Напыление хрома своими руками. Никелирование, хромирование, воронение и т.п. в домашних условиях

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.

Освоив методику хромирования своими руками в домашних условиях можно не только придать эффектный вид мотоциклу или автомобилю. Но и сделать стильные современные вещи – ручки для шкафов или дверей, подставки, крепежные элементы карнизов, бра, кашпо, которые своим благородным блеском украсят интерьер.

Технология гальванизации заключается в нанесении поверхностного металлического слоя на деталь с определенной целью – декоративной или защитной посредством использования электролита.

Следовательно, гальваника — хромирование в домашних условиях предполагает, что на обрабатываемую поверхность при воздействии электрического тока будет осаждаться слой хрома из электролита определенного состава. Проводиться этот процесс может разными способами.

1. Проведение хромирования с использованием ванны, наполненной раствором. Технология является доступной для самостоятельного выполнения, но чаще используется при работе с небольшими деталями.
2. Напыление покрытия посредством применения гальванической кисти. Эта методика не ограничивает габариты обрабатываемой детали, также она оптимально подходит для несъемных элементов. В процессе работы мастер имеет возможность контролировать толщину наносимого слоя и визуально оценивать качество напыления. Но этот процесс более трудоемкий, так как может потребоваться выполнение до 20 движений по одному месту.

Помещение, приспособления, инструменты, средства защиты

Проводить операции по хромированию необходимо в нежилом помещении с хорошей вытяжной вентиляцией. Это может быть гараж.

В летнее время удобнее работать на улице под навесом или на открытой веранде с крышей. В крайнем случае, используется балкон. Эти меры безопасности соблюдать нужно обязательно, чтобы не получить вреда здоровью из-за опасных испарений.

Потребуются средства индивидуальной защиты – прорезиненные перчатки из плотного материала и респиратор. Одежду целесообразно прикрыть прорезиненным фартуком.

Если планируется проводить хромирование деталей в домашних условиях методом погружения деталей в ванну, то готовится следующее оборудование:

• стеклянная емкость нужного размера (чаще всего берут обычную трехлитровую банку);
• неметаллическая ванна с водой, в которую будет помещаться банка;
• ящик с термоизоляцией;
• нагревательный элемент (ТЭН);
• пластинчатый или стержневой анод, материалом которого чаще всего служит сплав свинца (≈ 93%) и сурьмы (≈ 7%), хотя в отдельных случаях используют менее устойчивый к кислой среде чистый свинец;
• катод, имеющий форму зажима для удобной фиксации его на обрабатываемой детали;
• термометр, устойчивый к кислоте;
• кронштейн, позволяющий держать деталь в подвешенном состоянии;
• крышка для емкости из дерева или влагоустойчивой фанеры;
• источник питания постоянного тока с реостатом. Для трехлитровой банки сила тока должна составлять не меньше 18 А.

Схема электролитической ванны : 1 — внутренний корпус; 2 — внешний корпус; 3 — стеклоткань для теплоизоляции; 4 — слой теплоизоляции; 5 — ТЭН; 6 — градусник; 7 — банка трехлитровая; 8 — крышка.

Чтобы покрывать изделия при помощи гальванической кисти, можно изготовить ее самостоятельно по следующему алгоритму.

1. Щетину обматывают плотно проводом с содержанием свинца.
2. Закрепляют ее в прозрачный цилиндр из оргстекла, который сверху закрывается крышкой с вклеенным в нее металлическим контактом и заливным отверстием. К контакту припаивают конец свинцовой обмотки.
3. В мембране из пенопласта, которая находится выше щетины, необходимо сделать сквозные мелкие отверстия.
4. Роль выпрямителя тока выполняет трансформатор с напряжением 12 В. Минус идет на обрабатываемую деталь, а плюс к контакту на крышке.
5. Электролит, налитый в цилиндр, просачивается через отверстия в мембране на щетину, движениями которой наносится на обрабатываемую поверхность.

При любой методике потребуется пылесос или компрессор для сдувания пыли с детали в процессе хромирования.

Как готовить электролит

Для обработки наружных поверхностей деталей рассчитывают количество компонентов, входящих в электролит, ориентируясь на следующие соотношения (в граммах на литр воды):

• CrO3 (хромовый ангидрид) – 250;
• H2SO4 (серная кислота с удельной плотностью 1,84 г/см3) – 2,5.

Стеклянную емкость до половины (можно немного больше) наполняют дистиллированной или предварительно прокипяченной и отстоявшейся водой с температурой 60°С.

Засыпают CrO3 в нужном по расчетам количестве. Размешивают жидкость до полного растворения хромового ангидрида. Если необходимо, то еще доливают воду, а затем осторожно добавляют серную кислоту.

Теперь нужно около 3,5 часов выдержать электролит под током, сила которого примерно равна 6,5 А на каждый литр раствора. Если источник электропитания уже имеется в наличии, то исходя из его возможностей ведется расчет объема приготавливаемого электролита. При правильно проведенных расчетах цвет электролита становится темно-коричневым. Отключив ток, оставляют раствор на сутки в прохладном месте.

Если обрабатываемые детали не будут подвергаться внешним воздействиям, то электролит может иметь другой состав (г/л воды):

• CrO3 – 400;
• H2SO4 – 4.

Подготовка детали

Подлежащие хромированию поверхности должны быть тщательно подготовлены. С них удаляют лак, краску, пятна ржавчины, загрязнения.

Некачественное проведение подготовки плоскостей деталей приводит к тому, что хромовое покрытие образуется с мелкими раковинами.

После зачистки детали подлежат обезжириванию.

Специалисты отмечают, что уайт-спирит или бензин для этой цели использовать не стоит, так как они не обеспечат нужного качества последующего хромирования. Целесообразно сделать специальный раствор, примером которого может служить следующий состав (компоненты отражены в г/л воды):

• едкий натр – 150;
• кальцинированная сода – 50;
• силикатный клей – 5.

Раствор подогревают примерно до 90°С и опускают на 20 минут деталь, подлежащую обезжириванию. Если присутствует сложный рельеф, то время выдержки допускается увеличить до 45 – 60 минут.

Этап хромирования

Начинается химическая металлизация своими руками в домашних условиях с подогрева электролита в банке до 52±2° с последующим помещением в него детали, к которой предварительно прикрепляется катод. Ток сразу не подают, так как нужно, чтобы декорируемый предмет прогрелся до температуры электролита.

После того, как напряжение подается в систему, деталь находится в электролите минимум 20 минут. Оптимальная плотность тока – 50 – 55 А/дм2. С приобретением опыта домашний мастер легко определяет, нужно ли увеличивать время в зависимости от особенностей детали, так как в отдельных случаях хромирование может продолжаться два — три часа.

После окончания процесса предмет достают, промывают и помещают на 3 часа в сушильный шкаф.

Проводя операции по хромированию необходимо учитывать, что подобное покрытие возможно нанести, если детали медные, никелевые или латунные. Если возникла необходимость выполнить подобное действие со стальными предметами, то потребуется предварительно защитить их слоями соответствующих металлов.

Доступны хромированию пластиковые изделия при условии обработки их на этапе подготовки графитным порошком или графитосодержащим лаком. Затем по методике выполнения гальваники при плотности тока ≈ 0,7 А/дм2 наносят тонкий медный слой, используя электролит из следующих компонентов (г/л воды):

• сульфат меди – 35;
• серная кислота концентрированная – 150;
• спирт этиловый – 10.

После промывания и просушивания деталь может подвергаться хромированию.

Причины появления дефектов

Достаточно сложный для самостоятельного исполнения процесс хромирования не всегда дает безупречный результат. Чтобы в дальнейшем избежать ошибок, необходимо знать причины, приведшие к появлению дефектов.

1. Из-за недостаточной температуры электролита или превышающей норму силы тока на плоскостях образуется неравномерный блеск, снижающий эстетическое восприятие всего предмета. Причиной полного отсутствия блеска может являться неправильно рассчитанная концентрация CrO3 (меньше или больше нормы) или недостаток H2SO4.
2. Если слой получился неравномерным, значит в процессе работы подавался ток со значениями, превышающими рекомендуемую норму. Чрезмерно мягкое покрытие означает, что было допущено превышение температуры нагрева электролита
3. За появление на готовой хромировке коричневых пятен отвечает избыточное количество хрома или дефицит кислоты. Отслоение готового покрытия происходит из-за перебоев в подаче напряжения, использования остывшего электролита или некачественного обезжиривания.

Металлические детали, которые покрыли блестящим хромированным слоем, выглядят эффектно, стильно и увеличивают шансы на то, что транспортное средство получит массу восхищенных взглядов, а его владелец — удовольствие от обладания роскошной вещью.

Многие автолюбители и ценители мотоциклов стремятся максимально изменить облик своего стального коня, увеличивая количество хрома. Но это дорогое удовольствие, которое не всегда стоит таких денежных затрат и вынуждает задуматься о минимизировании трат, путем самостоятельного изготовления некоторых деталей.

Подготовительные работы

Хромирование деталей — трудоемкий процесс, требует неукоснительного соблюдения последовательных этапов и хорошую подготовку к самим работам. Разочаруем тех, кто считает возможным провести все манипуляции в квартире. Для этого есть «противопоказания».

Внимание! Хромовый ангидрит — канцероген и яд! При его использовании необходимо соблюдать максимальную осторожность.

Подбор помещения

Хромирование деталей в домашних условиях вовсе не означает, что работы можно вести в жилом помещении. Это исключено. Здоровье человека превыше всего, тем более членов семейства. Поэтому необходимо подобрать постройку, которая максимально удалена от жилых помещений. Возможно, это будет какой-то склад или гараж.

Для безопасности надо обеспечить постоянное поступление чистого воздуха и для этого не хватит просто открыть дверь, потребуется принудительная вентиляция помещения.

Обязательны средства защиты для человека: респиратор, прорезиненный фартук и перчатки, специальные очки.

Очень важно! Вы должны заранее определить место «сброса» отходов производства. Помните, что канцерогенные вещества недопустимо бездумно выбрасывать в окружающую среду, тем более возле водных источников.

Готовим оборудование

Внимание! Деталь во время обработки должна быть подвешена на кронштейне. Так покрытие «ложится» по всей поверхности равномерно.

На рисунке приведена примерная схема оборудования для хромирования деталей. В зависимости от размеров деталей изменяют объемы емкостей. Для экономии ванну, в которую будут погружаться детали для хромирования, берут наименее возможного объема.

Источник питания

Состав и приготовление электролита

Соотношение составляющих компонентов на 1 л воды — 2,5-3 г H2So4 (серная кислота) при плотности 1,84 и 250-300 г CrO3 (хромовый ангидрит).

• Дистиллированная вода или атмосферная. Подогреть до 60° C для качественного раствора;
• Засыпать необходимое количество хромового ангидрида и тщательно размешать. Дополнить воду до необходимого объема. Вводят серную кислоту, размешивают;
• Необходимо «проработать» раствор. Для этого пропускают по нему ток около 3,5 часа. Исходят из расчета, что на 1 л необходима мощность 6,5 А. Оценивают имеющийся источник питания и определяют объем раствора. Правильность расчета подтвердит цвет электролита, он должен быть коричневого цвета;
• Оставить в покое приготовленную жидкость на сутки. Она должна хорошо отстояться, чтобы качественно провести хромирование автодеталей.

Подготовьте соляную кислоту, растворитель и листовой свинец. Они вам потребуются в ходе работ.

Подготовка деталей

Качество готового изделия напрямую зависит от подготовки деталей. Рассчитайте время так, чтобы успеть их зачистить и обработать к тому моменту, как электролит нагреется до нужной температуры (50-60° C). В среднем на подогрев уходит около 3 часов.

Очистка

Промойте детали в воде, чтобы смыть песок, пыль и краску. Приступаем к обезжириванию. Не ограничивайтесь только спиртом или ацетоном, специальный раствор обеспечит лучшее качество обработки. Компоненты рассчитаны на 1 л:

• 150 г едкий натр;
• 5 г силикатного клея;
• 50 г кальцинированной соды.

Опустите деталь в приготовленную жидкость, не меньше чем на 20 минут. Предварительно раствор подогрейте до температуры 90° C.

Хромирование пластиковых деталей

Наносить слой хрома на диэлектрический материал, возможно только финишным слоем. Предварительно «наносят» несколько слоев защитно-декоративного покрытия. Хоть толщина хромовой пленки и слишком мала (0,3-0,5 мкм), она значительно увеличивает коррозионную стойкость и прочность детали, не говоря уже об улучшении декоративного вида изделия.

Первый этап — мойка и обработка наждачной бумагой, для получения шероховатой поверхности. Затем применяют травление. Составов много, приведем рецепт самого универсального (данные из расчета на 1 л):

• 60 г хромовый ангидрид (CrO3);
• 150 г ортофосфорная кислота (H3PO3);
• 560 г серная кислота (H2SO4).

Подогревают раствор до 50° C. Время выдержки будет зависеть о качества пластмассы.

Второй этап — токопроводящий слой (металлизация). Применимы два способа:

1. Графитосодержащий лак или графитный порошок. Наносят тонким слоем, без образования наплывов. Излишки убрать или дать стечь.
2. Химическая медь. Перед ее нанесением деталь обрабатывают сенсибилизирующим раствором (компоненты на 1 л):

• 17 г олово двухлористокислое (SnCl2);
• 4,6 г олово четыреххлористое (SnCl4);
• 28 мл соляная кислота (HCl).

Нагревают до 20° C. Расчетное время выдержки детали в растворе 5-10 минут. После этого ее переносят в другой состав для химического меднения. Температура и время то же (компоненты на 1 л):

• 50 г медь сернокислая (CuSO4).
• 170 г сегнетова соль (KNaC4H4O6).
• 50 г натр едкий (NaOH).
• 75 г формалин.

Важно! Готовить этот раствор необходимо перед покрытием, так как он нестойкий.

После этого необходимо нанести слой блестящей меди. Для этого в электролите должны присутствовать блескообразующие добавки. Состав электролита из расчета на 1 л:

• 180-250 г медь сернокислая (CuSO4);
• 30-50 г кислота серная (H2SO4);
• 0,01-0,02 г кислота соляная (HCl).

Работу проводят при комнатной температуре. Необходимая плотность ока 1-4 А/дм².

Только после таких манипуляций начинают процесс хромирования пластиковых деталей. Получить качественный финальный слой можно только при осаждении его на блестящую поверхность, иначе рискуете получить матовый, мутный слой.

Процесс хромирования

Разогреть раствор до 53° C. Опустить деталь и только потом подать напряжение. Эти несколько секунд необходимы для выравнивания температуры между раствором и опущенной деталью. Для начала попробуйте провести манипуляцию на опытном образце. Оцените полученное качество, только потом приступайте к массовому хромированию.

Частые дефекты хромирования автодеталей

Если слой не получился, исправить его можно применив соляную кислоту (200 г/л). Промываем в воде и повторяем процесс хромирования.

Основные неудачи при работе:

Провести гальваническое хромирование деталей можно на производстве, специализирующемся на обработке металла. Там хорошо отлажен процесс, особенно если известен метод обработки этого вида материала.

Если же поблизости такого предприятия нет, то хромирование деталей своими руками единственный вариант.

Хромирование деталей своими руками смотреть видео:

Процесс этот не такой простой, как может показаться поначалу. Большая вероятность получить совсем не тот эффект, который ожидали. Но если вы уверены, что сможете обеспечить скрупулезное выполнение всех этапов и не нарушить технологию — стоит попробовать.

Для улучшения физико-химических параметров металлических изделий применяют различные способы. Химическое хромирование позволяет повысить прочностные и другие характеристики поверхности деталей.

1 Химический способ хромирования

Хромирование – это процесс нанесения хрома на металлическое изделие. Такая обработка позволяет существенно изменить или улучшить физико-химические характеристики поверхности детали, инструмента, иного объекта, а также придать последним привлекательный внешний вид. Поверхность хромированных изделий обладает высокой стойкостью к коррозии, жаростойкостью, износостойкостью, более технологичными электромагнитными и механическими свойствами.

Наиболее распространенными способами нанесения хрома являются электролитический и диффузионный. Химическое хромирование производится с помощью водных растворов при определенной температуре, в отличие от первых двух способов, не требует специального оборудования и позволяет получить необходимое покрытие для изделий любой формы на всей их поверхности, даже в полостях.

В основе этого процесса лежит химическая реакция, во время которой хром восстанавливается из растворов своих солей посредством гипофосфита натрия и ряда других химреактивов, а затем осаждается на металлическую поверхность. Именно наличие гипофосфита натрия во всех смесях, применяемых при химическом нанесении хрома, является главным отличием от любого состава химраствора хромирования установкой для электролитического способа получения такого покрытия.

При химическом методе получают слой хрома, который первоначально имеет серый цвет и приобретает требуемый блеск после полирования. Химический способ, по сравнению с электролитическим и диффузионным, позволяет нанести более качественное хромовое покрытие, в котором присутствует фосфор, значительно увеличивающий его твердость.

2 Технология химического хромирования – подготовка к нанесению хрома

Технология химического хромирования не требует значительных финансовых вложений, достаточно проста и может проводиться самостоятельно. Однако используемые химреактивы, растворы из них, испарения, образующиеся в процессе химических реакций, ядовиты и представляют опасность для здоровья. Поэтому хромирование необходимо проводить в помещении, которое хорошо проветривается и, желательно, оборудовано принудительной вентиляцией.

Также требуется предусмотреть средства защиты глаз, органов дыхания и кожного покрова тела (очки, респиратор, спецодежду, резиновые перчатки и фартук).

При приготовлении растворов для хромирования химическим способом и других смесей, применяемых во вспомогательных операциях, используют дистиллированную воду. Химреактивы необходимо брать чистые, имеющие на этикетке обозначение "Ч". Посуду для приготовления растворов и хромирования используют эмалированную или стеклянную.

Прежде чем начать хромирование, деталь обязательно тщательно очищают и обезжиривают. От качества проведения этих операций надежность и добротность будущего покрытия зависят в значительной мере. При необходимости изделие подвергают , снимая лишние слои до основного металла, или шкурят наждачной бумагой. Удалению подлежат ржавчина, краска, грязь. Наилучших результатов хромирования можно добиться, если поверхность изделия отшлифовать, а затем отполировать. После этого деталь обезжиривают в следующем водном растворе:

• натр едкий – 100–150 г/л;
• сода кальцинированная – 40–50 г/л;
• клей канцелярский (силикатный) или "жидкое стекло" – 3–5 г/л.

Полученную смесь нагревают до 80–100 °С и держат в ней изделие, в зависимости от уровня загрязненности, от 15 минут до 1 часа. Чем чище и ровнее поверхность, тем надежнее, прочнее будет ее сцепление с покрытием. Затем обработанную и подготовленную деталь декапируют – дополнительно обезжиривают и активируют в специальном растворе. Перечень составов для декапирования указан в конце статьи.

Для алюминия и сплавов из него перед хромированием химическим способом проводят также еще одну обработку – цинкатную. Растворы для этой операции приведены после составов для декапирования. По завершении цинкатной обработки изделия промывают в воде и помещают в хромирующий раствор. Стальные детали перед хромированием обязательно омедняют – наносят на поверхность слой меди. Готовят для этого следующий водный раствор:

• медь сернокислая – 50 г/л;
• кислота серная концентрированная – 5–8 г/л.

Рабочая температура смеси 15–25 °С. Изделие погружают в раствор на 5–10 секунд, затем тщательно промывают в воде и сушат. Хромирование будет более качественным, если – стальную деталь не только омеднить, но и покрыть никелем, толщина слоя которого будет более 1 мкм. После этого приступают к хромированию.

3 Подготовка растворов и хромирование

Последовательность приготовления растворов следующая:

• все химреагенты для хромирования (за исключением гипофосфита натрия) смешивают или растворяют в воде;
• раствор нагревают до рабочей температуры;
• растворяют в разогретой смеси гипофосфит натрия.

В приготовленный раствор завешивают деталь, которую хромируют 5–8 часов (в зависимости от необходимой толщины слоя). На протяжении всего процесса поддерживают рабочую температуру химической смеси. Затем хромированные изделия извлекают, промывают в воде, а потом сушат. Для того, чтобы покрытие было безопасно (не содержало остатков химреактивов), рекомендуется деталь после промывания прокипятить в течение получаса в чистой воде.

Для покрытий из хрома требуется термическая обработка. Она повышает сцепление нанесенного слоя (слоев) с основным металлом за счет низкотемпературной диффузии. Термическая обработка хромовых покрытий заключается в нагреве деталей до температуры 400 °С с последующей выдержкой их при этом режиме в течение 1 часа. Закаленные хромированные изделия (ножи, пружины, рыболовные крючки и тому подобное) при такой температуре могут отпуститься – потерять свою твердость.

Поэтому для них низкотемпературную диффузию осуществляют при 270–300 °С в течение 3 часов. Термообработка также повышает твердость нанесенного хромового покрытия. После высыхания хромированных деталей на них виден серый "налёт" нанесенного хрома. Чтобы покрытие приобрело зеркальную гладкость и стало блестеть, его необходимо отполировать, применяя материалы и составы для ухода за хромированными изделиями – специальную продукцию с авторынка (салфетки, мази и так далее) или используя пасту ГОИ.

4 Химреагенты для хромирования

Приведенные ниже составы растворов для хромирования проверены многолетней практикой использования и временем эксплуатации полученных с их помощью покрытий (количество необходимых реагентов указано в г/л и мл/л):

• Хромил фтористый – 14, натрий лимоннокислый – 7, кислота уксусная – 10 мл/л, натрия гипофосфит – 7 (кислотность раствора рН – 8–11). Рабочая температура смеси – 85–90 °С, скорость наращивания покрытия – 1,0–2,5 мкм/ч.
• Хромил фтористый – 16, хром хлористый – 1, натрий уксуснокислый – 10, натрий щавелевокислый – 4,5, натрия гипофосфит – 10 (рН – 4–6). Температура – 75–90 °С, скорость – 2–2,5 мкм/ч.
• Хромил фтористый – 17, хром хлористый – 1,2, натрий лимоннокислый – 8,5, натрия гипофосфит – 8,5 (рН – 8–11). 85–90 °С, 1–2,5 мкм/ч.
• Хром уксуснокислый – 30, никель уксуснокислый – 1, натрий гликолевокислый – 40, натрий уксуснокислый – 20, натрий лимоннокислый – 40, кислота уксусная – 14 мл/л, натрия гидроксид – 14, натрия гипофосфит – 15 (рН – 4–6). 99 °С, 2,5 мкм/ч.
• Хромил фтористый – 5–10, хром хлористый – 5–10, натрий лимоннокислый – 20–30, натрия пирофосфат (замена натрия гипофосфита) – 50–75 (рН – 7,5–9). 100 °С, 2–2,5 мкм/ч.

Все растворы делят на кислые (уровень рН находится в пределах 4–6,5) и щелочные (показатель рН более 6,5). Первые составы предпочтительнее использовать для покрытия меди, латуни и черных металлов. Щелочные – для хромирования изделий из нержавеющих сталей. Кислые (по сравнению с щелочными растворами) позволяют получить на полированной детали более гладкую поверхность, с меньшей пористостью. Кроме того, при их использовании скорость протекания химического процесса хромирования выше. Преимущество щелочных составов состоит в более надежном поверхностном сцеплении слоя покрытия с металлом подслоя или детали.

Составы растворов для цинкатной обработки алюминия и литейных алюминиевых сплавов

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