Процессы диффузионного насыщения поверхностей металлических деталей хромом или процессы нанесения хромового слоя из электролитического раствора при воздействии электрического тока называются хромированием.

В литературе, посвященной хромированию, вы также можете встретиться с термином «металлизация» — это общее название способов изменения свойств поверхности предметов из металла и неметаллических предметов, путем нанесения на них тонкого металлического слоя, иногда этот термин используется, как синоним хромирования.

Обработка изделий методом хромирования может применяться в качестве декоративной обработки, а также для предохранения от коррозии и увеличения твердости поверхности изделия.

Слой хрома, нанесенный на предмет, увеличивает его эксплуатационные свойства, продлевает срок службы.

Этот метод металлизации получил большое распространение в быту и промышленности, даже находясь в своей квартире, вы без труда обнаружите немалое количество хромированных предметов, в промышленных условиях хромирование деталей актуально, если данный предмет будет работать, например, в условиях агрессивных сред, трения (паровое оборудование, теплосети, автомобильные двигатели, детали морских судов и так далее).

Для нанесения слоя хрома на поверхность предметов используется несколько способов, первоначально получило распространение гальваническое покрытие металла, однако, в последнее время его применяют значительно реже, так как исследования экологов подтвердили факт его негативного воздействия на окружающую среду.

Виды хромирования и технология

Классификация хромирования осуществляется по способу нанесения хрома на деталь.

Самое широкое применение получили электролитическое и диффузионное, чуть менее известно – химическое хромирование.

Имеются также менее известные методы хромирования, такие как вакуумное хромирование.

Получаемое в результате покрытие может немного различаться по стойкости, внешнему виду.

Как показывает практика, при желании можно заниматься хромированием самостоятельно, однако, препятствовать этому могут немалые расходы на оборудование для хромирования и реагенты, высокие требования к их качеству, строгие требования к соблюдению технологии, как на этапе подготовки, так и в процессе самого хромирования.

Остановимся подробнее на электролитическом хромировании, которое также называется гальваническое, так как выполняется методом погружения детали в раствор электролита.

Метод гальванического хромирования

Электролитическое (каталитическое) хромирование, пожалуй, самый известный способ металлизации поверхностей.

Активно используется автолюбителями, ввиду большого спроса и популярности каталитическим хромированием деталей автомобилей и мотоциклов занимаются небольшие фирмы, ИП, которые, как правило, используют под гальванический цех помещение обычного автогаража, поэтому в народе этот способ также называют «гаражным», а самой востребованной услугой можно считать хромирование дисков.

Режимы обработки

В зависимости от режима обработки, получаемые покрытия различаются по своим качествам – как внешним, так и внутренним:
«Молочный хром» — не очень твердое покрытие, обладающее беспористой, эластичной поверхностью.

Получается при воздействии электрического тока плотностью 15-25 А/дм.кв. на электролит при температуре от 65 до 80 °.

«Блестящий хром» — самое твердое и износостойкое покрытие, которому свойственен зеркальный блеск.

Появляется при средних значениях температуры и плотностей тока, рекомендуемые диапазоны – 45-60°С для первого параметра и 30-100 А/дм.кв. для второго.

«Твердый хром» — получаемый слой хрома будет самым твердым, но и самым хрупким по сравнению с предыдущими видами. Термо режим устанавливается на низких температурах (до 40°), плотность тока – свыше 100 А/дм2.

Подготовка к хромированию

Подготовка к процессу нанесения хрома включает в себя несколько этапов:

• шлифовка и полировка поверхности хромируемой детали;
• промывка для загрязнений и протирка ветошью;
• изолирование поверхности, где не должно выполняться нанесение хрома, заделка отверстий (если не требуется покрытие хромом и внутренних полостей);
• монтаж детали на подвеску;
• обезжиривание;
• промывка в воде;
• декапирование.

Технологический процесс хромирования

Каталитическое хромирование в промышленных условиях вы можете увидеть на предоставленном видео.

Гальваническое покрытие выполняется растворами шести- или трехвалентного хрома.

В качестве шестивалентного хрома применяется хромовый ангидрид, в качестве трехвалентного – сульфат хрома или хлорид хрома.

В гальваническую ванну, кроме хромсодержащего раствора также добавляется серная кислота.

После помещения обрабатываемой детали в раствор подается ток определенной плотности.

Раствор в ванне должен иметь определенную температуру, устанавливаемую в соответствии с режимом металлизации.

Термо режим должен поддерживаться на одном уровне в течение всего процесса хромирования, нарушения в технологическом процессе могут снизить адгезионные свойства хромового покрытия, привести к тому, что гальваническое покрытие будет иметь неоднородную структуру (разводы, наросты в виде сталактитов).

Длительность гальванизации зависит от требуемой толщины слоя хрома.

В процессе гальванизации из электролитического раствора выделаются вредные пары, поэтому все работы должны выполняться с соблюдением техники безопасности, с использованием средств индивидуальной защиты.

В некоторых случаях покрытие хромом выполняется только после травления или после предварительного нанесения слоя другого металла (меди или никеля) – это способствует упрочнению образующегося слоя.

Для заделки пор хрома, деталь дополнительно покрывают маслом или лаком, а для укрепления образовавшейся хромовой пленки проводят термо обработку – выдерживают некоторое время при очень высокой температуре (около 200°).

Подвиды электролитического хромирования

Как уже отмечалось выше, гальваника-хромирование применяется для создания защитно-декоративного слоя или для придания поверхности особенных свойств.

Декоративное хромирование наносится на подслой другого металла – меди или никеля, этот метод способствует длительному сохранению блеска хрома, препятствует коррозии поверхности детали через поры слоя хрома.

Твердое хромирование используется там, где нужно увеличить износостойкость, твердость уменьшить трение на обрабатываемой детали.

В данном случае слой другого металла не требуется, выдержка в ванной имеет большую продолжительность, чтобы образующийся слой хрома получился повышенной толщины.

В отличие от декоративного, твердое хромирование должно завершаться дополнительной обработкой лаками или маслами.

Метод химического хромирования

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

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

Здесь также важно точное соблюдение термо режима.

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.

Хромируем в домашних условиях

В заключении нашей статьи хочется рассказать об одном общедоступном способе получения хромированных предметов буквально в домашних условиях.

Способ подходит для применения на изделиях из любого материала – от металла до пластмассы.

Если быть точным, говорить о хромировании в данном случае неправильно, это будет металлизация серебром, но при небольшом навыке получаемые изделия будут выглядеть так, словно только что вышли из заводского цеха гальванизации.

Итак, технология декоративного хромирования заключается в следующем.

В качестве основного оборудования нам потребуется обычный ручной распылитель.

Для получения серебра и подготовительной обработки нам потребуются «ингредиенты» из следующего списка (не пугайтесь – их легко купить в аптеках и хозяйственных магазинах):

• азотнокислое серебро;
• соляная кислота;
• гидроксид натрия;
• двухлористое олово;
• формалин;
• глюкоза;
• дистиллированная вода.

Термо режим смесей – около 60°С.

Сначала обезжириваем поверхность раствором гидроксида натрия в воде.

Изделие тщательно протираем составом, затем ополаскиваем в дистиллированной воде.

На качественно обезжиренном предмете будет наблюдаться эффект прилипания воды.

Активируем поверхность, поливая в течение минуты раствором двухлористого олова и соляной кислоты, далее в течение 3 мин. – дистиллированной водой.

Соединяем в одно аммиак, гидроксид натрия, азотнокислое серебро и воду, заливаем ее в распылитель и равномерно наносим на обрабатываемую поверхность с небольшого расстояния.

Для сохранения внешнего вида покрытия, поверх него придется нанести прозрачный лак, и ваше изделие будет радовать глаз долгие годы.

Для улучшения характеристик изделий различного назначения используют множество методов, одним из которых является химическое хромирование. Данная технология позволяет значительно улучшить как декоративные характеристики изделия, так и его механические свойства – прочность и износостойкость.

Суть технологии

Суть хромирования, выполняемого по любой технологии, заключается в том, что на обрабатываемую поверхность наносится слой хрома, позволяющий значительно улучшить как декоративные, так и механические свойства детали. Покрытие из хрома наделяет изделие следующими качествами:

• исключительными декоративными характеристиками;
• высокой устойчивостью к коррозии;
• жаростойкостью;
• износостойкостью;
• более технологичными электромагнитными и механическими свойствами.

Самыми популярными методами, при помощи которых на обрабатываемую поверхность наносится слой хрома, являются гальванический и диффузионный. В отличие от них, хромирование, выполняемое химическим способом, не требует применения специального оборудования и позволяет получать качественные, однородные и надежные покрытия даже на изделиях, отличающихся сложной формой. Химическая металлизация (в частности, хромирование) выполняется с использованием специального водного раствора, нагреваемого до определенной температуры.

Суть химического хромирования заключается в том, что хром, оседающий на обрабатываемой поверхности, восстанавливается из раствора своих солей. Такая восстановительная реакция становится возможной за счет того, что в растворе для химического хромирования содержится гипофосфит натрия. Присутствие в растворе именно данного вещества – это главное отличие химического хромирования от аналогичного процесса, выполняемого с применением электролитического раствора.

После проведения химического хромирования готовое покрытие получается матовым, что хорошо заметно даже по видео данного процесса. Чтобы придать такому покрытию характерный хромовый блеск, изделие необходимо подвернуть последующей полировке. Между тем хромовый слой, полученный с помощью данной технологии, хотя и не отличается высокой декоративностью, если сравнивать его с диффузионными и электролитическими покрытиями, обладает более высоким качеством и надежностью. В частности, в таком покрытии содержится фосфор, который придает ему прочность и твердость.

Подготовка к процедуре

За счет своей простоты проведение химического хромирования не требует серьезных финансовых затрат. Выполнить хромирование в домашних условиях при помощи данной технологии несложно, для этого вполне достаточно внимательно изучить теоретический материал и просмотреть соответствующее видео.

Однако следует иметь в виду, что химические реактивы, используемые для хромирования по данной технологии, выделяют токсичные испарения, которые опасны для здоровья человека, поэтому следует строго соблюдать правила техники безопасности.

Выполнять такое хромирование в домашних условиях следует только в нежилых помещениях, в которых организована эффективная вентиляция. Кроме того, необходимо использовать средства личной безопасности:

• респиратор, защищающий органы дыхания;
• очки для защиты органов зрения;
• перчатки, одежду и обувь, защищающие кожные покровы;
• клеенчатый фартук.

Растворы для хромирования, выполняемого по химической технологии, а также для проведения всех вспомогательных технологических операций готовятся на основе дистиллированной воды. Реактивы, используемые при этом, должны иметь в своей маркировке букву «Ч», что свидетельствует об их химической чистоте. Посуда, в которой готовят рабочие растворы, может быть только стеклянной или эмалированной.

Перед началом химического хромирования поверхность изделия следует подвергнуть тщательной очистке и обезжириванию. Надежность и качество хромового покрытия в большой степени определяются тщательностью выполнения данных процедур. Если обрабатываемая поверхность достаточно сильно загрязнена и на ней имеются остатки старого покрытия или следы коррозии, то ее обрабатывают при помощи пескоструйной установки или наждачной шкурки, добиваясь металлического блеска. Сформировать более надежное и качественное хромовое покрытие позволяют предварительные шлифовка и полировка изделия. После выполнения этих технологических процедур обрабатываемую поверхность обезжиривают при помощи водного раствора, включающего в свой состав такие компоненты, как:

1. каустическая сода – 100–150 г/л;
2. карбонат натрия – 40–50 г/л;
3. жидкое стекло – 3–5 г/л.

Чтобы выполнить обезжиривание, полученную смесь подвергают нагреву до 60–100° и только после этого опускают в нее обрабатываемое изделие. В зависимости от степени загрязнения поверхности изделие держат в нагретом растворе от четверти часа до 60 минут. Чтобы улучшить сцепление хрома с обрабатываемой поверхностью, можно дополнительно выполнить ее декапирование, которое проводится в растворе соляной и серной кислот.

Следует иметь в виду, что хромовое покрытие будет держаться тем прочнее, чем чище и ровнее поверхность, на которую оно наносится.

При необходимости выполнения химического хромирования алюминия изделие из данного металла подвергают еще и цинкатной обработке, после которой его промывают. Перед химическим хромированием деталей из стального сплава на их поверхность предварительно наносится слой меди. Для этого используется водный раствор, включающий следующие компоненты:

1. сульфат меди – 50 г/л;
2. концентрированную серную кислоту – 5–8 г/л.

Рабочая температура такого раствора, в котором изделие выдерживается в течение нескольких секунд (5–10), должна составлять 15–25°. После выдержки в растворе для омеднения изделие промывают водой и просушивают. Если сталь после омеднения дополнительно покрыть никелевым слоем, толщина которого будет составлять порядка 1 микрометра, то хромирование, выполняемое в дальнейшем, будет более качественным.

Приготовление рабочих растворов

Растворы для химического хромирования надо готовить в следующей последовательности.

1. Все используемые химические реагенты, кроме гипофосфита натрия, смешиваются или растворяются в воде.
2. Полученный раствор подвергают нагреву до рабочей температуры.
3. В нагретый до рабочей температуры раствор добавляют гипофосфит натрия.

Изделие, которое необходимо подвергнуть хромированию, подвешивают в подготовленном и разогретом растворе и выдерживают в нем в течение 5–8 часов. Время выдержки зависит от требуемой толщины слоя хрома. Чтобы удалить с поверхности только что нанесенного покрытия остатки химических реактивов, обработанное изделие кипятят в воде в течение получаса. Более подробно изучить процедуру химического хромирования позволяет видео на данную тему.

Изделия, на поверхность которых нанесен слой хрома, подвергают термической обработке, способствующей протеканию низкотемпературной диффузии, а значит, улучшающей адгезию нанесенного слоя с основным металлом. Выполняется термообработка при температуре 400°. В таких условиях изделие выдерживается в течение часа.

Отдельные изделия из стали, такие как ножи, рыболовные крючки, пружины и др., после термообработки могут утратить свою твердость, поэтому их выдерживают при температуре 270–300° в течение трех часов. Термообработка после химического хромирования, с порядком осуществления которой также можно познакомиться по соответствующему видео, позволяет повысить твердость нанесенного покрытия.

Готовое хромовое покрытие после просушки изделия, на которое оно нанесено, имеет сероватый матовый налет. Чтобы придать хрому характерный блеск, поверхность детали подвергают полировке.

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.

Технология хромирования своими руками

Защитно-декоративное покрытие изделий различного вида тонким слоем металла широко используется в промышленности. Для этого обычно применяются хром или никель, образующие не только прочную и химически инертную, но и очень декоративную блестящую пленку.

Промышленная технология хромирования и никелирования довольно сложная и энергозатратная, зато полученное покрытие служит несколько десятков лет без малейших изменений внешнего вида.

Но часто возникают ситуации, когда необходимо покрыть декоративным слоем детали и изделия, которые производителем не предназначались под металлизацию. Например, вы желаете тюнинговать свой автомобиль или мотоцикл, изменить интерьер квартиры в ультрасовременном стиле, создать уникальное художественное произведение, где хромированными должны быть некоторые участки или фрагменты скульптуры.

Можно ли хромировать поверхность, не прибегая к сложным промышленным технологиям?

Ответ будет положительным. Существует несколько способов металлизации изделий хромом или другими металлами для получения прочного зеркального покрытия. Причем хромировать можно изделия любой конфигурации - от плоских, выпуклых или вогнутых, до обладающих сложной рельефной фактурой.

Способы хромирования

В промышленности используется четыре способа хромирования:

• вакуумное напыление;
• диффузия при высоких температурах;
• гальваника;
• химическая металлизация.

Первые два способа наиболее эффективные, но требуют сложнейшего оборудования и высоких затрат энергии. Создать условия для вакуумного напыления или диффузии в домашней мастерской невозможно. Поэтому такой способ хромирования рассматривать не будем.

Гальванический способ хромирования

Это относительно простой метод нанесения металлического хрома на поверхность детали из токопроводящего материала - стали, чугуна, меди, латуни. Пластик, дерево и другие диэлектрики тоже можно хромировать этим способом, но сделать это очень сложно и дорого.

Даже токопроводящие сталь и чугун при хромировании гальваническим способом предварительно необходимо покрыть латунью, медью или никелем. Это нужно сделать, чтобы слой хрома прочно держался на поверхности. Для выполнения процесса необходимо построить небольшую гальваническую установку с питанием от источника постоянного тока и запастись некоторыми реактивами:

• серной кислотой;
• ангидридом хрома CrO3;
• гидроокисью натрия;
• кальцинированной содой.

Подробности процесса описывать не будем. Достаточно сказать, что он требует точного соблюдения температурного режима на протяжении 5 – 8 часов, поддержания постоянной концентрации солей в растворе электролита и отсутствия перепадов силы тока. В домашних условиях добиться требуемой точности всех параметров очень сложно.

Хромирование способом химической металлизации

Метод химической металлизации наиболее подходит для хромирования деталей в домашних условиях. Здесь тоже присутствуют специальные реактивы, но другого сложного оборудования, кроме краскопульта и компрессора, не требуется. Во многом процесс хромирования напоминает обычную покраску изделий эмалью или акриловым цветным лаком, только результат получается другим. Вместо полимерной защитной пленки на поверхности образуется тонкий (0.075 - 0.25 мм) металлический слой с зеркальным блеском, не уступающий по физико-химическим характеристикам вакуумному напылению.

Существует два способа химической металлизации:

• восстановление хрома из солей в процессе прохождения химических реакций;
• покрытие специально подобранными химикатами, в результате взаимодействия которых на поверхности осаждается прочный мономолекулярный слой серебра или другого металла.

Для работы с солями хрома потребуются гипософит натрия, фтористый хромил, фосфат хрома, хлористый или уксуснокислый хром, едкий натр, уксусная кислота и другие химикаты. Большинство из них небезопасны для здоровья, некоторые очень ядовиты. Если вы намерились хромировать детали этим способом необходимо повторить курс химии. Даже при наличии тщательно расписанной инструкции, добиться желаемого результата сложно.

Более подробно о технологии химической металлизации -

Готовые наборы для металлизации

Намного проще покрыть слоем блестящего металла любое нужное вам изделие, используя готовые наборы, которые купить можно на сайте компании FusionTechnologies -

Их преимущество состоит в том, что хромировать можно любой материал:

• металлы;
• стекло;
• все виды пластика;
• керамику;
• дерево.

Вам не понадобятся гальванические установки и другое сложное оборудование. Основные инструменты - компрессор и распылитель для краски с набором сопел разного диаметра. Из химии - готовый набор реактивов и приличный запас дистиллированной воды. Также для работы нужно отвести специальное помещение - гараж, сарай, мастерскую, площадь которого достаточна для размещения оборудования. Еще будет нужна газовая горелка и баллон с пропан-бутаном.

Техника безопасности при работах по химической металлизации

Помещение в обязательном порядке должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. Открытые двери и окна помогут только со сквозняками, лучше установить на форточку обычный вентилятор для кухонных помещений. При любительской работе - этого вполне достаточно. Но, если вы намереваетесь заняться хромированием автомобильных запчастей или деталей интерьерного декора в масштабах частного предприятия, то вентиляцию необходимо оборудовать более эффективную.

Это же касается и канализации - на каждом из этапов работы детали промываются большим количеством дистиллированной воды, которая должна беспрепятственно стекать в канализацию. Стоки химически инертны, поэтому дополнительной очистки жидкости не требуется.

Для индивидуальной защиты понадобятся очки, резиновые перчатки, респиратор, фартук. Эти вещи обязательные - все химикаты из набора достаточно активны и могут вызвать раздражение кожи или дыхательных путей.

Технология химической металлизации

В набор входят реактивы, которые наносятся на поверхность обрабатываемой детали в определенном порядке по специальной технологии. После окончания работы поверхность покрывается зеркальным слоем серебра. Этот металл выбран вместо хрома по причине его безопасности. Хром и практически все его соединения очень ядовиты. Серебро вреда причинить не может, а по характеристикам финишного слоя не уступает.

В набор входят три вида реактивов:

Перед началом работы они разводятся в дистиллированной воде в определенной пропорции и хранятся в холодном месте. Также понадобятся специальный лак и пигменты, которые продаются в том же магазине.

Этапы работы

Требование к поверхности перед хромированием (серебрением) довольно высокие - она должна быть идеально ровной и чистой. Это достигается полировкой и лакировкой. Причем лак используется специальный, базовый. После просушки лака, поверхность обрабатывается газовой горелкой. Это приводит к изменению молекулярной структуры лака, увеличению впитываемости и адгезии к металлизированному слою. После тепловой обработки на поверхность наносится активатор (при помощи распылителя). Выждав минуту, излишки активатора необходимо смыть водой под давлением.

Не дожидаясь высыхания поверхности, одновременно наносятся Модификатор и Восстановитель, также при помощи распылителей. Вступая в реакцию, они образуют покровный зеркальный слой. Он также немедленно промывается водой и сушится потоком воздуха. Окончательная металлизация длится около 6 часов, после чего деталь необходимо покрыть специальным лаком. Добавляя в лак разные пигменты, можно получить покрытие «хром», «золото» или «бронза».

Все химикаты для хромирования в домашних условиях можно заказать непосредственно на сайте компании. Если потребуется оборудование для мини-мастерской или цеха по декоративной обработке металлов и пластиковых деталей - вам предложат готовые решения с установками разной мощности.

Примеры наших работ

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

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

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

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

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

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

2 Оборудование для хромирования

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

Оборудование для хромирования включает:

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

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

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

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

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

3 Реактивы для электролита

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

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

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

Создание электролита предполагает наличие следующих компонентов:

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

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

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

4 Подготовка поверхности и как протекает металлизация хромом

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

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

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

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

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

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

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