Научившись самостоятельному хромированию, можно не только сделать свой автомобиль или мотоцикл более презентабельным, но и изготовить стильные вещицы - дверные ручки, крепежи для карнизов, подставки, кашпо и бра, которые послужат превосходными элементами для украшения интерьера жилища.
Процесс гальванизации основывается на нанесении на поверхность детали слоя металла с помощью электролита . При этом могут преследоваться сразу две цели - защита и декорирование. Соответственно, хромирование предполагает, что на покрытие с помощью электротока будет осаждаться особый слой хрома.
Данный процесс может осуществляться несколькими способами:
Выбор помещения
Осуществлять хромирование следует в хорошо вентилируемом нежилом помещении . Идеальный вариант - автомобильный гараж. Летом можно работать и прямо на улице под брезентовым навесом. Такие меры носят обязательный характер, иначе здоровью исполнителя может угрожать опасность из-за токсичных и ядовитых испарений вещества.
Для домашнего хромирования с помощью ванны следует подготовить следующие инструменты и материалы:
Средства защиты
Необходимо обзавестись и защитными средствами - плотные резиновые перчатки и качественный респиратор. Одежду можно укрыть фартуком из прорезиненого материала.
Чтобы сделать хромирование в домашних условиях с помощью специальной гальванической кисточки , можно воспользоваться следующей схемой действий:
При использовании любого способа пригодится компрессор или хороший пылесос для удаления пыли.
Приготовление электролита
Для расчета объема ингредиентов электролита следует придерживаться следующих соотношений , измеряемых в граммах, на один литр чистой воды:
- Ангидрид хрома - 250 гр;
- Серная кислота - 2,5 гр.
Сосуд из стекла наполняют наполовину отстоявшейся и прокипяченной водой, температура которой должна быть примерно 60 градусов. Затем в емкость помещают хромовый ангидрид. Раствор мешают до растворения вещества, после чего аккуратно наливают в него серную кислоту.
Затем состав нужно выдержать под током в течение трех с половиной часов. Если расчеты произведены верно, то электролит станет темно-коричневым. Обесточив состав, его нужно оставить на одни сутки в каком-нибудь прохладном и темном месте.
Подготовка детали
Перед тем как делать хромирование своими руками в домашних условиях, ее нужно подготовить. С поверхностей, которые подлежат обработке, следует предварительно удалить ржавчину, лак, грязь и краску. После завершения зачистки можно приступать к обезжириванию.
Эксперты обращают внимание на то, что бензин и уайт-спирит нежелательно применять для этой цели, потому что эти составы негативно скажутся на обработке. Лучше использовать специальную смесь на основе едкого натра, кальцинированной соды и силикатного клея. Раствор нужно нагреть до 90 градусов Цельсия и опустить в него деталь примерно на полчаса. Если элемент обладает сложной конфигурацией, то можно увеличить время выдержки.
Хромирование - это довольно трудоемкий процесс для самостоятельного выполнения, потому идеальный результат получается не во всех случаях. Для того чтобы предотвратить ошибки перед, тем как хромировать металл в домашних условиях, следует узнать о причинах, которые могут обуславливать дефекты.
К ним относятся:
Недостаточный или чрезмерный нагрев электролита может привести к неравномерному блеску обработанной поверхности. Если же блеска нет вообще, то причина, возможно, в неверно рассчитанной концентрации ангидрида.
Если покрытие получилось недостаточно равномерным, то при работе на заготовку подавался слишком сильный ток. Если покрытие очень мягкое, то электролит нагревался слишком сильно.
На эти факторы нужно обратить внимание, чтобы предотвратить возникновение дефектов при хромировании. Лишь в этом случае хромирование деталей своими руками пройдет без проблем.
Хромированные детали широко распространены. Как и прочие покрытия, хромовый слой, изнашиваясь с течением времени, утрачивает защитные свойства и внешнюю привлекательность. Его восстановление возможно своими руками в домашних условиях ввиду простоты и дешевизны технологии. К тому же таким способом можно обработать изначально не хромированные детали.
Назначение
Основная цель применения данной технологии состоит в создании декоративного покрытия. Помимо этого, хромирование обеспечивает защиту от воздействия реагентов и коррозии для металлических поверхностей, а также повышает прочность как металлических, так и пластиковых изделий. В домашних условиях обычно применяют декоративное хромирование.
Данная технология имеет обширное применение. Так хромирование используют для деталей транспортных средств, сантехники, элементов мебели и т. д.
Нужно учитывать, что данная обработка подходит для предметов из меди, латуни, никеля. Стальные и пластиковые детали требуют дополнительной обработки.
Основной мотив самостоятельного выполнения рассматриваемых работ состоит в экономии.
Хромирование деталей своими руками весьма распространено. Это объясняется простотой его для самостоятельного осуществления и дешевизной ввиду отсутствия необходимости наличия дорогого оборудования.
Методы
Хромирование в домашних условиях возможно осуществить по двум технологиям.
- Первая - в специальном растворе.
- Вторая технология состоит в напылении покрытия с применением гальванической кисти.
Названные способы хромирования деталей значительно отличаются друг от друга с точки зрения осуществления. Так, напыление более трудоемко ввиду того, что поверхность необходимо обрабатывать вручную, однако оно имеет значительные преимущества перед жидким хромированием:
- Оно позволяет контролировать толщину покрытия.
- Такая технология подходит для обработки предметов любых размеров.
- Возможна визуальная оценка качества покрытия.
- Для данного метода обработки можно не демонтировать деталь.
Самостоятельно провести хромирование деталей жидким методом проще, однако предельные размеры обрабатываемого предмета определяются величиной используемой емкости. Поэтому данный способ обычно используют для хромирования небольших деталей.
Оборудование и материалы для хромирования своими руками
Чтобы выполнить хромирование деталей необходимо найти нежилое помещение с эффективной вытяжной вентиляцией, например такое, как гараж. В летний период можно проводить работы на открытом пространстве с навесом или крышей.
Необходимы средства индивидуальной защиты, а именно респиратор, плотные прорезиненные перчатки и защитные очки. Также желательно наличие прорезиненного фактора.
Потребность в наличии таких средств защиты обусловлена токсичностью образующихся в процессе хромирования испарений ввиду содержания в них кислотных паров. Это также определяет необходимость предусмотреть утилизацию остаточных продуктов.
К тому же в зависимости от выбранной технологии потребуется специализированное оборудование.
Для хромирования своими руками жидким методом оно представлено:
- нагревательным элементом (подойдет ТЭН);
- анодом пластинчатого или стержневого типа обычно из свинцово-сурьмяного сплава 93:7, реже из свинца;
- катодом в форме зажима для фиксации на обрабатываемом предмете;
- кислотоустойчивым термометром либо терморегулятором (требует соответствующей электронной схемы);
- кронштейном для удерживания предмета навесу;
- источником постоянного тока с регулировкой выходного напряжения, в качестве которой может служить реостат (от 18 А для 3 л);
- проводами (сечение выбирают на основе максимальной силы тока, но не менее 2,5 мм 2).
Основным инструментом для технологии напыления является гальваническая кисть. В домашних условиях применяют самодельные устройства. Это объясняется, прежде всего, очень высокой стоимостью промышленных аналогов. К тому же для них необходимы фирменные реактивы.
Для изготовления кисти потребуется:
- щетина;
- прозрачный цилиндр из стекла, пластика, полиэтилена либо пропилена произвольного размера;
- свинцовый провод;
- крышка с заливным отверстием и вклеенным металлическим контактом;
- свинцовая обмотка;
- источник питания мощностью до 1 кВт;
- выпрямитель тока в виде 12 В 50 А стабилизатора, который может быть представлен, например, трансформатором или аккумуляторным зарядным устройством;
- термометр для жидкостей с диапазоном 100°С;
- устройство подогрева электролита, например, внешний подогреватель для стеклянной ванночки либо ТЭН с керамической кислотной защитой (не обязательно, но способствует ускорению работ).
Обмотанную свинцовым проводом щетину нужно поместить в цилиндр. Сверху его закрывают крышкой с заливным отверстием и вклеенным металлическим контактом. К последнему припаивают свинцовую обмотку. В находящейся над щетиной пенопластовой мембране проделывают мелкие сквозные отверстия. Выпрямитель тока устанавливают плюсом к контакту крышки и минусом к обрабатываемому предмету.
Принцип функционирования такого устройства состоит в том, что наполняющий цилиндр электролит просачивается на щетину через мембрану. Нанесение на обрабатываемую поверхность осуществляется движением щетины.
Наконец, в любом случае требуется компрессор либо пылесос для удаления с рабочей поверхности пыли.
Приготовление электролита
Отдельно следует рассмотреть технологию изготовления электролита. Для этого требуется хромовый ангидрид и серная кислота с показателем удельной плотности 1,84 г/см 3 . Количество данных веществ должно составлять на литр 250 г для первого и 2,5 г для второго. Если не предполагаются внешние воздействия на обрабатываемые предметы, возможна концентрация на литр 400 г CrO 3 и 4 г H 2 SO 4 . Помимо этого нужна дистиллированная, либо кипяченая и отстоявшаяся вода. Также понадобится три емкости различного размера. Они могут быть представлены стеклянной банкой, кастрюлей и утепленной стекловатой или пенопластом коробкой с влагостойкой крышкой. Наконец, нужен термометр.
Водой при 60°С наполняют банку до половины или чуть больше. Сначала засыпают хромовый ангидрид и размешивают до растворения. Далее добавляют серную кислоту, при необходимости долив воду. После этого следует определить содержание хромового ангидрида путем проверки плотности раствора ареометром. Банка с ним помещена в наполненную водой кастрюлю с кипятильником, а кастрюля установлена в коробке. Затем данную смесь выдерживают под током на протяжении 3,5 ч. Мощность его рассчитывают на основе соотношения 6,5 А/1 л. По этой формуле с учетом требуемого количества электролита выбирают источник тока либо наоборот на основе мощности имеющегося устройства готовят определенное количество раствора. По завершении выдержки электролит должен обрести темно-коричневую окраску. Затем его оставляют в прохладном месте на сутки.
Подготовительные работы
Перед хромированием обрабатываемую поверхность необходимо подготовить путем удаления декоративного покрытия (лака, краски), коррозии, загрязнений способом зачистки наждачной бумагой либо шлифовальной машиной. В случае ненадлежащего качества осуществления данных работ возможно образование раковин на хромовом покрытии.
В завершение рабочие поверхности обезжиривают. Причем считается, что вещества, традиционно используемые в качестве растворителей, такие как бензин и уайт-спирит, не подходят для данной цели. Поэтому рекомендуется применять специальный раствор, который может быть сделан самостоятельно. Для этого на 1 л воды нужно растворить 150 г едкого натра, 50 г кальцинированной соды, 5 г силикатного клея. Данную смесь нагревают до 80 - 90°С и выдерживают на протяжении 20 минут в ней обрабатываемый предмет (45 - 60 минут в случае сложного рельефа поверхности).
Кроме того, объем подготовительных работ определяется материалом. Так, для непосредственной обработки, как упоминалось, подходят детали из меди, латуни, никеля. Стальные предметы необходимо предварительно покрыть данными металлами. Пластиковые поверхности обрабатывают графитосодержащим лаком либо графитным порошком и электролитическим способом при 0,7 А/дм 2 наносят медь. Приготовление электролита осуществляют путем растворения на литр воды 150 г концентрированной серной кислоты, 35 г сульфата меди, 10 г этилового спирта. После обработки предмет моют и сушат.
Наконец, стальные и чугунные поверхности непосредственно перед началом хромирования подвергают декапированию на протяжении до 1,5 минут при плотности тока 24 - 40 А/дм 2 в соляной кислоте.
Осуществление
В случае использования технологии жидкого хромирования работы начинают с нагрева электролита до 52±2°С. После анода в него помещают обрабатываемый предмет и ожидают его нагрева до той же температуры. Необходимо учитывать, что равномерность покрытия определяется правильностью расположения предмета и анода. После этого прикрепляют катод и подают ток (оптимальная плотность - 50 - 55 А/дм 2), выдерживая деталь так на протяжении от 20 минут (время выдержки определяется визуально в зависимости от особенностей предмета и может составлять 2 - 3 часа). В любом случае толщина покрытия определяется плотностью тока и продолжительностью выдержки.
По завершении предмет моют и помещают в сушильный шкаф на 2,5 - 3 часа с целью повышения сцепления покрытия с поверхностью и его твердости.
При первом выполнении хромирования желательно предварительно обработать опытный образец.
Возможные дефекты
Несоблюдение технологии ведет к образованию различных дефектов хромового слоя. Во избежание этого необходимо знать основные причины:
- несоблюдение температурного режима;
- неправильные концентрации элементов раствора;
- некачественная подготовка рабочей поверхности;
- нарушение параметров подачи тока;
- наличие посторонних частиц и примесей.
Вследствие названных причин проявляются такие дефекты, как слабый блеск либо его отсутствие, питтинг, хрупкий осадок, шероховатость, набросы, вуаль, шероховатые и темные пятна, подгар, отслаивание, трещины, полосы, пузыри, шелушение, отсутствующие фрагменты, темно-серый цвет, низкие скорость осаждения и рассеивающая способность электролита, черная или коричневая пленка на анодах.
Нанесение хрома на пластик часто практикуется владельцами автомобилей, когда они хотят придать им более эстетичный вид. Хромирование деталей можно осуществить и в домашних условиях. Это позволит сэкономить существенную сумму на услугах автосервисной мастерской.
На рисунке выше расположены:
- емкость из стекла;
- анод;
- деталь, которая подвергается хромированию;
- электролитный раствор.
Особенности процесса
Хромироваться могут как детали из пластика, так и металлические поверхности. Работы в домашних условиях должны проводиться в хорошо проветриваемом помещении, поскольку в ходе процесса в воздух неизбежно попадут химические реактивы, способные пагубно повлиять на здоровье. При попадании реагента на кожу, вероятны опасные ожоги. Кроме того, нередки химические отравления организма.
Лучшее место для проведения работ своими руками - гараж или другое помещение технического предназначения. В качестве меры предосторожности следует использовать респиратор, защитные очки, резиновые перчатки и фартук.
Для проведения работ понадобятся следующие приспособления:
Подготовительные работы
Для проведения хромирование понадобится гальваническое оборудование, которое можно собрать своими руками. Первым делом подбираем кисть с густой щетиной. Далее щетину удаляем, а кисть обматываем проводом из свинца. Затем делаем специальную кисточку с полым корпусом из оргстекла, который в дальнейшем будем наполнять электролитом.
Источником тока будет выступать мощный трансформатор, к которому мы будет присоединять анод и катод. Также, в качестве источника электричества в домашних условиях может быть использован аккумулятор от автомобиля. Однако схема работы в данном случае будет отличаться.
К подготовленной заранее кисти присоединяем диод, а анод присоединяем к кабелю, направленному к понижающей трансформаторной обмотке. Сам катод будет фиксироваться на хромируемой детали. Если источник электропитания - аккумулятор автомобиля, в схеме отсутствует диод - в этом и состоит различие, о котором говорилось выше.
Далее подготавливаем емкость для проведения хромирования и раствор, с помощью которого станем обрабатывать нужные детали. Чтобы приготовить раствор, берем в равных по объему количествах едкий натр, кальцинированную соду и силикатный клей. Все материалы разбавляем в воде и размешиваем. Далее доводим состав до кипения и помещаем в него детали. Задача раствора - обеспечить удаление жира с пластмассовых деталей.
Непосредственно перед началом хромирования своими руками нужно облачиться в защитную одежду. После этого можно приступить к основной работе.
Процесс хромирования деталей
Прежде всего, нужно присоединить обрабатываемые детали проводом к трансформатору. Затем берем в руки кисточку, также присоединенную к трансформатору, и заливаем в нее электролит. Наносим на поверхность электролитный слой. Делать это нужно аккуратно и плавно - движениями кверху и книзу. Слой электролита должен быть достаточным, чтобы нанесенное покрытие сохранилось на максимально возможный период времени. Во время работы отслеживаем наличие в кисточке электролита и если нужно, добавляем состав снова.
По окончании нанесения электролита, поверхности промываем под проточной водой. Затем даем деталям просохнуть. Уже сухие поверхности натираем кусочком материи до состояния блеска.
- В некоторых случаях выполнить хромирование своими руками не представляется возможным, и тогда можно выбрать альтернативный способ придания детали эффектного вида - никелирование.
- Хромирование позволяет отражать свет Солнца, но со временем это свойство обработанной поверхности утрачивается. Поэтому за хромированной поверхностью нужно регулярно присматривать. Уход состоит в периодическом промывании деталей в теплой воде с использованием средств бытовой химии. После мойки детали нужно протирать безворсовой тряпочкой. Грубые ткани или щетки могут причинить вред хромированной поверхности.
- Низкие температуры отрицательно влияют на внешний вид обработанных поверхностей - они тускнеют.
- После окончания работ по хромированию, нужно произвести полировку поверхности.
Из пластика - задача хотя и осуществимая, но достаточно трудоемкая. Также понадобится значительный объем приспособлений, некоторые из которых (например, трансформатор) стоят немалых средств. Поэтому при отсутствии необходимости в регулярном хромировании или малом объеме работ, проще обратиться за помощью к специалистам.
В качестве декоративной отделки отдельных деталей сегодня используется большое количество веществ. Немалое количество из них сделано на основе хрома.
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 является достаточно время затратным Ведь необходимо все делать аккуратно.
Весь процесс можно разделить на несколько этапов, которые заключаются в:
- Очистке.
На данном этапе хромирования осуществляется удаление сильный загрязнений с поверхности металлов, что слой хрома лег ровно и аккуратно.
- Тонкой очистке.
Данный шаг предполагает удаление оставшихся следов загрязнений, чтобы они не мешали проведению дальнейших работ.
- Предварительной подготовке.
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.
- Подключении тока.
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.
В современном мире представлено большое количество разновидностей хромирования.
Выделяются следующие виды данного процесса:
- Гальваническое хромирование
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.
- Химическое хромирование.
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.
- Хромирование золочение.
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.
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.
: Хромирование. Вот нравится, когда на машинах-мотоциклах много всяких таких блестючих штук. А можно все это делать в домашних условиях, или обязательно нужны мощности промышленных предприятий?
Электрохимический процесс покрытия деталей в гальванической ванне, заполненной, например, разбавленным сульфатным электролитом. В качестве емкости подойдет стеклянная банка, электролит следующего состава: СrO3 – 150 г/л, H2SO4 – 1,5 г/л. Готовить на дистиллированной воде. Воду нагревать до 70 °С и в 2/3 объема растворяют СrO3. Затем доливают воду и перемешивают. Проводят анализ раствора на содержание в нем ионов SO4, в двуокиси хрома они присутствуют в виде примесей. После добавления необходимого количества H2SO4 электролит нужно проработать при t = 45-50 °С. Катодная плотность тока от 4 до 6 а/дм2. Время 4-6 часов – вполне достаточно для накопления в растворе ионов Сr. Электролит меняет цвет от темно-красного до темно-коричневого. Катод – стальная пластинка. Анод – из свинца. Затем идет процесс отстаивания. К пробному хромированию приступают через сутки. Электролит нагревают до 50 °С и выдерживают при этой температуре 3 часа. Затем завешивают пробную латунную деталь под током. Через час проверяют качество покрытия.
Кристаллики должны быть блестящими, а механические свойства таковы, что инструмент из режущей стали не оставляет следов. Если покрытие мягкое, то нужно провести дополнительную проработку в течение 2-х часов, с пробным хромированием. После хромирования детали подлежат обязательному кипячению в течение 1-1,5 часов в большом объеме воды. Затем 3 часа в сушильном шкафу при t = 130°С. Затем следует шлифование.
Аноды из сплава: Pb = 81-86%, Sn = 10-15%, Sb = 4% или чисто свинцовые. Во избежание окисления, аноды лучше опустить в подогретую воду и хранить до сборки приспособления. Если этого не было сделано, то с поверхности анодов нужно удалить корку, опустив их на 40 минут в электролит следующего состава: 100 г/л сегнетовой соли и 80 г/л NaON. Затем протереть тряпочкой.
Занятия модельной гальванотехникой начните с изготовления ванны. Прежде всего подберите кастрюлю на 10 л и трехлитровую стеклянную банку. Емкости меньшего размера лучше не применять - это может усложнить регулировку параметров процесса, да и при приведенных величинах объема ванны хватает лишь для хромирования 6-8 гильз цилиндров.
Склеив из 1-1,5 мм фанеры корпус, соберите ванну согласно приведенному рисунку и закройте все фанерным кольцом. Работа над ванной заканчивается вытачиванием крышки кастрюли и монтажом на ней ТЭНов и контактного градусника.
Теперь - электрооборудование. Для питания ванны можно использовать любой источник постоянного тока с подключенным на выходе электролитическим конденсатором 80 000 мкф X 25 В. Провода питания должны иметь сечение не меньше 2,5 мм2. Регулятором силы тока, заменяющим регулятор напряжения, может служить секционный реостат. Он включается последовательно с гальванической ванной и состоит из параллельных, включаемых однополюсными рубильниками секций. Каждая последующая имеет сопротивление вдвое больше предыдущей. Число таких секций 7-8.
На передней панели блока питания установите две розетки на 15 А, одну - нормальной полярности, другую - обратной. Это позволит быстро провести анодную обработку детали и перейти на хромирование простым переставлением вилки. Розетки с тремя выходами, чтобы не ошибиться в полярности (подключаются, конечно, только два гнезда).
Для поддержания постоянной температуры электролита ванна снабжается контактным градусником. Напрямую управлять работой ТЭНов он не может из-за больших токов, поэтому потребуется собрать несложное устройство, схема которого приведена на рисунках.
Электролитическая ванна:
1 -внутренний корпус (кастрюля объемом 10 л), 2 - корпус (фанера толщиной 1 - 1,5 мм), 3 - теплоизоляция (стеклоткань), 4 - теплоизолирующий слой (асбестовая крошка, песок, стекловата), 5 - трубчатый электронагреватель ТЭН, 6 - контактный градусник, 7 - трехлитровая стеклянная емкость (банка), 8-крышка (дельта-древесина).
Схема управляющего устройства.
Детали терморегулятора: транзисторы МП13 - МП16, МП39-МП42 (VТ1); 213-217 (VТ2) с любыми буквенными обозначениями; резисторы МЛТ-0,25, диод- Д226, Д202-Д205; реле -ТКЕ 52 ПОДГ или ОКН паспорт РФ4.530.810.
Наладка терморегулятора: если при закорачивании точек 1-2 реле не срабатывает, соединяют эмиттер и коллектор VII. Включение реле указывает на неисправность или малый коэффициент усиления VТ1. В противном случае неисправен транзистор VТ2 или он имеет недостаточный коэффициент усиления.
Собрав и наладив устройство ванны, можно приступать к приготовлению электролита. Для этого необходимо:
- налить в банку чуть больше половины подготовленной дистиллированной воды, подогретой до 50°,
- засыпать хромовый ангидрид и размешать,
- долить воду до расчетного объема,
- влить серную кислоту,
- проработать электролит 3-4 ч из расчета 6-8 А г/л.
Последняя операция нужна для накопления небольшого количества ионов Сr3 (2-4 г/л), присутствие которых благоприятно сказывается на процессе осаждения хрома.
СОСТАВЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Хромовый ангидрид - 250 г/л или 150 г/л
Серная кислота - 2,5 г/л или 1,5 г/л
НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О РЕЖИМАХ ХРОМИРОВАНИЯ!
Процесс хромирования в сильной степени зависит от температуры электролита и плотности тока. Оба фактора влияют на внешний вид и свойства покрытия, а также на выход хрома по току. Необходимо помнить, что с повышением температуры выход по току снижается; с повышением плотности тока выход по току возрастает; при более низких температурах и постоянной плотности тока получаются серые покрытия, а при повышенных - молочные. Практическим путем найден оптимальный режим хромирования: плотность тока 50-60 А/дм2 при температуре электролита 52° - 55° ±1°.
Чтобы быть уверенным в работоспособности электролита, в приготовленной ванне можно покрыть несколько деталей, подобных по форме и размерам рабочим образцам. Подобрав режим и узнав выход по току простым замером размеров до и после хромирования, можно приступать к покрытию гильз.
По предложенной методике накладывают хром на стальные, бронзовые и латунные детали. Подготовка их заключается в промывке поверхностей, подлежащих хромированию, бензином и затем мылом (с помощью зубной щетки) в горячей воде, зарядке в оправку и размещении в ванне. После погружения в электролит нужно подождать 3-5 с и затем включить рабочий ток. Задержка нужна для того, чтобы деталь прогрелась. Одновременно происходит активирование поверхности деталей из латуни и меди, так как эти металлы хорошо травятся в электролите. Однако больше 5 с ждать не следует - в составе этих металлов есть цинк, присутствие которого в электролите недопустимо.
ХРОМИРУЕМ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
На процессах нанесения хрома на алюминиевые сплавы нужно остановиться особо. Выполнение таких покрытий всегда сопряжено с рядом трудностей. Прежде всего это необходимость предварительного нанесения промежуточного слоя.
Сплавы алюминия, содержащие большое количество кремния (до 30%, сплавы марок АК12, АЛ25, АЛ26, САС-1), можно хромировать следующим образом:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХРОМОВОГО АНГИДРИДА
СгОа В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДЕЛЬНОГО ВЕСА РАСТВОРА
Промывка детали в бензине,
- промывка в горячей воде со стиральным порошком или мылом,
- обработка детали в растворе азотной и плавиковой кислот (отношение 5:1) в течение 15-20 с,
- промывка в холодной воде,
- установка детали на оправке и хромирование (загрузка в ванну под
током!).
Другое дело, если необходимо по¬крыть хромом сплав АК4-1. Его удается отхромировать только с помощью промежуточного слоя. К таким методам относятся: цинкатная обработка; по подслою никеля; через соль никеля; через анодную обработку детали в растворе фосфорной кислоты.
Во всех случаях детали подготавливают следующим образом:
- шлифование (и притирка);
- очистка (удаление жировых отложений после шлифовки в бензине
или трихлорэтилене, затем в щелочном растворе),
- промывка в проточной холодной и теплой (50-60°) воде,
- травление (для удаления частиц, оставшихся на поверхности после
шлифовки и притирки, а также для улучшения подготовки поверхности
детали к нанесению хрома).
Для травления используется раст¬вор едкого натра (50 г/л), время обработки 10-30 с при температуре раствора 70-80°.
Для травления сплавов алюминия, содержащих кремний и марганец, лучше использовать такой раствор, в весовых частях:
азотная кислота (плотность 1,4)-3,
плавиковая кислота (50%) - 1.
Время обработки деталей 30-60 с при температуре раствора 25-28°. После травления, если это гильза цилиндра, ее надо немедленно промыть в проточной воде и на 2-3 с опустить в раствор азотной кислоты (50%) с последующей промывкой водой.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Цинкование
Алюминиевые изделия при комнатной температуре опускают на 2 мин в раствор (едкий натр 400 г/л, сернокислый цинк 120 г/л, соль Рошеля 5-10 г/л. Или: едкий натр 500 г/л, окись цинка 120-140 г/л) при постоянном его перемешивании. Покрытие, достаточно равномерное и имеет серый (иногда голубой) цвет.
Если цинковое покрытие легло неравномерно, деталь опускают в стравливающий 50-процентный раствор азотной кислоты на 1-5 с и после промывки повторяют цинкование. Для магнийсодержащих сплавов алюминия двойное цинкование обязательно. Нанеся второй слой цинка, деталь промывают, заряжают в оправку и под током (без подачи напряжения цинк успевает частично раствориться в электролите, загрязняя его) устанавливают в ванне. Предварительно оправка с деталью погружается в стакан с водой, нагретой до температуры 60°. Процесс хромирования обычный.
Никелирование (химическое)
Если цинк не ложится на алюминий (наиболее часто это происходит на сплаве АК4-1), можно попытаться нанести хром через никель. Порядок работы таков:
- притирка поверхности,
- обезжиривание,
- травление 5-10 с в растворе
азотной и плавиковой кислот, смешанных в соотношении 3:1,
- никелирование.
Последняя операция-в растворе следующего состава: сернокислый никель 30 г/л, гипофосфит натрия 10-12 г/л, уксуснокислый натрий 10-12 г/л, гликоколь - 30 г/л. Составляется он сначала без гипофосфита, который вводится перед никелированием (с гипофосфитом раствор долго не хранится). Температура раствора при никелировании 96-98°. Можно использовать раствор и без гликоколя, тогда температура должна быть снижена до 90°. За 30 мин на деталь осаждается слой никеля толщиной от 0,1 до 0,05 мм. Посуда для работ - только стеклянная или фарфоровая, так как никель осаждается на все металлы восьмой группы периодической таблицы. Хорошо поддаются никелированию латунь, бронза и другие медные сплавы.
После осаждения никеля проводится термообработка для улучшения сцепления с основным металлом (200-250°, выдержка 1-1,5 ч). Затем деталь монтируется на оправке для хромирования и опускается на 15- 40 с в раствор 15% серной кислоты, где обрабатывается обратным током из расчета 0,5-1,5 А/дм2. Происходит активирование никеля, удаляется окисная пленка, и покрытие приобретает серый цвет. Кислота должна применяться только химически чистая (в самом крайнем случае аккумуляторная). Иначе никель приобретает черный цвет, и хром на такую поверхность никогда не ляжет.
После этого оправку с деталью загружают в ванну хромирования. Вначале дают ток в два раза больший, затем в течение 10-12 мин его уменьшают до рабочего.
Дефекты химического никелирования:
- никелирование не происходит:т деталь не прогрелась, следует подождать некоторое время,
- пятна на поверхности (характерно для АК4-1): плохая термообработка детали, нужно ее термообработать при 200-250° в течение 1,5-2 ч.
Удаление никеля с алюминиевых сплавов можно производить в растворе азотной кислоты.
Иногда в процессе никелирования происходит саморазряд - выпадение порошкообразного никеля. В этом случае раствор выливают, а посуду обрабатывают раствором азотной кислоты для удаления с ее поверхности никеля, который будет мешать осаждению на детали.
Хотелось бы отметить, что никель-фосфор сам по себе обладает весьма интересными свойствами, не присущими хромовым покрытиям. Это равномерность слоя на поверхности деталей (после осаждения доводки не требуется); высокая твердость после термообработки (режим 400° в течение часа дает твердость покрытия НУ 850-950 и больше); низкий коэффициент трения по сравнению с хромом; очень незначительное расширение; высокий предел прочности при растяжении.
Никель-фосфор без дальнейшего нанесения хрома может использоваться не только как промежуточное покрытие на гильзах, но и как рабочее, снижающее трение и износ, для золотников и поршневых пальцев. После двух лет активной эксплуатации двигателя с деталями подобной отделки на них отсутствовала явная выработка, характерная для стальных каленых поверхностей.
Нанесение хрома через соль никеля
Весь процесс сводится к следующему:
- травление в растворе едкого натра (50 г/л, т=80°, 20 с),
- промывка в проточной воде,
- нанесение 1-го промежуточного слоя (хлористый никель, 1 мин),
- стравливание промежуточного слоя в растворе азотной кислоты (раствор кислоты 50%, 1 мин),
- нанесение 2-го промежуточного слоя (хлористый никель, 1 мин),
- промывка водой,
- травление (азотная кислота 50%, 15 с),
- промывка в проточной воде,
- загрузка в ванну хромирования под током.
Нанесение хрома через анодную обработку
Вместо промежуточных слоев можно выполнять анодную обработку в растворе 300-350 г/л фосфорной кислоты при температуре 26-30°, напряжении на зажимах 5-10 В и плотности тока 1,3 а/дм2. Ванну сле¬дует охлаждать. Для сплавов, содержащих медь и кремний, применяют раствор 1 50-200 г/л фосфорной кислоты. Режим - 35°, время обработки 5-15 мин.
После анодной обработки следует провести кратковременную катодную обработку в щелочной ванне, которая частично снимает оксидный слой. Как показали исследования, в процессе анодной обработки алюминиевых сплавов в фосфорной кислоте на деталях образуется шероховатая поверхность, которая способствует прочному сцеплению наносимого впоследствии покрытия.
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ОПРАВКИ
Хромирование гильзы
Для выполнения работ с гильзой цилиндра изготавливается оправка. Ее устройство понятно из приведенного рисунка, остановимся лишь на отдельных деталях.
Анод - стальная шпилька; с одного ее конца на длине 50-60 мм наплавляется свинец с сурьмой (7-8%). Свинец протачивается по наружному диаметру до 6 мм (для гильз рабо¬чим 0 15 мм). С другой стороны шпильки нарезается резьба для фиксации провода.
Катодом служит кольцо с внутренним диаметром, на 0,5 мм превышающим внутренний размер гильзы. В него вчеканивается отрезок изолированного провода. Медные и латунные проводники лучше не использовать - электролит растворяет их, и контакт может быть нарушен.Перед монтажом оправки в ванне полезно проверить надежность контактов тестером.
Оправка для хромирования гильзы цилиндра:
1 - крышка (винипласт), 2 - верх¬няя часть оправки (фторопласт), 3 - нижняя часть оправки (фторо¬пласт), 4 - анод (сталь), 5 - катод, 6 - сквозное окно для прохода электролита, 7 - покрываемая гильза, 8 - насадка-изолятор.
Оправка для хромирования вала и поршневого пальца:
1 - анод, 2 - катод, 3 - коленвал, 4 - конусная оправка, 5 - поршневой палец.
Хромирование стальных деталей
(коленвал, палец кривошипа, палец поршня, обоймы подшипников)
Хромирование стальных деталей ведется по следующей технологии:
- удаление жировых пятен с помощью бензина,
- промывка в горячей воде с мылом,
- обработка детали обратным током в течение 2-3 мин,
- переключение в режим хромирования с током, в 2-2,5 раза большим расчетного, и постепенное снижение тока в течение 10-15 мин.
Расчетный ток определяется пе¬ремножением площади хромируемой поверхности на ток процесса. Для стали последняя величина - 50 А/дм 2. При хромировании, например, посадочного места под коренной подшипник на коленвале двигателя КМД-2,5 расчетный ток будет равен 0,03 дм2Х50 А/дм 2= 1,5 А.
Для хромирования пальца кривошипа понадобится новая оправка. Как и при обработке коленвала, все открытые участки поверхности закрываются клеем «АГО». Анод вытачивается из стали с последующей заливкой свинцом и расточкой отверстия под палец. Применение стальной детали объясняется необходимостью обеспечить надежный контакт - в свинце резьбовые соединения ненадежные. Расчеты токов аналогичны. Работа проводится в оправке вала с помощью специальной насадки.
Практически ничем не отличается хромирование подшипников. Единственное - для предохранения внутренней части детали ее заполняют солидолом или другой консистентной смазкой, которая после нанесения покрытия вымывается бензином.
Оправка для хромирования внешней обоймы шарикоподшипника:
1 - корпус оправки подшипника,
2 - шарикоподшипник, 3 - фигурная гайка, 4 - анод (свинец), 5 -
центральная часть оправки для хромирования, 6 - катод (сталь), 7 -
крышка, 8 - сквозное окно для прохода электролита.
ДЕФЕКТЫ ХРОМИРОВАНИЯ И ИХ ПРИЧИНЫ
1. Хром не оседает на изделие:
- плохой контакт у анода или катода,
- мало сечение проводников,
- на поверхности анода образовалась толстая пленка окислов (удаляется в растворе соляной кислоты),
- мала плотность тока,
- мало расстояние между электродами,
- избыток серной кислоты.
2. Покрытие отслаивается:
- плохое обезжиривание поверхности,
- нарушалась подача тока,
- колебание температуры или плотности тока.
3. На поверхности хрома - кратеры, отверстия:
- на поверхности детали задерживается водород - изменить подвеску так, чтобы газ свободно удалялся,
- на поверхности основного металла имеется графит,
- поверхность основного металла окислена, пориста.
4. На выступающих частях утолщенное покрытие:
- повышенная плотность тока.
5. Покрытие жесткое, отслаивается:
- мала плотность тока, повышена температура электролита,
- в процессе хромирования изменялась температура электролита,
- в процессе шлифования изделие перегрелось.
6. Хром не оседает вокруг отверстий детали:
- большое выделение водорода - закрыть отверстия пробками из
эбонита,
- избыток серной кислоты.
7. На покрытии коричневые пятна:
- нехватка серной кислоты,
- избыток трехвалентного хроме
(более 10 г/л) - выдержать ванну под током без деталей, увеличив
поверхность анодов и уменьшив - катодов.
8. Мягкое «молочное» покрытие:
- высока температура электролита,
- мала плотность тока.
9. Покрытие матовое, неровное, трудно притирается:
- нехватка хромового ангидрида,
- велика плотность тока,
- нехватка серной кислоты,
- избыток трехвалентного хрома.
10. Покрытие пятнистое и матовое:
- в процессе хромирования прерывалась подача тока,
- изделие перед загрузкой было холодное.
11. В одних местах покрытие блестящее, в других матовое:
- велика плотность тока,
- низка температура электролита,
- неодинакова плотность тока на выступающих и углубленных частях
детали.
Оправка для хромирования пальца кривошипа:
1 - коленвал (он же катод), 2 - сквозное окно для прохода электролита, 3 - анод, 4 - винт крепления крышки, 5 - детали оправки (фто¬ропласт).
Концентрация хромового ангидрида в электролите контролируется с помощью ареометра. Концентрацию же серной кислоты удается определять лишь, к сожалению, косвенно, по качеству покрытия.
В процессе хромирования идет испарение электролита. В этих случаях доливают воду до нужного уровня. Делается это без установки деталей - возможно изменение температуры электролита.
После хромирования все изделия подвергают термообработке в течение 2-3 ч для удаления водорода, при температуре 150-170°. Все работы ведутся под вытяжным приспо¬соблением, в резиновых перчатках и в очках.
Есть один способ хромирования в домашних условиях , который не требует специальной ванны, очень компактен и позволяет контролировать качество поверхности уже в процессе хромирования. Речь идет о так называемой «гальванической кисти». Для ее изготовления понадобится щетина от обычной художественной или малярной кисти, пучок которой в диаметре будет составлять 2-2,5 см. Щетину плотно обматываем свинцовым проводом (сгодится и луженый медный) оставляя немного места для вставки в корпус. Корпус кисти изготовляется из оргстекла или аналогичного материала. Это пустотелый цилиндр или усеченный конус, с одного торца которого вставляется щетина, а на другом крепится диод Д303-Д305. Кроме того в корпусе есть отверстие, в которое заливается электролит.
Кроме этого нам нужен трансформатор на 12 вольт с током 0,8-1 А – пойдет китайский блок питания для мелких приемников. Плюс с трансформатора идет на анод диода, катод диода соединяется с обмоткой щетины. Минус – на зажим-крокодильчик, который будет крепиться на хромируемую деталь. (Кстати, в случае, если трансформатор заменить аккумулятором, то диод не нужен).
Перед хромированием детали обязательно нужно очистить и обезжирить. От качественности проведенной очистки полностью зависит качество покрытия. Итак, краску снимаем шкуркой, удаляем грязь, жир и ржавчину сначала механически, потом обезжириваем в растворе едкого натра (100-150 г), кальцинированной соды (40-50 г), канцелярского клея («жидкое стекло», силикатный клей – 3-5 г) на 1 литр воды. Обезжиривающий раствор нагревают до 80-100 градусов и, в зависимости от степени загрязненности, держим деталь от четверти часа до одного часа. Чем ровнее и чище поверхность, тем прочнее сцепка с покрытием.
Закрепив крокодильчик на детали, залив в кисть электролит, начинаем равномерно перемещать кисть по поверхности детали. Имейте в виду, что покрытие достаточной толщины получится, если пройтись по одному и тому же месту раз 20-25. Следите при этом за степенью расхода электролита и доливайте по мере расходования.
По окончании работ промойте деталь под проточной водой, отполируйте влажной тряпкой и снова промойте под водой. Просушите.
Вот рецепты электролитов в зависимости от задач (все в граммах!):
Электролит для меднения:
Медный купорос (сернокислая медь) 200
Серная кислота 50
Этиловый спирт или фенол 1-2
Электролит для никелирования:
Сернокислый никель 70
Сернокислый натрий 40
Борная кислота 20
Хлористый натрий 5
Электролит для хромирования:
Хромовый ангидрид 250
Серная кислота (уд. в. 1,84) 2,5
Электролит для цинкования:
Сернокислый цинк 300
Сернокислый натрий 70
Алюминиевые квасцы 30
Борная кислота 20
Электролит для серебрения:
Хлористое серебро свежеосажденное 3-15
Железосинеродистый калий 6-30
Сода кальцинированная 20-25
Электролит для золочения:
Хлорное золото 2,65
Железосинеродистый калий 45-50
Сода кальцинированная 20-25
Приготовляется электролит так: в 200-300 мл дистиллированной воды растворяем первое по рецепту вещество, потом второе, третье… и доливаем раствор до 1 литра (все той же дист. водой). Храните электролиты в хорошо укупоренных бутылках с притертыми пробками. Да, и учтите, что иногда нужен промежуточный слой – например, чтобы никелировать сталь, нужно сначала покрыть ее тонким слоем меди. То же относится к бронзе.
Кому нужно практически
Напомню вам еще информацию про технологии, вот например вспомните про или Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -