Chromování dílů (galvanické, elektrolytické): technologie, zařízení

Chromování dílů je proces metalizace chromem, jehož cílem je dodat povrchu fyzikální, mechanické a chemické vlastnosti a charakteristiky, které se liší od původního materiálu dílu. Chromování se používá ke zvýšení odolnosti proti korozi, odolnosti proti erozi, mechanické pevnosti, dekorativní úpravě atd.

Proces chromování dílů

Metody nanášení vrstvy chromu na povrch metalizovaného dílu se liší v metodách adheze (retence) mezi nimi. Lze je rozdělit následovně:

1. lepení (v důsledku mechanického působení);
2. kvůli kovovým vazbám:
   1. difuzní zóna na hranici dvou povrchů;
   2. difuzní zóna celé vrstvy povlaku.

   Technologie chromování zahrnuje několik fází:

   • přípravný;
   • proces podávání žádostí;
   • finále.

   Přípravná fáze. V této fázi se provádějí typy prací, které umožní bezpečnou fixaci a dlouhodobé udržení chromové vrstvy na povrchu. Před chromováním se výrobky brousí a v případě potřeby leští. Po konečné úpravě se výrobky omyjí, osuší a otřou měkkým materiálem. Povrchy (otvory, vnitřní dutiny), které nepodléhají metalizaci, se izolují. Díly se instalují (zavěsí) na zařízení, které je určeno k zavádění dílů do zpracovatelské zóny. Provádí se povinný proces odmašťování. Provádí se moření, které umožňuje zvýšit adhezní kapacitu.

   Proces nanášení chromu na povrch. Technologie chromování dílů se v závislosti na způsobu aplikace vyskytuje ve třech typech:

   1. v chladném stavu;
   2. v zahřátém stavu;
   3. difúze.

   

   Například při elektrolytické metodě se výrobky umístí do lázně s roztokem elektrolytu. Provozní teplota elektrolytu závisí na jeho složení. Specifikovaná teplota musí být udržována po celou dobu procesu, což zaručuje rovnoměrnou strukturu nanesené vrstvy a rovnoměrnou tloušťku. Metalizované výrobky fungují jako anoda. Doba trvání procesu chromování přímo závisí na požadované tloušťce povlaku. Po nanesení chromu se výrobky suší. Pokud se sušení provádí v sušicí skříni, bude jeho doba trvání 5-10 minut při teplotě 85 °C – 100 °C. Pokud se sušení provádí ofukováním stlačeným vzduchem, bude jeho doba trvání 0,5-3 minuty při teplotě 18 °C – 25 °C. Pro zvýšení pevnosti a tvrdosti potažené vrstvy se podrobí tepelnému zpracování. Doba sušení v peci je několik hodin při teplotě asi 200 °C. Tloušťka povlaku naneseného na ocel se pohybuje od 0,003 mm do 0,025 mm. Pokud použijete změnu polarity proudu (obrácenou), tloušťka chromového povlaku se zkrátí na 0,03 mm.

   Druhy chromování

   Podle klasifikace patří proces metalizace, ke kterému dochází v důsledku mechanické adheze, do první skupiny a v důsledku atomových mechanických vazeb do druhé skupiny. Druhá skupina se dělí do dvou podskupin: 2a – hraniční difuze; 2b – úplná difuze. Skupina 1 zahrnuje následující metody chromování:

   • elektrické nátěry;
   • stříkání elektrickým obloukem nebo plynovým plamenem (pulverizace);
   • chemická aplikace;
   • vakuová aplikace v chladném prostředí.

   

   Skupina 2 zahrnuje: 2a:

   • plazmové stříkání;
   • elektroforéza;
   • vakuová aplikace ve vytápěném prostředí;
   • elektrický povlak s následným žíháním;
   • depozice čistého kovu z uhličitanových sloučenin v plynném prostředí;
   • difúzní aplikace prvků.

   Tvrdé chromování

   Tvrdé chromování našlo široké uplatnění při výrobě dílů vystavených vysokému opotřebení, aktivní korozi v agresivním prostředí, při restaurování kovových dílů, pro zvýšení životnosti nástrojů (řezných, měřicích), jakož i pro dekorativní úpravu výrobků z nekovových materiálů. Tvrdé chromování se provádí následujícími metodami:

   • galvanické (popsané výše);
   • katalytický, při kterém se chrom redukuje na povrchu z amoniaku a stříbrných solí;
   • vakuum, ve kterém má činidlo aplikované na ošetřovaný povrch difuzní aktivitu za podtlaku;
   • termochemické, které lze přirovnat k cementaci výrobků.

   Termochemická metoda chromování se provádí v nauhličovači, který se skládá z drceného chromu a kaolinu v poměru 55-45 %. Aby se zabránilo oxidaci chromu při vysokých teplotách, profukuje se skrz krabice s díly a nauhličovač vodík. Doba chromování je tři hodiny. Během této doby dosáhne tloušťka vrstvy při teplotě 1300 °C 0,15 mm a při teplotě 1400 °C 0,8 mm.

   Elektrolytické chromování

   Elektrolytické chromování zahrnuje ve srovnání s chromem snadné odstranění vodíku z elektrolytu. Elektrolytem je kyselina chromová. Lázně jsou vybaveny anodami nerozpustnými v olovu.

   Široce se používá sulfátový elektrolyt na bázi anhydridu kyseliny chromové s kyselinou sírovou CrO3:H2SO4.

   Koncentrace roztoku se volí na základě povahy povlaku a složitosti tvaru součásti. Při nízké metalizační teplotě (ne vyšší než 35 °C) má chromovaný povrch šedý matný odstín. Intenzita a hustota proudu proces neovlivňují. Při zvýšení teploty a hustoty proudu na 65 °C se povrch leskne. Při dalším zvýšení teploty a hustoty proudu (až do 30 A/dm2) má chrom mléčný odstín.

   Kvalita potaženého povrchu závisí také na koncentraci elektrolytu. Chromový povlak získaný při koncentraci až 150 g/l se vyznačuje vysokou tvrdostí a odolností proti opotřebení. Pro dekorativní nátěry se používají vysoce koncentrované elektrolyty, až do 450 g/l.

   Galvanické chromování

   Galvanické chromování je nejběžnější moderní metoda chromování. Provádí se dvěma způsoby: v elektrolytickém prostředí a difuzí. Elektrolytická metoda je podobná chromování elektrolýzou, liší se pouze v režimech procesu. Difuzní metoda je proces nasycení povrchu za určitých podmínek z aplikovaných činidel. Hotové díly mají: pevnost a tvrdost, viskozitu a elasticitu, odolnost proti opotřebení, teplu a korozi.

   Zařízení pro chromování

   Trh nabízí širokou škálu zařízení pro nanášení chromové vrstvy, a to jak domácích, tak zahraničních. Soukromé zahraniční podnikání inspirovalo vývojáře k vytvoření kompaktních jednotek, které lze snadno umístit do garáže nebo malé dílny. Neprofesionální zařízení pouze napodobuje vysoce kvalitní chromování, ale kvalita není tak dobrá. Práce se provádí v následujícím pořadí: očištění od starého nátěru; broušení; odmaštění; nanesení základního nátěru; nanesení chromu stříkáním; sušení; ochrana lakem před poškozením.

   Elektrolytické (galvanické) chromování se ve výrobě hojně používá. K tomu se používají speciální vany, elektroinstalace, ventilační systémy, mycí a sušicí jednotky. Pro nanášení horkého chromování se používají pece a vakuové jednotky.

   Ale bez ohledu na typ použitého zařízení dochází během procesu chromování k fyzikálním a chemickým reakcím, které jsou doprovázeny uvolňováním produktů rozpadu.

   Rozsah aplikace technologie

   Dekorativní chromování dílů umožňuje zlepšit vizuální vlastnosti výrobků vyrobených jak z kovů, tak z různých druhů plastů, skla a dalších materiálů. Pro každodenní použití se chrom používá pro nátěry:

   • nábytkové kování;
   • interiéry a designové projekty;
   • suvenýry;
   • instalatérství.

   

   Instalatérské vybavení je nutně chromováno, aby bylo chráněno před oxidací (korozí) vody, ať už se jedná o levný silumin nebo drahou mosaz s bronzem. Průmysl používá chromování ke zvýšení odolnosti součástí pracujících za podmínek vysokého tření:

   • písty;
   • kompresní kroužky;
   • videa;
   • osy.

   Chromování se také používá při výrobě nástrojů a zařízení:

   • lisovací nástroje;
   • řezné nástroje;
   • měřicí přístroj.

   Technologie chromování umožňuje prodloužit životnost prvků mechanismu nebo dodat výrobkům atraktivní vzhled.