Оборудование для гальванического хромирования

Электрохимическое хромирование – насаждение на поверхности деталей слоя хрома определенной толщины под воздействием электрического тока. Технология используется для увеличения износостойкости поверхностей, восстановления их первоначальных размеров, антикоррозионной защиты и в декоративных целях. Главный элемент линий – гальванические ванны. Наша компания изготавливает продукцию согласно действующему ГОСТу 23738-85. В зависимости от технологических особенностей производства ванны для хромирования могут иметь несколько видов.

Ванны без кармана

Ванны с карманом

Ванны с двухступенчатой промывкой

Ванны с трехступенчатой промывкой

В зависимости от типа линии оборудование для хромирования включает в себя набор дополнительных агрегатов и установок. Хромирование может выполняться на:

1. Линиях с ручным управлением. Управление технологическим процессом осуществляется оператором при помощи пульта. Метод применяется при штучном или мелкосерийном производстве.
2. Линиях с полуавтоматическим управлением. Вручную задается лишь номер позиции.
3. Автоматических линиях. Применяется на крупносерийном производстве. Оборудование для хромирования управляется специальной компьютерной программой.

Выпускаемые нами гальванические ванны можно устанавливать на любые типы линий, на них есть возможность монтировать все необходимое дополнительное технологическое оборудование.

Для обеспечения безопасности процесса в оборудование для хромирования включаются следующие специальные агрегаты:

1. Общецеховая или общезаводская химически устойчивая вентиляция. Отдельно монтируются вытяжные зонты и бортовые отсосы.
2. Оборудование для подготовки деталей. Имеют вид барабанов, используются для предварительной подготовки деталей.
3. Запорная водопроводная арматура и трубопроводы из химически устойчивых материалов.
4. Системы автоматики. Дозаторы, контроллеры потока и т. д.
5. Выпрямители постоянного тока, регуляторы напряжения и силы, нагревательные элементы, предохранительная электрическая арматура. Выбирает оптимальные режимы для хромирования различных изделий с учетом заданных оператором параметров.
6. Емкости для очистки технологических вод, фильтровальные установки, накопители отходов.
7. Электрические шкафы управления.

В зависимости от пожеланий заказчика перечень агрегатов на линиях может корректироваться.

Особенности подготовки ванны для хромирования

Хромирование деталей происходит в емкостях в среде химического раствора серной кислоты (в пределах 0,8–1,2%) и хромового ангидрида. Раствор приготавливается в запасной ванне из химически инертных пластиков. В емкость наливается половина объема деминерализованной воды и порционно добавляется хромовый ангидрид при постоянном перемешивании до полного растворения. Порошок хромового ангидрида должен соответствовать стандарту ВN-76/6068-11 и иметь в своем составе не более 0,4% серной кислоты. Химическая металлизация выполняется одним из четырех сортов хромового ангидрида: S, I, II и III. В зависимости от сорта изменяется процент серной кислоты. Недостающее количество кислоты добавляется только после проверки плотности жидкости ареометром. Содержание хромового ангидрида определяется по Табл. №1.

Табл. №1. Плотность водного раствора хромого ангидрида при t° = +15°С

Электрохимическое хромирование – непрерывный технологический процесс, параметры покрытия зависят от температуры, плотности раствора и силы тока. В целях экономии энергоносителей современные технологии используют универсальные растворы, что дает возможность регулировать толщину слоя хрома только за счет температуры и времени выдержки. При этом плотность тока не превышает 15–20 А/дм², а температура +40–50°С. Металл подается в ванную подогретым до рабочей температуры.

Табл. №2. Зависимость толщины покрытия от времени процесса и плотности тока, t° +40°С

Табл. №3. Зависимость толщины покрытия от времени процесса и плотности тока, t°+55°С

Гальваническое хромирование должно выполняться при правильном пространственном положении внутреннего анода и матриц. Если изделия располагаются неправильно, то выделяющиеся на поверхности пузырьки газов препятствуют равномерному осаждению хрома. На рис. 1 показано правильное положение, а на Рис. 2 неправильное.

Правильное размещение изделия

Неправильное положение изделий

1 – анод;

2 – изоляция анода;

3 – зеркало раствора;

4 – изоляция изделия;

5 – покрытие хромом.

Виды покрытий

Процесс гальванического хромирования корректируется с учетом требуемых видов поверхности деталей.

1. Двухслойные покрытия комбинированного типа. Придают хрому повышенную износостойкость, увеличивают размеры изделий. Применяется комбинация износостойкого и непористого молочного хрома. Хромирование делается в два этапа. Первый этап протекает при плотности тока 30 А/дм² и температуре 343 К (+70°С), наносится молочный хром толщиной в пределах 9 мкм. Второй этап – температура раствора понижается до 328 К (+55°С), а катодная плотность тока увеличивается до 45–55 А/дм². Длительность завершающего процесса устанавливается в зависимости от желаемой толщины слоя хрома.
2. Черные покрытия. Для нанесения используется то же оборудование для хромирования, меняются только режимы нанесения. Имеет небольшую толщину (в пределах 1,5–2,0 мкм), характеризуется высокой теплопроводностью и адгезией к основанию. Металл сохраняет первоначальные физические свойства при температурах до 773 К (+500°С).
3. Пористые покрытия. К ним не относятся молочные, хромирование специально делается таким способом, чтобы на поверхности появлялись микроскопические поры. В них в дальнейшем удерживаются смазочные материалы, что уменьшает износ трущихся поверхностей. Электрохимическое хромирование для пористого покрытия продолжается 10–12 минут при катодной плотности тока 40–60 А/дм² и температуре раствора 325 К (+50°С) – 331 (+57°С) К.

Качество покрытия во многом зависит и правильности выбора режимов и тщательности предварительной подготовки изделий. Они должны быть очищенными от загрязнений и масляных пятен, острые углы и необрабатываемые отверстия закрытыми. Оборудование для хромирования настраивается технологом, контроль за соблюдением процессов производит оператор. Существующие нормативные документы устанавливают следующие требования по технологическом процессу:

1. Допускается кратковременное изменение температуры раствора в пределах ±10°С. Если электролит охладился или перегрелся выше указанных полей допусков, то процесс считается прерванным. Дальнейшие действия зависят от степени нарушения качества покрывающего слоя. После анализа состояния поверхностного слоя хромирование может продолжаться или прекращаться, решение принимает технолог производства.
2. Подвески и контакты должны изготавливаться из аналогичного материала. Остальное оборудование не должно подвергаться воздействию агрессивных химических соединений.
3. Поперечное сечение всех токопроводящих элементов должны выдерживать требуемые значения с запасом. Величина запаса подбирается с учетом сортамента обрабатываемой продукции. Химическая металлизация выполняется одновременно с максимально широким ассортиментом. Перестраивать и переналаживать гальванические ванны для хромирования под каждый тип изделий экономически невыгодно. Надежность контактов должно обеспечивать длительную работу без появления окалины и перегрева, любые скачки величины тока оказывают негативное влияние на качество прокрывающего слоя.
4. Специальное оборудование для подвески должно обеспечивать одинаковое расстояние между однотипными деталями, в противном случае показатели покрывающего слоя не будут идентичными. На поверхности одних появится «пригар», на других образуется матовый оттенок.
5. Категорически запрещается прерывание тока во время процесса. Гальваническое хромирование от начала и до конца должно выполняться в указанных режимах. При повторном включении новое покрытие отслаивается от старого, детали подлежат выбраковке и повторной обработке. Допускается повторное покрытие хромом только после анодного травления, при этом хромирование начинается с минимальных значений тока.
6. Детали со сложным рельефом поверхности нужно хромировать после «скачка тока». Показатели тока на 1–2 минуты увеличивают в два раза против расчетных, в дальнейшем ток понижают и продолжают процесс. За счет такой технологии слой хрома осаждается в самых углубленных местах.

Некачественное гальваническое хромирование деталей из сплавов меди и стали может сниматься раствором соляной кислоты в пропорции 1:1. На изделиях, насыщение которых водородом не допускается, некачественный слой снимается в щелочных растворах.

Основные дефекты и их причины

При необходимости сотрудники нашей компании окажут теоретические консультации по выбору оптимальных размеров ванн и технологий хромирования различных деталей.