Хромування в машинобудуванні

1. ВСТУП.

Створення перших виробничих установок по хромуванню відноситься докінця 20-х років цього століття. За минулий період часу хромовіпокриття, у порівнянні з іншими гальванічним покриттям, отрималинайбільш широке поширення. Такий стан пояснюється ціннимивластивостями хрому, що дозволяють поєднувати в покритті гарний зовнішній вигляд ікорозійну стійкість з високою твердістю і зносостійкість.

Важливою областю хромування є захисно-декоративні покриття.
Поряд з цим хромові покриття одержали широке поширення вмашинобудуванні для збільшення зносостійкості нових деталей машин іінструменту, а також для відновлення зношених деталей. Останнянабуло особливо велике значення при ремонті двигунів внутрішньогозгоряння в зв'язку зі створенням технології пористого хромування.

Однак застосування електролітичного хромування для відновленнязношених деталей машин обмежується глибиною зносу. У випадках, коливеличина зносу досягає 0,7 - 1,0 мм хромування стаєнераціональним, тому що при великій товщині шару покриття тривалістьпроцесу осадження велика, а обкладена метал має схильність додеформуючих.

У цих випадках може бути застосоване залізненням. Твердість ізносостійкість електролітичного заліза значно нижче, ніж хрому.
Тому залізненням деталі піддаються додатково хромуванню абоцементації.

2. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ.

Хром - елемент 6-ї групи періодичної системи елементів Д.І.
Менделєєва. Його атомний номер 24, атомна маса 51,99. До хрому жоденелемент періодичної системи не виділяється електролізом з воднихресурсів.

Фізичні властивості хрому наступні: температура плавлення 1890 - 1900оС; щільність (при 20 оС) 6,9 7,2 г/см3; температурний коефіцієнтлінійного розширення (при 20 оС) 6,6 (10-6 К-1; питома теплоємність
0,46 (103 Дж/(кг (К).

З'єднання шестивалентного хрому є сильними окислювачами. Всіхромові кислоти відносяться до сильних; в міру ускладнення їх складу ступіньїх дисоціації в розведених розчинах зростає. Оксид Cr2 O3 володієамфотерним властивостями. З'єднання Cr2 + +, що володіють основними властивостями,нестійкі.

Електрично обкладена хром має ряд цінних властивостей: високоютвердістю, зносостійкістю, термостійкістю і хімічноїстійкістю.

Хром володіє великою стійкістю проти дії багатьох кислот ілугів: він не розчиняється у розчинах азотної і сірчаної кислот, в соляній ігарячої сірчаної кислоти легко розчиняється, на повітрі і під дієюокислювачів пасивується - на його поверхні утворюється тонка окіснаплівка. Хром позитивний потенціал і не забезпечує при наявності впокритті пір електрохімічного захисту від корозії сталевих деталей.

Добре полірована поверхня хрому має високі декоративніякості, які відрізняються стабільністю в часі: хром не тьмянієнавіть після нагріву до 670 - 720 К. Сірчисті з'єднання на Кривий недіють.

хромові покриття застосовують в наступних випадках:
1. Для захисно-декоративних цілей. Хромове покриття з підшару міді і нікелю добре захищає сталь від корозії, надаючи виробам гарний зовнішній вигляд. Захисно-декоративному хромуванню піддають деталі автомобілів, велосипедів, приладів і т.п.
2. Для збільшення відбивної здібності. Відбивна здатність хромового покриття поступається лише відбивної здатності срібла та алюмінію, проте внаслідок більш високої стійкості проти окислення відбивна здатність хрому більш стабільна. Хромове покриття тому широко використовується у виробництві дзеркал, відбивачів, прожекторів.
3. Для збільшення зносостійкості. Хромування з цією метою використовується в інструментальному виробництві при обробці мерільних інструментів, фільєру для волочіння металів і т.п. Великий ефект дає хромування штампів і матриць при виготовленні різних виробів з гуми, пластмас, шкіри, скла. У цьому випадку хромове покриття не тільки забезпечує зносостійкість, але також виключає налипання пресованих матеріалів до поверхні матриць. Хромове покриття значно знижує смачіваемость стінок форм розплавленим склом або металом. Значне підвищення зносостійкості тертьових поверхонь стінок циліндрів і поршневих кілець двигунів внутрішнього згоряння досягається при застосуванні процесів пористого хромування.
4. Для відновлення зношених розмірів. Нарощування шару хрому на зношені поверхні термооброблених валів, втулок дозволяє відновити розміри деталей і цим збільшити термін експлуатації виробів.

Товщина хромових покриттів встановлюється в залежності від умов експлуатації та призначення покриттів по галузевої нормативно-технічної документації і має наступні значення , мкм:

Захисно-декоративні: за нікелевому подслою ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .0,5 - 1,5 для деталей з міді і її сплавів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6,0 - 9,0

Підвищувальні зносостійкість прес-форм, штампів і т.п ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9 - 60

Поновлюючі зношені розміри ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... до 500

3. ГАЛУЗІ ЗАСТОСУВАННЯ хромового покриття.

Електролітичне хромування застосовується для зовнішньої обробки виробів,підвищення зносостійкості, для захисту від корозії і в ряді інших випадків.

Декоративні та захисно-декоративні покриття хромом відрізняютьсядовговічністю. Тому багато виробів, і особливо що працюють вважких умовах експлуатації, піддаються декоративному хромуванню:наприклад, деталі автомобілів, літаків, вагонів, приладів, а такожінструменти та вироби побутового характеру.

Поліровані хромові покриття мають гарну відбивноїздатністю. Коефіцієнт відбиття світла хромом досягає 70%. Цявеличина дещо менше, ніж для срібла, але зате хром не тьмяніє наповітрі. Тому хромування використовується у виробництві різного типуфар та інших малоответственних світловідбивачів. Поряд з цим, зхромового електроліту можливо осадження чорного хрому, що застосовується длязменшення коефіцієнта відбиття світла.

Зносостійкі хромові покриття застосовуються для багатьох інструментів ідеталей машин, що працюють на тертя. До хромуванню вдаються при покриттінових деталей, а також під час відновлення зношених, що втратили розміри підчас роботи на тертя. Велике значення має виправлення деталей,забракованих за розмірами.

Номенклатура деталей, що піддаються хромуванню для підвищеннязносостійкості, досягає великих розмірів: деталі міряльнийінструментів, граничні калібри, ріжучий інструмент - мітчики, свердла,розгортки, фрези, протяжки, Довбяки і пр., інструмент для холодноїобробки металів тиском - волочильні оченята, пуансони і матриці длялистової штамповки, штампи для холодного штампування і т.д.

Завдяки хромуванню не тільки збільшується термін служби деталей, алечасто підвищується якість продукції, що випускається. Це спостерігається прихромування валів бумагопрокатних станів, штампів та пресформ дляобробки неметалічних матеріалів і гуми. Тут важливе значення маютьхімічна стійкість і погана смачіваемость хрому, що забезпечує легкевідокремлення від форми і блиск відпресовані деталей.

Застосування зносостійких хромових покриттів для відновлення зношенихдеталей верстатів і двигунів внутрішнього згоряння дозволяє у багато разівзбільшити термін їх служби. Прикладами подібних деталей можуть служити шпинделіверстатів, шийки колінчатих валів, розподільні вали, штовхачіклапанів, поршневі пальці, шийки валів різних агрегатів та іншідеталі.

Важливою областю використання зносостійких хромових покриттів єхромування циліндрів або поршневих кілець двигунів внутрішнього згоряння.
Однак для цих деталей, що працюють в умовах обмеженої мастила івисоких питомих навантажень, позитивного ефекту від хромування можначекати лише при покритті пористим хромом.

хромові покриття знайшли застосування також для захисту виробів від корозії.
Хром, обкладена за певних умов електролізу, що забезпечуютьотримання беспорістих опадів при товщині шару 40 - 50 мк, захищаєсталеві вироби від атмосферної корозії та корозії в морській воді.

4. РЕЖИМИ хромування.

Вони дуже впливають на властивості хромового покриття і на йогоякість.
Для поліпшення покриває здатності сульфатних електролітів відразу ж післязавантаження деталей дається струм, в 1,5 рази перевищує розрахункове значення
( "Поштовх" струму); через 15-30 з значення струму знижується до номінального. Прихромування сталевих деталей спочатку дається ток протилежноїнапрямки для анодного розчинення окисних плівок, а потім "поштовх" струмув прямому напрямку, як зазначено вище. "Поштовх" струму особливо необхіднийпри хромування деталей з чавуну.

Табл. Режими хромування

| Вид хромування | Температура, К | Щільність струму, А/дм2 |
| Захисно-декоративне | 320-325 | 15-25 |
| (блискуче) | | |
| Стійкий (тверде) | 330-332 | 30-50 |
| Молочне | 324-334 | 25-35 |

Пористі хромування. Для хромових покриттів, за виключення "молочних",характерна наявність пір і сітки дрібних тріщин, які знижують захиснівластивості покриття. З метою поліпшення умов для утримання мастилв умовах великих навантажень на поверхню трудящих деталей розміри пір ітріщин збільшують анодного обробкою в тому ж електроліті, де відбувалосяосадження хрому.

Приготування та коректування електролітов.Для приготуванняелектролітів роздроблені шматки хромового ангідриду поміщаютьбезпосередньо в робочу ванну, наповнену до рівня водопровідною водою,нагрітої до температури 330-350 К. Розчинення хромового ангідриду ведутьпри безперервному помішуванні.

5. ПРИГОТУВАННЯ, корегування і РОБОТА ХРОМОВІ ВАНН.

1. Приготування електроліту.

Хімікати для хромування. Електроліти для хромових ванн готуютьсяз двох основних компонентів - хромового ангідриду та сірчаної кислоти.

Сировина хімічна CrO3. Молекулярна вага 100. Питома вага 2,7. За ГОСТ
2548-44 в технічному Сировина хімічна, що застосовується для приготуванняелектролітів, допускається зміст наступних домішок:

сірчаної кислоти не більше 0,4%

Сторонніх металів у сумі не більше 0,007%

Хлора не більше 0,0006 %

нерозчинного залишку не більше 0,22%

хромового гідридах не менше 99,2%

Домішка азотної кислоти не допускається.

випускає вітчизняна промисловість хромовий ангідрид представляєсобою плавлення кристалічну масу темно-червоного кольору. На повітріхромовий ангідрид поглинає вологу.

Сірчана кислота H2SO4. Молекулярна вага 98,08. Питома вага 1,84. Дляприготування електроліту використовується чиста сірчана кислота, ГОСТ 4204-48.
Як виняток допускається застосування технічної кислоти.

Сірчана кислота безбарвна. Присутність органічних домішок може викликатикоричневий відтінок, що, однак, не заважає використанню сірчаної кислоти дляхромового електроліту.

Складання електроліту. Для приготування електроліту розрахованекількість хромового ангідриду дробиться на невеликі шматки, завантажується вванну хромування і заливається для кращого розчинення водою, підігрітоїдо 60-80О. При цьому можна використовувати водопровідну воду, не забрудненузалізом, проте, в районах з жорсткою водопровідною водою для цих цілейнеобхідно користуватися конденсатором або навіть дистильованою водою.

Після розчинення хромового ангідриду розчин перемішують і визначають уньому вміст CrO3 за питомою вагою.

Розчин після ретельного перемішування піддають аналізу і, встановившидійсний зміст CrO3 і H2SO4, підраховують і додатково вводятьвідсутню кількість компонентів.

Опрацювання електроліту. Для нормального осадження хрому рекомендуєтьсяутримання в електроліті невеликої кількості Cr3 +, близько 2-4 г/л. Уготовому електроліті проводять пробне хромування.

Заміна хромового електроліту проводиться через 1-2 роки і залежить відінтенсивності експлуатації ванни та забруднення її домішками.

При експлуатації ванни слід враховувати, що в процесі електролізуконцентрація тривалентного хрому в електроліті змінюється в залежності відконфігурації деталей. Так, при хромування деталей, площа покриттяяких більше площі анода, наприклад, при хромування внутрішньоїповерхні циліндра, концентрація тривалентного хрому в електролітіпоступово зростає. Якщо ж площа деталі - катода значно меншеплощі анода, що має місце при хромування зовнішніх циліндричнихповерхонь, то зміст тривалентного хрому в електроліті знижується.

5.2. Коригування Електроліти.

Для підтримки постійної концентрації CrO3 і H2SO4 електролітперіодично коригують шляхом введення до нього нових порцій хромовогоангідриду та сірчаної кислоти.

Кількість додається у ванну хромового ангідриду визначається напідставі питомої ваги електроліту або результатами аналізу. Додавання дованну CrO3 здійснюється щодня.

Коригування електроліту сірчаною кислотою проводиться значнорідше. Один раз на 7-10 днів електроліт піддають аналізу на утримання трьох-і шестивалентного хрому і сірчаної кислоти. На підставі аналізурозраховують відсутню кількість H2SO4 і вводять його в електроліт. Післяцього електроліт ретельно перемішують і дають йому відстоятися. Томусірчану кислоту рекомендується вводити в ванну під час перерв у роботі.

5.3. Анод.

Матеріалом анодів для ванни хромування служить чистий свинець або сплав,що складається з 92-93% свинцю і 8-7% сурми. Аноди зі сплаву Pb або Sb вменшою мірою покриваються нерозчинної і непроводящая плівкоюхромовокіслого свинцю, ніж аноди з чистого свинцю.
Під час електролізу виділяється на аноді кисень, взаємодіючи зсвинцем, утворює на його поверхні темно-коричневого кольору непроводящаяплівку перекису свинцю. Опір анода в процесі електролізузбільшується і тому через певні періоди роботи ванни необхідноаноди чистити. При безперервній роботі ванни і високих щільності струмуочищення анодів виробляють один раз на зміну або після закінчення циклуелектролізу.
Видалення окісної плівки з анодів проводиться шляхом обробки їх усоляній кислоті, розведеної 1:1, або в 10-процентному розчині їдкогонатру. Після цього аноди промиваються водою.
За формою аноди виготовляються у більшості випадків плоскими іциліндричними. Проте в наслідок поганої розсіює здібностіхромового електроліту, при покритті деталей з глибоким рельєфом обрисианода повинні визначатися формою катода.

5.4. Вплив домішок.

Під час роботи хромової ванни в електроліті можуть накопичуватися залізо,мідь і деякі інші метали.
Залізо в міру нагромадження в електроліті (головним чином внаслідоканодного декапірованія сталевих і чавунних деталей), подібно тривалентногохрому, звужує інтервал отримання блискучих опадів. Допустимий вмістзаліза в електроліті 8-10 г/л. На практиці іноді вміст заліза велектроліті досягає 20-250 г/л, але при цьому сильно знижується вихід хромупо струму. Вилучити з хромового електроліту надзвичайно складно. Томуелектроліт з великим вмістом заліза зазвичай заміняють новим.

В даний час є вказівки на можливість осадження залізажовтої кров'яний сіллю. Передбачається, що реакція між жовтою кров'янийсіллю і залізом, що знаходяться в хромовому електроліті у вигляді окісноїсірчанокислої солі, протікає по наступному рівнянню:

3K4Fe (CN) 6 + 2Fe2 (SO4) 3 = Fe4 [Fe (CN) 6] 3 + 6K2SO4

Для видалення заліза жовту кров'яну сіль, взяту з розрахунку 5,6 г на 1 гзаліза в електроліті, розчиняють в малому обсязі води і при перемішуваннівливають в електроліт невеликими порціями. Утворює осаду берлінськоїблакиті дають відстоятися, після чого електроліт обережно зливають. При цьомуважливо уникати введення надлишку жовтої кров'яний солі, у присутностіякого не утворюється осад берлінської блакиті.

Дія, подібне залозу, надають мідь, цинк та інші метали.
Зміст міді в електроліті допускається 5-7 г/л.

Необхідно мати на увазі, що ванни хромування мало чутливі додомішок інших металів. Тому при неполадки в роботі ванни не слідшукати причину в забрудненні її тими чи іншими сполуками металів.

Безумовно вчергової дію на процес хромування надає азотнакислота. Навіть при малих кількостях HNO3 в електроліті, близько 0,1-0,2 г/л,опади хрому виходять темні. Тому домішка азотної кислоти велектроліті не допускається.

2. РОБОТА ХРОМОВІ ВАННИ.

Запорукою успіху при хромування є правильність вибору режимуелектролізу, а також дотримання його при хромування. Зовсім недопускаються відхилення від встановленої величини щільності струму ітемператури електроліту. Коливання останньої допускається в межах + - 1о.
Для отримання однакової щільності струму, на одночасно завантажених вванну деталях необхідно керуватися наступними правилами. Підвіски іконтакти (гачки, гачки з притисками і т.п.) повинні виготовлятися зоднакових матеріалів. Поперечний переріз струмопровідних частин підвісокмає бути розраховане на необхідну силу струму без значного нагрівання.
Якість контактів при хромування через застосування великих густинструму має винятково важливе значення. Тому поверхня контактівнеобхідно ретельно очищати від корозії і всякого нальоту електроліту.

Крім того, відстань між виробами і анодами у ванні для всіхпідвісок має бути однаковим. Недотримання цих вимог можепризвести до неоднорідності покриття по товщині шару хрому, освіти такзваного "пригару" на одних деталях і матових опадів на інших.

У процесі хромування не допускаються перерви струму, тому що приповторному нарощуванні відбувається відшарування хрому. Це можна спостерігатиабо безпосередньо після хромування, або після механічної обробки,в результаті якої верхній шар хрому обсипається. Повторне хромуванняприпустимо, якщо виріб після перерви струму піддати анодному труїтьпротягом 30-40 сек. при щільності струму 25-30 а/дм2, а потім, змінившинапрямок струму, продовжувати хромування. При цьому осадження хрому слідпочинати з відносно низьких катодних щільності струму (але не нижче 20-25а/мд2), і поступово збільшувати до встановленої величини.

При хромування рельєфних деталей рекомендується на початку електролізузробити "поштовх струму"; це особливо доцільно у відсутності фігурногоанода. Цей прийом полягає в тому, що електроліз починають при щільностіструму, приблизно, удвічі більше, ніж належить, а через 1-2 хв., величину їїпоступово знижують до нормальної. Завдяки "поштовху струму" вдається осадитихром на поглиблених ділянках вироби.

5.6. ВИДАЛЕННЯ ПОКРИТТЯ.

недоброякісні хромові покриття можуть бути легко видалені зповерхні виробу.

Хромовані деталі, виготовлені із сталі і сплавів на основі мідної,обробляють при кімнатній температурі в соляній кислоті, розведеної 1:1.
Розчиняється хром досить енергійно; для прискорення процесу розчинпідігрівається до 35-40о. Для зручності спостереження за розчиненням хромудеталі слід завантажувати в ванну на сітках з вініпласту.

Цей спосіб непридатний для деталей, насичення яких водню недопускається, наприклад, для чавунних поршневих кілець. Для таких деталейзастосовується спосіб, що складається в анодному розчиненні хрому в лугу.

Для видалення хрому виріб завішують на анодний штангу у ванні з 15-20 --процентним розчином каустичної соди. Анодна травлення проводять прикімнатній температурі і анодного щільності струму 10-15 а/дм2. Катодом служатьсталеві пластини. У розчині не допускається присутність іонів хлору,сприяють розчинення основного металу деталі.

Видалення хлору можна проводити також шляхом анодного розчиненняпокриття в хромовому електроліті. Однак робити це у ванні хромування НЕрекомендується через забруднення електроліту залізом і сильного збільшенняконцентрації тривалентного хрому. Цей спосіб може бути рекомендований длявидалення хрому з алюмінієвих деталей. Утвориться, при цьому на поверхніалюмінію окісна плівка видаляється зачисткою її наждачним полотном аборозчиненням в лугу.

5.7. ОСНОВНІ ДЕФЕКТИ хромового покриття.

Дотримання режиму електролізу і своєчасне коригуванняелектроліту служать запорукою отримання доброякісного хромового покриття.
Низька якість підготовки поверхні перед покриттям і відступи відвстановленої технології є основними причинами виникненнядефектів.

Дефекти покриттів.

6. ТЕХНОЛОГІЯ хромування.

1. ОСОБЛИВОСТІ ПІДГОТОВКИ ДЕТАЛЕЙ До хромування.

Підготовка поверхні деталі до захисно-декоративного і зносостійкимпокриттю хромом має багато спільного. Послідовність технологічнихоперацій наступна:

1) механічна обробка поверхні (шліфування або полірування);

2) промивка органічними розчинниками для видалення жирових забруднень і протирання тканиною;

3) закладення отворів та ізоляція ділянок поверхні деталі, що не підлягають хромуванню;

4) монтаж підвіски;

5) знежирення;

6) промивання у воді;

7) декапірованіе.

Вимоги до механічної підготовки. Перед покриттям поверхню деталіобробляється з того класу чистоти, який зазначений для готової деталі.

Після механічної обробки на поверхні деталі не повинно бутинеметалічних включень, а також раковин, тріщин і глибоких рисок, тому щохром добре відтворює всі ці дефекти.

зачеканки отворів та ізоляція поверхні. Отвори, якщо такіє на поверхні виробу, перед хромуванням повинні бути закритісвинцем або іншим стійким в хромової кислоті матеріалом. В іншомувипадку навколо отвору залишаються не покриті хромом ділянки. Зачеканкипроводиться врівень з хроміруемой поверхнею. Після закінчення ізоляції,підлягають хромуванню ділянки, необхідно ретельно очистити відзабруднення лаком. Поверхня зачищають наждачним полотном № 0 і 00.

Монтаж підвіски. При монтажі підвіски на деталь необхідно простежити затим, щоб деталі не закривали один одного і всі ділянки їх поверхні, поможливості, однаково відстояли від поверхні анода.

Обезжирення. При видаленні з поверхні деталі жирових забрудненьслід мати на увазі, що сталеві загартовані тонкостінні деталі,що працюють при значних питомих навантаженнях, не допускається знежирюютьна катоді; в цьому випадку застосовується анодна знежирення абознежирення хімічним способом.

Декапірованіе. Перед хромуванням сталеві та чавунні деталіпіддаються анодному декапірованію протягом 30-90 сек. при щільності струму
25-40 а/дм2. Вироби з міді і мідних сплавів анодному декапірованію НЕпіддаються.

2. Захисно-декоративні хромування.

декоративному хромуванню піддаються деталі зі сталі, міді, латуні,алюмінію, алюмінієвих та цинкових сплавів.

При декоративному покритті сталевих виробів хромом (ГОСТ 3002-45) хромє зовнішнім шаром багатошарового покриття: мідь (осаджена вціанистим електроліті) - мідь (осаджена в кислому електроліті) - нікель --хром або нікель - мідь (кисла) - нікель - хром.

3. ПОКРИТТЯ МОЛОЧНІ Хром.

При осадженні хрому на багатошарове покриття захист основного металудеталі від корозії здійснюється прошарком з міді і нікелю.

У ряді випадків покриття повинне забезпечити не тільки захист від корозії,але й високу стійкість проти механічного зносу. Отримання такогохромового покриття може полягати в осадженні молочного хрому і збільшеннітовщини покриття.

На пористість ділянок хрому сильний вплив мають режим електролізуі товщина покриття. При збільшенні товщини покриття пористість блискучогохрому зростає, а пористість молочних опадів знижується. Томумолочні опади хрому краще захищають основний метал деталі від корозії,мають більш високу корозійну стійкість, ніж блискучі опади.

Неоднакова корозійна стійкість хромових опадів пояснюєтьсярізним ступенем пасивності хрому на поверхні покриття та по граняхтріщин.

Однак, незважаючи на більш високу пасивність і хімічну стійкістьмолочних опадів хрому в порівнянні з блискучими, вони погано захищають детальпри одночасній дії на неї корозійної середовища та знакозміннихнавантаження.

4. Стійкий до ушкоджень Хром.

Стійкий до хромування отримало три основні напрямки: 1)підвищення зносостійкості нових деталей машин та інструменту, що піддаютьсямеханічного зносу в процесі роботи; 2) відновлення розмірівзношених деталей і 3) виправлення деталей, розміри яких виявилисязаниженими при механічній обробці.

Товщина хрому при Стійкий до ушкоджень хромом в більшості випадківскладає 0,03-0,3 мм, в окремих випадках її збільшують до 1,0 мм. Якправило, шар охолодженого хрому повинен мати однакову товщину по всійповерхні покриття. Для досягнення позитивного ефекту в результатіхромування необхідні наступні умови.

Метал деталі, що є основою для шару хрому, повинен матидосить високу твердість. Це особливо стосується деталей, що працюють привисоких питомих навантаженнях при зосередженому їх дії на окремихділянках поверхні покриття.

При виборі технологічного процесу хромування необхідно зважати наумовами експлуатації деталей. Якщо змащення тертьових поверхоньускладнена, а питомі навантаження досить високі, то слід застосовуватипокриття пористим хромом. У всіх інших випадках вдаються до осадженнящільних хромових покриттів.

Найчастіше зносостійкою хромуванню піддаються сталеві ічавунні деталі машин. Хімічний склад металу покривається деталі рідкощо є перешкодою до хорошого зчеплення. Проте слід мати на увазі, щосталі з високим вмістом вольфраму і кобальту, а такожвисоковуглецеві і висококремністие чавуни не можна покривати хромом. Такожважко отримати хороше зчеплення за хромування деталей, поверхневийшар яких має значні внутрішні напруги, наприклад, ввнаслідок неправильно проведеної гарту.

5. УМОВИ хромування.

Процес зносостійкого хромування в порівнянні з захисно-декоративнимволодіє деякими особливостями:

1) Напруга на клемах ванни більше (близько 5,5 в), що є результатом застосування менш концентрованих електролітів.

2) Густині струму, що застосовуються при хромування, вищі.

3) Товщина шару хрому незрівнянно більше, що є причиною значної тривалості процесу, що досягає в окремих випадках 24 год.

4) Режим електролізу слід підтримувати в суворо встановлених норм. Відхилення від встановленої величини щільності струму і температури електроліту в процесі електролізу можуть викликати додаткову напругу в шарі обложеного хрому.

5) Хромування піддаються зазвичай сталеві та чавунні деталі машин без покриття проміжним шаром якого-небудь іншого металу.

Режими хромування, що забезпечують отримання блискучих (більш твердих)і молочних (порівняно м'яких та еластичних) опадів, вибираються взалежно від призначення деталей, умов їх служби та вимог,що пред'являються до покриття. Нижче наведені основні режими хромування дляотримання опадів того чи іншого типу: а) при осадженні блискучого хрому:

Температура електроліту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 54 - 56О

катодна щільність струму DК ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .30 - 50 а/дм2

Температура електроліту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .66 - 68о

катодна щільність струму DК ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .80 - 100 а/дм2

б) при осадженні молочного хрому:

Температура електроліту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 68 - 72о

катодна щільність струму DК ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25 - 30 а/дм2

в) при осадженні молочно-блискучого (димчастого) хрому :

Температура електроліту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 60 - 65о

катодна щільність струму DК ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .30 - 35 а/дм2

При виборі режиму хромування слід зважати на рельєфністю деталі іформою застосовуваного анода, що визначають ступінь нерівномірностірозподілу струму між близькими і далекими ділянками деталі.

При хромування може виявитися, що окремі ділянки поверхнідеталі не покриваються хромом. Для попередження цього рекомендуютьсятаких заходів.

При покритті хромом деталей, які мають певний рельєф, або приодночасному покритті однотипних деталей, змонтованих на декількохпідвісках, хромування слід починати з поштовху струму. При цьому щільністьструму повинна бути, приблизно, в 1,5 рази більше заданої. Тривалістьпоштовху струму складає 2-3 хв., потім щільність струму поступово, протягомдекількох хвилин, знижують до встановленої величини.

Якщо з технічних причин неможливе створення поштовху струму, тохромування слід починати хоча б при встановленій величиною щільностіструму або близькою до неї. Зовсім не допускається починати електроліз зневеликий щільності струму, а потім підвищувати її до необхідної величини.

Розмірно хромування. Сутність розмірного хромування полягає в тому,що деталі покриваються шаром хрому точно до заданого розміру інаправляються у виробництво без подальшої механічної обробки.
Розмірні хромування створює економію в Сировина хімічна та витрати намеханічну обробку деталі. При розмірному хромування потрібно осадитишар хрому абсолютно однакової товщини і точно зберегти первіснуформу деталі, наприклад, при хромування циліндричних деталей недопускається конусності або овальність.

Для розмірного хромування потрібне застосування фігурних анодів,спеціальних підвісних пристроїв, що дозволяють жорстко монтувати деталіі аноди, а також ізолюючих екранів. Монтаж повинен виконуватися такимчином, щоб у процесі електролізу концентрація силових ліній струму булаоднаковою на всій поверхні хроміруемой деталі.

Значення величини виходу по струму і щільності струму при хромуваннядозволяє точно визначити час, необхідний для осадження необхідноїтовщини стоячи хрому. Розрахунок проводиться за формулою

? = 1314 хв.,

де? - Час у хв.,

? - Товщина покриття в мк,

Dk - катодна щільність струму в а/дм2,

? - Вихід по струму в%.

Однак для отримання доброякісного шару хрому суворо визначенійтовщини необхідно, щоб поверхня покриття не була шорсткою абопористої. Тому слідзвернути увагу на чистоту поверхні деталіперед покриттям (відсутність подряпин, часу і т.д.) і правильність складуелектроліту.

Якщо до покривається деталі пред'являється високі вимоги в сенсічистоти поверхні і меж допуску на виготовлення, то розмірнохромування годиться тільки при порівняно малих товщині шару хрому.
Прикладом можуть служити гладкі калібри, хроміруемие на товщину шару 10-30мк. Порівняно товсті покриття можливо наносити за розмірномухромування деталей з більш широкої кордоном допусків, наприклад, циліндрівдвигунів внутрішнього згоряння. Для цих деталей допускається деякаконусності і елліпсность, величини яких практично лежать близько 0,01 мм.

Схеми розташування анодів стандартної форми при хромування: а - зовнішній; б - внутрішній поверхні циліндра.

Схеми завешіванія деталей у ванну:

1 - ізоляція; 2 - металева (сталева) шайба; 3 - додатковий катод з дроту; 4 - шар обложеного хрому.

6. Хромування АЛЮМІНІЮ.

При безпосередньому хромування алюмінієвих сплавів основним завданнямє підготовка поверхні деталі до покриття. Для цього деталь залюмінію або алюмінієвого сплаву протирають тканиною, змоченою бензином, ізнежирюється протягом 3-5 хв. в розчині: 50 г/л Na2CO3, 50 г/л Na3PO4,
30 г/л рідкого скла при T = 60-65о. Після промивання в гарячої і холодноїводі, деталь обробляють в цінкатном розчині (200 г/л ZnSO4 (7H2O, 200г/л NaOH) протягом 30-40 сек., потім промивають водою і виробляютьобробку в розбавленому 1:1 розчині HNO3 протягом 5-7 сек. Детальпромивається у воді і знов занурюється в той же цінкатний розчин на 10сек. Після промивання деталь замішується у ванну хромування (бажанопід струмом) і хромується при звичайних режимах. Добрі результати дає такожгідропескоочістка з завешіваніем деталей, покритих мокрим піском, під струмому ванну хромування.

7. ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ хромування.

Огляд способів хромування і областей його застосування свідчать проширокому використанні хрому в промисловості. Однак не всі можливостітехнології хромування вичерпані. В даний час дослідження в областіхромування виробляються в різних напрямках.

Однак з таких напрямів має на увазі інтенсифікацію і стабілізаціюпроцесу хромування. Це питання одночасно вирішується різними шляхами.
Перший шлях полягає у підвищенні катодного щільності струму при хромування до
200-300 а/дм2. Поряд з підвищенням катодного щільності струму для отриманняблискучих опадів хрому необхідно також збільшувати температуруелектроліту, тобто дотримуватися робочого інтервалу хромової ванни. Прицьому швидкість осадження хрому зростає не тільки за рахунок застосування більшвисоких густин струму, але також за рахунок збільшення виходу за струмом.

Другий шлях полягає в підвищенні виходу хрому по струму за допомогоюзниження температури хромування і зміни складу ванни. Покриттямає сіро-матовий колір, але легко полірується: пористість його нижче, апластичність вище, ніж у