Хромирование деталей (гальваническое, электролитическое): технология, оборудование

Гальваническое хромирование детали своими руками

Хромирование металла в домашних условиях методом гальванизации, в отличие от имитирующих хром технологий, вместе с декоративным эффектом дает защитное покрытие. Таким образом рационально хромировать детали, эксплуатирующиеся в жестких условиях — диски, бамперы.

Промышленная установка для хромирования своими руками (химическим способом) стоит порядка 150-200 тысяч рублей, тогда как гальваническое хромирование в домашних условиях, выполняемое с применением подручных средств, не сопровождается существенными материальными затратами.

Для хромирования в домашних условиях нужно:

Пластмассовая либо полипропиленовая ванна;
Калорифер, посредством которого нагревается состав электролита (требуется устройство с кислотостойким покрытием, приобрести которое можно в специализированных магазинах);
Химический термометр, работающий в диапазоне температур 0-100 градусов;
Источник постоянного тока (выпрямитель), поддерживающий силу тока до 60 А и напряжение в 13 В;
Медный прут, проволока для подвески.

Оборудование для хромирования своими руками обойдется вам в 400-500 долларов, большая часть из которых уйдет на покупку выпрямителя.

Размер емкости под электролит выбирается исходя из размеров обрабатываемой детали: хромирование дисков в домашних условиях выполняется в ваннах объемом 150-200 л., мелкие детали — накладки на панель приборов, дверные ручки можно покрывать в пластиковом ведре.

Также вам потребуются реагенты для хромирования своими руками:

Вода с низким содержанием соли (рекомендуем использовать техническую дистиллированную воду);
Раствор хромового ангидрида (концентрация 230-240 г/литр);
Раствор серной кислоты (концентрация 2.3-2.4 г/л);
Соляная кислота;
Растворитель (чистый ацетон либо № 646);
Листовой свинец.

Гальваническое хромирование в домашних условиях

Чтобы сделать хромирование своими руками первоначально нужно приготовить электролит — на один литр дистиллированной воды добавляется 400 грамм хромового ангидрида и 4 грамма серной кислоты. Сначала в ванну выливается вода, далее в ней разбавляется ангидрид и подмешивается серная кислота (добавляется тонкой струей). Смесь готовится в объеме, достаточном для полного перекрытия размещенной в ванне детали.

Хромирование выполняется в следующей последовательности:

1. Обрабатываемая деталь полируется с целью устранения царапин и потертостей (после хромирования на поверхности видны даже малейшие дефекты), очищается и обезжиривается ацетоном;
2. Деталь выдерживается в растворе дистиллированной воды и соляной кислоты (10:1) в течении 10-15 минут, происходит процесс ее «активации»;
3. После выдержки деталь изымается, промывается в дистиллированной воде и с помощью подвески из проволоки либо крюка опускается в емкость с предварительно нагретым до температуры 45 градусов электролитом;
4. К подвеске, удерживающую деталь, подключается провод «-» выпрямителя. В ванну опускается листовой свинец, закрепленный на медном прутке. К прутку подключается повод «+»;
5. Подается напряжение от выпрямителя и деталь выдерживается в электролите в течении 30-40 минут при постоянной температуре 45 градусов.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОИНСТРУКЦИЮ

После извлечения хромированный элемент промывается дистиллированной водой, высохшая поверхность полируется до появления стойкого блеска.

Хромирование поэтапно

Из-за высокой токсичности свободного хрома все работы необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном вентиляцией. Смывать отходы гальваники в канализацию строжайше запрещено. Для них следует подготовить специальную химически стойкую емкость из стекла или пластика.

Анод погружается в ванну. Минусовой катод подсоединяется к трансформатору.
Обрабатываемая деталь подвешивается на некотором расстоянии от стенок емкости. Она не должна их касаться.
Подключается ток.
Цвет покрытия будет зависеть не только от типа электролита, но и температуры его нагрева. Если она ниже 35°С, пленка будет матовой. Добиться блеска можно подъемом температуры до 35-55°С. Молочное хромирование получается при нагревании свыше 55°С.
Время выдержки зависит от толщины будущего покрытия. Средняя продолжительность составляет 2-3 минуты.
Хромирование пластика своими руками в домашних условиях мало чем отличается от гальваники других видов материалов. Деталь помещается в емкость с электролитом и подключается к минусовому проводу.
Так как хром способен держаться не на всех видах металлов (лишь на латуни, никеле и меди), для покрытия стальных изделий требуется создание слоя-подложки.
Начинают процесс с «толчка» тока. В первые 20-60 секунд его плотность должна быть в 2 раза выше рабочей. Это позволяет лучше обработать углубленные участки. Затем плотность тока устанавливают на рекомендуемую величину и обрабатывают деталь еще 1-1,5 минуты.
В течение всего времени температура должна поддерживаться на одном уровне.
Последний этап – двойная промывка водой. После первой производится нейтрализация электролита с помощью щелочи (обычной пищевой соды).
Готовое изделие следует отполировать с помощью пасты.

Итак, хромирование деталей своими руками – процесс реальный. Конечно, получить износостойкое покрытие в домашних условиях будет проблематично – для этого потребуются токи до 100 А. Но тонкая прочная пленка из хрома вполне способна защитить детали и узлы от влаги и коррозии. Гальваника позволяет создавать и оригинальные предметы для украшения интерьера.

Источник

Гальваническое хромирование детали своими руками

Для хромирования в домашних условиях нужно:

Пластмассовая либо полипропиленовая ванна;
Калорифер, посредством которого нагревается состав электролита (требуется устройство с кислотостойким покрытием, приобрести которое можно в специализированных магазинах);
Химический термометр, работающий в диапазоне температур 0-100 градусов;
Источник постоянного тока (выпрямитель), поддерживающий силу тока до 60 А и напряжение в 13 В;
Медный прут, проволока для подвески.

Также вам потребуются реагенты для хромирования своими руками:

Вода с низким содержанием соли (рекомендуем использовать техническую дистиллированную воду);
Раствор хромового ангидрида (концентрация 230-240 г/литр);
Раствор серной кислоты (концентрация 2.3-2.4 г/л);
Соляная кислота;
Растворитель (чистый ацетон либо № 646);
Листовой свинец.

Гальваническое хромирование в домашних условиях

Хромирование выполняется в следующей последовательности:

1. Обрабатываемая деталь полируется с целью устранения царапин и потертостей (после хромирования на поверхности видны даже малейшие дефекты), очищается и обезжиривается ацетоном;
2. Деталь выдерживается в растворе дистиллированной воды и соляной кислоты (10:1) в течении 10-15 минут, происходит процесс ее «активации»;
3. После выдержки деталь изымается, промывается в дистиллированной воде и с помощью подвески из проволоки либо крюка опускается в емкость с предварительно нагретым до температуры 45 градусов электролитом;
4. К подвеске, удерживающую деталь, подключается провод «-» выпрямителя. В ванну опускается листовой свинец, закрепленный на медном прутке. К прутку подключается повод «+»;
5. Подается напряжение от выпрямителя и деталь выдерживается в электролите в течении 30-40 минут при постоянной температуре 45 градусов.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОИНСТРУКЦИЮ

Гальванизация

Гальванический способ – это покрытие чугунных, стальных, латунных или медных конструкций слоем хрома. Но не только металлические изделия можно подвергать хромированию способом гальванизации. Пользоваться этим способом можно и с целью хромирования также и пластмассовых, деревянных изделий. Но в этих случаях процесс будет дорогим и технологически сложным. Для прочного удержания на поверхности деталей покрытия из хрома даже металлические изделия требуют еще одного предварительного покрытия. Для этой цели используют никель, латунь либо медь.

Гальванизация требует создания гальванической установки. Кроме этого, нужен источник постоянного тока и набор реактивов. Набор этот состоит из ангидрида хрома, серной кислоты, соды кальцинированной и гидроокиси натрия.

Следует учесть, что при работе по этому методу требуется, чтобы не было перепадов силы тока. Также нужно постоянно контролировать уровень концентрации солей в электролите и строго соблюдать температурный режим довольно длительный срок (от 5 до 8 часов). Выполнение всех перечисленных условий в домашних мастерских – задача не из легких. Именно по этой причине описывать процесс гальванизации в подробностях в этом обзоре не станем.

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.

Хромирование материала в среде электролита

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.

Металлизация поверхности

Процесс металлизации, в нашем случаи серебрение, начинается с активации поверхности. Нужно это, если не вдаваться в заумные подробности, для того чтобы серебро осаждалось именно на поверхности, а не в сливе. Помогает серебру задержаться на поверхности двухлористое олово. Вот его-то и нужно наносить в первую очередь после обезжиривания.

Процесс нанесения лимитирован строго по времени. Одну минуту наносим раствор двухлористого олова, а после поливаем деталь дистиллированной водой не менее трёх минут. Это необходимо для закрепления осажденного на поверхность двухлористого олова, который работает как клей для серебра.

Для поливания водой можно использовать пневматический садовый распылитель. И так напомню поливать водой не менее трёх минут. Иначе зеркало получиться в бело-жёлтых муарах. Поливать следует так, что-бы вся поверхность желательно была постоянно смочена водой.

Теперь собственно сам процесс металлизации. Берём два распылителя раствор серебра и восстановитель. И равномерно разбрызгиваем так, чтобы перекрестие струй оказалось на поверхности изделия. При определённой сноровке должно быстро получиться.

В конце промываем дистиллированной водой.

Вот и готово! Примерно так, как на фото должно у вас получиться, если внимательно и аккуратно выполнили все усвоенные уроки.

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.

4 Как производятся работы

Перед началом работ необходимо подготовить диски

Важно помнить то, что защитную пленку хрома можно нанести только на никель, медь или латунь. То есть требуется подготовка детали

В начале подготовки диски тщательно очищаются от грязи, пыли. Ржавые места зачищаются до чистого металла, а все дефекты стараются исправлять — неровные места выравнивают, поврежденные — восстанавливают. Необходимо рассчитать площадь погруженной поверхности (или всего диска, если его будут погружать полностью). Если не исправить дефекты, то они будут некрасиво смотреться на хромированном диске. Далее диски следует отполировать и обезжирить ацетоном. Нельзя для обезжиривания использовать бензин или спиртосодержащие жидкости.

Перед выполнением активации и при приготовлении раствора электролита надевают защитный костюм или элементы. Когда диски высохнут после растворителя, их активируют соляной кислотой. Для этого их погружают в раствор кислоты (концентрация 80-100 г/л) на некоторое время (до 30 минут), которое зависит от состояния поверхностей дисков.

Подготовка и очистка дисков

Следующий этап — промывка дисков в чистой воде. Предварительно в ванну опускают листовой свинец и подключают к нему «+» от выпрямителя. После чего ванну заполняют электролитом (серная кислота + хромовый ангидрид).

Чтобы приготовить раствор электролита, нужно растворить в дистиллированной воде ангидрид хрома, а затем понемногу (тонкой струйкой) с перерывами добавлять серную кислоту. Полученный раствор будет иметь розовый или ярко-красный цвет.

Для начала процедуры электролит должен иметь бордовый цвет. Чтобы это сделать, следует подключить «-» к другой свинцовой пластине и опустить в ванну. Затем включается сеть и пропускается ток 15-20 ампер до появления нужного цвета. Свинцовые листы должны крепиться либо на медной штанге, либо на латунной. Хорошо подойдут для этих целей латунные трубы. Крепление листов к штангам должно быть прочным, чтобы свинец в процессе не отошел.

Процедура хромирования в растворе

Попутно с операцией по приданию бордового цвета раствору электролит следует подогреть до температуры 45-50 градусов.

Далее через промытый диск следует пропустить медную проволоку. Толщина проволоки должна быть достаточной, чтобы выдержать деталь. Потом вытаскивают свинцовый катод, подключенный на «-» (тот, который вешался для подготовки электролита), а вместо него опускают диск и подключают «-» к медной проволоке. Силу пропускаемого тока варьируют в пределах 15-30 ампер. Процесс хромирования занимает 30-60 минут. Сила тока и время зависит от площади поверхности диска. Для 0,01 м2 она будет 20 ампер.

Через 30-60 минут литые диски извлекают из емкости с электролитом и тщательно промывают в дистиллированной воде. Следующий диск или деталь не опускают в ванночку, пока не промоют извлеченный.

Когда диск высохнет после промывки, его полируют до блеска.

Способы хромирования

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.

Основные преимущества

Специалисты выделяют несколько основных преимуществ хромирования колесных дисков:

Хромированные детали обладают более высокими теплообменными характеристиками, что в свою очередь способствует повышению срока их эксплуатации;
Если своевременно (при потрескивании верхнего слоя покрытия) хромировать диски в домашних условиях, можно значительно увеличить прочность поверхности и ее устойчивость к механическому воздействию, а также к факторам окружающей среды;
Металлическое покрытие с хромированием эффективно защищает автомобильные диски от атмосферных осадков, повышенной влажности воздуха и влияния различных химических реагентов.

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.

Не рекомендуется сразу проводить режим на реальной детали. Сперва нужно опробовать технологию на каком-нибудь опытном образце. Даже если он и будет испорчен – не жалко.

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

Способы

Есть только три способа, как провести процесс. На заводах применяются специальные станки, но их работу мы рассматривать не станем, так как дома применить их невозможно.

Гальванический метод. Заключается в растворении хрома в электролите с последующей осадкой атомов на плоскость. Для этого требуется мощный разряд тока.
Каталитический. Работа будет происходить с токсинами, поэтому нужна защита. Химический процесс происходит при взаимодействии реагентов с последующим выделением необходимого вещества из солевого состава. При этом первичное покрытие нуждается в дальнейшей полировке.
Диффузионный. Это фактически покраска специальной гальванической краской. Очень удобно применять самостоятельно, когда нужно обработать небольшой элемент.

Чтобы понять, как хромируют металл детали не зависимости от выбранного метода потребуется учесть ряд тонкостей. Перечислим каждую из них.

Подготовительные мероприятия

Связаны с выбором помещения и правильной химзащитой. Подробнее о рабочем месте скажем ниже, но сразу предупредим, что процедура не подходит для владельцев квартир, так как вы можете отравить себя и домочадцев испарениями. Также в подготовку входит очистка, покупка оборудования, необходимого набора химических элементов.

Что предусмотреть

Заранее подумайте о:

хорошей вентиляции – используйте вытяжку. Если её нет, откройте окна и сделайте мощный сквозняк

Важно, чтобы на рабочее место не оседала пыль;
респираторе для защиты дыхательных путей, резиновых перчатках, старой, но прочной и полностью закрывающей тело одежде и обуви;
способе утилизации отходов.

В чем производить хромирование алюминия или других материалов в домашних условиях

Вам понадобится емкость, которая вмещает всю вещь. При этом стенки сосуда не должны вступать в химическую реакцию или препятствовать ей. Для небольшого элемента прекрасно подойдет стеклянная банка. Ее нужно поставить в другую емкость, чтобы получились двойные стенки. Между ними потребуется засыпать песок или проложить минеральную вату – так вы добьетесь эффекта термоса. Для нагрева можно применять обычный ТЭН. Также необходимо оснастить всю систему измерителем температуры. Крышку закрывайте достаточно герметично. Последнее, что понадобится – это два электрода. Плюс будет помещен в жидкость, а минус закрепляется на заготовке.

Источник питания

Ток должен быть постоянный, а не переменный, с возможностью регулировать его силу, поэтому потребуется реостат. Провода следует брать с сечением не менее 2,5 квадратных миллиметров. Расчет диаметра кабеля следует проводить по максимальному значению проводимого электрического заряда. Еще одна особенность актуальна только при наличии терморегулятора вместо градусника. Если вы автоматизируете процесс, то потребуется отдельная электросхема для него.

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 гальванизации.

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.

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