Войти
Декоративное хромирование на мотоцикле Хромирование (реже хромирование ), часто обозначаемый просто как хром, представляет собой метод гальваники тонкого слоя хрома на металлическом объекте. Хромированный слой может быть декоративным, обеспечивать коррозионную стойкость, облегчать процедуру очистки или повышать твердость поверхности. Иногда в эстетических целях может использоваться менее дорогой имитатор хрома.
Хромирование компонента обычно включает следующие этапы:
В этом процессе существует множество вариантов, в зависимости от типа покрываемой подложки. Для разных подложек требуются разные растворы для травления, например соляная, фтористоводородная и серная кислоты. Хлорид железа также популярен для травления сплавов нимона. Иногда компонент попадает в ванну для хромирования, находясь под напряжением. Иногда компонент имеет соответствующий анод, сделанный из свинца / олова или платинированного титана. Типичные жесткие хромированные чаны со скоростью около 1 мил (25 мкм) в час.
Различные процессы отделки и полировки используются при подготовке компонентов для декоративного хромирования. Химические вещества для хромирования очень токсичны. Утилизация химикатов регулируется в большинстве стран.
Некоторые общие отраслевые спецификации, регулирующие процесс хромирования: AMS 2460, AMS 2406 и MIL-STD-1501.
Шестивалентный хром покрытие, также известное как покрытие из гексагрома, Cr и хрома (VI), с использованием триоксида хрома (также известного как хромовый ангидрид) в качестве основного ингредиента. Раствор шестивалентного хромирования используется для декоративного и твердого покрытия, наряду с ярким окунанием медных сплавов, анодированием хромовой кислотой и конверсионным покрытием хроматом.
Типичный процесс шестивалентного хромирования: (1) ванна активации, (2) хромовая ванна, (3) полоскание и (4) полоскание. Активационная ванна обычно представляет собой емкость с хромовой кислотой, через которую проходит обратный ток. Это протравит поверхность детали и удалит любые окалины. В некоторых случаях этап активации выполняется в ванне с хромом. Хромовая ванна представляет собой смесь триоксида хрома (CrO 3) и серной кислоты (сульфат, SO 4), соотношение который сильно варьируется от 75: 1 до 250: 1 по весу. В результате получается очень кислая ванна (pH 0). Температура и плотность тока в ванне влияют на яркость и окончательное покрытие. Для декоративного покрытия температура составляет от 35 до 45 ° C (от 100 до 110 ° F), а для твердого покрытия - от 50 до 65 ° C (от 120 до 150 ° F). Температура также зависит от плотности тока, потому что для более высокой плотности тока требуется более высокая температура. Наконец, всю ванну перемешивают для поддержания постоянной температуры и достижения равномерного осаждения.
Одним из функциональных недостатков шестивалентного хромирования является низкая эффективность катода, что приводит к плохому метательная сила. Это означает, что он оставляет неоднородное покрытие с большим количеством краев и меньшим количеством внутренних углов и отверстий. Чтобы решить эту проблему, на деталь можно нанести избыточное покрытие и отшлифовать ее до нужного размера, либо можно использовать вспомогательные аноды вокруг участков, трудно поддающихся пластинке.
С точки зрения здоровья шестивалентный хром является наиболее токсичной формой хром. В США его строго регулирует Агентство по охране окружающей среды. EPA относит шестивалентный хром к опасному загрязнителю воздуха, потому что он является канцерогеном для человека , «приоритетным загрязнителем» в соответствии с Законом о чистой воде и «опасным составляющая "в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов. Из-за его низкой катодной эффективности и высокой вязкости раствора из ванны выделяется токсичный туман воды и шестивалентного хрома. используются для контроля этих выбросов. Слив из мокрых скрубберов обрабатывается для осаждения хрома из раствора, поскольку он не может оставаться в сточной воде.
Поддержание в ванне поверхностного натяжения менее 35 дин / см требует частого цикла обработки ванны смачивающим агентом и подтверждения влияния на поверхностное натяжение. Традиционно поверхностное натяжение измеряют с помощью сталагмометра . Однако этот метод утомителен и страдает неточностью (сообщалось об ошибках до 22 дин / см) и зависит от опыта и возможностей пользователя.
Дополнительные токсичные отходы, образующиеся из ванн с шестивалентным хромом, включают хроматы свинца, которые образуются в ванне из-за использования анодов свинца. Барий также используется для контроля концентрации сульфата, что приводит к образованию сульфата бария (BaSO 4).
Трехвалентное хромирование, также известное как Для покрытия трихромом, хромом и хромом (III) в качестве основного ингредиента используется сульфат хрома или хлорид хрома. Трехвалентное хромирование является альтернативой шестивалентному хрому в определенных областях применения и толщины (например, декоративное покрытие).
Процесс трехвалентного хромирования аналогичен процессу шестивалентного хромирования, за исключением химического состава ванны и состава анода. Существует три основных типа конфигураций ванны трехвалентного хрома:
Процесс трехвалентного хромирования может обрабатывать заготовки с такой же температурой, скоростью и твердостью, что и шестивалентный хром. Толщина покрытия составляет от 0,005 до 0,05 мил (от 0,13 до 1,27 мкм).
Функциональными преимуществами трехвалентного хрома являются более высокая эффективность катода и лучшая рассеивающая способность. Лучшая забрасывающая способность означает лучшую производительность. Требуется меньше энергии из-за более низкой необходимой плотности тока. Этот процесс более надежен, чем шестивалентный хром, потому что он может выдерживать прерывания тока.
С точки зрения здоровья трехвалентный хром по своей природе менее токсичен, чем шестивалентный хром. Из-за более низкой токсичности он не регулируется столь строго, что снижает накладные расходы. Другие преимущества для здоровья включают более высокую эффективность катода, что приводит к меньшим выбросам хрома в атмосферу; более низкие уровни концентрации, что приводит к меньшему количеству отходов хрома и анодов, которые не разлагаются.
Одним из недостатков, когда процесс был впервые представлен, было то, что покупатели декоративных изделий не одобряли различия в цвете. Теперь компании используют добавки для корректировки цвета. При нанесении твердых покрытий коррозионная стойкость более толстых покрытий не так хороша, как у шестивалентного хрома. Стоимость химикатов выше, но это обычно компенсируется большей производительностью и меньшими накладными расходами. В общем, процесс необходимо контролировать более тщательно, чем при нанесении шестивалентного хромирования, особенно в отношении металлических примесей. Это означает, что процессы, которые трудно контролировать, такие как нанесение покрытия на цилиндр, намного сложнее при использовании ванны с трехвалентным хромом.
ар-деко портфолио с хромированием. покрытие с покрытием, ок. 1925 г. Декоративный хром разработан, чтобы быть эстетичным и долговечным. Толщина варьируется от 0,002 до 0,02 мил (от 0,05 до 0,5 мкм), однако обычно она составляет от 0,005 до 0,01 мил (0,13 и 0,25 мкм). Хромирование обычно наносится поверх блестящего никелирования . Типичные основные материалы включают сталь, алюминий, пластик, сплавы меди и сплавы цинка. Декоративное хромирование также очень устойчиво к коррозии и часто используется для изготовления деталей автомобилей, инструментов и кухонной утвари.
Твердое хромирование Твердый хром, также известный как промышленный хром или технический хром, используется для уменьшения трения, повышения долговечности за счет устойчивости к истиранию и износостойкости в целом, минимизации истирания или заедание деталей, расширение химической инертности за счет включения более широкого набора условий (например, стойкость к окислению) и наполнение изношенных деталей материалом для восстановления их первоначальных размеров. Он очень твердый, его размер составляет от 65 до 69 HRC (также в зависимости от твердости основного металла). Твердый хром, как правило, толще декоративного хрома, и его стандартная толщина в неавтоматических целях составляет от 0,02 до 0,04 мм (от 20 до 40 мкм), но он может быть на порядок толще для требований экстремальной износостойкости, в таких случаях 0,1 мм ( 100 мкм) или толще обеспечивает оптимальные результаты. К сожалению, такая толщина подчеркивает ограничения процесса, которые преодолеваются путем нанесения покрытия большей толщины, затем шлифовки и притирки для удовлетворения требований или для улучшения общей эстетики «хромированной» детали. Увеличение толщины покрытия увеличивает дефекты поверхности и шероховатость пропорционально серьезности, поскольку твердый хром не оказывает выравнивающего эффекта. Детали, форма которых не идеальна с точки зрения геометрии электрического поля (почти каждая деталь, отправляемая для нанесения покрытия, за исключением сфер и предметов в форме яйца), требует еще более толстого покрытия, чтобы компенсировать неравномерное осаждение, и большая часть этого теряется при шлифовании детали вернуться к желаемым размерам.
Современные "инженерные покрытия" не имеют таких недостатков, которые часто приводят к снижению стоимости твердого хрома только из-за затрат на рабочую силу. Технологии замены твердого хрома превосходят твердый хром по износостойкости, коррозионной стойкости и стоимости. Твердость 80 по Роквеллу не является чем-то необычным для таких материалов. При использовании напыления равномерная толщина, часто не требующая дополнительной полировки или механической обработки, является стандартной характеристикой современных инженерных покрытий. Эти покрытия часто представляют собой композиты из полимеров, металлов и керамических порошков или волокон в качестве патентованных вариантов, защищенных патентами или как коммерческую тайну, и поэтому обычно известны под торговыми марками.
Твердое хромирование подвергается различным типам требования к качеству в зависимости от области применения; например, покрытие на гидравлических поршневых штоках проверяется на коррозионную стойкость с помощью испытания в солевом тумане.
Наиболее яркие декоративные элементы, прикрепленные к автомобилям, называются «хром» означает сталь, которая подверглась нескольким процессам гальваники, чтобы выдержать перепады температуры и погодные условия, которым подвержен автомобиль на открытом воздухе (хотя этот термин затем был передан для обозначения любых похожих на вид блестящих декоративных автомобильных деталей, включая серебристые пластиковые элементы отделки в случайная терминология). Тройное покрытие является наиболее дорогим и долговечным процессом, который включает покрытие стали сначала медью, а затем никелем перед нанесением хромирования.
До применения хрома в 1920-х годах использовалось гальваническое покрытие никелем. За короткий период производства перед вступлением США во вторую мировую войну правительство запретило гальванику для экономии хрома, и производители автомобилей окрашивали декоративные элементы в дополнительный цвет. В последние годы корейской войны США подумывали о запрете хрома в пользу нескольких более дешевых процессов (таких как покрытие цинком и последующее покрытие блестящим пластиком).
В 2007 году была издана директива об ограничении содержания опасных веществ (RoHS), запрещающая использование в автомобильной промышленности в Европе нескольких токсичных веществ, включая шестивалентный хром, который используется при хромировании. Однако хромирование является металлическим и после промывки не содержит шестивалентного хрома, поэтому хромирование не запрещено.
