Assma.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Хромирование металлических изделий

Хром (Cr) — 24-й элемент периодической системы Менделеева. В чистом виде он представляет собой голубовато-белый металл, имеющий характерный металлический блеск. На воздухе хром пассивируется — на его поверхности появляется плотная плёнка, защищающая его от коррозии и потемнения. Учёные применили это свойство на практике — они разработали технологии хромирования, позволяющие покрыть предметы тонким слоем хрома, придать им эффектный блеск и сделать стойкими к негативным внешним воздействиям.

Изделия, обработанные хромированием, приобретают сразу несколько заслуживающих внимания свойств, в числе которых:

  • привлекательный внешний вид;
  • высокая твёрдость;
  • нечувствительность к коррозии;
  • износостойкость;
  • жаропрочность.

Краткое описание процесса

И хоть стандарты современной жизни диктуют свои правила, люди по-прежнему с особым интересом относятся к красивым и блестящим вещам, как это делали их предки много столетий назад. Изящные детали кузовов транспортных средств, блестящие изделия в ванных комнатах и кухнях, оригинальные статуэтки и яркие покрытия домов — всё это пользуется очень большой популярностью, поэтому спрос на хромирование деталей неуклонно растёт.

В настоящее время практикуется несколько способов металлизации заготовок. Среди них:

  • Оцинкование;
  • Покрытие хромом;
  • Покрытие алюминием.

Использование цинка положительно сказывается на антикоррозийных свойствах стальных и металлических заготовок, в результате чего их эксплуатационный срок стремительно растёт.

Алюминий также улучшает антикоррозийные свойства, поэтому его наносят на оборудование, которое вынуждено работать в температурном режиме до 900 градусов Цельсия. В числе таких приборов — детали и механизмы для добычи нефтяных продуктов и перекачки газа, комплектующие печных систем, а также множество других изделий.

Что касается покрытия хромом, то такая методика является хорошим способом создания красивых декоративных покрытий, позволяющая скрыть все производственные дефекты и придать изделию более изящный вид. К тому же хромирование улучшает ряд эксплуатационных характеристик, а именно:

  • Улучшает антикоррозийные свойства;
  • Увеличивает твердость металла;
  • Улучшает защитные характеристики от эрозии;
  • Повышает жаропрочность;
  • Улучшает износостойкость;
  • Делает внешний вид изделия более привлекательным;
  • Позволяет создавать качественные покрытия с заданными параметрами.

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.

  • Химическое хромирование.

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.

  • Хромирование золочение.

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.

Сфера применения технологии

Декоративное хромирование деталей позволяет повысить визуальные характеристики изделий как из металлов, так и из различного вида пластмасс, стекла и прочих материалов. Для быта хром используется для покрытий:

  • мебельной фурнитуры;
  • интерьерах помещений и дизайнерских проектах;
  • сувениры;
  • сантехника.

Хромирование деталей автомобилей

Сантехническое оборудование обязательно хромируется для защиты от водного окисления (коррозии), будь то недорогой силумин или дорогая латунь с бронзой.
Промышленность использует хромирование для повышения стойкости деталей, работающих в условиях большого трения:

  • поршни;
  • компрессионные кольца;
  • ролики;
  • оси.

Также хромирование используется при изготовлении инструмента и оснастки:

  • прессовые штампы;
  • режущий инструмент;
  • мерительный инструмент.

Технология хромирования позволяет продлить жизнедеятельность элементов механизма или придать изделиям притягательный вид.

Хромирование в домашних условиях

Выполнить хромирование можно в домашних условиях. Процедура состоит из нескольких этапов — подготовка помещения, покупка оборудования, зачистка детали и непосредственно хромирование. Ниже мы рассмотрим эти этапы более подробно.

Подготовка помещения и покупка оборудования

Гальванику стоит проводить в любом техническом помещении, где установлена вытяжка или вентилятор для откачки вредных испарений. Рабочему необходимо позаботиться о средствах индивидуальной защиты. Для проведения гальваники также понадобится подобрать следующее оборудование:

  • Пластиковая или стеклянная ванночка (изделия из металла не допускаются). В ванночку будет помещаться обрабатываемое изделие, а также электролит и катод/анод.
  • Компоненты для приготовления электролита. Это дистиллированная вода (1 л), хромовый ангидрид (250 г) и серная кислота (2-3 г). При необходимости концентрацию компонентов нужно пропорционально увеличить.
  • Источник постоянного тока, а также два провода (анод и катод). К катоду будут прикрепляться запчасти, которые будут помещаться в электролит. Анод помещается непосредственно в электролит; оптимальной будет покупка провода-анода с пластинкой на конце (это увеличит интенсивность реакции).
  • Нагревательный элемент. Электрическая плитка с датчиком температуры. Ванночку с электролитом можно ставить прямо на плитку.
Читать еще:  Соединение металлических труб без сварки и резьбы

Подготовка детали к работе

Перед нанесением хрома нужно выполнить зачистку и обезжиривание детали. Для зачистки необходимо вымыть и тщательно высушить требуемую деталь. Если на ее поверхности есть сильные шероховатости, то от них следует избавиться с помощью шлифовки. Также необходимо обезжирить деталь:

  1. Возьмите 1 литр чистой воды, добавьте туда 50 кальцинированной соды, 150 г гидроксида натрия и 5 г силикатного клея, хорошенько перемешайте смесь.
  2. Поставьте емкость с полученной смесью на плиту, нагрейте смесь до температуры 90 градусов, поместите туда деталь на 20-30 минут.
  3. Достаньте деталь, промойте ее под водой и высушите ее. Обратите внимание — вытирать деталь можно только чистой тряпкой (в противном случае придется проводить обезжиривание заново).

Процедура хромирования

Итак, Вы подготовили помещение, надели защитную одежду и выполнили обезжиривание. Теперь можно выполнить гальваническое хромирование алюминия, стали или любого другого металла:

  1. Поставьте ванночку на плитку, прикрепите к катоду запчасть, установите анод на ванночку, вылейте в ванночку электролит, включите вытяжку, нагрейте электролит до температуры 50-55 градусов.
  2. Введите в ванночку катод с прикрепленной запчастью, чтобы жидкость полностью покрыла деталь, а потом увеличьте мощность вытяжки и включите источник постоянного тока.
  3. Длительность обработки — 20-40 минут в зависимости от формы детали и интенсивности обработки. По завершении хромирования деталь высушивают 2-3 часа.

Хромирование пластика выполняется по иному сценарию. Для нанесения покрытия нужно изготовить пустотелую кисть, в которую будет заливаться электролит (сделать ее можно из оргстекла). К кисти следует присоединить токопроводящие щетинки, через которые будет проходить ток. К корпусу кисточки следует присоединить анод, а к металлическим щетинкам — катод. После запуска электрического тока будет проводиться распыление частичек хрома с конца щетинок кисточки. Для нанесения покрытия нужно 15-20 раз провести кисточкой по всей поверхности пластика. При необходимости процедуру нужно повторить 2-3 раза (зависит от типа пластика и качества кисточки).

Хромирование в Москве

Обработка металла защитной поверхностью является одним из наиболее эффективных способов избежать воздействия коррозии и внешних факторов на обрабатываемые материалы.

Хромирование поверхностей дает много преимуществ, покупатель выберет именно хромированное изделие, так как ее стоимость не на много будет превышать обычные изделия без защитного покрытия. Обработка металла занимает немного времени, но делает детали или предметы намного привлекательнее для клиентов.

Подготовка поверхности

Чем лучше подготовить поверхность изделия, тем меньше проблем возникнет во время гальванического хромирования и качественнее будет покрытие.

  • Предварительная механическая и химическая очистка. Удаляются сильные загрязнения (лак, краску, пятна ржавчины). Ржавчину с поверхности металла можно удалить травлением в кислоте, остатки краски — наждачной бумагой.
  • Тонкая очистка. Следы загрязнений тщательно удаляются чистым куском материи.
  • Обезжиривание. Для процедуры нужен раствор из 150 г едкого натра, 50 г кальцинированной соды и 5 г силикатного клея (расчет на 1 литр воды). Предмет выдерживается в растворе 20-60 минут при 90° С; на время влияет сложность формы.

Гальваническое хромирование

  • 3D-моделирование
  • 3D-печать
  • Гальваническое хромирование
  • Фрезеровка ЧПУ

Твердое хромирование металлических изделий

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.

Читать еще:  Что это такое цанга: 6 плюсов

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.

Требуемое оборудование

Гальваника (хромирование) в домашних условиях возможна при наличии следующего вида оборудования:

  • блока питания: на выходе он должен показывать 1А и оснащаться регулятором напряжения; для небольших объемов работ достаточно выпрямителя тока; сечение проводки зависит от размера обрабатываемой детали (минимум 6,25 мм);
  • проводов: плюсовой будет погружаться в электролит, минусовой, с держателем-«крокодильчиком», находиться на конце к обрабатываемой детали;
  • анодов из сплавов олова, свинца или сурьмы;
  • емкости подходящего размера из химически стойкого материала, не проводящего ток; идеальный вариант – пластиковая ванна; для хромирования небольшого размера деталей достаточно стеклянной банки;
  • деревянного ящика с теплоизоляцией из стекло- или минеральной ваты, в который будет помещаться емкость; использовать в качестве утеплителя можно также обычный песок;
  • герметичной крышки: изготовить ее можно из куска фанеры или деревянных досок;
  • тэна, мощность которого достаточна для обогрева жидкости в выбранной емкости до температуры 60-80°С;
  • контактного термометра или терморегулятора;
  • полой формы для заливки электролита с краном или кистью на конце; для ее изготовления используется пучок медной проволоки, закрепленный и обвязанный свинцовым проводом.

Хромирование своими руками

Чтобы произвести ремонт изделий с результатом не хуже, чем по ГОСТ, важно точно соблюдать последовательность работ, подготовить нужное оборудование.

Подготовка рабочего места

Для соблюдения мер безопасности, дабы не надышаться вредными, токсичными веществами, нужно произвести детальную подготовку помещения для хромирования.

Читать еще:  Cоздание односкатного металлического навеса для двора

Следует выполнить такие действия:

  1. Обеспечить хорошую вентиляцию. Если работы проводятся в гараже, открыть двери, в иных помещениях создать принудительное вентилирование.
  2. Купить и применять средства индивидуальной защиты — очки, респиратор, перчатки из резины или латекса, фартук, спецодежду.
  3. Приготовить плотные пакеты для утилизации отходов производства, которые могут быть очень едкими, вредными.
  4. Убрать из помещения любую органику, так как при контакте с парами соединений хрома она портится.
  5. Непосредственно перед работой смазать полость носа смесью вазелина и ланолина 2:1.

Помещение, инструменты для хромирования

Для гальванизации нужно приготовить такие инструменты и приспособления:

  1. Ванна гальваническая. Это может быть любая стеклянная, пропиленовая, полиэтиленовая емкость, годится эмалированный таз, для хромирования малых предметов — обычные банки из стекла. Выбранную емкость надо поместить в деревянный ящик, имеющий изнутри утепление стеклотканью и слоем минеральной ваты. К емкости нужна плотно прилегающая крышка.
  2. Устройство для нагрева электролита. Лучше всего для этой цели подойдет керамический ТЭН (трубчатый электронагреватель), который не разрушится от контакта с химическими веществами. Можно применить любой иной подходящий подогреватель.
  3. Электроды. В качестве анода при хромировании послужит свинцовая пластина, которую кладут в емкость, в роли катода выступит держащий деталь зажим. При размещении в таре деталь не должна касаться ее краев.
  4. Градусник со значениями до +100 градусов Цельсия.

Профессионалы применяют для хромирования специальное оборудование — ванны, электроустановки, мойки и сушки, системы вентиляции. Даже при использовании «домашних аналогов» в емкости будут происходить те же химические процессы, поэтому результат будет приближен к промышленному.

Источник питания

Для нанесения хрома потребуется верно выбранный элемент питания. Годится заземленный источник постоянного тока, напряжение которого регулируется в пределах 1,5 – 12 В, максимальный ток — 20 А. Чтобы отрегулировать мощность, источник должен быть снабжен реостатом.

Состав и метод подготовки электролитов

Для осаждения хрома потребуется вскипятить и охладить воду либо купить дистиллированную. На каждый литр воды берут 250 г хромового ангидрида, 2 – 2,5 г серной кислоты. Удельная плотность последней должна составлять 1,84 г/куб. см.

Способ приготовления электролита для хромирования таков:

  1. Наполнить емкость водой на ½. Температура жидкости должна составить + 60 градусов.
  2. Осторожно насыпать хромовый ангидрид, перемешать до растворения.
  3. Влить воду до заполнения ванны.
  4. Добавить кислоту.
  5. Выдержать электролит 3,5 часа под действием номинального тока, что поможет выровнять плотность.

В результате цвет жидкости должен стать темно-коричневым. После она отстаивается 24 часа в прохладном помещении, затем используется по назначению.

Подготовка поверхности

От тщательности подготовительных мероприятий будет зависеть срок эксплуатации готового покрытия и его внешний вид. Вначале деталь нужно очистить, помыть, удалить любые загрязнители. Для более качественного очищения можно воспользоваться наждачкой с мелким зерном или шлифовальной машинкой. Важно, чтобы краска, лак, ржавчина были полностью удалены.

После чистки деталь следует обезжирить. Берут кальцинированную воду (50 г кальцинированной воды разводят в литре воды), добавляют 150 г гидроокиси натрия, 5 г силикатного клея. Количество раствора можно при необходимости увеличить, сохраняя пропорции. Все компоненты нагревают до +90 градусов, выдерживают в средстве деталь 20 минут. Время можно увеличить до 1 часа, если изделие сильно загрязнено.

Хромирование

Процесс хромирования прост, протекает согласно следующим этапам:

  1. Подогреть готовый, отстоявшийся электролит до +52 градусов, после держать такую температуру постоянно.
  2. В емкость, где уже установлены анод и катод, положить деталь, подогреть до получения указанной температуры.
  3. Подать напряжение, выдержать изделие 20 – 60 минут в зависимости от формы, типа изгибов.
  4. Достать изделие, промыть дистиллированной водой.
  5. Посушить деталь не менее 3 часов, полностью исключив загрязнение, касание руками.

Хромирование пластмассовых изделий проводится с еще большей осторожностью. Выделяющиеся пары очень токсичны, поэтому металлизировать пластик в жилых помещениях запрещено.

В процессе применяется гальваническая кисть со щетиной 25 мм диаметром, которую обматывают свинцовым проводом. Кисть крепят на торец сосуда, в котором налит электролит. Со второго конца закрепляют диод, в цепи применяют понижающий трансформатор. Плюс трансформатора направляют на анод диода, щетиновую обмотку соединяют с катодом. Равномерно наносят раствор на деталь, проходя по каждой зоне около 20 раз. Затем изделие сушат 3 часа.

5 Выводы по теме публикации

Какой бы вы способ хромирования ни выбрали, имейте в виду, что все химические реакции сопровождаются большим количеством побочных продуктов, наносящих вред всему живому. Если процесс будет проводиться в гаражных условиях, то скоро вы заметите, как быстро возле рабочего места исчезнет вся растительность.

Для вашего организма работы по хромированию тоже не проходят бесследно. Если у вас нет уверенности в собственных умениях и знаниях в области химии и физики, то браться за такую работу не стоит. Доверьте это людям, которые имеют в наличии все необходимые инструменты и опыт выполнения работ данного вида. Это будет безопасно для здоровья и пусть немного «ударит» по кошельку, зато вы будете уверены в качестве нанесенного покрытия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector