Хромирование пластмассы в домашних условиях. Подвиды электролитического хромирования

Для улучшения декоративных свойств металлические детали можно хромировать. Технология широко применяется в автомобильной промышленности, ряде иных сфер хозяйства. Хромирование деталей требуется и для защиты изделий от повреждений, улучшения их физических качеств. Этот метод обработки металла имеет ряд иных достоинств и преимуществ.

Необходимость хромирования

Под хромированием металла понимают процесс металлизации хромом для улучшения поверхностных свойств и характеристик элементов. При хромировании происходит диффузное насыщение хромом различных поверхностей из стали. Обработка хромом допустима и в отношении АВС пластика, алюминия, латуни, силумина.

Покрытие хромом придает внешнему виду деталей более красивый вид, облагораживает их. Хромовый слой обеспечивает оригинальный цвет «металлик», литые диски автомобиля, отражатели фар, запчасти мотоциклов, сувениры или предметы интерьера для дома начинают выглядеть более эстетично.

Прочие достоинства хромирования:

1. Защита. Нанесение слоя хрома помогает повысить стойкость изделий к перепадам температур, увеличивает коррозионную и эрозионную устойчивость, снижает подверженность механическим повреждениям. Детали становятся сверхтвердыми (950 – 1100 единиц по соответствующей шкале), поэтому меньше реагируют на химическое повреждение, не окисляются.
2. Восстановление. Срок службы основания серьезно повышается, крупные и мелкие детали становятся очень стойкими к износу. При низкой глубине износа хромирование полностью восстанавливает изделие (например, у валов и втулок закрываются трещинки до 1 мм глубиной).
3. Отражательные качества. Некоторые элементы автомобиля хромируют для повышения различимости в темноте. Отражение улучшает декоративные качества техники.
4. Чистота. Хромирование изделий защитит их от грязи и пыли, поскольку предотвращает прилипание различных загрязнений.

По сравнению с никелированием хромирование имеет меньше недостатков: стоимость услуг ниже, покрытие будет более твердым и прочным. Применение никеля выигрывает лишь по декоративным качествам, так как поверхность становится еще эстетичнее.

Сфера применения хромирования

Полностью описать все области и сферы, где используется технология, сложно. Хромирование незаменимо в мебельной промышленности, хромом обрабатывают фурнитуру, отделочные элементы. Методика популярна в производстве сантехники - элемент наносят на внешнюю и внутреннюю поверхность труб, ванн, раковин, используют для покрытия ручек, смесителей.

В автомобильной промышленности технология применяется для изготовления:

• накладок и отражателей;
• алюминиевых дисков;
• элементов кузова;
• поршней;
• компрессионных колец;
• роликов и осей.

Хромирование применяется при выпуске резины, пластмассы (хром наносят на каландровые валы и пресс-формы), разного измерительного инструмента. Материалом покрывают те элементы, которые сильно трутся между собой, чтобы повысить их износостойкость.

Технология хромирования

Существуют разные способы хромирования, некоторые вполне можно применять в домашних условиях, имея соответствующее оборудование.

Гальванический метод хромирования

Гальваническое хромирование деталей - самый популярный метод, ведь все действия можно осуществить своими руками. Гальваника предполагает помещение деталей в специальный раствор с определенным составом, откуда под воздействием волн (солитонов) электрического тока атомы хрома будут осаждаться на поверхность. Имея нужный набор приспособлений для хромирования, можно самостоятельно создать высококачественное покрытие путем .

Электролитический метод хромирования

Одна из разновидностей гальваники. При использовании электролиза трех- или шестивалентный хром придает изделию нужный «металлический» вид. При применении трехвалентного элемента основным веществом раствора выступает хромовый ангидрид. Использование шестивалентного хрома отличается от предыдущего метода наличием в составе раствора сульфата хрома.

При проведении электролитического хромирования дисков или иных деталей важно строго соблюдать пропорции компонентов. В противном случае защитный слой быстро отслоится либо на нем будут пятна, неодинаковая матовость и недостаточный глянец.

Диффузионный метод хромирования

Напыление хрома производится при помощи гальванической кисти. В домашних условиях такой метод более предпочтителен, ведь мастеру не потребуется использовать ванну. Особенно рекомендуется выполнять методику для деталей из алюминия, углеродистой стали, сплавов с кремнием.

Химическое хромирование

Применение химических реактивов помогает восстановить хром из его солей. В случае использования химии электрический ток не потребуется. Обычно в качестве реагентов берут соединения фосфора, лимоннокислый натрий, уксусную ледяную кислоту, едкий натр 20 %.

Перед нанесением реагентов детали покрывают слоем меди. После окончания работ промывают заготовки в воде, сушат, полируют (изначально предметы имеют тусклый серый цвет).

Каталитический метод хромирования

Подвид химического хромирования черных или цветных металлов, предполагающий нанесение на деталь жидкости без кислот в составе. Технология безопасна для человека и помогает создать оригинальные, необычные эффекты.

Каталитическое хромирование можно применять в отношении обычных и гибких изделий (при электролизе последнее невозможно, покрытие отслоится).

Обычно в качестве реагента берется серебро в щелочном растворе аммиака, а как восстановитель - формалин или гидразин. Применение серебра делает деталь молочной с зеркальной поверхностью.

Вакуумное хромирование

Технология принадлежит к химической металлизации и имеет еще одно название - PVD-процесс. Дает конденсацию паров хрома на поверхности детали после помещения ее в специальную вакуумную камеру. В этой установке при отрицательном давлении хром нагревается до температуры испарения, потом оседая как туман на изделии.

Расчет давления, срока хромирования будет зависеть от степени износа детали, вида материала. После вакуумного хромирования толщина металлического слоя минимальная, поэтому деталь сверху покрывают специальной краской из баллончика или лакируют.

Термохимическое хромирование

Применяют средства в порошках, состоящие из шамота, феррохрома. Методика аналогична таковой при химическом хромировании, только изделие в процессе будет подвергаться нагреванию.

Хромирование своими руками

Чтобы произвести ремонт изделий с результатом не хуже, чем по ГОСТ, важно точно соблюдать последовательность работ, подготовить нужное оборудование.

Подготовка рабочего места

Для соблюдения мер безопасности, дабы не надышаться вредными, токсичными веществами, нужно произвести детальную подготовку помещения для хромирования.

Следует выполнить такие действия:

1. Обеспечить хорошую вентиляцию. Если работы проводятся в гараже, открыть двери, в иных помещениях создать принудительное вентилирование.
2. Купить и применять средства индивидуальной защиты - очки, респиратор, перчатки из резины или латекса, фартук, спецодежду.
3. Приготовить плотные пакеты для утилизации отходов производства, которые могут быть очень едкими, вредными.
4. Убрать из помещения любую органику, так как при контакте с парами соединений хрома она портится.
5. Непосредственно перед работой смазать полость носа смесью вазелина и ланолина 2:1.

Помещение, инструменты для хромирования

Для гальванизации нужно приготовить такие инструменты и приспособления:

1. Ванна гальваническая. Это может быть любая стеклянная, пропиленовая, полиэтиленовая емкость, годится эмалированный таз, для хромирования малых предметов - обычные банки из стекла. Выбранную емкость надо поместить в деревянный ящик, имеющий изнутри утепление стеклотканью и слоем минеральной ваты. К емкости нужна плотно прилегающая крышка.
2. Устройство для нагрева электролита. Лучше всего для этой цели подойдет керамический ТЭН (трубчатый электронагреватель), который не разрушится от контакта с химическими веществами. Можно применить любой иной подходящий подогреватель.
3. Электроды. В качестве анода при хромировании послужит свинцовая пластина, которую кладут в емкость, в роли катода выступит держащий деталь зажим. При размещении в таре деталь не должна касаться ее краев.
4. Градусник со значениями до +100 градусов Цельсия.

Профессионалы применяют для хромирования специальное оборудование - ванны, электроустановки, мойки и сушки, системы вентиляции. Даже при использовании «домашних аналогов» в емкости будут происходить те же химические процессы, поэтому результат будет приближен к промышленному.

Источник питания

Для нанесения хрома потребуется верно выбранный элемент питания. Годится заземленный источник постоянного тока, напряжение которого регулируется в пределах 1,5 – 12 В, максимальный ток - 20 А. Чтобы отрегулировать мощность, источник должен быть снабжен реостатом.

Состав и метод подготовки электролитов

Для осаждения хрома потребуется вскипятить и охладить воду либо купить дистиллированную. На каждый литр воды берут 250 г хромового ангидрида, 2 – 2,5 г серной кислоты. Удельная плотность последней должна составлять 1,84 г/куб. см.

Способ приготовления электролита для хромирования таков:

1. Наполнить емкость водой на ½. Температура жидкости должна составить + 60 градусов.
2. Осторожно насыпать хромовый ангидрид, перемешать до растворения.
3. Влить воду до заполнения ванны.
4. Добавить кислоту.
5. Выдержать электролит 3,5 часа под действием номинального тока, что поможет выровнять плотность.

В результате цвет жидкости должен стать темно-коричневым. После она отстаивается 24 часа в прохладном помещении, затем используется по назначению.

Подготовка поверхности

От тщательности подготовительных мероприятий будет зависеть срок эксплуатации готового покрытия и его внешний вид. Вначале деталь нужно очистить, помыть, удалить любые загрязнители. Для более качественного очищения можно воспользоваться наждачкой с мелким зерном или шлифовальной машинкой. Важно, чтобы краска, лак, ржавчина были полностью удалены.

После чистки деталь следует обезжирить. Берут кальцинированную воду (50 г кальцинированной воды разводят в литре воды), добавляют 150 г гидроокиси натрия, 5 г силикатного клея. Количество раствора можно при необходимости увеличить, сохраняя пропорции. Все компоненты нагревают до +90 градусов, выдерживают в средстве деталь 20 минут. Время можно увеличить до 1 часа, если изделие сильно загрязнено.

Хромирование

Процесс хромирования прост, протекает согласно следующим этапам:

1. Подогреть готовый, отстоявшийся электролит до +52 градусов, после держать такую температуру постоянно.
2. В емкость, где уже установлены анод и катод, положить деталь, подогреть до получения указанной температуры.
3. Подать напряжение, выдержать изделие 20 – 60 минут в зависимости от формы, типа изгибов.
4. Достать изделие, промыть дистиллированной водой.
5. Посушить деталь не менее 3 часов, полностью исключив загрязнение, касание руками.

Хромирование пластмассовых изделий проводится с еще большей осторожностью. Выделяющиеся пары очень токсичны, поэтому металлизировать пластик в жилых помещениях запрещено.

В процессе применяется гальваническая кисть со щетиной 25 мм диаметром, которую обматывают свинцовым проводом. Кисть крепят на торец сосуда, в котором налит электролит. Со второго конца закрепляют диод, в цепи применяют понижающий трансформатор. Плюс трансформатора направляют на анод диода, щетиновую обмотку соединяют с катодом. Равномерно наносят раствор на деталь, проходя по каждой зоне около 20 раз. Затем изделие сушат 3 часа.

Возможные дефекты и их причины

Нередко при металлизации возникает такой эффект, как наводороживание - повышается показатель содержания водорода в хромированной стали. Из-за подобной проблемы снижаются прочность, пластичность металла вследствие изменения его кристаллической решетки. Причины наводороживания стали разнообразны, чаще всего это связано с повышением температуры в процессе гальванизации.

Прочие неприятности, которые могут случиться при хромировании изделий:

1. Неравномерность блеска. Случается при высокой силе тока, который подается на анод. Полностью блеск может отсутствовать при малом или слишком большом количестве хромового ангидрида, превышении объема серной кислоты.
2. Коричневые пятна. Если на детали имеются такие дефекты, норма ангидрида в растворе сильно завышена либо не хватает серной кислоты.
3. Мягкость покрытия. Причина - низкая сила тока во время гальванизации или снижение температуры воды.
4. Быстрая отслойка хрома. Причина - плохое обезжиривание перед работой, снижение температуры раствора.
5. Кратеры на поверхности изделия. Случается из-за задержки пузырьков водорода, на окисленных, пористых основаниях.

Отличный результат можно получить только при строгом следовании технологии. Это даст нужный эффект, сэкономив значительную сумму средств.

Хромирование в домашних условиях – это процедура, с которой сможет справиться практически каждый человек. Хромируя детали собственными руками, можно получить качественное покрытие за сравнительно небольшие деньги.

Хромирование деталей – это нанесение на их поверхность тонкого слоя хрома. Наносить хром можно на заготовки из стали, меди, алюминия и других металлов. Полученное покрытие не только придаёт детали красивый внешний вид, но и защищает металл от коррозии и негативного влияния окружающей среды.

Способы хромирования

Обработка поверхностей дает возможность получить покрытие высокого качества, защищающее изделие от химического и механического влияния. Выполнить хромирование в домашних условиях можно тремя способами.

Гальваническим

Это наиболее часто используемый способ. При гальваническом методе создаётся специализированный раствор (электролит). После помещения металлической детали в ёмкость с электролитическим раствором на неё и специализированный электрод подаётся напряжение постоянного тока. Под воздействием электрического тока атомы хрома ложатся на заготовку.

Химическим

При использовании этого метода нанесения изготавливается специализированный раствор из химических реагентов. Изделие помещается в ванну с таким раствором. Реагенты раствора взаимодействуют между собой, и соли хрома ложатся на деталь. При химическом способе нет необходимости применять электрический ток.

Растворы реагентов отлично подходят для хромирования деталей с небольшими повреждениями поверхности. После окончания процедуры потребуется провести полировку заготовки. Изделие приобретет блеск только после полировки.

Напылением

Для выполнения процедуры этим способом понадобится специализированная гальваническая кисть. После изготовления электролитического раствора для хромирования он наносится на изделие кистью. При этом на кисть и заготовку подаётся напряжение постоянного тока. Под действием тока атомы хрома из раствора ложатся на поверхность изделия.

Напыление не требует использования ванны для погружения детали в раствор. Поэтому таким способом можно нанести слой хрома на заготовки более крупных размеров.

Подготовка к проведению работ

Перед началом работы необходимо подготовить изделия и необходимое оборудование. От правильности подготовки зависит качество полученного покрытия.

Подготовка изделия

Для получения качественного и равномерного слоя хрома нужно предварительно очистить обрабатываемые поверхности. Потребуется удалить все наслоения пыли, грязи, лака, краски и ржавчины. Это можно сделать наждачной бумагой или с применением пескоструйной обработки.

При использовании наждачной бумаги нужно удалить пыль и мелкие абразивные частицы сжатым воздухом. После очистки следует максимально выровнять поверхность. Допустимый размер неровностей составляет не более одного миллиметра.

Чтобы хром лег ровно, необходимо обезжирить заготовку. Для обезжиривания используется специализированный раствор, который можно изготовить самостоятельно. Для создания раствора необходимо добавить в воду 150 грамм гидроокиси натрия, 5 г силикатного клея и 50 г кальцинированной соды. Соотношение компонентов указано на один литр воды. После создания раствора его нагревают до 90 градусов и опускают в него изделие.

Подготовка электролита

Для гальванического хромирования следует подготовить электролит. Его составляющими являются хромовый ангидрид, серная кислота и вода. Подготовка электролита к работе происходит следующим образом:

• В герметичную неметаллическую ёмкость наливается дистиллированная или кипяченая вода. Ёмкость следует заполнить наполовину.
• Вода подогревается до температуры 55 – 65 градусов.
• Добавляется ангидрид хрома из расчета 250 грамм на один литр воды
• Заливается серная кислота из расчёта 2.5 грамма на литр.
• После смешивания через электролит подаётся напряжение постоянного тока на протяжении 3 часов. Сила тока должна составлять 6.5 ампер на литр.
• После приобретения раствором коричневого цвета его необходимо поставить в прохладное место на 24 часа.

Подготовка оборудования

Для получения гальванического покрытия потребуется применение следующего оборудования:

• Контейнер для установки емкости. Подойдет ящик из дерева. Стенки и дно ящика следует утеплить, создав эффект термоса.
• Ёмкость требуемых размеров. Емкость должна быть стеклянной. Подойдет обычная трехлитровая банка.
• Электронагревательный элемент. Используется керамический ТЭН.
• Термометр, которым можно измерять температуру жидкости до 100 о С.
• Неметаллическая крышка для емкости. Она должна герметично закрывать сосуд. В качестве материала для крышки можно использовать фанеру.
• Источник постоянного тока.
• Электроды. Внутренний анод изготавливается из свинцовой пластины. Катодом является обрабатываемое изделие.
• Провода для подключения.

При хромировании выделяются испарения, негативно влияющие на здоровье человека. Следует приобрести средства индивидуальной защиты.

Проведение хромирования

Процедура проведения хромирования осуществляется следующим образом:

• Электролитический раствор в емкости нагревается до 53 градусов;
• Обрабатываемая деталь крепится на проводе при помощи специального зажима и опускается в электролит;
• После того как температура заготовки и раствора станет примерно равной, на анод и катод подается напряжение постоянного тока;
• После окончания процесса деталь обогревают в печи на протяжении 2.5 – 3 часов. Это делает полученное при хромировании покрытие более прочным.

Причины дефектов покрытия

Существует несколько дефектов:

• Неравномерный блеск – слишком большая сила тока или низкая температура раствора.
• Отсутствие блеска – недостаточное количество серной кислоты или ангидрида.
• Появление коричневых пятен – недостаток серной кислоты или избыток хромового ангидрида.
• Низкая прочность покрытия – низкая сила тока или завышенная температура электролита.

Область применения технологии

Хромирование применяется для улучшения внешнего вида изношенных деталей автомобилей, мотоциклов и др. Его используют для создания изделий, поверхность которых требует особого блеска. Нанесение хрома защищает детали от коррозии и механических повреждений.

Из вышеперечисленного следует, что выполнить хромирование металлических деталей в домашних условиях может любой желающий. Для получения качественного слоя нужно строго придерживаться определенных инструкций.

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:

1. Ангидрид хрома - 250 гр;
2. 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.

Элементы, покрытые слоем хрома, как правило, используются для улучшения дизайна автомобилей и мотоциклов. Стоимость таких деталей, изготовленных в производственных условиях, достаточно высока, а между тем вполне возможно хромирование в домашних условиях. Нанося хром на поверхность различных изделий своими руками, можно сэкономить значительные финансовые средства.

Интерес к выполнению хромирования различных деталей своими руками в домашних условиях проявляют многие мастера, которым не безразличен внешний вид их транспортного средства. В технологии хромирования в домашних условиях можно выделить много нюансов. Кроме того, она требует строгого соблюдения последовательности всех своих этапов.

Подготовка к процедуре

Чтобы выполнить хромирование в домашних условиях, необходимо провести определенную подготовку. В первую очередь следует правильно выбрать помещение (желательно нежилое). Кроме того, перед выполнением хромирования надо обязательно:

• обеспечить вентиляцию помещения, в котором будет выполняться технологическая операция (при этом желательно, чтобы такая вентиляция была не естественной, а принудительной);
• найти средства, обеспечивающие личную безопасность (респиратор, защитные очки, плотные резиновые перчатки и фартук);
• решить вопрос о том, как будут утилизироваться отходы технологического процесса.

Конструкция установки для хромирования

Для хромирования в домашних условиях можно изготовить устройство, состоящее из следующих элементов:

• контейнера, в котором будет устанавливаться емкость для выполнения хромирования;
• самой емкости, в качестве которой можно использовать стеклянную банку объемом 3 литра;
• деревянного ящика с утепленными стенками, способствующего качественному протеканию процесса электролиза (в качестве утеплительных элементов стенок такого ящика, который должен обладать эффектом термоса, можно использовать стеклоткань, песок, минеральную вату или стекловату);
• нагревательного элемента, в роли которого может выступить обычный ТЭН соответствующей мощности;
• устройства, при помощи которого можно измерять температуру (лучше всего использовать контактный термометр, позволяющий автоматизировать технологический процесс);
• герметизирующей крышки, которую лучше изготовить из древесной плиты или влагоустойчивой фанеры;
• проводов, при помощи которых обрабатываемое изделие подключается к минусовому контакту источника электрического тока, а анод, также погружаемый в электролитический раствор, – к плюсовому (провод, подсоединяемый к обрабатываемому изделию, лучше всего оснастить зажимом типа «крокодил»: подключать его в таком случае будет значительно удобнее).

В комплект своего набора для хромирования необходимо включить и специальный кронштейн для подвешивания обрабатываемой детали в электролите. Использовать такой кронштейн необходимо для того, чтобы поверхность изделия покрывалась слоем хрома равномерно со всех сторон.

Требования к источнику питания

Покрытие поверхности изделий слоем хрома, в том числе и хромирование деталей в домашних условиях, предполагает использование источника постоянного тока. Электрическая схема самодельного устройства для хромирования должна удовлетворять нижеперечисленным требованиям.

• Источник тока, которым оснащается набор для хромирования, должен иметь возможность регулировки выходного напряжения. В простейшем исполнении в качестве такого регулировочного устройства может быть использован обычный реостат.
• Сечение проводов, при помощи которых анод и катод соединяются с источником тока, подбирается по максимальной силе тока. Так, оборудование, используемое для хромирования изделий небольшого размера, должно оснащаться проводами, сечение которых составляет не менее 2,5 мм 2 .
• Если бытовой аппарат для хромирования предполагает использование не обычного термометра, а терморегулятора, то для корректного использования такого измерительного устройства необходимо собрать соответствующую электронную схему.

Состав электролита и правила его приготовления

В том случае, если вы решили нанести на поверхность изделия слой хрома своими руками, важно не только собрать соответствующее оборудование, но и правильно приготовить электролитический раствор. В состав такого раствора для хромирования металла входят следующие компоненты:

1. хромовый ангидрид (CrO 3) – 250 г/л;
2. серная кислота (H 2 SO 4) – 2,5 г/л.

Эти компоненты смешиваются с водой.

После смешивания ареометром проверяют плотность раствора, по которой можно судить о содержании хромового ангидрида

Существуют определенные правила приготовления электролитического раствора, которые заключаются в следующем.

• Емкость, в которой готовится электролит, наполовину наполняется водой. В том случае, если используется не дистиллированная, а обычная вода, ее следует прокипятить и дать ей отстояться. Температура воды, в которую добавляются остальные компоненты, должна составлять порядка 60°.
• После того как вода подготовлена и подогрета до требуемой температуры, в нее засыпают хромовый ангидрид и размешивают полученную смесь до полного его растворения.
• Если объем раствора уменьшился, в него необходимо долить воды.
• В полученный раствор заливают серную кислоту. При этом следует иметь в виду, что приведенные выше значения содержания H 2 SO 4 в растворе актуальны для кислоты, обладающей удельной плотностью 1,84.
• После того как электролит готов, его необходимо «проработать». Через него в течение 3,5 часов пропускается электрический ток, сила которого рассчитывается по следующей формуле: 6,5 А на каждый литр раствора. Зная технические характеристики используемого источника тока, можно без проблем определить требуемый объем электролита. Если все действия по «проработке» электролитического раствора выполнены правильно, то его цвет изменится на темно-коричневый.
• Электролитическому раствору, при помощи которого будет выполняться хромирование деталей своими руками, необходимо дать отстояться в прохладном помещении в течение суток.

Как подготовить обрабатываемое изделие

От того, насколько правильно и тщательно подготовлена хромируемая поверхность, зависят качество и долговечность нанесенного на нее покрытия. Пока готовый электролитический раствор отстаивается, можно заняться подготовкой изделия, которая заключается в выполнении определенного перечня действий.

Очистка

В процессе очистки с обрабатываемой перед хромированием детали удаляются не только следы грязи, но и остатки старой краски, ржавчина, а также любые другие инородные слои. Инструменты и приспособления, используемые для очистки, выбираются в зависимости от того, насколько сильно загрязнена поверхность. Для выполнения такой процедуры, в частности, может применяться как обычная наждачная бумага, так и шлифовальная машинка.

Обезжиривание

Технология хромирования в производственных или в домашних условиях предполагает обязательное обезжиривание обрабатываемой поверхности. От качества выполнения этой процедуры также зависят характеристики наносимого хромового покрытия.

Для обезжиривания, как правило, готовится специальный раствор, который и позволяет выполнить эту процедуру максимально качественно. Наиболее популярный из таких водных растворов включает следующие компоненты:

1. гидроокись натрия – 150 г/л;
2. силикатный клей – 5 г/л;
3. кальцинированную соду – 50 г/л.

Раствор нагревают до температуры 80–90° и выдерживают в нем изделие в течение 20 минут. Если поверхность обрабатываемой детали отличается высокой сложностью или сильно загрязнена, то время выдержки в обезжиривающем растворе может быть увеличено до 1 часа.

Как проходит хромирование

После того как все подготовительные работы выполнены, возникает естественный вопрос: как хромировать деталь правильно? В первую очередь необходимо нагреть электролитический раствор до требуемой температуры (53±2°) и поддерживать ее на протяжении всего процесса обработки. После этого изделие помещают в электролит, в котором уже должен находиться анод. Спустя некоторое время, в течение которого температура изделия сравняется с температурой электролитического раствора, на анод и изделие подается электрическое напряжение.

После окончания хромирования изделие извлекают из электролита и помещают в нагревательную печь, где в течение 2,5 часов подвергают термической обработке. Это необходимо для того, чтобы не только улучшить сцепление слоя хрома с поверхностью основного металла, но и увеличить твердость покрытия.

Чтобы выполнить декоративное хромирование максимально качественно, важно изучить теоретический материал и узнать особенности проведения такого процесса (например, по видео), а также ответственно подойти ко всем этапам подготовки детали и электролитического раствора.

Лучше всего перед обработкой изделия выполнить хромирование опытного образца, чтобы отработать все нюансы технологического процесса.

Дефекты хромового покрытия и причины их возникновения

Выполняя хромирование своими руками, многие домашние мастера сталкиваются с наиболее типичными дефектами нанесенного покрытия, которые могут возникать по различным причинам.

1. На покрытии есть блеск, но он неравномерный.

• Сила тока, подаваемого на изделие и анод, слишком велика.
• Температура электролитического раствора не доведена до требуемого значения.

2. Блеск на нанесенном покрытии вообще отсутствует.

• В электролитическом растворе слишком много или не хватает хромового ангидрида.
• Превышен номинал рабочего тока.
• Количество серной кислоты в растворе недостаточное.

3. На хромированной поверхности выступили коричневые пятна.

• В электролитическом растворе превышено количество хромового ангидрида.
• В растворе для хромирования не хватает серной кислоты.

4. На нанесенном покрытии заметны мелкие раковины.

• Обработанная поверхность была недостаточно качественно подготовлена.
• При обработке в растворе с поверхности не удаляется водород. Чтобы решить такую проблему, следует изменить схему размещения изделия в растворе и метод его последующей просушки.

5. Хромовое покрытие характеризуется неравномерностью.

• Сила рабочего тока превышена.

6. Нанесенное покрытие получилось слишком мягким.

• Сила рабочего тока занижена.
• Температура электролитического раствора выше требуемого значения.

7. Нанесенное покрытие отслаивается.

• Напряжение, подаваемое на анод и катод, нестабильно.
• Поверхность обрабатываемого изделия была недостаточно хорошо обезжирена.
• Температура электролита в процессе обработки снизилась.

Таким образом, чтобы наносить слой хрома на изделия своими руками, недостаточно просто собрать свой гальванический аппарат и изучить теоретическую базу, важно также учесть множество нюансов, напрямую влияющих на качество готового покрытия. Поэтому важно знать не только о том, как выполнять хромирование, но и о том, как сделать так, чтобы формируемое хромовое покрытие отличалось гарантированным качеством.

Для того чтобы правильно и безопасно произвести процесс хромирования своими руками, следует учесть все особенности химических и физических превращений, которые проходят в гальванической ванне. Большинство реактивов, задействованных в хромировании, относятся к особо опасным для здоровья веществам, так что прежде чем начать экспериментировать с хромовыми покрытиями, внимательно изучите теоретическую сторону процесса. Далее постараемся детально рассмотреть химическую составляющую вопроса, меры безопасности и то, как сделать гальваническую ванну и электролит.

Хромирование - это физико-химический процесс, во время протекания которого на поверхности обрабатываемого изделия или детали оседает тонкий слой металлического хрома. Данный металл придает поверхности блестящий вид, благодаря чему хромированное изделие обретает очень красивый вид. Гальваника открывает широкие возможности для повышения декоративных, физических и химических свойств материалов.

Хром крайне устойчив к действию агрессивной среды, он не тускнеет и не темнеет под действием воды и воздуха, благодаря чему нашел широкое применение в оформлении деталей кузовов машин и деталей механизмов, работающих в трудных условиях.

Толщина хромового покрытия очень небольшая: от 0.075 до 0.25 мм. В отличие от никеля, хром в большинстве случаев не накладывают непосредственно на металл. Для этого используют тонкий слой подложки, нанесенной гальваническим путем. Такой подслой состоит из меди или никеля и требует применения дополнительных технологических операций, усложняя и без того непростой процесс хромирования.

Еще одна сложность, которая может остановить домашнего умельца на пути выполнения поставленной задачи, покупка химических реактивов. Основной компонент хромирования - оксид хрома (CrO 3), другое название - хромовый ангидрид. Неприятная особенность его использования заключается в том, что шестивалентный оксид хрома - сильнейший яд, смертельная доза которого для человека составляет около 6 г. Данное химическое соединение имеет ограниченный оборот, строго контролируемый государством. Отходы, возникающие после окончания хромирования, должны утилизироваться согласно с особым порядком, а не просто выливаться в канализацию, или того хуже - в почву. Хромовый ангидрид является канцерогеном, при попадании его раствора на кожу возникают очень сильные раздражения, вплоть до экзем и дерматитов, которые могут перерасти в рак кожи.

При соединении окиси хрома с органическими веществами (маслом, бензином, и т.п.) происходят возгорания и взрывы. Это вещество крайне опасно для здоровья и жизни, так что перед началом работ следует взвесить все «за» и «против», оценив целесообразность такого решения.

2 Оборудование для хромирования

Первое, что нужно для хромирования, отдельная от жилых помещений, хорошо проветриваемая территория. Не стоит начинать экспериментировать дома на кухне, в ванной или в других местах, не предназначенных для работы химического оборудования. Лучшим выбором будет большой гараж или мастерская, которую перед этим стоит освободить от емкостей с бензином, маслом, краской и растворителями. Также неплохо было бы оборудовать систему принудительной вентиляции. Обязательно обзаведитесь огнетушителем и продумайте вариант аварийного пожарного выхода.

Оборудование для хромирования включает:

• гальваническая ванна из пластика;
• выпрямитель с параметрами 12В/50А;
• нагреватель, устойчивый к действию кислоты;
• термометр.

Кроме гальванической ванны вам понадобятся несколько дополнительных емкостей такого же размера для промывки обрабатываемой детали. Для экономии времени и средств необходимо будет организовать отдельную гальваническую ванну для омеднения или никелирования, так как постоянно менять реактивы в одной емкости долго и нецелесообразно.

Выпрямитель должен быть достаточно большой мощности, особенно если вы хотите хромировать своими руками детали средних и больших размеров. Исходите в расчетах из того, что для создания блестящей поверхности необходима плотность тока порядка 15-25 А/дм 2 , так что обычный выпрямитель способен обеспечить нормальное проведение процесса максимум для накладок дверных ручек автомобиля либо небольших деталей внутренней отделки (ручка коробки передач, ободок корпуса магнитолы, и т.п). Большие детали - диски или бампер, покрыть хромом своими руками скорее всего не удастся, или обойдется в сумму, соизмеримую с покупкой новых запчастей.

Что касается нагревателя, то в некоторых источниках рекомендуется использовать обычный ТЭН. Хотелось бы строго предостеречь относительно данного решения, так как для хромирования требуется оборудование, устойчивое к действию кислот, ТЭН не является таким устройством, и его использование повлечет за собой, в лучшем случае, поломку электролитической ванны.

Термометр может использоваться самый обычный, с делениями от 0 до 100°С. Температура, при которой процесс протекает равномерно, составляет 47-52°С, главной задачей будет установить и поддерживать стабильными эти параметры на протяжении всего времени реакции.

3 Реактивы для электролита

Процесс хромирования осуществляется гальваническим путем. Для его проведения необходимо наличие катода, анода (обрабатываемая деталь) и электролита, в среде которого и будут происходить химические реакции. Собрать аппарат для хромирования довольно просто, особенно если до этого вы уже имели опыт создания медных или никелевых покрытий: технология похожа, отличаются только параметры среды, состав электролита и материал катода.

В качестве катода используется лист свинца или его сплава с оловом. Лучше всего, чтобы свинцовая пластина размерами была немного больше обрабатываемой детали. Катод подсоединяют к положительному электроду выпрямителя.

Анод подключают к материалу, который следует хромировать. Он должен быть «подвешен» в среде электролита таким образом, чтобы не задевать стенок, дна и ни в коем случае не касаться катода.

Создание электролита предполагает наличие следующих компонентов:

• хромовый ангидрид, из расчета 250 г/л электролита;
• серная кислота - 2-2.5 г/л;
• дистиллированная либо чистая, без примесей железа вода.

Перед тем, как сделать электролит, разогрейте воду до температуры 60-80°С, после чего растворите в ней хромовый ангидрид. Немного охладите смесь и тонкой струйкой добавьте необходимое количество чистой серной кислоты. Кислота должна быть не технической, а чистой и концентрированной.

Гальваническое покрытие очень чувствительно к составу электролита, поэтому на предприятиях, занимающихся хромированием, существуют целые лаборатории, которые проводят постоянный контроль над стабильностью состояния реактивов. При хромировании своими руками придется обойтись без помощи химиков и технологов, но если обрабатываемых деталей немного, то состав электролита должен измениться некритично.

4 Подготовка поверхности и как протекает металлизация хромом

Самостоятельная металлизация хромом невозможна произвести без правильной подготовки поверхности изделия. Для начала нужно создать медную или никелевую подложку, так как хром не ляжет на поверхность стали, алюминия или любого другого металла. Омеднение или никелировка производятся в гальванической ванне, катодом при этом выступает соответственно металлическая медь или никель, электролитом - раствор серной кислоты и медного купороса или солей никеля. После завершения подготовки изделие тщательно шлифуют и полируют, стараясь не повредить при этом тонкий слой подложки, обезжиривают и сушат.

Самостоятельное хромирование должно проходить при стабильных параметрах напряжения, температуры и состава электролита. Любое отклонение может привести к дефектам покрытия. Например, превышение концентрации силы тока на единицу площади приводит к тому, что на острых углах изделий образуются наросты и дендриты металлического хрома. Нарушение температурного режима, как и колебания концентрации реактивов, вызывают потемнения, матовость или пятнистость покрытия.

После того как проведено хромирование деталей в домашних условиях, хромируемая поверхность покрыта достаточным слоем металла, напряжение отключают, отсоединяют изделие и помещают его в ванну с дистиллированной водой. Процесс лучше повторить несколько раз, каждый раз меняя воду.

Перед тем, как приступить к хромированию своими руками, следует тщательно оценить будущую стоимость работ и сделать вывод об их целесообразности. Если у вас нет в наличии места для проведения таких экспериментов: например, своего гаража или мастерской, то начинать не стоит, иначе можете сильно навредить окружающим.

Перед тем, как сделать устройство для хромирования, подумайте и спланируйте будущую утилизацию отходов.

Ни в коем случае нельзя сливать отработанный электролит в канализацию или почву!

При попадании в грунтовые воды, а затем в колодцы, оксид хрома вызывает отравление и развитие онкологических заболеваний, поэтому настоятельно рекомендуется не начинать работы, не определившись до этого со всеми тонкостями процесса.