В даний час проблеми хромування в домашніх умовах стоять досить гостро. Причиною тому є досить високий цінник на подібні послуги з боку спеціалізованих майстернях. Хромування деталей і вузлів механізмів не тільки надає їм досить ефектний і привабливий зовнішній вигляд, але і поліпшує ряд техніко-експлуатаційних показників. Так, шар хрому, заподіяну тим чи іншим методом, запобігає корозію сталі, а отже, продовжує термін корисної експлуатації виробу. За запевненням металознавців, хромування також збільшує показники фрикційної зносостійкості, і навіть підвищує втомну міцність конструкції з металу.
Загальні положення
Технологія процесу досить проста, її елементарно можна відтворити в домашніх умовах. Хромування – нанесення поверхневого або дифузійного шару на виріб зі сталі або пластику.
Нанести шар можна декількома принципово різними методами:
- гальванічна ванна;
- гальванічна кисть;
- газополум’яне напилення;
- іонно-плазмові технології.
Останні два методи є дуже енергоємними і вимагають дорогого обладнання. Не підходять для обробки деталей в домашніх умовах. Хромування, отримане з використанням газополум’яного напилення, набагато більш якісне. Але найкращий результат дає іонно-плазмова обробка в тліючому розряді вакуумної камери, так як в цьому випадку атоми проникають вглиб вироби, і шар має дуже хороші адгезійні властивості.
Переваги і недоліки гальванічної кисті
Основною перевагою так званої гальванічної кисті є відсутність обмежень за габаритними розмірами оброблюваного виробу. Можливості ж гальванічної обробки обмежені розмірами самої ванної. Хромування в домашніх умовах великих і важких виробів важко реалізувати на практиці: знадобиться великий бак, кран-балка для підйому важких виробів, великий обсяг розчину і т. д.
Нанести шар якісно і рівно, щоб поверхня була однорідною і блискучою, зможе далеко не кожен обиватель. З таким завданням під силу впоратися лише професіоналам, які займаються подібними роботами давно і на постійній основі. Це є основним недоліком даного методу.
Для хромування деталей в домашніх умовах найбільш часто облаштовують найпростішу гальванічну ванну.
Правила та вимоги техніки безпеки при проведенні гальванічних робіт
Забороняється експлуатувати установку у приміщенні, в якому проживають люди. Ідеальне місце для організації виробництва – гараж або сарай на вулиці.
Влітку, коли на вулиці тепло, можна облаштувати міні-ділянка гальванічної обробки прямо на вулиці під дахом веранди. В умовах міста у багатоповерхівках для хромування в домашніх умовах припустимо використовувати площу балкона. При цьому рама, якщо вона є, повинна бути відкрита навстіж, а двері та вікна в квартиру повинні бути закриті.
В обов’язковому порядку з метою не допустити ураження електричним струмом і уникнути шкідливого впливу хімічно активних елементів необхідно працювати у промислових гумових рукавичках для електриків. Щоб мінімізувати шкідливий вплив отруйних випарів, необхідно надіти промисловий протигаз або респіратор. Для захисту від бризок використовуються окуляри, фартух з щільною прогумованою тканини.
Необхідний інструмент та комплектуючі вироби
Для реалізації гальванічного хромування в домашніх умовах знадобиться придбати або знайти наступні елементи для збірки установки:
- скляний бак (в побутових умовах ідеальним замінником є звичайна банку для закаток об’ємом три літри);
- ванна з неметалевого матеріалу (добре підійде для цих цілей пластмасовий тазик);
- теплоізоляційні матеріали;
- нагрівач (зазвичай використовується спіраль кип’ятильника);
- анод (для виготовлення цього елемента ідеально підходить сплав свинцю з сурмою з масовою часткою першого 93 %, матеріал досить дефіцитний, тому при хімічному хромуванні в домашніх умовах найбільш часто застосовується свинець технічної чистоти);
- катод являє собою своєрідну клему, яка замикається на оброблювану заготовку);
- ртутний лабораторний термометр;
- оснащення, яке дозволяє підвісити деталь у ванній;
- кришка для ванної (добре підходить матеріал деревини і фанера);
- перетворювач змінного струму постійної з можливістю регулювання опору; для забезпечення протікання фізико-хімічних процесів по всьому об’єму банки, мінімальна сила струму повинна становити 18 ампер.
При бажанні і відповідній кваліфікації можна реалізувати контрольований процес хромування в домашніх умовах. Технологія передбачає протікання гальванічних процесів при певній температурі (в залежності від площі поверхні виробу, об’єму рідини тощо) з метою отримання максимального корисного ефекту і якості шару.
Вище представлена проста схема установки. Цифри на ній означають: 1 – скляну ємність (банку), 2 – анод (або аноди), 3 – хромируемую деталь (катод), 4 – розчин електроліту.
Для контролю температури знадобиться найпростіша термопара і потенціометр. Подібне обладнання можна без праці знайти на блошиних ринках.
Потрібно проводити очищення поверхні виробів?
Результат процесу залежить від безлічі факторів. Але найбільший вплив має, безумовно, якість і чистота поверхні, на яку буде наноситися шар хрому. Щоб раціонально використовувати час, всі роботи по підготовці деталей рекомендується проводити під час підготовки і нагрівання електроліту. Підігрів електроліту до робочої температури не більше трьох годин.
Тому можна сказати, що очищення поверхні виробів – це дуже важливий етап технологічного процесу. І якщо знехтувати нею, то якість хромованого шару буде дуже поганим, і незабаром таке покриття почне здуватися і злазити.
Як правильно проводити очищення поверхні
Найкращий спосіб провести очищення поверхні від жирових плям і бруду – занурити їх у ультразвукову ванну. У виробничих умовах так і надходять. Це досить ефективних метод. В даний час можна порівняно недорого придбати маленьку ванну. Але подібні витрати виправдають себе лише в тому випадку, якщо планується регулярно і часто ставити режими хромування.
Звичайно ж люди очищають деталі вручну. Так, такий метод менш продуктивний, і якість очищення часом теж не таке гарне, але все ж це хороша альтернатива придбання ванні ультразвукового очищення.
Вважається, що краще всього хромувати поверхні з невеликою шорсткістю. Так забезпечується гарне і надійне адгезионное взаємодія матеріалів. Тому рекомендується пройтися по деталі дрібнозернистим наждачним папером.
Мийна операція
При промиванні вироби насамперед необхідно сполоснути його у воді (бажано проточною). Це усуне грубі сторонні частинки. Наступним етапом потрібно знежирити деталь. Спирт і ацетон при висиханні залишають незначні патьоки. Тому рекомендується приготувати спеціальний розчин: на один літр води додати 150 г їдкого натру, 50 грам соди (кальцинованої) і 5 грам силікатного клею.
Приготовлений розчин підігрівається до температури не менше 90 градусів за Цельсієм, і в нього на 20 хвилин поміщаються деталі. Після вилучення з ємності з розчином вироби витягуються і просушуються, потім можна проводити подальші технологічні операції.
Приготування електроліту
Підготувати розчин електроліту можна без проблем і в домашніх умовах. Хромування протікає в розчині сірчаної кислоти і хромового ангідриту у воді. Такий розчин носить назву електроліту. Концентрація сірчаної кислоти – приблизно 3 грами на літр води, хромового ангідриду – близько 300 грамів.
До чистоти води також пред’являються особливі вимоги. Звичайна водопровідна вода тут непридатна: з-за великої концентрації домішок процес буде протікати непередбачувано, а результат буде дуже поганої якості. Таким чином, для приготування розчину треба купити дистильовану воду в достатній кількості.
Перед додаванням компонентом розчину воду необхідно підігріти до 60 градусів за Цельсієм. Це дає гарантію повного розчинення всіх компонентів і одержання якісного електроліту для хромування в домашніх умовах. Гальваніка – це та галузь науки і техніки, яка вимагає граничної уваги і точності від виконавця і керівника робіт. Хромовий ангідрид – дуже токсичне і небезпечне з’єднання. Тому з ним можна працювати тільки в добре провітрюваних місцях. Краще всього використовувати шафа для хімічних реактивів з потужною витяжкою. Якщо серйозно підійти до справи, то така шафа можна і потрібно змайструвати своїми руками. Хромування в домашніх умовах повинно виконуватися в суворій відповідності з усіма вимогами і правилами безпеки.
Підготовка електроліту до роботи
Перед зануренням в електроліт вироби, необхідно пропустити струм через розчин «вхолосту». У тому випадку, якщо всі параметри системи були прораховані правильно, і струм підібраний потрібної величини, розчин повинен придбати темно-коричневий відтінок. Загальна рекомендація така: щоб забезпечити протікання процесу по всьому об’єму електроліту, необхідний струм величиною шість з половиною ампер на один літр рідини. Струм пропускається протягом 4 годин.
Після того як рідина потемніла, їй необхідно відстоятися. Тому протягом як мінімум однієї доби ванну не можна чіпати.
Гальванічне хромування
Попередньо необхідно повідомити температуру робочого середовища (електроліту) 53 градуси за Цельсієм. Це забезпечить найбільш вигідні умови для протікання всіх процесів.
Потім необхідно підвісити вироби на опору так, щоб воно повністю окуналось в електроліт. Необхідно зачекати деякий час (5-10 хвилин) для того, щоб температура між електролітом і виробом зрівнялася.
Не рекомендується проводити відразу режим на реальній деталі. Спершу треба випробувати технологію на якому-небудь дослідному зразку. Навіть якщо він і буде зіпсований – не шкода.
Як тільки виявлено закономірності утворення шару і його залежності від часу подачі напруга, складу електроліту і т. д., можна приступати до масового виготовлення виробів.
Особливості хромування пластику своїми руками в домашніх умовах
Використовувати гальванічну ванну при нанесенні покриттів на вироби з пластику не представляється можливим через те, що пластмаса є діелектриком (за винятком спеціальних матеріалів, розроблених для специфічних завдань) і не проводить струм, а значить, не може виступати в ролі катода в електричній схемі.
Тому вироби з пластмас покривають декоративним шаром хрому за зовсім іншою технологією: спочатку на виріб наносяться два-три шару захисного допоміжного покриття, а вже потім шар хрому. І незважаючи на невелику товщину шару, він служить непогано і цілком справляється з завданнями, які були на нього покладені.
Підготовка виробів з пластику до хромуванню
Так само як і вироби з спеціальних сталей та металевих сплавів, пластмасові елементи конструкції також повинні пройти перед хромуванням добре вимиватися і обезжириваться. Не зайвою буде й обробка всіх поверхонь дрібнозернистим наждачним папером. Такий комплекс операцій забезпечить надійний контакт між пластиком і нанесеними шарами металів.
Обробка в розчині сірчаної кислоти
Обов’язковим етапом підготовки до металізації виробів з пластмас є операція травлення. Суть даної операції полягає в наступному. Готується спеціальний розчин (60 грам хромового ангідриду, 150 грам ортофосфорної кислоти (перетворювач іржі), 560 грамів сірчаної кислоти на один літр дистильованої води). Вироби занурюються в розчин на певний час. Який час знадобиться конкретно – сказати складно. Воно визначається дослідним шляхом і залежить від безлічі факторів. Таким чином, хромування пластику в домашніх умовах не відрізняється повторюваністю і постійністю, і кожен новий режим може проходити зі своїми особливостями. Важливий момент: до занурення у ванну пластмасових виробів температура середовища повинна сягати не менше 50 градусів за Цельсієм.
Лише після проведення усіх зазначених операцій можна приступати до нанесення металевого покриття.
