ПЛАН

1. НІКЕЛЮВАННЯ

2. ХРОМУВАННЯ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. НІКЕЛЮВАННЯ

Нікельовані покриття мають ряд цінних властивостей: вони добре поліруються, набуваючи красивого дзеркального блиску, що довго зберігається, відрізняються стійкістю і добре оберігають метал від корозії.

Колір нікелевих покриттів сріблясто-білий із жовтуватим відтінком; вони легко поліруються, але згодом тьмяніють. Покриття характеризуються дрібнокристалічною структурою, гарним зчепленням зі сталевою та мідною основою та здатністю пасивуватися на повітрі.

Нікелювання широко застосовують як декоративне покриття деталей світильників, призначених для освітлення громадських та житлових приміщень.

Для покриття сталевих виробів нікелювання часто виробляють по проміжному підшару з міді. Іноді застосовують тришарове покриття нікель-мідь-нікель. В окремих випадках шар нікелю наносять тонкий шар хрому, при цьому утворюється покриття нікель-хром. На деталі з міді та сплавів на її основі нікель наносять без проміжного підшару. Сумарна товщина двох та тришарових покриттів регламентована нормалями машинобудування, зазвичай вона становить 25–30 мкм.

На деталях, призначених для роботи в умовах вологого тропічного клімату, товщина покриття повинна становити не менше ніж 45 мкм. При цьому товщина шару нікелю, що регламентується, не менше 12–25 мкм.

Для отримання блискучих покриттів нікельовані деталі полірують. Останнім часом широко застосовують блискуче нікелювання, у якому виключається трудомістка операція механічного полірування. Блискуче нікелювання досягається при введенні в електроліт блискоутворювачів. Однак декоративні якості поверхонь, полірованих механічним шляхом, вищі ніж поверхонь, отриманих способом блискучого нікелювання.

Осадження нікелю відбувається при значній катодній поляризації, яка залежить від температури електроліту, його концентрації, складу та деяких інших факторів.

Електроліти для нікелювання відносно прості за своїм складом. В даний час застосовують сульфатні, борфтористоводневі та сульфамітні електроліти. На світлотехнічних заводах використовують виключно сульфатні електроліти, які дозволяють працювати з високими щільностями струму та отримувати при цьому покриття високої якості. До складу цих електролітів входять солі, що містять нікель, буферні сполуки, стабілізатори та солі, що сприяють розчиненню анодів.

Достоїнствами цих електролітів є недефіцитність компонентів, висока стійкість та невисока агресивність. Електроліти допускають у своєму складі високу концентрацію солі нікелю, що дозволяє збільшувати катодну густину струму і, отже, підвищувати продуктивність процесу.

Сульфатні електроліти мають високу електропровідність і хорошу розсіювальну здатність.

Широке застосуванняотримав електроліт наступного складу, г/л:

NiSO4·7H2O 240–250

*Або NiCl2·6H2O – 45 г/л.

Нікелювання проводять при температурі 60°C, pH=5,6÷6,2 та катодної щільності струму 3–4 A/дм2.

Залежно від складу ванни та режиму її роботи можна отримати покриття, що мають різний ступінь блискості. Для цього розроблено кілька електролітів, склади яких наведені нижче, г/л:

для матового покриття:

NiSO4·7H2O 180–200

Na2SO4·10H2O 80–100

Нікелюють при температурі 25–30°C, на катодній щільності струму 0,5–1,0 A/дм2 та pH=5,0÷5,5;

для напівблискучого покриття:

Сірчанокислий нікель NiSO4·7H2O 200–300

Кислота борна H3BO3 30

2,6–2,7-Дисульфонафталінова кислота 5

Натрій фтористий NaF 5

Натрій хлористий NaCl 7–10

Нікелювання ведуть при температурі 20–35°C, катодної щільності струму 1–2 A/дм2 та pH=5,5÷5,8;

для блискучого покриття:

Нікель сірчанокислий (гідрат) 260–300

Нікель хлористий (гідрат) 40-60

Борна кислота 30-35

Сахарін 0,8-1,5

1,4-бутіндіол (у перерахунку на 100%) 0,12-0,15

Фталімід 0,08-0,1

Робоча температуранікелювання 50–60°C, pH електроліту 3,5–5, щільність катодного струму при інтенсивному перемішуванні та безперервному фільтруванні 2–12 A/дм2, щільність анодного струму 1–2 A/дм2.

Особливістю нікелювання є вузький діапазон кислотності електроліту, щільності струму та температури.

Для підтримки складу електроліту в необхідних межах до нього вводять буферні сполуки, в якості яких найчастіше використовують борну кислоту або суміш борної кислотиз фтористим натрієм. У деяких електролітах як буферні сполуки використовують лимонну, винну, оцтову кислотуабо їх лужні солі.

Особливістю нікелевих покриттів є їхня пористість. В окремих випадках на поверхні можуть з'являтися точкові плями, так званий "піттинг".

Для запобігання піттингу застосовують інтенсивне повітряне перемішування ванн та струшування підвісок із укріпленими на них деталями. Зменшенню піттингу сприяє введення в електроліт знижувачів поверхневого натягуабо змочувальних речовин, як яких застосовують лаурилсульфат натрію, алкілсульфат натрію та інші сульфати.

Вітчизняна промисловість випускає гарне антипіттингове миючий засіб"Прогрес", яке додають у ванну у кількості 0,5 мг/л.

Нікелювання дуже чутливе до сторонніх домішок, які потрапляють у розчин із поверхні деталей або за рахунок анодного розчинення. При нікелюванні сталевих де-

талей розчин засмічується домішками заліза, а при покритті сплавів на основі міді – її домішками. Видалення домішок здійснюють шляхом підлужування розчину карбонатом або гідроксидом нікелю.

Органічні забруднюючі речовини, що сприяють питтингу, видаляють при кип'ятінні розчину. Іноді застосовують тонування нікельованих деталей. При цьому отримують кольорові поверхні, що мають металевий блиск.

Тонування здійснюють хімічним чи електрохімічним способом. Сутність його полягає в утворенні на поверхні нікелієвого покриття тонкої плівки, в якій відбувається інтерференція світла. Такі плівки одержують шляхом нанесення на нікельовані поверхні органічних покриттів завтовшки кілька мікрометрів, для чого деталі обробляють у спеціальних розчинах.

Хороші декоративні якості мають чорні нікелеві покриття. Ці покриття отримують в електролітах, які додатково до сульфатів нікелю додають сульфати цинку.

Склад електроліту для чорного нікелювання наступний, г/л:

Сульфат нікелю 40-50

Сульфат цинку 20-30

Роданистий калій 25–32

Сірчанокислий амоній 12–15

Нікелювання ведуть при температурі 18–35°C, катодної щільності струму 0,1 A/дм2 та pH=5,0÷5,5.

2. ХРОМУВАННЯ

Хромові покриття мають високу твердість і зносостійкість, низький коефіцієнт тертя, стійки до дії ртуті, міцно зчіплюються з основним металом, а також хімічно і нагрівальностійкі.

Представлені навчальні курси на допомогу любителям декоративного хромування хімічної металізації. Мета навчальних курсів, заповнити пропуск систематизованих знань на тему декоративного хромування хімічної металізації і зробити цю технологію більш доступною для початківців. Представлені тексти, фото та відео, це особистий досвідавтора, який не претендує на професіоналізм. Автор навчальних курсів не несе відповідальності за можливі травми, опіки та отруєння, пов'язані з використанням небезпечних хімічних реактивів, такі як концентровані кислоти, луги, аміак. Тому не нехтуйте засобами захисту та акуратністю при поводженні з реактивами.

Декоративне хромування, хімічна металізація, всі ці терміни і процеси ще недавно були мені невідомі. Любий друже, якщо ти знаходишся на цьому сайті, значить тебе теж зачепила ця тема і ти шукаєш відповіді на запитання. Запитання які не дають тобі спокою... Як будь-яку річ зробити із дзеркальним блиском? Втім, відповіді зовсім близько, досить сісти зручніше і уважно подивитися вміст цієї сторінки. Насправді це технологія дзеркального сріблення шляхом розпилення. Це також називається хімічна металізація сріблом. Так, що про реальне хромування не йдеться, але назва прижилася і вводить в оману. Коли я почав збирати інформацію на цю тему, зіткнувся з тим, що інформації те, на тему декоративного хромування багато, але на мій подив, нема чого конкретного. Все довкола, та довкола. Ось маса відео де гаражні умільці, а так само профі, які торгують обладнанням, із задоволенням демонструють процес перетворення непоказної детальки в блискучий дзеркало. Але по кроках всю технологію, ні хто не викладає за просто так, роздмухуючи з цього великий, великий секрет... Запитань багато, а відповіді платні...

Начитавшись гори сайтів та підручників у голові утворилося каша, напевно як і у багатьох зіткнувшись із таким завданням. Щоб у голові з'явилася чітка картинка, вирішив одразу зайнятися практикою. Зрозуміло, що без хімії хімічити не навчишся, тому почав пошук і обхід контор торгуючих хімією. Насамперед питав ціну на Азотнокисле срібло, оскільки це найдорожчий компонент. Визначившись із постачальником. За купився за списком хімією, посудом та іншим необхідним начинням. Питання постало як спробувати без обладнання. Рішення просте – ручні побутові розпилювачі. Розпочався пошук та експерименти для створення чудо розчину сріблення та технології нанесення. І тут вималювалась одна цікава детальпро приготування хімії... Вся доступна інформація викладена в інтернет, це копії матеріалів переважно радянських підручників на тему хімічна металізація.

Злив неабияку кількість срібла (відповідно і грошей) на землю в процесі невдалих експериментів. Прийшов цілком пересічний рецепт. Втім все по порядку. На цьому кінець ліричного вступу та початок короткого курсуяк зробити річ дзеркальною. Теорією вантажити не буду, це залишу для самостійного вивчення. В інтернеті цього добра навалом. Відразу перейдемо до справи. Коротко, стисло, саму суть. Покажу на прикладі сріблення скляної склянки.

Технологія хімічної металізації сріблом, методом розпилення

Для отримання першого досвіду срібного покриття на поверхні методом розпилення слід засвоїти технологію. А простіше сказати – послідовність дій.

Перелічу їх:
1. приготування розчинів
2. підготовка поверхні
3. активація поверхні
4. металізація

Дам короткий оглядперерахованих пунктів. Для того щоб у голові склалася загальна картинка. Докладніше розглянемо під час уроків з однойменною назвою.

Приготування розчинів

Для приготування розчинів знадобиться:

• Двохлористе олово
• Соляна кислота
• Азотнокисле срібло
• Гідроксид натрію
• Аміак
• Глюкоза
• Формалін
• Дистильована вода

Хімію купуємо у магазинах чи складах медичного обладнання.

З обладнання знадобиться:

• Мірна склянка на 1 літр
• Мірна склянка на 200 - 250 мл.
• Пляшки на 100 мл – 3 шт.
• Одноразові шприци на 5, 20 та 50 кубиків
• Одноразові склянки на 50 мл
• Одноразові ножі та ложки
• Електронні ваги виміром до 200 гр.

Обладнання купуємо в госптоварах та аптеках.

Розпочати приготування розчинів можна з розчину дволористого олова. Потрібного активації поверхні. Для цього беремо:
1. Двохлористе олово
2. Соляну кислоту
3. Дистильовану воду

Наступний розчин – «срібний». Беремо:
1. Азотнокисле срібло
2. Гідроксид натрію
3. Аміак
4. Дистильовану воду

Підготовка поверхні

Для підготовки поверхні її знежирити. Для цього можна приготувати простий знежирюючий розчин, що складається з:
1. Гідроксид натрію
2. та Води температурою 40-60 градусів

Поверхню слід ретельно протерти змоченою губкою знежирюючим розчином. Далі змити розчин дистильованою водою, протираючи, але вже іншою губкою. Ознака хорошого знежирення - це змочування поверхні водою. Тобто полив водою, поверхня повинна покритися водяною плівкою. Якщо будуть сухі острови, то срібло не прилипне.

Активація поверхні

Щоб реакція металізації відбувалася саме на поверхні, а не в зливі, необхідно її, як то кажуть, активувати. Тобто допомогти сріблу прилипнути до поверхні. Саме для цього беремо розчин дволористого олова. Тут дуже важливий моментчас процедури. Поливати деталь розчином дволористого олова слід за одну хвилину. Далі поливати дистильованою водою – три хвилини. Це дуже важливий етапі недотримання часу обробки поверхні веде до шлюбу, тобто до марнування часу, сил і коштів. Поливати слід якомога рівномірніше, щоб усі ділянки поверхні були однаково змочені.

Металізація

Це найцікавіший етап отримання дзеркальної плівки срібла на поверхні. Власне задля цього вся і витівка. Для цього потрібно лише срібний розчин та розчин відновника. Тут буде потрібна певна вправність, яка приходить з досвідом. Розпорошувати потрібно так, щоб розчини змішувалися на поверхні і не інакше. І розпорошувалися в рівній кількості за обсягом. Досягнувши такої точності, отримаємо ідеальне дзеркало без дефектів.

На додаток слід знати, що дзеркальна плівка, що отримується, не довговічна і щоб вона зберегла свої властивості її слід захистити шаром прозорого або тонованого лаку. Але це зовсім інша історія.

Процес декоративного хромування можна повторити навіть у ванній кімнаті без покупки дорогого обладнання з мінімальними витратами. Детальніше ознайомитися з технологією ви можете вивчивши емайл курс Технологія декоративного хромування і спробувавши на практиці, дозволить вам визначитися, чи варто рухатися далі в цьому напрямку.

З чого складається емайл курс Технологія декоративного хромування?

• Хімія та обладнання.
• Рецепти та приготування розчинів для сріблення.
• Підготовка поверхні для срібла.
• Металізація

Мені ці знання та вміння обійшлися більш ніж 40 тисяч рублів та час у кілька місяців. Вам же інформація надається безкоштовно, у стислій формі та по суті, у вигляді 5 коротких уроків. Щоб отримати емайл курс, залиште заявку, заповнивши форму розташовану вище, під відео. Впишіть своє справжнє ім'я та адресу електронної пошти, далі натисніть кнопку «Залишити заявку». Після цього ви потрапите на сторінку з інструкцією для підтвердження вашої заявки. Уважно прочитайте її і далі перейдіть до своєї поштової скриньки. До вас має прийти лист для підтвердження заявки. Натисніть посилання підтвердження, і майже відразу до вас прийде перший лист курсу Технологія декоративного хромування, де ви отримаєте вичерпну інформацію про те, як почати використовувати технологію.

ПЛАН 1. НІКЕЛЮВАННЯ 2. ХРОМУВАННЯ 6 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. НІКЕЛЮВАННЯ Нікельовані покриття мають низку цінних властивостей: вони добре поліруються, набуваючи красивий довго зберігається дзеркальний блиск, відрізняються стійкістю. Колір нікелевих покриттів сріблясто-білий із жовтуватим відтінком; вони легко поліруються, але з часом тьмяніють.

Нікелювання широко застосовують як декоративне покриття деталей світильників, призначених для освітлення громадських та житлових приміщень. Для покриття сталевих виробів нікелювання часто виробляють по проміжному підшару з міді. Іноді застосовують тришарове покриття нікель-мідь-нікель. В окремих випадках шар нікелю наносять тонкий шар хрому, при цьому утворюється покриття нікель-хром. На деталі з міді та сплавів на її основі нікель наносять без проміжного підшару.

Сумарна товщина двох та тришарових покриттів регламентована нормалями машинобудування, зазвичай вона становить 25–30 мкм. На деталях, призначених для роботи в умовах вологого тропічного клімату, товщина покриття повинна становити не менше ніж 45 мкм. При цьому товщина шару нікелю, що регламентується, не менше 12–25 мкм. Для отримання блискучих покриттів нікельовані деталі полірують.

Останнім часом широко застосовують блискуче нікелювання, у якому виключається трудомістка операція механічного полірування. Блискуче нікелювання досягається при введенні в електроліт блискоутворювачів. Однак декоративні якості поверхонь, полірованих механічним шляхом, вищі ніж поверхонь, отриманих способом блискучого нікелювання. Осадження нікелю відбувається при значній катодній поляризації, яка залежить від температури електроліту, його концентрації, складу та деяких інших факторів.

Електроліти для нікелювання відносно прості за своїм складом. В даний час застосовують сульфатні, борфтористоводневі та сульфамітні електроліти. На світлотехнічних заводах використовують виключно сульфатні електроліти, які дозволяють працювати з високими щільностями струму і отримувати покриття високої якості. До складу цих електролітів входять солі, що містять нікель, буферні сполуки, стабілізатори та солі, що сприяють розчиненню анодів.

Достоїнствами цих електролітів є недефіцитність компонентів, висока стійкість та невисока агресивність. Електроліти допускають у своєму складі високу концентрацію солі нікелю, що дозволяє збільшувати катодну густину струму і, отже, підвищувати продуктивність процесу. Сульфатні електроліти мають високу електропровідність і хорошу розсіювальну здатність. Широке застосування отримав електроліт наступного складу, г/л: NiSO4 7H2O 240–250 NaCl* 22,5 H3BO3 30 *Або NiCl2 6H2O – 45 г/л. Нікелювання проводять при температурі 60°C, pH=5,6÷6,2 та катодної щільності струму 3–4 A/дм2. Залежно від складу ванни та режиму її роботи можна отримати покриття, що мають різний ступінь блискості.

Для цих цілей розроблено кілька електролітів, склади яких наведені нижче, г/л: для матового покриття: NiSO4 7H2O 180–200 Na2SO4 10H2O 80–100 H3BO3 30–35 NaCl 5–7 Нікелюють при температурі 25–30°C, струму 0,5–1,0 A/дм2 та pH=5,0÷5,5; для напівблискучого покриття: Сірчанокислий нікель NiSO4 7H2O 200–300 Кислота борна H3BO3 30 2,6–2,7-Дісульфонафталінова кислота 5 Фтористий натрій NaF 5 Хлористий натрій NaCl 7–10 Нікелювання ведуть при 3 –2 A/дм2 та pH=5,5÷5,8; для блискучого покриття: Нікель сірчанокислий (гідрат) 260-300 Нікель хлористий (гідрат) 40-60 Борна кислота 30-35 Сахарін 0,8-1,5 1,4-бутіндіол (у перерахуванні на 100%) 0,12-0 ,15 Фталімід 0,08–0,1 Робоча температура нікелювання 50–60°C, pH електроліту 3,5–5, щільність катодного струму при інтенсивному перемішуванні та безперервній фільтрації 2–12 A/дм2, щільність анодного струму 1–2 A / Дм2. Особливістю нікелювання є вузький діапазон кислотності електроліту, щільності струму та температури. Для підтримки складу електроліту в необхідних межах до нього вводять буферні сполуки, як яких найчастіше використовують борну кислоту або суміш борної кислоти з фтористим натрієм.

У деяких електролітах як буферні сполуки використовують лимонну, винну, оцтову кислоту або їх лужні солі. Особливістю нікелевих покриттів є їхня пористість.

В окремих випадках на поверхні можуть з'являтися точкові плями, так званий "піттинг". Для запобігання піттингу застосовують інтенсивне повітряне перемішування ванн та струшування підвісок із укріпленими на них деталями.

Зменшенню піттингу сприяє введення в електроліт знижувачів поверхневого натягу або змочують речовин, як яких застосовують лаурилсульфат натрію, алкілсульфат натрію та інші сульфати.

Вітчизняна промисловість випускає хороший антипіттинговий миючий засіб "Прогрес", який додають у ванну в кількості 0,5 мг/л. Нікелювання дуже чутливе до сторонніх домішок, які потрапляють у розчин із поверхні деталей або за рахунок анодного розчинення.

При нікелюванні сталевих деталей розчин засмічується домішками заліза, а при покритті сплавів на основі міді – її домішками. Видалення домішок здійснюють шляхом підлужування розчину карбонатом або гідроксидом нікелю. Органічні забруднюючі речовини, що сприяють питтингу, видаляють при кип'ятінні розчину.

Іноді застосовують тонування нікельованих деталей. При цьому отримують кольорові поверхні, що мають металевий блиск. Тонування здійснюють хімічним чи електрохімічним способом. Сутність його полягає в утворенні на поверхні нікелієвого покриття тонкої плівки, в якій відбувається інтерференція світла. Такі плівки одержують шляхом нанесення на нікельовані поверхні органічних покриттів завтовшки кілька мікрометрів, для чого деталі обробляють у спеціальних розчинах.

Хороші декоративні якості мають чорні нікелеві покриття. Ці покриття отримують в електролітах, які додатково до сульфатів нікелю додають сульфати цинку. Склад електроліту для чорного нікелювання наступний, г/л: Сульфат нікелю 40–50 Сульфат цинку 20–30 Роданистий калій 25–32 Сірчанокислий амоній 12–15 і pH=5,0÷5,5. 2. ХРОМУВАННЯ Хромові покриття мають високу твердість і зносостійкість, низький коефіцієнт тертя, стійки до дії ртуті, міцно зчіплюються з основним металом, а також хімічно і нагрівальностійкі.

При виготовленні світильників хромування застосовують для одержання захисно- декоративних покриттів, а також як відображення покриттів при виготовленні дзеркальних відбивачів. Хромування проводять за попередньо нанесеним підшаром мідь-нікель або нікель-мідь-нікель. Товщина шару хрому при такому покритті зазвичай не перевищує 1 мкм. При виготовленні відбивачів хромування в даний час витісняється іншими способами покриття, проте на деяких заводах він застосовується для виготовлення відбивачів дзеркальних світильників.

Хром має гарне зчеплення з нікелем, міддю, латунню та іншими матеріалами, на які виконують осадження, проте при осадженні інших металів на хромове покриття завжди спостерігається погане зчеплення. Позитивною властивістю покриттів з хрому є те, що деталі виходять блискучими безпосередньо в гальванічних ваннах, для цього їх не потрібно полірувати механічним шляхом.

Поряд з цим хромування відрізняється від інших гальванічних процесів жорсткішими вимогами до режиму роботи ванн. Незначні відхилення від необхідної щільності струму, температури електроліту та інших параметрів неминуче призводять до погіршення покриттів та масового шлюбу. Розсіювальна здатність хромових електролітів невисока, що призводить до поганого покриття внутрішніх поверхоньта поглиблень деталей.

Для підвищення рівномірності покриттів застосовують спеціальні підвіски та додаткові екрани. Для хромування використовують розчини хромового ангідриду з добавкою сірчаної кислоти. Промислове застосуваннязнайшли три типи електролітів: розведені, універсальні та концентровані (табл.1). Для отримання декоративних покриттів та для отримання відбивачів використовують концентрований електроліт. При хромуванні застосовують нерозчинні свинцеві аноди. Таблиця 1 – Склади електролітів для хромування компоненти склади електроліту, г/л розбавленого універсального концентрованого хромовий ангідрид 2,5 15–60 45–55 350 3,5 10–30 35–45 В процесі роботи концентрація хромового ангідриду у ваннах знижується, тому для відновлення ванн проводять щодобове коригування шляхом додавання до них свіжого хромового ангідриду. Розроблено кілька рецептур саморегулівних електролітів, у яких автоматично зберігається співвідношення концентрації. Склад такого електроліту наступний, г/л: Cr2O3 250 SrSO4 5-6 K2SiF6 20 Хромування проводять при катодній щільності струму 50-80 А/дм2 та температурі 60-70°C. Залежно від співвідношення між температурою та щільністю струму можна отримати різні видихромового покриття: молочні блискучі та матові. Молочне покриття виходить за нормальної температури 65–80°З низької щільності струму. Блискуче покриття виходить при температурі 45-60 ° C і середньої щільностіструму. Матове покриття виходить при температурі 25–45°C та високій щільності струму. При виробництві світильників найчастіше використовують блискуче хромове покриття.

Для отримання дзеркальних відбивачів хромування проводять при температурі 50-55 ° C та щільності струму 60 A/дм2. при виготовленні дзеркальних відбивачів виробляють попереднє осадження міді та нікелю.

Поверхню, що відбиває, полірують після нанесення кожного з шарів.

Технологічний процес включає наступні операції: шліфування і полірування поверхні; міднення; полірування, знежирення, декапірування; нікелювання; полірування, знежирення, декапірування; хромування; чисте полірування.

Після кожної технологічної операціївиробляють 100%-ний контроль якості покриття, так як недотримання вимог технології призводить до відшаровування підшару разом з хромовим покриттям. Вироби з міді та мідних сплавів хромують без проміжного підшару.

Деталі занурюють електроліт після подачі на ванну напруги. При нанесенні багатошарових покриттів на сталеві виробиТовщина шару регламентується ГОСТ 3002-70. Значення товщини наведено у таблиці 2. Таблиця 2 – Мінімальна товщинабагатошарових гальванічних покриттівумови роботи умовне позначеннягрупи покриттів товщина покриття, мкм мінімальна середньо-розрахункова нікелієвого без підшару багатошарового мідь-нікель або нікель-мідь-нікель хромового сумарна верхнього шару нікелю легкі середні жорсткі Л С Ж 10 30 – 10 30 45 5 10 15 0 ,5 Ванни хромування обладнуються потужною витяжною вентиляцієювидалення парів отруйної хромової кислоти.

При хромуванні частина шестивалентного хрому Cr6+ потрапляє у стічні води, тому для запобігання викидам Cr6+ у відкриті водоймища застосовують захисні заходи– встановлюють нейтралізатори та очисні споруди.

2. 3. "Технологія та обладнання виробництва електричних джерел світла... та ін. 6.

Що робитимемо з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку у соціальних мережах:

Почніть із ванни

Склади електролітів
Не забувайте про режими хромування!

Хромуємо алюмінієві сплави

Проміжні покриття

Цинкування

Нікелювання (Хімічне)

Нанесення хрому через сіль нікелю

Нанесення хрому через анодну обробку

Пристосування, оправлення.

Хромування сталевих деталей
Дефекти хромування та їх причини

За матеріалами журналу "Моделіст-Конструктор". Початок №5 за 1989р.

Хромування, одне з найнеобхідніших двигуністів покриттів, відноситься до найбільш трудомістких процесів гальванотехніки. Воно вимагає особливої ​​ретельності та дотримання чистоти як при приготуванні електроліту, так і самих речовин, що входять до його складу. Вода використовується дистильована або (лише в крайньому випадку!) ґрунтовно прокип'ячена.

Почніть із ванни

Заняття модельною гальванотехнікою почніть з виготовлення ванниПерш за все підберіть каструлю на 10 л і трилітрову скляну банку. Місткості меншого розміру краще не застосовувати-це може ускладнити регулювання параметрів процесу, та й при наведених величинах об'єму ванни вистачає лише для хромування 6-8 гільз циліндрів. Склеївши з 1-1,5 мм фанери корпус, зберіть ванну згідно з наведеним малюнком і закрийте все фанерним кільцем. Робота над ванною закінчується виточуванням кришки каструлі та монтажем на ній ТЕНів та контактного градусника. Тепер – електроустаткування. Для живлення ванни можна використовувати будь-яке джерело постійного струму з підключеним на виході електролітичним конденсатором 80000 мкф X 25 В. Провід живлення повинен мати переріз не менше 2,5 мм2. Регулятором сили струму, що замінює регулятор напруги, може бути секційний реостат. Він включається послідовно з гальванічною ванною і складається з паралельних, що включаються однополюсними рубильниками секцій. Кожна наступна має опір удвічі більший за попередній. Число таких секції 7-8. На передній панелі блоку літання встановіть дві розетки на 15 А, одну - нормальної полярності, іншу-зворотній. Це дозволить швидко провести анодну обробку деталі та перейти на хромування простим переставлянням вилки. Розетки з трьома виходами, щоб не помилитися в полярності (підключаються, звичайно, лише два гнізда). Для підтримки постійної температури електроліту ванна забезпечується контактним градусником. Безпосередньо керувати роботою ТЕНів він не може через великі струми, тому потрібно зібрати нескладний пристрій, схема якого наведена на малюнках.

Деталі терморегулятора: транзистори МП 13 – МП16, МП39-МП42 (VT1); 213-217 (VT2) з будь-якими літерними позначеннями; резистори МЛТ-0,25, діод-Д226, Д202-Д205; реле-ТКЕ 52 ПІДГ або ОКН паспорт РФ4.530.810.
Налагодження терморегулятора: якщо при закорочуванні точок 1-2 репе не спрацьовує, з'єднують емітер та колектор VT1. Увімкнення реле вказує на несправність або малий коефіцієнт посилення VT1. В іншому випадку несправний транзистор VT2 або має недостатній коефіцієнт посилення. Зібравши та налагодивши пристрій ванниможна приступати до приготування електроліту.

Для цього необхідно:
1. - налити в банку трохи більше половини підготовленої дистильованої води, підігрітої до 50 °
2. - засипати хромовий ангідрид і розмішати
3. - долити воду до розрахункового обсягу
4. - влити сірчану кислоту
5. - опрацювати електроліт 3-4 год із розрахунку 6-8 А г/л.
Остання операціяпотрібна для накопичення невеликої кількості монов Сг3 (2-4 г./л), присутність яких сприятливо позначається процесі осадження хрому.

Склади електролітів
Хромовий ангідрид-250 г/л або 150 г/л
Сірчана кислота-2,5 г/л або 1,5 г/л

Не забувайте про режими хромування!

Процес хромування сильно залежить від температури електроліту і щільності струму. Обидва фактори впливають на зовнішній виглядта властивості покриття, а також на вихід хрому по струму. Необхідно пам'ятати, що з підвищенням температури вихід струму знижується; з підвищенням щільності струму вихід струму зростає; при нижчих температурах і незмінною щільності струму виходять сірі покриття, а за підвищених - молочні. Практичним шляхом знайдено оптимальний режим хромування: щільність струму 50-60 А/дм2 за температури електроліту 52° - 55° ±1°.
Щоб бути впевненим у працездатності електроліту, у приготовленій ванні можна покрити кілька деталей, подібних за формою та розмірами до робочих зразків. Підібравши режим і дізнавшись вихід струму простим виміром розмірів до і після хромування, можна приступати до покриття гільз.

За запропонованою методикою накладають хром на сталеві, бронзові та латунні деталі. Підготовка їх полягає у промиванні поверхонь, що підлягають хромуванню, бензином і потім милом (за допомогою зубної щітки) гарячій воді, зарядку в оправку та розміщення у ванні. Після занурення в електроліт потрібно почекати 3-5 сек і потім включити робочий струм. Затримка потрібна у тому, щоб деталь прогрілася. Одночасно відбувається активування поверхні деталей з латуні та міді, оскільки ці метали добре труїться в електроліті. Однак більше 5 с чекати не слід – у складі цих металів є цинк, присутність якого в електроліті неприпустима.

Визначення вмісту хромового ангідриду СгОз залежно від частки розчину
питома вага при 15 С	Зміст CrO3
	В молях	У г/л
1,07	1,00
1,08	1,14
1,09	1,29
1,10	1,43
1,11	1,57
1,12	1,71
1,13	1,85
1,14	2,00
1,15	2,15
1,16	2,25
1,17	2,43
1,18	2,57
1,19	2,72
1,20	2,83
1,21	3,01
1,22	3,16
1,23	3,30
1,24	3,45
1,25	3,60
1,26	3,75
1,27	3,90
1,28	4,06
1,29	4,22
1,30	4,38
1,31	4,53
1,32	4,68

Хромуємо алюмінієві сплави

На процесах нанесення хрому на алюмінієві сплави необхідно зупинитися особливо. Виконання таких покриттів завжди пов'язане із низкою труднощів. Насамперед це необхідність попереднього нанесення проміжного шару. Сплави алюмінію, що містять велику кількість кремнію (до 30%, сплави марок АК12, АЛ25, АЛ26, САС-1), можна хромувати таким чином:
- промивання деталі в бензині,
- промивання у гарячій воді з пральним порошком або милом,
- обробка деталі в розчині азотної та плавикової кислот (відношення 5:1) протягом 15-20 с,
- промивання у холодній воді,
- Встановлення деталі на оправці та хромування (завантаження у ванну під струмом!).

Інша річ, якщо необхідно покрити хромом сплав АК4-1. Його вдається відхромувати лише за допомогою проміжного шару. До таких методів належать: цинкатна обробка; по підшару нікелю; через сіль нікелю; через анодну обробку деталі у розчині фосфорної кислоти.

У всіх випадках деталі готують так:
- шліфування (і притирання);
- очищення (видалення жирових відкладень після шліфування в бензині або трихлоретилені, потім у лужному розчині),
- промивання в проточній холодній та теплій (50-60°) воді,
- травлення (для видалення частинок, що залишилися на поверхні після шліфування та притирання, а також для покращення підготовки поверхні деталі до нанесення хрому).

Для травлення використовується розчин їдкого натру (50 г/л), час обробки 10-30 при температурі розчину 70-80°.
Для травлення сплавів алюмінію, що містять кремній та марганець, краще використовувати такий розчин, у вагових частинах:
азотна кислота (щільність 1,4)-3, плавикова кислота (50%)-1. Час обробки деталей 30-60 при температурі розчину 25-28°. Після травлення, якщо це гільза циліндра, її треба негайно промити в проточній воді і на 2-3 опустити в розчин азотної кислоти (50%) з подальшим промиванням водою.

Проміжні покриття

Цинкування

Алюмінієві вироби при кімнатній температурі опускають на 2 хв розчин (їдкий натр 400 г/л, сірчанокислий цинк 120 г/л, сіль Рошеля 5-10 г/л. Або: їдкий натр 500 г/л, окис цинку 120-140 г /л) при постійному перемішуванні. Покриття досить рівномірне і має сірий (іноді блакитний) колір.
Якщо цинкове покриття лягло нерівномірно, деталь опускають в 50-відсотковий розчин азотної кислоти, що натравлює, на 1-5 с і після промивання повторюють Цинкування. Для магнійсодержащих сплавів алюмінію подвійне цинкування обов'язково. Нанісши другий шар цинку, деталь промивають, заряджають в оправку і під струмом (без подачі напруги цинк встигає частково розчинитися в електроліті, забруднюючи його) встановлюють у ванні. Попередньо оправлення з деталлю занурюється у склянку з водою, нагрітою до температури 60°. Процес хромування простий.

Нікелювання (Хімічне)

Якщо цинк не лягає на алюміній (найчастіше це відбувається на сплаві АК4-1), можна спробувати нанести хром через нікель. Порядок роботи такий:
- притирання поверхні,
- знежирення,
- травлення 5-10 с в розчині азотної та плавикової кислот, змішаних у співвідношенні 3:1,
- нікелювання.

Остання операція - у розчині наступного складу: сірчанокислий нікель 30 г/л, гіпофосфіт натрію 10-12 г/л, оцтовокислий натрій 10-12 г/л, глікоколь-30 г/л. Складається він спочатку без гіпофосфіту, який вводиться перед нікелюванням (з гіпофосфітом розчин довго не зберігається). Температура розчину при нікелюванні 96-98 °. Можна використовувати розчин і без глікоколи, тоді температура повинна бути знижена до 90 °. За 30 хв на деталь осаджується шар нікелю завтовшки від 0,1 до 0,05 мм. Посуд для робіт - тільки скляний або порцеляновий, тому що нікель осідає на всі метали восьмої групи періодичної таблиці. Добре піддаються нікелюванню латунь, бронза та інші мідні сплави.

Після осадження нікелю проводиться термообробка для поліпшення зчеплення з основним металом (200-250°, витримка 1-1,5 год). Потім деталь монтується на оправці для хромування і опускається на 15- 40 с розчин 15% сірчаної кислоти, де обробляється зворотним струмом з розрахунку 0,5-1,5 А/дм2. Відбувається активування нікелю, видаляється окисна плівка, і покриття набуває сірий колір. Кислота повинна застосовуватися тільки хімічно чиста (у крайньому випадку акумуляторна). Інакше нікель набуває чорного кольору, і хром на таку поверхню ніколи не ляже.
Після цього оправлення з деталлю завантажують у ванну хромування. Спочатку дають струм вдвічі більший, потім протягом 10-12 хв його зменшують до робочого.

Дефекти хімічного нікелювання:
- нікелювання не відбувається: деталь не прогрілася, слід почекати деякий час,
- плями на поверхні (характерно для АК4-1): погана термообробка деталі, потрібно її термообробити при 200-250 ° протягом 1,5-2 год.

Видалення нікелю з алюмінієвих сплавівможна виробляти у розчині азотної кислоти.
Іноді у процесі нікелювання відбувається саморозряд – випадання порошкоподібного нікелю. В цьому випадку розчин виливають, а посуд обробляють розчином азотної кислоти для видалення з її поверхні нікелю, який заважатиме осадженню на деталі.

Хотілося б відзначити, що нікель-фосфор сам по собі має дуже цікаві властивості, не властиві хромовим покриттям. Це рівномірність шару поверхні деталей (після осадження доведення не потрібно); висока твердість після термообробки (режим 400 ° протягом години дає твердість покриття HV 850-950 і більше); низький коефіцієнт тертя проти хромом; дуже незначне розширення; висока межа міцності при розтягуванні.

Нікель-фосфор без подальшого нанесення хрому може використовуватися не тільки як проміжне покриття на гільзах, але і як робоче, що знижує тертя та зношування, для золотників і поршневих пальців. Після двох років активної експлуатації двигуна з деталями подібної обробки на них була відсутня явна вироблення, характерна для сталевих гартованих поверхонь.

Нанесення хрому через сіль нікелю

Весь процес зводиться до наступного:
- травлення в розчині їдкого натру (50 г/л, t=.80°, 20 с),

- нанесення 1-го проміжного шару (хлористий нікель, 1 хв),
- стравлювання проміжного шару в розчині азотної кислоти (розчин кислоти 50%, 1 хв),
- нанесення 2-го проміжного шару (хлористий нікель, 1 хв),
- промивання водою,
- травлення (азотна кислота 50%, 15с).
- промивання у проточній воді,
- Завантаження у ванну хромування під струмом.

Нанесення хрому через анодну обробку

Замість проміжних шарів можна виконувати анодну обробку в розчині 300-350 г/л фосфорної кислоти при температурі 26-30°, напрузі на затискачах 5-10 і щільності струму 1,3 а/дм2. Ванну слід охолоджувати. Для сплавів, що містять мідь та кремній, застосовують розчин 150-200 г/л фосфорної кислоти. Режим - 35 °, час обробки 5-15 хв.
Після анодної обробки слід провести короткочасну катодну обробку у лужній ванні, яка частково знімає оксидний шар. Як показали дослідження, в процесі анодної обробки алюмінієвих сплавів у фосфорній кислоті на деталях утворюється шорстка поверхня, яка сприяє міцному зчепленню покриття, що наноситься згодом.

Пристосування, оправлення.

Хромування гільзи
Для виконання робіт із гільзою циліндра виготовляється оправлення. Її пристрій зрозумілий з наведеного малюнка, зупинимося лише на окремих деталях.
Анод – сталева шпилька; з одного її кінця на довжині 50-60 мм наплавляється свинець із сурмою (7-8%). Свинець проточується по зовнішньому діаметру до 6 мм (для робочих гільз 0 15 мм). З іншого боку шпильки нарізається різьблення для фіксації дроту.

Катодом служить кільце з внутрішнім діаметром, що на 0,5 мм перевищує внутрішній розміргільзи. У нього карбується відрізок ізольованого дроту. Мідні та латунні провідники краще не використовувати – електроліт розчиняє їх, іконтакт може бути порушений. Перед монтажем виправлення у ванні корисно перевірити надійність контактів тестером.

1 - кришка (вініпласт), 2 - верхня частинаоправки (фторопласт), 3 - нижня частина оправки (фторопласт), 4-анод (сталь), 5 - катод, 6 - наскрізне вікно для проходу електроліту, 7 - гільза, що покривається, 8 - насадка-ізолятор

Хромування сталевих деталей
(колінвал, палець кривошипа, палець поршня, обойми підшипників)
Хромування сталевих деталей ведеться за такою технологією:
- видалення жирових плям за допомогою бензину,
- промивання у гарячій воді з милом,
- обробка деталі зворотним струмом протягом 2-3 хв,
- перемикання в режим хромування зі струмом, в 2-2,5 рази більшим за розрахунковий, і поступове зниження струму протягом 10-15 хв.

Розрахунковий струм визначається перемноженням площі поверхні, що хромується на струм процесу. Для сталі остання величина-50 А/дм2. При хромуванні, наприклад, посадкового місцяпід корінний підшипник на колінвалі двигуна КМД-2,5 розрахунковий струм дорівнюватиме 0,03 дм2 x 50 А/дм2 x 1,5 А.

Для хромування пальця кривошипа знадобиться нова оправка. Як і при обробці колінвалу, все відкриті ділянкиповерхні закриваються клеєм "АГО". Анод виточується зі сталі з наступним заливанням свинцем і розточуванням отвору під палець. Застосування сталевої деталі пояснюється необхідністю забезпечити надійний контакт - у свинці різьбові з'єднанняненадійні. Розрахунки струмів аналогічні. Робота проводиться у виправленні валу за допомогою спеціальної насадки.

Майже нічим не відрізняється хромування підшипників. Єдине - для запобігання внутрішній частині деталі її заповнюють солідолом або іншим консистентним мастилом, яке після нанесення покриття вимивається бензином. Оправлення для хромування зовнішньої обойми шарикопідшипника:
1-корпус оправлення підшипника; 2-кулькопідшипник; 3-фігурна гайка; 4-анод (свинець); 5-центральна частина оправлення для хромування; 6-катод (сталь); 7-кришка; 8-наскрізне вікно для проходу електроліту.

Дефекти хромування та їх причини
1. Хром не осідає на виріб:
- поганий контакт у анода чи катода,
- мало перетин провідників,
- на поверхні анода утворилася товста плівка оксидів (видаляється в розчині соляної кислоти),
- мала щільність струму,

- мала відстань між електродами,
- Надлишок сірчаної кислоти.

2. Покриття відшаровується:
- погане знежирення поверхні,
- Порушувалася подача струму,
- коливання температури чи щільності струму.

3. На поверхні хрому - кратери, отвори:
- на поверхні деталі затримується водень
- Змінити підвіску так, щоб газ вільно видалявся,
- на поверхні основного металу є графіт,
- Поверхня основного металу окислена, пориста.

4. На виступаючих частинах потовщене покриття:
- Підвищена щільність струму.

5. Покриття жорстке, відшаровується:
- мала щільність струму, підвищена температура електроліту,
- у процесі хромування змінювалася температура електроліту,
- у процесі шліфування виріб перегрівся.

6. Хром не осідає навколо отворів деталі:
- велике виділення водню; - закрити отвори пробками з ебоніту.
- Надлишок сірчаної кислоти.

7. На покритті коричневі плями:
- Нестача сірчаної кислоти,
- надлишок тривалентного хрому (більше 10 г/л) - витримати ванну під струмом без деталей, збільшивши поверхню анодів і зменшивши - катодів.

8. М'яке "молочне" покриття:
- Висока температура електроліту,
- мала щільність струму.

9. Покриття матове, нерівне, важко притирається:
- Нестача хромового ангідриду.
- велика щільність струму,
- Нестача сірчаної кислоти,
- Надлишок тривалентного хрому.

10. Покриття плямисте та матове:
- у процесі хромування переривалася подача струму,
- Виріб перед завантаженням був холодний.

11. В одних місцях покриття блискуче, в інших матове:
- велика щільність струму,
- низька температура електроліту,
- неоднакова щільність струму на виступаючих та поглиблених частинах деталі.

Концентрація хромового ангідриду в електроліті контролюється ареометром. Концентрацію сірчаної кислоти вдається визначати лише, на жаль, побічно, за якістю покриття. У процесі хромування відбувається випаровування електроліту. У цих випадках доливають воду до рівня. Робиться це без встановлення деталей - можлива зміна температури електроліту. Після хромування всі вироби піддають термообробці протягом 2-3 годин для видалення водню при температурі 150-170°. Усі роботи ведуться під витяжним пристосуванням, у гумових рукавичках та окулярах.