Преимущества хрома

Свойства и применения хромовых покрытий.

Преимущества хрома хорошо известны. Этот металл имеет склонность покрываться пассивной, прозрачной плотной пленкой, увеличивающей коррозионную стойкость и предупреждающей потемнение блестящих декоративных покрытий. Сам хром не создает хорошей антикоррозионной защиты для стали, отсюда необходимо применение промежуточных слоев, таких как никель или никель - медь.

В зависимости от назначения хромовые покрытия разделяют на декоративные и функциональные. Первые наносят в виде тонких (<1 мкм) слоев на грубом промежуточном подслое, а вторые наносят прямо на стальную или другую подложку. Толщина функциональных покрытий достигает нескольких миллиметров.

Декоративное хромирование имеет огромное применение в автомобильной промышленности и многих других областях техники, где к изделиям предъявляют высокие требования как с эстетической точки зрения, так и в плане коррозионной стойкости.

Функциональное хромирование применяется для покрытия инструмента, шаблонов, форм для отливки под давлением и других деталей, подвергаемых сильному механическому износу. Широкое применение имеет функциональный хром и при восстановлении изношенных деталей машин.

Ванны (емкости) хромирования

Основной составляющей ванны для хромирования является хромовый ангидрид. Кроме того, необходим так называемый катализатор, которым в традиционных ваннах является серная кислота.

В соответствии с общим правилом содержание серной кислоты по отношению к содержанию хромового ангидрида должно быть в пределах 0,8-1,2 %. В среднем принимают 1 % и, следовательно, в ванне, содержащей хромовый ангидрид (250 г/л), должно быть серной кислоты 2,5 г/л.

Емкости для хромирования имеют очень малый катодный выход по току, в основном <20 % и низкую кроющую способность.

Ванна, содержащая хромовый ангидрид (400 г/л), имеет хорошую электропроводность и, следовательно, не требует такого высокого напряжения при хромировании, как ванны с меньшим содержанием хромового ангидрида. Она рекомендуется для декоративного хромирования изделий сложной формы. Недостатком такой (концентрированной) ванны является низкий выход по току, и, следовательно, она непригодна для функционального хромирования.

Кроме классических хромовых ванн с сульфатным катализатором разработан и ряд других, например, с катализатором, состоящим из солей двух кислот — серной и и кремнийфтористоводородной ограниченной растворимости, что полезно для оптимальной работы ванны. Применение этих ванн, называемых саморегулирующимися должно бы существенно облегчить проведение хромирования ввиду того, что отпадает необходимость аналитического исследования химического состава. Однако это не совсем так, к тому же еще выявились и такие недостатки как значительная агрессивность ванны, требующая очень тщательной изоляции стальных изделий, хромирующихся частично с учетом опасности поражения стали в не изолированных местах.

Работа с растворами хромового ангидрида сопряжена с многими трудностями, обусловленными токсичностью этого вещества и трудоемкой технологией очистки сточных вод.

Необходимость применения довольно высоких температур и тока большой плотности требует оборудования ванн для хромирования эффективной вытяжной системой. Даже ванны, не находящиеся под током, но при рабочей температуре, выделяют вредные для человеческого организма пары.

Второй проблемой являются материальные потери. Большое содержание хромового ангидрида влечет за собой значительные потери за счет уноса электролита из ванны с деталями. Ванны улавливания являются неизбежной необходимостью. Нередко применяют две промывки.

Рациональным способом снижения потерь материала является применение ванны с меньшим содержанием хромового ангидрида. Следует экспериментально установить, нельзя ли для данной продукции применять ванну с меньшим содержанием хромового ангидрида, например, 200 г/л.

Нет недостатка в разработках ванн, содержащих хромовый ангидрид (~100 г/л) и специально выбранные катализаторы. Эти ванны труднее поддерживать в рабочем состоянии и применять в ремесленных мастерских.

Универсальная ванна, пригодная для технического и декоративного хромирования, содержит: хромовый ангидрид (250 г/л) и серную кислоту (2,5 г/л). Декоративные покрытия наносят при ~50°C и средней плотности тока 25 А/дм2, а функциональные покрытия — при 55-60°С и плотности тока 45-60 А/дм2.