Принципы проведения гальванического хромирования

Как работать с хромированными изделиями

Внешне очень прочный слой может быть поврежден при обработке. Советы профессионалов:

при «кустарном» изготовлении или ремонте мебели из хромированных труб важно учитывать, что изделия будут испытаны на прочность, поэтому надежность сочленения или сварки очень важна. работа с хромированными трубами, несмотря на прочность покрытия, предполагает неспешную и аккуратную резку, гнутье и термическую обработку

разогрев производится постепенно, без открытого огня. Проще всего работать с тонкостенными трубами. нарезку тонкостенных заготовок производят ножовкой по металлу, Болгаркой работать не рекомендуется из-за грубого края. Пайка – электродами, для разогрева нужна паяльная лампа.

• отверстия под болты в толстостенных изделиях, например, для лестницы, делают электродрелью с насадками для работы по металлу. Автоматическое сверление делают на малых оборотах.
• фиксировать трубы нужно тисками, но так, чтобы не облущить хромирование. Для этого края изделий лучше обернуть мягкой тканью или гофрой из полимерных материалов. Для смягчения фиксации рабочую поверхность тисков можно оклеить войлоком (подойдет шинельное сукно, голенища валенок).

Перед сборкой изделия на болтах или фитингах важно набросать эскиз, чтобы представлять внешний облик изделия. По нему проще будет составить чертеж – для точной нарезки трубок, например, под стулья или банкетку

Удобно работать по картонному или фанерному шаблону. Соединение деталей с помощью фитингов – предпочтительное, но они тоже должны быть хромированными.

Источник

Методика хромирования металла своими руками

Тому, кто собирается освоить хромирование металла в бытовых условиях, в первую очередь необходимо четко усвоить, что этот химический процесс связан с применением особо токсичных веществ, опасных для здоровья и наносящих вред природной среде. 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

Основными компонентами всех электролитов для хромирования металлов являются хромовый ангидрид и серная кислота. В промышленных гальванических растворах применяют различные добавки, но для домашнего мастера на первое время достаточно этих двух. 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).

Гальваническое хромирование применяется:

cached

Восстановление исходных размеров изношенных частей и деталей

donut_small

Увеличение отражательной способности зеркал, прожекторов и отражателей

all_out

Защитно-декоративная отделка деталей из металла, когда на матовое хромовое покрытие наносится на подслой меди и никеля

settings

Покрытие поверхностей деталей и пар трения, которые подвергаются регулярному механическому воздействию (поршневые кольца, подшипники, штампы) для улучшения их износостойкости

Что нужно учесть

Помещение

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.

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

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.

Схема электролитической ванны: 1 — внутренний корпус; 2 — внешний корпус; 3 — стеклоткань для теплоизоляции; 4 — слой теплоизоляции; 5 — ТЭН; 6 — градусник; 7 — банка трехлитровая; 8 — крышка.

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.

1 Что такое хромирование

Для того чтобы правильно и безопасно произвести процесс хромирования своими руками, следует учесть все особенности химических и физических превращений, которые проходят в гальванической ванне. Большинство реактивов, задействованных в хромировании, относятся к особо опасным для здоровья веществам, так что прежде чем начать экспериментировать с хромовыми покрытиями, внимательно изучите теоретическую сторону процесса. Далее постараемся детально рассмотреть химическую составляющую вопроса, меры безопасности и то, как сделать гальваническую ванну и электролит.

Хромирование — это физико-химический процесс, во время протекания которого на поверхности обрабатываемого изделия или детали оседает тонкий слой металлического хрома. Данный металл придает поверхности блестящий вид, благодаря чему хромированное изделие обретает очень красивый вид. Гальваника открывает широкие возможности для повышения декоративных, физических и химических свойств материалов.

Хром крайне устойчив к действию агрессивной среды, он не тускнеет и не темнеет под действием воды и воздуха, благодаря чему нашел широкое применение в оформлении деталей кузовов машин и деталей механизмов, работающих в трудных условиях.

Оформление деталей кузова машины хромом

Толщина хромового покрытия очень небольшая: от 0.075 до 0.25 мм. В отличие от никеля, хром в большинстве случаев не накладывают непосредственно на металл. Для этого используют тонкий слой подложки, нанесенной гальваническим путем. Такой подслой состоит из меди или никеля и требует применения дополнительных технологических операций, усложняя и без того непростой процесс хромирования.

Еще одна сложность, которая может остановить домашнего умельца на пути выполнения поставленной задачи, покупка химических реактивов. Основной компонент хромирования — оксид хрома (CrO₃), другое название — хромовый ангидрид. Неприятная особенность его использования заключается в том, что шестивалентный оксид хрома — сильнейший яд, смертельная доза которого для человека составляет около 6 г. Данное химическое соединение имеет ограниченный оборот, строго контролируемый государством. Отходы, возникающие после окончания хромирования, должны утилизироваться согласно с особым порядком, а не просто выливаться в канализацию, или того хуже — в почву. Хромовый ангидрид является канцерогеном, при попадании его раствора на кожу возникают очень сильные раздражения, вплоть до экзем и дерматитов, которые могут перерасти в рак кожи.

Возможные дефекты и их причины

1. Хром не оседает на заготовке. Причина может заключаться в слабом контакте, пленке окислов или маленьком расстоянии между электродами. Процесс нарушается из-за неверно подобранного сечения проводников, избытка серной кислоты, малой плотности тока или слишком горячего электролита.
2. Блеск поверхности отсутствует или неравномерный (с потемнениями и пятнами). Не соблюден температурный режим электролита и концентрация реактивов. Превышена сила тока.
3. Наблюдаются наросты металлического хрома на углах предмета. Плотность тока выше рекомендованной.
4. Дефекты (раковины) на хромировке. Плохая очистка. Избыточный ток, задержка водорода.
5. Отслоение покрытия. Некачественное обезжиривание, скачки напряжения, плотности тока или температуры.

Процесс того, как сделать хромирование деталей своими руками, привлекает доступностью и очевидной экономией средств. Не надо иметь специальное образование, чтобы провести хромирование комплекта дисков или всего кузова, получить оригинальные ручки для дверей или шкафа.

Украсить пластик слоем хрома в домашней мастерской не сложнее, чем металл

Залогом блестящего результата станет доскональное соблюдение правил безопасности и внимание к деталям технологического процесса

Republished by Blog Post Promoter

Сферы применения хромированных поверхностей

Самый распространенный формат – хромированные «мебельные» трубы для ножек и каркасов сечением 25 мм. Меньший диаметр – это тонкие трубки, используемые для фурнитуры. А более толстые хромированные трубы – это всевозможные опоры, барные стойки, лестницы и др.

1. Коммерческое оборудование для торговых залов:

• стеллажи и полки;
• тележки для товаров;
• выставочные стенды;
• лестничные перила;
• дизайнерские инсталляции;
• мобильные торговые и аптечные витрины из стекла и хромированных труб с крепежом типа «джокер».

1. Сантехническое оборудование:

• полотенцесушители;
• стеклянные полочки на хромированных кронштейнах;
• краны и смесители, сифоны;
• опоры для раковин и умывальников в стиле хай-тек или техно.

1. Оборудование:

• морозильные камеры (транспортировка фреона);
• кондиционеры (выводящая труба);
• пароводяное оснащение.

Данные изделия также пригодны для подачи различных жидкостей в разнообразных приборах и агрегатах бытового и промышленного назначения

1. Бытовая техника:

• хромированные трубы пылесосов;
• трубки в электрочайниках;
• детали газовых и электрических плит.

1. Автомобилестроение:

• выхлопные трубы;
• пороги, отделка;
• трубки моторов и других систем.

2 Технология химического хромирования – подготовка к нанесению хрома

Технология химического хромирования не требует значительных финансовых вложений, достаточно проста и может проводиться самостоятельно. Однако используемые химреактивы, растворы из них, испарения, образующиеся в процессе химических реакций, ядовиты и представляют опасность для здоровья. Поэтому хромирование необходимо проводить в помещении, которое хорошо проветривается и, желательно, оборудовано принудительной вентиляцией.

При приготовлении растворов для хромирования химическим способом и других смесей, применяемых во вспомогательных операциях, используют дистиллированную воду. Химреактивы необходимо брать чистые, имеющие на этикетке обозначение «Ч». Посуду для приготовления растворов и хромирования используют эмалированную или стеклянную.

Прежде чем начать хромирование, деталь обязательно тщательно очищают и обезжиривают. От качества проведения этих операций надежность и добротность будущего покрытия зависят в значительной мере. При необходимости изделие подвергают пескоструйной обработке, снимая лишние слои до основного металла, или шкурят наждачной бумагой. Удалению подлежат ржавчина, краска, грязь. Наилучших результатов хромирования можно добиться, если поверхность изделия отшлифовать, а затем отполировать. После этого деталь обезжиривают в следующем водном растворе:

• натр едкий – 100–150 г/л;
• сода кальцинированная – 40–50 г/л;
• клей канцелярский (силикатный) или «жидкое стекло» – 3–5 г/л.

Полученную смесь нагревают до 80–100 °С и держат в ней изделие, в зависимости от уровня загрязненности, от 15 минут до 1 часа. Чем чище и ровнее поверхность, тем надежнее, прочнее будет ее сцепление с покрытием. Затем обработанную и подготовленную деталь декапируют – дополнительно обезжиривают и активируют в специальном растворе. Перечень составов для декапирования указан в конце статьи.

Для алюминия и сплавов из него перед хромированием химическим способом проводят также еще одну обработку – цинкатную. Растворы для этой операции приведены после составов для декапирования. По завершении цинкатной обработки изделия промывают в воде и помещают в хромирующий раствор. Стальные детали перед хромированием обязательно омедняют – наносят на поверхность слой меди. Готовят для этого следующий водный раствор:

• медь сернокислая – 50 г/л;
• кислота серная концентрированная – 5–8 г/л.

Рабочая температура смеси 15–25 °С. Изделие погружают в раствор на 5–10 секунд, затем тщательно промывают в воде и сушат. Хромирование будет более качественным, если провести никелирование – стальную деталь не только омеднить, но и покрыть никелем, толщина слоя которого будет более 1 мкм. После этого приступают к хромированию.

Необходимость хромирования

Под хромированием металла понимают процесс металлизации хромом для улучшения поверхностных свойств и характеристик элементов. При хромировании происходит диффузное насыщение хромом различных поверхностей из стали. Обработка хромом допустима и в отношении АВС пластика, алюминия, латуни, силумина.

Покрытие хромом придает внешнему виду деталей более красивый вид, облагораживает их. Хромовый слой обеспечивает оригинальный цвет «металлик», литые диски автомобиля, отражатели фар, запчасти мотоциклов, сувениры или предметы интерьера для дома начинают выглядеть более эстетично.

Прочие достоинства хромирования:

1. Защита. Нанесение слоя хрома помогает повысить стойкость изделий к перепадам температур, увеличивает коррозионную и эрозионную устойчивость, снижает подверженность механическим повреждениям. Детали становятся сверхтвердыми (950 – 1100 единиц по соответствующей шкале), поэтому меньше реагируют на химическое повреждение, не окисляются.
2. Восстановление. Срок службы основания серьезно повышается, крупные и мелкие детали становятся очень стойкими к износу. При низкой глубине износа хромирование полностью восстанавливает изделие (например, у валов и втулок закрываются трещинки до 1 мм глубиной).
3. Отражательные качества. Некоторые элементы автомобиля хромируют для повышения различимости в темноте. Отражение улучшает декоративные качества техники.
4. Чистота. Хромирование изделий защитит их от грязи и пыли, поскольку предотвращает прилипание различных загрязнений.

По сравнению с никелированием хромирование имеет меньше недостатков: стоимость услуг ниже, покрытие будет более твердым и прочным. Применение никеля выигрывает лишь по декоративным качествам, так как поверхность становится еще эстетичнее.

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

Приготовление и корректировка электролита

Для приготовления электролита используется дистиллированная вода. Состав готовится непосредственно в ванне хромирования – рассчитанное количество хромового ангидрида растворяют, после чего производится замер количества серной кислоты, попавшей в раствор (хромовый ангидрид имеет незначительные примеси серной кислоты). По результатам анализа в раствор добавляют недостающее количество серной кислоты, раствор тщательно перемешивают. Перед тем как приступить к процессу хромирования электролит проходит проработку током при использовании свинцовых анодов и стальных катодов. Температура процесса подготовки 45-60С, плотность тока такая же, как при хромировании. Подготовка проводится с целью накопления в гальванической ванне 2-3% трехвалентного хрома, что требует от 2-х до 6-ти часов. Содержание трехвалентного хрома не должно превышать указанной величины, так как в обратном случае качество покрытия снижается. Анализ состава электролита проводят обычно не реже одного раза в неделю. При необходимости производится его корректировка. Содержание хромового ангидрида в электролите проверяется каждую смену. Замер удельного веса электролита производят с помощью ареометра, затем, по специальной таблице определяют содержание ангидрида.

Рассмотрим подробнее виды покрытия хромом.