Evakuator-gruzovik.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ТЕХНОЛОГИЯ ХРОМИРОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЯ ХРОМИРОВАНИЯ

Впервые хромирование было применено в конце 20-х годов нынешнего столетия, и на сегодняшний день этот способ покрытия деталей является самым популярным.

Это стало возможным благодаря ценным характеристикам хрома, который сочетает эстетичный внешний вид с высоким уровнем коррозийной стойкости и износостойкостью. В машиностроении активно применяются защитно-декоративные покрытия, которые увеличивают срок службы деталей, а также восстанавливают изношенные детали. Хромирование — более популярный метод, нежели гальваника.

ТЕХНОЛОГИЯ ХРОМИРОВАНИЯ

Хромирование уже давно доказало свою способность эффективно защищать металлическую поверхность от коррозии и придавать ей дополнительную твердость, продлевая тем самым срок службы изделий. С помощью такого покрытия можно не только упрочнить новые детали и инструменты, но и восстановить изношенные изделия. В машиностроении, инструментальном производстве и различных отраслях промышленности сегодня широко используются хромированные детали и приборы благодаря их антифрикционным свойствам, износоустойчивости, стойкости к влиянию агрессивных сред и высоких температур.

Хромовые покрытия пользуются большим спросом у автолюбителей, ведь детали авто с характерным декоративным блеском не просто выглядят безупречно, но и имеют дополнительную антикоррозионную защиту и прочность.

В производстве прожекторов, фар, отражателей и даже зеркал хромирование также находит свое применение. Да и современный интерьер не обходится без серебристых изделий с благородным синеватым оттенком: мебельная фурнитура, элементы декора, сантехнические приборы, бытовая техника и многое другое. Такая популярность вполне объяснима отличными декоративными свойствами хрома, прочностью и долговечностью покрытых им изделий.

Процесс вакуумного электро-химического напыления хромированного покрытия включает в себя 3 этапа:

  1. подготовка поверхности для нанесения хромированного покрытия;
  2. нанесение 3-х слойного хромированного покрытия;
  3. нанесение защитного слоя хромированного покрытия.
Подготовка поверхности перед хромированием.

Подготовка поверхности перед хромированием включает в себя следующие операции: абразивная и пескоструйная обработка поверхности детали, подлежащей хромированию, обезжиривание (удаление масла, силикона, жиров с поверхности детали, подлежащей хромированию).

Эти операции обязательно присутствуют в тех. процессе иначе мы не смогли бы гарантировать качество хромированного покрытия и не могли дать гарантию на свои работы по хромированию.

Нанесение технологического слоя перед хромированием.

Технологический слой представляет собой полимерное покрытие, необходимое для лучшей адгезии хромированного покрытия с поверхностью детали. Мы даём гарантию на наше хромированное покрытие 1 год.

Нанесение хромированного покрытия.

Процесс нанесения хромированного покрытия протекает в вакуумной установке, специально разработанной для нанесения хромированного покрытия. Партия деталей и или деталь, подлежащие хромированию, размещаются на оснастке и помещаются в вакуумную установку. Также в установку помещается материал (донор), частицы которого будут осаждаться на поверхности детали. Установка герметично закрывается и начинается процесс вакуумирования, т.е. из установки для хромирования откачивается воздух и создаётся разряженное давление, необходимое для процесса хромирования. Далее начинается разогрев донора до раскалённого состояния и в определённый момент донор начинает испускать элементы (молекулы), которые осождаются на деталях. Тем самым создаётся хромированное декоративное покрытие с заданными свойствами.

Нанесение защитного слоя хромированного покрытия.

Защитный слой необходим для защиты хромированного покрытия от механических повреждений и химического воздействия окружающей среды. При отработке технологии хромирования нами были произведены испытания готовых деталей в лаборатории АвтоВАЗа в условиях солевого тумана. Результаты испытаний показали, что наше хромированное покрытие удовлетворяет самым строгим требованиям по адгезии.

Уход за деталями с хромированным покрытием

В процессе ухода, за хромированными деталями необходимо стараться избегать накапливания и высыхания грязи. Следует регулярно проводить чистку без использования моющих средств, в составе которых есть аммиачные соединения, соль, а также ацетон.

По окончании мойки и чистки, изделие необходимо тщательно высушить, не допуская самостоятельного высыхания капель воды.

Кроме того, такие хромированные элементы автомобиля, как диски, нуждаются в периодической полировке для улучшения своего вида и состояния.

Для чего нужен хромовый слой

Нанесение слоя хрома может выполняться для улучшения декоративных характеристик изделия из металла (декоративное хромирование), а также для защиты металлической детали от коррозии и придания ее поверхности большей твердости. Таким образом, за счет хромирования можно не только улучшить механические и декоративные характеристики изделия, но и значительно продлить срок его эксплуатации.

Множество разнообразных хромированных изделий можно встретить как в быту, так и в разных отраслях промышленности. Использование изделий из металла, на поверхность которых нанесен слой хрома, актуально в тех случаях, когда они будут эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия агрессивных сред и интенсивного трения.

Восстановление хромированного покрытия возвращает былой внешний вид и продлевает срок службы конструкции

В бытовых условиях наиболее активно используются следующие изделия с хромированным покрытием:

  • мебельная фурнитура;
  • элементы для оформления домашних и офисных интерьеров;
  • автомобильные диски и детали транспортного средства;
  • сувенирная продукция;
  • сантехническое оборудование.

В промышленности технология хромирования применяется в следующих целях:

  • при производстве изделий по порошковой технологии;
  • при изготовлении пресс-форм, используемых для изготовления изделий из резины и полимерных материалов;
  • при производстве отражателей различного назначения;
  • для повышения твердости поверхностного слоя и износостойкости режущего, а также специального измерительного инструмента;
  • для придания исключительных декоративных характеристик кузовным и другим деталям транспортных средств;
  • для обработки деталей, эксплуатируемых в условиях постоянного трения и негативного воздействия внешней среды (элементы парового оборудования и теплосетей, детали автомобильных двигателей и морских судов).
Читать еще:  Спотер для рихтовки авто своими руками

Промышленная гальваническая линия, предназначенная для нанесения твердого хрома на изделия из сталей и цветных металлов

Хромированные детали отличаются следующими характеристиками:

  • высокой устойчивостью к коррозии;
  • микротвердостью, показатели которой достигают значений 950–1100 единиц по шкале HV;
  • высокой пористостью покрытия, его износо- и жаростойкостью;
  • низким коэффициентом трения сформированного покрытия;
  • большим разбросом толщины хромового слоя (5–300 мкм и даже более).

Перечисленные характеристики, которых можно добиваться с помощью хромирования стали и других металлов, делает такую технологию настолько популярной. Перечислять все сферы, где активно используется процесс хромирования, можно достаточно долго.

Разновидности металлизации по способу взаимодействия металлизируемой поверхности с наносимым металлом (нажмите для увеличения)

Оборудование для хромирования

Рынок предлагает разнообразное оборудование для нанесения хромового слоя как отечественного производства, так и зарубежного. Частное зарубежное предпринимательство подвигло разработчиков на создание компактных установок, которые легко разместить в гараже или маленькой мастерской.

Непрофессиональное оборудование только имитирует качественное хромирование, качество при этом не столь хорошее. Работы проводятся в следующей последовательности:

очищение от старого покрытия;
шлифовка;
обезжиривание;
нанесение грунтовки;
нанесение хрома распылением;
сушка;
защита лаком от повреждений.

Широко на производстве используется электролитическое (гальваническое) хромирование. Для этого используются специальные ванны, электроустановки, система вентиляции, моющие и сушильные установки. При горячем способе нанесения хрома используются печи и вакуумные установки.

Но независимо от типа используемого оборудования во время процесса хромирования происходят физические и химические реакции, которые сопровождаются выделением продуктов распада.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ, КОРРЕКТИРОВАНИЕ И РАБОТА ХРОМОВЫХ ВАНН

1 ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА2 КОРРЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА3 АНОДЫ4 ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ5 РАБОТА ХРОМОВОЙ ВАННЫ6 УДАЛЕНИЕ ПОКРЫТИЯ7 ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ

ТЕХНОЛОГИЯ ХРОМИРОВАНИЯ

1 ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ДЕТАЛЕЙ К ХРОМИРОВАНИЮ2 ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОЕ ХРОМИРОВАНИЕ3 ПОКРЫТИЯ МОЛОЧНЫМ ХРОМОМ4 ИЗНОСОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ ХРОМОМ5 УСЛОВИЯ ХРОМИРОВАНИЯ6 ХРОМИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ7 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ХРОМИРОВАНИЯ8 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Анодирование алюминия: изделия из алюминия погружаются в ванну с электролитом, положительно заряженный алюминий вступает во взаимодействие с отрицательно заряженными ионами. В результате на поверхности возникает защитный слой, который отличается устойчивостью к механическим воздействиям и хорошо удерживает краситель.

Анодное оксидирование: технология обработки металлических деталей, которая позволяет создать защитное покрытие с хорошими декоративными свойствами, устойчивое к коррозии и механическим повреждениям.

Горячее цинкование: перед цинкованием изделия проходят несколько этапов подготовки, а затем погружаются в цинк, разогретый до температуры свыше 400 градусов Цельсия. При контакте с воздухом на поверхности цинка образуется оксидная пленка, она обладает высокой способностью к самовосстановлению и эффективно защищает изделие от воздействия агрессивных сред.

Меднение: нанесение медного слоя на металлические изделия с помощью щелочных и кислых электролитов. Данный слой часто выступает в качестве промежуточного слоя при хромировании.

Никелирование: гальваническое покрытие из никеля обеспечивает дополнительные защитные свойства и увеличивает размер изделия. Никелирование, как и меднение, используется для подготовки поверхности к хромированию.

Фосфатирование: создание на металлических поверхностях защитного слоя из солей железа и цинка, обычно данный метод применяется в работе с изделиями перед покраской.

Хромирование: равномерный тонкий слой хрома обеспечивает особую прочность и безупречный блеск. Чем толще покрытие, тем выше износостойкость изделия.

Твердый хром: технология твердого хромирования повышает твердость материала и его устойчивость к коррозии и воздействию высоких температур.

Цинкование: высокоэффективная технология антикоррозийной защиты для металлических изделий. Благодаря своим свойствам цинк препятствует образованию сколов на поверхности продляет срок службы металла.

Нитрид титана: защитно-декоративные покрытия, созданные с помощью нитрида титана, способствуют повышению жаропрочности и износостойкости материала.

Электрохимическая полировка: анодная полировка для подготовки поверхности к нанесению гальванического покрытия. В процессе полировки удаляются очаги коррозии, а сама поверхность сглаживается, благодаря этому обеспечивается высокая прочность сцепления поверхности с гальваническим покрытием.

Декоративное хромирование(золочение) — на сегодняшний день используем наиболее универсальный и перспективный методом получения всего спектра PVD покрытий (от традиционных металлических до многофазных нанокомпозитных покрытий) признается метод магнетронного распыления. В данном методе удачно сочетаются технологические факторы, способствующие получению плотных микро — и нанокристаллических структур, которые обеспечивают экстраординарные свойства покрытий.

2 Технология хромирования металлов

Нанесение слоев хрома на металлические поверхности называется химическим хромированием. Покрытие хромом выполняют для декоративности деталей и улучшения функциональных характеристик изделий. Процесс хромирования выполняется следующими методами:

  1. Гальванический метод нанесения хромированного покрытия.
  2. Химический способ.
  3. Нанесение слоев хрома напылением.
Читать еще:  Камера полимеризации своими руками

Гальваническое хромирование

Нанесение хрома на поверхности деталей гальваническим методом бывает 2 видов: диффузное и электролитическое. Для ведения обоих видов гальваники необходимо иметь специальные резервуары с кислотоупорным покрытием, оборудованные водяными рубашками.

Процесс электролитического нанесения хрома основан на методе электролиза металлов. Суть его состоит в прохождении электрического тока через электролит. Электролит представляет собой раствор, в который входят соли хрома, кислота или щелочь. При прохождении электрического тока из раствора хромового ангидрида и серной кислоты выделяются катионы хрома, которые осаждаются на обрабатываемой поверхности.

Гальванический процесс хромирования ведут при следующих средних параметрах:

  • хромовый ангидрид — 250 г/л;
  • серная кислота — 2,5 г/л;
  • температура — 50 °С для декорирования деталей и 55-60 °С для получения функциональных поверхностей;
  • плотность тока — 25 А/дм² для декорирования и 60 А/дм² — получается функциональная хромируемая поверхность.

Качественная гальваника зависит от температуры электролита и плотности тока. Эти параметры влияют на внешний вид и характеристики нанесенного слоя.

Важно помнить: увеличение температуры снижает выход хрома по току, увеличение плотности тока увеличивает выход хрома по току.

Низкая температура технологического процесса и постоянная плотность тока дают серое покрытие, неизменная плотность тока и высокие температуры дают молочный оттенок покрытия.

Термическая обработка стали хромированием придает поверхности материала улучшенные свойства: прочность, твердость, вязкость, упругость, износостойкость, жаро- и коррозионную стойкость. При определенных температурах на поверхность обрабатываемых деталей воздействуют реагенты, и методом диффузии поверхностный слой насыщается хромом. Метод диффузии применяется для насыщения поверхностного слоя кремнием, углеродом, азотом, алюминием.

Термо хромирование порошковое проводят смесями, включающими в себя феррохром и шамот. Смесь смачивается соляной кислотой. Другой вид обработки методом диффузии — конденсация паров хлорида хрома CrCl₂.

Химическая металлизация

Хромирование металлов и диэлектриков проводят химическим способом. Реагенты для проведения метода:

  • хлористый хром;
  • гипофосфат натрия;
  • лимоннокислый натрий;
  • уксусная ледяная кислота;
  • 20 % раствор едкого натра;
  • вода.

Реакцию ведут при температуре 80 °С. Перед нанесением хромового покрытия на стальные детали на них предварительно наносят слой меди. По окончании процесса обработанные изделия моются в воде и тщательно высушиваются. Применяя кислощелочной раствор, проводят химическую металлизацию диэлектриков.

Еще один вид химической металлизации — вакуумное хромирование или PVD-процесс. При этом методе происходит конденсация паров хрома на поверхности обрабатываемых деталей в вакуумных камерах. В безвоздушном пространстве установки нагревают металл до температуры испарения, и он в виде тумана оседает на поверхность изделия. Слой металла настолько тонкий, что его покрывают лаком для защиты от царапин. Этим методом проводят хромирование алюминия.

Каталитическое хромирование

Каталитическое напыление основано на реакции «серебряного зеркала». Реагентами в этом процессе выступают комплексные соли серебра в щелочных растворах аммиака. В качестве восстановителя применяют растворы инвертного сахара, гидразина или формалина.

Одновременное напыление серебра и восстановителя образует на обрабатываемой поверхности белоснежное зеркальное металлическое покрытие.

Данное покрытие характеризуется высокой отражательной способностью. Следующий этап каталитического напыления — нанесение защитных лаков с добавлением красящего светостойкого тонера хром. Тонер хром получают смешиванием фиолетового, синего и черного цветов в соотношении 3:1:1.

Технология хромирования реакцией «серебряного зеркала» включает следующие процессы:

  1. Анализ и подготовка материала, поверхность изделия очищается, промывается, для улучшения адгезии поверхность шлифуется шлифовальной бумагой зернистостью Р500-600.
  2. Нанесение глянцевой основы. На подготовленную поверхность наносят черную базу. Черное глянцевое покрытие позволит исключить желтизну зеркальной поверхности. Режимы сушки нанесенных лаков: при температуре 20-25 °С, без применения сушильного оборудования — 8 часов, в окрасочно-сушильных устройствах при температуре 60 °С — 45 минут.
  3. Сушка изделий.
  4. Травление поверхности деталей для лучшей адгезии серебра и промывание дистиллированной водой.
  5. Процесс сенсибилизации. Сенсибилизация — обработка поверхности активатором, в результате чего на ней появляется защитная пленка.
  6. Металлизация поверхности изделия серебром.
  7. Нанесение защитного лака. Защищает обработанные поверхности от потускнения и механического износа.

Для чего нужен хромовый слой

Нанесение слоя хрома может выполняться для улучшения декоративных характеристик изделия из металла (декоративное хромирование), а также для защиты металлической детали от коррозии и придания ее поверхности большей твердости. Таким образом, за счет хромирования можно не только улучшить механические и декоративные характеристики изделия, но и значительно продлить срок его эксплуатации.

Множество разнообразных хромированных изделий можно встретить как в быту, так и в разных отраслях промышленности. Использование изделий из металла, на поверхность которых нанесен слой хрома, актуально в тех случаях, когда они будут эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия агрессивных сред и интенсивного трения.

Восстановление хромированного покрытия возвращает былой внешний вид и продлевает срок службы конструкции

В бытовых условиях наиболее активно используются следующие изделия с хромированным покрытием:

  • мебельная фурнитура;
  • элементы для оформления домашних и офисных интерьеров;
  • автомобильные диски и детали транспортного средства;
  • сувенирная продукция;
  • сантехническое оборудование.
Читать еще:  Малярная камера своими руками для качественной покраски

В промышленности технология хромирования применяется в следующих целях:

  • при производстве изделий по порошковой технологии;
  • при изготовлении пресс-форм, используемых для изготовления изделий из резины и полимерных материалов;
  • при производстве отражателей различного назначения;
  • для повышения твердости поверхностного слоя и износостойкости режущего, а также специального измерительного инструмента;
  • для придания исключительных декоративных характеристик кузовным и другим деталям транспортных средств;
  • для обработки деталей, эксплуатируемых в условиях постоянного трения и негативного воздействия внешней среды (элементы парового оборудования и теплосетей, детали автомобильных двигателей и морских судов).

Промышленная гальваническая линия, предназначенная для нанесения твердого хрома на изделия из сталей и цветных металлов

Хромированные детали отличаются следующими характеристиками:

  • высокой устойчивостью к коррозии;
  • микротвердостью, показатели которой достигают значений 950–1100 единиц по шкале HV;
  • высокой пористостью покрытия, его износо- и жаростойкостью;
  • низким коэффициентом трения сформированного покрытия;
  • большим разбросом толщины хромового слоя (5–300 мкм и даже более).

Перечисленные характеристики, которых можно добиваться с помощью хромирования стали и других металлов, делает такую технологию настолько популярной. Перечислять все сферы, где активно используется процесс хромирования, можно достаточно долго.

Разновидности металлизации по способу взаимодействия металлизируемой поверхности с наносимым металлом (нажмите для увеличения)

Метод химического хромирования

Химическое хромирование, в отличие от гальванического, не использует соляную кислоту.

Хромсодержащий реагент растворяется в дистиллированной воде с добавлением гипофосфита натрия.

В ходе химической реакции гипофосфит натрия восстанавливает хром из его соли, выделившийся хром осаждается на обрабатываемую поверхность.

Здесь также важно точное соблюдение термо режима.

Содержащийся в растворе фосфор частично попадает в наносимый слой хрома, способствуя его укреплению, приданию дополнительной прочности.

Несомненными преимуществами данного способа перед каталитическим являются уменьшение вредного воздействия на окружающую среду и людей, облегченное нанесение пленки из хрома на внутренние поверхности изделия.

Также можно отметить меньшую затратность этого метода, что делает его доступным для самостоятельного применения.

Образовавшееся при такой обработке покрытие первоначально не имеет характерного блеска металла, оно будет матовым серого цвета, поэтому в финале покрытые поверхности нужно тщательно отполировать.

Мы предлагаем вам с помощью видео в нашей статье наглядно ознакомиться с процессом химического хромирования.

У этой технологии есть ещё одно название — PVD-процесс. Она применяется для создания покрытий на алюминиевых изделиях. Обрабатываемую деталь и металлический хром помещают в вакуумную камеру. Здесь металл нагревается до температуры, при которой начинается его испарение. Атомы хрома оседают на защищаемой поверхности. Слой, который они образуют, в большинстве случаев тонкий и непрочный, поэтому его дополнительно покрывают лаком.

Эта технология применима для обработки как металлических изделий, так и предметов из диэлектриков. В первую очередь обрабатываемую поверхность тщательно очищают и обезжиривают. При необходимости на ней создают дополнительный слой — например, из меди. Резервуар заполняют водным раствором для хромирования, содержащим соли хрома. Жидкость нагревают до определённой — как правило, равной 80°С — температуры. Обрабатываемое изделие помещают в резервуар и выдерживают в нём несколько часов. В ходе хромирования из раствора солей восстанавливается хром, который затем оседает на поверхности детали, формируя на ней защитный слой. В последнюю очередь обработанное изделие промывают и просушивают.

Во многих случаях покрытие из хрома, получаемое химическим методом, имеет недостаточную прочность. Для её увеличения изделие подвергают термической обработке при высокой — как правило, варьирующейся от 300 до 400°С — температуре. Происходит диффузия атомов хрома, и созданное покрытие прочно соединяется с материалом детали.

Дополнительные рекомендации

Необходимо придерживаться следующих рекомендаций от специалистов:

  • При выполнении всех процедур, особенно при доставании материала из раствора, нужно использовать защитную одежду. Плотные резиновые перчатки обеспечат защиту коже рук от ожогов.
  • Помещение, где будут выполняться работы, должно хорошо проветриваться. Когда мы хромируем изделие, выделяются газы, которые образуют туман, а он, в свою очередь, влияет на слизистые оболочки глаз и дыхательные органы. Нужно обязательно использовать респиратор и очки.
  • Перед тем как приступать к химической металлизации в домашних условиях, важно задуматься об утилизации отходов — электролита, который останется после проведения процедуры.

Если качественно подготовиться к выполнению хромирования, тщательно изучить теорию и просмотреть обучающие видеоуроки, в результате можно создать качественное покрытие с хорошими защитными характеристиками. Осуществляя данную процедуру даже в домашних условиях, можно создать материалы декоративного назначения, восстановить поверхности изношенных изделий и нанести на них слой, который предотвратит от повреждений в дальнейшем.

Процесс хромирования не требует никакого сложного оборудования, специальных знаний или финансовых затрат. Понадобится лишь изучить нюансы такой облицовки и придерживаться технологии выполнения работы.

Секреты химической металлизации (2 видео)

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector