Оборудование для хромирования деталей гальваническим способом

Оборудование для хромирования – что нужно для нанесения хрома

Хромирование является одним из наиболее распространенных способов защиты металлических изделий от коррозии, а также их декоративного оформления. На сегодняшний день существует несколько технологий осуществления такой процедуры, для реализации которых применяется различное оборудование для хромирования.

Хромированная своими руками клапанная крышка

Принцип работы

На современном рынке можно приобрести как зарубежное, так и отечественное оборудование для хромирования. Первое, хотя и является компактным, удобным и эффективным в работе, отличается достаточно высокой стоимостью. В комплект такого оборудования входят рабочий стенд, набор манометров, пульверизатор и пистолет, при помощи которого выполняют обдув обрабатываемого изделия. Отечественное оборудование, используемое для хромирования деталей, стоит значительно дешевле зарубежного, но не позволяет выполнять декоративную обработку (с его помощью можно только имитировать ее результаты).

Профессиональная установка для химического хромирования. Все органы управления и контроля удобно расположены на лицевой панели

Хромировка при использовании такого оборудования выполняется следующим образом.

• Обрабатываемая поверхность перед хромированием очищается от лакокрасочных покрытий, любых загрязнений, шлифуется и обезжиривается.
• Затем на нее наносится слой грунтовки.
• Чтобы улучшить адгезию нанесенного грунта с металлом, последний можно подвергнуть термической обработке.
• После этого на поверхность остывшего изделия при помощи пульверизатора наносится слой хрома.
• Для защиты нанесенного в результате хромирования покрытия можно воспользоваться лаком или самоклеящейся пленкой.

Нанесенное таким образом покрытие не может обеспечить надежной защиты металла от коррозии. Эффективно решить эту задачу позволяет химическая металлизация, выполняемая с использованием специальных химических реагентов для хромирования. В результате этой процедуры формируется тонкой слой хрома, отличающийся высокими защитными свойствами.

Отличие псевдохромирования от настоящего

Самый простой способ хромирования, который нельзя считать полноценной металлизацией, подразумевает использование краски, содержащей не менее 75% хромовой пыли. Металлосодержащая краска наносится на поверхность холодного изделия (для этого применяют пульверизатор или обычную малярную кисть). Таким образом, создается своеобразный барьер, предохраняющий металл от коррозии. Результат такого хромирования, если оно правильно выполнено, может прослужить не менее пяти лет. Однако при повреждении покрытия коррозия затронет не только поверхность металла, но и его глубинные слои.

По-настоящему эффективная химическая металлизация предполагает применение:

• специальной емкости, в которой протекают гальванические процессы;
• электролита для хромирования;
• источника постоянного электротока.

Данный набор приспособлений и расходных материалов является минимальным для проведения хромирования.

В полный комплекс оборудования для хромирования также входят ванны для обезжиривания и промывки, маслоотделитель и сушильные камеры

Нанесение хрома в производственных условиях

Алгоритм стандартной процедуры хромирования, выполняемого в производственных условиях, выглядит следующим образом.

• Обрабатываемое изделие помещается в ванну, наполненную электролитическим раствором.
• Затем оно подключается к плюсовому контакту источника электрического тока.
• К отрицательному контакту источника тока подключается любая заготовка, изготовленная из хрома.
• После того как электрический ток начнет поступать к заготовке из хрома, к изделию и в электролит, от заготовки начнут отделяться ионы хрома и двигаться по электролиту к обрабатываемой детали.
• Оседая на ее поверхности и связываясь с ней на молекулярном уровне, ионы хрома формируют на ней надежный и очень долговечный защитный слой.

Промышленная ванна для хромирования

Химическая металлизация позволяет сформировать самое надежное покрытие, отличающееся высокими защитными свойствами. При помощи такой технологии на металлическую деталь может наноситься слой не только хрома, но также цинка, серебра, алюминия и других металлов.

Следует иметь в виду, что химическая металлизация сопровождается выделением вредных для здоровья химических веществ, поэтому, если вы соберетесь провести ее в домашних условиях, необходимо использовать только нежилые помещения. Естественно, не следует пренебрегать и личными средствами защиты. Чтобы обеспечить равномерную скорость протекания химической реакции, для самостоятельного выполнения химической металлизации необходимо правильно подобрать источник постоянного электрического тока.

Технология термохимической металлизации

По технологии термохимической металлизации в недалеком прошлом выполняли золочение металла. Суть такой технологии, применение которой позволяет наносить на поверхность изделия покрытия не только из золота, но и из других металлов, заключается в следующем.

• На металл наносится специальный состав, состоящий из металлической пыли и связующего вещества, изготовленного на основе древесных смол.
• После того как нанесенный слой полностью высохнет, изделие помещается в муфельную печь.
• Под воздействием высокой температуры, создаваемой внутри печи, связующий состав выгорает, а металлическая пыль плавится, формируя тонкий защитный слой.

Нанесение состава на изделие производится стандартным покрасочным оборудованием

На сегодняшний день существует несколько вариаций такой технологии. Первая из них заключается в том, что слой металла наносится под высоким давлением, при этом само изделие находится в нагретой до требуемой температуры печи. Другой вариант металлизации предполагает, что слой металла предварительно напыляют на обрабатываемую поверхность, а затем изделие обжигают в печи.

Активно используется и более упрощенный, домашний вариант такой технологии:

• Сначала изделие покрывается слоем металлической пыли.
• При помощи фена металлическая пыль на поверхности изделия расплавляется, формируя тонкое покрытие.
• Чтобы сделать покрытие более ровным и гладким, а также равномерным по толщине, его подвергают шлифовке и последующей полировке.

Тщательно отполированное покрытие не уступит по внешнему виду заводской хромировке

Для применения такого метода металлизации потребуются следующие материалы и оборудование:

• пульверизатор, при помощи которого будет наноситься металлосодержащий состав;
• фен, позволяющий формировать поток воздуха, отличающийся высокой температурой;
• шлифовальная машинка;
• состав, при помощи которого будет выполняться финишное полирование обрабатываемой поверхности.

Минимальный набор инструментов для домашней металлизации

При реализации данной технологии на обрабатываемую поверхность распыляются металлические квасцы, которые также представляют определенную опасность для человеческого здоровья. Поэтому, решив воспользоваться таким методом металлизации, позаботьтесь о своей безопасности, надежно защитив органы зрения и дыхания.

Наиболее производительным, но и более сложным в техническом плане является хромирование, выполняемое по горячему методу. Применяется такой метод металлизации преимущественно на крупных производственных предприятиях, где за счет большого количества обрабатываемых изделий затраты на используемые для этого энергоносители минимизируются.

Максимально твердое покрытие можно получить только в производственных условиях

Суть горячего метода, применяемого для хромирования деталей, заключается в том, что обрабатываемое изделие помещают в емкость с расплавленным металлом, который покрывает его поверхность тонким слоем. Естественно, что использовать такую технологию металлизации в домашних условиях проблематично.

Решив покрывать металл слоем хрома в домашних условиях, вы должны иметь в виду токсичность реактивов для хромирования, поэтому при работе следует строго соблюдать все требования по технике безопасности. Кроме того, для выполнения такого процесса необходимо обладать хотя бы минимальными знаниями по химии и соответствующими навыками.

Источник

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:

1. 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.
2. 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.
3. Восстанавливающую. Продлевает срок службы изношенной поверхности валов, втулок (если глубина износа не превышает 1 мм), тем самым увеличивая срок эксплуатации.
4. Повышает износоустойчивость двигателей внутреннего сгорания (осаждается на трущиеся поверхности), всевозможных штампов и матриц, мерильных инструментов.
5. 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:

1. 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).
2. Источник питания – должен иметь характеристики: силу тока 50 А, допустимое напряжение 12 В, общую мощность не более 1 кВт.
3. Нагревательное устройство для электролита, выдерживающее контакт с агрессивной средой (керамический ТЭН) соответствующей мощности. Допустимо использовать внешний подогреватель.
4. Термометр, калиброванный до 100° по Цельсию.
5. Крышка, герметично притертая к сосуду с электролитом (не металлическая).
6. 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).

1. Сосуд наполовину заполнить водой, разогретой до 60º С.
2. Всыпать хромовый ангидрид; добиться полного растворения, размешивая.
3. Долить оставшуюся воду, осторожно добавить кислоту, перемешать.
4. 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

1. Электролит подогревается до 52±2°С (во время процесса поддерживается неизменный температурный режим).
2. В сосуд (с закрепленным анодом) помещается деталь с прикрепленным катодом и прогревается до уравнивания температур.
3. Подается напряжение. Время осаждения составляет от 20 минут до 1-2 часов, что определяется формой предмета.
4. 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

1. 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.
2. Блеск поверхности отсутствует или неравномерный (с потемнениями и пятнами). Не соблюден температурный режим электролита и концентрация реактивов. Превышена сила тока.
3. Наблюдаются наросты металлического хрома на углах предмета. Плотность тока выше рекомендованной.
4. Дефекты (раковины) на хромировке. Плохая очистка. Избыточный ток, задержка водорода.
5. 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.

Источник