3. Олов'яні і хромсодержащие покриття

Хромування - дифузійне насичення поверхні сталевих виробів хромом, або процес осадження на поверхню деталі шару хрому з електроліту під дією електричного струму. Шар хрому може наноситися для декоративних цілей, для забезпечення захисту від коррозііілі для збільшення твердості поверхні.

Опис процесу

Тверде хромування

Деталь, яку піддають хромуванню, як правило, проходить через наступні кроки:

• Очищення для видалення сильних забруднень.

• Тонка очистка, для видалення слідів забруднень.

• Попередня підготовка (варіюється в залежності від матеріалу основи).

• Приміщення в ванну з насиченим розчином і вирівнювання температури.

• Підключення струму і витримка до отримання потрібної товщини

Використовувані при хромування реагенти і відходи процесу надзвичайно токсичні, в більшості країн цей процес знаходиться під строгим регулюванням.

Промислове застосування

Хромований колісний диск

У промисловості хромування використовується для зниження тертя, підвищення зносостійкості, підвищення корозійної стійкості. Цей процес забезпечує підвищену стійкість стали до газової корозії (окалиностойкость) при температурі до 800 ° C, високу корозійну стійкість в таких середовищах, як вода, морська вода і азотна кислота. Хромування сталей містять понад 0,3-0,4% С, підвищує також твердість і зносостійкість. Твердість хрому становить від 66 до 70 HRC. Товщина хромового покриття зазвичай становить від 0,075 до 0,25 мм, але зустрічаються і більш товсті, і більш тонкі шари. Поверхневі дефекти при хромування посилюються і поверхня підлягає подальшій обробці, так як хромування не дає ефекту вирівнювання. [2]

Хромування деталей пар тертя, що працюють в жорстких умовах (поршневі кільця, дзеркало циліндра ДВС), як показала практика, вимагає створення покриття з порами порівняно великого розміру, здатними утримувати масло. Без цього протизносні і протизадирні властивості покриття навіть гірше, ніж у нехромованого деталі. Для розширення природних канальців на поверхні покриття використовується короткочасне електрохімічне травлення зворотним струмом (деталь-анод).

Хромування використовують для деталей паросилового обладнання, пароводяної арматури, клапанів, вентилів патрубків, а також деталей, що працюють на знос в агресивних середовищах.

Чорне хромове покриття, отримане в ванні спеціального складу (не плутати з декоративною вінілової плівкою), відрізняється великою светопоглощенієм в поєднанні з гладкістю і використовується там, де необхідно відсутність відблисків (оптичні прилади, автомобільні деталі в поле зору водія і т.п.)

В окремих випадках хромування застосовується для ремонту деталей шляхом нарощування сполучається поверхні в разі прослаблених посадки. В даний час може використовуватися як "гаражна" або "холодна" альтернатива плазмовому напилювання металу, аналогічного матеріалу деталі.

Технологія

Типовими є такі розчини для хромування:

1. Шестивалентний хром, чий основний інгредієнт - хромовий ангідрид.

2. Тривалентний хром, чий основний інгредієнт - Сульфат хрому або хлорид хрому. Ванни з тривалентним хромом використовуються досить рідко через обмеження, що накладаються на колір, яскравість і товщину покриття.

Типове зміст ванни з шестивалентного хромом:

• Хромова кислота: 225-300 g / l

• Сірчана кислота: 2.25-3.0 g / l,

• Температура: 45 - 60 ° C

• Щільність струму: 1.55-3.10 кА / кв.м. DC

• Аноди: свинець, що містить до 7% олова або сурми

Порушення складу і температури ванни легко призводить до різноманітних дефектів покриття (плями, матовість, відшаровування), руйнування свинцевої футерування ванни. При перевищенні щільності струму на краях і кутах деталей можуть утворюватися нарости-дендрити різноманітної форми - "сувеніри з гальванічного цеху".

Нанесення хрому на самопассівірующіеся метали (алюміній, титан) утруднено і вимагає ретельної попередньої очистки травленням або виробляється по подслою іншого металу (мідь, нікель). Може знадобитися підключення джерела струму до приміщення деталі в ванну.

Хромування стали по подслою покращує антикорозійні властивості покриття, перекриваючи природні мікропори хрому; в той же час подслой нікелю утворює з хромом гальванічну пару і може корродировать сам по собі аж до відшаровування хрому. Для закриття пір хрому може застосовуватися насичення поверхні плівки лаками або маслами, в тому числі при підвищеній температурі або під вакуумом.

Отриманий на деталях шар хрому, як правило, порівняно крихкий, і для поліпшення його властивостей може застосовуватися термообробка у вигляді тривалої витримки при температурі близько 200 ° C.

Електролітичне хромування пластмас проводиться за попередньо напиляним або обложеному шару іншого металу, наприклад, міді.

Обмеження

Після того, як шестивалентний хром в 90-ті роки ХХ століття був визнаний канцерогеном, в різних країнах почалася розробка методик його заміни. Так, в США і Канаді розпочала роботу Hard Chrome Alternаtive team, HCAT. У 2003 році була прийнята і в 2006 році вступила в силу директива RoHS, яка істотно обмежила застосування хромування в Європі. Результатом стала заміна хромування на інші способи обробки, наприклад, високошвидкісне газополум'яне напилення в багатьох застосуваннях.