Толщина хрома?

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.

Хромированный бензобак

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.

«Твердый хром»

Нанесение покрытий данного типа осуществляется при использовании тока, отличающегося высокой плотностью (более 100 А/дм2). 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.

«Блестящий хром»

Покрытия данного типа наносятся с использованием тока, плотность которого находится в интервале 30–100 А/дм2 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.

«Молочный хром»

Для получения хромированных покрытий данного типа используется ток минимальной плотности (до 25 А/дм2). 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/дм2) 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°.

Источник: //met-all.org/obrabotka/prochie/hromirovanie-detalej-dekorativnoe-pokrytie-hromom-tehnologiya-2.html

Хромирование деталей

В качестве декоративной отделки отдельных деталей сегодня используется большое количество веществ. Немалое количество из них сделано на основе хрома.

Процесс хромирования

Хромирование представляет собой процесс насыщения поверхностей из металлических материалов хромом. Также данный процесс может означать образование на поверхности отдельных деталей, сделанных из металлов, хромированного осадка, который необходим для декоративной цели. На поверхность металлов хром осаживается под воздействием электрического тока.

Важно: Использование процесса хромирования необходимо не только для того, чтобы сделать поверхность отдельных деталей более привлекательной с эстетической точки зрения, но и для того, чтобы защитить металлы от образования коррозии.

Благодаря хромирования на поверхности образуется тонкий слой защитного вещества, которое делает структуру металла более прочной. Именно поэтому хромированные детали могут прослужить долгие годы. Декоративное хромирование способно продержаться длительное время.

Процесс хромирования деталей

Процесс хромирования является достаточно время затратным Ведь необходимо все делать аккуратно.

Весь процесс можно разделить на несколько этапов, которые заключаются в:

На данном этапе хромирования осуществляется удаление сильный загрязнений с поверхности металлов, что слой хрома лег ровно и аккуратно.

Данный шаг предполагает удаление оставшихся следов загрязнений, чтобы они не мешали проведению дальнейших работ.

• Предварительной подготовке.

В зависимости от материала, на который будет наноситься состав хрома, зависит то, какие меры следует предпринимать для того, чтобы подготовить его для проведения дальнейших работ.

• Помещении в ванну с подготовленным раствором.

На данном этапе хромирования металлические изделия помещаются в ванну с подготовленных составом, состоящим из хрома и других вспомогательных элементов. Здесь осуществляется температурное выравнивание.

Этот шаг заключается в том, чтобы подключить к раствору с материалом для хромирования ток определенной силы. Обработка током происходит для образования на поверхности металла слоя хрома определенной толщины.

Во время хромирования выделяется большое количество токсичных веществ, которые могут навредить здоровью человека.

Внимание: Сегодня имеется большое количество стран в мире, в которых данный процесс хромирования находится под тщательным контролем.

Составы для хромирования

Для хромирования используются следующие виды растворов:

• Раствор шестивалентного хрома. Его главным компонентом является хромовый ангидрид.
• Раствор трехвалентного хрома. В него главным образом входит сульфат хрома или хлорид хрома. Такой раствор применяется достаточно редко. Такая ситуация складывается по причине того, что есть некоторые ограничения на толщину покрытия, его оттенок и насыщенность цвета.

Таблица 1. Составы электролитов для хромирования

КомпонентыСоставы электролита, г/лРазбавленногоУниверсальногоКонцентрированного

хромовый ангидрид	150	250	350
серная кислота	1,5	2,5	3,5
катодная плотность тока, А/дм2	45–100	15–60	10–30
температура раствора, °С	55–60	45–55	35–45

Таблица 2. Состав хромирующих смесей для стали

МатериалСостав хромирующей смеси (массовая доля, %)Температура хромирования, °СВыдержка, чГлубина хромированного слоя, мм

Среднеуглеродистая легированная теплостойкая. сталь (пружины, лабиринтные уплотнения)	60 % металлического хрома,39 % глинозема,1 % йодистого аммония	1020–1050	8	Не менее 0,01
Малоуглеродистая легированная сталь (детали узлов парораспределения турбин)	1020–1080	8–10	Не менее 0,025
Жаропрочные сплавы (уплотнительные кольца, втулки, клапаны, гайки, шпильки)	70 % металлического хрома,29 % глинозема,1 % йодистого аммония	1100–1150	5–10	0,02–0,03

Виды хромирования

В современном мире представлено большое количество разновидностей хромирования.

Выделяются следующие виды данного процесса:

• Гальваническое хромирование

Данный способ хромирования представляет собой метод нанесения на поверхность металлов или пластмассовых материалов специального покрытия методом использования электрического тока. Благодаря этому достигает оснащение обрабатываемого материала уникальных свойств.

Они заключаются в: утолщении поверхности, устойчивости к образованию ржавчины, в приобретении привлекательного внешнего вида. Во время использования гальванического хромирования используется трехслойное нанесение металлического вещества.

Из-за того, что хром вступает в реакцию с другими металлами, он оседает на поверхности и придает ей блеск.

При использовании данного метода хромирования не применяется электрический ток. Весь процесс основан на реакции, которая проявляется между реагентами. При этом очень важно перед обработкой отдельных деталей методом покрытия хромированным составом нанести тонкий слой меди.

Для этой цели используется смесь из: сернокислой меди, концентрированной серной кислоты, дистиллированной воды.

Для хромирования используется следующий состав: фтористый хром, гипофосфат натрия, охлажденная уксусная кислота, раствор едкого натрия, лимоннокислый натрий, дистиллированная вода.

Данный вид хромирования подразумевает нанесение на поверхность металлов тонкого слоя золотого металла. Делается это не только для достижения наилучшего декоративного эффекта, но и для защиты материала от появления коррозии. Золочение делает материал более плотным и износостойким.

Хромирование в домашних условиях

В современном мире встречается немалое количество людей, которые осуществляют домашнее хромирование. Благодаря этому можно значительно сэкономить на обработке хромом отдельных металлических или пластмассовых деталей.

Важно: Процесс гальванического хромирования недоступен в нашей стране для домашнего использования. Его использование является уголовно наказуемым.

С теоретической точки зрения можно произвести хромирование дома, но для этого придется приложиться большое количество усилий. Для этой цели необходимо приобрести большое количество ванн и растворов для проведения процесса.

На это уйдет масса времени и средств.

Не рекомендуется проводить процедуру хромирования в домашних условиях путем обработки растворов и материалов электрическим током, потому что при этом выделяются токсины, способные нанести вред окружающей среде.

В домашних условиях можно воспользоваться химическим видом хромирования. При этом очень важно изготовить раствор меди хрома. Только после этого можно приступать к обработке металлических и неметаллических изделий.

Во время проведения процедуры хромирования необходимо позаботиться о технике безопасности, как и в промышленных условиях.

Хромирование в домашних условиях видео

Источник: //lkmprom.ru/clauses/tekhnologiya/khromirovanie-i-osobennosti-khromirovaniya-v-domas/

Как правильно хромировать

Хромирование имеет широкое распространение и применяется для восстановления деталей и повышает их износостойко­сть, также служит для декоративных и противокоррозионных целей.

Основные преимущества электролитического хрома:

— электролитический хром — своеобразный металл серебристо-бело­го цвета обладающий высокой микро твердостью в 400—1200 МН/м2, (что  почти в два раза выше, чем при закалке токами высокой частоты), близкой к микро твердости корунда;

— обладает высокой износостойкостью, особенно в абра­зивной среде (в 2—3 раза по сравнению с закаленной сталью);

— обладает высокой устойчивостью в отношении химических и темпера­турных воздействий, и все это дополняет красивый внешний вид;

— имеет низкий коэффициент трения (на 50% ниже чугуна и стали);

— очень высокая прочность сцепления покрытия с поверхно­стью детали.

Недостатки хромирования и хромового покрытия:

— низкий выход металла по току (8—42%);

— небольшая скорость отложения осадков (0,03 мм/ч);

— высокая агрессивность электролита;

— большое количество ядовитых выделений, образую­щихся при электролизе;

— толщина отложения покрытия практически не пре­вышает 0,3 мм;

— гладкий хром плохо удерживает смазочное масло.

Электролитические осаждения хрома отличаются от дру­гих гальванических процессов как по составу электролита, так и по условиям протекания процесса.

Эти особенности состоят в следующем: в качестве электролита используют хромовую кислоту (водный раствор хромового ангидрида СЮ3) с небольшими добавками серной кислоты (H2S04), а не растворы их солей, как при осаждении других металлов.

Концентрация хромового ангидрида в электролите может колебаться в широких пределах — от 100 до 400 г/л, а сер­ной кислоты — от 1 до 4 г/л (причем соотношение CrO3:H2S04 должно находиться в пределах 90-120). В этом случае вы­ход по току хрома наибольший и процесс идет устойчиво.

Количество трехвалентного хрома в ванне должно быть 3-4% содержания хромового ангидрида; электролиз в хромо­вокислых электролитах ведется с нерастворимыми свинцово-сурьмистыми анодами.

Применение растворимых хромовых анодов невозмож­но ввиду того, что:

— анодный выход по току хрома в 6-8 раз выше катодного;

— процесс осаждения хрома проводится при высокой катодной плотности тока (DK = 20-30 А).

При повыше­нии катодной плотности тока увеличиваются твердость осад­ка и хрупкость слоя, а при пониженных значениях тока осадки получаются пластичными;

— обратная зависимость выхода по току от температу­ры электролита и его концентрации. С повышением кон­центрации электролита выход по току резко понижается, тогда как в большинстве других гальванических процессов выход по току повышается;

— хромовые ванны имеют плохую растворяющую спо­собность, т. е. толщина осадков оказывается неравномерной в зависимости от положения анода по отношению к детали (катоду). На ближайших к аноду участках получается боль­шая толщина слоя, а на удаленных — меньшая;

— возникновение значительных растягивающих напря­жений в электролитически осажденном слое. Напряжение тем больше, чем толще покрытие. При определенной тол­щине растягивающие напряжения достигают таких значе-ний, которые приводят к отслоению покрытия. В хромовых покрытиях в связи с этим снижается усталостная прочность на 20-30%.

Указанные недостатки хромовых покрытий накладыва­ют ограничение на максимально допустимую толщину слоя, которая не должна превышать 0,30 мм.

В зависимости от вида хрома выбирают состав электро­лита и определяют режим нанесения покрытия (табл. 21). Время, необходимое для получения заданной толщины по­крытия, рассчитывают по формуле Гдаж=1000гк/(бзВ). В ремонтной практике наибольшее распространение получил универсальный электролит.

При хромировании получают блестящие, молочные или серые покрытия. Блестящий хром характеризуется высокой микро твердостью (600-900 МН/м2), мелкой сет­кой трещин, видимой под микроскопом. Осадки хрупкие, но с высокой износостойкостью.

Молочный хром характеризу­ется пониженной микро твердостью (400—600 МН/м2), плас­тичностью и высокой коррозионной стойкостью. Серый хром отличается весьма высокой микро твердостью (900— 1200 МН/м2) и повышенной хрупкостью, что снижает его из­носостойкость.

В зависимости от того, в каких условиях работает вос­становленная деталь, стремятся получить тот или иной вид осадка.

Например, для деталей неподвижных соединений могут применяться как блестящие, так и молочные осадки.

В подвижных соединениях, работающих при давлениях до 0,5 МПа, рекомендуются блестящие осадки; в деталях, рабо­тающих при давлениях свыше 5 МПа и знакопеременной нагрузке, — молочные осадки.

Саморегулирующий электролит. Его применяют для более устойчивой работы ванн хромирования. Это достига­ется путем введения в ванну труднорастворимого сульфата стронция. Наиболее широкое распространение получил элек­тролит следующего состава (г/л):

— хромовый ангидрид СгОз — 200-300,

— сульфат стронция SrS04 — 5,5-5,6,

— кремнефторид калия K2SiFe — 18-20.

Рисунок 1. Распределение зон хромовых покрытий.

1-      Блестящий хром;

2-      Молочный хром.

Плотность тока DK = 40-80 А/дм2, температура 55-65. Выход по току в этом электролите равен з = 17-19%.

Положительные свойства электролита:

— возможность применения более высоких плотностей;

— скорость осаждения выше, чем в сернокислых элект­ролитах;

— хорошая рассеивающая способность;

Рисунок 2.Схема установки для струйного хромирования:

1- анод; 2 — устройство для поддержания уровня электролита; 3 — наращиваемый вал; 4 — раздвижная кассета; 5 — ванна; 6 — электролит; 7 — подогреватель; 8 — насос.

— меньшая чувствительность к изменению температу­ры и к загрязнению электролита железом, медью и другими металлами.

Отрицательные свойства:

— агрессивность и ядовитость электролита;

— детали подвесных приспособлений, аноды и детали ванн разрушаются больше, чем в сернокислом электролите.

Холодные электролиты в ремонтном производстве при­меняют двух типов:

— электролит с добавкой фтористых солей,

— тетрахроматные.

Наибольшее распространение для восстановления изно­шенных деталей получил тетрахроматный электролит сле­дующего состава (г/л):

— СЮз — 350-400,

— NaOH — 40-50,

— H2S04 — 2-2,5,

— сахар — 1-2. Режим электролиза:

— катодная плотность тока Dk = 50-100 А/дм2,

— температура раствора — 17-23 С.

Этот электролит позволяет получать качественные осад­ки с большой производительностью (выход по току 30-33%), имеет меньшие внутренние напряжения. Покрытия получа­ются более мягкие, беспористые (без трещин), серого оттенка, легко полируемые до зеркального блеска.

Применяют для получения защитно-декоративных покрытий. Особенность тетрахроматных электролитов — малая агрессивность к уг­леродистым сталям. Поэтому вполне допустимо изготовле­ние ванн для хромирования из малоуглеродистой листовой стали без дополнительной футеровки.

Саморегулирующийся холодный электролит — наибо­лее перспективный электролит. Его состав (г/л):

— хромовый ангидрид — 380-420,

— кальций углекислый — 60—75,

— кобальт сернокислый — 18-20. Режим электролиза:

— катодная плотность Dk = 100—300 А/дм2,

— температура электролита — 18-25°С. Преимущества электролита — высокий выход по току (35-40%).

Недостаток — требуются мощные холодильные агрега­ты для достижения 18-25 °С при высокой плотности тока (до 200 А/дм2).

Специальные процессы правильного хромирования. Как правильно хромировать?

Пористое хро­мирование. Применяют для повышения износостойкости деталей, работающих при больших давлениях и температу­рах и недостаточной смазке.

Пористый хром представляет собой покрытие, на поверхности которого специально созда­ется большое количество пор или сетка трещин, достаточно широких для проникновения в них масла. Его можно полу­чить механическим, химическим и электрохимическим спо­собами.

Наиболее широко применяют электрохимический способ, который заключается в том, что хром осаждается при режиме блестящего хромирования, обусловливающем появ­ление в покрытии сетки микротрещин. Для их расширения и углубления покрытие подвергают анодной обработке в элек­тролите того же состава, что и при хромировании.

В зависи­мости от режима хромирования и анодного травления мож­но выполнить пористость двух типов: канальчатую и точеч­ную. Для получения пористых покрытий деталь хромируют в универсальном электролите при плотности тока 40— 50 А/дм2, а затем переключают полярность ванны и прово­дят анодное травление при той же плотности тока.

Каналь­чатую пористость получают при температуре электролита 58—62 °С и продолжительности травления 6-9 мин, а точеч­ную — при 50-52 °С и 10-12 мин. Пористые покрытия ис­пользуют при размерном хромировании, например поршне­вых колец. Их толщина составляет 0,1—0,15 мм.

Пористое хромирование колец увеличивает их износостойкость в 2-3 раза, а износостойкость гильзы — в 1,5 раза. Детали, покры­тые пористым хромом, обычно подвергают термообработке в масле при температуре 150-200 СС в течение 1,5-2 ч для ус­транения водородной хрупкости и насыщения пор маслом.

Струйное хромирование. Его проводят в саморегулиру­ющемся электролите при температуре 50-60 °С в широком диапазоне плотности тока, достигающей 200 А/дм2. Скорость протекания электролита 40-60 см/с, катодно-анодное рассто­яние — 15 мм. При этом получают блестящие покрытия.

Выход по току достигает 22%, что вместе с высокой плотно­стью тока ускоряет процесс осаждения хрома: при t = 50 °С и Dk = 100 А/дм'2 скорость осаждения составляет 0,1 мм/ч.

При струйном хромировании в тетрахроматном электроли­те высококачественные покрытия осаждаются при D = 150— 160 А/дм2 со скоростью 0,25 мм/ч.

В универсальном элект­ролите хромируют: при температуре — 50 °С, плотности тока — 70-90 А/дм2, скорости протекания электролита — 100-120 см/с, катод но-анодном расстоянии 15 мм. Скорость осаж­дения хрома составляет 0,08—0,10 мм/ч. Схема установки для струйного хромирования показана на рис. 2.

Проточное хромирование.

Оно обеспечивает блестящие покрытия повышенной твердости и износостойкости и улуч­шенной равномерности покрытия в универсальном электро­лите с повышенным содержанием серной кислоты (3-7 г/л) при температуре — 55—65 °С, плотности тока — 100— 150 А/дм2, скорости протекания электролита — 100-120 см/с и межэлектродном расстоянии — 15-30 мм. Выход по току составляет 20-21%. Способ эффективен для хромирования цилиндров и коленчатых валов двигателей.

Источник: //www.autoezda.com/sv1/656-chrome.html

Гальваническое хромирование

Гальваническое хромовое покрытие нашло очень широкое распространение, т.к. отличается высокой износостойкостью, твердостью, прочностью, химической и термической устойчивостью. Гальваническое хромовое покрытие отличается высокими декоративными свойствами (оно не тускнеет и не меняет цвет даже при нагреве).

На хромовое покрытие не оказывают влияние соединения серы (которые являются очень вредными для многих других покрытий). При воздействии сильных окислителей или просто на открытом воздухе поверхность хромового покрытия переходит в пассивное состояние (на ней образуется тонкая пленка оксидов).

Хром достаточно быстро растворяется в горячей серной кислоте и в соляной. Он нерастворим в растворах серной и азотной кислот. Существенным недостатком защитного гальванического хромового покрытия  можно назвать то, что при наличии в нем пор, царапин, трещин и т.п.

оно не обеспечивает электрохимической защиты от коррозии, т.к. имеет положительный потенциал.

Гальванические хромовые покрытия используются:

— при изготовлении отражателей, зеркал, прожекторов и т.д. (покрытие обладает высокими отражающими свойствами, которые уступают только алюминию и серебру, но эти свойства более стабильны в силу хорошей устойчивости хрома к окислению);

—  в защитно-декоративных целях (с подслоем никеля и меди хромовое покрытие  отлично защищает от коррозии сталь и придает изделию привлекательный внешний вид). Защитно-декоративное гальваническое  хромирование  используют для формирования слоев на некоторых деталях автомобилей, приборах, мотоциклах, велосипедах и т.д.);

— для восстановления размеров (например, на изношенную поверхность термообработанных валов  и втулок наращивают хромовый слой, что позволяет продлить срок эксплуатации изделий и восстановить первоначальные размеры);

— для увеличения износостойкости ответственных деталей.

Толщина гальванического хромового покрытия устанавливается в зависимости от его назначения и условий эксплуатации. Толщина  слоя, предназначенного для восстановления изношенных размеров, может достигать 500 мкм.

Защитно-декоративные слои, нанесенные на детали из меди и сплавов на ее основе, по толщине составляют около 6,0 – 9,0 мкм, а на никелевом подслое – 0,5 – 1,5 мкм. Если необходимо повысить износостойкость штампов, пресс-форм и т.п.

, то толщина хромового слоя может колебаться  пределах от 9 до 60 мкм.

Режимы гальванического хромирования

Режимы нанесения гальванического хромового покрытия оказывают очень большое влияние на качество готового хромового покрытия и его защитно-декоративные свойства (в том числе и устойчивость к коррозии).

Сразу после загрузки деталей в сульфатный электролит подается ток, превышающий в полтора раза расчетное значение тока (и поддерживается в течение 15 – 30 секунд).

Это так называемый «толчок» тока, который необходим для того, чтоб улучшить кроющую способность сульфатных электролитов. Потом ток снижается до номинального. Особо необходим такой «толчок» тока, если гальваническое хромовое покрытие наносится на изделия из чугуна.

Если покрытие наносится на детали, изготовленные из стали, то сначала подается  противоположный ток (для анодного растворения пленок оксидов), а затем уже «толчок» тока в прямом направлении.

Покрытия, полученные  в сульфатных электролитах при температуре 330 – 332К и плотности тока 30 – 50 А/дм2, будут отличаться высокой износостойкостью. Защитно-декоративные хромовые покрытия  в сульфатных электролитах получают при температуре 320 – 325К и плотности тока 15 – 20 А/дм2. Молочный (матовый) слой формируется при плотности тока 25 – 35 А/дм2 и температуре 342 – 344К.

Пористые хромовые  покрытия. На поверхности хромовых покрытий (кроме «молочных») в процессе их нанесения формируются поры и трещины, которые значительно снижают их защитные свойства. Но иногда просто необходимо, чтоб эти трещины и поры присутствовали.

  Кроме того, хромированную деталь подвергают дополнительной анодной обработке в том же электролите, в котором наносилось покрытие. Это проводится с целью расширения пор в покрытии. В большие поры заходят и удерживаются смазочные материалы.

При катодной плотности тока 40 – 60 А/дм2 и температуре 325 – 331К получается наиболее развитая сетка каналов и пор на поверхности хромированной детали. Анодная обработка проводится в течение 10 – 12 минут.

Особенности гальванического хромирования

В процессе нанесения гальванического хромового покрытия на поверхности нерастворимого анода происходит интенсивное выделение кислорода, а на катодной поверхности идет выделение водорода, т.к. процесс проводится при низком катодном выходе по току.

Газы, выделяющиеся в процессе электролитического хромирования, поднимаются вверх и уносят с собой в вентиляционные каналы капельки электролита. Это приводит к достаточно большим потерям рабочих жидкостей и создает необходимость оборудовать гальванические ванны вытяжными системами.

  Для улучшения условий труда работников гальванических цехов и уменьшения потерь электролита в него вводят специальный препарат «Хромин». Он уменьшает поверхностное натяжение электролита, за счет чего уменьшаются его потери.

Вводить «Хромин» необходимо в точно указанных в инструкции количествах и постоянно контролировать его содержание в электролите. Необходимо также обращать внимание на содержание в препарате фтора, который оказывает разрушающее действие на свинцовую футеровку гальванических ванн гальванического хромирования.

Если вместо свинца в качестве футеровочного материала использовать титан – срок службы ванны будет продлен. Присутствие на поверхности электролита (на зеркале ванны) плавающих инертных частиц (например, фторопласта, полиэтилена, полипропилена и т.п.) также приводит к дополнительным потерям рабочего раствора.

Для формирования хромового покрытия на внутренних поверхностях деталей необходимы дополнительные аноды.

Их необходимо монтировать так, чтоб они не соприкасались с  катодной поверхностью и не являлись препятствием для выхода газов.

В качестве материалов для дополнительных анодов может применяться сталь со свинцовым покрытием, чистый свинец и (в некоторых случаях) сталь без какого-либо покрытия.

При монтаже деталей на подвесочное оборудование следует обращать внимание на то, чтоб они не экранировали друг друга и имели достаточно жесткий контакт. Во избежание перегрева подвесок ток должен проходить по элементам с достаточно большим сечением.

При прохождении тока выделяется достаточно большое количество тепла, которое влияет на температуру электролита. Чтоб избежать проблем с качеством готового хромового покрытия, необходимо правильно установить степень загрузки  гальванической ванны деталями.

Соотношение силы тока, который проходит через ванну, к ее объему (объемная плотность тока) не должно превышать 1 А/л.

При гальваническом хромировании водород, выделяющийся на поверхности катода, частично проникает в структуру стали (материала  деталей, на которые наносится покрытие) и создает внутренние напряжения. Это может привести к коррозионному растрескиванию  деталей.

В некоторых случаях внутренние напряжения, возникшие при гальваническом хромировании, могут суммироваться с напряжениями, которые возникли  во время подготовительных операций и детали могут потрескаться (особенно, если у них достаточно тонкие стенки).

Для того, чтоб со стальных и термообработанных деталей удалить водород,  образованный после процесса гальванического хромирования, их в течение 1 – 1,5 часа при температуре 445  — 455К прогревают на воздухе или в масле.

Двухслойные комбинированные покрытия

Двухслойные комбинированные покрытия формируются для того, чтоб придать хромовому слою одновременно износостойкость и защитные свойства. Хороший вариант – это комбинация беспористого молочного хрома и износостойкого.

Сначала при температуре 343К и катодной плотности тока 30 А/дм2 наносится слой молочного хрома, толщиной около 9 мкм. Этот процесс длиться около 20 – 30 минут.

Далее электролит охлаждается до рабочей температуры 323 – 328К и изделие дальше хромируется при катодной плотности тока  уже 45 – 55 А/дм2.

Продолжительность второго процесса хромирования зависит от толщины слоя, который необходимо получить, а значит и от назначения хромированной детали. Для того, чтоб слой молочного хрома и износостойкого хорошо сцеплялись между собой, после нанесения первого проводят дополнительную обработку при 5 А/дм2.

Черное хромирование

Черное хромирование применяется для формирования защитных слоев на деталях, которые должны обладать хорошей теплоотдачей (например, радиаторы) и оптических систем.

Черный хромовый слой отличается достаточно небольшой толщиной – 1,5 – 2 мкм. Для  защиты металлов от коррозии   слой черного хрома комбинируют с молочным.

Если деталь изготовлена из цветного металла – толщина подслоя должна составлять не менее 3 – 6 мкм. А если же из черного – не менее 9 мкм.

Черное хромовое покрытие отличается повышенной износостойкостью (в отличие от покрытий, полученных в результате оксидирования или  черного никелирования). Оно также обладает хорошей термостойкостью и сохраняет свои свойства до температуры 773К.

Черное хромирование может проводиться в нескольких электролитах. Результат будет равноценным (свойства осажденного гальванического хромового слоя не будут отличаться). Выбор состава электролита диктуется только наличием необходимых материалов.

Удаление некачественного гальванического хромового покрытия

Дефектное покрытие удаляется с использованием электрохимического или химического способа.

  Электрохимическое удаление гальванического хромового покрытия подразумевает  анодное растворение в электролите, который содержит 150 – 200 г/л едкого натра. Процесс проводится при плотности тока  3 – 10 А/дм2 и  комнатной температуре.

При химическом удалении хромированную деталь погружают в раствор соляной кислоты с водой в соотношении 1:1 и при температуре 300 – 314К.

Источник: //www.okorrozii.com/galvanicheskoe-hromirivanie.html

Гальваническое хромирование — СПГ-Композит

На сегодняшний день хромирование — один из самых распространённых видов гальванических покрытий. Его применяют для защиты металлических изделий от коррозии, износа, налипания на поверхность контактирующих материалов.

В зависимости от технологии нанесения и режимов хромовые покрытия достигают микротвёрдости до 950 — 1100 HV.

Даже несмотря на малую толщину слоя, хром значительно повышает их коррозионную стойкость изделия и придает поверхности красивый блестящий внешний вид. Изделия, покрытие хромом, имеют высокую твердость и износостойкость, низкий коэффициент трения, высокую жаростойкость и хорошую химическую устойчивость.

И что очень важно — хром обеспечивает деталям высокий ресурс в любых условиях эксплуатации. Поэтому хромирование широко применяют для повышения твердости и износостойкости различного мерительного и режущего инструмента, трущихся деталей приборов и машин.

Большой и видимый эффект дает хромирование пресс-форм при изготовлении изделий из пластмасс, резин, в порошковой металлургии.

Толщина хромового покрытия в зависимости от назначения изделий может находиться в диапазоне от 5 до 350 мкм и более.

Твердое хромирование с наименьшим разбросом толщин требуется на штоках цилиндров, поршневых кольцах, гильзах и других цилиндрических поверхностях. Наша уникальная технология позволяет нанести на цилиндрическую поверхность покрытие толщиной в 200 мкм с разбросом в 5 мкм.

При использовании разных режимов нанесения гальванопокрытий могут быть получены хромовые покрытия с различными свойствами, а именно:

• «молочный хром» — эластичное и беспористое покрытие, отличающееся невысокой твердостью -осаждается при температуре 65-80°С и сравнительно невысоких плотностях тока (15-25 А/дм2);
• «блестящий хром» — хромовое покрытие, обладающее зеркальным блеском и имеющее наивысшую твердость и износостойкость, — при температуре 45-60°С и средних значениях плотностей тока (30-100 А/дм2);
• «твёрдый хром» — покрытие серого цвета, характеризующееся высокой твердостью и хрупкостью — при низких температурах (до 40°С) и высокой плотности тока.

Хромовые покрытия отличаются высокой твёрдостью и износостойкостью по сравнению с другими гальваническими покрытиями, что обеспечивает широкое использование гальванического хромирования при упрочнении и ремонте деталей.

Хромирование деталей позволяет:

• повысить срок службы оборудования,
• экономить на ремонте.

Еще наиболее важные свойства хромовых покрытий — их низкая смачиваемость (низкая адгезия к другим материалам) и низкий коэффициент трения, которые позволяют существенно снизить налипание обрабатываемого материала к поверхности изделия.

Мы ремонтируем, восстанавливаем хромовые покрытия и повышаем срок службы хромового покрытия формообразующих деталей экструзионного и другого оборудования (фильер, калибраторов, калибров, дорнов, прессформ и др.) Мы используем на нашем производстве технологию восстановления хрома, выполняем качественный ремонт, ничуть не уступая заводам-изготовителям.

В целях сохранения длительного срока службы и препятствию нагару, налипанию формовочной массы на рабочую поверхность экструзионного инструмента, на поверхности, контактирующие с разогретой массой электрохимическим способом наносится защитное хромовое покрытие.

С годами, под влиянием внешних факторов (таких как попадание в массу посторонних предметов, частая зачистка и т.п.) хромовое покрытие изнашивается.

Это приводит к появлению брака на производстве (в виде продольных полос, подгара) и, как следствие, остановке производства и к необходимости восстановления инструмента, а в отдельных случаях даже к покупке нового.

Упрочнение комплектов для производства изделий из стекла позволяет не только продлить срок службы оснастки из жаропрочного чугуна или легированной стали, но и получать стеклянные поверхности с красивым фактурным узором.

Стоимость работ и сроки рассчитываются индивидуально, опираясь на текущее состояние изделий и требований к покрытию.

Технология хромирования

Качество получаемого хромового покрытия 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.

Чтобы обеспечить хорошую прочность сцепления, необходимо выдержать детали в ванне без тока, чтобы они приняли температуру электролита и в начальный момент хромирования дать так называемый «толчок тока» на 0,5-1 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. В последнее время популярность приобретает использование анодов из платинированного титана. 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.

В перерывах между работой аноды вынимают из ванны и погружают в воду. Аноды из платинированного титана в такой чистке не нуждаются.

Существует большое количество добавкой в электролиты хромирования, как стандартные, так и саморегулирующиеся, которые значительно повышают кроющую и рассеивающую способности электролита.

В основе добавок лежат неорганические или органические компоненты, одни добавки повышают скорость осаждения, другие — повышают микротвёрдость или коррозионную стойкость хромовых покрытий.

Универсальных добавок нет, поэтому приходится подбирать технологию исходя из требований к конечной продукции и её условиям эксплуатации. Снятие хромовых покрытий с деталей

Удаление дефектных хромовых покрытий с поверхности детали

Существует несколько способов:

• химическое растворение хромового покрытия, нанесенного на детали из стали, меди, латуни, никеля в 10-20% растворе соляной кислоты, но при этом подтравливается сталь;
• электрохимическое растворение хромового покрытия с деталей из стали, латуни и меди в 10-15% растворе едкого натра при анодной плотности тока 10-20 А/дм2 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/дм2.

Источник: //spg-kompozit.ru/services/galvanicheskoe-khromirovanie/