Хромирование деталей своими руками

Гальваническое хромирование детали своими руками

Хромирование металла в домашних условиях методом гальванизации, в отличие от имитирующих хром технологий, вместе с декоративным эффектом дает защитное покрытие. Таким образом рационально хромировать детали, эксплуатирующиеся в жестких условиях — диски, бамперы.

Промышленная установка для хромирования своими руками (химическим способом) стоит порядка 150-200 тысяч рублей, тогда как гальваническое хромирование в домашних условиях, выполняемое с применением подручных средств, не сопровождается существенными материальными затратами.

Для хромирования в домашних условиях нужно:

Пластмассовая либо полипропиленовая ванна;
Калорифер, посредством которого нагревается состав электролита (требуется устройство с кислотостойким покрытием, приобрести которое можно в специализированных магазинах);
Химический термометр, работающий в диапазоне температур 0-100 градусов;
Источник постоянного тока (выпрямитель), поддерживающий силу тока до 60 А и напряжение в 13 В;
Медный прут, проволока для подвески.

Оборудование для хромирования своими руками обойдется вам в 400-500 долларов, большая часть из которых уйдет на покупку выпрямителя.

Размер емкости под электролит выбирается исходя из размеров обрабатываемой детали: хромирование дисков в домашних условиях выполняется в ваннах объемом 150-200 л., мелкие детали — накладки на панель приборов, дверные ручки можно покрывать в пластиковом ведре.

Также вам потребуются реагенты для хромирования своими руками:

Вода с низким содержанием соли (рекомендуем использовать техническую дистиллированную воду);
Раствор хромового ангидрида (концентрация 230-240 г/литр);
Раствор серной кислоты (концентрация 2.3-2.4 г/л);
Соляная кислота;
Растворитель (чистый ацетон либо № 646);
Листовой свинец.

Гальваническое хромирование в домашних условиях

Чтобы сделать хромирование своими руками первоначально нужно приготовить электролит — на один литр дистиллированной воды добавляется 400 грамм хромового ангидрида и 4 грамма серной кислоты. Сначала в ванну выливается вода, далее в ней разбавляется ангидрид и подмешивается серная кислота (добавляется тонкой струей). Смесь готовится в объеме, достаточном для полного перекрытия размещенной в ванне детали.

Хромирование выполняется в следующей последовательности:

1. Обрабатываемая деталь полируется с целью устранения царапин и потертостей (после хромирования на поверхности видны даже малейшие дефекты), очищается и обезжиривается ацетоном;
2. Деталь выдерживается в растворе дистиллированной воды и соляной кислоты (10:1) в течении 10-15 минут, происходит процесс ее «активации»;
3. После выдержки деталь изымается, промывается в дистиллированной воде и с помощью подвески из проволоки либо крюка опускается в емкость с предварительно нагретым до температуры 45 градусов электролитом;
4. К подвеске, удерживающую деталь, подключается провод «-» выпрямителя. В ванну опускается листовой свинец, закрепленный на медном прутке. К прутку подключается повод «+»;
5. Подается напряжение от выпрямителя и деталь выдерживается в электролите в течении 30-40 минут при постоянной температуре 45 градусов.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОИНСТРУКЦИЮ

После извлечения хромированный элемент промывается дистиллированной водой, высохшая поверхность полируется до появления стойкого блеска.

Подготовка к проведению работ

Перед началом работы необходимо подготовить изделия и необходимое оборудование. От правильности подготовки зависит качество полученного покрытия.

Подготовка изделия

Для получения качественного и равномерного слоя хрома нужно предварительно очистить обрабатываемые поверхности. Потребуется удалить все наслоения пыли, грязи, лака, краски и ржавчины. Это можно сделать наждачной бумагой или с применением пескоструйной обработки.

Наждачная бумага

При использовании наждачной бумаги нужно удалить пыль и мелкие абразивные частицы сжатым воздухом. После очистки следует максимально выровнять поверхность. Допустимый размер неровностей составляет не более одного миллиметра.

Чтобы хром лег ровно, необходимо обезжирить заготовку. Для обезжиривания используется специализированный раствор, который можно изготовить самостоятельно. Для создания раствора необходимо добавить в воду 150 грамм гидроокиси натрия, 5 г силикатного клея и 50 г кальцинированной соды. Соотношение компонентов указано на один литр воды. После создания раствора его нагревают до 90 градусов и опускают в него изделие.

Подготовка электролита

Для гальванического хромирования следует подготовить электролит. Его составляющими являются хромовый ангидрид, серная кислота и вода. Подготовка электролита к работе происходит следующим образом:

Схема электролитического хромирования

В герметичную неметаллическую ёмкость наливается дистиллированная или кипяченая вода. Ёмкость следует заполнить наполовину.
Вода подогревается до температуры 55 – 65 градусов.
Добавляется ангидрид хрома из расчета 250 грамм на один литр воды
Заливается серная кислота из расчёта 2.5 грамма на литр.
После смешивания через электролит подаётся напряжение постоянного тока на протяжении 3 часов. Сила тока должна составлять 6.5 ампер на литр.
После приобретения раствором коричневого цвета его необходимо поставить в прохладное место на 24 часа.

Подготовка оборудования

Для получения гальванического покрытия потребуется применение следующего оборудования:

Контейнер для установки емкости. Подойдет ящик из дерева. Стенки и дно ящика следует утеплить, создав эффект термоса.
Ёмкость требуемых размеров. Емкость должна быть стеклянной. Подойдет обычная трехлитровая банка.
Электронагревательный элемент. Используется керамический ТЭН.
Термометр, которым можно измерять температуру жидкости до 100оС.
Неметаллическая крышка для емкости. Она должна герметично закрывать сосуд. В качестве материала для крышки можно использовать фанеру.
Источник постоянного тока.
Электроды. Внутренний анод изготавливается из свинцовой пластины. Катодом является обрабатываемое изделие.
Провода для подключения.

При хромировании выделяются испарения, негативно влияющие на здоровье человека. Следует приобрести средства индивидуальной защиты.

Зачем нужна

Способ часто применяют автолюбители для увеличения срока эксплуатации автомобиля. Второе применение – интерьерное. Некоторым поверхностям и элементам квартиры или дома можно придать декоративный блеск. Задачи и функции процесса:

Защита от резких температурных перепадов и окисления, путем повышения устойчивости к коррозии.
Эстетичность – внешний слой даже старого металлического элемента приобретает блеск.
Увеличение длительности эксплуатационного периода, чтобы поверхность дольше сопротивлялась истиранию.
Отражение. Отличный вариант, чтобы машина в темное время суток была заметнее на дороге.

Хромирование деталей: поэтапная инструкция

Технология хромирования не отличается особой сложностью.

Для того чтобы приготовить электролит для небольшого изделия, нужно взять обычную стеклянную банку необходимых размеров или пластмассовое ведро и поставить его в специальный резервуар. Для этих целей можно воспользоваться бидоном. Чтобы электролиз был качественным, его, бидон, нужно теплоизолировать. А именно, взять ящик из дерева или коробку, утеплить его стеклотканью или пенопластом, а также дополнительно минеральной или стекловатой, песком и поставить резервуар туда.

Внутрь резервуара поместить элемент для подогрева и термометр. Сверху накрыть листом влагостойкой фанеры, которая выступит в роли герметизирующей крышки, и присоединить электроды. К изделию присоединить катод, анод (стержневой или пластинчатый) погрузить в емкость с образцом.

Деталь в банке должна удерживаться с помощью кронштейна, чтобы обеспечить хромирование со всех сторон.

Приготовление электролитного раствора

Чтобы осуществить хромирование деталей в домашних условиях, необходимо приготовить специальный раствор, состоящий из ангидрида хрома (250 г на литр дистиллированной воды) и серной кислоты (2,5 г на литр воды).

Для начала нужно налить до половины емкости нагретую воду (около шестидесяти градусов по Цельсию). Добавить необходимое количество (из расчета на общий литраж) ангидрида хрома, размешать, чтобы полностью растворился, и долить воду для получения нужного объема. Потом засыпать серную кислоту, перемешивая жидкость.

Полученный раствор необходимо проработать в течение трех с половиной часов, пропуская через него энергию тока (на 1 литр около 6 А). Когда электролит станет темно-коричневого цвета, его нужно будет отстоять не меньше суток.

Процедура подготовки образца

Прежде, чем подготовить деталь, нужно прогреть электролитный раствор до шестидесяти градусов по Цельсию и дать постоять ему три часа.

За это время необходимо:

Очистить деталь от грязи, ржавчины, краски.
Провести обезжиривание с помощью специального раствора, рецептов которого существует несколько. Например, он может состоять из 150 г едкого натра, 5 г силикатного клея, 50 г кальцинированной соды. Все брать на литр воды. Ингредиенты смешать, нагреть до девяноста градусов по Цельсию, опустить изделие и держать не меньше двадцати минут, а иногда и дольше, в зависимости от величины и степени очищения.

Непосредственное хромирование

Во время процедуры хромирования необходимо сохранять температурный режим электролитного раствора в среднем 53 С° (плюс-минус два градуса). Изделие поместить в электролит и через минуту, для выравнивания температур образца и раствора, подать напряжение. Вынуть деталь и просушить не меньше двух с половиной часов

Возникновение дефектов

При хромировании в домашних условиях могут возникнуть такие дефекты как:

Поверхность блестит неравномерно. Происходит из-за большого тока или низкой температуры электролитного раствора.
Отсутствие блеска – из-за неправильного количества ангидрида хрома, завышения тока, недостатка серной кислоты.
Наличие коричневых пятен – переизбыток ангидрида хромового, мало кислоты.
Слой неравномерный. Избыточность тока.
Размягченность покрытия – высокая температура раствора, низкий ток.
Хромировка отваливается – нестабильное напряжение, плохо проведенное обезвоживание, низкая температура раствора.

Хромирование в домашних условиях – это процесс, который требует определенной сноровки и четкого следования правилам и инструкциям. Любое нарушение может привести к некачественной хромировке. Поэтому стоит детально изучить технологию данного процесса и только тогда приступать к его осуществлению.

Химическое хромирование

Последовательность проведения гальванизации

Как и любое другое окрашивание, хромирование следует начинать с подготовки поверхности детали. Изделие нужно очистить от загрязнений и пыли. С предметов должны быть убраны все лишние элементы. Так, с автомобильного диска предварительно должна быть снята резиновая шина. После проводят шлифовку и обезжиривание изделия. Только после подготовительного этапа можно начинать процедуру хромирования деталей в домашних условиях в соответствии с выбранным способом.

Гальванизация в ванной

Если выбор пал на такую методику напыления хрома своими руками, то технологический процесс будет состоять из следующих шагов:

К обрабатываемой детали присоединяется катод, после чего она опускается в ёмкость с электролитным раствором.
Дожидаются момента, когда температура хромируемой детали и температура раствора будут аналогичными, затем подают ток.
Декорируемая деталь должна находиться в ванной около 15 минут (время нахождения в электролитном растворе зависит от размера предмета и особенностей его поверхности).
Достают изделие и просушивают в течение трёх часов.

Хромирование с использованием гальванической кисти

Чтобы покрыть металлическое изделие хромом можно использовать такой инструмент, как гальваническая кисть. Хромирование пластика в домашних условиях также допускает применение этого приспособления. Сделать гальваническую кисть можно самому:

Берут нужную щетину и обматывают её свинцовыми проводами.
Далее такая щетина помещается в подходящую цилиндрическую ёмкость (лучше, чтобы она была из органического стекла).
Выпрямителем тока будет служить трансформатор из китайского радиоприбора. Его соединяют по следующей схеме: минусовая клемма идёт на свинцовую щетину, а плюсовая — на источник питания.

Способ хромирования гальванической щёткой простой, но требует выдержки:

Присоединяют декорируемое изделие и гальваническую кисть, которая заправлена электролитом, к трансформатору.
Медленными движениями проходят кистью по обрабатываемой поверхности детали. Движения не должны быть резкими, а слой должен наноситься равномерно.
Завершив хромирование, деталь промывают и просушивают.

При таком способе покрытия хромом предмет будет сохнуть куда быстрее, чем при гальванизации в ванной. Нельзя забывать, что во время технологической операции недопустимо прикосновение к декорируемому предмету. Если на невысохшую поверхность попала пыль или грязь, то её убирают компрессором.

4 Подготовка поверхности и как протекает металлизация хромом

Самостоятельная металлизация хромом невозможна произвести без правильной подготовки поверхности изделия. Для начала нужно создать медную или никелевую подложку, так как хром не ляжет на поверхность стали, алюминия или любого другого металла. Омеднение или никелировка производятся в гальванической ванне, катодом при этом выступает соответственно металлическая медь или никель, электролитом – раствор серной кислоты и медного купороса или солей никеля. После завершения подготовки изделие тщательно шлифуют и полируют, стараясь не повредить при этом тонкий слой подложки, обезжиривают и сушат.

Самостоятельная металлизация хромом

Самостоятельное хромирование должно проходить при стабильных параметрах напряжения, температуры и состава электролита. Любое отклонение может привести к дефектам покрытия. Например, превышение концентрации силы тока на единицу площади приводит к тому, что на острых углах изделий образуются наросты и дендриты металлического хрома. Нарушение температурного режима, как и колебания концентрации реактивов, вызывают потемнения, матовость или пятнистость покрытия.

После того как проведено хромирование деталей в домашних условиях, хромируемая поверхность покрыта достаточным слоем металла, напряжение отключают, отсоединяют изделие и помещают его в ванну с дистиллированной водой. Процесс лучше повторить несколько раз, каждый раз меняя воду.

Перед тем, как приступить к хромированию своими руками, следует тщательно оценить будущую стоимость работ и сделать вывод об их целесообразности. Если у вас нет в наличии места для проведения таких экспериментов: например, своего гаража или мастерской, то начинать не стоит, иначе можете сильно навредить окружающим.

Перед тем, как сделать устройство для хромирования, подумайте и спланируйте будущую утилизацию отходов.

Оборудование и материалы для хромирования деталей своими руками

Для нанесения на металлические детали хромового слоя потребуется следующее оборудование:

ванна из пластмассы или полипропилена;
выпрямитель, способный выдать напряжение до 12 вольт и силу тока до 50 ампер;
кислотостойкий калорифер для подогрева электролита;
термометр с пределом измерений 0-100 градусов.

Параметры и размеры отдельных видов оборудования, применяемого для хромирования в домашних условиях, определяется величиной и количеством обрабатываемых изделий.

В целях экономии следует подбирать минимальные размеры ванны, в которую будут погружаться детали. Ванну можно сделать из пластмассового ведра или другой прямоугольной емкости. Чтобы раствор не испарялся при длительном хранении, необходимо предусмотреть герметичную крышку или емкость для слива.

В качестве выпрямителя может быть использовано зарядное устройство для автомобильного аккумулятора (оно подойдет при хромировании мелких деталей).

Хромирование деталей будет происходить в электролите, который состоит из:

дистиллированной воды (подойдет атмосферная вода или водопроводная с малым содержанием солей);
хромового ангидрида (CrO₃) концентрацией 220-250 г/л;
серной кислоты (H₂SO₄) концентрацией 2,2-2,5 г/л.

Кроме этих компонентов потребуются и такие материалы, как: соляная кислота (HCl), ацетон или растворитель 646, и чистый листовой свинец.

Это интересно: Зенкер и зенкерование – что это такое

Технология хромирования

Существуют разные способы хромирования, некоторые вполне можно применять в домашних условиях, имея соответствующее оборудование.

Гальванический метод хромирования

Гальваническое хромирование деталей — самый популярный метод, ведь все действия можно осуществить своими руками. Гальваника предполагает помещение деталей в специальный раствор с определенным составом, откуда под воздействием волн (солитонов) электрического тока атомы хрома будут осаждаться на поверхность. Имея нужный набор приспособлений для хромирования, можно самостоятельно создать высококачественное покрытие путем гальванизации.

Электролитический метод хромирования

Одна из разновидностей гальваники. При использовании электролиза трех- или шестивалентный хром придает изделию нужный «металлический» вид. При применении трехвалентного элемента основным веществом раствора выступает хромовый ангидрид. Использование шестивалентного хрома отличается от предыдущего метода наличием в составе раствора сульфата хрома.

При проведении электролитического хромирования дисков или иных деталей важно строго соблюдать пропорции компонентов. В противном случае защитный слой быстро отслоится либо на нем будут пятна, неодинаковая матовость и недостаточный глянец

Диффузионный метод хромирования

Напыление хрома производится при помощи гальванической кисти. В домашних условиях такой метод более предпочтителен, ведь мастеру не потребуется использовать ванну. Особенно рекомендуется выполнять методику для деталей из алюминия, углеродистой стали, сплавов с кремнием.

Химическое хромирование

Применение химических реактивов помогает восстановить хром из его солей. В случае использования химии электрический ток не потребуется. Обычно в качестве реагентов берут соединения фосфора, лимоннокислый натрий, уксусную ледяную кислоту, едкий натр 20 %.

Перед нанесением реагентов детали покрывают слоем меди. После окончания работ промывают заготовки в воде, сушат, полируют (изначально предметы имеют тусклый серый цвет).

Каталитический метод хромирования

Подвид химического хромирования черных или цветных металлов, предполагающий нанесение на деталь жидкости без кислот в составе. Технология безопасна для человека и помогает создать оригинальные, необычные эффекты.

Каталитическое хромирование можно применять в отношении обычных и гибких изделий (при электролизе последнее невозможно, покрытие отслоится).

Обычно в качестве реагента берется серебро в щелочном растворе аммиака, а как восстановитель — формалин или гидразин. Применение серебра делает деталь молочной с зеркальной поверхностью.

Вакуумное хромирование

Технология принадлежит к химической металлизации и имеет еще одно название — PVD-процесс. Дает конденсацию паров хрома на поверхности детали после помещения ее в специальную вакуумную камеру. В этой установке при отрицательном давлении хром нагревается до температуры испарения, потом оседая как туман на изделии.

Расчет давления, срока хромирования будет зависеть от степени износа детали, вида материала. После вакуумного хромирования толщина металлического слоя минимальная, поэтому деталь сверху покрывают специальной краской из баллончика или лакируют.

Применяют средства в порошках, состоящие из шамота, феррохрома. Методика аналогична таковой при химическом хромировании, только изделие в процессе будет подвергаться нагреванию.

Приготовление электролита

Отдельно следует рассмотреть технологию изготовления электролита. Для этого требуется хромовый ангидрид и серная кислота с показателем удельной плотности 1,84 г/см3. Количество данных веществ должно составлять на литр 250 г для первого и 2,5 г для второго. Если не предполагаются внешние воздействия на обрабатываемые предметы, возможна концентрация на литр 400 г CrO₃ и 4 г H₂SO₄. Помимо этого нужна дистиллированная, либо кипяченая и отстоявшаяся вода. Также понадобится три емкости различного размера. Они могут быть представлены стеклянной банкой, кастрюлей и утепленной стекловатой или пенопластом коробкой с влагостойкой крышкой. Наконец, нужен термометр.

Порядок выполнения работы

Подготовка детали или конструкции. Поверхность следует тщательно очистить. Она должна быть максимально ровной. Для этого производится полировка.
Затем выполняется процесс лакировки с использованием предназначенного для этой цели лака.
Когда лак полностью высохнет, с помощью газовой горелки обрабатывается поверхность. Данный технологический процесс изменяет структуру лака на молекулярном уровне. Это делается с целью увеличения впитываемости и адгезии для металлизированного покрытия.
Следом за тепловой обработкой производится распыление активатора. Быстро смывается водой лишний активатор.
Пока поверхность еще не высохла, наносится модификатор, за ним растворитель. Реакция между ними приводит к образованию необходимого зеркального покрывающего слоя. Снова изделие промывается водой и сушится направленной струей воздуха.
Процесс металлизации занимает около шести часов. После этого в соответствии с технологией деталь покрывается лаком. Эффект бронзы, хрома или золота достигается добавлением в лак соответствующих пигментов. Если вы решили у себя дома и собственными руками хромировать детали, заказывайте все необходимые химикаты на сайте компании. В случае необходимости специалисты окажут квалифицированную помощь, подскажут подходящие варианты установки оборудования в помещении вашей домашней мастерской.

1 Что такое хромирование

Для того чтобы правильно и безопасно произвести процесс хромирования своими руками, следует учесть все особенности химических и физических превращений, которые проходят в гальванической ванне. Большинство реактивов, задействованных в хромировании, относятся к особо опасным для здоровья веществам, так что прежде чем начать экспериментировать с хромовыми покрытиями, внимательно изучите теоретическую сторону процесса. Далее постараемся детально рассмотреть химическую составляющую вопроса, меры безопасности и то, как сделать гальваническую ванну и электролит.

Хромирование – это физико-химический процесс, во время протекания которого на поверхности обрабатываемого изделия или детали оседает тонкий слой металлического хрома. Данный металл придает поверхности блестящий вид, благодаря чему хромированное изделие обретает очень красивый вид. Гальваника открывает широкие возможности для повышения декоративных, физических и химических свойств материалов.

Хром крайне устойчив к действию агрессивной среды, он не тускнеет и не темнеет под действием воды и воздуха, благодаря чему нашел широкое применение в оформлении деталей кузовов машин и деталей механизмов, работающих в трудных условиях.

Оформление деталей кузова машины хромом

Толщина хромового покрытия очень небольшая: от 0.075 до 0.25 мм. В отличие от никеля, хром в большинстве случаев не накладывают непосредственно на металл. Для этого используют тонкий слой подложки, нанесенной гальваническим путем. Такой подслой состоит из меди или никеля и требует применения дополнительных технологических операций, усложняя и без того непростой процесс хромирования.

Еще одна сложность, которая может остановить домашнего умельца на пути выполнения поставленной задачи, покупка химических реактивов. Основной компонент хромирования – оксид хрома (CrO₃), другое название – хромовый ангидрид. Неприятная особенность его использования заключается в том, что шестивалентный оксид хрома – сильнейший яд, смертельная доза которого для человека составляет около 6 г. Данное химическое соединение имеет ограниченный оборот, строго контролируемый государством. Отходы, возникающие после окончания хромирования, должны утилизироваться согласно с особым порядком, а не просто выливаться в канализацию, или того хуже – в почву. Хромовый ангидрид является канцерогеном, при попадании его раствора на кожу возникают очень сильные раздражения, вплоть до экзем и дерматитов, которые могут перерасти в рак кожи.

Подготовительные работы

Перед хромированием обрабатываемую поверхность необходимо подготовить путем удаления декоративного покрытия (лака, краски), коррозии, загрязнений способом зачистки наждачной бумагой либо шлифовальной машиной. В случае ненадлежащего качества осуществления данных работ возможно образование раковин на хромовом покрытии.

В завершение рабочие поверхности обезжиривают. Причем считается, что вещества, традиционно используемые в качестве растворителей, такие как бензин и уайт-спирит, не подходят для данной цели. Поэтому рекомендуется применять специальный раствор, который может быть сделан самостоятельно. Для этого на 1 л воды нужно растворить 150 г едкого натра, 50 г кальцинированной соды, 5 г силикатного клея. Данную смесь нагревают до 80 — 90°С и выдерживают на протяжении 20 минут в ней обрабатываемый предмет (45 — 60 минут в случае сложного рельефа поверхности).

Кроме того, объем подготовительных работ определяется материалом. Так, для непосредственной обработки, как упоминалось, подходят детали из меди, латуни, никеля. Стальные предметы необходимо предварительно покрыть данными металлами. Пластиковые поверхности обрабатывают графитосодержащим лаком либо графитным порошком и электролитическим способом при 0,7 А/дм2 наносят медь. Приготовление электролита осуществляют путем растворения на литр воды 150 г концентрированной серной кислоты, 35 г сульфата меди, 10 г этилового спирта. После обработки предмет моют и сушат.

Наконец, стальные и чугунные поверхности непосредственно перед началом хромирования подвергают декапированию на протяжении до 1,5 минут при плотности тока 24 — 40 А/дм2 в соляной кислоте.