Технология декоративного хромирования
Технология декоративного хромирования
Технология декоративного хромирования
Информация
Другое
Действия
11 записей Предложить новость
Хромирование в реально домашних условиях
Хочется поделиться опытом декоративного хромирования в реально домашних условиях. Осуществить это можно с помощью вот такого стартового набора реагентов для создания зеркала под хром, Показать полностью… золото, медь и другой любой оттенок на любой поверхности.
В состав набора входят реагенты, которые недоступны в обычных магазинах. Это азотнокислое серебро, двухлористое олово, гидроксид натрия, глюкоза и тиосульфат натрия. Все остальное можно купить в обычных магазинах и доступно каждому, это уксусная кислота 70% (в продуктовых магазинах), аммиак или нашатырный спирт 10% (в аптеке), дистилированная вода (в автозапчастях). Ещё понадобится весы до 300 гр. (магазины радиодетали), мерные стаканы (подойдут и для пищевых продуктов), одноразовые стаканы, ложки, шприцы и ручные распылители.
Для получения зеркала под хром, нужно пройти 4 этапа:
– приготовление растворов
– обезжиривание поверхности
– активация поверхности
– металлизация
Начну с рецепта декоративного хромирования, который так тщательно охраняют, в недрах своих мастерских, люди прекрасно владеющие мастерством хромирования.
Итак, вот этот рецепт:
Активация:
Двухлористое олово —-— 5 г/л
Уксусная кислота 70% —- ? (лить до прозрачности раствора)
Серебрильный состав:
Азотнокислое серебро —- 4 г/л
Гидроксид натрия ——–— 4 г/л
Аммиак 10% —————— 20 мл/л
Востановитель:
Глюкоза ———————— 5 г/л
Тиосульфат натрия —–— ?
Для стабильности процесса металлизации и его замедления необходимо добавить в раствор востановителя реагент Натрия Тиосульфат. Разводим 1 гр. Натрия Тиосульфата в 0,5 литре дис. воды. Добавляем в раствор востановителя несколько кубиков раствора Натрия Тиосульфата, примерно 4-8 мл. на 1 литр раствора востановителя и опытным путём определяем нужное время появления зеркала. Такой раствор можно использовать в одноствольном распылителе, так же для метода окунания.
Хотя основной рецепт мастерства декоративного хромирования, заключается не в формулах, а в очень старательном отношении к делу. А рецепты приготовления растворов у всех могут быть разные в деталях, но основной принцип это соблюдение пропорций реагентов, а реагенты одни и теже.
Начнём с приготовления растворов для проведения опыта химической металлизации методом окунания или погружения.
Попробуем приготовить 300 мл. растворов. Для начала немного займёмся математекой на калькуляторе. Задача стоит приготовить 300 мл. растворов, а у нас рецепт на 1 литр. Сделать это можно простым арифметическим действием, на пример нужно узнать сколько отвешивать азотнокислого серебра. 4 делим на 1000 чтобы выяснить сколько это на 1 мл. и умножаем на требуемое количество мл., то есть на 300, получаем на выходе 1,2 гр. Просто?! Я тоже так думаю. И так со всеми цифрами. Рецепт, есть, метод подсчета, есть, поэтому далее не буду озвучивать цифры проведёного опыта, а продемострирую лишь процесс с комментариями.
Первым пойдёт раствор «Активатор»
Наливаем дистиллированной воды, чуть меньше требуемого объёма, чтоб оставить места другим наполнителям, и так везде. Отвешиваем двухлористое олово и растворяем в воде. Видим что раствор помутнел. От этого нужно избавиться с помощью кислоты. Плиснём на глаз уксусной кислоты, не в глаз, не перепутайте. Льём кислоту помаленьку и перемешиваем до прозрачности раствора. Доливаем дис. воды до нужного обьёма.
Второй клиент, раствор «Востановитель»
Всё в том же порядке: Наливаем воды, берём глюкозу, отвешиваем, растворяем. В принципе раствор готов. Но добавим для нашего опыта замедлитель реакции металлизации тиосульфат натрия. Так как его нам нужно в ничтожном колличестве, не будем отвешивать сотые доли граммов, а разведём его в 0,5 литре дис воды и наберём нужное нам колличество с помощью шприца и выпустим в раствор востановителя.
Следующий раствор «Модификатор»
По другому, серебрильный раствор. Приготовление этого раствора немного интереснее и сложнее предыдущих. Заготовим два раствора. Первый раствор азотнокислого серебра. Второй гидроксида натрия. Берём аммиак, набираю 6 мл., по моим подсчетам должно хватить. Далее капаем аммиак в раствор с серебром. Раствор помутнел, капаем и перемешиваем пока не станет прозрачным. В шприце остался аммиак, откладываем в сторону. Берём раствор гидроксида натрия и выливаем в раствор с серебром. Раствор становиться чёрным. Опять берём аммиак и капаем и перемешиваем, капаем до полного посветления раствора. Как только раствор стал прозрачным, он готов. Таким образом можно контролировать колличество аммиака в модификаторе, а это значит, что колличество процентов в аммиаке не столь значительно, а вопрос в колличестве.
Второй этап обезжиривание поверхности
Это достаточно простой этап, но требует очень тщательной работы, по обработки поверхности, ибо на сколько качественно он пройдёт, будет зависить дальнейший результат. Здесь можно приготовить самый простой обезжиривающий раствор, состоящий из обычной воды температурой 40-50 градусов, примерно 1 литр и пару столовых ложек гидроксида натрия. Обезжиривание состоит из тупо протиранием поверхности детали обезжиривающим раствором. И делать это нужно очень тщательно, чтобы в дальнейшем не жалеть, что плохо обезжиренная деталь получилась с браком. После обезжирки, обязательно столь же тщательная промывка водой простой и в конце дистиллированной. Важно чтобы поверхность была равномерно смочена водой, без сухих мест.
Третий этап активация
Раз решили использовать метод окунания, окунаем деталь в раствор активации. Пускай посидит там одну минуту. Важно до погружения в раствор активации не дать детали высохнуть. Прошла минута, перемещаем детальку в дистиллированную воду, пускай посидит там три минуты не меньше, это необходимое условие для завершения процедуры активации поверхности. Так олово выступает в роли каталлизатора процесса металлизации и правельно проведённая процедура сделает этот процесс качественным.
Четвёртый этап металлизация
Собственно для этого мы сегодня собрались, чтобы посмотреть как обычный предмет приобретает зеркальные свойства, что делает его предметом восхищения.
Впрочем от лирики к делу. Смешиваем два раствора в равных колличествах модификатор и востановитель. И сразу же помещаем туда деталь.
Вот как выглядит химическая металлизация серебром, по нашему декоративное хромирование. Тут важно не передержать в растворе, так как толстый слой серебра делается матовым, а нам нужно зеркало. Поэтому как только видим что вся поверхность отражается, дастаём деталь и хорошенько промываем дистилированной водой и остатки воды сдуваем воздухом.
Эту же смесь можно залить в обычный ручной распылитель и обработать поверхность распылением до полной зеркальности. Учтите что в этом случаи придётся действовать очень быстро, так как жизнь раствора коротка, всего несколько минут.
После того как поверхность высохнет, можно покрыть её для защиты лаком или пассиватором/
Технология декоративного хромирования
Как можно понять из названия «декоративное хромирование» — это нанесение хрома на поверхность деталей с целью повышения их декоративных свойств. В этой статье разберёмся, какие виды «декоративного хромирования» бывают и всегда ли наносится хром.
Нанесение тонкого слоя какого-либо металла на поверхность изделия называется металлизацией. Рассмотрим подробнее этот процесс и более точное определение.
Металлизация — это метод изменения свойств поверхности предмета, нанесением на него тонкого слоя металла. Металлизировать можно любые твёрдые поверхности.
В зависимости от того, какой металл наносится, процесс называется алитирование(наносится алюминий), цинкование, хромирование, серебрение.
Для получения зеркального покрытия поверхность изделия нужно отполировать или она должна быть глянцевой. Глянец можно получить довольно простым способом – нанести на поверхность лак, который после высыхания и обеспечит этот глянец.
Виды металлизации
Гальваническое хромирование
Хромирование осуществляется осаждением на поверхности деталей слоя металла из электролитов, содержащих ионы данного металла. В специальную ёмкость монтируются два анода и заливается электролит. Хромируемое изделие подключается к «минусу», а аноды — к «плюсу». Далее замыкается цепь и металл, входящий в состав электролита, осаждается на деталь. Гальваническое хромирование — очень хороший вариант металлизации, для металлов. В результате такого процесса получается зеркальная ровная поверхность. Она имеет высокие антикоррозийные свойства, износостойкость, а также может выдерживать высокие температуры. В зависимости от применения различных электролитов процесс может называться гальваническое золочение, серебрение, меднение.
Нужно отметить, что нанесение металла гальваническим способом – это токсичный и опасный процесс, связанный с применением химически активных веществ, вредных для здоровья. Нужно это учитывать и обеспечить хорошую вентиляцию и использовать средства индивидуальной защиты.
Вакуумная металлизация
Вакуумное напыление осуществляется в специальных вакуумных камерах. Под воздействием электромагнитного поля наносится тонкий слой металла. Далее поверхность заливается лаком.
Такой процесс применяется как декоративный тип хромирования.
Преимущество в низкой стоимости и визуальной похожести результата на гальванический хром. Недостаток в том, что изделие, хромированное таким способом, не имеет высокой износостойкости. Также требуется дорогое оборудование, требующее для функционирования много электроэнергии и материалов.
Декоративное серебрение
Часто этот процесс ошибочно называют хромированием. На деталь распыляется не хром, а серебро. Просто слово «хромирование» у всех на слуху. Этот метод металлизации мы рассмотрим подробнее, так как он наиболее приемлем с точки зрения используемого оборудования и химических реагентов. Также сам способ нанесения не сложен.
Полное название процесса – химическое серебрение методом распыления. Специальный состав распыляется на поверхность. Также используют способ полива и окунания.
Так металлизуют поверхности в основном никелем, медью.
При серебрении поверхностей применяют метод распыления. Серебро даёт прекрасный блеск. Серебрить можно любые твёрдые поверхности.
Как серебрить детали?
Распылять состав нужно на глянцевую поверхность. Наносится тонкий слой, который повторяет все неровности. Таким образом, для получения «зеркала» важна гладкость изделия.
Этапы серебрения деталей:
- Подготовка. При необходимости нужно зашпаклевать и отшлифовать поверхность. Далее загрунтовать, подготовить грунт и обезжирить. При использовании специального адгезионного грунта для металлизации, можно избежать последующего покрытия лаком до процесса серебрения, а сразу наносить серебро на грунт. На поверхности изделия он образует глянцевую поверхность. Грунт для металлизации хорошо растекается, не образуя шагрени.
- Лакирование. После высыхания лака , деталь готова к серебрению.
- На поверхность распыляется краскопультом специальный раствор (сенсибилизатор/активатор), другим пульверизатором промывается, третьим делаем серебрение, потом опять промываем, наносим смывку, опять промываем. В конце сдуваем оставшуюся воду продувочным пистолетом.
- Далее покрываем защитным лаком. Без него покрытие легко повреждается при лёгком физическом воздействии.
Добавив в защитный лак различные красители можно получить любой цвет.
Инструмент для серебрения
Воздушные пистолеты для серебрения
Серебрить можно «одноствольным» пистолетом, в который вставлены два шланга для химии и один шланг для воздуха. Также можно серебрить «двуствольными» пистолетами. Для серебрения нужно, что бы два химических раствора (серебрильный и восстановительный) смешались друг с другом, а потом распылялись на поверхность. В «одноствольном» пистолете смешивание осуществляется внутри пистолета, а в «двуствольном» снаружи. Можно работать любым пистолетом, используя при этом хороший, качественный состав. Если есть сомнения по поводу качества химического состава, то лучше использовать «двуствольный» пистолет.
Внимание: химические реагенты для процесса серебрения содержат токсичные вещества!
Всегда применяйте специальные средства защиты!
Желтизна при серебрении
Появляется при покрытии серебра лаком. Минимизировать этот эффект можно, добавив сине-фиолетовый тонер в лак.
Защитный лак
Лак уменьшается в размерах при высыхании. Он как бы сжимается и так может сползать с поверхности посеребрённой детали. Это происходит из-за того, что лаку, распылённому на зеркальную гладкую поверхность не за что зацепиться. Лак всё же держится на поверхности серебра, за счёт своей толщины и прочности. Если такое изделие активно не эксплуатировать, то защитный лак не облезет. При механическом воздействии на покрытие лак может не «устоять».
Чтобы улучшить адгезию в защитный лак примешивают специальные пластификаторы. Он становится более эластичным и мягким, меньше «сжимается» при высыхании и лучше держится. Но это не панацея и не слишком улучшает прилипание защитного лака к поверхности.
Также применяют специальное покрытие, которое распыляется после нанесения серебра. Оно наносится в два слоя. Первый слой слегка напыляется, а второй разливается на поверхности. Далее это покрытие сушится и заливается защитным лаком. Потом сушится до состояния на «отлип» и снова заливается защитным лаком. Такое покрытие получается прочным.
Существуют порошковые, сухие лаки, имеющие хорошую адгезию к металлам. Порошковые лаки активируются при температуре около 200 градусов по цельсию. К сожалению, при такой температуре серебряное напыление матовеет. Таким образом, порошковые лаки не применимы к защите посеребренной детали.
Преимущества технологии серебрения:
- Простая технология, не требующая сложного оборудования. Широкий выбор оборудования и материалов. Низкая себестоимость покрытия.
- Для серебрения не требуется больших площадей. Достаточно небольшого помещения с вытяжкой.
- Серебрение даёт высокую отражающую способность и по декоративным свойствам может быть альтернативным способом металлизации вместо более сложных методов гальванического хромирования и вакуумной металлизации.
- Серебрить можно любую твердую поверхность, а не только металлическую (в случае с гальваникой).
- Изделия можно покрывать не только под «хром». Добавляя специальные красители в защитный лак, можно менять оттенок конечного декоративного покрытия.
Главный недостаток декоративного серебрения – это плохие защитные свойства покрытия. Если суметь правильно защитить посеребренную поверхность, то этот недостаток нивелируется. То есть важно правильно покрыть защитным лаком, как описывалось выше.
Стоит также упомянуть о красках с зеркальным эффектом.
Краски «под хром»
Краски «под хром» не дают такого же эффекта(«зеркала»), как металлизация. Есть разница и в оттенке. Они содержат алюминий в своём составе. Алюминий даёт более тёмный оттенок, чем серебро. Таких насыщенных и ярких цветов как при серебрении, на краске «под хром» не получить.
Краски с эффектом зеркала фирмы Alsa
Тем не менее, краска широко применяются. Можно отметить такие краски как Mirra Chrome компании Alsa, краски DNA –Custom Paints. Получается эффект, сравнимый с полированной алюминиевой поверхностью.
Краска распыляется на черный акрил или черную базу, покрытую лаком. Основа должна иметь хороший глянец, тогда покрытие получится больше похожим на «зеркало».
Отметим также технологию порошковой окраски ChromHard — это полимерное
покрытие с хорошими декоративным эффектом и высокими защитными свойствами.
Покрытие состоит из трёх слоёв: порошкового грунта, зеркального
слоя (алюминий) внутри лака ChromHard и самого лака. Этот способ окраски хорошо подходит для «хромирования» колёсных дисков.
Хромирование – декоративное покрытие металла хромом: технология, виды
Под термином «хромирование» может пониматься как диффузионное насыщение поверхности обрабатываемого изделия слоем хрома, так и нанесение хрома по гальванической технологии. Существует также более общий термин – «металлизация». Под ним подразумевается нанесение на обрабатываемую поверхность слоя металла, в роли которого может выступать в том числе и хром.
Истинные фанаты хромирования не прочь покрыть хромом все, что только можно
Среди гальванических методов нанесения металла покрытие хромом является наиболее популярным. Именно поэтому термин «металлизация» часто используется в качестве синонима слова «хромирование».
Для чего нужен хромовый слой
Нанесение слоя хрома может выполняться для улучшения декоративных характеристик изделия из металла (декоративное хромирование), а также для защиты металлической детали от коррозии и придания ее поверхности большей твердости. Таким образом, за счет хромирования можно не только улучшить механические и декоративные характеристики изделия, но и значительно продлить срок его эксплуатации.
Множество разнообразных хромированных изделий можно встретить как в быту, так и в разных отраслях промышленности. Использование изделий из металла, на поверхность которых нанесен слой хрома, актуально в тех случаях, когда они будут эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия агрессивных сред и интенсивного трения.
Восстановление хромированного покрытия возвращает былой внешний вид и продлевает срок службы конструкции
В бытовых условиях наиболее активно используются следующие изделия с хромированным покрытием:
- мебельная фурнитура;
- элементы для оформления домашних и офисных интерьеров;
- автомобильные диски и детали транспортного средства;
- сувенирная продукция;
- сантехническое оборудование.
В промышленности технология хромирования применяется в следующих целях:
- при производстве изделий по порошковой технологии;
- при изготовлении пресс-форм, используемых для изготовления изделий из резины и полимерных материалов;
- при производстве отражателей различного назначения;
- для повышения твердости поверхностного слоя и износостойкости режущего, а также специального измерительного инструмента;
- для придания исключительных декоративных характеристик кузовным и другим деталям транспортных средств;
- для обработки деталей, эксплуатируемых в условиях постоянного трения и негативного воздействия внешней среды (элементы парового оборудования и теплосетей, детали автомобильных двигателей и морских судов).
Промышленная гальваническая линия, предназначенная для нанесения твердого хрома на изделия из сталей и цветных металлов
Хромированные детали отличаются следующими характеристиками:
- высокой устойчивостью к коррозии;
- микротвердостью, показатели которой достигают значений 950–1100 единиц по шкале HV;
- высокой пористостью покрытия, его износо- и жаростойкостью;
- низким коэффициентом трения сформированного покрытия;
- большим разбросом толщины хромового слоя (5–300 мкм и даже более).
Перечисленные характеристики, которых можно добиваться с помощью хромирования стали и других металлов, делает такую технологию настолько популярной. Перечислять все сферы, где активно используется процесс хромирования, можно достаточно долго.
Разновидности металлизации по способу взаимодействия металлизируемой поверхности с наносимым металлом (нажмите для увеличения)
Основные методы
На сегодняшний день выделяют следующие виды хромирования, каждый из которых отличается своими преимуществами и недостатками:
- хромирование, выполняемое по гальванической технологии;
- диффузионное хромирование, проводимое в герметичной емкости при высокой температуре;
- вакуумное хромирование, требующее использования специальной камеры, в которой создается вакуум;
- каталитическое хромирование, предполагающее, что на поверхность обрабатываемого изделия наносятся специальные жидкости без кислот;
- химическое хромирование изделий из стали и других металлов, которое по технологии выполнения напоминает обычную покраску;
- хромирование по гальванической технологии.
Гальваническое хромирование
Покрытия, получаемые в результате гальванического хромирования, могут быть нескольких типов.
Нанесение покрытий данного типа осуществляется при использовании тока, отличающегося высокой плотностью (более 100 А/дм 2 ). Температура электролитического раствора не должна превышать значения 40°. Слой хрома, нанесенный по данной технологии, делает поверхность изделия более твердой, но в то же время и более хрупкой.
Покрытия данного типа наносятся с использованием тока, плотность которого находится в интервале 30–100 А/дм 2 и в растворе с температурой в пределах 45–60°. Поверхностный слой металла, на который хромовое покрытие нанесено по данной технологии, приобретает исключительно высокую твердость и износостойкость, а также зеркальный блеск.
Для получения хромированных покрытий данного типа используется ток минимальной плотности (до 25 А/дм 2 ). Данный метод хромирования деталей не позволяет получать на них покрытия высокой твердости. Слой хрома, наносимый на поверхность изделия в таких случаях, напоминает очень эластичную массу, в структуре которой практически отсутствуют поры.
Для выполнения такого хромирования необходим трех- или шестивалентный хром. При хромировании металла с применением трехвалентного хрома в качестве основного компонента электролитического раствора используется хромовый ангидрид. При применении шестивалентного хрома в роли такого элемента выступает хлорид или сульфат хрома.
Составы электролитов для хромирования
Растворы, выполненные на основе шестивалентного хрома, содержат в своем составе следующие компоненты:
- серную кислоту – 2,25–3 г/л;
- хромовый ангидрид – 225–300 г/л;
- свинец, который обычно входит в состав анода в сочетании с сурьмой или оловом, – 4–6%.
Большое значение для качества наносимого хромированного покрытия имеет пропорция серной кислоты и хромового ангидрида в используемом электролитическом растворе. Как правило, такое соотношение стараются выдерживать в пределах 1:100. Если оно будет меньше, то поверхность хромируемой детали не будет отличаться высоким качеством, на ней могут возникать отслоения, матовость и различные пятна. Например, если для хромирования используется электролитический раствор, в котором серная кислота и хромовый ангидрид содержатся в соотношении 1:50, то хромовое покрытие не получит достаточно высокой кроющей и рассеивающей способности.
Режимы хромирования и материалы для анодов
Важными параметрами при нанесении хромированного покрытия также являются плотность электрического тока (не выше 310 кА/дм 2 ) и температура электролитического раствора (45–60°). Если увеличить плотность тока, то на угловых и торцевых элементах хромируемой детали могут формироваться дендриты, которые значительно ухудшают декоративные характеристики изделия.
Кроме свинцовых анодов, химический состав которых дополнен сурьмой (не более 6%), для выполнения хромирования сегодня используются аноды из титана, покрытого платиновым слоем. При проведении хромирования желательно не применять растворимые аноды: для изготовления таких элементов лучше использовать листы или стержни из металла, сечение которых составляет порядка 1,5 см.
Для погружения изделий в ванну используются специальные контактные приспособления
Аноды для хромирования, изготовленные из свинца, необходимо регулярно чистить при помощи металлической щетки, так как на их поверхности постоянно образуется хромовокислый налет. В том случае, если для нанесения хрома используются титановые аноды, покрытые слоем платины, такую чистку выполнять не потребуется. Если аноды, при помощи которых осуществляется хромирование изделий из стали и других металлов, не применяются в течение нескольких дней, их необходимо извлечь из электролитического раствора и держать все это время в воде.
Как подготовить изделие
Технология декоративного хромирования (как и нанесение слоя хрома в защитных целях) предусматривает тщательную подготовку изделия. Такая подготовка заключается в выполнении таких процедур, как:
- шлифовка обрабатываемой поверхности, а также ее тщательная полировка;
- промывка изделия и протирание его мягкой тканью;
- изолирование тех участков поверхности, где хромировка не требуется;
- обезжиривание хромируемой детали;
- декапирование изделия, которое позволяет улучшить адгезию наносимого хромового слоя с основным металлом;
- размещение изделия в электролитическом растворе при помощи специального кронштейна.
Шлифовка изделия перед хромированием
В отдельных случаях технология декоративного хромирования предусматривает предварительное травление обрабатываемой поверхности и нанесение на нее слоя другого металла (меди или никеля), что способствует увеличению прочности хромового покрытия.
Как проводят процедуру хромирования
Сама технология декоративного хромирования заключается в следующем.
- Изделие после предварительной подготовки помещается в емкость с электролитическим раствором, в которой уже находится анод.
- Раствор, в который погружают изделие, должен быть предварительно нагрет до требуемой рабочей температуры. Следует иметь виду, что рабочая температура электролитического раствора должна поддерживаться на протяжении всего процесса хромирования. Это необходимо для того, чтобы обеспечить хорошую адгезию наносимого слоя, а также его однородность по структуре и толщине.
- В зависимости от того, какой толщины должен быть хромированный слой, определяют время нахождения изделия в электролитическом растворе.
Рекомендуемые режимы сушки хромированных изделий
Технология декоративного хромирования предусматривает также выполнение термообработки детали (этот этап нужен для того, чтобы хромовое покрытие было более твердым и прочным). Изделие, на поверхность которого уже нанесен слой хрома, выдерживают в течение нескольких часов в нагревательной печи при температуре порядка 200°.
На видео ниже подробно показан процесс гальванического хромирования с комментариями в виде субтитров.
Химический способ
В настоящее время активно применяется технология декоративного хромирования, не предполагающая использования электролитического раствора. Таким способом, суть которого заключается в том, что хром из рабочего раствора осаждается на поверхности обрабатываемого изделия, выполняется хромирование алюминия и других металлов, а также деталей из полимерных материалов.
Рабочий раствор, используемый для выполнения такого хромирования, готовится на основе хромосодержащего реагента, дистиллированной воды и гипофосфита натрия. В процессе хромирования, которому подвергается алюминиевый или любой другой сплав, гипофосфит натрия восстанавливает хром из его солей, и металл оседает тонким слоем на поверхности обрабатываемого изделия. За счет того, что в используемых для выполнения такого хромирования химических реагентах содержится фосфор, готовый хромовый слой, частично насыщаемый данным элементом, отличается достаточно высокой прочностью.
Составы растворов для химического хромирования
Химический способ нанесения хромового покрытия отличается не только простотой реализации, но и большей экологической безопасностью, если сравнивать его с другими технологиями хромирования. Такой способ, при помощи которого можно хромировать алюминий, сталь и даже полимерные материалы, используют даже в домашних условиях.
Выполняя хромирование деталей автомобиля или других изделий по химической технологии, следует иметь в виду, что готовое покрытие получается матовым и отличается непривлекательным сероватым оттенком. Чтобы придать такому покрытию характерный хромовый блеск, необходимо провести финишную полировку.
При помощи технологии хромирования изделиям из различных металлов и полимерных материалов можно придавать не только защитные свойства, но и исключительные декоративные характеристики. Например, возможно нанесение на различные детали черного хрома, покрытие из которого делает их внешний вид эффектным и презентабельным.
Хромирование деталей
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:
- диффузионная зона в пределах границы двух поверхностей;
- 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.
Декоративное хромирование детали
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.
Результат хромирования детали
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.
Хромирование деталей автомобилей
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:
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.
Как можно самостоятельно хромировать детали в домашних условиях?
Необязательно быть химиком со стажем, чтобы провести хромирование деталей в домашних условиях своими руками. Данный метод доступен рядовому умельцу, не нуждается в привлечении профессиональных знаний и потому остается популярным способом обработки. Технология позволяет получить блестящую поверхность на металлической, пластмассовой, стеклянной или деревянной основе, не теряющую своего блеска под влиянием воздуха и воды.
Существуют схожие операции получения дополнительного металлического слоя: цинкование, никелирование, серебрение. Хромировка деталей (процесс нанесения хрома на изделие) включает несколько функций:
- Защитную. Слой хрома устойчив к температурным перепадам; он улучшает физико-химические характеристики поверхности, защищая ее от окисления, предавая предметам (деталям автомобилей, велосипедов, приборов) дополнительную прочность.
- Декоративную. Результатом гальванизации становится привлекательный внешний вид любого транспортного средства. Декоративное хромирование выгодно преображает детали интерьера — крепежные элементы потолочных карнизов, фурнитуру (ручки дверей или мебельные), декоративные подставки, сувениры.
- Восстанавливающую. Продлевает срок службы изношенной поверхности валов, втулок (если глубина износа не превышает 1 мм), тем самым увеличивая срок эксплуатации.
- Повышает износоустойчивость двигателей внутреннего сгорания (осаждается на трущиеся поверхности), всевозможных штампов и матриц, мерильных инструментов.
- Улучшает отражательные свойства (хромирование отражателей фар, производство прожекторов, технических и бытовых зеркал).
Технологии хромирования
Хромирование в домашних условиях может осуществляться несколькими способами:
- Гальванический (электролитический) метод. Атомы хрома из раствора электролита осаждается на поверхность заготовки под действием электрического тока. Наиболее популярный, способ имеет широкую сферу применения, включая создание изделий, обладающих отражающими свойствами. Гальваническое осаждение хрома позволяет добиться качественного покрытия, устойчивого к механическим и химическим повреждениям.
- Химический (каталитический). Метод основан на взаимодействии реагентов и восстановлении хрома из своих солей; электрический ток не применяется. Получаемый слой первоначально имеет серый цвет и нуждается в полировке. Химическое хромирование, из-за присутствия среди реагентов фосфора, позволяет покрывать качественным твердым слоем изделия сложной формы, включающие полости.
- Диффузионный метод (напыление хрома осуществляется с использованием гальванической кисти). Хромирование деталей в домашних условиях диффузным методом — компактный способ обработки, не требующий организации ванны. Контроль толщины и качества покрытия возможен непосредственно во время операции.
Подготовка рабочего места
Металлизация хромом — химический процесс, сопровождающийся выделением токсичных (канцерогенных) веществ, наносящих вред здоровью человека и природной среде. Поэтому для гальваники в домашних условиях подбирается нежилое, безупречно проветриваемое помещение. Лучшим выбором является гараж или отдельно стоящая мастерская с эффективной принудительной вентиляцией (вытяжкой). Следует продумать утилизацию отходов.
Хромовый электролит выделяет летучие соединения, способные вступать в контакт и разрушать любую органику. Пары несут опасность для кожи и слизистых оболочек. Для защиты от испарений используют очки и маску-респиратор.
Оборудование
Чтобы провести хромирование своими руками в домашних условиях на достойном уровне, часть инвентаря предлагается изготовить из подручных средств. В число предметов, составляющих набор для хромирования гальваническим путем, входит:
- Гальваническая ванна – сосуд из пластика, стекла, полиэтилена или пропилена (устойчивый к продолжительному воздействию агрессивной среды); подойдет и эмалированный. Для небольших предметов идеальна стеклянная банка. Для качественного электролиза выбранную посуду необходимо теплоизолировать (поместить в деревянный ящик, обитый изнутри стеклотканью с дополнительным утеплением минеральной или стекловатой).
- Источник питания – должен иметь характеристики: силу тока 50 А, допустимое напряжение 12 В, общую мощность не более 1 кВт.
- Нагревательное устройство для электролита, выдерживающее контакт с агрессивной средой (керамический ТЭН) соответствующей мощности. Допустимо использовать внешний подогреватель.
- Термометр, калиброванный до 100° по Цельсию.
- Крышка, герметично притертая к сосуду с электролитом (не металлическая).
- Электроды – анодом служит свинцовая пластина. Она погружается в емкость, катод присоединяется к хромируемому образцу. В роли катода удобно использовать зажим, удерживающий деталь. Последняя размещается в электролите так, чтобы не допустить касания стенок, дна и анода.
Источник питания
Для гальваники в домашней лаборатории подойдет заземленный источник постоянного тока с регулируемым напряжением 1,5-12 В, с максимальным током 20 А (для регулировки выходной мощности удобно пользоваться реостатом).
Выбор сечения соединительных проводов делают с учетом максимальной нагрузки (силы тока). Для хромирования мелких деталей используют провода с сечением 2,5 мм.
Состав и методика подготовки электролита
В смеси для осаждения хрома содержится:
- Дистиллированная (из аптеки) либо водопроводная (прокипяченная и отстоянная, идеально — фильтрованная) вода.
- Хромовый ангидрид (CrO3), из расчета 250 г на 1 л воды.
- Серная кислота (H2SO4) – 2-2.5 г/л (с удельной плотностью 1,84 г/см3).
- Сосуд наполовину заполнить водой, разогретой до 60º С.
- Всыпать хромовый ангидрид; добиться полного растворения, размешивая.
- Долить оставшуюся воду, осторожно добавить кислоту, перемешать.
- Электролит выдерживается 3,5 часа под номинальным током (для выравнивания плотности).
Подготовка поверхности
Чем лучше подготовить поверхность изделия, тем меньше проблем возникнет во время гальванического хромирования и качественнее будет покрытие.
- Предварительная механическая и химическая очистка. Удаляются сильные загрязнения (лак, краску, пятна ржавчины). Ржавчину с поверхности металла можно удалить травлением в кислоте, остатки краски — наждачной бумагой.
- Тонкая очистка. Следы загрязнений тщательно удаляются чистым куском материи.
- Обезжиривание. Для процедуры нужен раствор из 150 г едкого натра, 50 г кальцинированной соды и 5 г силикатного клея (расчет на 1 литр воды). Предмет выдерживается в растворе 20-60 минут при 90° С; на время влияет сложность формы.
Хромирование
- Электролит подогревается до 52±2°С (во время процесса поддерживается неизменный температурный режим).
- В сосуд (с закрепленным анодом) помещается деталь с прикрепленным катодом и прогревается до уравнивания температур.
- Подается напряжение. Время осаждения составляет от 20 минут до 1-2 часов, что определяется формой предмета.
- Деталь вынимается, промывается в дистиллированной воде (несколько раз) и сушится 3 часа; во время сушки прикасаться к ней нельзя. По такой методике хромируют детали из стали, латуни, бронзы.
Способ хромирования пластика дома
Чтобы обеспечить хромирование пластика в домашних условиях, целесообразно изготовить гальваническую кисть (метод применим и для металлических изделий):
- Щетина (подойдет от малярной кисти) диаметром 20-25 мм плотно обматывается свинцовым проводом. Ее закрепляют с торца сосуда цилиндрической формы, который заправляется электролитом. Удобно использовать емкость, сделанную из оргстекла (контроль уровня раствора). В другом торце крепится диод.
- В схеме используется понижающий трансформатор (12 В, 0,8-1 А). Минус трансформатора крепится на хромируемый предмет (зажимом «крокодил»). Плюс идет на анод диода, катод диода подсоединяется к обмотке щетины.
- Слой жидкости наносится на обрабатываемую поверхность плавными равномерными движениями; каждый участок проходится кистью не менее 20 раз, не отрывая ее от поверхности.
- По завершении гальванотехники предмет промывают и сушат; грязь убирают компрессором.
Видео: уникальная методика хромирования в домашних условиях.
Возможные дефекты и их причины
- Хром не оседает на заготовке. Причина может заключаться в слабом контакте, пленке окислов или маленьком расстоянии между электродами. Процесс нарушается из-за неверно подобранного сечения проводников, избытка серной кислоты, малой плотности тока или слишком горячего электролита.
- Блеск поверхности отсутствует или неравномерный (с потемнениями и пятнами). Не соблюден температурный режим электролита и концентрация реактивов. Превышена сила тока.
- Наблюдаются наросты металлического хрома на углах предмета. Плотность тока выше рекомендованной.
- Дефекты (раковины) на хромировке. Плохая очистка. Избыточный ток, задержка водорода.
- Отслоение покрытия. Некачественное обезжиривание, скачки напряжения, плотности тока или температуры.
Украсить пластик слоем хрома в домашней мастерской не сложнее, чем металл. Залогом блестящего результата станет доскональное соблюдение правил безопасности и внимание к деталям технологического процесса.
Хромирование деталей
В качестве декоративной отделки отдельных деталей сегодня используется большое количество веществ. Немалое количество из них сделано на основе хрома.
Процесс хромирования
Хромирование представляет собой процесс насыщения поверхностей из металлических материалов хромом. Также данный процесс может означать образование на поверхности отдельных деталей, сделанных из металлов, хромированного осадка, который необходим для декоративной цели. На поверхность металлов хром осаживается под воздействием электрического тока.
Важно: Использование процесса хромирования необходимо не только для того, чтобы сделать поверхность отдельных деталей более привлекательной с эстетической точки зрения, но и для того, чтобы защитить металлы от образования коррозии.
Благодаря хромирования на поверхности образуется тонкий слой защитного вещества, которое делает структуру металла более прочной. Именно поэтому хромированные детали могут прослужить долгие годы. Декоративное хромирование способно продержаться длительное время.
Процесс хромирования деталей
Процесс хромирования является достаточно время затратным Ведь необходимо все делать аккуратно.
Весь процесс можно разделить на несколько этапов, которые заключаются в:
На данном этапе хромирования осуществляется удаление сильный загрязнений с поверхности металлов, что слой хрома лег ровно и аккуратно.
Данный шаг предполагает удаление оставшихся следов загрязнений, чтобы они не мешали проведению дальнейших работ.
В зависимости от материала, на который будет наноситься состав хрома, зависит то, какие меры следует предпринимать для того, чтобы подготовить его для проведения дальнейших работ.
- Помещении в ванну с подготовленным раствором.
На данном этапе хромирования металлические изделия помещаются в ванну с подготовленных составом, состоящим из хрома и других вспомогательных элементов. Здесь осуществляется температурное выравнивание.
Этот шаг заключается в том, чтобы подключить к раствору с материалом для хромирования ток определенной силы. Обработка током происходит для образования на поверхности металла слоя хрома определенной толщины.
Во время хромирования выделяется большое количество токсичных веществ, которые могут навредить здоровью человека.
Внимание: Сегодня имеется большое количество стран в мире, в которых данный процесс хромирования находится под тщательным контролем.
Составы для хромирования
Для хромирования используются следующие виды растворов:
- Раствор шестивалентного хрома. Его главным компонентом является хромовый ангидрид.
- Раствор трехвалентного хрома. В него главным образом входит сульфат хрома или хлорид хрома. Такой раствор применяется достаточно редко. Такая ситуация складывается по причине того, что есть некоторые ограничения на толщину покрытия, его оттенок и насыщенность цвета.
Таблица 1. Составы электролитов для хромирования.
Таблица 2. Состав хромирующих смесей для стали.
1 % йодистого аммония
1 % йодистого аммония
Виды хромирования
В современном мире представлено большое количество разновидностей хромирования.
Выделяются следующие виды данного процесса:
Данный способ хромирования представляет собой метод нанесения на поверхность металлов или пластмассовых материалов специального покрытия методом использования электрического тока. Благодаря этому достигает оснащение обрабатываемого материала уникальных свойств. Они заключаются в: утолщении поверхности, устойчивости к образованию ржавчины, в приобретении привлекательного внешнего вида. Во время использования гальванического хромирования используется трехслойное нанесение металлического вещества. Из-за того, что хром вступает в реакцию с другими металлами, он оседает на поверхности и придает ей блеск.
При использовании данного метода хромирования не применяется электрический ток. Весь процесс основан на реакции, которая проявляется между реагентами. При этом очень важно перед обработкой отдельных деталей методом покрытия хромированным составом нанести тонкий слой меди. Для этой цели используется смесь из: сернокислой меди, концентрированной серной кислоты, дистиллированной воды. Для хромирования используется следующий состав: фтористый хром, гипофосфат натрия, охлажденная уксусная кислота, раствор едкого натрия, лимоннокислый натрий, дистиллированная вода.
Данный вид хромирования подразумевает нанесение на поверхность металлов тонкого слоя золотого металла. Делается это не только для достижения наилучшего декоративного эффекта, но и для защиты материала от появления коррозии. Золочение делает материал более плотным и износостойким.
Хромирование в домашних условиях
В современном мире встречается немалое количество людей, которые осуществляют домашнее хромирование. Благодаря этому можно значительно сэкономить на обработке хромом отдельных металлических или пластмассовых деталей.
Важно: Процесс гальванического хромирования недоступен в нашей стране для домашнего использования. Его использование является уголовно наказуемым.
С теоретической точки зрения можно произвести хромирование дома, но для этого придется приложиться большое количество усилий. Для этой цели необходимо приобрести большое количество ванн и растворов для проведения процесса. На это уйдет масса времени и средств. Не рекомендуется проводить процедуру хромирования в домашних условиях путем обработки растворов и материалов электрическим током, потому что при этом выделяются токсины, способные нанести вред окружающей среде.
В домашних условиях можно воспользоваться химическим видом хромирования. При этом очень важно изготовить раствор меди хрома. Только после этого можно приступать к обработке металлических и неметаллических изделий.
Во время проведения процедуры хромирования необходимо позаботиться о технике безопасности, как и в промышленных условиях.
Хромирование в домашних условиях видео
Статьи по теме
Металлизированная краска
Настоящего золота или серебра в современных металлических печатных красках, конечно же, нет. Но они очень удачно имитируют благородные металлы, так как на треть состоят из металлических пигментов серебристого или золотистого цвета.
Цинкование металла
Для защиты от коррозии сегодня создано большое количество методов. Они направлены на то, чтобы с помощью специальных растворов или веществ на поверхности металлических изделий появлялась тонкая защитная пленка, которая препятствует попаданию на металл кислорода и продуктов, имеющихся в агрессивной среде.
Грунтовка по металлу
В современно мире существует большое количество материалов, которые используются для защиты от появления коррозии. Она покрывают металлическую поверхность тонким слоем пленки, которая не дает железу и другими видам металлов окисляться.
Источники:
http://vk.com/decor_chrome
http://kuzov.info/technologia-dekorativnogo-hromirovaniya/
http://met-all.org/obrabotka/prochie/hromirovanie-detalej-dekorativnoe-pokrytie-hromom-tehnologiya-2.html
http://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/hromirovanie-detaley.html
http://metmastanki.ru/hromirovanie-detaley-v-domashnih-usloviyah
http://lkmprom.ru/clauses/tekhnologiya/khromirovanie-i-osobennosti-khromirovaniya-v-domas/