Гальваническое покрытие хромом (хромирование)

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.

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:

Возьмите 1 литр чистой воды, добавьте туда 50 кальцинированной соды, 150 г гидроксида натрия и 5 г силикатного клея, хорошенько перемешайте смесь.
Поставьте емкость с полученной смесью на плиту, нагрейте смесь до температуры 90 градусов, поместите туда деталь на 20-30 минут.
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).

Катодно-механическое хромирование (гальвано-хонингование).

Анализ современных литературных источников, освещающих вопросы интенсификации процессов хромирования, а также современных российских технологий хромирования показал, что наносить блестящие хромовые покрытия на цилиндрические детали или детали типа «шток» из стандартного сульфатного электролита при плотностях тока 3000-6000 А/м2 и температурах электролита 45-70 °C позволяет технология  катодно-механического хромирования (КМХ) или гальвано-хонингования. Данная технология разработана специалистами ФГУП «ЦНИИМ» (г. Санкт-Петербург).

Технология КМХ предполагает хромирование цилиндрических деталей с одновременным механическим (абразивным) воздействием на катодную поверхность, то есть совмещение процесса хромирования с хонингованием или притиркой поверхности специальными полирующими элементами. По оценкам разработчиков износостойкость хромовых покрытий, полученных с применением технологии КМХ, по сравнению с покрытиями, полученными стандартным хромированием цилиндрических деталей, возрастает в 2-4 раза . Кроме того, применение катодно-механического хромирования позволяет получать толстослойные хромовые покрытия (толщиной свыше 100 мкм) с шероховатостью, соответствующей высоким классам чистоты обработки поверхности (не ниже 9 класса) без промежуточной механической обработки.

Суть процесса гальвано-хонингования — постоянная принудительная корректировка формирования поверхности в процессе хромирования полирующими элементами. Это позволяет предотвратить укрупнение неровностей с ростом толщины осадка на формируемой поверхности, предотвратить неравномерность распределения покрытия по толщине, сохранить мелкокристаллическую структуру осадка хрома (сохранение условий плоского фронта роста осадка). Другими словами, при технологии КМХ производят принудительное «выглаживание» формирующегося и растущего слоя осадка хрома на микроскопическом уровне.  

Выводы специалистов-разработчиков КМХ из анализа существующих в России основных технологий хромирования цилиндрических длинномерных деталей типа «шток» свидетельствуют о следующем:

• При стандартном хромировании цилиндрических деталей для достижения необходимого класса чистоты обработки поверхности требуется механическая доводка поверхности по хрому (на дорогостоящем оборудовании), которая, как правило, снижает эксплуатационные характеристики хромового покрытия (пригары, задиры, трещины);
• При КМХ формируется покрытие с шероховатостью, соответствующей классу чистоты обработки поверхности на 2-3 единицы выше исходной чистоты обработки подложки. При этой технологии не требуется дальнейшей механической обработки хромовых покрытий, предотвращается дендритообразование, соответственно сохраняются высокие функциональные свойства хрома.  

Технологические параметры и состав электролита стандартной технологии хромирования деталей не противоречат принципам технологии КМХ. Следует отметить, что гальвано-хонингование не является одновременным совмещением процесса хромирования и шлифовки поверхности, так как притирочные блоки постоянно перемещают по катодной поверхности, периодически выравнивая и полируя катодную поверхность, не истирая часть слоя хрома как при шлифовке.

Конец статьи

Химические средства

В домашних условиях намного проще, выгоднее и быстрее для удаления хрома использовать химические средства. Они могут быть крайне эффективными и мощными. Поэтому с их помощью активно удаляют даже толстые слои хрома с металла и пластика.

При работе с любым химическим средством нужно строго придерживаться техники безопасности, защищать кожу, слизистые и дыхательные пути. При случайном попадании веществ на кожу или слизистую следует промыть чистой водой и обратиться к врачу.

К наиболее эффективным и востребованным химическим составам для очистки хрома можно отнести:

• соляную кислоту;
• серную кислоту;
• гидроксид натрия;
• хлорное железо.

Стоит отдельно рассмотреть каждый вариант.

Соляная и серная кислота

Если ваша решётка радиатора заметно износилась, и радиатор прикрывается уже неприглядной конструкцией либо хромированный слой износился на других небольших элементах, их можно очистить соляной кислотой. А затем перекрасить или снова подвергнуть гальваническому напылению.

Для приготовления средства на основе соляной кислоты нужно приготовить 40% раствор.

Ни в коем случае не используйте соляную кислоту в чистом виде. Это губительно для пластика и металла, а также очень опасно для человека.

Приготовление раствора достаточно простое. Смешивается кислота и чистая дистиллированная вода в соотношении 1 к 3 (воды больше).

Но можно обойтись и без химических экспериментов. В продаже есть готовая жидкость, являющаяся уже полноценным раствором. Ярким примером выступает средство Крот для канализации и очистки сантехники.

Чтобы удалить хромированное напыление, нужно подготовить нейтральную ёмкость типа пластикового ведра, алюминиевой миски или контейнера, залить туда необходимое количество средства, погрузить полностью снятую деталь, и дождаться полного отслоения покрытия.

Когда хром растворится, аккуратно, используя перчатки и инструменты, извлекайте деталь, промывайте под проточной водой, дополнительно очищая элемент мыльным раствором. Затем высушите деталь.

Серная кислота используется аналогично соляной. Поэтому отдельная инструкция для неё не требуется.

Гидроксид натрия

Не стоит пугаться столь сложного названия. В действительности это обычная каустическая сода. Нет более популярной и распространённой щёлочи в мире.

Гидроксид натрия также называют едкой щёлочью. Это обусловлено тем, что она способна разъедать кожу и органические вещества. Контакт приведёт к сильнейшим ожогам.

В среднем для приготовления раствора нужно от 250 до 350 граммов каустической соды, которую перемешивают с 4 литрами воды. Чем больше толщина покрытия, тем больше гидроксида следует добавлять.

Перемешав компоненты, поместите туда хромированные детали. На отслаивание требуется достаточно много времени. Лучше оставить на ночь, и с утра посмотреть на результат.

По завершению процесса деталь следует тщательно промыть под водой, используя мыло, а затем высушить.

Важным отличием гидроксида натрия от двух кислот является то, что при использовании каустической соды нельзя использовать ёмкости из алюминия. Это спровоцирует активную химическую реакцию. Используйте тару из пластика.

Хлорное железо

Также снятие хрома с металла и пластика выполняется с помощью хлорного железа. Пользоваться хлорным железом следует аккуратно, соблюдая технику безопасности.

Здесь есть свои нюансы, как и в случае с предыдущими средствами.

Использовать хлористое железо, чтобы самостоятельно снять хром с пластика, нужно согласно инструкции. Зато хлорным железом достигается хороший результат. Здесь требуется:

• взять этот состав и горячую воду в соотношении 1 к 3;
• подготовить термостойкую пластиковую ёмкость (не используйте металл);
• залейте в тару воду;
• постепенно добавляйте небольшое количество железа, постоянно перемешивая;
• добейтесь однородности состава;
• на дне не должно быть осадка;
• поместить деталь в раствор;
• подождать около 2-3 часов минимум;
• достать деталь;
• промыть водой и мылом.

Кстати, если при погружении раствор будет иметь температуру около 60 градусов Цельсия, это существенно повысить скорость и эффективность снятия хлора.

Технология хромирования

Существуют разные способы хромирования, некоторые вполне можно применять в домашних условиях, имея соответствующее оборудование.

Гальванический метод хромирования

Гальваническое хромирование деталей — самый популярный метод, ведь все действия можно осуществить своими руками. Гальваника предполагает помещение деталей в специальный раствор с определенным составом, откуда под воздействием волн (солитонов) электрического тока атомы хрома будут осаждаться на поверхность. Имея нужный набор приспособлений для хромирования, можно самостоятельно создать высококачественное покрытие путем гальванизации.

Электролитический метод хромирования

Одна из разновидностей гальваники. При использовании электролиза трех- или шестивалентный хром придает изделию нужный «металлический» вид. При применении трехвалентного элемента основным веществом раствора выступает хромовый ангидрид. Использование шестивалентного хрома отличается от предыдущего метода наличием в составе раствора сульфата хрома.

При проведении электролитического хромирования дисков или иных деталей важно строго соблюдать пропорции компонентов. В противном случае защитный слой быстро отслоится либо на нем будут пятна, неодинаковая матовость и недостаточный глянец

Диффузионный метод хромирования

Напыление хрома производится при помощи гальванической кисти. В домашних условиях такой метод более предпочтителен, ведь мастеру не потребуется использовать ванну. Особенно рекомендуется выполнять методику для деталей из алюминия, углеродистой стали, сплавов с кремнием.

Химическое хромирование

Применение химических реактивов помогает восстановить хром из его солей. В случае использования химии электрический ток не потребуется. Обычно в качестве реагентов берут соединения фосфора, лимоннокислый натрий, уксусную ледяную кислоту, едкий натр 20 %.

Перед нанесением реагентов детали покрывают слоем меди. После окончания работ промывают заготовки в воде, сушат, полируют (изначально предметы имеют тусклый серый цвет).

Каталитический метод хромирования

Подвид химического хромирования черных или цветных металлов, предполагающий нанесение на деталь жидкости без кислот в составе. Технология безопасна для человека и помогает создать оригинальные, необычные эффекты.

Каталитическое хромирование можно применять в отношении обычных и гибких изделий (при электролизе последнее невозможно, покрытие отслоится).

Обычно в качестве реагента берется серебро в щелочном растворе аммиака, а как восстановитель — формалин или гидразин. Применение серебра делает деталь молочной с зеркальной поверхностью.

Вакуумное хромирование

Технология принадлежит к химической металлизации и имеет еще одно название — PVD-процесс. Дает конденсацию паров хрома на поверхности детали после помещения ее в специальную вакуумную камеру. В этой установке при отрицательном давлении хром нагревается до температуры испарения, потом оседая как туман на изделии.

Расчет давления, срока хромирования будет зависеть от степени износа детали, вида материала. После вакуумного хромирования толщина металлического слоя минимальная, поэтому деталь сверху покрывают специальной краской из баллончика или лакируют.

Применяют средства в порошках, состоящие из шамота, феррохрома. Методика аналогична таковой при химическом хромировании, только изделие в процессе будет подвергаться нагреванию.

Процедура восстановления хрома

Это очень утомительная и долгая операция. Например, полировка поцарапанного хрома проходит следующим образом:

1. Деталь тщательно вымывается и насухо вытирается. Здесь нельзя допустить попадание воды на обрабатываемую плоскость.
2. На подготовленную часть наноситься тонким слоем полироль (участок лучше делать небольшим).
3. Всё растирается круговыми движениями.

Не следует удалять вещество сразу полировки, рекомендуется дать ему настоятся на протяжении 10 минут. После все остатки удаляются простой салфеткой.

Таким способом устраняют только незначительные царапинки и слабый налёт. А вопрос, как восстановить сильно повреждённое хромированное покрытие застаёт многих людей врасплох. Просто для габаритных объектов применимы устройства химической металлизации. Они требуют серьёзного обслуживания и их проблематично найти в открытой продаже. Однако эффект после нанесения получается впечатляющим. При этом для работы ненужно иметь малярные навыки, и они не требуют мощного компрессора.

Процедура восстановления хрома

Можно попытаться устранить проблему восстановителем, но итог такого выбора способен огорчить. Да, плоскость сразу станет блестящей, но эффект по времени будет сильно ограниченным.

Процедура хромирования деталей

Хромирование https://npkhrom.ru/hromirovaniya/ заключается в разных вариантах нанесения хромирующего слоя, которые отличаются в зависимости от способа удержания друг с другом. Дифференцируют следующие способы:

1. Адгезионное удержание (механическое).
2. За счёт использования металлических связей, при этом различают:

• диффузию в приграничной зоне;
• диффузию по всей поверхности.

Процедура хромирования состоит из нескольких этапов:

Подготовительный. Эта стадия подразумевает выполнение таких работ, которые способствуют качественному закреплению и удержанию на обрабатываемой поверхности в течение длительного периода времени слоя хрома. Перед проведением хромирования изделие шлифуют, а при необходимости и полируют. После всех видов обработок деталь необходимо промыть, высушить и отполировать мягкой ветошью. Части деталей, которые не будут хромироваться (отверстия, полости), следует изолировать.

Далее детали закрепляются на специальных приспособлениях, на которых они помещаются в место обработки, и производится их обезжиривание. Процедура декапирования даёт возможность существенно увеличить степень адгезии.

Нанесение хромирующего слоя. Хромирование изделий возможно производить тремя способами:

• в холодном виде;
• в разогретом виде;
• при помощи диффузии.

К примеру, электролитический метод подразумевает помещение изделий в ёмкость с соответствующим раствором. При этом рабочие температурные показатели раствора находятся в прямой зависимости от его состава. При этом следят, чтобы требуемая температура поддерживалась на протяжении всей процедуры. Это является гарантией однородности структуры покрытия и его равномерности.

В этом процессе обрабатываемые детали выступают в качестве анода. Длительность проведения обработки зависит от предполагаемого диаметра покрывающего слоя. Он может варьироваться от 0,003 мм до 0,025 мм.

Заключительный. Завершающим этапом является сушка обработанных изделий. Если с этой целью применяется сушильный шкаф, то длительность процедуры при температурном режиме 85-100 градусов составляет 5-10 минут. Если для сушки применяется обдув сжатым воздухом, то потребуется всего 0,5-3 минуты (температурный режим составляет 18-25 градусов).

Повысить прочность и твёрдость полученного слоя помогает его термообработка. Для этого изделия выдерживают в печи несколько часов (температурный режим составляет 200 градусов).

Восстановление хрома

Процесс хромирования — это диффузионное насыщение хромом различных поверхностей из стали. Самостоятельно так восстанавливать хром не получится. Однако, мини‐гальваническую технологию можно освоить.

Прежде, чем начинать хромирование, деталь авто тщательно очищают и подготавливают. Наждаком убирают застарелую ржавчину, снимают заусенцы. Далее поверхность выравнивают и полируют. Остатки жира и грязь убираются растворителем. Затем элемент промывается в воде.

Далее производится восстановление хромовой поверхности. Для работы нужна тара из стекла, куда добавляют теплый электролит. К плюсовому электроду подсоединяют анод свинца 85%, олова 11%, сурьмы 4%. Все это погружают в тару.

Реакция восстановления

К минусовому электроду подсоединяют деталь. Теперь нужно только контролировать ток и напряжение. Первые 10 минут ток должен быть не больше 30 А на квадратный сантиметр. Затем — не больше 20 А.

Можно восстанавливать хром и химическим методом. Реагент с растворенным хромом растворяется в дистиллированной воде. Далее запускается реакция, в ходе которой выделяется хром и оседает на детали. Можно восстанавливать покрытие и краской, но оно получится не таким надежным, как в первых двух способах.

Плюсы и минусы различных способов нанесения зеркального хрома

Существует три основных способа создания хромового покрытия. Рассмотрим особенности подробнее.

Вакуумное напыление – процесс хромирования, осуществляемый в вакуумных установках, где металлы напыляются на пластик, металл, керамику и любые другие поверхности. Это современная, экологически чистая технология. Нанесение износостойкого слоя осуществляется низкотемпературным напылением упрочняющих покрытий.

Деталь предварительно нагревается до 400 °С, наносится хром или другой металл. Защитное декоративное хромирование применяют на небольших элементах авто для придания поверхности красивого зеркального блеска. Преимущества этой технологии заключаются в следующем:

• можно наносить хром, алюминий и другие металлы на стекло, любые виды пластика и металла;
• экологичный процесс;
• самый недорогой метод покрытия хромом.

Эта технология имеет только один недостаток: маленькие габариты обрабатываемых деталей, не больше 1 м.

Никелирование гальваническое – электрохимический способ нанесения никеля на поверхность стальных деталей, а также изделий из сплавов. Этот способ применяется для антикоррозийной защиты деталей, улучшения их прочности и износостойкости. Никелирование используется и в защитно-декоративных целях. Достоинство этой технологии – получение высококачественного твердого износостойкого покрытия. Среди недостатков гальванического метода нанесения никеля на поверхность:

• высокая стоимость оборудования;
• можно хромировать элементы размером не более 1.5м;
• токсичное производство;
• дорогое покрытие;
• можно обрабатывать только один вид пластмассы – АБС.

Гальваническое – представляет собой технологию хромирования электрохимическим способом. Металлические покрытия наносятся на пластики и металлы для придания поверхностям разнообразных свойств: защитных, антикоррозийных, антифрикционных, декоративных. При этом способе на изделия наносятся три слоя металлов в таких сочетаниях.

1. 1-й слой: медь; 2-й слой: никель; 3-й слой: хром.
2. 1-й слой: никель матовый; 2-й слой: никель блестящий; 3-й слой: хром.

Вступая в химическую реакцию, хром равномерно распределяется по поверхности конструкции или детали.

Как снять хромированное покрытие хлорным железом

Перед тем, как снять хромированное покрытие самостоятельно, автовладельцу потребуется.

Приобрести хлорид железа в магазине радиозапчастей. Количество покупаемого реагента зависит от размеров обрабатываемой поверхности. На два литра готового раствора потребуется полтора литра воды и 500 г химреактива.
Подготовить емкость требуемого объема из термостойкой пластмассы. Металлическую тару лучше не использовать. Препарат начнет вступать реакцию с материалом емкости — химическая активность подготовленного раствора уменьшится.
Надеть перчатки и респиратор. Процедуру подготовки рабочего раствора целесообразнее проводить на открытом воздухе. Образовавшиеся в результате реакции пары не повредят органам дыхания.
Нагреть воду до температуры близкой к кипению.
Вылить воду в емкость и засыпать в нее реагент

Важно: реактив засыпается в воду, а не заливается водой. По мере засыпания FeCl3 производить аккуратное перемешивание приготавливаемого раствора.
Погрузить хромированные элементы в приготовленную жидкость

Чтобы снять тонкое напыление — хватит трех часов, чтобы удалить покрытия потолще — потребуются целые сутки.
С помощью щетки удалить с поверхности деталей хлопья хромированного напыления.
Промыть элементы проточной водой и высушить. После высыхания пластмассы приступить к покраске.

Как профессионалы очищают хромированные поверхности, а затем накосят краску рассказывается в видеоролике расположенном ниже.

Ультразвуковые системы очистки

Этот метод подходит для того, чтобы снять старый изношенный хром с металла и пластика. При этом на пластмассу ультразвук воздействует не так губительно, как абразив под высоким давлением.

Принцип ультразвуковой очистки основан на воздействии ультразвуковых волн на хромированное покрытие.

Элемент кузова или салона погружают в специальную ёмкость (ванну), внутри которого находится жидкость. Это может быть обычная вода или специальный растворитель. Последний повышает эффективность ультразвука и ускоряет процесс удаления покрытия.

Покупать такую установку для личного пользования нецелесообразно. Как и пытаться собрать оборудование своими руками. Зато можно обратиться в компании, предлагающие услуги по очистке в подобных ультразвуковых ваннах. Цена сравнительно небольшая, а работа выполняется в кротчайшие сроки.