Как проводят хромирование в домашних условиях

1 Что такое хромирование

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

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

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

Оформление деталей кузова машины хромом

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

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

При соединении окиси хрома с органическими веществами (маслом, бензином, и т.п.) происходят возгорания и взрывы. Это вещество крайне опасно для здоровья и жизни, так что перед началом работ следует взвесить все «за» и «против», оценив целесообразность такого решения.

2 Оборудование для хромирования

Первое, что нужно для хромирования, отдельная от жилых помещений, хорошо проветриваемая территория. Не стоит начинать экспериментировать дома на кухне, в ванной или в других местах, не предназначенных для работы химического оборудования. Лучшим выбором будет большой гараж или мастерская, которую перед этим стоит освободить от емкостей с бензином, маслом, краской и растворителями. Также неплохо было бы оборудовать систему принудительной вентиляции. Обязательно обзаведитесь огнетушителем и продумайте вариант аварийного пожарного выхода.

Оборудование для хромирования включает:

• гальваническая ванна из пластика;
• выпрямитель с параметрами 12В/50А;
• нагреватель, устойчивый к действию кислоты;
• термометр.

Кроме гальванической ванны вам понадобятся несколько дополнительных емкостей такого же размера для промывки обрабатываемой детали. Для экономии времени и средств необходимо будет организовать отдельную гальваническую ванну для омеднения или никелирования, так как постоянно менять реактивы в одной емкости долго и нецелесообразно.

Гальванические ванны для омеднения или никелирования

Выпрямитель должен быть достаточно большой мощности, особенно если вы хотите хромировать своими руками детали средних и больших размеров. Исходите в расчетах из того, что для создания блестящей поверхности необходима плотность тока порядка 15-25 А/дм², так что обычный выпрямитель способен обеспечить нормальное проведение процесса максимум для накладок дверных ручек автомобиля либо небольших деталей внутренней отделки (ручка коробки передач, ободок корпуса магнитолы, и т.п). Большие детали - диски или бампер, покрыть хромом своими руками скорее всего не удастся, или обойдется в сумму, соизмеримую с покупкой новых запчастей.

Что касается нагревателя, то в некоторых источниках рекомендуется использовать обычный ТЭН. Хотелось бы строго предостеречь относительно данного решения, так как для хромирования требуется оборудование, устойчивое к действию кислот, ТЭН не является таким устройством, и его использование повлечет за собой, в лучшем случае, поломку электролитической ванны.

Термометр может использоваться самый обычный, с делениями от 0 до 100°С. Температура, при которой процесс протекает равномерно, составляет 47-52°С, главной задачей будет установить и поддерживать стабильными эти параметры на протяжении всего времени реакции.

3 Реактивы для электролита

Процесс хромирования осуществляется гальваническим путем. Для его проведения необходимо наличие катода, анода (обрабатываемая деталь) и электролита, в среде которого и будут происходить химические реакции. Собрать аппарат для хромирования довольно просто, особенно если до этого вы уже имели опыт создания медных или никелевых покрытий: технология похожа, отличаются только параметры среды, состав электролита и материал катода.

В качестве катода используется лист свинца или его сплава с оловом. Лучше всего, чтобы свинцовая пластина размерами была немного больше обрабатываемой детали. Катод подсоединяют к положительному электроду выпрямителя.

Анод подключают к материалу, который следует хромировать. Он должен быть «подвешен» в среде электролита таким образом, чтобы не задевать стенок, дна и ни в коем случае не касаться катода.

Хромирование материала в среде электролита

Создание электролита предполагает наличие следующих компонентов:

• хромовый ангидрид, из расчета 250 г/л электролита;
• серная кислота - 2-2.5 г/л;
• дистиллированная либо чистая, без примесей железа вода.

Перед тем, как сделать электролит, разогрейте воду до температуры 60-80°С, после чего растворите в ней хромовый ангидрид. Немного охладите смесь и тонкой струйкой добавьте необходимое количество чистой серной кислоты. Кислота должна быть не технической, а чистой и концентрированной.

Гальваническое покрытие очень чувствительно к составу электролита, поэтому на предприятиях, занимающихся хромированием, существуют целые лаборатории, которые проводят постоянный контроль над стабильностью состояния реактивов. При хромировании своими руками придется обойтись без помощи химиков и технологов, но если обрабатываемых деталей немного, то состав электролита должен измениться некритично.

4 Подготовка поверхности и как протекает металлизация хромом

Самостоятельная металлизация хромом невозможна произвести без правильной подготовки поверхности изделия. Для начала нужно создать медную или никелевую подложку, так как хром не ляжет на поверхность стали, алюминия или любого другого металла. Омеднение или никелировка производятся в гальванической ванне, катодом при этом выступает соответственно металлическая медь или никель, электролитом - раствор серной кислоты и медного купороса или солей никеля. После завершения подготовки изделие тщательно шлифуют и полируют, стараясь не повредить при этом тонкий слой подложки, обезжиривают и сушат.

Самостоятельная металлизация хромом

Самостоятельное хромирование должно проходить при стабильных параметрах напряжения, температуры и состава электролита. Любое отклонение может привести к дефектам покрытия. Например, превышение концентрации силы тока на единицу площади приводит к тому, что на острых углах изделий образуются наросты и дендриты металлического хрома. Нарушение температурного режима, как и колебания концентрации реактивов, вызывают потемнения, матовость или пятнистость покрытия.

После того как проведено хромирование деталей в домашних условиях, хромируемая поверхность покрыта достаточным слоем металла, напряжение отключают, отсоединяют изделие и помещают его в ванну с дистиллированной водой. Процесс лучше повторить несколько раз, каждый раз меняя воду.

Перед тем, как приступить к хромированию своими руками, следует тщательно оценить будущую стоимость работ и сделать вывод об их целесообразности. Если у вас нет в наличии места для проведения таких экспериментов: например, своего гаража или мастерской, то начинать не стоит, иначе можете сильно навредить окружающим.

Перед тем, как сделать устройство для хромирования, подумайте и спланируйте будущую утилизацию отходов.

Ни в коем случае нельзя сливать отработанный электролит в канализацию или почву!

При попадании в грунтовые воды, а затем в колодцы, оксид хрома вызывает отравление и развитие онкологических заболеваний, поэтому настоятельно рекомендуется не начинать работы, не определившись до этого со всеми тонкостями процесса.