Оборудование для металлизации

Определение и сущность процесса

Чтобы хромирование было проведено правильно и главное безопасно, необходимо учитывать полный спектр особенностей тех физических процессов, которые происходят в гальванической ванне. Проблема в том, что среди применяемых реактивов, большинство считаются крайне опасными для человека. Поэтому перед практической частью важно предварительно ознакомиться с теорией.

Процедура хромирования – это процесс, в результате которого на поверхности изделия оседает тончайший слой металлического хрома. Этот металл придает детали блестящий вид, улучшая ее эстетические качества. Дополнительно повышаются функциональные свойства обрабатываемого материала.

Одним из главных преимуществ хрома является его повышенная устойчивость к воздействиям агрессивной среды, он не теряет своего изначального внешнего вида на воздухе или в воде. Благодаря этому описанный металл нашел широкое применение в таких областях, как машиностроение и разработка компонентов для механизмов, которые нужны для работы в трудных условиях.

Толщина хромового покрытия всегда крайне небольшая – в диапазоне от 0.075 до 0.25 мм. По сравнению с никелем, хром практически всегда не накладывается на металл. С этой целью применяется слой подложки, которая наносится гальваническим путем. Подобное образование формируется из никеля и меди, а также требует использования особых технологических манипуляций, что лишь дополнительно усложняет процесс хромирования.

Главным недостатком химической металлизации в домашних условиях является приобретение всех необходимых реактивов. Основным компонентом выступает оксид хрома – это очень сильный яд. Но проблемой является не столько сама опасность использования представленного компонента, сколько возможность его приобрести. Оборот соединения ограничен и контролируется государством. Если раствор попадет на кожу, имеется риск возникновения сильнейшего раздражения, которое может стать причиной развития рака кожи.

Особенности материалов

Изделия не слишком большие по своим размерам и обладающие простой формой, могут обрабатываться описанным выше путем без использования специализированного оснащения. В ситуации, когда оборудование у вас имеется, работать можно даже с габаритными элементами очень сложной конфигурации.

При грамотной подготовке материалов, можно собственными силами получать покрытия, причем их качество будет находиться практически на том же уровне, что и у заводских изделий.

Химическая металлизация невозможна без реактивов, обладающих такими свойствами как: восстановитель и активатор. Нужна также грунтовка и лак, они защитят уже сформированное покрытие от воздействия внешних факторов.

Существует особый красящий тонер, его можно применять для окраски металлического слоя. Грунтовка используется с целью улучшения адгезии наносимого слоя хрома с материалом. Если результат работы вас не устроил, всегда можно повторить процедуру. Предварительно следует смыть покрытие при помощи специального раствора.

Подготовка

Операции по хромированию должны проводиться в специально подготовленном нежилом помещении, важно чтобы оно было снабжено вытяжной вентиляцией. Можно переоборудовать под эти цели обычный гараж. Летом, есть возможность работать на открытом воздухе под сооруженным навесом. В самых крайних случаях может использоваться балкон квартиры, однако в такой ситуации необходимо соблюдать все меры безопасности, чтобы не навредить себе и соседям.

Заранее позаботьтесь о СИЗ, таких как респиратор, а также перчатки, выполненные из плотного материала. Вся одежда должна быть прикрыта специальным прорезиненным фартуком.

Поверхности, которые подлежат хромированию, также следует подготовить. С них нужно удалить краску, любые загрязнения, пятна ржавчины. После того как элементы зачищены их следует обезжирить. Если подготовить детали неправильно, то в результате покрытие будет образовано с мелкими раковинами

Процесс обезжиривания должен осуществляться без использования бензина. Специалисты предпочитают готовить особый раствор, состоящий из силикатного клея, едкого натра и кальцинированной соды. Он подогревается до 90 градусов, после чего в него помещается на 20 минут деталь, которую нужно обезжирить. Если элемент отличается сложной структурой, то выдерживать его придется значительно дольше по времени, вплоть до 1 часа.

Оборудование для химической металлизации своими руками без чертежей

Для начала важно не только тщательно изучить теорию, полезно будет посмотреть несколько обучающих видео. Никуда не деться и без подготовки полного комплекта технических компонентов, а также всех расходных материалов. Все так же как и при серебрении.

Главная проблема заключается в соблюдении техники безопасности, что касается самой технологии, то процедура чем-то напоминает привычный процесс покраски. Важно лишь делать все последовательно и не отклоняться от плана. Сложностей в процессе возникнуть не должно, если вы представляете что нужно делать.

Самая элементарная установка для химической металлизации может быть изготовлена из емкости, которая используется в паяльной лампе, главное, чтобы она была эмалированной. Стоит понимать, что такое оборудование примитивно и подходит исключительно для выполнения простых операций.

  • Проводится очистка поверхности детали от любых загрязнений.
  • Осуществляется ее обезжиривание.
  • Элемент, который будет обрабатываться, тщательно промывается водой.
  • В случае, когда процедуре будет подвержена не вся поверхность изделия, ненужные участки следует изолировать свинцом. Этот материал обладает устойчивостью к воздействию электролита.
  • Обрабатываемое изделие крепится к проводу, через который будет подавать ток, после чего опускается в емкость, где уже залит электролит. Выдерживать деталь нужно на протяжении 1 часа.
  • Элемент извлекается из раствора, высушивается и полируется в том случае, если качество образовавшегося покрытия вас устраивает.

Самодельный аппарат для химической металлизации изготовить просто, главное, во время его использования, соблюдать ряд перечисленных рекомендаций.

  • Перед тем как начинать, следует убедиться, что все контакты надежно закреплены.
  • Используйте резиновые перчатки в процессе извлечения обрабатываемого элемента из раствора, это позволит избежать ожогов.
  • Обеспечьте хорошую циркуляцию воздуха помещения, в котором ведется работа. Данные процессы приводят к интенсивному выделению газов, они могут негативно воздействовать на слизистые оболочки, тем самым причиняя вред вашему здоровью.

При правильной подготовке и детальном изучении всех аспектов процедуры, можно получать качественные покрытия, характеризующиеся стильным внешним видом и обладающие превосходными защитными свойствами. Получив необходимые реагенты для химической металлизации, можно в домашних условиях реставрировать поверхности бывших в употреблении деталей, а также создавать красивые изделия, которые впоследствии могут использоваться в декоративных целях.

Требования к используемому оборудованию

Если говорить о серьезном подходе к работе, то стоит позаботиться о выборе надежного и производительного оборудования. Оно должно быть снабжено как минимум двумя баками с реагентами. Полный объем которых должен достигать 12 литров и более.

При покупке уже готовой установки, обращайте внимание на бренды и гарантийный срок. В том случае, если он меньше трех лет, то тратить деньги на такое оборудование не стоит. Бак должен быть прочным и не иметь повреждений, допускать просачивание реагентов нельзя.

Реактивы для химической металлизации своими руками

Каждый компонент, используемый в работе, обязательно должен быть приготовлен на заранее отфильтрованной особым способом воде. Это необходимо для достижения нужной толщины покрытия. Концентрация реактива в растворе должна быть максимальной.

Вот полный список необходимого:

  • грунт связующего типа – 3 литра;
  • модификатор – 1 литр;
  • восстановитель – 1 литр;
  • активатор – 1 литр;
  • лак для защиты – 1,6 литра;
  • отвердитель – 0,5 литра;
  • тонеры для пигментации – 40 мл.

Можно приобрести готовый набор компонентов для химической металлизации в специализированных магазинах. В итоге останется лишь подготовить все компоненты и осуществить работу в правильной последовательности. Соблюдение всех этапов играет существенную роль, старайтесь делать все грамотно.

Помните о том, что в итоге, покрытие детали будет матовым. Чтобы придать изделию характерный блеск, следует тщательно его отполировать. Хромирование своими руками позволит вам избежать лишних денежных затрат, которые возникнут, если вы решите обратиться за помощью в специализированную мастерскую.

На нашем сайте вы найдете широкий перечень оборудования для других технологий обработки металлов. Чтобы узнать больше, перейдите в наш каталог.

Оборудование для гальванического хромирования

Электрохимическое хромирование – насаждение на поверхности деталей слоя хрома определенной толщины под воздействием электрического тока. Технология используется для увеличения износостойкости поверхностей, восстановления их первоначальных размеров, антикоррозионной защиты и в декоративных целях. Главный элемент линий – гальванические ванны. Наша компания изготавливает продукцию согласно действующему ГОСТу 23738-85. В зависимости от технологических особенностей производства ванны для хромирования могут иметь несколько видов.

Ванны без карманаВанны с карманомВанны с двухступенчатой промывкойВанны с трехступенчатой промывкой

В зависимости от типа линии оборудование для хромирования включает в себя набор дополнительных агрегатов и установок. Хромирование может выполняться на:

  1. Линиях с ручным управлением. Управление технологическим процессом осуществляется оператором при помощи пульта. Метод применяется при штучном или мелкосерийном производстве.
  2. Линиях с полуавтоматическим управлением. Вручную задается лишь номер позиции.
  3. Автоматических линиях. Применяется на крупносерийном производстве. Оборудование для хромирования управляется специальной компьютерной программой.

Выпускаемые нами гальванические ванны можно устанавливать на любые типы линий, на них есть возможность монтировать все необходимое дополнительное технологическое оборудование.

Для обеспечения безопасности процесса в оборудование для хромирования включаются следующие специальные агрегаты:

  1. Общецеховая или общезаводская химически устойчивая вентиляция. Отдельно монтируются вытяжные зонты и бортовые отсосы.
  2. Оборудование для подготовки деталей. Имеют вид барабанов, используются для предварительной подготовки деталей.
  3. Запорная водопроводная арматура и трубопроводы из химически устойчивых материалов.
  4. Системы автоматики. Дозаторы, контроллеры потока и т. д.
  5. Выпрямители постоянного тока, регуляторы напряжения и силы, нагревательные элементы, предохранительная электрическая арматура. Выбирает оптимальные режимы для хромирования различных изделий с учетом заданных оператором параметров.
  6. Емкости для очистки технологических вод, фильтровальные установки, накопители отходов.
  7. Электрические шкафы управления.

В зависимости от пожеланий заказчика перечень агрегатов на линиях может корректироваться.

Особенности подготовки ванны для хромирования

Хромирование деталей происходит в емкостях в среде химического раствора серной кислоты (в пределах 0,8–1,2%) и хромового ангидрида. Раствор приготавливается в запасной ванне из химически инертных пластиков. В емкость наливается половина объема деминерализованной воды и порционно добавляется хромовый ангидрид при постоянном перемешивании до полного растворения. Порошок хромового ангидрида должен соответствовать стандарту ВN-76/6068-11 и иметь в своем составе не более 0,4% серной кислоты. Химическая металлизация выполняется одним из четырех сортов хромового ангидрида: S, I, II и III. В зависимости от сорта изменяется процент серной кислоты. Недостающее количество кислоты добавляется только после проверки плотности жидкости ареометром. Содержание хромового ангидрида определяется по Табл. №1.

Табл. №1. Плотность водного раствора хромого ангидрида при t° = +15°С

Электрохимическое хромирование – непрерывный технологический процесс, параметры покрытия зависят от температуры, плотности раствора и силы тока. В целях экономии энергоносителей современные технологии используют универсальные растворы, что дает возможность регулировать толщину слоя хрома только за счет температуры и времени выдержки. При этом плотность тока не превышает 15–20 А/дм2, а температура +40–50°С. Металл подается в ванную подогретым до рабочей температуры.

Табл. №2. Зависимость толщины покрытия от времени процесса и плотности тока, t° +40°С

Табл. №3. Зависимость толщины покрытия от времени процесса и плотности тока, t°+55°С

Гальваническое хромирование должно выполняться при правильном пространственном положении внутреннего анода и матриц. Если изделия располагаются неправильно, то выделяющиеся на поверхности пузырьки газов препятствуют равномерному осаждению хрома. На рис. 1 показано правильное положение, а на Рис. 2 неправильное.

Правильное размещение изделия Неправильное положение изделий

1 – анод;

2 – изоляция анода;

3 – зеркало раствора;

4 – изоляция изделия;

5 – покрытие хромом.

Виды покрытий

Процесс гальванического хромирования корректируется с учетом требуемых видов поверхности деталей.

  1. Двухслойные покрытия комбинированного типа. Придают хрому повышенную износостойкость, увеличивают размеры изделий. Применяется комбинация износостойкого и непористого молочного хрома. Хромирование делается в два этапа. Первый этап протекает при плотности тока 30 А/дм2 и температуре 343 К (+70°С), наносится молочный хром толщиной в пределах 9 мкм. Второй этап – температура раствора понижается до 328 К (+55°С), а катодная плотность тока увеличивается до 45–55 А/дм2. Длительность завершающего процесса устанавливается в зависимости от желаемой толщины слоя хрома.
  2. Черные покрытия. Для нанесения используется то же оборудование для хромирования, меняются только режимы нанесения. Имеет небольшую толщину (в пределах 1,5–2,0 мкм), характеризуется высокой теплопроводностью и адгезией к основанию. Металл сохраняет первоначальные физические свойства при температурах до 773 К (+500°С).
  3. Пористые покрытия. К ним не относятся молочные, хромирование специально делается таким способом, чтобы на поверхности появлялись микроскопические поры. В них в дальнейшем удерживаются смазочные материалы, что уменьшает износ трущихся поверхностей. Электрохимическое хромирование для пористого покрытия продолжается 10–12 минут при катодной плотности тока 40–60 А/дм2 и температуре раствора 325 К (+50°С) – 331 (+57°С) К.

Качество покрытия во многом зависит и правильности выбора режимов и тщательности предварительной подготовки изделий. Они должны быть очищенными от загрязнений и масляных пятен, острые углы и необрабатываемые отверстия закрытыми. Оборудование для хромирования настраивается технологом, контроль за соблюдением процессов производит оператор. Существующие нормативные документы устанавливают следующие требования по технологическом процессу:

  1. Допускается кратковременное изменение температуры раствора в пределах ±10°С. Если электролит охладился или перегрелся выше указанных полей допусков, то процесс считается прерванным. Дальнейшие действия зависят от степени нарушения качества покрывающего слоя. После анализа состояния поверхностного слоя хромирование может продолжаться или прекращаться, решение принимает технолог производства.
  2. Подвески и контакты должны изготавливаться из аналогичного материала. Остальное оборудование не должно подвергаться воздействию агрессивных химических соединений.
  3. Поперечное сечение всех токопроводящих элементов должны выдерживать требуемые значения с запасом. Величина запаса подбирается с учетом сортамента обрабатываемой продукции. Химическая металлизация выполняется одновременно с максимально широким ассортиментом. Перестраивать и переналаживать гальванические ванны для хромирования под каждый тип изделий экономически невыгодно. Надежность контактов должно обеспечивать длительную работу без появления окалины и перегрева, любые скачки величины тока оказывают негативное влияние на качество прокрывающего слоя.
  4. Специальное оборудование для подвески должно обеспечивать одинаковое расстояние между однотипными деталями, в противном случае показатели покрывающего слоя не будут идентичными. На поверхности одних появится «пригар», на других образуется матовый оттенок.
  5. Категорически запрещается прерывание тока во время процесса. Гальваническое хромирование от начала и до конца должно выполняться в указанных режимах. При повторном включении новое покрытие отслаивается от старого, детали подлежат выбраковке и повторной обработке. Допускается повторное покрытие хромом только после анодного травления, при этом хромирование начинается с минимальных значений тока.
  6. Детали со сложным рельефом поверхности нужно хромировать после «скачка тока». Показатели тока на 1–2 минуты увеличивают в два раза против расчетных, в дальнейшем ток понижают и продолжают процесс. За счет такой технологии слой хрома осаждается в самых углубленных местах.

Некачественное гальваническое хромирование деталей из сплавов меди и стали может сниматься раствором соляной кислоты в пропорции 1:1. На изделиях, насыщение которых водородом не допускается, некачественный слой снимается в щелочных растворах.

Основные дефекты и их причины

Вид дефекта Причина
Покрытие отслаивается от поверхности Некачественно очищены поверхности, резко понизилась температура, несоответствие величины тока.
Хром отслаивается вместе с подслоем никеля Пониженное значение pH электролита.
Внешний вид покрытия имеет серый оттенок В растворе недостаточно серной кислоты.
Пропуски или неравномерность покрытия по толщине Плохая подготовка поверхностей, экранирование близкорасположенных элементов на подвесках.
Большое количество точеных углублений Неправильное расположение деталей по отношению к электроду.

При необходимости сотрудники нашей компании окажут теоретические консультации по выбору оптимальных размеров ванн и технологий хромирования различных деталей.

Оставьте комментарий