Чудеса химической металлизации

Общая информация

Хромирование является одним из наиболее распространённых видов гальванических покрытий. Хромирование изделий применяется как для защиты от коррозии, износа, налипания на поверхность контактирующих материалов, так и для декоративной отделки поверхности изделий.

В зависимости от технологии и режимов нанесения, хромовые покрытия достигают микротвёрдости до 950 — 1100 HV.

В зависимости от назначения изделий толщина хромового покрытия находится в диапазоне от 5 до 350 и более мкм.

Большая твердость наряду с низким коэффициентом трения, жаростойкостью, высокой коррозионной стойкостью и другими свойствами обусловливают высокую износостойкость хромированных деталей. Одним из наиболее важных свойств хромовых покрытий является их низкая смачиваемость (низкая адгезия к другим материалам) и низкий коэффициент трения, которые позволяют снизить налипание обрабатываемого материала к поверхности изделия.

По назначению все виды хромовых покрытий подразделяют на: защитно-декоративные, коррозионностойкие, антифрикционные, износостойкие. Самыми лучшие технико-экономические показатели имеют детали с нанесенным износостойким хромированным покрытием.

Хромовые покрытия имеют высокий коэффициент отражения и уступают только серебру, поэтому декоративное хромирование пользуется большой популярностью практически во всех отраслях промышленности.

Несмотря на высокую химическую стойкость хромовых покрытий, они обладают высокой пористостью и без подслоя (дополнительного беспористого слоя из другого металла, как правило — никеля) не обеспечивают надежной зашиты металла основы от коррозии, так как в гальванопаре железо — хром железо является анодом. Это часто наблюдается при коррозии декоративных деталей автомобилей и мотоциклов — покрытие как бы отслаивается изнутри, это происходит из-за разрушения металла под покрытием.

По этой причине в тех случаях, когда вместе с повышенной износостойкостью изделие должно иметь также и защиту от коррозии, хромовые покрытия осаждают на предварительно нанесенные слои меди толщиной 10-30 мкм и никеля 10-15 мкм. Такое трёхслойное покрытие может прослужить несколько десятков лет и среди специалистов носит название — «пирог».

Осажденный на поверхность блестящих медных и никелевых покрытий хром, несмотря на малую толщину слоя, значительно повышает их коррозионную стойкость и придает поверхности изделий красивый блестящий внешний вид.

Высокая твердость и износостойкость, низкий коэффициент трения, высокая жаростойкость и хорошая химическая устойчивость обеспечивают деталям, покрытым хромом, высокий ресурс в любых условиях эксплуатации.

Краткое описание процесса

И хоть стандарты современной жизни диктуют свои правила, люди по-прежнему с особым интересом относятся к красивым и блестящим вещам, как это делали их предки много столетий назад. Изящные детали кузовов транспортных средств, блестящие изделия в ванных комнатах и кухнях, оригинальные статуэтки и яркие покрытия домов — всё это пользуется очень большой популярностью, поэтому спрос на хромирование деталей неуклонно растёт.

В настоящее время практикуется несколько способов металлизации заготовок. Среди них:

• Оцинкование;
• Покрытие хромом;
• Покрытие алюминием.

Использование цинка положительно сказывается на антикоррозийных свойствах стальных и металлических заготовок, в результате чего их эксплуатационный срок стремительно растёт.

Алюминий также улучшает антикоррозийные свойства, поэтому его наносят на оборудование, которое вынуждено работать в температурном режиме до 900 градусов Цельсия. В числе таких приборов — детали и механизмы для добычи нефтяных продуктов и перекачки газа, комплектующие печных систем, а также множество других изделий.

Что касается покрытия хромом, то такая методика является хорошим способом создания красивых декоративных покрытий, позволяющая скрыть все производственные дефекты и придать изделию более изящный вид. К тому же хромирование улучшает ряд эксплуатационных характеристик, а именно:

• Улучшает антикоррозийные свойства;
• Увеличивает твердость металла;
• Улучшает защитные характеристики от эрозии;
• Повышает жаропрочность;
• Улучшает износостойкость;
• Делает внешний вид изделия более привлекательным;
• Позволяет создавать качественные покрытия с заданными параметрами.

3К технология хромирования

Многим не даёт покоя вопрос что такое 3к трёхкомпонентная технология в декоративном хромировании? Пишут почти каждый день, с вопросом как это так можно металлизировать у тебя там 4 шланга на металлизаторе и что такое С1 и С2. Хотя ответ лежит на поверхности, если внимательно пошерстить эту тему в интернет. Впрочем не всем поиск интернет доставляет удовольствие. Попробую облегчить вам эту задачу. Вот есть у нас классические рецепты растворов для декоративного хромирования, технология 2к, так сказать классика жанра. Это когда есть два основных раствора металлизации Серебрильный раствор и восстановитель. Чем же не устраивает мастеров хромирования такой вариант? Причин несколько. Первая, можно сказать, основная это нестабильность раствора, что это? Это когда реакция восстановления металла идёт как ей вздумается и отражается всё это конечно же на качестве покрытия, все возможные разводы, желтизна, муары. Множество начинающих мастер из-за этого впадали в отчаяние, так и не получив чистое зеркало.

Теплостойкость

Теплостойкость анодных покрытий характеризуется температурой плавления оксида алюминия, которая составляет 2050С, что значительно превосходит температуру плавления чистого алюминия или его сплавов. При повышении температуры оксидные пленки не отслаиваются, но при повышении температуры до 100С возможно растрескивание покрытия, что связано с тем, что коэффициент теплового расширения оксидной пленки около 20% от коэффициента расширения основного металла. Растрескивание оксидной пленки оказывает негативное влияние на коррозионно-защитные свойства покрытий и в некоторой степени ухудшает декоративные качества. Растрескивание покрытий, полученных при использовании хромового электролита значительно ниже, чем покрытий, полученных в серной кислоте. При повышении температуры до 400С начинается процесс дегидратации уплотненных покрытий.

Такие характеристики как тепловое излучение и отражательная способность также находятся в прямой зависимости от характеристик оксидного слоя. Способность излучать тепло для чистого алюминия незначительная, возрастает по мере увеличения толщины оксидного слоя, и при 400С алюминий с толстым оксидным слоем способен излучать тепло с интенсивностью более 70% от излучения абсолютно черного тела, а при рабочей температуре водных и паровых реакторов данная характеристика приближается к 100%. Для увеличения способности алюминиевого изделия отражать тепло толщина оксидной пленки должна быть минимальной и в тоже время в достаточной степени обеспечивать защиту поверхности детали от потускнения. При толщине 0,85 мкм оксидная пленка практически не задерживает ИК излучение и полированная поверхность основного металла отражает до 95% излучения. Очевидно, что отражательная способность в значительной степени зависит от чистоты поверхности материала до анодирования – полированная поверхность с высоким классом чистоты будет отражать тепло эффективнее.

Основы хромирования

Современная технология химической металлизации позволяет использовать для разработки напыления специальные лакокрасочные материалы и реагенты. В результате этого покрытие будет блестеть и отражать окружающие предметы. Кроме того, именно металлизация химическая позволяет достичь высшей степени адгезии

Важно, что процесс нанесения покрытия осуществляется без помощи каких-либо едких веществ или взрывоопасных компонентов. Канцерогенные составляющие хромирования сводятся к абсолютному минимуму

Химическая металлизация не имеет ограничений по форме и размеру изделия. Также не требуется помещать предмет в жидкую кислотную среду или прибегать к сильному нагреву.

Подготовка поверхности к хромированию аналогична процессу перед нанесением краски. Благодаря этому зеркальные покрытия могут покрывать любые основы, но лучше, чтобы они были металлическими. Подобная химическая обработка не требует значительных денежных вливаний. Достаточно приобрести специальную установку и реагенты. В итоге владелец оборудования получит возможность наносить «серебряное зеркало» даже на пористые или органические материалы. Никакие другие технологии не смогут дать подобных результатов. На сегодняшний день хромирование составляет мощную конкуренцию прочим процессам металлизации.