Особенности процесса хромирования алюминия
Хромирование алюминия проводят, если требуется повысить термостойкость, износостойкость поверхности деталей или для придания антифрикционных свойств.
Непосредственное хромирование алюминия и его сплавов невозможно из-за наличия на поверхности природной прочно сцепленной с основой оксидной пленки. Эта пленка повышает стойкость алюминиевых деталей против коррозии, но одновременно препятствует получению необходимого сцепления с ними хромовых покрытий.
Если эту оксидную пленку удалить и поместить алюминий в раствор соли какого-либо металла, то из-за высокого электроотрицательного потенциала алюминия на нем будут контактно выделяться находящиеся в растворе более электроположительные металлы, например, медь, никель, хром, олово или кадмий и т.д. Но при этом, контактное осаждение не позволяет получать удовлетворительное сцепление этих металлов с основой.
Поэтому, для хромирования алюминия применяют специальную подготовку поверхности, которая включает:
Механическая обработка перед хромированием алюминия (шлифование, полирование) проводится, если на поверхности детали имеются неровности, риски, забоины, раковины. Такие дефекты необходимо удалять, поскольку именно на этих участках наиболее вероятно отслаивание покрытия, особенно при термообработке.
Химическое обезжиривание проводится в растворе щелочного моющего средства Лабомид или Деталин с концентрацией 20 – 30 г/л при температуре 70 – 80 ºС в течение 5 – 10 мин. (см. статью «Обезжиривание поверхности»).
Травление алюминиевых деталей проводят в щелочном растворе едкого натра с концентрацией 80 – 100 г/л при температуре 45 – 50 ºС в течение 0,5 – 2,0 мин.
Осветление деталей из алюминия и его деформируемых сплавов выполняется в растворе азотной кислоты 300 – 400 г/л при температуре 15 – 30 ºС в течение 1,0 – 2,0 мин. Для осветления деталей из кремнистых и литейных сплавов к раствору азотной кислоты добавляют плавиковую (HF) в количестве 80 – 120 г/л при температуре 15 – 30 ºС в течение 0,2 – 1,0 мин.
После стандартной подготовки поверхности (см. статью «Травление поверхности») перед хромированием алюминия требуется проведение активации (удаление оксидной пленки с одновременным легким подтравливанием) с осаждением на его поверхности прочно сцепленного с основой тонкого слоя металла для последующего нанесения основного покрытия.
В производстве наиболее распространен метод активации путем «цинкатной» щелочной обработки в растворе состава, г/л:
ZnO 60 – 70
NaOH 250 – 420
при температуре 18 – 25 ºС в течение нескольких секунд.
При этом формируется тонкий слой цинка. В принципе уже на этот слой можно наносить хромовое покрытие. Однако, для улучшения сцепления рекомендуется первый слой цинка удалять, растворив его в растворе азотной кислоты (300 – 500 г/л). Затем, после тщательной промывки, детали повторно помещают в цинкатный раствор на 15 – 30 сек. Такой метод называется «двойной цинкатной обработкой». После двойной цинкатной обработки можно проводить основной процесс — хромирование алюминия.
Твердый хром наносят в две стадии из одного и того же электролита состава, г/л:
Хромовый ангидрид 250
Серная кислота 1,5
(см. статью «Покрытие хромом – это надежно и красиво!»), но с различными режимами осаждения:
Предложенный метод из-за своей простоты является наиболее доступным при хромировании алюминия и универсальным.
Хромирование деталей своими руками в домашних условиях: как это, описание технологии
Покрытие хромом не только защищает металл от некоторых химических и физических влияний, но и придает ему эстетический вид. Это тем более актуально, что можно самостоятельно произвести процедуру. В статье расскажем, как сделать хромирование деталей в домашних условиях своими руками без проблем.
Зачем нужна
Способ часто применяют автолюбители для увеличения срока эксплуатации автомобиля. Второе применение – интерьерное. Некоторым поверхностям и элементам квартиры или дома можно придать декоративный блеск. Задачи и функции процесса:
Технологии хромирования в домашних условиях
Можно заказать услуги опытных компаний, которые проводят процедуру, или же заняться самостоятельно, но в любом случае смысл операции – очищение поверхности с последующей обработкой током и реагентами. Здесь работают законы катализации и окисления, поэтому нужно немного познакомиться с этой наукой. Ниже мы подробнее расскажем о последовательности действий.
Способы
Существует три варианта проведения работы. На заводах применяются специальные станки, но их работу мы рассматривать не станем, так как дома применить их невозможно.
Чтобы понять, как хромируют металл детали не зависимости от выбранного метода потребуется учесть ряд тонкостей. Перечислим каждую из них.
Подготовительные мероприятия
Что предусмотреть
Заранее подумайте о:
В чем производить хромирование алюминия или других материалов в домашних условиях
Вам понадобится емкость, которая вмещает всю вещь. При этом стенки сосуда не должны вступать в реакцию или препятствовать ей. Для небольшой детали прекрасно подойдет стеклянная банка. Ее нужно поставить в другую емкость, чтобы получились двойные стенки. Между ними потребуется засыпать песок или проложить минеральную вату – так вы добьетесь эффекта термоса. Для нагрева можно применять обычный ТЭН. Также необходимо оснастить всю систему измерителем температуры. Крышку закрывайте достаточно герметично. Последнее, что понадобится – это два электрода. Плюс будет помещен в жидкость, а минус закрепляется на заготовке.
Источник питания
Ток должен быть постоянный, а не переменный, с возможностью регулировать его силу, поэтому потребуется реостат. Провода следует брать с сечением не менее 2,5 квадратных миллиметров. Расчет диаметра кабеля следует проводить по максимальному значению проводимого электрического заряда. Еще одна особенность актуальна только при наличии терморегулятора вместо градусника. Если вы автоматизируете процесс, то потребуется отдельная электросхема для него.
Плотность водного раствора хромового ангидрида – таблица
| p, г/см3 | oBe | CrO2, г/л | p, г/см3 | oBe | CrO2, г/л | p, г/см3 | oBe | CrO2, г/л |
| 1,03 | 4,0 | 43 | 1,13 | 16,5 | 185 | 1,25 | 29 | 360 |
| 1,04 | 5,5 | 57 | 1,14 | 18,0 | 200 | 1,26 | 30 | 375 |
| 1,05 | 7,0 | 71 | 1,15 | 1,19 | 215 | 1,27 | 31 | 390 |
| 1,06 | 8,0 | 85 | 1,16 | 20,0 | 220 | 1,28 | 31,5 | 406 |
| 1,07 | 9,5 | 100 | 1,17 | 21,0 | 243 | 1,29 | 32,5 | 422 |
| 1,08 | 10,5 | 114 | 1,20 | 24,0 | 288 | 1,30 | 33,5 | 438 |
| 1,09 | 12,0 | 129 | 1,21 | 25, | 301 | 1,31 | 34,5 | 453 |
| 1,10 | 13,0 | 143 | 1,22 | 26,0 | 316 | 1,32 | 35,0 | 468 |
| 1,11 | 14,5 | 157 | 1,23 | 27,0 | 330 | 1,33 | 36,0 | 484 |
| 1,12 | 15,5 | 171 | 1,24 | 28,0 | 345 | 1,34 | 39,0 | 500 |
Как готовить электролит
Чтобы дать вам понять, как мы хромируем металл в домашних условиях, предложим несколько рекомендаций по приготовлению этого вещества. Для расчета количества вещества на литр сверяйтесь с данными из таблицы выше.
Состав
Растворите в одном литре чистой воды (желательно использовать дистиллированную в бутылках или обычную водопроводную, но после фильтрации и заморозки) 250 г CrO3 – хромового ангидрида. Затем следует добавить 2,5 грамма H2SO4 – это серная кислота, она должна быть концентрированной (расчет для плотности 1,84). Купить все это можно в специализированных магазинах.
Методика приготовления
Инструкция для изготовления:
Подготовка детали
Производится в два этапа. Предварительно возьмите заранее приготовленный раствор, повторно нагрейте его до 60 градусов, а затем оставьте на три часа. За этот период как раз можно произвести очищение и обезжиривание.
Как захромировать деталь в домашних условиях: начните с очистки
На поверхности не должно остаться ничего лишнего, а именно:
Если все сделали правильно, получится чистая исходная заготовка. Если вы работали крупной наждачкой или металлической щеткой, то лучше пройтись шкуркой с мелкой фракцией абразивов, чтобы не осталось крупных царапин, дефектов, так как они могут некрасиво выделяться через хром.
Обезжиривание
Можно ограничиться бензином или растворителем, но если жирные пятна все же остались, эффективнее всего замочить предмет на 20-60 минут. Состав жидкости:
Факторы хромирования
Постоянная температура электролита должна быть не менее 50 и не более 55 градусов. Сперва поместите вещь в емкость, а только затем подавайте электричество, чтобы металл нагрелся до нужной температуры.
Подготовка изделия
Обстоятельства, в которых находится деталь, необходимо приблизить к стерильным. Обращаем внимание, что от чистоты и ровности верхнего слоя будет зависеть качество. Поэтому предусмотрите искусственную вентиляцию и чистое рабочее место.
Процесс покрытия хромом своими руками в домашних условиях
К изделию присоединяется катод. Лучше использовать зажимы типа «крокодилы». Их используют для зарядки аккумулятора автомобиля. Анод опускается в раствор. Напряжение подается в течение 20 минут и более – если поверхность простая, то этого достаточно, а если на ней много шероховатостей, углублений, углов, то можно продлить вплоть до часа. Не забудьте поддерживать герметичность, плотно прикрывайте крышку. После обработки вытащите заготовку щипцами, не прикасаясь к ней руками. Ополосните в воде. После завершения процедуры заготовку оставьте сохнуть на 2,5-3 часа в чистом помещении с хорошей вентиляцией и плюсовой температурой воздуха.
Особенности технологии
Нюансы, с которыми можно столкнуться после
К сожалению, домам не всегда является полностью санитарной средой для проведения химических реакций, а также бывает трудно найти качественные компоненты, поэтому могут появиться затруднения, мы представили их для вас в форме таблицы.
Возможные дефекты и их причины при хромировке деталей в домашних условиях
| Недостаток | Происхождение |
| Неравномерный блеск | Скорее всего, имела место плохая обработка – участки остались не обезжиренными или не отшлифованными. Вторая возможность – слишком большой ток. Третья – неравномерный нагрев электролита. |
| Отсутствие глянца | Неправильные пропорции при создании раствора. |
| Коричневые пятна | Мало H2SO4 или слишком много хрома. |
| На покрытии небольшие раковинки | Плохая полировка, следы оставленного водорода. |
| Неравномерность слоя | Превышение силы электричества. |
| Мягкая поверхность, плохое высыхание | Обратная ситуация, нужно было дать больше электричества |
| Отслоение | Либо не было достигнуто идеально ровное покрытие при шлифовке, либо были сбои в подаче напряжения. |
Как сделать хромированную деталь: что необходимо учесть
Подробнее поговорим о нюансах проведения процедуры.
Помещение
Подойдет гараж или мастерская с принудительной вентиляцией. На крайний случай – балкон. Исключено проведение операции в местах проживания людей и на улице. В первом случае это опасно, во втором – много загрязнений.
Подготовительные мероприятия
Проводятся в закрытом пространстве за 2-3 часа до начала процесса. Можно оборудовать специальную комнату с теплым воздухом, чтобы сушка прошла быстрее. На рабочем месте ничто не должно мешать работе и нарушать технику безопасности. Следите, чтобы к оборудованию для хромировки не могли подойти посторонние, в особенности – дети и животные.
Оборудование
Аккумулятор нужно брать «с запасом» мощности, но обычно на трехлитровую банку раствора достаточно 18 А. Внимательно выбирайте емкость без сколов и трещин. В противном случае, при нагреве оно может лопнуть.
Технология
Основное затруднение, с которыми сталкиваются любители, это трудность подбора ингредиентов для электролита,, их чистота и концентрация. Поэтому при использовании любого из трех способов сперва сделайте пробное хромирование. Это позволит отрегулировать подачу электричества и поменять состав.
Итоги
Мы рассказали вам, как покрыть металл хромом своими руками в домашних условиях, и все тонкости, которые с этим связаны. В качестве завершения статьи посмотрим ещё одно видео по теме:
Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.
Электрохимическое хромирование. Блестящее, твердое хромирование
Предприятие оказывает услуги по хромированию деталей из любых марок сталей, алюминиевых сплавов и титана. Возможно хромирование деталей длиной до 1000 мм. и массой до 50 кг.
Хромирование в теории и на практике
Хромирование занимает особое место среди гальванических покрытий и находит применение во многих областях. К достоинствам хромирования относят высокую твердость покрытия (в среднем выше чем у закаленной стали), стойкость хромированных деталей к коррозии и воздействию агрессивной среды, жаростойкость, а также красивый внешний вид.
Хромированная деталь автомобиля
В зависимости от назначения хромовые покрытия подразделяют на декоративные и функциональные. Декоративные покрытия наносят в виде тонкого (менее 1 мкм) слоя на подслой меди или никеля. Обработанные таким образом изделия кроме привлекательного внешнего вида (блестящий светлый металлик) приобретают стойкость к коррозии. Функциональные покрытия наносят непосредственно на металл, толщина таких покрытий может достигать нескольких миллиметров. Практическое применение функционального хромирования – покрытие инструмента, шаблонов, пресс-форм, ремонт изношенных деталей, снижение трения сопряженных деталей и т. д. Хром устойчив во влажной атмосфере, в сероводороде, растворах щелочей, азотной кислоты и органических кислот. В атмосфере из-за сильно выраженной способности к пассивации хром длительное время сохраняет цвет и блеск. Существуют черные хромовые покрытия, которые, в основном, применяются для придания изделиям защитно-декоративных свойств.
Особенности процесса хромирования
Процесс хромирования имеет ряд отличительных особенностей:
Подробнее с информацией по подготовке поверхности изделия к гальванической обработке, шероховатости поверхности и классам чистоты можно ознакомиться в статье.
Отдельные участки изделия, хромирование которых не требуется изолируют с помощью цапон лака (раствор целлулоида в ацетоне). Лак наносят кистью в несколько слоев, каждый слой перед нанесением последующего сушат. После нанесения покрытия слой изоляции удаляется механически.
Состав электролитов и режимы хромирования
Состав электролита и режим работы
Электролит А
Электролит В
Электролит С
Хромовый ангидрид, г/л
Температура хромирования, 0 С
Катодная плотность тока, а/дм 2
Как видно из таблицы, электролит для хромирования представляет собой смесь из хромового ангидрида и серной кислоты. Содержание серной кислоты составляет примерно 1% от содержания ангидрида.
Приготовление и корректировка электролита
Для приготовления электролита используется дистиллированная вода. Состав готовится непосредственно в ванне хромирования – рассчитанное количество хромового ангидрида растворяют, после чего производится замер количества серной кислоты, попавшей в раствор (хромовый ангидрид имеет незначительные примеси серной кислоты). По результатам анализа в раствор добавляют недостающее количество серной кислоты, раствор тщательно перемешивают. Перед тем как приступить к процессу хромирования электролит проходит проработку током при использовании свинцовых анодов и стальных катодов. Температура процесса подготовки 45-60 0 С, плотность тока такая же, как при хромировании. Подготовка проводится с целью накопления в гальванической ванне 2-3% трехвалентного хрома, что требует от 2-х до 6-ти часов. Содержание трехвалентного хрома не должно превышать указанной величины, так как в обратном случае качество покрытия снижается. Анализ состава электролита проводят обычно не реже одного раза в неделю. При необходимости производится его корректировка. Содержание хромового ангидрида в электролите проверяется каждую смену. Замер удельного веса электролита производят с помощью ареометра, затем, по специальной таблице определяют содержание ангидрида.
Рассмотрим подробнее виды покрытия хромом.
Защитно-декоративное хромирование
Как сказано ранее защитно-декоративное хромирование предназначено для придания изделиям красивого внешнего вида – блестящей металлической поверхности и повышению коррозионной стойкости.
Широкое применение защитно-декоративное хромирование находит в автомобильной промышленности. Трудно представить себе классический автомобиль или классический чоппер без хромированных деталей интерьера или экстерьера. В современных автомобилях количество хрома значительно меньше, но почти все мастерские по тюнингу предлагают достаточно востребованные услуги по нанесению хромового покрытия на различные элементы автомобилей или мотоциклов. Множество мастерских занимаются хромированием автомобильных дисков, многие предлагают услуги по восстановлению изношенных деталей автомобилей и мотоциклов, придания им первоначального красивого внешнего вида. Если применять твердое хромирование, то время службы отдельных деталей и узлов может быть значительно увеличена (твердость хромового покрытия значительно выше твердости стали). Довольно распространено нанесение хромовых покрытий химическим способом, но только при электролитическом хромировании возможно получить покрытие, которое не только выглядит привлекательно, но и обладает повышенной стойкостью к воздействию агрессивной среды (грязь, песок, реагенты) и к постоянным механическим воздействиям.
 |  |  |
Твердое хромирование
Основная сфера применения твердого хромирования — это изготовление инструмента или деталей, подверженных в процессе эксплуатации интенсивным механическим воздействиям. Применение твердого хромирования значительно увеличивает твердость, износостойкость и срок службы инструмента и деталей, работающих на износ. Одним из требований к твердому хромированию является обязательное условие – стальная основа при нанесении таких покрытий должна быть твердой и закаленной.
Хромированный инструмент
Приведем рекомендуемые толщины твердого хромового покрытия для различных типов изделий: режущий инструмент – 5-8 мк, матрицы и пуансоны прессового оборудования – 50-100 мк, пресс-формы для пластмассы – 10-20 мк, ремонтное хромирование автозапчастей – до 200 мк.
Мерное хромирование
Осаждение хрома на поверхности изделия происходит с небольшой скоростью. Благодаря этому есть возможность выдерживать точные значения толщины слоя. Точность может быть доведена до 1 мк. Вышеперечисленное делает возможность доводить рабочие части измерительного инструмента до необходимых значений нанесением хрома без дальнейшей обработки. Толщина покрытия при мерном хромировании обычно составляет 25 мк, при износе инструмента в процессе эксплуатации до 1-2 мк толщины слоя, оставшийся хром с поверхности снимают, инструмент заново подвергают хромированию.
Процесс проводится следующим образом – детали на подвесках помещают в доведенный до нужной температуры электролит и прогревают без подключения тока в течении 1-2 минут, затем подключается обратный ток той же плотности, как и прямой на 30 секунд, затем начинают прямой процесс хромирования. Длительность хромирования определяется опытным путем.
На рабочих участках инструмента, по окончанию хромирования не допускается наличие даже небольших наростов хрома и непокрытых участков.
Мерное хромирование применяется при изготовлении шаблонов, калибров и другого претензионного измерительного инструмента.
Пористое хромирование
Пористое хромирование применяют к деталям, работающим в сопряжениях, поверхность детали после нанесения такого покрытия значительно лучше обычной удерживает смазочный материал. Обычно этому виду обработки подвергают одну из трущихся деталей, при этом значительно возрастают антифрикционные свойства, улучшается приработка деталей. Различают два вида пористости – канальчатую и точечную. Получают пористую хромовую поверхность путем применения обратного тока (анодированное покрытие), обычно непосредственно в той же ванне, в которой проходило хромирование. Используется электролит стандартного состава.
Холодное хромирование
Черное хромирование
Черный хром используется исключительно в декоративных целях. Для получения черное цвета деталь, ранее прошедшую стандартное хромирование помещают в состав, содержащий кроме 250г/л хромового ангидрида уксусную кислоту в количестве 6-6,5 г/л. Процесс проводится при катодной плотности тока 25 а/дм 2 (t= 18-25 0 С) или при плотности тока 100 а/дм 2 (t=50 0 С) в течении 4-6 минут.
Молочное хромирование
Комбинированное хромирование
При комбинированном хромировании покрытие обладает свойствами молочного хрома – покрытие с высокими антикоррозионными свойствами и блестящего хрома – минимальная пористость. Проводится комбинированное хромирование в двух ваннах, в первой по режиму молочного хромирования (Т=70 0 С, плотность тока 30 а/дм 2 ) и во второй ванне, в которую изделия помещаются без промывки, по режиму блестящего хромирования (Т=50 0 С, катодная плотность тока 40-50 а/дм 2 ). При комбинированном хромировании толщина слоя молочного хрома 15-20 мк, блестящего – 35 мк.
Хромирование алюминия
Хромирование алюминия и его сплавов применяется для повышения износостойкости деталей и придания им защитно-декоративных свойств. Процесс хромирования алюминия проводится в обычном электролите по режиму блестящего хромирования. Основной задачей для получения качественного покрытия на алюминии является комплекс подготовительных операций по удалению окисных пленок и повышению прочности сцепления покрытия с основным металлом. Осаждать хром можно непосредственно на поверхности алюминиевой детали или на предварительно нанесенном никелевом подслое. Толщина покрытий может варьироваться в широких пределах – от 0,5 до 80 мк.
Химическое хромирование
Химическое хромирование представляет интерес прежде всего тем, что в отличии от электролитического метода химическим путем несложно получить равномерный слой хрома даже на деталях сложной конфигурации. Поверхность изделия перед химическим нанесением хрома обрабатывается аналогично, как и при гальваническим. В результате получается пластичное, обладающее высокими адгезионными свойствами покрытие светло-серого цвета. Декоративные свойства химического покрытия низкие, получить блестящую поверхность можно только после механической полировки детали.
Финишная обработка изделий
Обработку изделий после покрытия хромом проводят следующим образом: по окончании процесса изделия извлекают из ванны хромирования и промывают в холодной, а затем в горячей воде. Нормализацию проводят в 3% растворе соды, затем опять промывают и сушат. Детали, предназначенные для работы под воздействием больших нагрузок или в агрессивной среде, дополнительно прогревают в течение 1,5 – 2 часов при температуре 150-200 0 С для удаления водорода, что способствует повышению прочности хромового покрытия и увеличивают прочность сцепления хрома с основным металлом. Изделия, покрытые хромом с декоративными целями нагреву не подлежат.
В случае необходимости изделия проходят дополнительную механическую обработку – полирование.
Удаление некачественного покрытия
Удалить некачественный хром можно двумя способами. Первый – химическое растворение, проводится в 50% растворе серной кислоты. Изделия помещают в емкость с серной кислотой и выдерживают до полного растворения покрытия. Второй – способ анодного растворения, проводится в гальванической ванне. Изделия, погружаются в ванну с 20%-ным раствором едкого натра и подключаются в качестве анода, в качестве катода используются стальные листы или детали. Процесс проходит при температуре 70-80 0 С и анодной плотности тока 20-25 а/дм 2 до полного растворения хрома. Перед повторным хромированием, изделия прогревают в течение 1,5 часов при температуре 150-200 0 С для удаления водорода.
Основные проблемы при хромировании и методы их решения
Решение: использовать фигурные аноды, начало процесса хромирования (1-2 минуты) проводить при вдвое повышенной плотности тока – дать толчок тока, снизить содержание серной кислоты – добавить в электролит воды или хромового ангидрида.
Решение: корректировать соотношение плотности тока и температуры, увеличить расстояние между анодами и катодами, очистить аноды, контролировать прогрев деталей перед погружением в ванну хромирования.
Решение: добавить в раствор серной кислоты.
Решение: кроме прогрева электролита и добавления серной кислоты следует проработать электролит током.
Решение: откорректировать температурный режим хромирования, улучшить подготовку поверхности изделия.
Решение: фильтрация электролита и контроль качества подготовки деталей.
Контроль качества хромовых покрытий
Для определения толщины слоя хромового покрытия используют стандартные химические или физические методы контроля. Качество покрытия оценивают прежде всего визуально – покрытие должно быть ровным и гладким, без наростов и прогара.
Данная обзорная статья предназначена для ознакомления заказчика с процессом хромирования и помощи в принятии решения о нанесении на свои изделия того или иного типа покрытия. Администрация благодарит технолога участка гальваники Скворцова С. И. за предоставленные знания.
