Можно ли дома хромировать. Хромирование без профессиональных навыков

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.

В настоящее время проблемы хромирования в домашних условиях стоят довольно остро. Причиной тому является довольно высокий ценник на подобные услуги со стороны специализированных мастерских. и узлов механизмов не только придает им весьма эффектный и привлекательный внешний вид, но и улучшает ряд технико-эксплуатационных показателей. Так, слой хрома, нанесенный тем или иным методом, предотвращает коррозию стали, а значит, продлевает срок полезной эксплуатации изделия. По заверению металловедов, хромирование также увеличивает показатели фрикционной износостойкости, и даже повышает усталостную прочность конструкции из металла.

Общие положения

Технология процесса довольно проста, ее элементарно можно воссоздать в домашних условиях. Хромирование - нанесение поверхностного или диффузионного слоя на изделие из стали либо пластика.

Нанести слой можно несколькими принципиально разными методами:

• гальваническая ванна;
• гальваническая кисть;
• газопламенное напыление;
• ионно-плазменные технологии.

Последние два метода являются очень энергоемкими и требуют дорогостоящего оборудования. Не подходят для обработки деталей в домашних условиях. Хромирование, полученное с использованием газопламенного напыления, гораздо более качественное. Но наилучший результат дает в тлеющем разряде вакуумной камеры, так как в этом случае атомы проникают вглубь изделия, и слой имеет очень хорошие адгезионные свойства.

Преимущества и недостатки гальванической кисти

Основным преимуществом так называемой гальванической кисти является отсутствие ограничений по габаритным размерам обрабатываемого изделия. Возможности же гальванической обработки ограничены размерами самой ванной. Хромирование в домашних условиях больших и увесистых изделий трудно реализовать на практике: потребуется большой бак, кран-балка для подъема тяжелых изделий, большой объем раствора и т. д.

Нанести слой качественно и ровно, чтобы поверхность была однородной и блестящей, сможет далеко не каждый обыватель. С такой задачей по силам справиться лишь профессионалам, которые занимаются подобными работами давно и на постоянной основе. Это является основным недостатком данного метода.

Для хромирования деталей в домашних условиях наиболее часто обустраивают простейшую гальваническую ванну.

Правила и требования техники безопасности при проведении гальванических работ

Запрещается эксплуатировать установку в помещении, в котором проживают люди. Идеальное место для организации производства - гараж или сарай на улице.

Летом, когда на улице тепло, можно обустроить мини-участок гальванической обработки прямо на улице под крышей веранды. В условиях города в многоэтажках для хромирования в домашних условиях допустимо использовать площадь балкона. При этом рама, если она имеется, должна быть открыта нараспашку, а двери и окна в квартиру должны быть закрыты.

В обязательном порядке с целью не допустить поражения электрическим током и избежать вредного воздействия химически активных элементов необходимо работать в промышленных прорезиненных перчатках для электриков. Чтобы минимизировать вредное воздействие ядовитых испарений, необходимо надеть промышленный противогаз или респиратор. Для защиты от брызг используются очки и фартук из плотной прорезиненной ткани.

Необходимый инструмент и комплектующие изделия

Для реализации гальванического хромирования в домашних условиях понадобится купить или найти следующие элементы для сборки установки:

• стеклянный бак (в бытовых условиях идеальным заменителем является обычная банка для закаток объемом три литра);
• ванна из неметаллического материала (хорошо подойдет для этих целей пластмассовый тазик);
• теплоизоляционные материалы;
• нагреватель (обычно используется спираль кипятильника);
• анод (для изготовления этого элемента идеально подходит сплав свинца с сурьмой с массовой долей первого 93 %, материал довольно дефицитный, поэтому при химическом хромировании в домашних условиях наиболее часто применяется свинец технической чистоты);
• катод представляет собой своеобразную клемму, которая замыкается на обрабатываемую заготовку);
• ртутный лабораторный термометр;
• оснастка, которая позволяет подвесить деталь в ванной;
• крышка для ванной (хорошо подходит материал древесины и фанера);
• преобразователь переменного тока в постоянной с возможностью регулирования сопротивления; для обеспечения протекания физико-химических процессов по всему объему банки, минимальная сила тока должна составлять 18 ампер.

При желании и соответствующей квалификации можно реализовать контролируемый процесс хромирования в домашних условиях. Технология предусматривает протекание гальванических процессов при определенной температуре (в зависимости от площади поверхности изделия, объема жидкости и т. д.) с целью получения максимального полезного эффекта и качества слоя.

Выше представлена простейшая схема установки. Цифры на ней означают: 1 - стеклянную емкость (банку), 2 - анод (или аноды), 3 - хромируемую деталь (катод), 4 - раствор электролита.

Для контроля температуры понадобится простейшая термопара и потенциометр. Подобное оборудование можно без труда найти на блошиных рынках.

Нужно ли проводить очистку поверхности изделий?

Результат процесса зависит от множества факторов. Но самое большое влияние имеет, безусловно, качество и чистота поверхности, на которую будет наноситься слой хрома. Чтобы рационально использовать время, все работы по подготовке деталей рекомендуется проводить во время подготовки и нагрева электролита. Подогрев электролита до рабочей температуры занимает не более трех часов.

Поэтому можно сказать, что очистка поверхности изделий - это очень важный этап технологического процесса. И если пренебречь им, то качество хромированного слоя будет очень плохим, и в скором времени такое покрытие начнет вздуваться и слезать.

Как правильно производить очистку поверхности

Самый лучший способ произвести очистку поверхности от жировых пятен и грязи - погрузить их в В производственных условиях так и поступают. Это весьма эффективных метод. В настоящее время можно сравнительно недорого приобрести маленькую ванну. Но подобные затраты оправдают себя лишь в том случае, если планируется регулярно и часто ставить режимы хромирования.

Обычно же люди очищают детали вручную. Да, такой метод менее производительный, и качество очистки порой тоже не такое хорошее, но все же это хорошая альтернатива приобретению ванной ультразвуковой очистки.

Считается, что лучше всего хромировать поверхности с небольшой шероховатостью. Так обеспечивается хорошее и надежное адгезионное взаимодействие материалов. Поэтому рекомендуется пройтись по детали наждачной мелкозернистой бумагой.

Моечная операция

При промывке изделия первым делом необходимо сполоснуть его в воде (желательно проточной). Это устранит грубые посторонние частицы. Следующим этапом нужно обезжирить деталь. Спирт и ацетон при высыхании оставляют незначительные потеки. Поэтому рекомендуется приготовить специальный раствор: на один литр воды добавить 150 граммов едкого натра, 50 грамм соды (кальцинированной) и 5 грамм силикатного клея.

Приготовленный раствор подогревается до температуры не менее 90 градусов по Цельсию, и в него на 20 минут помещаются детали. После извлечения из емкости с чистящим раствором изделия извлекаются и просушиваются, затем можно проводить дальнейшие технологические операции.

Приготовление электролита

Подготовить раствор электролита можно без проблем и в домашних условиях. Хромирование протекает в растворе серной кислоты и хромового ангидрита в воде. Такой раствор носит название электролита. Концентрация серной кислоты - приблизительно 3 грамма на литр воды, хромового ангидрида - около 300 граммов.

К чистоте воды также предъявляются особые требования. Обычная водопроводная вода здесь непригодна: из-за большой концентрации примесей процесс будет протекать непредсказуемо, а результат будет очень плохого качества. Таким образом, для приготовления раствора нужно купить дистиллированную воду в достаточном количестве.

Перед добавлением компонентом раствора воду необходимо подогреть до 60 градусов по Цельсию. Это дает гарантию полного растворения всех компонентов и получения качественного электролита для хромирования в домашних условиях. Гальваника - это та отрасль науки и техники, которая требует предельного внимания и точности от исполнителя и руководителя работ. Хромовый ангидрид - очень токсичное и опасное соединение. Поэтому с ним можно работать только в хорошо проветриваемых местах. Лучше всего использовать шкаф для химических реактивов с мощной вытяжкой. Если серьезно подойти к делу, то такой шкаф можно и нужно смастерить своими руками. Хромирование в домашних условиях должно выполняться в строгом соответствии со всеми требованиями и правилами безопасности.

Подготовка электролита к работе

Перед погружением в электролит изделия, необходимо пропустить ток через раствор «вхолостую». В том случае, если все параметры системы были просчитаны правильно, и ток подобран нужной величины, раствор должен приобрести темно-коричневый оттенок. Общая рекомендация такова: чтобы обеспечить протекание процесса по всему объему электролита, необходим ток величиной шесть с половиной ампер на один литр жидкости. Ток пропускается в течение 4 часов.

После того как жидкость потемнела, ей необходимо отстояться. Поэтому в течение как минимум одних суток ванну нельзя трогать.

Гальваническое хромирование

Предварительно необходимо сообщить температуру рабочей среде (электролиту) 53 градуса по Цельсию. Это обеспечит наиболее выгодные условия для протекания всех процессов.

Затем необходимо подвесить изделия на опору так, чтобы оно полностью окуналось в электролит. Необходимо выждать некоторое время (минут 5-10) для того, чтобы температура между электролитом и изделием уравнялась.

Как только выявлены закономерности образования слоя и его зависимости от времени подачи напряжение, состава электролита и т.д., можно приступать к массовому изготовлению изделий.

Особенности хромирования пластика своими руками в домашних условиях

Использовать гальваническую ванную при нанесении покрытий на изделия из пластика не представляется возможным ввиду того, что пластмасса является диэлектриком (за исключением специальных материалов, разработанных для специфических задач) и не проводит ток, а значит, не может выступать в роли катода в электрической схеме.

Поэтому изделия из пластмасс покрывают декоративным слоем хрома по совершенно другой технологии: изначально на изделие наносятся два-три слоя защитного вспомогательного покрытия, а уж затем слой хрома. И несмотря на небольшую толщину такого слоя, он служит неплохо и вполне справляется с задачами, которые были на него возложены.

Подготовка изделий из пластика к хромированию

Так же как и изделия из сталей и металлических сплавов, пластмассовые элементы конструкции также должны пройти перед хромированием хорошо вымываться и обезжириваться. Не лишней будет и обработка всех поверхностей мелкозернистой наждачной бумагой. Такой комплекс операций обеспечит надежный контакт между пластиком и наносимыми слоями металлов.

Обработка в растворе серной кислоты

Обязательным этапом подготовки к металлизации изделий из пластмасс является операция травления. Суть данной операции заключается в следующем. Подготавливается специальный раствор (60 грамм хромового ангидрида, 150 грамм ортофосфорной кислоты (преобразователь ржавчины), 560 грамм серной кислоты на один литр дистиллированной воды). Изделия погружаются в раствор на определенное время. Какое время понадобится конкретно - сказать сложно. Оно определяется опытным путем и зависит от множества факторов. Таким образом, хромирование пластика в домашних условиях не отличается повторяемостью и постоянством, и каждый новый режим может проходить со своими особенностями. Немаловажный момент: до погружения в ванну пластмассовых изделий температура среды должна достигать не менее 50 градусов по Цельсию.

Лишь после проведения всех указанных операций можно приступать к нанесению металлического покрытия.

Хромирование деталей – это процесс металлизации хромом с целью придания поверхности физико-механических и химических свойств и характеристик, которые отличаются от исходного материала детали. Хромирование используется с целью повышения коррозионностойкости, эрозионностойкости, механической стойкости, декоративной отделки и прочего.

Процесс хромирования деталей

Способы нанесения слоя хрома на поверхность металлизируемой детали отличаются методами схватывания (удержания) между собой. Классифицировать их можно следующим образом:

1. адгезионное схватывание (за счет механического воздействия);
2. за счет металлических связей:
   1. диффузионная зона в пределах границы двух поверхностей;
   2. диффузионная зона всего покрывающего слоя.

Технология хромирования подразумевает несколько этапов:

• подготовительный;
• процесс нанесения;
• заключительный.

Подготовительный этап. На этой стадии выполняются те типы работ, которые позволят слою хрома надежно закрепиться и удерживаться на поверхности длительное время. Перед хромированием изделий они подвергаются шлифовке, а при необходимости полируются. После финишной операции изделия промываются, сушатся и протираются мягким материалом. Те поверхности (отверстия, внутренние полости), которые не подлежат металлизации, подвергаются изолированию. Детали устанавливаются (вывешиваются) на приспособлении, которое предназначено для введения деталей в зону обработки. Производится обязательный процесс обезжиривания. Выполняется декапирование, позволяющее повысить способность к адгезии.

Процесс нанесения хрома на поверхность. Технология хромирования деталей, в зависимости от метода нанесения, происходит тремя видами:

1. в холодном состоянии;
2. в нагретом состоянии;
3. диффузией.

Например, во время электролитического метода изделия помещаются в ванну с раствором-электролитом. Рабочая температура электролита зависит от его состава. Заданная температура должна сохраняться на протяжении всего процесса, что гарантирует однородную структуру наносимого слоя и равномерную толщину.

Металлизируемые изделия выполняют роль анода. Продолжительность процесса хромирования напрямую зависит от требуемой толщины покрытия.

После нанесения хрома изделия подвергаются сушке. Если сушку проводить в сушильном шкафу, то ее продолжительность составит 5-10 минут при температуре 85°С-100°С. Если сушку проводить методом обдува сжатым воздухом, то ее продолжительность составит 0,5-3 минут при температуре 18°С-25°С.

Для повышения прочности и твердости покрытого слоя он подвергается термической обработке. Продолжительность выдерживания в печи составляет несколько часов при температуре порядка 200°С.
Толщина покрытия, нанесенного на сталь колеблется от 0,003 мм до 0,025 мм. Если использовать изменение полярности тока (реверс), то толщину хромирования доводят до 0,03 мм.

Виды хромирования

Согласно классификации процесс металлизации, происходящий за счет механического сцепления, относится к первой группе, а за счет атомарных механических связей – ко второй группе. Вторая группа делится на две подгруппы:
2а — приграничная диффузия;
2б – полная диффузия.

В группу 1 входят следующие методы хромирования:

• электротехническое покрытие;
• электродуговое или газопламенное распыление (пульверизация);
• химическое нанесение;
• вакуумное нанесение в холодной среде.

К группе 2 относятся:

• плазменное напыление;
• электрофорез;
• вакуумное нанесение в нагретой среде;
• электротехническое покрытие с последующим отжигом;
• осаждение чистого металла из соединений карбонатов в газовой среде;

• диффузионное нанесение элементов.

Твердое хромирование

Твердое хромирование нашло широкое применение при изготовлении деталей, подвергающихся высокому износу, активной коррозии в агрессивных средах, при восстановлении металлических деталей, для увеличения срока эксплуатации инструментов (режущего, измерительного), а также для декоративной отделки изделий изготовленных из неметаллических материалов.

Твердое хромирование проводят следующими методами:

• гальваническим (описан выше);
• каталитическим, при котором хром восстанавливается на поверхности из солей аммиака и серебра;
• вакуумным, при котором реагент, нанесенный на обрабатываемую поверхность диффузионную активность при отрицательном давлении;
• термохимическим, который можно сравнить с цементацией изделий.

Термохимическим методом хромирование производят в карбюризаторе, состоящем из измельченного хрома и каолина в пропорции 55-45%. Для предотвращения окисления хрома при высоких температурах через ящики с деталями и карбюризатором продувают водород. Продолжительность хромирования составляет три часа. За это время толщина слоя достигает при температуре 1300°С 0,15 мм, а при температуре 1400°С 0,8 мм.

Хромирование электролизом

Хромирование электролизом заключается в легком выведении водорода по сравнению с хромом из электролита. Электролитом выступает хромовая кислота. Ванны оборудуются свинцовыми нерастворимыми анодами.

Широкое использование получил сульфатный электролит на основе хромового ангидрида с серной кислотой CrO3:H2SO4.

Концентрация раствора подбирается исходя из характера покрытия и сложности формы детали.

При невысокой температуре металлизации (не выше 35°С) хромированная поверхность имеет серый матовый оттенок. Интенсивность и плотность тока не влияет на процесс. При повышении температуры до 65°С и плотности тока поверхность получается блестящей. Дальнейшее повышение температуры и плотности тока (до 30 А/дм2) хром имеет молочный оттенок.

Также качество покрытой поверхности зависит от концентрации электролита. Хромированное покрытие, полученное при использовании концентрации до 150 г/л отличается высокой твердостью и износостойкостью. Высококонцентрированные электролиты, до 450 г/л используются для декоративных покрытий.

Гальваническое хромирование

Гальваническое хромирование — наиболее распространенный современный способ хромирования. Осуществляется двумя способами: в среде электролита и диффузионным. Электролитический способ аналогичен хромированию электролизом, они отличаются лишь режимами проведения процесса.

Диффузионный способ — это процесс насыщения поверхности при определенных условиях из нанесенных реагентов. Отделанные детали обладают: прочностью и твердостью, вязкостью и упругостью, износо-, жаро-, коррозионностойкостью.

Оборудование для хромирования

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

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

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

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

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

Сфера применения технологии

Декоративное хромирование деталей позволяет повысить визуальные характеристики изделий как из металлов, так и из различного вида пластмасс, стекла и прочих материалов. Для быта хром используется для покрытий:

• мебельной фурнитуры;
• интерьерах помещений и дизайнерских проектах;
• сувениры;
• сантехника.

Сантехническое оборудование обязательно хромируется для защиты от водного окисления (коррозии), будь то недорогой силумин или дорогая латунь с бронзой.
Промышленность использует хромирование для повышения стойкости деталей, работающих в условиях большого трения:

• поршни;
• компрессионные кольца;
• ролики;

Также хромирование используется при изготовлении инструмента и оснастки:

• прессовые штампы;
• режущий инструмент;
• мерительный инструмент.

Технология хромирования позволяет продлить жизнедеятельность элементов механизма или придать изделиям притягательный вид.

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.

В 1840 году российский учёный-физик немецкого происхождения, Мориц Герман, который после переезда в Российскую империю сменил имя и фамилию на Борис Якоби, пишет работу под длинным названием: «Способ производить, по данным образцам, из медных растворов медные изделия с помощью электричества или Гальванопластика для прикладных искусств». С этого научного труда начинается история гальваники не только в России, но и в мире.

В своих исследованиях Якоби опирался на более ранние работы итальянского физика Луиджи Гальвани, поэтому и назвал процесс гальванопластикой, а емкость в которой происходит сие чудо — гальванической ванной.

В настоящее время гальваника является разделом электрохимии и изучает осаждение электролитов на поверхности металлов. В свою очередь, гальваника разделятся на два больших подотдела:

• Гальванопластика: электрохимический способ копирования. С его помощью наносят достаточно толстый слой металла и как следствие получают точную копию копируемого предмета. В частности, посредством этого метода изготавливают виниловые пластинки и лазерные компакт-диски.
• Гальваностегия: электрохимическая технология покрытия подложки слоем металла, с целью получения более прочного или более декоративного слоя. Часто эти две задачи совмещают.

Посредством процесса гальваностегии можно покрыть слоем металла, захромировать практически любую поверхность: металлическую, пластиковую, деревянную, кожаную. Хромированные сапоги или никелированные ботинки — вещь вполне реальная, но не совсем практичная. Гораздо более востребовано покрытие одного металла другим с целью повышения антикоррозийных, прочностных и эстетических характеристик. Такие процессы, как хромирование, никелирование, меднение, цинкование давно стали обычной практикой крупного промышленного производства.

Химическая металлизация своими руками в домашних условиях. Гальваника в домашних условиях вещь вполне реальная, конечно, при соблюдении определённых требований. Из всех видов домашней гальваники хромировка является, пожалуй, самым сложным видом гальваностегии по двум причинам:

• Техническая сложность процесса.
• Крайняя опасность химических компонентов для здоровья.

Первая техническая сложность

Сложность хромирования состоит в том, что предъявляются очень жёсткие требования к режиму функционирования гальванической ванны. Малейшие отклонения от требуемой плотности тока, температуры и концентрации электролита приводят к резкому изменению качества хромового покрытия, вплоть до брака.

Способность хрома сильно меняться в качественном отношении, в зависимости от температуры электролита и силы тока, активно используется на производстве для получения хромовых покрытий с разной степенью блеска, окрашенности и прочности.

• При температуре электролита от 30−60 градусов поверхность готового изделия будет блестящей.
• Выше 60 градусов — хромовое покрытие будет иметь молочный оттенок.
• Ниже 30 градусов — поверхность матовая.

От концентрации состава электролита хром меняет цвет, а вместе с цветом меняются и прочностные характеристики. Цвет меняется от обычного светлого, до темно-голубого, агатового, синего и, наконец, до практически чёрного. По мере изменения цвета меняется и прочность хромового покрытия. Самый мягкий хром имеет обычный светлый цвет, для его получения требуется комнатная температура и сила тока порядка 5 А/кв.дм. Самое прочное хромовое покрытие соответствует хрому чёрного цвета. Но для получения чёрного хрома необходима сила тока 100 А/кв.дм, что в условиях домашнего производства сделать технически невозможно.

Вторая техническая сложность

Вторая сложность состоит в том, что хром не может непосредственно соединяться со сталью, алюминием, чугуном или железом. Поэтому всегда перед хромированием проводят процесс никелирования. Часто с целью получения более качественного результата проводят несколько последовательных нанесений слоёв: никель, медь, снова никель и только в заключение наносят слой хрома.

При этом нужно иметь в виду, что само по себе хромовое покрытие обладает достаточно противоречивыми характеристиками. С одной стороны, хром обладает высокой механической прочностью (намного выше, чем у никеля), химической инертностью и очень ярким блеском. Но одновременно с этим он очень хрупок и обладает пористой структурой. Поэтому подложка из никеля для слоя хрома является необходимой даже в том случае, если хромирование осуществляется на поверхность металла, с которым у хрома хорошая сцепка, например, медь или латунь.

Таким образом, процесс хромирования в домашних условиях автоматически подразумевает проведение как минимум двух последовательных технологических процессов: никелирования и хромирования.

Опасность для здоровья

Основной компонент электролита для хромирования — оксид хрома (CrO3) или, как его ещё называют, хромовый ангидрид. Так уж получилось, что хромовый ангидрид является сильнейшим ядом и одновременно одним из самых сильных канцерогенов. Смертельная доза для человека при приёме внутрь составляет приблизительно 4−6 грамм, в зависимости от веса индивида. При попадании на открытые участки кожи чистого оксида хрома или его растворов возникают химические ожоги, которые затем переходят в дерматиты и экземы, с последующим перерождением в рак кожи.

При соединении оксида хрома с веществами, имеющими органическую природу, такими как технические растворители, бензин, керосин, происходит мгновенное возгорание и взрыв.

Понятно, что такое «прекрасное» химическое вещество невозможно просто взять и купить в магазине хим. реактивов. Оборот хромового ангидрида жёстко регулируется государством и продажа разрешена только юридическим лицам, имеющим лицензию на соответствующий род деятельности.

Необходимое оборудование

Хромирование на кухне жилой квартиры способен проводить только потенциальный самоубийца. Для того чтобы начать процесс хромирования фары, необходимо иметь для этого специальное помещение, максимально удалённое от жилых построек. Лучше всего для этих целей подойдёт просторная мастерская или гараж. Обязательно наличие хорошей принудительной вентиляции. Предварительно из помещения должны быть удалены все ёмкости с бензином, красками, лаками и прочими растворителями. В обязательном порядке приобретается хороший огнетушитель и прорабатывается вариант запасного выхода из помещения в случае возникновения нештатной ситуации.

Для хромирования необходимо иметь:

• Гальваническая ванна. Либо из стекла, либо из прочного пластика, способного выдерживать повышение температуры до 100 градусов.
• Выпрямитель. Источник постоянного тока с возможностью регулировать выходное напряжение. Параметры — 12В/50А. Если речь идёт о мелких деталях, то можно использовать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
• Нагреватель. Должен выдерживать долговременное пребывание в агрессивной кислой среде. Например, керамический тэн. Обычный тэн не подойдёт.
• Термометр. С делениями от 0 до 100 градусов. Оптимальная температура для проведения процесса составляет 45−55 градусов.

Нужно иметь в виду, что для оптимизации процесса необходимо оборудовать как минимум две такие установки, одна для хромирования, а вторая для никелирования. В противном случае придётся постоянно менять реактивы в одной ёмкости, что крайне неудобно и затратно.

Три составляющие гальванического процесса

Гальваника в домашних условиях, хромирование — это гальванический процесс. Поэтому для его проведения необходимо наличие трёх составляющих: катода, анода и электролитической среды, в которой будет происходить перенос заряженных частиц металла.

• Катод. Пластина чистого свинца либо сплав свинца с оловом. Необходимо помнить, что площадь катода должна быть больше площади анода. Катод подсоединяется к положительному выходу выпрямителя.
• Анод. Это и есть сама хромируемая деталь. Он должен висеть в среде электролита таким образом, чтобы не касаться стенок и дна емкости. Кроме того, анод ни в коем случае не должен касаться катода.
• Электролит. Для хромирования требуется особо тщательная подготовка электролита.

Приготовление электролита

В набор электролитической жидкости для хромирования входят следующие компоненты:

• Хромовый ангидрид: 250 гр/л.
• Серная кислота: 2−3 гр/л. Химически чистая, концентрированная. Техническая серная кислота не годится.
• Вода дистиллированная.

Вода нагревается до температуры 60−80 градусов. После этого в ней растворяется ангидрид. Раствор чуть охлаждается и затем в него добавляется тонкой струйкой необходимое количество серной кислоты.

Подготовка поверхности хромируемого изделия

Состоит из трёх этапов:

• Механическая очистка, шлифовка и полировка.
• Обезжиривание.
• Никелирование.

Особенностью хромирования является то, что оно, наоборот, подчёркивает все имеющиеся неровности, сколы и трещины на поверхности изделия. Поэтому с поверхности хромируемой детали предварительно должны быть удалены следы старой краски, ржавчина, сколы, трещины и прочие дефекты. Подготовка хромируемой поверхности состоит из следующих этапов:

• Пескоструйная обработка.
• Полировка мелкой шкуркой.
• Шлифовка мягкими материалами и полировочной пастой.

Для обезжиривания нельзя использовать бензин или Уайт Спирит. В противном случае будут проблемы с качеством хромирования. Оптимальный вариант — приготовить специальный раствор:

• Натр едкий: 150 гр/л;
• Сода, кальцинированная: 50 гр/л;
• Клей силикатный: 5 гр/л.

Раствор подогревается до 90 градусов. После этого в него опускают деталь и выдерживают 20−40 минут, в зависимости от площади и рельефа поверхности детали.

Никелирование является последним этапом подготовки детали к хромированию. Процесс никелировки производят в специальной гальванической ванне. Катодом в этом случае является металлический никель, а в качестве электролита выступает раствор серной кислоты и солей никеля.

Этапы хромирования

Непосредственно хромирование состоит из ряда последовательных этапов:

• Процесс начинается с поднимания температуры электролита в ванне до 50−54 градусов.
• Помещается хромируемая деталь с предварительным присоединением к ней катодного выхода.
• После этого выдерживают некоторое время, не подавая напряжения в систему. В течение этого времени температура детали и электролита должны выровняться.
• После подачи напряжения обрабатываемая деталь находится в растворе как минимум 20 минут. В некоторых случаях хромирование может продолжаться 2−3 часа. Всё решается в индивидуальном порядке в зависимости от размера детали и необходимых конечных характеристик хромированного покрытия.
• После окончания процесса деталь достаётся из раствора, промывается и помещается в сушильный шкаф на 2−3 часа.

В интернете очень много видеоуроков по гальванике, в частности, по хромированию металлов. Поэтому все детали этого процесса можно почерпнуть там.