоя хрома из электролита под действием электрического тока.

Преимущества хрома хорошо известны. Этот металл имеет склонность покрываться пассивной, прозрачной плотной пленкой, увеличивающей коррозионную стойкость и предупреждающей потемнение блестящих декоративных покрытий. Сам хром не создает хорошей антикоррозионной защиты для стали, отсюда необходимо применение промежуточных слоев, таких как никель или никель — медь.

В зависимости от назначения хромовые покрытия разделяют на декоративные и функциональные. Первые наносят в виде тонких (<1 мкм) слоев на грубом промежуточном подслое, а вторые наносят прямо на стальную или другую подложку. Толщина функциональных покрытий достигает нескольких миллиметров.

Декоративное хромирование имеет огромное применение в автомобильной промышленности и многих других областях техники, где к изделиям предъявляют высокие требования как с эстетической точки зрения, так и в плане коррозионной стойкости.

Функциональное хромирование применяется для покрытия инструмента, шаблонов, форм для отливки под давлением и других деталей, подвергаемых сильному механическому износу. Широкое применение имеет функциональный хром и при восстановлении изношенных деталей машин.

Приготовление электролита

Химикаты для хромирования.

Электролиты для хромовых ванн приготовляются из двух основных компонентов – хромового ангидрида CrO3 и серной кислоты H2SO4 . По ГОСТ 2548-44 в техническом хромовом ангидриде, применяемом для приготовления электролитов, допускается содержание следующих примесей:

Серной кислоты не более 0,4%

Посторонних металлов в сумме не более 0,007%

Хлора не более 0,0006%

Нерастворимого остатка не более 0,22%

Хромового гидрида не менее 99,2%

Примесь азотной кислоты не допускается. Выпускаемый отечественною промышленностью хромовый ангидрид представляет собой плавленую кристаллическую массу темно-красного цвета. На воздухе хромовый ангидрид поглощает влагу.

Для приготовления электролита используется чистая серная кислота H2SO4, ГОСТ 4204-48.

В порядке исключения допускается применение технической кислоты. Серная кислота бесцветна.

Составление электролита.

Для приготовления электролита рассчитанное количество хромового ангидрида дробится на небольшие куски, загружается в ванну хромирования и заливается для лучшего растворения водой, подогретой до 60-80о.

При этом можно использовать водопроводную воду, не загрязненную железом, однако, в районах с жесткой водопроводной водой для этих целей необходимо пользоваться конденсатором или даже дистиллированной водой.
После растворения хромового ангидрида раствор перемешивают и определяют в нем содержание CrO3 по удельному весу.
Раствор после тщательного перемешивания подвергают анализу и, установив действительное содержание CrO3 и H2SO4, подсчитывают и дополнительно вводят недостающее количество компонентов.

Проработка электролита.

Для нормального осаждения хрома рекомендуется содержание в электролите небольшого количества Cr3+, около 2-4 г/л.

В готовом электролите производят пробное хромирование.
Замена хромового электролита производится через 1-2 года и зависит от интенсивности эксплуатации ванны и загрязнения ее примесями.
При эксплуатации ванны следует учитывать, что в процессе электролиза концентрация трехвалентного хрома в электролите изменяется в зависимости от конфигурации деталей.

Для поддержания постоянной концентрации CrO3 и H2SO4 электролит периодически корректируют путем введения в него новых порций хромового ангидрида и серной кислоты.

Ванны для хромирования.

Основной составляющей ванны для хромирования является хромовый ангидрид. Кроме того, необходим так называемый катализатор, которым в традиционных ваннах является серная кислота.

В соответствии с общим правилом содержание серной кислоты по отношению к содержанию хромового ангидрида должно быть в пределах 0,8-1,2 %. В среднем принимают 1 % и, следовательно, в ванне, содержащей хромовый ангидрид (250 г/л), должно быть серной кислоты 2,5 г/л.

Емкости для хромирования имеют очень малый катодный выход по току, в основном <20 % и низкую кроющую способность.

Ванна, содержащая хромовый ангидрид (400 г/л), имеет хорошую электропроводность и, следовательно, не требует такого высокого напряжения при хромировании, как ванны с меньшим содержанием хромового ангидрида. Она рекомендуется для декоративного хромирования изделий сложной формы. Недостатком такой (концентрированной) ванны является низкий выход по току, и, следовательно, она непригодна для функционального хромирования.

Кроме классических хромовых ванн с сульфатным катализатором разработан и ряд других, например, с катализатором, состоящим из солей двух кислот — серной и и кремнийфтористоводородной ограниченной растворимости, что полезно для оптимальной работы ванны. Применение этих ванн, называемых саморегулирующимися должно бы существенно облегчить проведение хромирования ввиду того, что отпадает необходимость аналитического исследования химического состава. Однако это не совсем так, к тому же еще выявились и такие недостатки как значительная агрессивность ванны, требующая очень тщательной изоляции стальных изделий, хромирующихся частично с учетом опасности поражения стали в не изолированных местах.

Работа с растворами хромового ангидрида сопряжена с многими трудностями, обусловленными токсичностью этого вещества и трудоемкой технологией очистки сточных вод.

Необходимость применения довольно высоких температур и тока большой плотности требует оборудования ванн для хромирования эффективной вытяжной системой. Даже ванны, не находящиеся под током, но при рабочей температуре, выделяют вредные для человеческого организма пары.

Второй проблемой являются материальные потери. Большое содержание хромового ангидрида влечет за собой значительные потери за счет уноса электролита из ванны с деталями. Ванны улавливания являются неизбежной необходимостью. Нередко применяют две промывки.

Рациональным способом снижения потерь материала является применение ванны с меньшим содержанием хромового ангидрида. Следует экспериментально установить, нельзя ли для данной продукции применять ванну с меньшим содержанием хромового ангидрида, например, 200 г/л.

Нет недостатка в разработках ванн, содержащих хромовый ангидрид (

100 г/л) и специально выбранные катализаторы. Эти ванны труднее поддерживать в рабочем состоянии и применять в ремесленных мастерских.

Универсальная ванна, пригодная для технического и декоративного хромирования, содержит: хромовый ангидрид (250 г/л) и серную кислоту (2,5 г/л). Декоративные покрытия наносят при

50°C и средней плотности тока 25 А/дм2, а функциональные покрытия — при 55-60°С и плотности тока 45-60 А/дм2.

Подготовка ванны хромирования.

Раствор электролита готовят в запасной ванне, футерованной изнутри поливинилхлоридом. В ванну вливают половину того количества деминерализованной воды, которое будет необходимо в рабочей ванне. В воду порциями добавляют хромовый ангидрид и перемешивают до полного его растворения. С этого момента возникает проблема, сколько следует добавить серной кислоты, так как введенный хромовый ангидрид уже содержит кислоту.

На хромовый ангидрид для гальванотехнических целей существует стандарт ВN-76/6068-11, в соответствии с которым в хромовом ангидриде серной кислоты должно быть не больше, чем 0,4 %. В нормали PN-70/C-84121 на хромовый ангидрид плавленный технический перечислены четыре сорта хромового ангидрида: S, I, II и III.

Содержание серной кислоты не должно превышать для сорта S — 0,1 %, для сорта I — 0,4 %, для сорта II — 0,6 % и для сорта III — 0,8 %.

На каждой упаковке должна находиться надпись с обозначением сорта хромового ангидрида. Если потребитель не знает, каким хромовым ангидридом он располагает, он должен отправить пробу приобретенного то?вара на анализ. Если это невозможно, то надо подготовить ванну из хромового ангидрида, не добавляя сразу серной кислоты, лишь только сахар (1 г/л).

После нагрева до рабочей температуры проводят пробное хромирование изделий, покрытых блестящим никелем. Если на поверхности появляются радужные налеты, то это означает, что в ванне недостаток серной кислоты. Необходимо добавить на каждые 100 л ванны 25 см3 20 %-ной серной кислоты. После тщательного переметывания ванны возобновляют пробное хромирование, а если радужные налеты остаются и дальше, то необходимо добавить в ванну новую порцию кислоты. Эти операции повторяют до тех пор, пока радужный налет перестает появляться и начнет осаждаться нормальное хромовое покрытие.

Встречаются поставки хромового ангидрида, содержащие >1 % серной кислоты. Это проявляется в виде низкой кроющей способности хромовой ванны. Химический анализ покажет истинную концентрацию серной кислоты, избыток которой необходимо уменьшить, добавив

2 г карбоната бария на каждый грамм серной кислоты. Более подробные сведения приведены при рассмотрении поддержания стабильности и регенерации хромовой ванны.

После подготовки ванны определяют ареометром ее плотность, по которой из табл. 6 определяют содержание хромового ангидрида в приготовленной ванне.

Материалом анодов для ванны хромирования служит чистый свинец или сплав, состоящий из 92-93% свинца и 8-7% сурьмы. Аноды из сплава Pb или Sb в меньшей степени покрываются нерастворимой и непроводящей пленкой хромовокислого свинца, чем аноды из чистого свинца.

Во время электролиза выделяющийся на аноде кислород, взаимодействуя со свинцом, образует на его поверхности темно-коричневого цвета непроводящую пленку перекиси свинца. Сопротивление анода в процессе электролиза увеличивается и поэтому через определенные периоды работы ванны необходимо аноды чистить. Удаление окисной пленки с анодов производится путем обработки их в соляной кислоте, разбавленной 1:1, или в 10-процентном растворе едкого натра. После этого аноды промываются водой.

По форме аноды изготавливаются в большинстве случаев плоскими и цилиндрическими. Однако в следствие плохой рассеивающей способности хромового электролита, при покрытии деталей с глубоким рельефом очертания анода должны определяться формой катода.

Влияние примесей

По мере работы хромовой ванны в электролите могут накапливаться железо, медь и некоторые другие металлы. Железо по мере накопления в электролите (главным образом вследствие анодного декапирования стальных и чугунных деталей), подобно трехвалентному хрому, суживает интервал получения блестящих осадков. Допустимое содержание железа в электролите 8-10 г/л. На практике иногда содержание железа в электролите достигает 20-250 г/л, но при этом сильно снижается выход хрома по току. Удалить из хромового электролита чрезвычайно сложно. Поэтому электролит с большим содержанием железа обычно заменяют новым. В настоящее время имеются указания на возможность осаждения железа желтой кровяной солью. Предполагается, что реакция между желтой кровяной солью и железом, находящимся в хромовом электролите в виде окисной сернокислой соли, протекает по следующему уравнению:

3K4Fe (CN)6 + 2Fe2 (SO4)3 = Fe4 [Fe (CN)6]3 + 6K2SO4

Для удаления железа желтую кровяную соль, взятую из расчета 5,6 г на 1 г железа в электролите, растворяют в малом объеме воды и при перемешивании вливают в электролит небольшими порциями.

Образующемуся осадку берлинской лазури дают отстояться, после чего электролит осторожно сливают. При этом важно избегать введения избытка желтой кровяной соли, в присутствии которого не образуется осадок берлинской лазури.
Действие, подобное железу, оказывают медь, цинк и другие металлы. Содержание меди в электролите допускается 5-7 г/л.Необходимо иметь в виду, что ванны хромирования мало чувствительны к примесям других металлов. Поэтому при неполадках в работе ванны не следует искать причину в загрязнении ее теми или иными соединениями металлов. Безусловно вредное действие на процесс хромирования оказывает азотная кислота. Даже при малых количествах HNO3 в электролите, около 0,1-0,2 г/л, осадки хрома получаются темные. Поэтому примесь азотной кислоты в электролите не допускается.

Работа хромовой ванны

Схема электролитического восстановления деталей хромированием:
1 — электрическая шина катода; 2 — наружная стенка ванны; 3 — вода для подогрева электролита в ванне; 4 — внутренняя стенка ванны; 5 — катод |деталь ( —)]; 6 — электролит; 7— электроподогреватель; 8 — анод [свинцовая пластина ( + )]; 9 — подвеска; 10 — электрическая шина анода ( + ); 11 — крышка ванны

Работа и бизнес

Украшательство изначально было заложено в человеческую натуру. Кто-то безумно любит свой автомобиль и готов поставить на него хромированные диски, а некоторые мечтают обновить бабушкин комод блестящими деталями. Хромирование разных вещей для украшения автомобилей или интерьера жилищ плотно входит в нашу жизнь. Из этого занятия при грамотном подходе может получиться неплохой бизнес

Хромирование своими руками в домашних условиях видео :

Хромировать при соблюдении некоторых нюансов и технологии можно деревянные резные аксессуары, пластиковые детали, изделия из никеля, латуни и металлических сплавов. Ещё одна положительная черта этого метода обработки – это защита, которую обеспечивает слой хрома на изделии и защищает от коррозии и разрушения.

В автомобиле хромированию для защиты от природных воздействий подвергаются диски, решётки, бампера и мелкие детали, задействованные во внутренней отделке приборной панели или интерьера. Хромировать можно ручки на дверях, фигурки на капоте или крылья авто.

Особенности процесса хромирования: что нужно знать

Многих в декоративное хромирование приводит тот факт, что в начале этого бизнеса не нужно вкладывать большие суммы денег. Достаточно небольшого капитала, чтобы собрать установку и в домашних условиях попробовать хромировать мелкие вещи. А вот, если вы освоите технологию и найдёте своих заказчиков, то есть шанс максимально быстро развернуть производство, вернуть потраченные деньги и неплохо заработать.

Необходимо понимать, что хромирование связано с химическими реактивами – хромовым ангидридом и серной кислотой. Сам процесс создания блестящего покрытия вредный и проводить его на домашней кухне не следует. В гальванических процессах используется ток, но это не должно вас пугать, потому что он будет невысокого напряжения и силы.

Что касается бизнеса, то он специфичен и рассчитан на определённый круг потребителей. Но если удаётся достигнуть масштабности производства, то рентабельность его может достигнуть 120%. Высокой конкуренции в этом бизнесе пока нет, и хромирование лучше организовать на базе автосервиса или гаражного хозяйства, расположенного подальше от жилых домов.

Технология хромирования: незатейливость в организации

Как любой технологический процесс, хромирование даже в домашних условиях состоит из нескольких стадий:

1. Подготовка изделия. Понятно, что при нанесении любого покрытия необходимо бывшую в употреблении деталь очистить от грязи и коррозии, а дефекты зашпаклевать или убрать другими методами. Поверхность должна быть ровной, чтобы хром равномерно осел на неё. Если вы собираетесь хромировать новые изделия, то их достаточно проверить на заусенцы, наросты и ненужные выступы, очистить от грязи и обезжирить.
2. Нанесение защитного слоя. Для этого на деталь наносят адгезионный лак, который заполняет поры, делает поверхность идеальной и увеличивает её связующие свойства. На ровную поверхность быстрее будут оседать ионы хрома.
3. Хромирование. Для этого нужно смешать необходимые ингредиенты, приготовить электролит, нагреть, пропустить через него ток и опустить деталь. Процесс подготовки к хромированию не требует серьёзных манипуляций, больших физических или энергетических затрат. Вся процедура может занимать несколько часов, но постоянного присутствия оператора рядом не требует.
4. Защита хромированного покрытия осуществляется за счёт нанесения специального лака, который дополнительно оградит его от царапин, сколов или трещин.

Необходимое оборудование: отчего зависит размер ванны

Для того чтобы провести хромирование вам нужно приобрести:

• Пластмассовую или полиэтиленовую ванну. Металлические ёмкости применять нельзя, можно использовать стеклянные. Размер ванны зависит от объёма хромируемых деталей. Совсем большую ёмкость брать не советуется: будет испаряться много электролита.
• Калорифер для нагревания электролита. Он должен быть стойким к воздействию кислоты.
• Выпрямитель для подачи тока. Выбирается в зависимости от сложности и размера хромируемой поверхности.
• Термометр для измерения температуры электролита. Желательно выбирать с измерениями до 100 градусов.

На ванну нужно изготовить крышку, чтобы меньше испарялось электролита, потому что процесс необходимо проводить при нагревании до 50 градусов. Для небольших деталей можно использовать зарядное устройство для аккумулятора, но большие автомобильные диски вы с его помощью хромировать не сможете.

Для приготовления электролита необходимо запастись хромовым ангидридом CrO3, дистиллированной или прокипячённой и отстоянной водой, и серной кислотой H2SO4. При покупке реактивов обязательно узнайте концентрацию кислоты и хромового ангидрида. От этого будет зависеть количество взвешенных и добавленных в воду реактивов.

Кроме этого, желательно приобрести соляную кислоту для очищения деталей и снятия неудачного покрытия, ацетон для обезжиривания и свинцовые пластины для проработки электролита, которые вы опустите предварительно в ванну с нагретым электролитом перед основным хромированием.

Для первого раза установку можно собрать своими руками. Если есть средства и заинтересовал сам процесс, тогда можете приобрести готовые системы для многослойного и профессионального хромирования.

Помещение, где вы организуете производство, должно быть оборудовано принудительной вытяжкой и находится не в зоне жилой застройки. При расширении учитывайте, что нужно оборудовать специальное отделение, где будете хранить кислоты, хромовый порошок и других реактивы.

Полезные советы по технологии

1. Электролит обязательно разогревайте до 45 градусов и прорабатывайте свинцовыми пластинками до темно-бордового цвета.
2. Детали не должны касаться стенок ванны. Подвешивайте их на медные проволоки или держатели.
3. Сила тока зависит от площади обрабатываемой поверхности. Количество ангидрида в ванной можно увеличивать на протяжении всего процесса хромирования.

Калькуляция технологического процесса

Самое важно при открытии любого бизнеса – это просчитать, сколько вы потратите на сам процесс. Хромирование может стать прибыльным при условии соблюдения технологии, тогда на получения 1 кв. м. готовой поверхности со всеми дополнительными расходами вы потратите 7,5 долларов. Это себестоимость, а за сколько вы сможете её продать – это ваша заслуга.
На покупку оборудования для хромирования автомобильных дисков потребуется 1500 долларов. Перед этим желательно полностью освоить технологию процесса. Деньги, вложенные в оборудование, сможете вернуть через 2-3 месяца. На хромирование одного автомобильного диска понадобится 10-15 долларов, а вы сможете продать эту услугу за 25-30 долларов. Соответственно, на обработке чужих дисков вы сможете зарабатывать по 10-15 долларов за штуку.

Реклама хромирования дисков

Не экономьте на рекламе. Разместите баннеры об услуге, закажите объявления в газетах и на телевидении. Не забудьте про тематические форумы в интернете, где собираются автомобилисты и владельцы раритетных экземпляров отечественного автопрома. Освойте хромирование бамперов, колпаков или решёток и не пожалейте 100 долларов на визитки и флаеры для рекламы услуги.

Не надо пугаться трудоёмкости процесса хромирования, всё приходит с опытом, на который потратите несколько месяцев. Но прибыль, которую вы получите от предоставления дизайнерских услуг для автомобилей, оправдает любые расходы на первоначальном этапе. Простота производства, отсутствие трудоёмких технологических линий и большого обслуживающего персонала делает хромирование привлекательным направлением автобизнеса .