Декоративное хромирование

Электролитически осажденный хром имеет серебристо-голубой цвет (в растворах хромового ангидрида) или сероватый оттенок (в трехвалентных соединениях хрома).

Плотность хрома — 0,7 г/см³, нормальный потенциал — 0,56 В, Покрытия из него имеют высокие твердость, износостойкость, жаростойкость, химическую стойкость и низкий коэффициент трения. Для придания декоративных свойств потребительским товарам применяют хромовое покрытие толщиной до 1 мкм в виде заключительного слоя в многослойных системах или до 5…8 мкм в случае хромирования латунных изделий без никелевого подслоя. Защиту стальных деталей от коррозии одним хромовым покрытием не выполняют, что обусловлено его пористостью (наличием сетки трещин и пор) из-за высоких внутренних напряжений.

Наиболее распространенный стандартный электролит декоративного хромирования имеет следующий состав (г/л): 200…300—хромового ангидрида, 2,0…3,0 — серкой кислоты, В нем получают блестящие покрытия высокого качества, он может работать в широком диапазоне плотностей тока (8…60 А/дм²), хотя в декоративном хромировании эта величина ограничивается - 20. А/дм².

Процесс хромирования имеет некоторые особенности по сравнению с другими гальваническими процессами:

1. Выход по току составляет 10…25%, в связи с чем процесс идет при значительном газовыделении. Газ несет в себе некоторое количество электролита, для удаления которого требуется мощная вентиляция или применение специальных ПАВ (хромин, хромоксан), образующих на поверхности защитный слой пены, поплавков в виде шариков и. кусочков пенопласта. Все эти защитные средства уменьшают площадь испарения электролита и улучшают экологические условия на рабочем месте.

2. Из-за низкой рассеивающей способности применяют дополнительные аноды, позволяющие прокрывать углубленные места, а также используют экраны, которые берут на себя часть тока и предотвращают подгар выступающих частей или крайних деталей на подвеске. Чтобы несколько улучшить рассеивающую способность, применяют электролит с низкой концентрацией хромового ангидрида (150…200 г/л),

3. Применяют только нерастворимые аноды, которые состоят из свинца, легированного сурьмой (6%) и оловом (10%). По мере необходимости их очищают от оксидов и солей свинца. Чистку проводят механически перед началом работы (металлической щеткой во влажном состоянии) или химическим способом, например, в растворе соляной кислоты (1:1), после чего аноды тщательно промывают, чтобы не занести хлор в ванну, или в растворе, содержащем едкий натр — 20…30 г/л и сегнетовую соль — 20…30 г/л при температуре 60…70 °С. В настоящее время применяют титановые аноды с нанесенным на них каталитическим слоем, основу которого составляет диоксид марганца. Такие аноды лишены недостатков свинцовых и срок службы их достигает двух лет, по истечении которых наносят новый каталитический слой и вновь используют аноды.

Кроме стандартного электролита хромирования применяют различные «саморегулирующие» электролиты. В качестве саморегулирующей добавки, содержащей катализатор процесса, используют целый комплекс соединений кремнефторидов и сульфатов, например, добавки ДХТИ-10, ДХТИ-11, «Лимеда Х-80», «Лимеда Х-2». Электролиты этого типа отличаются высокой рассеивающей способностью и стабильностью в работе, в них можно получать блестящие хромовые покрытия, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью. Саморегулирующие добавки электролитов автоматически поддерживают заданную концентрацию анионов, катализирующих протекание реакции. Это достигается введением в электролит солей в количествах, превышающих их растворимость; к ним относят соли стронция, кремнефториды, фториды и др.

По мере расходования анионов-катализаторов происходит постепенное растворение лежащих на дне солей в виде осадка, что и обеспечивает постоянство состава в процессе длительной работы. Наиболее распространенный электролит данного типа имеет следующий состав (г/л): хромовый ангидрид — 250…300, добавка ДХТИ-10 — 6…8, режим обработки: температура — 50…60 °С, плотность тока – 8…20 А/дм². Добавка ДХТИ-10 представляет собой смесь неорганических солей, выполняющих роль катализатора.

Таблица 25 - Дефекты хромирования

Дефекты, встречающиеся при хромировании, приведены в табл. 25.

Для декоративного хромирования применяют также электролиты на основе трехвалентных соединений хрома. Единственный электролит, применяемый в промышленности, имеет следующий состав (г/л): хром металлический — 18…26; комплексообразователь — 30…40, сульфат аммония — 150…250, борная кислота — 20…40, специальные добавки — 0,5…2; режим обработки; температура — 15…35 °С, рН — 2,8…3,5 плотность тока — 5…20 А/дм². толщина покрытия до 35 мк. Для осаждения используют титановодноксидномарганцевые аноды. Этот электролит имеет большую рассеивающую способность, нетоксичен, нечувствителен к перерывам тока, работает при комнатной температуре.

Хромовые покрытия снимают несколькими способами. Наиболее распространенный — в 10…20%-ном растворе соляной кислоты. Его применяют для деталей из меди или имеющих никелевый подслой. Со стальных деталей хром снимают электрохимически в растворах едкого натра с концентрацией 20…100 г/л при температуре 20…60 °С и плотности тока 5…20 А/дм². Покрытие можно снимать и в отработанном электролите хромирования на аноде при плотности тока 15—20 А/дм². С деталей из цинкового сплава хром удаляют электрохимически в электролите, содержащем 30 г/л сульфида натрия и 20 г/л едкого натра при температуре 20…25 °С и плотности тока 2…3 А/дм²