Хромирование деталей – как происходит?

1 Что собой представляет и зачем производится хромирование?

Под данным процессом понимают диффузионное насыщение хромом поверхностей разнообразных изделий из стали. Также химическим хромированием называют операцию осаждения хрома (требуемым слоем) из электролита на поверхность изделия.

Электрохимическое хромирование чаще всего используют для того, чтобы обрабатываемые поверхности внешне стали бы выглядеть более элегантно и привлекательно.

Как правило, такая методика предназначена для улучшения облика следующих деталей:

• фурнитуры для мебели;
• элементов домашних и офисных интерьеров;
• дисков для автомобилей;
• оригинальных сувениров;
• элементов санитарно-технического оборудования.

Но не стоит думать, что рассматриваемый нами способ гальванического покрытия предназначен исключительно для "облагораживания" деталей. Слой хрома, кроме того, великолепно защищает поверхности от налипания на них разных материалов (пыли, частичек грязи), от преждевременного износа и ржавления.

Хромовые покрытия характеризуются такими свойствами:

• замечательной химической стойкостью;
• показателем микротвердости по HV-шкале от 950 до 1100 единиц;
• высокой пористостью, износо- и жаростойкостью;
• малым коэффициентом трения;
• большой разброс толщины покрытия (от 5 до 300 и более микрометров).

Весь комплекс озвученных характеристик и обуславливает популярность данного гальванического покрытия, а также широкую сферу применения хромирования, которое широко используется:

• в порошковой металлургии;
• при производстве изделий из резины и пластмассы (хромируются пресс-формы для таких изделий);
• при изготовлении отражателей;
• для увеличения износостойкости и показателей твердости разнообразного режущего и специального мерительного инструмента;
• в автомобилестроении (покрытие кузова для придания транспортному средству "особого" вида и отдельных узлов ТС);
• при выпуске технических механизмов и деталей, которые постоянно трутся между собой и быстро выходят из строя, если на них не наносить специальной защиты.

Перечислять все области человеческой деятельности, где сейчас используется описываемая гальваническая процедура, поверьте, можно достаточно долго.

2 Процесс хромирования деталей – технология

Конкретные свойства изделий, подвергающихся хромированию, зависят от того, в каком именно режиме наносится гальваническое покрытие. При этом различают три варианта гальванопокрытий:

• "Твердый хром". Хромирование осуществляется при токе высокой плотности (более 100 А/дм2) и температуре не более 40 °С. После процедуры детали становятся хрупкими и при этом твердыми.
• "Блестящий хром". Операция производится при токе от 30 до 100 А/дм2 и температуре в пределах от 45 до 60 °С. Изделие после нее получает по-настоящему уникальную износостойкость и очень высокую твердость, а также имеет шикарный зеркальный блеск.
• "Молочный хром". Плотность тока в данном случае минимальна (не более 25 А/дм2). Детали после подобной гальванообработки не могут похвастаться большой твердостью, так как само покрытие представляет собой беспористую и очень эластичную массу.

В большинстве случаев хромирование выполняется по технологии, предусматривающей использование трех- или шестивалентного хрома. В первом случае главным компонентом покрытия является хромовый ангидрид, во втором – хлорид либо сульфат хрома. Ванна с 6-валентным хромом имеет обычно далее указанное содержание:

• серная кислота – от 2,25 до 3 грамм/литр;
• ангидрид – от 225 до 300 грамм/литр;
• свинец (выполняет функцию анода) с сурьмой или оловом в количестве 4–6 процентов.

Как видим, соотношение серной кислоты и ангидрида должно быть 1 к 100. Это имеет огромное значение, так как в тех случаях, когда такая пропорция не выдерживается, процедура не приводит к ожидаемым результатам. Вместо красивого покрытия получается плохо обработанная деталь, на которой явно будут заметны отслаивания защитно-декоративного покрытия, матовость, разнообразные пятна. Доказано, что при снижении указанного соотношения вполовину (1 к 50) наблюдается существенное уменьшение кроющей и рассеивающей способности покрытия.

Также следует выдерживать заданную плотность тока в ванне для хромирования (не более 310 кА/дм2), а также ее температуру (не более 60 и не менее 45 градусов). Если плотность увеличивается, на углах и торцах обрабатываемых изделий формируются различные по форме и малопривлекательные дендриты.

Согласно технологии хромирования, принятой в наши дни, аноды для ванны следует использовать исключительно из чистого свинца с минимальным количеством сурьмы (до шести процентов). Востребованными сейчас являются и аноды, сделанные из титана, обработанного платиной. Аноды растворимого вида использовать не рекомендуется. Лучше делать их из листов либо стержней сечением до полутора сантиметров.

Так как на анодах из свинца при хромировании образуется хромовокислый налет, их требуется чистить металлической щеткой. Если используется платинированный титан, подобную очистку выполнять не требуется. Также рекомендуется убирать из ванны аноды и держать их в воде в тех случаях, когда хромирование не планируется выполнять на протяжении нескольких дней.

3 Восстановление деталей хромированием – некоторые нюансы процесса

В тех случаях, когда при помощи гальванического покрытия необходимо выполнить восстановление либо ремонт каких-либо изделий (например, из углеродистой стали), применяется одна из двух методик, предполагающих получение "блестящего" либо "молочного" хрома. Причем "молочное" покрытие обычно придают тем конструкциям, которые функционируют в условиях трения при циклической нагрузке и сравнительно больших удельных давлениях. А вот "блестящий хром" используется чаще тогда, когда изделия работают в более щадящих по нагрузке и давлению условиях.

Если восстанавливаются детали из металлов, которые относят к группе самопассивирующихся (это может быть титан либо алюминий), их поверхность нужно протравить, чтобы очистить их и обеспечить высокое качество хромирования. Также на подобные металлы гальваническое покрытие нередко наносится по подслою никеля или меди.

Стоит знать, что при использовании никелевого подслоя появляется риск того, что он будет корродировать за счет создания гальванической пары с хромом. В этом случае профессионалы советуют насыщать под вакуумом либо при высокой температуре (до 200 градусов Цельсия) поверхность пленки специальными маслами и лаками.

Еще одна рекомендация. Для улучшения слоя хрома на восстанавливаемых изделиях, который является достаточно-таки хрупким, допускается выдержка данного слоя при температуре около +200 °С на протяжении нескольких часов.

И никогда не забывайте о том, что технология хромирования обуславливает необходимость выполнения ряда предварительных операций:

• полирование или шлифование металла;
• удаление жира и грязи с поверхности детали;
• промывка обрабатываемого изделия в воде (подходит обычная жидкость из-под крана);
• декапирование.