Хром на пластик в домашних условиях. Хромирование без профессиональных навыков

Молодые водители стремятся часто придать эффектный вид своему любимому транспортному средству. Различные обвесы или установка дополнительного светового оборудования вынуждают считаться с правилами дорожного движения. К более мягким и лояльным способам относятся небольшие рисунки с помощью аэрографии или хромированные вставки.

Активными участниками процесса установки блестящих элементов являются владельцы двухколесных аппаратов, но и водители автомобилей от них не отстают. Для того чтобы применять хромирование в домашних условиях необходимо знать основы химии и физики, а также иметь достаточное количество опасных реагентов. Этот способ украшения собственного авто подойдет для аккуратных и осторожных автовладельцев.

Гальванические операции связаны с вредными испарениями, поэтому перед проведением работ необходимо позаботиться о помещении, в котором предполагается заниматься покрытием. Даже если понадобится обрабатывать небольшие по объему и площади детали, то жилая кухня или проходной коридор не подойдут. Хромирование деталей в домашних условиях вряд ли будет в таком случае безопасным, поэтому помещение должно быть обособленное и нежилое.

Кроме выбора места обработки соблюдаем основы техники безопасности и подготавливаем рабочую зону:

вентиляция монтируется принудительная, так как естественной вытяжки для процедуры недостаточно;
оператор экипируется в защитную форму, состоящую из респиратора или лепестка, фартука из плотного материала и резиновых перчаток, предохраняющих от химических ожогов;
проводится работа для подготовки утилизации вредных химостатков.

Емкость для обработки

Химическое хромирование в домашних условиях невозможно без использования безопасных емкостей. Также необходимы материалы для изготовления системы нанесения покрытия.

Компоновка схемы включает в себя такие элементы:

стеклянная емкость (банка или колба 3-5 л) для работы с мелкими элементами;
наружная неметаллическая емкость (резервуар), наполненная водой;
обеспечение качественного результата достигается в теплоизолированном контейнере, который часто наполняют песком, а внутренний резервуар обматывают стекловатой;
понадобится контактный термометр для контроля температуры;
в емкость опускается ТЕН или другой нагреватель;
верхняя часть системы блокируется неметаллической герметичной крышкой.

Схема самодельного аппарата для хромарования

Процесс гальваники подразумевает наличие электродов. Отрицательный катод («-») соединяем с обрабатываемой деталью и опускаем в емкость. Положительный катод («+») соединяем с медным или свинцовым стержнем либо пластиной. Для того чтобы хромирование своими руками деталей проходило быстрее и не нужно было долго накручивать провода на заготовку, многие умельцы используют защипы типа «крокодил». С быстрыми креплениями легче подвешивать в емкости любые детальки.

Нужно знать, что опускать на дно обрабатываемые изделия во время процесса ни в коем случае не рекомендуется, так как на стороне, соприкасающейся со стенками или дном, блестящей поверхности не образуется.

Электропитание

Технология изготовления требует источника питания постоянного тока. Желательно, чтобы у него была возможность регулировки силы тока. Если в конструкции такой функции не предусмотрено, то в цепь можно включить простой реостат. Провода подбираются с сечением не менее 2,5 мм 2 . Допускается использование в процессе хромирования терморегулятора, который может заменить контактный термометр.

Операции с электролитом

Состав электролита может отличаться. Его предварительно корректируют в зависимости от задач, которые будет выполнять обработанная деталь. Когда элемент декора не предполагается использовать снаружи, а также на него не будут воздействовать внешние нагрузки, то большинство начинающих гальваников обходятся таким составом:

0,400 кг хромового ангидрида;
0,004 кг концентрированной серной кислоты;
1 кг дистиллированной воды.

Обработка небольших деталей

Для рабочей емкости обеспечивается температурный режим из интервала 25-65 С. Расчетная величина плотности тока должна не выходить за пределы 20-50 А/дм 2 .

Нужно знать, что для раствора подойдет и обычная водопроводная вода, которую необходимо длительно прокипятить и дать ей отстояться.

Наружные элементы, хромируемые в домашних условиях, обрабатываются в растворе с отличающейся концентрацией. Он обеспечит большую устойчивость к воздействию агрессивной внешней среды:

0,250 кг хромовый ангидрид;
0,0025 кг концентрированная серная кислота;
1 кг дистиллированной воды.

Самодельный аппарат для хромирования

Термические условия выдерживаются такие же, как и во время предыдущей обработки. Слой нанесенного хрома удержится дольше и будет более устойчив даже к царапанию о металлические поверхности.

Приготовление электролита проводить можно таким образом:

постепенно доводим отлитую воду около 0,5 л до температуры 70-75 С;
добавляем в дистиллят хромовый ангидрид;
растворив его, вливаем в емкость остатки воды, а затем аккуратно вносим в раствор кислоту;
получившийся состав отправляем в подготовленную емкость для хромирования;
через раствор пропускаем ток плотностью около 2 А/дм 2 для насыщения жидкости свободными ионами хрома;
процедуру насыщения завершаем после того, как раствор изменит цвет с красного на темно-коричневый;
выключаем источник питания и на сутки отставляем полученную жидкость.

Примитивное устройство для хромирования

Нужно знать, что процесс насыщения ионами хрома обычно занимает 3-4 часа при 6А на литр.

Как подготовить деталь к хромированию

Со всех поверхностей снимаются слои, закрывающие металлическую основу обрабатываемой детали. Лакокрасочные слои убираются с помощью наждачной бумаги. Не стоит использовать крупнозернистую наждачку, так как она оставляет часто заметные борозды, неубираемые с помощью гальваники.

Восстановление покрытия на хромированных деталях

В редких случаях можно обойтись лишь одним растворителем типа уайт-спиритом или бензином, приходится создавать многокомпонентные растворы. Один из рецептов очистителя перед хромированием:

кальцинированная сода – 50 г;
силикатный клей – 5 г;
едкий натр – 150 г;
вода – 1л.

Растворяем все вещества и нагреваем полученную жидкость до 80-90 С. Опускаем в нее деталь и, не доводя до кипения, удерживаем деталь внутри 30-60 минут. Время зависит от фактурности и материала старого покрытия.

Нанесение блестящего слоя

Прогреваем раствор до температуры 50-55 С, а затем подвешиваем в нем обезжиренные и очищенные заготовки. Даем некоторое врем на уравнивание температурного баланса между деталями и жидкостью. После этого запускает источник тока.

Ориентировочно процедура занимает 1-3 часа. Допускается через 40-60 минут достать какую-то деталь и попробовать соскоблить часть покрытия. Если опытным путем видно, что покрытие слабое, то операцию продлевают. Иногда небольшое увеличение силы тока даст положительный эффект. Резких изменений ждать у емкости не стоит, так как процесс длительный.

После завершения процедуры все детали тщательно промывают и высушивают. Эффективнее будет в специальной емкости, которая не будет использоваться для приготовления пищи, проварить покрытые детали, а затем высушить в печи или духовке. Печь необходимо также использовать не применяемую в приготовлении пищи.

Утилизировать остатки электролита вблизи водоемов или жилых районов ни в коем случае нельзя, так как полученная жидкость является агрессивным ядом.

Работа с пластиком

Чтобы провести хромирование пластика в домашних условиях, детали предварительно покрывают графитосодержащим лаком или графитным порошком. Излишки от нанесения должны стечь с поверхности заготовки.

На подготовленную поверхность наносят тонкий слой меди в электролите, который содержит такие компоненты:

сульфат меди 35г;
этиловый спирт 10 мл;
концентрированная серная кислота 150 г;
вода 1л.

Ток при этом используется с плотностью 0,4-0,7 А/дм 2 . На обработанную омедненную поверхность можно наносить слой блестящего хромирования.

Подготовленные специалисты для хромирования используют краскопульты с красящими тонерами типа «хром». Их можно даже наносить на неподготовленные поверхности из гипса или пластика. Такие слои уязвимы для механической обработки и не эффективны при использовании их на внешних элементах автомобиля. Подробности работы с автоматическими краскопультами можно посмотреть на видео.

Хромирование деталей – это процесс металлизации хромом с целью придания поверхности физико-механических и химических свойств и характеристик, которые отличаются от исходного материала детали. Хромирование используется с целью повышения коррозионностойкости, эрозионностойкости, механической стойкости, декоративной отделки и прочего.

Процесс хромирования деталей

Способы нанесения слоя хрома на поверхность металлизируемой детали отличаются методами схватывания (удержания) между собой. Классифицировать их можно следующим образом:

адгезионное схватывание (за счет механического воздействия);
за счет металлических связей:
1. диффузионная зона в пределах границы двух поверхностей;
2. диффузионная зона всего покрывающего слоя.

Технология хромирования подразумевает несколько этапов:

подготовительный;
процесс нанесения;
заключительный.

Подготовительный этап. На этой стадии выполняются те типы работ, которые позволят слою хрома надежно закрепиться и удерживаться на поверхности длительное время. Перед хромированием изделий они подвергаются шлифовке, а при необходимости полируются. После финишной операции изделия промываются, сушатся и протираются мягким материалом. Те поверхности (отверстия, внутренние полости), которые не подлежат металлизации, подвергаются изолированию. Детали устанавливаются (вывешиваются) на приспособлении, которое предназначено для введения деталей в зону обработки. Производится обязательный процесс обезжиривания. Выполняется декапирование, позволяющее повысить способность к адгезии.

Процесс нанесения хрома на поверхность. Технология хромирования деталей, в зависимости от метода нанесения, происходит тремя видами:

в холодном состоянии;
в нагретом состоянии;
диффузией.

Например, во время электролитического метода изделия помещаются в ванну с раствором-электролитом. Рабочая температура электролита зависит от его состава. Заданная температура должна сохраняться на протяжении всего процесса, что гарантирует однородную структуру наносимого слоя и равномерную толщину.

Металлизируемые изделия выполняют роль анода. Продолжительность процесса хромирования напрямую зависит от требуемой толщины покрытия.

После нанесения хрома изделия подвергаются сушке. Если сушку проводить в сушильном шкафу, то ее продолжительность составит 5-10 минут при температуре 85°С-100°С. Если сушку проводить методом обдува сжатым воздухом, то ее продолжительность составит 0,5-3 минут при температуре 18°С-25°С.

Для повышения прочности и твердости покрытого слоя он подвергается термической обработке. Продолжительность выдерживания в печи составляет несколько часов при температуре порядка 200°С.
Толщина покрытия, нанесенного на сталь колеблется от 0,003 мм до 0,025 мм. Если использовать изменение полярности тока (реверс), то толщину хромирования доводят до 0,03 мм.

Виды хромирования

Согласно классификации процесс металлизации, происходящий за счет механического сцепления, относится к первой группе, а за счет атомарных механических связей – ко второй группе. Вторая группа делится на две подгруппы:
2а — приграничная диффузия;
2б – полная диффузия.

В группу 1 входят следующие методы хромирования:

электротехническое покрытие;
электродуговое или газопламенное распыление (пульверизация);
химическое нанесение;
вакуумное нанесение в холодной среде.

К группе 2 относятся:

плазменное напыление;
электрофорез;
вакуумное нанесение в нагретой среде;
электротехническое покрытие с последующим отжигом;
осаждение чистого металла из соединений карбонатов в газовой среде;

диффузионное нанесение элементов.

Твердое хромирование

Твердое хромирование нашло широкое применение при изготовлении деталей, подвергающихся высокому износу, активной коррозии в агрессивных средах, при восстановлении металлических деталей, для увеличения срока эксплуатации инструментов (режущего, измерительного), а также для декоративной отделки изделий изготовленных из неметаллических материалов.

Твердое хромирование проводят следующими методами:

гальваническим (описан выше);
каталитическим, при котором хром восстанавливается на поверхности из солей аммиака и серебра;
вакуумным, при котором реагент, нанесенный на обрабатываемую поверхность диффузионную активность при отрицательном давлении;
термохимическим, который можно сравнить с цементацией изделий.

Термохимическим методом хромирование производят в карбюризаторе, состоящем из измельченного хрома и каолина в пропорции 55-45%. Для предотвращения окисления хрома при высоких температурах через ящики с деталями и карбюризатором продувают водород. Продолжительность хромирования составляет три часа. За это время толщина слоя достигает при температуре 1300°С 0,15 мм, а при температуре 1400°С 0,8 мм.

Хромирование электролизом

Хромирование электролизом заключается в легком выведении водорода по сравнению с хромом из электролита. Электролитом выступает хромовая кислота. Ванны оборудуются свинцовыми нерастворимыми анодами.

Широкое использование получил сульфатный электролит на основе хромового ангидрида с серной кислотой CrO3:H2SO4.

Концентрация раствора подбирается исходя из характера покрытия и сложности формы детали.

При невысокой температуре металлизации (не выше 35°С) хромированная поверхность имеет серый матовый оттенок. Интенсивность и плотность тока не влияет на процесс. При повышении температуры до 65°С и плотности тока поверхность получается блестящей. Дальнейшее повышение температуры и плотности тока (до 30 А/дм2) хром имеет молочный оттенок.

Также качество покрытой поверхности зависит от концентрации электролита. Хромированное покрытие, полученное при использовании концентрации до 150 г/л отличается высокой твердостью и износостойкостью. Высококонцентрированные электролиты, до 450 г/л используются для декоративных покрытий.

Гальваническое хромирование

Гальваническое хромирование — наиболее распространенный современный способ хромирования. Осуществляется двумя способами: в среде электролита и диффузионным. Электролитический способ аналогичен хромированию электролизом, они отличаются лишь режимами проведения процесса.

Диффузионный способ — это процесс насыщения поверхности при определенных условиях из нанесенных реагентов. Отделанные детали обладают: прочностью и твердостью, вязкостью и упругостью, износо-, жаро-, коррозионностойкостью.

Оборудование для хромирования

Рынок предлагает разнообразное оборудование для нанесения хромового слоя как отечественного производства, так и зарубежного. Частное зарубежное предпринимательство подвигло разработчиков на создание компактных установок, которые легко разместить в гараже или маленькой мастерской.

Непрофессиональное оборудование только имитирует качественное хромирование, качество при этом не столь хорошее. Работы проводятся в следующей последовательности:

очищение от старого покрытия;
шлифовка;
обезжиривание;
нанесение грунтовки;
нанесение хрома распылением;
сушка;
защита лаком от повреждений.

Широко на производстве используется электролитическое (гальваническое) хромирование. Для этого используются специальные ванны, электроустановки, система вентиляции, моющие и сушильные установки. При горячем способе нанесения хрома используются печи и вакуумные установки.

Но независимо от типа используемого оборудования во время процесса хромирования происходят физические и химические реакции, которые сопровождаются выделением продуктов распада.

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.

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;

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.

В настоящее время проблемы хромирования в домашних условиях стоят довольно остро. Причиной тому является довольно высокий ценник на подобные услуги со стороны специализированных мастерских. и узлов механизмов не только придает им весьма эффектный и привлекательный внешний вид, но и улучшает ряд технико-эксплуатационных показателей. Так, слой хрома, нанесенный тем или иным методом, предотвращает коррозию стали, а значит, продлевает срок полезной эксплуатации изделия. По заверению металловедов, хромирование также увеличивает показатели фрикционной износостойкости, и даже повышает усталостную прочность конструкции из металла.

Общие положения

Технология процесса довольно проста, ее элементарно можно воссоздать в домашних условиях. Хромирование - нанесение поверхностного или диффузионного слоя на изделие из стали либо пластика.

Нанести слой можно несколькими принципиально разными методами:

гальваническая ванна;
гальваническая кисть;
газопламенное напыление;
ионно-плазменные технологии.

Последние два метода являются очень энергоемкими и требуют дорогостоящего оборудования. Не подходят для обработки деталей в домашних условиях. Хромирование, полученное с использованием газопламенного напыления, гораздо более качественное. Но наилучший результат дает в тлеющем разряде вакуумной камеры, так как в этом случае атомы проникают вглубь изделия, и слой имеет очень хорошие адгезионные свойства.

Преимущества и недостатки гальванической кисти

Основным преимуществом так называемой гальванической кисти является отсутствие ограничений по габаритным размерам обрабатываемого изделия. Возможности же гальванической обработки ограничены размерами самой ванной. Хромирование в домашних условиях больших и увесистых изделий трудно реализовать на практике: потребуется большой бак, кран-балка для подъема тяжелых изделий, большой объем раствора и т. д.

Нанести слой качественно и ровно, чтобы поверхность была однородной и блестящей, сможет далеко не каждый обыватель. С такой задачей по силам справиться лишь профессионалам, которые занимаются подобными работами давно и на постоянной основе. Это является основным недостатком данного метода.

Для хромирования деталей в домашних условиях наиболее часто обустраивают простейшую гальваническую ванну.

Правила и требования техники безопасности при проведении гальванических работ

Запрещается эксплуатировать установку в помещении, в котором проживают люди. Идеальное место для организации производства - гараж или сарай на улице.

Летом, когда на улице тепло, можно обустроить мини-участок гальванической обработки прямо на улице под крышей веранды. В условиях города в многоэтажках для хромирования в домашних условиях допустимо использовать площадь балкона. При этом рама, если она имеется, должна быть открыта нараспашку, а двери и окна в квартиру должны быть закрыты.

В обязательном порядке с целью не допустить поражения электрическим током и избежать вредного воздействия химически активных элементов необходимо работать в промышленных прорезиненных перчатках для электриков. Чтобы минимизировать вредное воздействие ядовитых испарений, необходимо надеть промышленный противогаз или респиратор. Для защиты от брызг используются очки и фартук из плотной прорезиненной ткани.

Необходимый инструмент и комплектующие изделия

Для реализации гальванического хромирования в домашних условиях понадобится купить или найти следующие элементы для сборки установки:

стеклянный бак (в бытовых условиях идеальным заменителем является обычная банка для закаток объемом три литра);
ванна из неметаллического материала (хорошо подойдет для этих целей пластмассовый тазик);
теплоизоляционные материалы;
нагреватель (обычно используется спираль кипятильника);
анод (для изготовления этого элемента идеально подходит сплав свинца с сурьмой с массовой долей первого 93 %, материал довольно дефицитный, поэтому при химическом хромировании в домашних условиях наиболее часто применяется свинец технической чистоты);
катод представляет собой своеобразную клемму, которая замыкается на обрабатываемую заготовку);
ртутный лабораторный термометр;
оснастка, которая позволяет подвесить деталь в ванной;
крышка для ванной (хорошо подходит материал древесины и фанера);
преобразователь переменного тока в постоянной с возможностью регулирования сопротивления; для обеспечения протекания физико-химических процессов по всему объему банки, минимальная сила тока должна составлять 18 ампер.

При желании и соответствующей квалификации можно реализовать контролируемый процесс хромирования в домашних условиях. Технология предусматривает протекание гальванических процессов при определенной температуре (в зависимости от площади поверхности изделия, объема жидкости и т. д.) с целью получения максимального полезного эффекта и качества слоя.

Выше представлена простейшая схема установки. Цифры на ней означают: 1 - стеклянную емкость (банку), 2 - анод (или аноды), 3 - хромируемую деталь (катод), 4 - раствор электролита.

Для контроля температуры понадобится простейшая термопара и потенциометр. Подобное оборудование можно без труда найти на блошиных рынках.

Нужно ли проводить очистку поверхности изделий?

Результат процесса зависит от множества факторов. Но самое большое влияние имеет, безусловно, качество и чистота поверхности, на которую будет наноситься слой хрома. Чтобы рационально использовать время, все работы по подготовке деталей рекомендуется проводить во время подготовки и нагрева электролита. Подогрев электролита до рабочей температуры занимает не более трех часов.

Поэтому можно сказать, что очистка поверхности изделий - это очень важный этап технологического процесса. И если пренебречь им, то качество хромированного слоя будет очень плохим, и в скором времени такое покрытие начнет вздуваться и слезать.

Как правильно производить очистку поверхности

Самый лучший способ произвести очистку поверхности от жировых пятен и грязи - погрузить их в В производственных условиях так и поступают. Это весьма эффективных метод. В настоящее время можно сравнительно недорого приобрести маленькую ванну. Но подобные затраты оправдают себя лишь в том случае, если планируется регулярно и часто ставить режимы хромирования.

Обычно же люди очищают детали вручную. Да, такой метод менее производительный, и качество очистки порой тоже не такое хорошее, но все же это хорошая альтернатива приобретению ванной ультразвуковой очистки.

Считается, что лучше всего хромировать поверхности с небольшой шероховатостью. Так обеспечивается хорошее и надежное адгезионное взаимодействие материалов. Поэтому рекомендуется пройтись по детали наждачной мелкозернистой бумагой.

Моечная операция

При промывке изделия первым делом необходимо сполоснуть его в воде (желательно проточной). Это устранит грубые посторонние частицы. Следующим этапом нужно обезжирить деталь. Спирт и ацетон при высыхании оставляют незначительные потеки. Поэтому рекомендуется приготовить специальный раствор: на один литр воды добавить 150 граммов едкого натра, 50 грамм соды (кальцинированной) и 5 грамм силикатного клея.

Приготовленный раствор подогревается до температуры не менее 90 градусов по Цельсию, и в него на 20 минут помещаются детали. После извлечения из емкости с чистящим раствором изделия извлекаются и просушиваются, затем можно проводить дальнейшие технологические операции.

Приготовление электролита

Подготовить раствор электролита можно без проблем и в домашних условиях. Хромирование протекает в растворе серной кислоты и хромового ангидрита в воде. Такой раствор носит название электролита. Концентрация серной кислоты - приблизительно 3 грамма на литр воды, хромового ангидрида - около 300 граммов.

К чистоте воды также предъявляются особые требования. Обычная водопроводная вода здесь непригодна: из-за большой концентрации примесей процесс будет протекать непредсказуемо, а результат будет очень плохого качества. Таким образом, для приготовления раствора нужно купить дистиллированную воду в достаточном количестве.

Перед добавлением компонентом раствора воду необходимо подогреть до 60 градусов по Цельсию. Это дает гарантию полного растворения всех компонентов и получения качественного электролита для хромирования в домашних условиях. Гальваника - это та отрасль науки и техники, которая требует предельного внимания и точности от исполнителя и руководителя работ. Хромовый ангидрид - очень токсичное и опасное соединение. Поэтому с ним можно работать только в хорошо проветриваемых местах. Лучше всего использовать шкаф для химических реактивов с мощной вытяжкой. Если серьезно подойти к делу, то такой шкаф можно и нужно смастерить своими руками. Хромирование в домашних условиях должно выполняться в строгом соответствии со всеми требованиями и правилами безопасности.

Подготовка электролита к работе

Перед погружением в электролит изделия, необходимо пропустить ток через раствор «вхолостую». В том случае, если все параметры системы были просчитаны правильно, и ток подобран нужной величины, раствор должен приобрести темно-коричневый оттенок. Общая рекомендация такова: чтобы обеспечить протекание процесса по всему объему электролита, необходим ток величиной шесть с половиной ампер на один литр жидкости. Ток пропускается в течение 4 часов.

После того как жидкость потемнела, ей необходимо отстояться. Поэтому в течение как минимум одних суток ванну нельзя трогать.

Гальваническое хромирование

Предварительно необходимо сообщить температуру рабочей среде (электролиту) 53 градуса по Цельсию. Это обеспечит наиболее выгодные условия для протекания всех процессов.

Затем необходимо подвесить изделия на опору так, чтобы оно полностью окуналось в электролит. Необходимо выждать некоторое время (минут 5-10) для того, чтобы температура между электролитом и изделием уравнялась.

Как только выявлены закономерности образования слоя и его зависимости от времени подачи напряжение, состава электролита и т.д., можно приступать к массовому изготовлению изделий.

Особенности хромирования пластика своими руками в домашних условиях

Использовать гальваническую ванную при нанесении покрытий на изделия из пластика не представляется возможным ввиду того, что пластмасса является диэлектриком (за исключением специальных материалов, разработанных для специфических задач) и не проводит ток, а значит, не может выступать в роли катода в электрической схеме.

Поэтому изделия из пластмасс покрывают декоративным слоем хрома по совершенно другой технологии: изначально на изделие наносятся два-три слоя защитного вспомогательного покрытия, а уж затем слой хрома. И несмотря на небольшую толщину такого слоя, он служит неплохо и вполне справляется с задачами, которые были на него возложены.

Подготовка изделий из пластика к хромированию

Так же как и изделия из сталей и металлических сплавов, пластмассовые элементы конструкции также должны пройти перед хромированием хорошо вымываться и обезжириваться. Не лишней будет и обработка всех поверхностей мелкозернистой наждачной бумагой. Такой комплекс операций обеспечит надежный контакт между пластиком и наносимыми слоями металлов.

Обработка в растворе серной кислоты

Обязательным этапом подготовки к металлизации изделий из пластмасс является операция травления. Суть данной операции заключается в следующем. Подготавливается специальный раствор (60 грамм хромового ангидрида, 150 грамм ортофосфорной кислоты (преобразователь ржавчины), 560 грамм серной кислоты на один литр дистиллированной воды). Изделия погружаются в раствор на определенное время. Какое время понадобится конкретно - сказать сложно. Оно определяется опытным путем и зависит от множества факторов. Таким образом, хромирование пластика в домашних условиях не отличается повторяемостью и постоянством, и каждый новый режим может проходить со своими особенностями. Немаловажный момент: до погружения в ванну пластмассовых изделий температура среды должна достигать не менее 50 градусов по Цельсию.

Лишь после проведения всех указанных операций можно приступать к нанесению металлического покрытия.

Технологические операции при ремонте (восстановлении) деталей хромированием выполняют в следующей последовательности.

Механическая обработка. Поверхности деталей, подлежащие хромированию, шлифуют до выведения следов износа и получения необходимой геометрической формы.

Промывка деталей в органических растворителях и протирка ветошью. В качестве растворителей применяют бензин, керосин, трихлорэтан, бензол и др.

Монтаж деталей на подвеску. Необходимо следить, чтобы детали одинаково отстояли от поверхности анода. Ванну следует загружать однородными деталями, укрепленными на одинаковых подвесках. Подвески и контакты должны быть изготовлены из одинаковых материалов. Контактные крючки рекомендуется изготавливать из бронзы и меди. В качестве материала для подвесок, применяют сталь, сечения подвесок рассчитывают, исходя из плотности тока 0,7… 1,0 А/мм2. Ежедневно аноды очищают от окислов и налета электролита.

Температура электролита - 60… 70°, плотность тока - 5….15 А/дм2. Время выдержки на катоде - 2… 3 мин, а на аноде - 1…2 мин. После обезжиривания детали сначала промывают горячей водой (60… 80°), а затем холодной. Обезжиривание считается законченным, если после промывки вода равномерно смачивает поверхность. После обезжиривания производится изоляция1 поверхностей, не подлежащих хромированию. Для изоляции можно применять перхлорвиниловый лак, лак АК-20, целлулоид, винипласт, плексиглас, хлорвиниловые трубки или хлорвиниловую» изоляционную ленту.

Декапирование - это процесс обработки деталей в хромовом* электролите, состоящем из 100 г хромового ангидрида (СгОз) и 2…3 г серной кислоты (H&SO4) на 1 л воды.

Декапирование (травление) стальных деталей проводят в течение 30… 90 с при плотности тока 25… 40 А/дм2. А для деталей из серого чугуна лучшие результаты, в смысле прочности сцепления , достигаются при плотности тока 20… 25 А/дм2 и продолжителыюсти декапирования 25… 30 сек. Температура электролита во всех случаях должна быть 55… 60 °С.

Процесс хромирования. После анодного декапирования детали загружают в ванну хромирования и прогревают их при выключенном токе в течение 5… 6 мин, а затем дают полный ток согласно режиму хромирования. При хромировании чугунных деталей вначале в течение 3… 5 мин дают «толчок тока» при плотности, в 2…2,5 раза превышающей выбранную по режиму. Колебания температуры электролита могут быть в пределах ±1 °С. Не допускаются перерывы тока в процессе электролиза, так как они вызывают отслаивание хромового покрытия. Продолжить процесс после перерыва тока можно, если хромируемую поверхность подвергнуть анодному травлению при плотности тока 25… 30 А/дм2 в течение 30… 40 с, а затем изменить направление тока. В этом случае осаждение хрома следует начинать при катодной плотности тока 20… 25 А/дм2 и постепенно увеличивать до нормальной.

Аноды для хромирования изготавливают из чистого свинца или сплава, состоящего из 92…93% свинца и 7… 8% сурьмы. Аноды из чистого свинца в большей степени покрываются нерастворимой и непроводящей пленкой хромовокислого свинца, чем аноды из сплава свинца и сурьмы. В большинстве случаев аноды изготавливают плоскими и цилиндрическими. При хромировании деталей сложной конфигурации очертания анода определяются формой катода. Расстояние между анодами и деталями рекомендуется делать 30… 35 мм, но не более 50 мм. Расстояние деталей от днища ванны должно составлять не менее 100… 150 мм, а от верхнего уровня электролита - не менее 50… 80 мм. Уровень электролита должен быть ниже верхних кромок ванны на 100…150 мм. При завешивании деталей в ванну необходимо, чтобы все участки анодов были одинаково удалены от противоположных участков катода. При этом толщина слоя хрома откладывается равномерно по всей поверхности детали.

Глубина погружения анодов и деталей (катодов) в ванну должна быть одинаковой, так как при различной глубине на краях хромируемых деталей образуются утолщения, искажающие форму. Скорость осаждения слоя хрома при плотности тока 40… 100 А/дм2 составляет 0,03… 0,06 мм/ч.

По окончании процесса хромирования детали выгружают из ванны и вместе с подвесками промывают в холодной воде (в сборнике электролита) 15… 20 с. Окончательно детали моют в холодной проточной воде.

Обработка после покрытия. Промытые и очищенные от изоляции детали иногда подвергают термической обработке при температуре 150-200°С в течение 2…3 ч, а затем механической.

Для шлифования применяют круги мягкие или средней твердости с размером зерна от 60 до 120. Шлифование ведут при интенсивном охлаждении жидкостью и при скорости круга 20…30.м/с и выше. Скорость вращения детали-12…20 м/мин.

Режимы электролиза. Процесс осаждения хрома и свойства хромовых покрытий зависят от режима, при котором осаждается хром на поверхности металла, т. е. от катодной плотности тока и температуры электролита. Наиболее ясное представление о примерных границах режимов электролиза, обеспечивающих получение серого, блестящего и молочного осадков хрома, дает диаграмма плотности тока и температуры (DK-t), изображенная на рисунке 19.

Серый осадок хрома появляется на катоде при низких температурах электролиза (35…50 °С) и широком диапазоне плотностей тока. Осадки блестящего* хрома обладают высокой твердостью (6000… 9000 Н/мм2), высокой износостойкостью и меньшей хрупкостью.

Рис. 19. Зоны хромовых осадков.

Молочный хром получается при более высоких температурах, электролита (выше 70 °С) и широком интервале плотностей тока. Молочные осадки отличаются пониженной твердостью (4400..-6000 Н/мм2), пластичностью и повышенной коррозионной стойкостью.

Пористое хромирование. Пористое хромирование применяется при ремонте деталей, работающих на трение в паре с различными металлами и сплавами при высоких удельных давлениях и окружных скоростях или при повышенных температурах. К таким деталям относятся гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, коленчатые валы и др.

Пористые хромовые покрытия можно получать механическим, химическим и электрохимическим способами.

При механическом способе на поверхность детали до хромирования наносят углубления в виде пор или каналов. Такую подготовку обеспечивают накаткой специальным роликом, дробеструйной обработкой и другими способами. После хромирования воспроизводятся неровности, полученные при подготовке.

Химическим способом получают пористость путем травления поверхности в соляной кислоте.

Наибольшее распространение получил электрохимический способ получения пористого хрома. Этот способ заключается в анодной обработке хромированных деталей в электролите того же состава. В зависимости от режимов хромирования пористость хромовых покрытий бывает двух типов - канальчатая и точечная.. При ремонте гильз цилиндров, втулок , коленчатых валов и подобных им деталей применяется канальчатый тип пористости. Такук> пористость и наименьший износ в условиях трения можно получить при хромировании в электролите, состоящем из 250 г Сг03 и 2,5 г H2S04 на 1 л воды, при температуре электролита ¦60+1 °С и катодной плотности тока 55… 60 А/дм2. Травление ведут при плотности анодного тока 35 …45 А/дм2 в течение 8 мин в том же электролите.

Точечная пористость образуется при хромировании в универсальном электролите при плотности тока 45… 55 А/дм2 и температуре 50… 55 °С. Анодную обработку проводят так же, как и при канальчатой пористости, т. е. при плотности тока 35… 45 А/дм2 в течение 8 мин.

Хромирование в саморегулирующемся электролите. В последнее время разработан новый хромовый электролит, называемый скоростным саморегулирующимся, его состав: хромовый’ ангидрид - 225… 300 г/л, кремнефтористый калий - 20 г/л и сернокислый стронций - 6 г/л.

В таком электролите выход по току при хромировании составляет 17… 22%. Саморегулирующимся он назван потому, что при электролизе в нем автоматически поддерживается необходимая концентрация анионов, вводимых в хромовый электролит. Это происходит в результате избыточного количества труднорастворимых солей кремнефтористого калия и сернокислого стронция, растворимость которых изменяется в зависимости от концентрации хромового ангидрида и температуры электролита.

Чтобы получить износостойкое покрытие в саморегулирующемся электролите, рекомендуют соблюдать следующие режимы хромирования: плотность тока 50… 100 А/дм2, температура электролита 45… 55°С. Молочные осадки можно получить при температуре электролита 55… 70 °С и плотности тока 20… 35 А/дм2. Микротвердость покрытий из саморегулирующегося электролита составляет 3000… 13 000 Н/мм2.

Недостаток такого электролита - сильное взаимодействие его со сталью и другими металлами, в результате чего происходит растравливание обрабатываемых поверхностей. Поэтому загружать детали в ванну необходимо только при включенном токе. Аноды для хромирования в саморегулирующемся электролите рекомендуется применять из сплава: 90% свинца и 10% гост олово . Чтобы приготовить саморегулирующийся электролит, в ванне хромирования растворяют нужное количество хромового ангидрида и доливают воду до рабочего уровня. Предварительно хромовый ангидрид подвергают анализу на содержание серной кислоты, которую удаляют из электролита путем добавления в него углекислого бария или стронция. На 1 г серной кислоты вводят 2,2… 2,3 г углекислого бария или 1,53 г углекислого стронция. После осаждения серной кислоты в электролит вводят нужное количество сернокислого стронция и кремнефтористого калия и нагревают до температуры 50…60°С. Нагревание длится 15… 16ч при периодическом перемешивании через каждые 2… 3 ч. После этого электролит готов к эксплуатации.

Корректируют электролит путем систематического добавления хромового ангидрида. Вместе с хромовым ангидридом вводят углекислый стронций. Кремнефторид калия и сернокислый стронций в количестве 1 г/л добавляют, когда поверхность отхромированных деталей приближается к 1 м2.

Контроль хромовых покрытий. В производственных условиях качество покрытий следует проверять внешним осмотром и замером размеров хромированных поверхностей. При внешнем осмотре необходимо обращать внимание на блеск, отслоение и плотность осадка, равномерность и отсутствие шелушения и другие видимые дефекты . Дефекты покрытий получаются в результате неисправностей в работе ванн хромирования, например отслаивание покрытия возникает в результате недостаточного обезжиривания и декапирования, а также при наличии перерывов тока в процессе хромирования. Шелушение осадков появляется при недостаточном контакте детали с подвеской или при повышенной плотности тока. Неравномерное покрытие может быть при образовании пленки хроматов свинца на анодах, недостатке серной кислоты, избытке трехвалентного хрома. Во избежание перечисленных выше дефектов, необходимо откорректировать электролит и устранить другие неполадки в работе ванн хромирования.

Оборудование. Схема расположения оборудования участка восстановления деталей хромированием приведена на рисунке 20.

Источники тока - выпрямители с напряжением 12 В ВАКГ-12/6-3000, ВАГГ-12/600М, ВАС-600/300 и другие, а также низковольтные генераторы АНД 500/250, 750/375, 1000/500, 1500/750. Ванны для гальванического участка изготавливают из листовой стали толщиной 4… 5 мм. Облицовка для ванн промывки и обезжиривания не требуется. Внутреннюю поверхность ванны хромирования облицовывают свинцом.

Рис. 20. Расположение оборудования
на участке восстановления
деталей хромированием:
1 - выпрямитель; 2 - электрощитг;
3 - ванна для электрохимического обезжиривания;
4 - ванна для горячей промывки;
5 - ванна для холодной промывки;
6 - ванна для декапирования;
7 - ванна для хромирования;
8 - ванна для улавливания электролита;
9 - шкаф сушильный; 10- стеллаж ремфонда;
11 - электротельфер;
12 - сборник-нейтрализатор;
13 - стол для монтажа и демонтажа.

Материалы. Ориентировочный расход материалов в граммах на 1 дм2 восстановленной поверхности для средней толщины покрытия 0,1 мм при хромировании в универсальном электролите приведен в таблице 13.

Себестоимость восстановления 1 дм2 поверхности хромированием в универсальном электролите при толщине покрытия 0,1 мм ориентировочно составляет 44,8 коп., 0,2 мм - 52,0 коп., 0,3 мм--58,6 коп.

Электролитическое железо имеет светло-серый цвет, обладает достаточно высокой твердостью и износостойкостью. Химический состав электролитического железа зависит от состава исходных материалов, используемых при электролизе.

При обычном осаждении с применением стальных растворимых анодов содержание примесей в покрытиях находится в пределах: 0,035 …0,06% С; 0,03 …0,05% S; 0,05 …0,01% Р, 0,0009… 0,023% Si; до 0,01% Мп.

В электролитических осадках железа имеются также примеси таких металлов, как Mg, Со, Ni и другие, обусловленные содержанием этих металлов в анодах и электролитах. Кроме этого, электролитическое железо содержит значительное количество водорода, выделяющегося на катоде вместе с железом. Атомный вес железа 55,85 г. Электрохимический эквивалент 1,042 г/А-ч.

Составы электролитов. На ремонтных предприятиях наибольшее распространение для железнения получили горячие хлористые электролиты, состоящие из двух компонентов: хлористого железа и соляной кислоты. В ремонтной практике чаще всего применяют четыре вида хлористых электролитов, отличающихся концентрацией железа.

Малоконцентрированный электролит содержит 200 …250 г/л хлористого железа (FeCl2-4H20). При температуре 60… 80 °С и плотности тока 30… 50 А/дм2 электролит обеспечивает получение плотных, гладких мелкозернистых осадков железа с твердостью 4500… 6500 Н/мм2, толщиной 1,0… 1,5 мм. Выход железа по току составляет 85… 95%. Скорость осаждения железа равна 0,4… 0,5 мм/ч на сторону. Электролит допускает колебание кислотности при электролизе от 0,8 до 1,5 г/л, которое незначительно отражается на механических свойствах покрытий. Недостатком этого электролита является постепенное увеличение концентрации железа в процессе электролиза в результате несоответствия между скоростью растворения анодов и скоростью осаждения железа на катоде, что вызывает затруднения при обслуживании ванны железнения.

Среднеконцентрированный электролит оптимальной концентрации содержит 300…350 г/л хлористого железа (FeCl2-4H20). Катодный выход железа из этого электролита при температуре 75 °С и плотности тока 40 А/дм2 составляет 96%. В этом электролите анодные и катодные выходы железа по току становятся примерно одинаковыми, концентрация железа остается почти неизменной и электролит длительное время по концентрации железа не требует корректировки. В настоящее время этот электролит нашел широкое применение на ремонтных предприятиях.

Среднеконцентрированный электролит содержит 400 …450 г/л хлористого железа. Электролит используется для восстановления деталей, имеющих достаточно высокие износы и сравнительно невысокую твердость. Электролит дает возможность получать гладкие плотные покрытия толщиной до 2 мм и твердостью 2500… 4500 Н/мм2. Электролит также находит применение для восстановления посадочных отверстий в корпусных, деталях.

Высококонцентрированный электролит содержит 600… 680 г/л хлористого железа. Электролит при температуре 95… 105°С и плотности тока 5…20 А/дм2 позволяет получать мягкие (120… 200 кг/мм2), вязкие покрытия толщиной 3… 5 мм..

За последнее время разработаны холодные электролиты, позволяющие применять более высокие плотности тока и обеспечивающие высокую производительность процесса.

Хлористый марганец МпС12-4Н20 Аскорбиновая кислота Двухлористое железо FeCl2-4H20 Хлористый марганец МпС12-4Н20 Хлористый калий КС1 (или) NaCl Аскорбиновая кислота Двухлористое железо FeCl2*4H20 Сернокислое железо FeS04*7H20 Двухлористое железо FeCl2-4H20 Метилсульфатное железо Fe (CH3OSO3) 2*4Н20

Хлористые электролиты без добавок, приведенные в таблице* позволяют получать качественные износостойкие покрытия толщиной 0,6… 1,0 мм и обеспечивать восстановление широкой номенклатуры изношенных деталей до нормальной работоспособности и номинальных размеров. Электролит, в состав которого» входят двухлористое железо и йодистый калий, обеспечивает по-пучение качественных осадков, железа’ при условии применения асимметричного переменного тока.

Присутствие аскорбиновой кислоты в электролитах позволяет вести электролиз в широких пределах значений pH от 1,8 до 6,0, что значительно упрощает регулирование кислотности электролита. Электролит, состоящий из двухлористого железа и метил-сульфатного железа, по сравнению с хлористым менее агрессивен и более устойчив к окислению. Покрытия, полученные из этого электролита, имеют меньшее количество трещин, обладают более равномерной структурой.

Приготовление и корректирование электролита. Для приготовления хлористого электролита используют двухлористое железо (Fe€l2-4H20).

Соляная кислота (НС1) применяется в виде водного раствора разной концентрации с плотностью от 1,14 до 1,20. Приготовление электролита производится в следующем порядке. В ванну заливают проточную или дистиллированную воду комнатной температуры и добавляют соляную кислоту из расчета 0,5 г/л воды. В подкисленную воду засыпают двухлористое железо, выдерживая требуемую концентрацию, и перемешивают до полного растворения. После растворения двухлористого железа электролит должен отстояться в течение 1 … 2 ч, пока не примет светло-зеленый цвет. Затем электролит проверяют на кислотность. Нормальная кислотность должна быть pH 0,8… 1,2. При необходимости добавляют недостающее количество кислоты в соответствии с ее плотностью, приведенной ниже.

Плотность кислоты, г/см3 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 1,20 Количество кислоты, г/л 20 19 18 17 16 15 14 Количество кислоты, см*/л……. 18 16,6 15,5 14,6 13,6 12,6 11,6

Приготовленный таким образом электролит следует проработать током при плотности 30 А/дм2 и соотношение поверхностей анодов и катодов Sa: SK = 2: 1 в течение двух часов.

Удельный вес электролита (плотность) г/см8 1,12 1,15 1,17 1,20 1,23 1,26 1,29 1,32 1,35
Концентрация железа, г/л … 200 260 300 350 400 450 500 550 600.
Контроль кислотности электролита можно осуществлять с помощью индикаторной бумаги «Рифан» с pH 0,3 …2,2 или потенциометров ЛПУ-01, ЛПМ-60.

Научившись самостоятельному хромированию, можно не только сделать свой автомобиль или мотоцикл более презентабельным, но и изготовить стильные вещицы - дверные ручки, крепежи для карнизов, подставки, кашпо и бра, которые послужат превосходными элементами для украшения интерьера жилища.

Процесс гальванизации основывается на нанесении на поверхность детали слоя металла с помощью электролита . При этом могут преследоваться сразу две цели - защита и декорирование. Соответственно, хромирование предполагает, что на покрытие с помощью электротока будет осаждаться особый слой хрома.

Данный процесс может осуществляться несколькими способами:

Выбор помещения

Осуществлять хромирование следует в хорошо вентилируемом нежилом помещении . Идеальный вариант - автомобильный гараж. Летом можно работать и прямо на улице под брезентовым навесом. Такие меры носят обязательный характер, иначе здоровью исполнителя может угрожать опасность из-за токсичных и ядовитых испарений вещества.

Для домашнего хромирования с помощью ванны следует подготовить следующие инструменты и материалы:

Средства защиты

Необходимо обзавестись и защитными средствами - плотные резиновые перчатки и качественный респиратор. Одежду можно укрыть фартуком из прорезиненого материала.

Чтобы сделать хромирование в домашних условиях с помощью специальной гальванической кисточки , можно воспользоваться следующей схемой действий:

При использовании любого способа пригодится компрессор или хороший пылесос для удаления пыли.

Приготовление электролита

Для расчета объема ингредиентов электролита следует придерживаться следующих соотношений , измеряемых в граммах, на один литр чистой воды:

Ангидрид хрома - 250 гр;
Серная кислота - 2,5 гр.

Сосуд из стекла наполняют наполовину отстоявшейся и прокипяченной водой, температура которой должна быть примерно 60 градусов. Затем в емкость помещают хромовый ангидрид. Раствор мешают до растворения вещества, после чего аккуратно наливают в него серную кислоту.

Затем состав нужно выдержать под током в течение трех с половиной часов. Если расчеты произведены верно, то электролит станет темно-коричневым. Обесточив состав, его нужно оставить на одни сутки в каком-нибудь прохладном и темном месте.

Подготовка детали

Перед тем как делать хромирование своими руками в домашних условиях, ее нужно подготовить. С поверхностей, которые подлежат обработке, следует предварительно удалить ржавчину, лак, грязь и краску. После завершения зачистки можно приступать к обезжириванию.

Эксперты обращают внимание на то, что бензин и уайт-спирит нежелательно применять для этой цели, потому что эти составы негативно скажутся на обработке. Лучше использовать специальную смесь на основе едкого натра, кальцинированной соды и силикатного клея. Раствор нужно нагреть до 90 градусов Цельсия и опустить в него деталь примерно на полчаса. Если элемент обладает сложной конфигурацией, то можно увеличить время выдержки.

Хромирование - это довольно трудоемкий процесс для самостоятельного выполнения, потому идеальный результат получается не во всех случаях. Для того чтобы предотвратить ошибки перед, тем как хромировать металл в домашних условиях, следует узнать о причинах, которые могут обуславливать дефекты.

К ним относятся:

Недостаточный или чрезмерный нагрев электролита может привести к неравномерному блеску обработанной поверхности. Если же блеска нет вообще, то причина, возможно, в неверно рассчитанной концентрации ангидрида.

Если покрытие получилось недостаточно равномерным, то при работе на заготовку подавался слишком сильный ток. Если покрытие очень мягкое, то электролит нагревался слишком сильно.

На эти факторы нужно обратить внимание, чтобы предотвратить возникновение дефектов при хромировании. Лишь в этом случае хромирование деталей своими руками пройдет без проблем.