М.Б. ЧЕРНЕЗ
Chlpmaker.ru
Хромирование

chipmaker.ru
БИБЛИОТЕЧКА ГАЛЬВАНОТЕХНИКА

ВЫПУСК 5
CMpmaker.ru
М. Б. ЧЕРКЕЗ
ХРОМИРОВАНИЕ
Издание 3-е, дополненное и переработанное
Под редакцией
д-ра техн, наук П. М. В п ч е с л а п»: а
ИЗДАТЕЛЬСТВО „МАШИНОСТРОЕНИЕ** ЛЕНИНГРАД 1971
chipmaker.ru
УДК 621.357 : 669.268.7 (04)
Chipmaker.ru
Хромирование. Черкез М. Б. Л., «Машиностроение!, 1971 г. 112 стр. Табл. 7. Илл. 41. Библ. 20 назв.
В серии брошюр «Библиотечка гальванотехника! изложены сведения из области теории и практики основных гальванических процессов: меднения, никелирования, хромирования, цинкования, кадмирования, лужения, свинцевания, осаждения благородных и редких металлов, а также некоторых сплавов. Рассмотрены технология нанесения гальванических покрытий на легкие металлы, оксидирование и фосфатирование металлов и химические способы получения металлических покрытий и современное оборудование гальванических цехов.
Библиотечка рассчитана на квалифицированных рабочих, лаборантов, мастеров гальванических цехов. Она также может быть полезна инженерно-техническим работникам, интересующимся вопросами гальванотехники.
Полный перечень брошюр Библиотечки публикуется в конце каждого выпуска.
В настоящей брошюре даны основы теории процесса хромирования, описаны свойства электролитов и электролитических осадков хрома, процессы их осаждения, техника нанесения защитно-декоративных и износостойких покрытий, основные способы хромирования, а также приведены примеры хромирования типовых деталей и области применения хромовых покрытий.
В отличие от второго издания (1961 г.) в брошюре изложены теория процесса хромирования, свойства хрома, осажденного из саморегулирующих электролитов, анодно-струйный способ хромирования деталей, контроль хромовых покрытий и электролитов и другие вопросы.
3—12—5 60—71
Рецензент инж. Л. Л- Богорад
Михаил Борисович ЧЕРКЕЗ
ХРОМИРОВАНИЕ
Редактор издательства И 3 Симоновский Технический редактор В. Ф. Костина
Обложка художника И. П. Кремлева Корректор В. И. Калганова
Сдано в производство 21/1 1970 г. Подписано к печати 26/1 1971 г. М-23094
Прнв. печ. л. 5,88	Уч.-изд. л. f,2
Тираж 20 000 экз. Зак, № 476 Цена 22 коп. Формат 84xl08*/si
Ленинградское отделение издательства «МАШИНОСТРОЕНИЕ» Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского, 10
Леи..и1 радская типографии № 6 Главполиграфпрома Кемит га по печати при Совете Министров СССР Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, 10
ПРЕДИСЛОВИЕ
Электролитические покрытия хромом с каждым годом приобретаю! все возрастающее значение в народном хозяйстве. В настоящее время хромирование получило широкое применение в различных областях промышленности для декоративной отделки, защиты от коррозии и механического износа различных деталей машин, механизмов, приборов и бытовых изделий.
Большинство машиностроительных заводов имеет установки для защитно-декоративного и износостойкого хромирования; на ряде заводов пористым хромом покрывается большое количество поршневых колец для двигателей внутреннего сгорания, что значительно увеличивает их моторесурс, многие ремонтные предприятия используют покрытия хромом для восстановления размеров изношенных деталей. Придание красивого внешнего вида деталям автомобилей, судов и вагонов путем хромирования стало обычным в современной промышленности.
Теория и практика электролитического хромирования непрерывно совершенствуются. Труды отечественных исследователей позволили за последнее десятилетие значительно интенсифицировать процесс хромирования, создать способы, обеспечивающие осаждение хрома с повышенным выходом по току, разработать электролиты, позволяющие значительно расширить диапазон режимов электролиза, гарантирующих получение блестящих осадков хрома.
В настоящее время получили применение новые способы хромирования — мелких деталей в насыпном виде, цилиндрических деталей при помощи анодно-струйного устройства и другие, позволяющие исключить ряд трудоемких операций, интенсифицировать осаждение хрома и увеличить производительность труда.
В настоящей брошюре кратко изложены основные процессы и способы хромирования, имеющие практическое значение для получения защитно-декоративных, защитных и износостойких хромовых покрытий.
Автор
1*
chipmaker.ru
Глава I. ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ХРОМИРОВАНИЯ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Впервые электролитический хром был получен в середине прошлого столетия из растворов трехвалентных соединений хрома. Однако практическое применение в гальванотехнике получили электролиты, содержащие шестивалентные соединения хрома, а первые промышленные установки, работающие на этих электролитах, были созданы лишь в двадцатых годах текущего столетия.
Применение электролитов на основе трехвалентных соединений хрома позволило бы значительно интенсифицировать процесс хромирования, так как электрохимический эквивалент хрома при выделении его из трехвалентных соединений вдвое больше, чем из шестивалентных, а выход по току в 4—5 раз выше. Однако, как показали многочисленные исследования, осадки хрома, полученные из растворов трехвалентных соединений не могут быть использованы в гальванотехнике ввиду слабого сцепления их с основой и значительного содержания окиси хрома (в пересчете на кислород до 0,35% О2), что делает их чрезвычайно хрупкими и снижает механические свойства хрома.
Важные характеристики электролитического хрома — высокая химическая стойкость, сопротивление механическому износу, сравнительно высокая светоотражательная способность и др. определяют разнообразные пути применения хрома в современной технике. К основным из них относятся декоративная отделка и защита деталей от коррозии, повышение износостойкости новых деталей и восстановление размеров изношенных.
2. КАТОДНЫЙ
ПРОЦЕСС
Chipmaker.ru
Основным компонентом электролитов для хромирования является хромовый ангидрид (СгО3). В водном растворе хромовый ангидрид образует сильную кислоту, состоящую в основном из смеси Н2Сг2О7 и Н2СгО4. В электролите эти кислоты находятся в подвижном равновесии:
2Н,СгО47ГН2Сг2О7 4 Н2О.
4
Концентрация находящихся в растворе анионов НСгОГ. CrOl- и Сг2О?~ зависит от содержания хромового ангидрида. При увеличении содержания СгО3 равновесие смещается в сторону образования аниона Сг2О7-, а при уменьшении — в сторону анионов НСгОГ и СгО1~.
Электроосаждение хрома из растворов только одной хромовой кислоты невозможно. Для нормального течения электролиза и выделения на катоде удовлетворительных осадков хрома необходимо, чтобы помимо хромового ангидрида в электролите содержалось некоторое небольшое количество посторонних, так называемых активных анионов, например SOl-, F" или SiFe-- Наиболее широкое распространение имеют хромовокислые электролиты, содержащие небольшие порции серной кислоты.
Процесс хромирования в хромовокислых электролитах протекает в результате восстановления на катоде сложного многовалентного аниона при одновременном образовании соединений хрома промежуточной валентности. При этом на катоде совместно протекает несколько реакций. Поэтому механизм электролитического осаждения хрома является чрезвычайно сложным, а изучение его представляет собой важную проблему, разрешение которой позволило бы более успешно вести процесс хромирования.
За последние десятилетия изучению механизма электролитического восстановления хромовой кислоты посвящено большое число исследований. Основные из них осуществлялись с целью:
—	выявления роли серной кислоты при электролитическом осаждении хрома;
—	выяснения характера восстановления на катоде шестивалентных ионов хрома до металла — ступенчатого или непосредственного.
Ряд исследователей [12] придерживается мнения, что в растворах хромовой кислоты на поверхности катода в начальной стадии электролиза образуется пленка соединений хрома, препятствующая выделению металла на катоде. При этом предполагается, что присутствие в электролите постороннего аниона, например SO^, способствует частичному растворению и разрыхлению катодной пленки и получению удовлетворительных осадков хрома.
В состав катодной пленки, как установлено аналитическим путем, входят ионы Сг6+, Сг3+ и SO-~. При этом
5
chipmaker.ru
концентрация ионов трехвалентного хрома и сульфатио-нов выше, а ионов шестивалентного хрома — ниже, чем в объеме электролита.
О характере растворения пленки существуют различные мнения. Так, считают, что анионы SOl-', адсорбируясь гидратами окисей и основными солями хрома, образуют с трехвалентным хромом сложные хромовосерные кислоты, способные хорошо растворяться в воде и диссо-
Рис. 1. Изменение плотности тока во времени для хромового катода при постоянном катодном потенциале, равном — 1,08 в: а — 250 г!л СгО3 и 2,5 г!л HsSO,;
б — 250 г!л СгОз
циировать на ионы типа ICr2 (Н.2О) (SO4)412-, [Cra (Н2О) (SO4)613- и др. При этом создаются благоприятные условия для частичного растворения катодной пленки и установления динамического равновесия между процессами ее образования и растворения. Предполагается, что такое частичное разрушение пленки облегчает проникновение ионов хрома к катоду и восстановление их до металла.
Наряду с этим существует противоположное мнение [5, 15, 20], что в присутствии анионов, например того же аниона SOI-, пленка на катоде не разрыхляется, а наоборот, уплотняется. При этом осаждение хрома на катоде происходит за счет восстановления шестивалентных ионов хрома, входящих в состав самой пленки. Доказательством этого послужили данные о характере изменения плотности тока в процессе хромирования. 6
являлось результатом оора-
Потени,иил,в
Рис. 2. Зависимость плотности тока от потенциала катода, полученная в электролите, содержащем:
/ — 250 г/л СгО3; 2—250 е/л СгО8 и 5 г/л HaSO4
Параметры режима электролиза, регистрируемые при помощи осциллографа, показали, что в хромовокислых растворах с добавкой серной кислоты при заданном постоянном значении потенциала катодная плотность тока, имевшая в начальный момент относительно большую величину, через короткий промежуток времени резко снижалась (рис. 1, а). Такое сильное торможение электрохимического процесса, очевидно, зования на поверхности катода плотной пленки из продуктов реакции. При выключении тока пленка растворялась, а после включения наблюдалось повторение явлений, т. е. достижение некоторого максимума плотности тока, резкое ее снижение и т. д.
В растворах хромового ангидрида, не содержащих серной кислоты, величина начальной плотности тока выше (рис. 1,6), а снижение ее во времени менее резкое. Такое изменение плотности тока свидетельствует об уплотнении коллоидной пленки на катоде в присутствии серной кислоты.
Образование пленки на катоде вызывает смещение потенциала катода в более отрицательную область. Благодаря этому наряду с разрядом ионов водорода становится возможно восстановление шестивалентных соединений хрома до металла и трехвалентного хрома.
Об уплотнении или образовании катодной пленки в присутствии серной кислоты свидетельствуют также кривые поляризации (рис. 2), снятые на хромовом катоде в растворах хромовой кислоты с добавкой и без добавки серной кислоты. При относительно высокой плотности тока и одинаковом ее значении потенциал катода на кривой 2 примерно на 0,1 в отрицательнее, чем на кривой /, что указывает не на растворяющее действие серной кислоты, а на образование или уплотнение пленки. Более
7
chipmaker.ru
того, если вести электролиз хромовой кислоты при достаточно высокой плотности тока (кривая /.точка е) и в процессе электролиза внести в раствор небольшую порцию серной кислоты, то электродный процесс несколько затрудняется, так как при одной и той же плотности тока (кривая 2, точка f) потенциал катода становится примерно на 0,1 в отрицательнее, чем в растворе без анионов SOj~.
Сложный характер кривых поляризации, а также противоречивость данных о поляризации катода, полученных разными исследователями, могут быть объяснены одновременным протеканием на электроде нескольких реакций: Сгв+ —> Сг3 + ; Сг6+ —> Ст; 2Н + —► Н2. Вследствие этого кривая поляризации отражает скорость течения (выражаемую силой тока) не одной реакции, а общего процесса, На катодной поляризационной кривой (рис. 2, кривая 2), построенной по данным [6], участку ab соответствует восстановление Сг6+ до Сг3 + , участку Ьс— неполное восстановление хрома и незначительное выделение водорода, участку cd — выделение водорода, восстановление Сг6+ до Сг3+ и Сг8+ до металлического.
Установлено, что при относительно невысоких значениях потенциалов, при которых не происходит выделения металлического хрома, с увеличением концентрации ионов SO^ скорость восстановления Сг6^ до Сг3+резко возрастает и определяется предельным током реакции Сг6+ —♦ —♦ Сг3+ (рис. 2, точка Ь). Эта реакция протекает наиболее легко и лишь при ее торможении в области более отрицательных потенциалов (рис. 2, участков Ьс) создаются благоприятные условия для осуществления реакции Сгв+—»Сг. Кроме того, следует отметить положительное влияние пленки, образующейся на поверхности катода, которая несколько тормозит реакцию разряда ионов водорода.
Исследование характера восстановления на катоде шестивалентных ионов хрома до металлического получили два основных направления. Одни придерживаются мнения, что при электролизе хромовой кислоты имеет место ступенчатое восстановление по схеме: Сг6+ —»Сг3+—*Сг2+—> —* Сг. Сторонники другого направления считают, что на катоде происходит непосредственное восстановление шестивалентных ионов хрома до металлического.
Для решения вопроса о том, происходит ли восстановление шестивалентного хрома непосредственно до метал-
8
лического или путем предварительного образования трехвалентного, в опытах [61 использовали радиоактивный индикатор Сг51. В электролит вводили меченые атомы трех валентного хрома в виде сульфата хрома или шестивалентного хрома в виде хромового ангидрида. При ступенчатом восстановлении шестивалентного хрома с промежуточным образованием трехвалентного и при наличии в электролите меченого трехвалентного хрома, осадок хрома должен обладать радиоактивностью. Если шестивалентный хром восстанавливается сразу до металлического, то радиоактивные атомы хрома не могут быть обнаружены в осадке.
В электролит вводили обе существующие стабильные формы трехвалентных ионов хрома — «фиолетовый ион» и «зеленый ион» *. Для предупреждения изотопного обмена между шестивалентным и трехвалентным хромом в растворе электролиз вели в течение непродолжительного времени при температуре 20° С, при которой такой обмен происходит очень медленно. Результаты опытов показали, что радиоактивность осадка хрома при введении в электролит радиоактивного шестивалентного иона хрома (в виде СгО3) примерно в 1000 раз больше, чем при введении радиоактивного трехвалентного нона. Очевидно, такие результаты указывают на непосредственное восстановление шестивалентного хрома до металлического, а процесс образования трехвалентных ионов является побочной реакцией. Однако возможность ступенчатого восстановления шестивалентных ионов хрома до металлического по схеме: Сг6+—> Сг2+—> Сг при этом не учитывалась.
В вопросе о вреде или пользе пленки общим является мнение о том, что в процессе электролиза на поверхности катода образуется фазовая пленка из соединений высшей и низшей валентности хрома. Что касается ступенчатого или непосредственного восстановления на катоде шестивалентного хрома до металлического, то результаты исследований, полученные за последние годы, создают определенный перевес в сторону мнения о непосредственном электровосстановлении шестивалентных ионов хрома до металла.
* Фиолетовый сульфат хрома приготовлялся путем растворения гидрата окиси хрома в серной кислоте, а зеленый — продолжительным кипячением фиолетового с последующим быстрым охлаждением раствора.
9
r.ru
3. АНОДНЫЙ ПРОЦЕСС
В электролитических ваннах для хромирования используются нерастворимые аноды. Растворимые аноды для хромирования не применяются. Металлический хром (например, хром, полученный термическим путем) растворяется на аноде с выходом по току, в 7—8 раз превышающим выход по току на катоде. При этом концентрация ионов хрома в растворе непрерывно возрастает. Значительная часть хрома переходит в раствор в виде трехвалентных ионов, которые на растворимом аноде не могут быть окислены до шестивалентных, накапливаются в электролите сверх допустимой нормы и нарушают работу ванны.
Основными материалами для анодов обычно являются свинец и сплавы на основе свинца, обладающие более высокой химической стойкостью и твердостью.
При электролизе растворов хромовой кислоты на нерастворимом аноде протекают два процесса: выделение кислорода (4ОН- —- 2е —> О2 + 2Н2О) и окисление трехвалентного хрома до шестивалентного. Часть кислорода, выделившегося в процессе электролиза, окисляет свинец с образованием темно-коричневой перекиси свинца. Хотя свинцовые аноды считаются нерастворимыми, все же с течением времени они разрушаются, так как перекись свинца частично отделяется от поверхности электрода и оседает на дне ванны. Одновременно с этим свинец, слабо взаимодействуя с хромовой кислотой, образует на поверхности анода твердую, плохо проводящую ток пленку хромовокислого свинца.
4. ХРОМОВОКИСЛЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ С ДОБАВКОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Широкое применение для хромирования получили электролиты, содержащие хромовый ангидрид и серную кислоту. Существенными недостатками этих электролитов являются плохая кроющая и рассеивающая способность и низкий выход хрома по току, который в зависимости от концентрации компонентов электролита и режимов электролиза (применяемых на практике) лежит в пределах 10—16%. Объясняется это значительным отрицательным потенциалом, при котором происходит электроосаждение хрома, и низким водородным перенапряжением, создаю-10
щими благоприятные условия для течения на катоде побочных процессов: Сгв+ —♦ Сг3+ и 2Н+ — Н2.
Состав электролита. Количество хромового ангидрида в электролитах с добавкой серной кислоты может изменяться в широких пределах, от 100 до 500 г/л, существенно не влияя на качество осадков хрома. Однако при изменении концентрации хромового ангидрида соответственно изменяется концентрация серной кислоты. Для получения
Рис. 3. Влияние концентрации хромового ангидрида иа выход рома по току при различных плотностях тока: 1 — 15 а/дмг; 2 — 45 а/дм1;
3 — 120 а/дм’
Рис. 4. Влияние концентрации серной кислоты иа выход хрома по току при различных концентрациях СгОз:
1 — 75 г/л; 2 — 250 г/л; 3 — 500 г/л
СгО3
шение hSq- в электролите поддерживалось постоянным на уровне 100 ± 10. Значительное понижение концентрации серной кислоты в электролите вызывает отложение серых недоброкачественных осадков хрома; повышение ее концентрации — отложение мелкозернистых блестящих осадков с многочисленными дендритами.
Поскольку хромовый ангидрид (СгО3) является единственным компонентом, содержащимся в растворе в большом количестве, то свойства хромовокислого электролита в значительной мере зависят от его концентрации. Увеличение концентрации СгО3 повышает электропроводность раствора. Благодаря этому понижается напряжение на ванне и расход энергии. Изменение концентрации серной кислоты практически не оказывает влияния на электропроводность раствора.
Выход хрома по току (рис. 3) при увеличении концентрации СгО3 и постоянстве отношения между концентра-
11
r.ru
циями хромового ангидрида и серной кислоты понижается. При увеличении концентрации сульфата в растворе выход по току сначала возрастает (рис. 4), но, достигнув макси-
„ СгО3 -мума при отношении концентрации	, близком
к 100, начинает заметно снижаться.
Кроющая способность электролита при увеличении концентрации хромового ангидрида улучшается и достигает максимума при 300—350 г!л СгО3. Наряду с этим рассеивающая способность электролита с увеличением концентрации хромовой кислоты (и при сохранении постоянного отношения н sg 1 уменьшается. Объясняется это относительно высоким выходом хрома по току и слабой зависимостью его от плотности тока в электролитах с пониженной концентрацией хромового ангидрида.
Выбор концентрации электролита осуществляется в соответствии с характером покрытий и конфигурацией деталей. Наиболее часто в промышленности применяются следующие электролиты.
Концентрированные электролиты содержат 350— 450 г!л СгО3 и 3,5—4,5 г!л H2SO4. Они обладают относительно низким выходом по току и плохой рассеивающей способностью. Вместе с тем концентрированные электролиты отличаются относительно хорошей кроющей способностью, что позволяет применять их при декоративном хромировании деталей сложной конфигурации. Благодаря низкому омическому сопротивлению электролита возможно поддерживать значительные расстояния (180—200 мм) между электродами, при ограниченном напряжении источника тока, и одновременно покрывать относительно большие площади. У концентрированных электролитов по сравнению с разбавленными расход хромового ангидрида в процессе работы в меньшей степени сказывается на изменении концентрации электролита и поэтому отноше-ние ц сД- изменяется менее резко. Вместе с тем потери
Г12 о U 4	г
хромового ангидрида вследствие уноса электролита с деталями и газами, выделяющимися на электродах, в концентрированных электролитах больше, чем в разбавленных.
Разбавленные электролиты содержат 120—160 г!л СгО3 и 1,2—1,6 г/л H2SO4 и обеспечивают сравнительно высокий выход хрома по току (рис. 4). Осадки хрома, полученные 12
в этих электролитах, обладают наиболее высокой твердостью. При заданной плотности тока разбавленные электролиты обеспечивают наиболее высокую рассеивающую способность, но из-за высокого удельного сопротивления требуют применения более высокого напряжения на ванне. Разбавленные электролиты наиболее часто применяются для нанесения износостойких покрытий на изделиях цилиндрической формы при небольших расстояниях (10— 25 мм) между электродами. Недостатком электролитов -	б*гОз
является быстрое нарушение отношения -jq-gQ- в процессе электролиза.
Электролиты со средней концентрацией компонентов содержат 200—250 г/л СгО3 и 2,0—2,5 г/л H2SO4. При таких концентрациях меньше проявляются недостатки, свойственные концентрированным и разбавленным электролитам. Выход хрома по току составляет 13—15%. Интервал плотностей тока, при которых возможно получение хорошего качества блестящих осадков хрома, в этих электролитах наиболее широкий. Электролиты, содержащие 200—250 г/л СгО3, получили самое широкое применение для твердых, износостойких и защитно-декоративных покрытий хромом, благодаря чему называются универсальными.
Помимо хромовой и серной кислот, в электролите всегда присутствует некоторое количество трехвалентных ионов хрома, которые образуются в результате восстановления шестивалентных соединений хрома на катоде. Присутствие в электролите ионов Сг3+ оказывает большое влияние на процесс электроосаждения хрома. Из свежеприготовленного хромовокислого электролита невозможно выделить на катоде удовлетворительные осадки хрома. Только после накопления в электролите небольшого количества ионов Сг3 + осадки хрома становятся доброкачественными. Обычно концентрация Сг3+ в электролите, считая на Сг2О3, не должна превышать 3—4% от содержания хромового ангидрида. При повышении содержания трехвалентного хрома в электролите понижается электропроводность раствора и суживается интервал режимов для получения блестящих осадков. При накоплении Сг2О3 в электролите более 15—17 г/л напряжение на ванне возрастает на 1,5—2 в. Это особенно следует иметь в виду при ограниченном напряжении источника тока.
13
r.ru
Режим электролиза. Плотность тока и особенно тем-
пература электролита при хромировании оказывают большое влияние как на качество и внешний вид осадков хрома, так и на выход по току. При выборе режима электролиза для получения покрытия с требуемой характеристикой следует иметь в виду существование тесной зависимости между температурой и плотностью тока, поэтому при изменении плотности тока должна быть соответственно изменена и температура электролита. Например, для полу-
чения блестящих осадков хрома повышение плотности тока должно сопровождаться повышением температуры электролита.
Рабочий интервал температур, при которых возможно получение удовлетворительных осадков хрома, практически лежит в пределах 45—70 С. Отклонения от установленной температуры в процессе электролиза не допускаются более чем на
Рис. 5. Влияние плотности тока на выход хрома по току при различной температуре электролита, содержащего 250 г/л СгОз и 2,5 г/л H2SO4:
/—45° С; 2—55° С; 3 — 75° С; 4 — 85° С
± 1—2 С. Применяемые при хромировании плотности тока обычно лежат в пределах 10—100 а!дм2. В отдельных случаях возможно ведение процесса при более высоких плотностях тока (до 200 а/дм2 и выше), что поз
воляет повысить интенсивность осаждения хрома.
При постоянном составе электролита выход хрома по
току, как правило, увеличивается при повышении катодной плотности тока (рис. 5) и понижении температуры электролита. При плотности тока порядка 50 а!дм.2 и низкой температуре электролита 20° С выход хрома по току достигает примерно 40%. Объясняется это тем, что повышение плотности тока способствует накоплению продуктов реакции Сгв+ —» Сг3+ и уплотнению катодной пленки. В результате этого несколько затрудняется протекание более легко идущих реакций и увеличивается скорость осаждения хрома. При повышении температуры электролита, наоборот, увеличивается отвод продуктов реакции Сг6+ —♦ Сг3+ от поверхности катода, что способствует растворению пленки и уменьшению выхода хрома по току.
14
Внешний вид осадков хрома зависит от катодной плотности тока и температуры при электролизе. Изменяя режим электролиза, можно получать так называемые молочные, блестящие и матовые (серые) осадки хрома. Для декоративных покрытий важно, чтобы осадки хрома были блестящие, так как электроосажденный хром трудно поддается полированию. Получение осадков блестящего хрома возможно в определенном интервале плотностей тока и
„„ а/
НО 50 БО 10 80 00 50 60 10 80 00 50 БО 10 80 Температура°С
Рис. 6. Зоны осадков хрома:
/ — блестящий хром; II — молочный хром; III — серый хром;
IV — зона переходных осадков. Концентрация СгОа в электролите: а — 150 г/л; б — 250 г/л; в — 350 г/л
температуры. На рис. 6 изображены примерные границы режимов электролиза, обеспечивающие получение матовых (или серых), блестящих и молочных осадков хрома.
Осаждение на катоде серых матовых осадков происходит при низких температурах электролиза (около 40— 35° С и ниже) и любой плотности тока. Покрытия, полученные при этих режимах электролиза, отличаются высокой хрупкостью.
Блестящие осадки хрома получаются при средних температурах электролита 45—65° С и широком диапазоне плотностей тока. Осаждение блестящего хрома возможно и при более высоких температурах электролита, но из разбавленных растворов и при высоких плотностях тока. Блестящий хром имеет наиболее высокую твердость, хорошее сцепление с основным металлом детали и меньшую хрупкость.
Осадки молочного хрома откладываются при высоких температурах электролита (выше 65° С) и широком
15
диапазоне плотностей тока. Покрытия молочным хромом по сравнению с другими имеют невысокую твердость, пластичность, значительно меньшую пористость и благодаря этому более высокую защитную способность.
Рис. 7. Электролитический хром: а — поверхность; б — поперечный разрез (Х200)
При малых значениях плотности тока, в среднем 4— 5 а/дм2 металл на катоде не осаждается. При этих условиях протекают два процесса: восстановление шестивалентного хрома в трехвалентный Сг8+ + Зе—»Сг3 + и выделе-
g'7/7 о
§ 30
§ W
§	50 ВО 70 80
Гемпература°С
ние водорода 2Н + +2е—>Н2.
Режим электролиза оказывает большое влияние на структуру осадков хрома. В зависимости от условий электроосаждения хром кристаллизуется в двух основных формах: хром с пространственно центрированной кубической решеткой (устойчивая форма) и хром, имеющий гексагональ-
Рис. 8. Граница режимов электролиза, определяющих получение осадков хрома, с сеткой и без сетки трещии
ную решетку (неустойчивая форма).
В процессе формирования осадка на катоде гексагональный хром преобразуется в кубический; наряду с этим из кристаллической решетки выделяется некоторое количество
атомарного водорода. Происходящее преобразование сопровождается уменьшением объема кристаллов (достигающим 15% объема), следствием этого является сжатие
катодного металла и возникновение в хромовом покрытии растягивающих остаточных напряжений. Когда величина возникающего в металле напряжения превосходит предел прочности хрома, последний растрескивается, и поверхность его покрывается тончайшими трещинами (рис. 7, о).
16
При дальнейшем осаждении металла последующие слои хрома под влиянием возникающих в них напряжений растрескиваются так же, как и предыдущие. Поэтому хромовое покрытие (рис. 7, б) состоит из большого числа слоев, в которых трещины перекрывают друг друга.
При увеличении температуры электролита количество гексагонального хрома в осадке уменьшается, и, как следствие этого, уменьшается количество трещин в хромовом покрытии. Блестящие осадки хрома имеют густую сетку трещин, которая постепенно уменьшается по мере перехода к молочным. Хромовые осадки, полученные при тем-пературе электролита выше 75° С почти не имеют сетки трещин. На основании опытных данных [161 установлена и графически изображена граница для получения осадков, имеющих сетку трещин (рис. 8).
САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОЛИТ
Колебания в содержании серной кислоты в хромово-G кислом электролите вызывают изменения в отноше-СгОз	_	-
•нии ц „Л и требуют постоянного наблюдения за кон-njOvj
центрацией сульфатионов в растворе. Неудобства, связанные с периодическим контролем и корректированием ванны по серной кислоте, могут быть устранены применением так называемого саморегулирующегося электролита.
В саморегулирующийся хромовокислый электролит [14] взамен серной кислоты вводят в избытке сернокислый стронций SrSO4 и кремнефтористый калий K2SiF6 — соли, нерастворимые в воде, но обладающие некоторой ограниченной растворимостью в растворе хромового ангидрида. Растворимость этих солей несколько возрастает при повышении концентрации СгОь и температуры раствора. В электролите, содержащем 250 г/л СгО3, при температуре 55° С растворимость K2SiFe составляет 15 г/л, a SrSCU — 4,15 г/л, что в пересчете на ион SO4~ соответствует 2,17 г/л.
Саморегулирующийся электролит содержит: 220— 250 г/л СгО3, 6 г/л SrSO4 и 20 г/л K3SiF6.
Количества сернокислого стронция и кремнефтористого калия, вводимые в электролит, превосходят предел их 2 М. Б, Черкез	17
chipmaker.ru
растворимости. Поэтому для нормальной работы часть солей всегда должна находиться на дне ванны в нераство-ренном виде.
Выход хрома по току в саморегулирующемся электролите выше, чем в обычном хромовокислом, он увеличивается при повышении концентрации компонентов (рис. 9)
Рис. 10. Влияние режима электролиза на выход хрома по току в саморегулирующемся электролите: 1 — 20 ад}м*\ 2—30 а!дм*\ 3— 50 а/дм1; 4 — 60 а/дм*; 5 — 100 а/дм*
Рис. 9. Влияне концентрации компонентов на выход хрома по току в саморегулирующемся электролите:
1 — сернокислого стронция (прн содержании 250 г] л СгОв и 20 г/л K>SiF); 2 — кремнефтористого калия (при содержании 250 г/л СгОя и 6 г/л SrSO4); 3— хромового ангидрида (при содержании 6 г/л SrSO4 н
20 г/л KaSiFe)
и достигает максимума при содержании сернокислого стронция около 4 г/л и кремнефтористого калия—
14 г/л. Зависимость выхода хрома по току от концентрации
хромового ангидрида в этом электролите проходит через максимум, соответствующий 250—300 г/л СгО3. При этом выход хрома по току составляет 18% при хорошем качестве покрытия, что позволяет интенсифицировать процесс хромирования в 1,3—1,5 раза.
Колебания температуры в саморегулирующемся электролите меньше отражаются на внешнем виде осадков хрома и выходе по току (рис. 10), который заметно снижается с повышением температуры лишь при небольших плотностях тока. Структура электроосажденного хрома значительно мельче, чем в сульфатных электролитах. Диапазон температур (рис. 11), обеспечивающих получение
18
блестящих осадков, в саморегулирующемся электролите более широкий. Пористость осадков хрома из саморегулирующихся электролитов меньше, а сетка трещин выражена слабее, чем в обычных электролитах. Усталостная прочность стальных деталей, хромированных в саморегулирующихся электролитах, выше чем в обычных.
Вместе с тем при хромировании в саморегулирующемся электролите ответственных деталей следует иметь
в виду, что, несмотря на катодную поляризацию, отдельные участки детали, которые не покрываются хромом из-за низкой плотности тока, подвергаются растравливанию электролитом. С этим недостатком необходимо особенно считаться при нанесении толстых слоев хрома на поверхность сильно профилированных изделий. Участки деталей, которые в процессе хромирования могут подвергнуться растравливанию, должны быть изолированы кислотостойким материалом. Растравливание деталей, особенно из цветных металлов, усиливается в присутствии хлоридов, которые могут быть занесены в электролит с промывной водой после травления
Рис. 11. Зоны осадков хрома, полученных в саморегулирующемся электролите:
I — блестящий хром; И — молочный хром; III — серый хром; IV— зона переходных осадков
в соляной кислоте, а также в результате использования хлорированной водопроводной воды.
Недостатком саморегулирующихся электролитов яв-
ляется также сильная агрессивность их в отношении свинца. Поэтому свинец не может быть использован для обкладки ванн с саморегулирующимся электролитом, в дан-
ном случае применяют керамические ванны или ванны
с обкладкой из винипласта.
6. ТЕТРАХРОМАТНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ
Chipmaker.ru
Хромирование в тетрахроматных электролитах осуществляется при комнатных температурах, что обеспечивает по сравнению с обычными электролитами высокий выход хрома по току.
2*
19
chipmaker.ru
Тетрахроматный электролит [10, 20] содержит: 350— 400 г!л СгО3, 50—60 г!л NaOH, 2,5—2,7 г!л H2SO4 и ионов Сг3 + , количество которых в пересчете на Сг2О3, составляет 10—15 г/л. При содержании в электролите 3 г/л H2SO4 и более осадки хрома становятся хрупкими и отслаиваются.
При введении едкого натра большая часть хромовой кислоты связывается с образованием тетрахромата натрия, а в свободном состоянии остается 80—100 г/л. Такой электролит менее агрессивен и может быть использован для хромирования изделий из латуни и цинкового сплава без промежуточного меднения и никелирования.
Плотность тока при хромировании в тетрахроматных электролитах 20—80 а/дм?. Температура электролита 16— 22' С и не должна превышать 24° С. Поскольку в процессе электролиза выделяется значительное количество тепла, то электролит нужно охлаждать, что связано с известными трудностями. Введение электролиза при низкой температуре электролита и высокой плотности тока способствует более высокому выходу хрома по току (до 30—35%).
„ Тетр а хроматные электролиты отличаются хорошей кроющей способностью. Осадки хрома имеют низкую твердость, примерно вдвое ниже, чем осадки из обычных электролитов, более высокую пластичность, менее частую сетку трещин и меньшую пористость. Благодаря этому осадки хрома небольшой толщины способны защищать изделия от коррозии. Вместе с тем в покрытиях относительно большой толщины наблюдаются разрывы. Внешний вид осадков хрома матовый, но они легко полируются и становятся блестящими. Для повышения твердости осадков в тетрахроматный электролит рекомендуется [7, 10] ввести 0,6 г/л окиси магния и 0,02 г/л вольфрамата натрия.
В настоящее время тетрахроматные электролиты применяются в отдельных случаях для нанесения защитнодекоративных покрытий. Следует иметь в виду, что использование их для нанесения покрытий большой толщины, например при износостойком хромировании, нецелесообразно. Нанесение декоративных покрытий без подслоя меди и никеля ввиду плохой рассеивающей способности тетрахроматного электролита возможно лишь при хромировании деталей с простым профилем. При декоративном хромировании профилированных деталей необходимо многослойное покрытие.
20
7. ПОКРЫТИЯ ПОРИСТЫМ ХРОМОМ
Chlpmaker.ru
Пористый хром представляет собой хромовые покрытия, на поверхности которых специально создается большое количество отдельных пор или сетка трещин, достаточно широких для проникновения в них масла. Такая сетка трещин, называемая сеткой каналов пористого хрома, способствует значительному улучшению смачиваемости по
Рис. 12. Поверхность пористого хрома
верхности хрома маслом. Пористохромовые покрытия, как правило, применяются в качестве износостойких покрытий для деталей, работающих на трение в тяжелых условиях эксплуатации и требующих хорошей смазки.
Сущность получения пористого хрома [191 заключается в электролитическом (анодном) травлении ранее осажденного слоя блестящего хрома, имеющего сетку тончайших трещин. Растворение хрома протекает в основном по граням трещин, вследствие чего они постепенно расширяются. Такие расширенные трещины, в отличие от первичных трещин на хроме, принято называть каналами пористого хрома. На рис. 12, а представлен образец пористого хрома с наиболее распространенным типом так называемой канальчатой пористости.
21
r.ru
Каналы пористого хрома обладают капиллярными свойствами, что обеспечивает смачивание поверхности хрома маслом. Благодаря хорошей смазке понижается истирание детали не только покрытой пористым хромом, но и сопряженно работающей с ней.
Среди разновидностей пористого хрома, получаемого электрохимическим путем, можно указать на так называемый точечный пористый хром, образец которого представлен на рис. 12, б. Этот тип пористого хрома имеет большое число углублений в виде мельчайших бесформенных пор или раковин, в которых хорошо удерживается масло.
Пористый хром можно также получить химическим способом путем травления хромового покрытия в кислоте или механическим способом путем нанесения (перед хромированием) на поверхности изделия углублений — пор или канавок механическими средствами. При этом на поверхности предварительно шлифованного изделия обработкой давлением (накаткой) создаются углубления (рис. 12, в) или обработкой резанием — пересекающиеся между собой спирально расположенные канавки. В результате накатки на поверхности изделия за счет вытесненного из лунок металла, возникают ребра и утолщения, устранение которых осуществляется повторным шлифованием. После хромирования поры или каналы, имеющиеся на поверхности покрытия, удерживают масло и способствуют созданию сплошной масленой пленки.
Детали, покрытые пористым хромом, обладают высокой износостойкостью, но он применяется только там, где это диктуется технической и экономической целесообразностью. В настоящее время покрытия пористым хромом используются главным образом для цилиндров и поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.
Чтобы хорошо удерживать смазку и противостоять истиранию, каналы пористого хрома должны обладать необходимой глубиной и шириной, а покрытие — оптимальной степенью пористости. Под степенью пористости понимается отношение площади, занятой каналами, ко всей площади покрытия.
Густота сетки, ширина и глубина каналов пористого хрома зависят от условий хромирования — отношения СгО3 й gp  в электролите, катодной плотности тока и темпера-22
туры электролита, а также от количества электричества, израсходованного на процесс анодного травления.
При пористом хромировании деталей отношение рекомендуется поддерживать в пределах 105—110, что обеспечивает получение оптимальной сетки пористости. Максимальные отклонения отношения не должны выходить за пределы 120—95. При уменьшении величины отноше-СгО3
ния н sq- сетка каналов пористого хрома становится гуще, а сами каналы несколько шире.
Уменьшение катодной плотности тока при хромировании вызывает образование более густой сетки каналов пористого хрома Наряду с этим ширина и глубина каналов становится меньше. Оптимальная величина плотности тока при пористом хромировании лежит в пределах 40— 60 а!дм2.
Наиболее сильное влияние на степень пористости покрытия оказывает температура электролита при хромировании. Данные, приведенные в табл. 1, показывают, что с увеличением температуры хромирования ширина каналов пористого хрома возрастает, степень пористости, наоборот, понижается, а сетка каналов становится более
Таблица 1
Зависимость степени пористости и ширины каналов пористого хрома от температуры электролита при хромировании
Температура электролита в °C	Степень пористости В %	Ширина каналов в мкм	Глубина каналов в мкм
75	1-2	14—16	-—
65	8—9	8—10	—
57	18—22	7-8	60
48	25—27	6-7	—
43	17—18	3—5	15—20
Примечай!	е. Указанные в	таблице величины	получены при
составе электролита: 220 г/л СгО8; 2,1 е/л H2SO4 и плотности тока:			
при хромировании	и анодном травлении 50 а/ои*, времени анодного		
травления 5 мин.			
23
r.ru
редкой. При температуре хромирования 75° С иа поверхности покрытия (рис. 13) наблюдаются лишь отдельные трещины. Таким образом, изменяя температуру электролита при хромировании от 50 до 75° С, можно получать хромовые покрытия с различной степенью пористости,
Рис. 13. Влияние температуры и катодной плотности тока при хромировании на характер сетки каналов пористого хрома (Х80): а —75° С; б —57° С; в— 43° Cj (DK =L50 а/дм2); г — 57° С (DK=100 а/дм2). Состав электролита: СгО8 220 г!л и HsSO4 2,2г!л
а также практически беспористые. Покрытия пористым хромом, полученные при низких температурах хромирования и отличающиеся густой сеткой тонких и неглубоких каналов, имеют настолько малые площадки, что при работе на трение происходит расшатывание и выкрашивание частиц хрома.
Учитывая большое влияние температуры электролита на степень пористости хрома, необходимо строго следить 24
за температурным режимом электролиза, допуская отклонения от установленной величины лишь на ±1°С.
Пористость хромовых покрытий, полученных в саморегулирующемся электролите при различных режимах и при различных температурах (от 45 до 70° С), практически одинакова.
Скорость формирования сетки каналов пористого хрома при анодной обработке покрытий целиком зависит от интенсивности процесса травления (рис. 14), т. е. от коли
Рис. 14. Характер сетки каналов пористого хрома в зависимости от интенсивности травления: а—.750 а-мин\ б — 300 а-мин (Х80). Состав электролита при хромировании: СгОз 220 г/л, Нз5О4 2,2 г/л.
Режим электролиза: DK =• 50 а/дм', t = 57° С
чества расходуемого на процесс анодного травления элек-тричес^а. Благодаря этому на деталях, хромированных при одних и тех же условиях электролиза, можно получить одинаковую сетку каналов при разных анодных плотностях тока, но одинаковом количестве электричества, израсходованном на анодное травление. Обычно процесс анодного травления осуществляется при плотности тока 40—60 а/дм2 с выдержкой 5—12 мин. Для анодного травления используют хромовый электролит или 20-процентный раствор NaOH. В последнем случае каналы сетки получаются более узкими.
Анодное травление способствует увеличению шероховатости хромового покрытия. Поэтому в зависимости от назначения хромированных деталей и требований, предъявляемых к состоянию поверхности покрытия, проводится соответствующая механическая обработка, которая осуществляется либо перед анодным травлением, либо после
25
chipmaker.ru
него, или (где это допускается) совсем не проводится. При этом следует иметь в виду, что получаемые покрытия имеют различную степень пористости, ширину и глубину каналов.
На рис. 15 представлены микрофотографии пористого хрома с различными по характеру сетками каналов, полученными на поверхности одного и того же цилиндрического образца, одна половина которого после хромирования не шлифовалась, а вторая подвергалась шлифованию.
Рис. 15. Влияние механической обработки на характер структуры пористого хрома: а — механическая обработка не проводилась; б — механическая обработка проводилась перед анодным травлением хрома (Х80)
Степень пористости хрома, шлифованного перед анодным травлением, примерно в 1,5—2,0 раза выше, а ширина и глубина каналов несколько ниже, чем на нешлифованной поверхности. Кроме того, шлифованная поверхность имеет более равномерную сетку и ширину каналов.
Для получения на поверхности шлифованного хрома наиболее развитой сетки каналов количество электричества, расходуемое на анодное травление, должно находиться в пределах 300—250 а-мин.
Покрытие пористым хромом, как правило, состоит из двух слоев: нижнего — плотного и верхнего — пористого. Только при относительно небольшом слое хрома (около 0,10 мм) можно получить глубину каналов, соответствующую толщине покрытия. При большей толщине слоя пористость имеется лишь в верхнем слое хрома. Тем не менее после износа пористого слоя работа детали на трение продолжается вполне удовлетворительно. Предполагается, что пористая часть хрома необходима только для приработки трущихся поверхностей.
26
Для получения хорошо прирабатывающейся поверхности пористого хрома рекомендуется степень пористости поддерживать в пределах 25—45% при ширине каналов не менее 6—7 мкм.
Контроль пористого хрома осуществляется главным образом внешним осмотром поверхности при помощи лупы и сравнения ее с эталонными образцами.
8.	ХРОМИРОВАНИЕ В ПРОТОЧНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ
Хромирование в проточном электролите осуществляется при помощи специальных установок, обеспечивающих принудительную подачу электролита в пространство между поверхностями покрываемой детали и анода. При этом выход хрома по току примерно в Р/2 раза превышает выход по току при хромировании в стационарной ванне с обычным электролитом.
Проточное хромирование расширяет диапазон плотностей тока и температур, обеспечивающих получение блестящих осадков, свойства которых почти не отличаются от осадков хрома, полученных в стационарных ваннах из обычных электролитов.
Установки с принудительной циркуляцией электролита целесообразно применять лишь в определенных случаях, например при покрытии внутренней поверхности цилиндров большой длины и малого диаметра, когда насыщение электролита образующимися газами настолько велико, что нарушает нормальное отложение хрома, или при восстановлении хромированием внутренних сравнительно малых поверхностей массивных деталей, таких как тракторные и автомобильные блоки цилиндров двигателей и др.
При проточном хромировании ъля получения блестящих осадков хрома рекомендуются электролиты с концентрацией хромовию ангидрида 150—200 г/л и несколько повышенным содержанием серной кислоты, отвечающем отношению ц'г<2\-, примерно в пределах от 100 1120^4 до 80.
Принудительная подача электролита в пространство между анодом и катодом способствует непрерывной смене электролита, что позволяет интенсифицировать процесс хромирования за счет применения более высоких плотностей тока (50—200 а'дм2), обеспечивающих осаждение
27
chipmaker.ru
слоя хрома до 150 мкм!ч. Температура электролита при хромировании 55—60° С.
В зависимости от размеров хромируемой детали аноднокатодное расстояние изменяется в пределах 2,5—15 мм, а скорость протекания электролита соответственно уменьшается от 100 до 10 см1сек. По данным И. С. Вороницына, устойчивая величина выхода хрома по току около 20% может быть практически получена при различных плотностях тока и при различных анодно-катодных расстояниях (£ = 2, 5, 6 и 10 мм) с соответствующими им скоростями подачи электролита, 80—90, 40—50 и 20— 30 см!сек.
Анодно-струйное хромирование. Процесс осуществляется при принудительной циркуляции электролита [2], подаваемого в процессе электролиза в пространство между электродами через отверстия круглой или щелевидной формы, предусмотренные в стенке анода. Предполагается, что интенсивное перемешивание электролита в зоне электролиза, достигаемое при помощи анодноструйного устройства, способствует уменьшению диффузионного слоя у поверхности катода и облегчает диффузию ионов. Благодаря этому становится возможно интенсифицирование процесса хромирования за счет применения высоких плотностей тока.
Анодно-струйный способ хромирования осуществляется в саморегулирующемся электролите при температуре 55— 65° С и широком диапазоне плотностей тока, достигающих 200 а!дм2. При этом на катоде осаждаются блестящие осадки хрома. В стационарной ванне при таких плотностях тока образуются шероховатые покрытия с большим числом дендритов. Выход по току при анодно-струйном способе хромирования в саморегулирующемся электролите достигает 22%, что наряду с высокими плотностями тока приводит к значительному ускорению процесса отложения хрома, например при DK = 100 а/дм2 (температура 55° С) скорость осаждения хрома достигает 0,1 мм!ч.
Анодно-струйное хромирование целесообразно применять при массовом хромировании однотипных главным образом цилиндрической фо^эмы деталей: цилиндров двигателей, поршневых колец, поршневых пальцев и других подобных деталей.
28
9.	ХРОМИРОВАНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕВЕРСИРОВАННОГО ТОКА
Chipmaker.ru
Применение при хромировании тока переменной полярности осуществляется с целью интенсификации процесса осаждения металла, а также для улучшения качества поверхности и свойств электролитического хрома.
Хромирование на токе переменной полярности осуществляется при многократном циклическом изменении направления тока по заданной программе. Каждый цикл начинается с анодной обработки хромируемой детали, продолжающейся несколько секунд, затем анодная поляризация мгновенно сменяется катодной, продолжительность которой значительно превосходит анодную.
Процесс хромирования рекомендуется вести при следующих условиях. Электролит обычного состава: 250 г!л СгО3 и 2,5 г!л H2SO4. Режим электролиза: температура электролита 50—60° С; катодная плотность тока 60— 140 'а/длт2. Отношение плотностей тока при катодном и анодном периодах процесса необходимо поддерживать: при DK <100 а,‘дм2 около 1 : 1, при DK > 100 а!дм* 2:1. Отношение продолжительности периодов катодной и анодной поляризации около 60. Продолжительность катодного периода составляет 1—2 мин, продолжительность анодного периода 1—2 сек. Для обеспечения хорошего сцепления между слоями хрома рекомендуется [41 постепенное увеличение силы тока прямого направления в течение 20—30 сек. При этих условиях возможна относительно высокая скорость формирования покрытия требуемой толщины, наиболее равномерное его распределение и лучшая чистота поверхности.
Применение тока переменной полярности позволяет вести хромирование при высоких плотностях тока. Полученные осадки отличаются достаточно высокой износостойкостью. Наиболее твердые осадки хрома формируются при плотности тока порядка 120 а! дм2, а хрупкость осадков начинает проявляться лишь при плотности тока 140 а!дм2. Усталостная прочность стальных деталей (сталь 45), хромированных на токе переменной полярности, снижается лишь на 6--9%, в то время как при хромировании на постоянном токе понижение предела
29
chipmaker.ru
усталости втрое больше. Хромирование на токе переменной полярности получило применение при беспритирочном хромировании поршневых колец и в некоторых других случаях.
Глава II. СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ХРОМА
10.	НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХРОМА
Хром является химическим элементом шестой группы периодической системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 24. Атомный вес хрома 52,01. Удельный вес 6.9— 7,14. Некоторые свойства хрома приведены ниже:
Температура плавления .
Удельная теплоемкость при 0° С
Теплопроводность при 20° С
1800° С
0,1039 кал/г .0,165 кал/см2-сек с рад
Коэффициент линейного расширения хрома ниже, чем у многих других металлов, например железа, стали, никеля и др. Величина его в зависимости от уровня температуры принимает следующие значения:
От 0 до 100° С
» 100 » 200°С
» 200 » 400° С
Удельное сопротивление хрома . .
Электрохимический эквивалент шестивалентного хрома	...
Стандартный электродный потенциал при 25° С...................
6,6-10-в
7,3 IO-6
8,4-10-6
3,85-10'6 ом!см
0,324 г/а-ч
<р° , з+ = —0,74 в vCr/Cr3+
Электролитический хром — металл серебристого цвета с синеватым оттенком — отличается высокой коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения, высокой твердостью и износостойкостью. Вместе с тем осадки хрома обладают большой хрупкостью и плохо смачиваются маслом.
30
Коррозионная стойкость электроосажденного хрома. В ряду напряжений хром находится среди электроотрицательных и сравнительно активных металлов, способных переходить в раствор с образованием положительных ионов. Однако на воздухе и в окислительных средах хром легко пассивируется и приобретает свойства благородных металлов.
На воздухе осадки хрома сохраняют свой блеск и окраску. Объясняется это тем, что пассивная пленка на поверхности хрома, отличающаяся малой толщиной и высокой прозрачностью, хорошо предохраняет покрытие от потускнения. Хром хорошо противостоит высоким температурам, воздействующим в течение продолжительного времени. При повышении температуры до 400—450° С окис-ляемость хрома возрастает незначительно; цвета побежалости появляются на поверхности хрома лишь при температурах, превышающих 400° С. При дальнейшем повышении температуры и длительном воздействии ее стойкость хрома к окислению понижается. При кратковременном воздействии высоких температур (до 1000° С) хромовые покрытия обладают хорошей стойкостью против окисления и могут быть использованы для защиты поверхности металлических изделий, не обладающих достаточной жаростойкостью. Температура быстрого окисления хрома около 1100° С и выше.
Хром обладает коррозионной стойкостью по отношению ко многим кислотам, щелочам и солям. Так, органические кислоты, смолы, сера, сероводород, слабая серная кислота, азотная кислота, щелочи и некоторые другие вещества не действуют на хром. В соляной и горячей концентрированной серной кислоте хром растворяется энергично. Однако на скорость растворения хрома большое влияние оказывает температура электролита при его осаждении. Осадки хрома, полученные при низких температурах электролиза, растворяются в этих кислотах с большей скоростью, чем осадки, полученные при высоких температурах.
При взаимодействии с 5-процентным раствором соляной кислоты, нагретой до 35° С (табл. 2), осадки хрома, отличающиеся частой сеткой тонких первичных трещин (температура хромирования 50° С), начинают интенсивно растворяться сейчас же после погружения в кислоту [19]. Об этом свидетельствуют многочисленные пузырьки водо-
31
chipmaker.ru
рода, возникающие на всей поверхности покрытия. В то же время на поверхности хрома, осажденного при температуре 75° С, пузырьки водорода располагаются в виде редких цепочек, очевидно, вдоль границ единичных трещин,
имеющихся в покрытии.
Как видно из табл. 2, за 10 мин испытаний скорость растворения хрома, осажденного при температуре 90° С,
в 120 раз меньше, чем хрома, полученного при температуре электролита 50° С. Раз-Таблица 2 личная скорость рас-
Скорость растворения хрома, осажденного при различных температурах электролита в 5-процентном растворе соляной кислоты
при температуре 35° С (электролит: 220 г!л СгОз, 2,1 г!л H2SO4)
творения хромовых покрытий, полученных при разных температурах хромирования, может быть объяснена более высокой степенью
Температура электролита при хромировании	Количество хрома, растворившегося за 10 мин в г] дм*
50	1,97
57	0,17
65	0,11
75	0,06
90	0,02
пассивности хрома по поверхности и менее пассивным состоянием его по граням первичных трещин.
На основании этого механизм образования широких и глубоких каналов пористого хрома, формирующихся из микроскопических первичных трещин при анодном травлении,
можно объяснить различной степенью пассивности хрома
на поверхности покрытия и на нормально расположенных к ней гранях разрушенных кристаллов в трещинах.
Будучи сам химически стойким, хром, вместе с тем.^не создает надежной защиты железа от коррозии. В гальванической паре железо—хром анодом является железо, катодом—хром. Поэтому при наличии в покрытии пористости железо подвергается коррозии. Лишь при толщине слоя хрома 0,02—0,03 мм сквозные поры исчезают и покрытие приобретает настолько высокие защитные свойства, что стальные детали не ржавеют даже во влажной атмосфере.
32
11.	ТВЕРДОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ ХРОМА
Твердость электроосаж денного хрома. Твердость в зависимости от условий электролиза может изменяться от 500 до 1100 кПми~ (по Бринелю). Наиболее твердые осадки
хрома значительно превышают твердость некоторых конструкционных материалов и в 1,5 раза выше твердости
азотированной стали. При этом важно, что в процессе хромирования обрабатываемые детали не нагреваются до высоких температур, как это имеет место при химико-термической обработке.
Природа высокой твердости электролитического хрома объясняется главным образом мелкозернистой структурой осадка и особен-
ностью механизма кристаллизации его на катоде. В процессе формирования осадка на катоде образующаяся первоначально неустойчивая кристаллическая форма хрома переходит затем в более устойчивую. Это
Рис. 16. Зависимость микротвердости осадков хрома от температуры и плотности тока при хромировании:
1 — 10 а/дм*-, 2 — 20 а/дм*' 3 — 50 а/дм*\ 4—100 а/дм*. Состав-элек-тролита: СгО3 250 г/л н H2SO< 2,5 г/л
явление, сопровождающееся уменьшением объема осадка, приводит к искажению кристаллов и, как следствие этого, к высокой твердости и хрупкости хрома.
Твердость осадков хрома сильно зависит от режима электролиза. Кривые 117], приведенные на рис. 16, показывают, что величина твердости осадков хрома зависит от катодной плотности тока и температуры электролита. При повышении температуры величина твердости хромового покрытия для всех значений плотности тока имеет максимум, смещающийся при увеличении плотности тока в сторону более высоких температур.
Большое влияние на твердость электроосажденного хрома оказывает температура среды, в которой работает хромированная деталь. По данным исследований 110], твердость электролитического хрома при нагревании его до температуры 250—300° С уменьшается незначительно.
3 М, Б. Черкез	33
chipmaker.ru
90 150 260 370 481 590 Темпеоатура°С
Рис. 17. Изменение микротвердости электролитического хрома в зависимости от температуры термической обработки при выдержке 1 ч
Заметное снижение твердости наблюдается при более высоких температурах нагрева (рис. 17) и начинается при 350—370° С. Изменения твердости хрома при постоянной температуре нагрева наблюдаются в течение первых полутора часов термической обработки. При дальнейшей выдержке при той же температуре твердость хрома остается практически постоянной.
Пластические свойства хрома. Пластичность осадков хрома сильно зависит от режима электролиза. В этом отношении особенно велико влияние температуры электролита, при изменении которой возможно получение электролитических осадков хрома от хрупких до относительно вязких. Хрупкие осадки хрома осаждаются при низких температурах электролита или высоких плотностях тока, вязкие—при сравнительно высоких температурах и умеренных плотностях тока. Осад
ки хрома, полученные из обычных электролитов, при комнатных температурах отличаются хрупкостью, растрескиваются и отслаиваются.
При одинаковой толщине осадков хрома хрупкость хромированной стали возрастает с увеличением плотности тока при электролизе, что, очевидно, связано с наводоро-живанием покрытия и основного металла и повышением внутренних напряжений.
Хром, электроосажденный в электролитах с добавкой серной кислоты, отличается большей хрупкостью, чем полученный в саморегулирующихся электролитах, что связано с большим наводороживанием.
Хромированные детали, работающие при динамических нагрузках, должны подвергаться термической обработке при температуре 150—200° С. При этом из хрома удаляется до 2/8 содержавшегося в нем водорода и уменьшается хрупкость покрытия.
Прочность электролитического хрома. Представление о прочности электроосажденного хрома можно получить 34
на основании ряда характеристик, к которым следует отнести: прочность сцепления с основным металлом детали, временное сопротивление разрыву, изменение усталостной прочности деталей в результате хромирования, способность покрытия противостоять удельным давлениям, динамическим нагрузкам и др.
Прочность сцепления электроосажденного хрома с основой определяется главным образом природой основного металла детали, а также состоянием поверхности ее перед покрытием и сохранением в процессе хромирования установленного режима электролиза. Как правило, сцепление хрома со сталью, чугуном, никелем, медью или латунью отличается высокой прочностью. Применение специальных методов обработки деталей позволяет получить удовлетворительное сцепление хрома также с алюминием и титаном.
Прочность сцепления хрома со сталью при испытании на сдвиг достигает 30 кПмм2. Однако надежность сцепления хрома с другими металлами может быть достигнута только при осаждении хрома на эти металлы; при осаждении этих же металлов на хроме сцепление, как правило, оказывается неудовлетворительным.
Временное сопротивление хрома разрыву уменьшается при увеличении толщины слоя покрытия. Для осадков хрома толщиной 0,1 мм, полученных при различных режимах электролиза, ав = 50ч-60 кГ!мм?\ при увеличении толщины слоя хрома до 0,5 мм предел прочности снижается до 16—30 кГ1мм2.
Усталостная прочность стали в результате хромирования понижается. Этот недостаток усиливается при увеличении толщины покрытия; при толщине слоя хрома до 0,2 мм усталостная прочность понижается на 20—25%. В результате термической обработки в течение 2 ч при температуре 100—200° С предел усталости несколько восстанавливается.
Значительное восстановление предела усталости наблюдается при температуре термической обработки 500— 600° С. Например, у образцов стали 45 и 35 [9], хромированных на толщину слоя 0,05—0,06 мм, в результате отпуска при температуре 600° С в течение 2 ч предел усталости восстановился на 85—99%.
Снижение предела усталости хромированных деталей является результатом больших остаточных растягивающих 3*	35
chipmaker.ru
напряжений, возникающих в слое электролитического хрома. Величина их возрастает с увеличением слоя покрытия; при толщине слоя хрома 0,03 мм величина внутренних напряжений составляет около 35 кГ/мм2. В осадках хрома, подвергнутых анодному травлению для создания пористости, величина внутренних напряжений меньше, чем в плотном хроме, полученном при одинаковых условиях хромирования.
В соответствии с этим покрытия пористым хромом, по сравнению с плотным, в меньшей степени снижают усталостную прочность стальных деталей. Считают [9], что внутренние напряжения в осадке хрома концентрируются главным образом в поверхностном слое. Поэтому при анодном травлении происходит снижение величины остаточных напряжений за счет развития трещин, имеющихся в хроме.
Сопротивление электроосажденного хрома динамическим нагрузкам в значительной мере зависит от прочности основного металла детали, толщины слоя покрытия и термической обработки [ 13]. Динамическая прочность плотного хрома в 2—3 раза больше пористого
Слой хрома, нанесенный на относительно мягкую сталь ('-'НВ 250) или твердую сталь (НВ 500—600), отличается низкой динамической прочностью. На мягком основании под воздействием динамических нагрузок хром продавливается, на твердом — отслаивается по месту приложения нагрузки и вблизи него. Наиболее высокой прочностью при воздействии динамической нагрузки обладают хромовые покрытия по стальному основанию средней твердости (НВ 340—400).
Увеличение толщины слоя хрома, осажденного на сталь 25, от 0,03 до 0,15 мм повышает его прочность в 2— 3 раза. Термическая обработка при температурах 450— 500°С и выше резко снижает прочность хромового покрытия.
При ударных нагрузках стойкость покрытия зависит также от правильного выбора детали для хромирования и детали, работающей в сочленении. Для более надежной работы хромового покрытия рекомендуется [8] хромировать ту из сопряженно работающих деталей, которая имеет охватывающую поверхность.
36
Chipmaker.ru
12.	КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ И СМАЧИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ХРОМА
Коэффициент трения электролитического хрома по сравнению с большинством металлов отличается низкой величиной, что можно объяснить мелкозернистой структурой его осадков. Благодаря этому хромирование одной из сопряженно работающих на трение деталей способствует понижению коэффициента трения и уменьшению теплообразования в процессе работы. Особенное значение это приобретает при работе пары цилиндр—поршневые кольца, на трение между которыми затрачивается около половины всей энергии [13], расходуемой на трение при работе двигателя внутреннего сгорания.
Ниже приводятся коэффициенты трения скольжения некоторых пар при граничной смазке:
Хром по	хрому	0,12
Хром по	стали	0,16
Сталь по	стали	0,20
Хром по чугуну ...	. 0,06—0,08
Пористый	хром по чугуну	0,06
Чугун по чугуну	. 0,09—0,10
Баббит по хрому	0,13
Баббит по стали ,	0,20
По данным [8, 13 ], при работе без смазки стали по пористому хрому канальчатого типа и стали по пористому хрому точечного типа по сравнению с работой стали по плотному хрому сила трения соответственно выше в 4 и 8 раз. В присутствии смазки значения коэффициентов трения скольжения пористых и плотных покрытий при работе со сталью (или чугуном) не только сближаются, а наоборот, у пористых покрытий становятся меньше, чем у плотных, что связано с лучшей смачиваемостью маслом поверхностей пористого хрома.
13.	износостойкость ХРОМА
Износостойкость хромового покрытия характеризуется сроком службы его при работе на трение. Свойства элек--троосажденного хрома — высокая твердость, низкий коэффициент трения, жаростойкость и коррозионная стойкое ть — способствуют высокой износостойкости покрытия. Однако зависимости между твердостью и износостойкостью хрома не существует. Наряду с этим износостойкость
37
chipmaker.ru
хромового покрытия зависит от условий прирабатываемости. смазки и эксплуатации. При правильно выбранных условиях нанесения и эксплуатации хромового покрытия износостойкость детали в результате ее хромирования возрастает в 5—10 раз.
Вместе с тем использование износостойких хромовых покрытий ограничивается величиной удельных нагрузок на рабочую поверхность детали. Наибольший эффект от применения хромирования возможен при работе с умеренными удельными нагрузками, т. е. примерно до 25—30 кПмм2.
Обычные хромовые покрытия плохо смачиваются жидкостями и в том числе маслом. Поэтому они не могут быть применены для тяжелонагруженных трущихся деталей машин, нормальная работа которых возможна только при достаточной смазке. Например, рабочая поверхность хромированного цилиндра двигателя внутреннего сгорания большой мощности после стендовых испытаний оказывается покрытой глубокими рисками, что делает его непригодным для дальнейшей эксплуатации. В этих случаях вместо обычных хромовых покрытий рекомендуется покрытие пористым хромом, отличающимся способностью хорошо удерживать смазку на поверхности и выдерживать более высокие удельные давления.
Износостойкость хромовых покрытий в значительной степени зависит от способности осадков хрома к приработке. При недостаточно хороших условиях для приработки возможно схватывание между поверхностью хромового покрытия и металлом (например, сталью), из которого изготовлена сопряженно работающая деталь. При этом не исключено наволакивание стали на поверхность хромового покрытия и повреждение трущихся поверхностей. Для улучшения прирабатываемости одну из трущихся деталей (стальную) рекомендуется [8, 13] покрывать химическими пленками — фосфатными или оксидными. Наибольший эффект от применения химических пленок возможен при небольшом износе поверхностей трения. При пористохромовых покрытиях улучшение прирабатываемости пары пористый хром — сталь в некоторых случаях достигают путем покрытия поверхности пористого хрома электролитическим оловом.
Характер пористости хрома оказывает известное влияние на прирабатываемость трущихся поверхностей. Было замечено [8, 13], что при нормальной смазке лучшую 38
прирабатываемость обеспечивают покрытия с точечной пористостью. Однако при возможном выключении смазки в процессе работы следует дать предпочтение пористому хрому канальчатого типа, который в этих условиях более надежен, лучше способствует приработке и противостоит заеданию. Приработка пористого хрома протекает при пластической деформации площадок хрома и наряду с этим за счет хрупкого разрушения.
Для обеспечения приработки пористого хрома каналы или поры в поверхностном слое покрытия должны иметь
Рис. 18. Поверхность пористого хрома канальчатого типа после кратковременной работы: а — с неудовлетворительной; б—с удовлетворительной поверхностью (Х80)
достаточно большую ширину и глубину, чтобы во время сглаживания выступающих неровностей и деформации хрома они не оказались бы закрытыми. В процессе приработки и в первый период работы каналы или поры должны быть открыты для доступа масла и продуктов износа.
Площадки и участки пористого хрома при работе должны хорошо противостоять действию нормальных и касательных сил, возникающих при трении. Поэтому износостойкость пористого хрома сильно зависит от частоты сетки каналов и размеров площадок хрома. При частой сетке пористого хрома силы, действующие на маленькие площадки хрома (особенно при возвратно-поступательном движении), вызывают расшатывание и выкрашивание частичек хрома (рис. 18, а). При более крупных площадках выкрашивание частичек хрома не наблюдается (рис. 18, б), поверхность пористого хрома прирабатывается, что обеспечивает нормальную работу сопряженно работающих деталей.
39
chipmaker.ru
Глава III. ТЕХНОЛОГИЯ ХРОМИРОВАНИЯ
14.	ПОДГОТОВКА ВАННЫ ХРОМИРОВАНИЯ
Ванна хромирования. Ванна, как правило, имеет двойные стенки. Промежуток между ними служит паро-водяной рубашкой, при помощи которой поддерживается требуемая температура электролита. Для удаления газов и паров по бортам ванны предусмотрено вентиляционное устройство (бортовая вентиляция). При обычном хромовокислом электролите внутренние стенки ванны покрывают листовым свинцом (толщиной 2—4 мм), относительно стойким в этой среде, или винипластом. Ввиду низкой теплопроводности винипласта обогрев и охлаждение электролита осуществляют при помощи змеевика из свинцовых труб, опущенного в электролит и расположенного по стенкам ванны*. При саморегулирующемся электролите ввиду большой его агрессивности по отношению к свинцу в качестве материала ванн используют керамику, винипласт и Др.
Исходные материалы. Для приготовления хромовокислых электролитов основными компонентами служат хромовый ангидрид и серная кислота.
Хромовый ангидрид СгО3. По ГОСТу 2548 —62 в техническом хромовом ангидриде, применяемом для приготовления электролитов, допускается содержание следующих примесей (в %):
Серной кислоты H2SO4 Посторонних металлов в сумме Хлора О ...................
Нерастворимого остатка Хромового ангидрида СгО3,
Не более 0,4
»	»	0,07
»	»	0,006
» 0,22
» менее 99,2
Примесь азотной кислоты не допускается. При комнатной температуре растворимость СгО3 в воде составляет 600 г/л.
Серная кислота H.2SO4. Удельный вес 1,84. Для приготовления электролита используется чистая серная кислота (ГОСТ 4204—66). В порядке исключения допускается применение технической кислоты.
Более подробно см. выпуск 10 настоящей Библиотечки.
40
Для саморегулирующегося электролита дополнительно требуются следующие химикаты:
Сернокислый стронций SrSO4. Растворимость: в 1 л водного раствора содержится при 18° С — 114 X 10“3 г; при 97" С — 179 X 10~3 г.
Кремнефтористый калий K2SiFe- Растворимость: в воде при 18° С — 1,2 г/л, при 100° С — 9 г!л.
Для приготовления саморегулирующегося электролита используются химически чистые соли.
Приготовление электролита. При приготовлении хромовокислого электролита обычного состава рас-
Рис. 19. Зависимость концентрации СгО3 от удельного веса электролитапри температуре 15°С
считанное количество хромового ангидрида дробится на небольшие куски, загружается в ванну и растворяется водой, подогретой до 60—80° С. При этом можно использовать водопроводную воду, не загрязненную железом. В районах с жесткой водопроводной водой необходимо пользоваться конденсатом или даже дистиллированной водой.
После растворения хромового ангидрида раствор перемешивают и определяют в нем содержание СгО3 по удельному весу. Для этого пробу электролита доводят до температуры 15° С и определяют удельный вес при помощи ареометра. Для перевода данных отсчета по шкале ареометра на величину концентрации СгО3 в растворе (в г/л) можно воспользоваться графиком (рис. 19).
Установив концентрацию СгО3, добавляют рассчитанное количество серной кислоты, разливая ее тонкой струей по всей поверхности электролита, и производят перемешивание. При расчете необходимо учитывать содержание H2SO4 в хромовом ангидриде, обычно достигающее 0,4%. При содержании в электролите 250 г/л СгО3 в каждый
41
chipmaker.ru литр раствора вместе с хромовым ангидридом вводится 1 г H2SO4.
В электролит не следует вводить сразу все рассчитанное количество кислоты: сначала вводят около 4/в этого количества. Раствор после тщательного перемешивания подвергают анализу и, установив действительное содержание СгО3 и H2SO4, подсчитывают и дополнительно вводят недостающее количество компонентов.
Для осаждения на катоде доброкачественных осадков хромирование рекомендуется осуществлять в электролите, содержащем небольшое количество трехвалентных ионов хрома (около 2—4 а/л). Для обеспечения необходимой концентрации ионов Сг3+ (из расчета 6—8 г/л Сг2О3) электролит прорабатывают током. Для этого ванну подогревают до температуры 45—60° С, завешивают на анодные штанги небольшое количество свинцовых плоских анодов, а на катодные — значительно большее количество плоских стальных катодов, общая площадь которых должна в 2— 3 раза превышать площадь анодов. Благодаря этому плотность тока на катоде при проработке электролита в 2— 3 раза' меньше, чем на аноде; величину ее поддерживают около 4—6 а/дм2. Основные процессы на катоде состоят в разряде ионов водорода и восстановлении шестивалентного хрома в трехвалентный, что позволяет накапливать в электролите некоторое количество трехвалентного хрома. Проработку электролита ведут в течение 3—4 ч исходя из расчета 6—8 а-ч/л и контролируют содержание в нем трехвалентного хрома. После проработки электролита производят пробное хромирование.
Приготовление саморегулирующегося электролита. Рассчитанное количество сернокислого стронция и кремнефтористого калия (6 г/л SrSO4 и 20 г/л K2SiF6) загружают в приготовленный ранее раствор хромового ангидрида (250 г/л СгО3). Электролит нагревают до температуры 55—60° С и выдерживают в течение 16 ч для насыщения солями. Электролит перемешивают, дают отстояться и прорабатывают током, как описано выше.
Приготовление тетрахроматного электролита. В растворе хромового ангидрида, концентрацией 350—400 г/л СгО3, аналитическим путем определяют содержание серной кислоты. Затем постепенно приливают раствор едкого натра, приготовленный в отдельной порции воды из расчета 50—60 г едкого натра на 1 л электролита. Раствор 42
перемешивают и охлаждают, а затем вводят недостающее количество серной кислоты до 2,5~2,7 г/л. Для обеспечения небольшой-концентрации ионов Сг3 + в электролит вводят сахар в количестве 1 а/л. При этом небольшая часть ионов Сг6+ восстанавливается до Сг3+ Проработка электролита током не проводится.
15.	АНОДЫ И УХОД ЗА НИМИ
В ванне хромирования с обычным составом электролита (СгО3 и H,SO4) применяют аноды из свинца или сплава свинца с сурьмой, состоящего из 92—93°о свинца и 8—7% сурьмы. В саморегулирующихся электролитах материалом анодов служит свинцово-оловянистый сплав, состоящий из 90% свинца и 10% сурьмы.
В процессе электролиза поверхность анодов покрывается пленкой темной перекиси свинца и оранжевого хромовокислого свинца. Образование хромовокислого свинца протекает особенно энергично во время перерывов в работе. Поэтому при длительных простоях ванны аноды извлекают из электролита и опускают в воду.
Аноды периодически очищают от плохо проводящей ток пленки путем крацевания стальными щетками, доводя их поверхность до металлического блеска. Чтобы облегчить удаление твердой пленки, аноды обрабатывают в разбавленной соляной кислоте (1 : 1) или в горячем (50—60е1 С) растворе едкого натра, содержащем 100 г!л NaOH, и промывают водой. Разрыхленная таким путем пленка легко удаляется щетками. Период между двумя чистками анодов составляет 10—15 дней при нанесении декоративных покрытий и работе на малых плотностях тока и 6—10 ч при нанесении износостойких покрытий и непрерывной работе (в течение одного цикла) при высоких плотностях тока.
Как правило, аноды для хромирования наружных поверхностей деталей имеют форму полосы шириной 5—8 см и толщиной 3—6 мм.
При покрытии внутренней поверхности цилиндрических деталей анодам придают форму цилиндра. Для цилиндров небольшого диаметра (до 50—60 мм) применяют сплошные литые цилиндрические аноды из сплава свинца с сурьмой или оловом. При хромировании цилиндров большого размера, например цилиндров двигателей внутреннего сгорания диаметром от 80 до 800 мм и более,
43
r.ru
для уменьшения веса аноды делают пустотелыми. Основой цилиндрического пустотелого анода, как правило, служит отрезок стальной трубы, по размерам соответствующий будущему аноду. Снизу и сверху к трубе привариваются фланцы, что полностью ее герметизирует от попадания электролита. В таком виде труба подвергается токарной обработке и облуживается горячим способом. Затем при помощи газовой горелки (лучше водородным пламенем) на ее поверхность наплавляется слой свинца или свинцового сплава толщиной 3—5 мм. Аноды окончательно обрабатываются на токарном станке для придания им правильной цилиндрической формы и гладкой поверхности.
16.	КОРРЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА
Состав хромовокислых электролитов в процессе электролиза непрерывно изменяется. Поддержание постоянной концентрации СгО3 и H2SO4 в электролите осуществляется путем периодического введения в него новых порций хромового ангидрида и серной кислоты.
Количество добавляемого в ванну СгО3 определяется на основании удельного веса электролита или по результатам анализа. При непрерывной работе ванны добавление СгО3 осуществляется ежедневно.
Корректирование электролита серной кислотой производится значительно реже. Один раз в 7—10 дней электролит подвергают анализу на содержание трех- и шестивалентного хрома и серной кислоты. На основании анализа рассчитывают недостающее количество H2SO4 и вводят его в электролит. После этого электролит тщательно перемешивают и дают ему отстояться. Поэтому серную кислоту вводят в ванну во время перерыва в работе.
При высоком содержании серной кислоты в электролите избыток ее необходимо удалить. Осаждение H2SO4 производится введением в разогретый до 50—60° С электролит хромовокислого бария, гидрата окиси бария или свежеосажденного углекислого бария. Количество углекислого бария определяют из расчета 2 г на 1 г удаляемой серной кислоты. Электролит перемешивается, а затем отстаивается в течение суток. Образовавшийся сернокислый барий оседает на дно ванны.
В процессе электролиза концентрация трехвалентного хрома в электролите может повышаться или понижаться в зависимости от соотношения площади катода и анода.
44
Так, при хромировании деталей, площадь покрытия которых больше площади анода, например при хромировании внутренней поверхности цилиндра, концентрация трехвалентного хрома в электролите постепенно возрастает. Если же площадь детали — катода значительно меньше площади анода, что имеет место при хромировании наружных поверхностей деталей, то содержание трехвалентного хрома в электролите понижается.
Чтобы не допускать значительного увеличения концентрации трехвалентного хрома в электролите, отношение между катодной и анодной поверхностями рекомендуется поддерживать в пределах от 1 : 1 до 1 : 2. Если содержание Сг3 + все же не соответствует норме, то необходима проработка электролита током.
Для окисления трехвалентного хрома проработку производят при большой площади свинцовых анодов и малой площади катодов; анодная плотность тока составляет примерно 1,5—2 а! дм2. Процесс окисления Сг3+ —» Сг6+ протекает с достаточной скоростью только на свинцовых анодах, что объясняется большим перенапряжением кислорода на свинце.
При хромировании вода из электролита быстро испаряется, что видно по снижению уровня электролита в ванне. Поэтому через каждые 2—3 ч работы в ванну добавляется недостающий объем воды. При этом используется промывная вода из ванны улавливания хромового ангидрида. В этой ванне (выложенной внутри винипластом) производится первая промывка деталей после хромирования, что позволяет уловить большую часть хромового электролита, выносимого из ванны.
Нарушение состава ванны и большие потери хромовой кислоты, достигающие —30%, происходят вследствие уноса мельчайших капелек электролита газами, выделяющимися на электродах в процессе электролиза. При длительном процессе хромирования значительного сокращения потерь достигают путем создания на поверхности электролита слоя, состоящего из небольших кусочков пенопласта (объемом 3—5 см3) или небольших закрытых стеклянных, полихлорвиниловых или полиэтиленовых трубочек. Толщина такого слоя составляет 3—5 см.
Значительному снижению уноса хромового ангидрида в вентиляционную систему и уменьшению потерь электролита при выгрузке деталей из ванны способствует продукт 45
chipmaker.ru
«хромин», введение которого в ванну хромирования уменьшает поверхностное натяжение электролита.
Хромин вводится в обесточенную ванну в виде таблеток из расчета 3 г/л, что приводит к обильному пенообразо-ванию. Поэтому хромин следует вводить в электролит небольшими порциями. После растворения таблеток пена может исчезнуть и появиться вновь при включении тока. Поэтому при работе ванн, содержащих хромин, особенно в первое время работы необходимо следить за тем, чтобы образовавшаяся пена не уносилась в вентиляционные каналы, так как с ней может удалиться поверхностно активная добавка. Во избежание этого следует регулировать отсос воздуха в вентиляционные каналы и снижать силу тока на ванне.
Применение хромина позволяет снизить расход хромового ангидрида на корректирование электролита (по потерям) на 50%, сократить объем отсасывающего от ванны воздуха (на 40—50%), а также значительно улучшить рассеивающую способность электролита и улучшить условия труда обслуживающего персонала.
17.	ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ
Хромовые электролиты мало чувствительны к присутствию небольших количеств примесей других металлов. Поэтому причину нарушения работы ванны не следует искать в первую очередь в загрязнении ее теми или иными металлическими примесями. Однако сохранению чистоты электролита нужно уделять постоянное внимание.
В процессе работы в электролите накапливаются железо, медь и некоторые другие металлы.
Железо по мере накопления в электролите (главным образом вследствие анодного декапирования стальных и чугунных деталей) подобно трехвалентному хрому, суживает интервал получения блестящих осадков. Допустимое содержание железа в электролите 8—10 г/л. На практике иногда допускают значительное превышение этой величины (в 2—2,5 раза), н*о при этом сильно снижается выход хрома по току. Увеличение содержания железа в электролите до 20 г/л вызывает при электролизе непрерывные колебания силы тока, что препятствует соблюдению режима для получения блестящих осадков хрома. Удалить железо из хромового электролита практически невоз-46
можно. Поэтому электролит с большим содержанием железа обычно заменяют новым.
Медь, цинк и другие металлы оказывают действие, подобное железу. Содержание меди в электролите допускается 5—7 г/л.
Безусловно, вредное действие на процесс хромирования оказывает азотная кислота. Даже при малых количествах HNO3 в электролите (около 0,1—0,2 г!л) осадки хрома получаются темные. Наряду с этим свинцовая обкладка ванны при воздействии на нее даже небольших порций азотной кислоты, содержащейся в электролите, заметно разрушается Поэтому примесь азотной кислоты в электролите не допускается.
18.	ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ДЕТАЛЕЙ
Перед хромированием все детали подвергаются механической и химической обработке. Порядок выполнения основных операций, связанных с подготовкой поверхности деталей к покрытию, для всех видов хромирования является общим:
1)	механическая обработка поверхности (шлифование или полирование);
2)	промывка органическими растворителями для удаления жировых загрязнений и протирка тканью;
3)	заделка отверстий и изоляция участков поверхности детали, не подлежащих хромированию;
4)	монтаж подвески;
5)	обезжиривание;
6)	промывка в воде;
7)	декапирование;
8)	подвешивание деталей и анодов в ванну;
9)	электролиз.
Механическая обработка. Механическая обработка деталей перед покрытием осуществляется в соответствии с классом чистоты, установленным для готовой продукции.
Поверхность детали перед защитно-декоративным покрытием хромом должна быть тщательно отполирована. Это в равной степени касается слоя меди или никеля, ранее нанесенного на поверхность хромируемой детали.
Полирование деталей перед декоративным хромированием не рекомендуется вести при больших скоростях вращения круга и очень жирной пасте. Сильные местные 47
er.ru
перегревы металла детали приводят к сгоранию полировочной пасты, что вредно отражается на состоянии поверхности и качестве покрытия.
При износостойком хромировании поверхность детали подвергается шлифованию. Чистота поверхности должна соответствовать 9—10-му классу чистоты по ГОСТу 2789—59, а сама деталь — иметь правильную геометрическую форму. Размер новых детален перед покрытием занижается на величину слоя покрытия. Уменьшение размера старых деталей, подлежащих восстановлению, определяется глубиной износа, а также степенью овальности и конусообразное™.
При шлифовании деталей не. допускается образование «прижогов».
При нанесении покрытий большой толщины выступающие части деталей — углы и ребра рекомендуется округлять, что в известной мере предупреждает образование хрупких легко обламывающихся наростов хрома.
Заделка отверстий и изоляция поверхности. Хромирование деталей с открытыми отверстиями, как правило, приводит к тому, что участки поверхности вокруг отверстий остаются не покрытыми хромом. Избежать этого можно путем заделки отверстия каким-либо стойким в электролите материалом — свинцом, текстолитом и др.
Участки детали, не подлежащие хромированию, а также подвески за исключением мест контактов должны быть изолированы. Изоляционные материалы, применяемые для износостойкого хромирования, должны быть химически стойкими в обезжиривающих растворах и должны выдерживать, не разрушаясь, катодную обработку в хромовом электролите при температуре 50—70° С в течение длительного времени.
Для изоляции изделий, подвергаемых декоративным покрытиям хромом, рекомендуется цапон-лак пли эмалит, нанесенный в 2—3 слоя. После нанесения каждого слоя лака необходима сушка. Однако при большой длительности процесса в мельчайших порах лаковой пленки происходит отложение хрома, впоследствии легко счищаемого, но оставляющего трудно удаляемые следы. Поэтому при изоляции деталей, подвергаемых износостойкому хромированию, следует пользоваться более надежными изолирующими материалами: пластикатом, целлулоидом, плексигласом, винипластом, тонким листовым свинцом, алю-48
миниевой фольгой, хлорвиниловыми трубками, перхлорви-нпловым лаком, в состав которого входит: 100 г перхлорвиниловой смолы; 300 г дихлорэтана, 300 мл хлористого метилена и другие материалы.
При изоляции деталей перхлорвиниловым лаком необходимо вслед за нанесением 2—3 слоев покрытия провести сушку в течение 2—3 ч при температуре 40—60° С. Приготовление лака и нанесение его следует проводить под тягой. При изоляции шлифованных поверхностей или резьбы этот участок нужно сначала обмотать эластичной неметаллической или металлической лентой, а затем сверху покрыть лаком.
Монтаж подвески. Для осаждения равномерного слоя покрытия конструкция подвески должна способствовать созданию всюду одинакового анодно-катодного расстояния, а сами детали не должны прикрывать друг друга.
При загрузке партии деталей в ванну хромирования нужно, чтобы форма и размеры деталей, а также подвесных приспособлений были одинаковыми. Подвески и контакты (крючки, прижимные приспособления и т. п.) должны изготовляться из одинаковых материалов. Поперечное сечение токоподводящих частей подвесок должно быть рассчитано на требуемую силу тока без значительного нагревания. Чистота контактов при хромировании ввиду применения больших плотностей тока имеет исключительно важное значение. Поэтому поверхность контактов следует тщательно очищать от коррозии и вязкого налета электролита.
Монтаж подвески на деталь часто осуществляется одновременно с креплением экранов и дополнительных катодов (см. стр. 51—54) и требует известного опыта. Неудачная конструкция подвески или неправильный монтаж ее обычно вызывают появление дефекта.
Если монтаж произведен правильно и все участки плоских или цилиндрических анодов приблизительно одинаково удалены от противоположных участков катода, как это показано на рис. 20, то для каждого горизонтального сечения слой осажденного хрома имеет одинаковую толщину.
Обезжиривание. Выбор способа обезжиривания определяется природой металла детали и условиями ее работы. Стальные закаленные детали (особенно детали небольшого сечения), работающие при больших удельных и знакопере- .
4 М. Б. Черкез	49
chipmaker.ru
менных нагрузках, не допускается обезжиривать на катоде; в этом случае применяется анодное обезжиривание или обезжиривание химическим способом.
Детали крупного размера, а также детали, отдельные части (или изоляция) которых легко растворяются в горячих щелочных растворах, обезжириваются известковой кашицей.
Декапирование. Перед хромированием стальные и чугунные детали подвергаются анодному декапированию в хромовом электролите при температуре, соответствующей процессу хромирования.
Рис. 20. Схемы расположения детали — катода и анодов при хромировании: а и б — наружной; в — внутренней поверхности цилиндра
При износостойком хромировании декапирование стальных деталей производится при анодной плотности тока 25—40 а!дм2 в течение 30—90 сек.
Декапирование деталей из серого чугуна осуществляется при Dj = 20-5-25 а!дм2 и продолжительности травления 25—30 сек. Применение более высоких плотностей тока и большей выдержки не допускается, так как ослабляет сцепление покрытия с основным металлом и сильно увеличивает шероховатость покрытия.
После анодного декапирования в хромовом электролите промывка водой не проводится.
Известно, что в хромовой кислоте растворяются окислы и окисляются органические соединения, поэтому незначительное загрязнение поверхности детали при хромировании может и не отразиться на качестве покрытия в такой мере как при нанесении других металлов, например никеля. Вме'сте с тем нельзя допустить, чтобы обезжиривание и декапирование проводились недостаточно тщательно. При больших загрязнениях поверхности детали, как пра-50
вило, наблюдается отслаивание хрома и повышенный расход хромового ангидрида.
Декапирование чугуна с высоким содержанием кремния рекомендуется также проводить в 3—5-процентном растворе плавиковой кислоты в течение 2—4 мин. После декапирования деталь промывают водой и протирают кистью для удаления налета графита. Более надежное удаление пленки графита обеспечивается протиркой детали венской известью с последующей промывкой ее теплой водой и дополнительной протиркой кистью.
Никелированные изделия, полирование которых осуществлялось электролитическим путем, перед хромированием рекомендуется декапировать в 3—5-процентном растворе соляной кислоты. После этого изделия промывают в холодной проточной воде и хромируют.
Изделия из меди и медных сплавов анодному декапированию не подвергаются
Детали с никелевым покрытием при лежании на воздухе пассивируются и плохо хромируются. Поэтому поверхность таких деталей перед хромированием следует активировать. Для этого рекомендуется кратковременная катодная обработка в щелочи или погружение на несколько секунд в концентрированную серную кислоту.
Подвешивание деталей и анодов в ванну. Неравномерность расстояния между изделиями и анодами в ванне может привести к неоднородности покрытия по толщине, образованию так называемого пригара на одних деталях и матовых осадков на других.
При рельефном катоде и плоском аноде уменьшение расстояния между электродами ухудшает равномерность отложения хрома на поверхности детали. Увеличение расстояния повышает равномерность покрытия, но при этом одновременно возрастает напряжение на ванне.
Как показано на рис. 21, а, концентрация силовых линий тока на углах и ребрах детали при неправильном завешивании ее в ванну хромирования достигает большой величины. Вследствие этого на отдельных участках детали образуются утолщения, и изделие приобретает искаженную форму. Такие дефекты уменьшаются при одинаковом погружении анодов и детали и небольшом расстоянии от верхнего края ее до уровня электролита. Положительного эффекта можно достичь также путем применения металлических шайб (рис. 21, б), предохранения сильно высту-
4*	51
chipmaker.ru
пающпх мест путем частичного или полного закрытия их непроводящими ток экранирующими устройствами, например изоляции при хромировании пятки микрометра, сокращения расстояния между электродами (рис. 21, е) и применения дополнительных катодов из проволоки (рис. 21, г), принимающих на себя часть тока. Такие
а)
S)
Рис. 21 Схеиы монтажа и подвешивания деталей в ванну: 1 — изоляция; 2 — металлические (стальные) шайбы; 3 — дополнительный катод из проволоки; 4—слой осажденного хрома
приемы целесообразны при износостойком хромировании, когда продолжительность электрол иза достигает нескольких часов; при декоративных покрытиях в них нет особой нужды.
Завешенные в ванну детали должны находиться в вертикальном положении (рис. 22, а). При этом пузырьки водорода, выделяющиеся на поверхности детали, свободно удаляются. При хромировании крупногабаритных деталей возникает необходимость в горизонтальном их погружении в электролит. Пузырьки водорода задерживаются на нижних участках хромируемой поверхности (рис. 22, б) 52
ii вызывают образование пор. Для удаления пузырьков водорода деталь в процессе электролиза необходимо вращать.
При хромировании деталей, для которых возможно
создание одинакового расстояния между электродами, па-пример для деталей цилиндрической формы, желательно как можно большее уменьшение промежутка между элек-
тродами, что позволяет сократить электрические потери.
При хромировании внутренней поверхности цилиндра анод помещается внутри катода. Однако в данном случае слишком малая величина анодно-катодного расстояния недопустима, так как при высоких плотностях тока и небольшом объеме электролита, заключенного между электродами, происходит сильное насыщение его верхних слоев газообразным водородом (рис. 22, в). Вследствие этого толщина осажденного хро-
ма в верхней части цилиндра Рис. 22. Схемы положения оказывается меньше чем в ниж- деталей в ванне ней. Для предупреждения неравномерного осаждения хрома по высоте цилиндра расстояние между анодом и деталью в нижней части увеличивают, для чего применяют аноды, имеющие небольшой конус, с установкой их меньшим диаметром книзу.
При хромировании внутренних поверхностей цилиндрических деталей малого диаметра анодом служит стальная проволока, освинцованная электролитическим способом. Толщина слоя свинца составляет 0,1—0,3 мм.
При монтаже необходимо обеспечить точную центровку внутреннего анода и свободную естественную циркуляцию электролита между электродами.
При хромировании деталей прямоугольного сечения равномерное отложение хрома можно получить лишь, сочетая применение фигурных анодов и не проводящих ток экранов. На рис. 23 представлены некоторые характерные схемы монтажа при хромировании внутренней и наружной поверхностей деталей.
53
chipmaker.ru
Для равномерности осаждения хрома на внутренних гранях и углах детали (рис. 23, а) анод должен иметь оттянутые углы. При хромировании наружной поверхности для предупреждения образования грубых пригорелых осадков хрома на углах детали аноду следует придать форму хромируемой детали (рис. 23, б), а напротив ее углов установить не проводящие ток экраны, например из органического стекла.
Рис. 23. Схемы монтажа при хромировании профилированных деталей и формы анодов:
I — изоляция (плексиглас); 2 — пузырьки водорода
Для равномерного осаждения хрома на гранях и углах металлорежущего инструмента хромирование осуществляется в специально сконструированных для этого ячейках. Применение экрана (рис. 23, в), помещенного между анодом и острием детали, позволяет получить сравнительно равномерное распределение тока по всей поверхности инструмента и избежать наростов хрома.
При хромировании деталей, отличающихся сложной формой, например прессформ, штампов и т. п., как правило, применяют фигурные аноды (рис. 23, г), воспроизводящие очертания детали. Отверстия в аноде предусматриваются для скорейшего удаления газов из электролита, заключенного между электродами.
Электролиз. Хромируемые детали к началу электролиза должны быть прогреты до температуры электролита. 54
Мелкие детали, загруженные в ванну в небольшом количестве, нагреваются быстро; большие массивные детали
нагреваются медленно и охлаждают ванну.
Перед хромированием изделия прогревают 3—5 мин до температуры хромового электролита, что предупреждает отложение матовых осадков и уменьшает величину внутренних напряжений в осажденном слое хрома. Стальные и чугунные детали прогреваются в хромовой ванне. Медь химически растворяется в хромовой кислоте, по
этому изделия из меди и медных сплавов прогреваются в горячей воде.
При хромировании рельефных деталей рекомендуется в начале электролиза произвести «толчок» тока. Этот прием состоит в том, что электролиз начинают при плотности тока примерно вдвое больше, чем следует, а спустя 1— 2 мин величину ее постепенно снижают до нормальной. Благодаря «толчку» тока удается осадить хром на углубленных участках изделия.
Перерывы тока в процессе хромирования не допу
скаются, так как при повторном наращивании возможно отслаивание хрома. Если перерыв тока все же произошел,
то перед повторным хромированием изделие подвергают анодному травлению в течение 20— 40 сек, при плотности тока 25—30 а/дм2 и только после этого продолжают хромирование. Осаждение хрома следует начинать с относительно низких катодных плотностей тока (но не ниже 20—25 си дм2), и постепенно увеличивать их до установленной величины.
19.	СКОРОСТЬ ОСАЖДЕНИЯ ХРОМА
Низкий выход хрома по току и малый электрохимический эквива
Таблица 3
Продолжительность осаждения слоя хрома толщиной 1 мкм (при q = 13%) из электролита, содержащего
250 г/л СгО3 и 2,5 г/л Н SO«
Катодная плотность тока в а/дм2	Время в мин
10	9,8
15	6,5
20	4,9
25	3,9
30	3,3
40	2,5
50	2,0
60	1,6
80	1,2
100	1,0
55
лент при осаждении его из растворов хромовой кислоты обусловливают небольшую скорость наращивания хрома на детали.
Применяемые при хромировании плотности тока лежат, как правило, в пределах 10—100 а/длг. Вместе с тем все чаще рекомендуется применение более высоких плотностей тока (до 200 а/дм2 и выше), позволяющих интенсифицировать процесс осаждения хрома.
Продолжительность осаждения слоя хрома толщиной 1 мкм при среднем выходе по току — 13% приведена в табл. 3.
При износостойком хромировании толщина слоя покрытия достигает значительной величины. Применение высоких плотностей тока, позволяющих сократить время хромирования, должно быть согласовано с температурой электролита. В табл. 4 привечены примерные толщины хрома, осажденного из хромовокислого электролита обычного состава при различных плотностях тока и температурах электролита при длительности электролиза 1 ч.
Таблица 4
Толщина хрома (в мкм), осажденного за 1 ч из хромовокислого электролита с содержанием 250 г/л СгО3 и 2,5 г/л H2SO4
Плотность тока в а/ди’	Температура электролита в °C						
	25	35	40	45	50	55	65
10	9	4,5	4,5	4,4	3,0	—	—
15	21	11,5	11	10	9	7	4,5
25	38	23,5	22	18	17	16	—
30	54	36	31	25,5	24	23,5	17,5
40	—	53	42	34	33	31	—
50	93	76	59	46	44	42	34
60	—	105	75	59	57	53	46
80	—		107	88	79	75	62
100	—	—		—	103	98	83
125	—	—	—	—	138	127	ПО
150	—	—	—	—	—	—	130
200	—	—	—	—	—	—	185
56
Глава IV. ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОЕ
И ИЗНОСОСТОЙКОЕ ХРОМИРОВАНИЕ
20.	ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЕТАЛЕЙ ХРОМОМ
Как правило, толщина слоя хрома при нанесении защитно-декоративных блестящих покрытий не превышает 1 мкм.
Получение блестящего хрома в хромовокислых электролитах обычного состава возможно в определенном интервале плотностей тока и температур электролита. Поэтому при нанесении декоративных покрытий чрезвычайно важен наиболее широкий интервал плотностей тока (см. рис. 6), обеспечивающий осаждение блестящих осадков хрома.
С высокой чувствительностью осадков хрома к температуре электролита особенно необходимо считаться при декоративном хромировании, т. е. при осаждении блестящего покрытия. Осаждение матового хрома связано с последующим его полированием, что экономически не оправдывается. Наиболее приемлемый уровень температур электролита, при которых возможен наиболее широкий диапазон плотностей тока, находится между 45 и 50° С; такая температура легко поддерживается при плотности тока 10—15 а/дм2.
Хромирование по подслою другого металла. При декоративном хромировании стальных изделий хром является наружным слоем многослойного покрытия: медь—никель— хром или никель—медь—никель—хром. При защитно-декоративном покрытии деталей из меди и медных сплавов, помимо непосредственного хромирования, применяется также хромирование по никелевому подслою. Детали из цинковых, алюминиевых и магниевых сплавов покрываются хромом после нанесения многослойного покрытия, верхним слоем которого обычно является никель.
При нанесении защитно-декоративных покрытий хром используется либо в качестве тонкого наружного слоя (как правило, толщиной до 1 мкм), двух-, трех- и четырехслойного покрытия, либо как самостоятельное покрытие, толщина которого достигает 12—15 мкм. Порядок осаждения металлов и средние толщины покрытий приведены в табл. 5. Несмотря на незначительную толщину осадка
57
chipmaker.ru
Таблица 5
Примерные толщины защитно-декоративных покрытий при хромировании
Основной металл	Металл подслоя	Толщина подслоя в мкм			Толщина слоя хрома в мкм		
		л	с	ж	л	с	Ж
Детали из меди и	Без под-	—	—	—	3—4	6-8	12-15
медных сплавов, кроме	СЛОЯ						
крепежа	Никель *	8	12	15	1	1	1
	Никель	8	12	15	1	1	1
	Медь из цианистого	3	3	3	—	—	—
Стальные детали, кро-	электролита						
ме крепежа	Медь из	6	20	27	—	—	—
	КИСЛОГО						
	электролита						
	Никель	8	12	15	1	1	1
Крепеж из меди и							
медных сплавов:							
а) шаг до 1 мм	Без под-	—	—	—	4	5	6
б) шаг свыше 1 мм	СЛОЯ	—	—	—	5	6	8
Детали из цинковых,	Медь	8	10	15					
алюминиевых и магниевых сплавов	Никель	8	10	12	До 1	До 1	До 1
Примечание. Л — легкие условия службы изделия; С — средние; Ж —жесткие.
• Условия осаждения меди и никеля см. вып. 4 настоящей Библиотечки.
58
при хромировании по никелевому подслою, хром оказывает на покрытие положительное влияние ввиду более высокой по сравнению с никелем твердостью, химической стойкостью и износостойкостью. При этом никель предохраняется от потускнения и обеспечивает хрому чистый белый цвет. Защита основного металла от коррозии осуществляется нижележащими слоями меди и никеля.
Покрытие, сос гоящее из тонкого слоя хрома, нанесенного непосредственно на медный подслой, медные или латунные детали, имеет поры, в которых, как правило, возникает коррозия. В условиях атмосферы продукты коррозии, представляющие собой углекислые соли меди или другие соединения, скапливаются в порах и резко ухудшают внешний вид покрытия. В атмосферных условиях никель проявляет более высокую стойкость против коррозии, а продукты его коррозии, скапливаясь в порах хрома, в сущности не изменяют внешнего вида покрытия. Вследствие этого при защитно-декоративном хромировании стальные изделия сначала покрывают толстыми слоями меди и никеля.
Пористость защитно-декоративных покрытий хромом при эксплуатации изделий в легких условиях службы не нормируется. Для средних условий службы допускается не более пяти пор на 1 см2 поверхности покрытия никелем и хромом. Для жестких условий службы пористость в слое защитно-декоративного покрытия никелем и хромом не допускается.
Для надежности сцепления хрома с никелевым подслоем разрыв между операциями полирования никеля и осаждения хрома должен быть сведен до минимума. При больших перерывах между этими операциями поверхность никеля необходимо активировать путем травления в кислоте (см. стр. 51) или дополнительного глянцевания бязевыми кругами и пастой с окисью алюминия. Изделия, покрытые никелем в ванне блестящего никелирования, завешиваются в ванну хромирования на тех же подвесках.
Декоративные покрытия хромом по меди и никелю рекомендуется проводить в концентрированном электролите (350—400 г/л СгО3 и 3,5—4 г/л H2SO4) при следующем режиме электролиза:
Температура электролита в °C . .	. 45—55
Катодная плотность тока в а/дм2 ..................10—25
59
Толщина слоя меди и никеля перед хромированием для деталей, работающих в условиях тропического климата, должна быть значительно увеличена. На Московском заводе электромедицинской аппаратуры (ЭМА) детали аппаратов УВЧ, электрокардиосигнализаторов и др. подвергаются защитно-декоративному хромированию при следующих толщинах отдельных слоев (табл. 6).
Таблица 6
Средине толщины слоя при покрытии деталей электрокардиосигнализатора
Наименование детали	Условия службы	Толщина слоя в мкм		
		меди	никеля	хрома
Палец	При обычном климате	—	3	1
	> тропическом >	36	15	1
Планка	» обычном	»	18	9	1
	> тропическом >	36	15	1
21. ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ ХРОМОМ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛЕГКИХ СПЛАВОВ
Наибольшее значение для практики при защитно-декоративном хромировании деталей из алюминия, магния и сплавов на их основе получил технологический процесс, согласно которому детали должны предварительно покрываться цинком, медью и никелем. Хромированию подвергаются детали, работающие главным образом в жестких условиях. Осаждение первого, тонкого цинкового, слоя покрытия осуществляется химическим способом. Затем изделия меднятся в цианистом электролите, никелируются и хромируются в обычных электролитах.
Медный подслой при покрытии алюминиевых деталей может быть заменен латунным, который лучше сопротивляется коррозии. По другой схеме никелирование производится непосредственно по цинковой пленке на алюминии. Надежное сцепление покрытия с основой достигается последующей термообработкой при 220° С в течение 30 мин.
60
Изделия из титана, подвергающиеся защитно-декора-тивному хромированию, предварительно покрываются латунью или медью и никелем.
Во всех случаях после нанесения никелевого подслоя изделия промывают, сушат, глянцуют и лишь затем хромируют. Толщина слоя хрома 0,5—1,0 мкм.
Хромирование деталей из алюминиевых сплавов. После соответствующей механической и химической подготовки (шлифования, полирования и обезжиривания) деталь подвергают обработке в цинкатном растворе. Поверхность протирается тканью, смоченной бензином, и обезжиривается в течение 3—5 мин в растворе состава: 50 г!л Na2CO3, 50 г/л Na3PO4, 30 г/л жидкого стекла при температуре 60—65° С. После промывки в горячей и холодной воде деталь обрабатывают в цинкатном растворе (300 г!л ZnSO4-7H2O, 200 г!л NaOH) в течение 30—40 сек, затем промывают водой и производят обработку в разбавленном 1 : 1 растворе HNO3 в течение 5—7 сек. Деталь промывается в воде и вновь погружается в тот же цинкатный раствор на 10 сек. После промывки деталь завешивается в ванну хромирования (желательно под током) и хромируется при обычных режимах.
Хорошее сцепление при сравнительно большом слое хрома (до 80—100 мкм) можно получить при следующей подготовке: цинкатная обработка, осаждение тонкого слоя никеля (15—20 мкм) и термообработка при 220—250° С в течение 30 мин.
На заводе ЭМА принята следующая технология хромирования деталей нз алюминиевого сплава Д1-Т. Для осаждения слоя цинка используется цинкатный раствор, содержащий 500 г/л NaOH и 100 г/л ZnO. После растворения (при помешивании) окиси цинка в растворе едкого натра его кипятят 3—4 ч, отстаивают и декантируют.
Полированные детали из сплава Д1-Т промывают в органическом растворителе 646 (уайт-спирит не рекомендуется), подвергают травлению в обычном растворе (Na2CO3 и Na3PO4), промывают в горячей и холодной воде и трижды обрабатывают в цинкатном растворе, с выдержкой при каждом погружении 20 сек. После первой и второй обработки детали осветляют в 60-процентном растворе HNO3, в который их погружают на 1—2 сек. При этом поверхность цинка заметно светлеет. После третьей обработки в цинкатном растворе детали тщательно
61
chipmaker.ru
промывают холодной водой и под током завешивают в ванну никелирования, в которой наращивают слой никеля толщиной -~12 мкм. После промывки и сушки проводится термообработка в течение 1,5—2 ч при температуре 200° С. Затем детали глянцуют и хромируют.
Хромирование магниевых сплавов. При покрытии магниевых сплавов хорошие результаты получаются при контактном осаждении цинка из пирофосфатных растворов и последующем промежуточном меднении в цианистом электролите на толщину слоя 3—5 мкм. Хромирование по медному подслою для защиты изделий от механического износа производится в хромовых электролитах универсального состава при обычных режимах электролиза.
Хромирование титана. Титан и его сплавы получают все большее распространение в промышленности. Наряду с ценными свойствами — высокой температурой плавления (1660° С), низким удельным весом титана (4,5 г/см3), высокими прочностными характеристиками его сплавов, сохраняющимися до температуры 400—500° С, имеются отрицательные — наволакивание и задирание металла при трении деТалей, слабое сопротивление действию горячих газов и др. Эти недостатки титана могут быть устранены хромированием.	ч
Подготовка поверхности титановых деталей к хромированию состоит из следующих основных операций: 1) обезжиривании органическими растворителями; 2) травления в течение 5 мин в смеси кислот HNO3 и HF при температуре 16—20° С; 3) анодном травлении при Т = 20° С; Da = 5 al дм2 и V = 18 в в течение 20 мин в растворе, содержащем 6% (вес.) HF, 6% ZnF2 и 88% этиленгликоля. Хромирование осуществляется при Т = 50-г-55°С и DK — 40 а/дм2 в электролите, содержащем 300 г/л СгО3 и 3 г/л H2SO4.
Сцепление хрома с титаном повышается в результате термообработки при 800° С в течение 2 мин. Однако при этом резко понижается твердость хрома.
22.	ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОЕ ХРОМИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЦИНКОВОГО СПЛАВА
Хромирование изделий из цинкового сплава нашло широкое применение в автомобильной промышленности. Большое число деталей, изготовленных литьем под давле-62
нием, подвергается многослойному защитно-декоративному покрытию медь—никель—хром. Покрытие цинкового сплава хромом с подслоем никеля, а тем более одним хромом, не допускается, так как при возникновении сквозных пор или трещин и образовании гальванических пар происходит интенсивное разрушение цинка. При этом продукты коррозии цинка будут вздувать никелевое и хромовое покрытие. Следует также иметь в виду, что причиной подобных вздутий может служить пористость литья. Проникающие в поры травильные растворы и электролиты взаимодействуют с цинком под слоем покрытия, а образующиеся продукты коррозии способствуют появлению мелких вздутий, напоминающих сыпь.
На некоторых автомобильных заводах для литых изделий из цинкового сплава (содержащего в основном 3,5—4,5% А1, до 1% Си, Zn — остальное) принят следующий технологический процесс.
Шлифованные и полированные детали покрываются медью в цианистом электролите (с повышенным содержанием меди и пониженным — цианида) на токе переменной полярности.
Условия электролиза при меднении следующие: температура электролита 50° С, плотность тока — 3 а/дм2, продолжительность катодного периода 10 сек, анодного — 1 сек. Толщина слоя меди 12—15 мкм.
Покрытие никелем осуществляется в электролите обычного состава на толщину слоя, несколько превосходящую медное покрытие.
Для декоративного хромирования применяется электролит, содержащий: 300—400 г/л СгО3 и 1—1,2% H2SO4, считая от количества СгО3. Температура электролита 48— 55° С, плотность тока 25—35 а!дм2. Перед хромированием проводится декапирование по никелевому подслою в растворе серной кислоты (70—100 г!л H2SO4) при комнатной температуре.
Имеются указания [10], что катодная обработка хромированного цинка в бихромате натрия способствует увеличению коррозионной стойкости покрытия. Раствор для обработки содержит (г!л):
Двухромовокислый натрий Na2Cr2O7-2H2O . . .	50
Сернокислый хром Cr2 (SO4)3 .	.......... 1
Величина pH........................................2,0—2,3
63
chipmaker.ru
Аноды для катодной обработки из нержавеющей стали. Катодная плотность тока 5—10 ма!дм\ температура 25— 27° С. Продолжительность обработки 2—2,5 мин. При этом получается тонкая прозрачная пленка. При прохождении количества электричества 1—1,5 а-мин!дм2 и более пленка окрашивается в синий или коричневый цвет.
23.	ХРОМИРОВАНИЕ МЕЛКИХ И РЕЛЬЕФНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Для улучшения рассеивающей способности рекомендуется [18] к обычному универсальному хромовому электролиту (250 г!л СгО3 и 2,5 г!л H9SO4) добавить борной кислоты в количестве 10 г!л. Такой электролит может быть использован при декоративном хромировании рельефных деталей там, где работа ванны в глубину при обычном составе электролита недостаточна хороша. Режим электролиза при хромировании обычный
Хромирование мелких деталей в насыпном виде. Впервые этот процесс осуществлен на ЛОМО. Важным узлом устройства для хромирования является подвеска, представляющая собой раму, в которой одна над другой устанавливаются четыре узкие открытые сверху перфорированные ванночки.
В ванночку для хромирования можно насыпать детали различной конфигурации. В процессе электролиза через каждые 30 сек происходит пересыпание деталей при помощи специального приспособления, вращающего ванночки. Такое устройство * позволяет хромировать мелкие детали сравнительно сложной конфигурации и получать матовые, полуматовые и блестящие покрытия.
Благодаря применению электролита с улучшенной кроющей и рассеивающей способностью поверхность деталей вокруг отверстий, а также неглубокие отверстия покрываются хромом.
Состав электролита (г/л) и режим электролиза следующие:
Хромовый ангидрид СгО3	350—400
Серная кислота H2SO4	3,5—4,0
Борная кислота Н3ВО3	10
Температура электролита в ;38—45 Катодная плотность тока (отнесенная к птощ.щи ван-
ночки) в а/дм* .................................... 120—300
Продолжительность хромированья в мин	15—20
Описание установки см. вып. 10 настоящей Библиотечки.
64
При хромировании деталей в насыпном виде достигается увеличение производительности труда в 10—20 раз по сравнению с хромированием на подвесках.
Хромирование деталей арматуры в тетрахроматном электролите. Широкое применение для декоративного покрытия хромом латунных деталей санитарно-технической арматуры получил на Ленинградском литейно-арма турном заводе тетрахроматный электролит.
Состав электролита (г/л) и режим электролиза следующие:
Хромовый ангидрид СгОз ....	350—400
Едкий натр NaOH .	35—45
Серная кислота H2SO4 .	. .	2—2,5
Трехвалентный хром в пересчете на Сг20з	8—10, но
не более 15 г! л
Температура электролита в °C . .	. ,	15—25
Катодная плотность тока в а! дм-	20—50
Выход хрома по току в %	. .	.	25—30
Процесс осуществляется с прерывистым включением тока: хромирование — 10 сек, перерыв — 1 сек.
Толщина слоя хрома лежит в пределах 5—8 мкм. Покрытие имеет серый цвет, но легко глянцуется и приобретает вид, не уступающий обычным декоративным покрытиям хромом. Бтагодаря малой пористости осадков хрома, полученных в тетрахроматном электролите, они обладают хорошими защитными свойствами, что чрезвычайно важно для деталей санитарно-технического оборудования.
Некоторый опыт по покрытию стальных деталей хромом из тетрахроматного электролита без подслоя меди и никеля показывает, что хромовые покрытия толщиной 20— 50 мкм с успехом могут быть использованы как защитнодекоративные.
Покрытия черным хромом. Такие покрытия нашли применение в приборостроении для защигно-декоративной отделки деталей, которые наряду с коррозионной стойкостью должны иметь поверхность, обладающую низким коэффициентом отражения света, например в различных оптических системах. Черные хромовые покрытия можно наносить на поверхность различных металлов.
Покрытия черным хромом по сравнению с другими покрытиями черного цвета — черным никелем, оксидными 5 M. Б. Черкез	65
chipmaker.ru
или фосфатными пленками отличаются хорошей коррозионной стойкостью, обеспечиваемой подслоем молочного или блестящего хрома, хорошей теплостойкостью и стойкостью в вакууме, а также относительно высокой износостойкостью, примерно в 3—5 раз превосходящей износостойкость черного никеля. Для работы на трение покрытие черным хромом не пригодно [11].
Для покрытия черным хромом применяется следующий
электролит (г/л) и режим процесса:
Хромовый ангидрид СгО3 .... 300—350 Уксуснокислый барий (Н3С2О2)2Ва	5—7
Азотнокислый натрий NaNO3	7—10
Борная кислота Н8ВО3 ....	12—15
Температура электролита в °C	20—35
Плотность тока в а/дм1 . . .	40—80
Выход по току в % . .	.	2—2,3
Новый электролит прорабатывается током из расчета 10—20 а-ч/л.
Электролит устойчив в работе и обеспечивает получение равномерного черного цвета при широком диапазоне плотностей тока.
Толщина слоя черного хрома обычно 1,5—2 мкм. Для надежности защиты от коррозии подслой молочного или блестящего хрома должен быть толщиной около 10 мкм при покрытии углеродистых сталей и не менее 2—4 мкм при покрытии прочих металлов.
Подготовка изделий к хромированию обычная для декоративных покрытий. После нанесения черного хрома изделия промывают водой, сушат и подвергают термообработке в масле при температуре ПО—120° С в течение 30—60 мин.
Ванна для хромирования имеет облицовку из винипласта. Для охлаждения электролита используется змеевик из титанового сплава. Аноды изготовляются из сплава свинца с сурьмой.
24.	ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ХРОМОМ
Для защиты от атмосферной коррозии толщина хромового покрытия лежит в пределах 10—20 мкм\ при воздействии более сильных агрессивных сред толщина -слоя увеличивается до 50 мкм.
66
Наиболее высокой защитной способностью и коррозионной стойкостью обладают молочные осадки хрома, имеющие меньше трещин и менее пористые, чем блестящие. Защитные свойства хромовых покрытий в значительной степени зависят от пористости и толщины осадка. При увеличении толщины покрытия пористость молочных осадков хрома уменьшается, в то время как у блестящих несколько возрастает. По граням трещин хром обладает более высокой активностью, чем на поверхности покрытия. Поэтому молочные осадки отличаются более высокой степенью пассивности, чем блестящие осадки хрома. Однако защитные свойства молочных осадков хрома значительно снижаются при одновременном действии на деталь коррозионной среды и знакопеременной нагрузки.
Покрытие молочным хромом. Стальные детали, подвергающиеся одновременному воздействию механического износа и коррозионной среды, например морской воды, рекомендуется покрывать молочным хромом толщиной 50 мкм.
Для электролиза применяется универсальный электролит (220—250 г/л СгО3 и 2,2—2,5 г/л H2SO4) и следующий режим электролиза: температура электролита — 70 ± 1° С; катодная плотность тока — 25—35 а/дм2\ толщина слоя хрома — 50 мкм.
Перед покрытием стальные детали прогревают в хро мовом электролите 5—6 мин и подвергают анодному декапированию при Da = 25-4-30 а! дм2 и т — 30 сек.
Для повышения коррозионной стойкости деталей паровых турбин рекомендуется применять молочные осадки хрома толщиной 18—20 мкм. При этом электролиз осуществляется в разбавленном электролите (150 г!л СгО3 и 1,5 г!л H2SO4). Режим работы следующий: катодная плотность тока — 18—20 а!дц2, температура электролита — 70—75° С.
Валики водяного насоса автомобильного двигателя для защиты от коррозии покрывают молочным хромом при следующих условиях. Электролит: 150—200 г!л СгО3, 1,5—2 г!л H2SO4. Температура электролита 65—70° С, катодная плотность тока 20- -30 а/дм2. Толщина слоя хрома 12—15 мкм. Хромированные валики, работая в воде при различных температурных условиях и различной скорости движения, хорошо противостоят коррозии; не-хромированные валики в этих условиях подвергаются значительному коррозионному разрушению.
5*	67
chipmaker.ru
Для покрытия некоторых стальных медицинских инструментов рекомендуется однослойное покрытие молочным хромом. Для получения блестящего и одновременно коррозионностойкого покрытия хромирование рекомендуется проводить при режимах электролиза, находящихся на границе между блестящими и молочными осадками хрома (см. рис. 6). Такие хромовые покрытия не отличаются большим блеском, но их глянцевание не представляет трудности.
Перед хромированием изделие тщательно полируется. В углублениях поверхность также должна быть блестящей, так как на недостаточно отполированных участках ее осаждается матовый хром. Затем проводится обезжиривание, промывка и декапирование в пятипроцентном растворе НО в течение 5—10 сек или в хромовом электролите на аноде при Da = 25 а/дм2 и продолжительности 10—15 сек.
Хромирование проводится в концентрированном электролите (350—370 г!л СгО3 и 3—3,5 г/л H2SO.J при следующем режиме электролиза: температура электролита — 58—52° С; катодная плотность тока — 20—25 а!дм2', толщина покрытия — 5—6 мкм.
Значительные отклонения от указанного режима электролиза способствуют осаждению блестящего или матового хрома, плохо поддающегося полированию.
После хромирования изделия промывают в холодной и горячей воде и обрабатывают в 10-процентном растворе соды для нейтрализации остатков хромовой кислоты. Затем производится промывка, сушка и глянцевание на суконном круге с хромовой пастой.
Двухслойное хромовое покрытие. Стальные детали приборов и машин, работа которых протекает в жестких условиях эксплуатации, например в районах с высокой влажностью, рекомендуется проводить хромирование в два слоя: нижний — молочный и верхний — блестящий, что обеспечивает хорошую защиту от коррозии и высокую износостойкость при необходимых декоративных качествах.
Перед покрытием детали обезжиривают в щелочном растворе (100 г!л NaOH и 50 г!л Na2CO3) сначала 3—5 мин на катоде, а затем 1—2 мин на аноде при температуре 75—80° С и катодной плотности тока 8—10 а!дм2. Затем производится декапирование в 7—10-процентном растворе 68
H2SO4. После хромирования детали промывают и просушивают при температуре 120—140° С.
Хромирование осуществляется последовательно в двух ваннах с одинаковым составом электролита (250 г!л СгО3 и 2,5 г/л H2SO4). Первым осаждается слой молочного хрома толщиной 15 мкм при температуре 70° С и катодной плотности тока 30 а!дм2. Затем деталь (не промывая) переносят в ванну с более низкой температурой электролита и наносят слой блестящего хрома толщиной 35 мкм при температуре 50° С и катодной плотности тока 50 а!дм2.
25.	ИЗНОСОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ ХРОМОМ
Износостойкое хромирование получило три основных направления: 1) повышение износостойкости новых деталей машин и инструментов; 2) восстановление размеров изношенных деталей и 3) исправление деталей, размеры которых оказались заниженными при механической обработке.
При износостойком хромировании рекомендуется соблюдение следующих общих условий. Толщина слоя покрытия, как правило, не должна превышать 0,3—0,5 мм. Покрытие должно иметь одинаковую толщину по всей поверхности детали. Основной металл детали должен иметь относительно высокую твердость. Это особенно касается деталей, работающих при высоких удельных нагрузках или сосредоточенном их действии на отдельных участках поверхности покрытия.
Выбор вида и способа хромирования определяется условиями эксплуатации формой и размерами деталей. Если во время работы смазка трущихся поверхностей деталей затруднена, а удельные нагрузки достаточно высоки, то следует применять покрытие пористым хромом. В прочих случаях прибегают к осаждению плотных хромовых покрытий.
Наиболее часто износостойкому хромированию подвергаются стальные и чугунные детали машин. Химический состав металла покрываемой детали редко служит препятствием к хорошему сцеплению. Однако следует иметь в виду, что стали с высоким содержанием вольфрама и кобальта, а также высокоуглеродистые и высококремнистые чугуны нельзя покрывать хромом. Также трудно получить хорошее сцепление при хромировании деталей,
69
chipmaker.ru
поверхностный слой которых испытывает значительные внутренние напряжения, например в результате неправильно проведенной закалки. За последнее время износостойкому хромированию подвергаются также алюминиевые сплавы, используемые главным образом для изготовления цилиндров двигателей.
Условия осаждения хрома. По сравнению с защитнодекоративными покрытиями хромом процесс износостойкого хромирования обладает некоторыми особенностями:
1)	напряжение на клеммах ванны более высокое (около 5,5 в), что является результатом применения менее концентрированных и менее электропроводных электролитов;
2)	плотности тока, применяемые при хромировании, в несколько раз больше;
3)	толщина слоя хрома намного больше, что является причиной значительной продолжительности процесса, достигающей в отдельных случаях суток;
4)	режим электролиза следует поддерживать в строго установленных пределах; колебания плотности тока и температуры электролита в процессе электролиза могут вызвать дополнительные напряжения в слое осажденного хрома;
5)	хромированию подвергаются главным образом стальные и чугунные детали машин без покрытия их промежуточным слоем какого-либо другого металла.
Для износостойкого хромирования, как правило, применяются разбавленные (150 г!л СгО3 и 1,5 г!л H2SO4) и универсальные электролиты (250 г!л СгО3 и 2,5 г! л H2SO4).
Режимы хромирования, обеспечивающие получение блестящих (более твердых) и молочных (сравнительно мягких и эластичных) осадков (см. рис. 6), выбираются в зависимости от назначения деталей, условий их службы и требований, предъявляемых к покрытию. Для того чтобы предупредить возможность образования участков, не покрытых хромом, хромирование деталей, имеющих рельефную поверхность, или одновременное покрытие однотипных деталей, смонтированных на нескольких подвесках, рекомендуется начинать с «толчка» тока. Продолжительность толчка тока составляет 2— 3 мин, затем плотность тока постепенно, в течение нескольких минут, снижают до установленной величины.
70
Если по техническим причинам невозможно создание толчка тока, то хромирование следует начинать хотя бы при установленной величине плотности тока или близкой к ней. Совершенно не допускается начинать электролиз с небольшой плотности тока, а затем повышать ее до требуемой величины.
Хромирование по заданному размеру. Покрытие деталей равномерным слоем хрома точно до заданного размера получило название размерного хромирования. При таком способе хромирования создается экономия в хромовое ангидриде и расходах на механическую обработку, так как детали направляются в производство без дополнительной механической обработки. При размерном хромировании требуется точно сохранить первоначальную форму детали: например, при хромировании цилиндрических деталей не допускается конусность или овальность.
Для осуществления размерного хромирования требуется применение фигурных анодов, изолирующих экранов и специальных подвесных приспособлений, позволяющих жестко монтировать детали и аноды. Монтаж должен выполняться таким образом, чтобы расстояние между электродами было одинаково для всех участков поверхности детали.
Расчет времени, необходимого для осаждения требуемой толщины слоя хрома, производится по формуле на основании точно известной величины выхода по току и заданной плотности тока при хромировании
т = 1314 _,6 мин,
DKT]
где т — время в мин.
6	— толщина покрытия в мкм\
DK — катодная плотность тока в al дм2;
Т] — выход по току в % .
Шероховатость и пористость покрытия не допускаются. Для получения доброкачественного слоя хрома заданной толщины следует обратить внимание на чистоту поверхности детали перед покрытием (отсутствие царапин, пор и т. п.) и соответствие состава электролита заданной рецептуре.
Если к покрываемой детали предъявляются высокие требования в части чистоты поверхности и величины допуска на изготовление, то размерное хромирование при-
71
chipmaker.ru
годно только при нанесении сравнительно малых толщин хрома. Примером могут служить гладкие калибры, хромируемые на толщину слоя 10—30 мкм. Более толстые покрытия обычно наносят при равномерном хромировании деталей с припуском на механическую обработку и допуском на изготовление, например при хромировании цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Для этих деталей допускается некоторая конусность и овальность, величины которых практически лежат около 0,01 мм.
26.	ХРОМИРОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ И ШТАМПОВ
Хромирование измерительных инструментов. Хромирование гладких калибров-пробок, калибров-скоб, концевых мер длины (плоскопараллельных плиток и др.), как правило, осуществляется в электролитах с низкой концентрацией компонентов (150 г!л СгО3 и 1,5 г!л H2SO,) при температуре 55—58° С и катодной плотности тока 45—50 а!дм2. Перед хромированием проводится декапирование обратным током в течение 30 сек и той же плотности тока. Толщина слоя хрома обычно лежит в пределах 10—20 мкм и не превышает 100—120 мкм. На такую же величину перед хромированием должен быть занижен размер измерительного инструмента. Кроме того, должен быть предусмотрен припуск на шлифование и доводку после хромирования.
При хромировании калибров-скоб край мерительной плоскости со стороны, противоположной от входа, должен иметь небольшое закругление (около 1 мм). Скобы одного размера хромируются одновременно по нескольку штук в приспособлении (рис. 24), изготовленном из эбонита или винипласта и стеклотекстоли га.
Концевые меры монтируются в приспособлении стопкой (рис. 25), чтобы хромируемые поверхности находились в одной плоскости. Перед хромированием размер плиток занижается на 15—20 мкм. Расстояние до анода составляет 10—12 мм. Для сокращения утечки тока над плитками через электролит приспособление рекомендуется подвешивать наклонно, чтобы линия БВ проходила примерно на уровне электролита.
Хромирование металлорежущего инструмента. Хромирование металлорежущего инструмента — сверл, разверток, метчиков, фрез, долбяков и др., используемых для 72
обработки стали и чугуна, позволяют повысить их стой кость в 3—4 раза. При обработке цветных металлов стой кость инструментов увеличивается в 5—8 раз. Кроме того при обработке, особенно алюминия и его сплавов, устра
няется налипание металла на режущую кромку инструмента.
Наибольшего эффекта от применения хромирования режущего инструмента можно достичь, если температура на режущих кромках инструмента не превышает 450r С; при
Рис. 24. Схема монтажа гладких калибров — пробок (а, б) и скоб (в):
/ — калибр; 2 — изоляция (текстолит или органическое стекло); 3—слой хрома;
4 — стальная шайба
Chipmaker.ru
Рис. 25. Схема приспособления для хромирования концевых мер длины (плоскопараллельных плиток):
1 — рама из непроводящего ток материала; 2 — плитки; 3 — прижимная планка из непроводящего ток материала; 4 — прижимные винты; 5 — отверстия для циркуляции электролита; 6 — аиод; 7 — вннт для закрепления плиток и подвода тока
более высоких температурах происходит значительное уменьшение твердости хрома. Хорошие результаты дает хромирование инструментов (из инструментальной стали) при обработке сталей с временным сопротивлением разрыву до 40 кПмм2 и при относительно небольших давлениях и скоростях резания. Ввиду этого наиболее экономически целесообразно хромирование всех видов про
тяжек.
73
chipmaker.ru
Вместе с тем хромирование режущей части инструментов уменьшает силы трения при резании, облегчает сход стружки, значительно снижает температуру резания и в результате этого повышает износостойкость инструмента. Поэтому хромирование таких инструментов, как долбяки, изготовленных из быстрорежущей стали, позволяет значительно увеличить их стойкость.
Причинами разрушения хромового покрытия на кромках и гранях режущего инструмента являются мельчайшие (микро) заусенцы, приводящие к скалыванию хрома, и «прижоги» поверхности, вызывающие понижение твердости основного металла, что при давлении на режущую часть инструмента приводит к разрушению покрытия. Для предупреждения скалывания хрома на режущих кромках инструмента предлагается [II перед хромированием произвести обработку двух-трех деталей, что способствует полному удалению микрозаусенцев. Во избежание продавливания твердость режущих кромок перед хромированием должна лежать в пределах НВ 500—600.
Толщина слоя хрома при покрытии металлорежущего инструмента должна лежать в пределах 3—4 мкм для метчиков, 5—10 мкм для сверл и разверток и порядка 20—30 мкм для долбя ков.
Условия электролиза для хромирования режущего инструмента рекомендуются следующие. Электролит: с низкой (150 г!л СгО3) или средней (250 г/л СгО3) концентрацией компонентов. Соотношение	около 100. Тем-
пература 55—60° С; плотность тока — 25—45 а!дм2, а при отсутствии ударной нагрузки — 60 а!дм2. После нанесения покрытия проводится термическая обработка для удаления водорода при 200° С в течение 1,5—2 ч. Шлифование инструмента после покрытия не рекомендуется; при необходимости производится притирка.
Хромирование прессформ, штампов, матриц для холодной высадки и пуансонов. При хромировании инструментов, имеющих сложную форму рабочей поверхности, требуется применение соответствующих фигурных анодов. Одновременно в случае необходимости применяются дополнительные аноды сравнительно простой формы — треугольной, круглой, эллиптичной и т. п. Для большей жесткости, удобства монтажа и подводки тока в середине 74
будущего анода устанавливается и заливается сплавом медный или латунный стержень (или трубка).
Хромирование прессформ рекомендуется [1] осущест- \ влять при следующих условиях электролиза. Электролит ) для хромирования обычного состава низкой концентрации (150 г/л СгО3, 1,5 г!л H2SO4) или саморегулирующийся электролит. Для прессформ простой конфигурации плотность тока 30—40 а'дм2, температура электролита 54— 56° С. Хромирование изделий с большой поверхностью, если нет возможности поддерживать достаточно высокую плотность тока, следует осуществлять при температуре электролита 50—52° С. При хромировании прессформ со сложной конфигурацией температуру электролита рекомендуется повысить до 58° С, а плотность тока снизить до 15—25 а!дм2, что дает возможность предупредить образование сильно шероховатых «пригоревших» осадков хрома на выступающих участках катода. В начале процесса хромирования дается «толчок» тока продолжительностью 10— 15 сек. Расстояние между электродами при фигурных изделиях по возможности стремятся сократить и нередко оно составляет 1—1,5 см. После хромирования проводится термическая обработка при 150—200° С в течение 1,5-2 ч.
Для повышения стойкости холодновысадочных штампов на автозаводе им. И. А. Лихачева приняты следующие условия хромирования.
Новые штампы сначала эксплуатируются до полного износа, определяемого увеличением размеров ручья. При этом металл штампа уплотняется и наклепывается, и в дальнейшем мало подвержен усадке, которая является основной причиной разрушения хромового покрытия. Таким образом, поверхность ручьев после эксплуатации штампа имеет прочную основу для хромирования. После подготовки размеры ручьев восстанавливаются хромированием. Количество деталей, изготовленных с хромовым покрытием, увеличивается в 3—4 раза. Хромирование осуществляется в обычном электролите низкой концентрации при температуре 54—57° С и катодной плотности тока 15—35 а!дм2. Допустимая толщина слоя хрома не должна превышать 0,08 мм во избежание искажения формы ручья. После хромирования проводится термообработка в печи или в масле при температуре 180—200° С в течение 2—3 ч.
75
от 350 до 600
Рис. 26 Схема универсального приспособления для хромирования сложных деталей прессформ:
1 — муфта с контактным крюком и зажимным болтом; 2 — направляющая стойка; 3 — изоляция нз винипласта; 4 — планка, перемещающаяся вдоль стойки 2; 5 — анодная планка (отделенная изоляцией 3 от остальной части подвески); 6 — болты н винты для крепления анодов; 7 — стопорный вннт; В — параллельные планки для крепления деталей прессформы; 9 — болт; Ю — передвижное ограничительное кольцо с винтами; 11 — зажимной винт, 12 — лыски на стяжных винтах для жесткости крепления направляющих стержней; 13 — гайка и болт для изменения расстояния между планками 8; 14 — болты для крепления детали
76
Штампы для изделий, изготовляемых методом холодной вытяжки, рекомендуется хромировать в саморегулирующемся электролите при режимах, указанных для пресс-форм. Толщина слоя хрома должна быть 15—30 мкм при гладкой и блестящей поверхности.
При многообразии прессформ, подвергающихся хромированию, является целесообразным применение универсального подвесного приспособления. Одно из таких приспособлений (рис. 26), разработанное на автозаводе имени И. А. Лихачева II], используется для хромирования деталей различной формы и средних размеров.
При монтаже детали цилиндрической формы устанавливают между планками 8 в местах вырезов А и зажимают гайками 13. При хромировании одновременно нескольких деталей производится дополнительное крепление их болтами 14. Детали прямоугольной формы устанавливаются на буртик зажимных планок и закрепляются гайками 13. При хромировании однотипных деталей постоянство и точность положения анодов (снимаемых после каждого цикла хромирования) обеспечивается стопорным кольцом 10 и шпоночными канавками в анодной планке.
При ограниченной мощности источника электроэнергии крупногабаритные прессформы хромируют в несколько приемов, разделив их условно на 2, 3, 4 части {А, Б, В, Г) и более. Участки, которые на данном этапе не хромируются, но оказываются погруженными в электролит, например участок В (рис. 27), должны быть защищены целлулоидом (рис. 27, а), край которого (на стыке двух участков) должен быть отогнут радиусом 10—15 мм. Благодаря этому вдоль отогнутого края целлулоида образуется скошеная полоса слоя хрома шириной 10—15 мм, что при дальнейшем осаждении хрома по хрому обеспечивает равномерность слоя покрытия. При хромировании следующего участка (рис. 27, б) целлулоидом защищается ранее хромированный участок и т. д. Утолщение места покрытия осторожно обрабатывается тонкими абразивными брусками.
При хромировании сложных крупногабаритных деталей, например матрицы прессформы колеса рулевого управления автомобиля (рис. 28), анод представляет собой приспособление, которое укрепляется на корпусе детали. Заранее изготовленные части анода 1, 2, 3, 4, 5 монтируют на неполированной матрице и соединяют сваркой.
77
Рис. 27. Схема поочередного хромирования поверхности крупногабаритных деталей с применением изолирующих экранов: 1 —экран; 2 — аноды
Рис. 28. Схема устройства анода — приспособления для хромирования матрицы прессформы колеса рулевого управления автомобиля
Рис. 29. Схема монтажа обрубной матрицы
Рис. 30. Схема монтажа волочильного отверстия
78
Затем приваривается наконечник 7 для подключения анода к штанге на ванне и держатели 6, при помощи которых анод закрепляется на винипластовых изоляторах 8 шайбами 9 и винтами 10. Крепление изоляторов к корпусу матрицы 13 осуществляется болтами 11 и шайбами 12. После сварки анодный круг снимается и выравнивается на плоскости и по радиусу. Матрицу полируют, подго-таливают к хромированию, после чего окончательно монтируют анод. Матрицу поднимают за стальную петлю 14 и вешают на медную штангу за медный контакт 15.
Для облегчения выхода газа из углубленных участков, в которых возможно скопление водорода, матрицу завешивают с некоторым наклоном. Необходимый наклон матрицы обеспечивается креплением к ней контакта 15 под соответствующим углом. Нехромируемые участки матрицы изолируются.
Хромирование металлообрабатывающего инструмента. Хромирование проводится при максимально точном центрировании анода относительно покрываемой поверхности, что должно обеспечить равномерность отложения слоя хрома, требуемую точность размера и правильность геометрической формы отверстия.
Схема монтажа матрицы для обрубки листовых материалов изображена на рис. 29. Матрица 1 жестко закрепляется между винипластоьыми листами 2 и шайбой 3. Анод 4, представляющий собой стапьную освинцованную проволоку (d = 3 :-4 мм), соединенную с освинцованным горизонтально расположенным диском, точно центрируется в отверстии матрицы. Чтобы предупредить концентрацию силовых линий тока на углах отверстия, предусмотрена изоляция 5, установленная на диске анода. Расстояние I между отдельными участками матрицы и анода должно быть одинаковым.
Хромирование проводится при катодной плотности тока 45 а/дм2 и температуре 65 ± 1° С. Толщина слоя хрома в среднем составляет 10 мкм. После хромирования, промывки, демонтажа и сушки проводится термообработка при температуре 150—250° С в течение 1,5—2 ч.
Схема хромирования поверхности волочильного отверстия для холодной протяжки приведена на рис. 30. Анод — стальная освинцованная проволока 1 — помещается точно в центре волочильного инструмента 2. Режим хромирования следующий: плотность тока 60 а!дмй,
79
chipmaker.ru
температура электролита 55 ± 1° С. Толщина слоя хрома в среднем 15 мкм, в калибрующей части она несколько больше.
При хромировании следует точно выдержать размер отверстия у калибрующей части глазка. Покрытие хромом должно быть обязательно блестящим, а поверхность гладкой.
27.	ХРОМИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
БОЛЬШОЙ ДЛИНЫ
Хромирование внутренней поверхности деталей типа трубы рекомендуется осуществлять в проточном электролите. Для этого после подготовки к покрытию на верхнем конце трубы (поставленной вертикально) устанавливается надставка из винипласта или стеклотекстолита высотой 4—6 см, толщиной и диаметром соответствующая размерам трубы. Надставка прижимается к трубе и герметично к ней присоединяется. Полый свинцовый или стальной анод устанавливается в центре трубы. Разогретый электролит подается принудительно. по аноду сверху вниз, вытекает в пространство между электродами, поднимается вверх и по желобу (у надставки) стекает в сборник. Температура электролита регулируется изменением скорости подачи его. Объем электролита, заключенного между электродами, должен примерно в 3—4 раза превышать объем водорода, образующегося в процессе электролиза.
Для хромирования рекомендуется электролит обычного состава с низкой концентрацией хромового ангидрида и серной кислоты. Температура электролита 50— 55° С; плотность тока 35—50 а!дм2 должна уточняться в соответствии с длиной трубы. Расстояние между электродами от 5 мм и более.
28.	ХРОМИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Хромирование деталей цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания получило большое распространение. Для повышения износостойкости хромом покрываются новые детали—цилиндры, поршневые кольца и др., подвергающиеся механическому износу в процессе работы на трение, и изношенные — с целью восстановле-80
ния их размеров и повышения износостойкости. При этом толщина слоя электроосажденного хрома достигает 0,3 мм, а в отдельных случаях 0,5 мм. Как правило, хромированные детали подвергаются термической обработке в печи или масле для удаления основной части водорода и шлифо-
ванию на станках при помощи абразивных кругов.
Большое влияние на качество хромового покрытия оказывает режим шлифования. При определенных условиях механической обработки в твердом и хрупком хроме возможно образование шлифовочных трещин. Для наружного шлифования хромированных стальных деталей рекомендуются следующие условия, исключающие появление шлифовочных трещин. Материал шлифовального круга: электрокорунд нормальный (Э) или белый (ЭБ); зернистость 25—16; твердость от СМ1 до С1; структура 5—12; связка керамическая (К) или бакелитовая (Б). Режим шлифования хрома: поперечная подача 0,003—0,010 мм на 1 ход стола; продольная подача 2—10 мм!об детали; окружная скорость круга 20—35 м!сек\ окружная скорость изделия не менее 10 м!мин\ подача смазочно-охлаждающей жидкости не
—
Рис. 31.
Схема
монтажа
менее 15 л!мин.
Хромирование поршневых пальцев. Работа поршневых пальцев протекает при давлении в среднем до 20 кПсм2. В зависимости от размеров на одной подвеске можно хромировать от 1 до 5 пальцев. При монтаже необходимо подобрать пальцы одного диаметпа и проследить, чтобы на подвеске они не были смещены по
поршневых ко-
лец:
1 — поршневые пальцы; 2— шайбы-
надставки
оси. Нависание одного пальца над другим вызовет образование непокрытых участков или завалов в размерах. У крайних пальцев (рис. 31, г) устанавливаются того же диаметра стальные шайбы-надставки.
В ванне вокруг подвески, завешиваемой в строго вер-
тикальном положении, на равных расстояниях помещаются четыре плоских анода (см. рис. 20, б). Это расстояние составляет 50—70 мм. После прогревания в течение 4— 5 мин поршневые пальцы декапируют 30—45 сек при катодной плотности тока 25—30 адм2.
6 М. Б. Черкез
81
chipmaker.ru
Режим электролиза рекомендуется следующий: плотность тока 25—35 а! дм2, температура 67 ± 1° С. Толщина слоя хрома обычно определяется величиной допуска на износ и в среднем составляет 0,1 мм. При восстановлении размеров изношенных поршневых пальцев (или других подобных деталей) толщина слоя хрома может быть повышена до 0,2—0,3 мм.
Хромирование цилиндров и поршневых колец двигателей. Увеличение износостойкости трущейся пары цилиндр—поршневые кольца хромом осуществляется путем использования пористых покрытий.
Пористый хром применяется для тяжелонагруженных деталей машин, работающих при высоких удельных давлениях, повышенных температурах и недостаточно хорошей смазке. Гладкие хромовые покрытия в таких условиях не обеспечивают нормальной работы цилиндров и поршневых колец двигателей.
Практикой установлено, что зеркало цилиндра двигателя, покрытое гладким хромом, после 3—5 ч испытаний на стенде оказывается совершенно разрушенным. Вследствие недостатка смазки происходит сильное местное разогревание покрытия и выкрашивание частичек хрома, влекущее за собой появление на зеркале цилиндра глубоких царапин. Применение пористого хрома устраняет эти недостатки.
Пористым хромом покрывается одна из трущихся поверхностей, цилиндр или поршневое кольцо. Вместе с тем повышение износостойкости наблюдается у обеих деталей. Износостойкость детали, покрытой пористым хромом, возрастает в 3—5, а иногда и большее число раз; срок службы сопряженно работающей детали увеличивается примерно в 1,5—2 раза.
Цилиндр по сравнению с поршневым кольцом является более ценной деталью двигателя. Естественно, что наиболее важным является вопрос об увеличении срока службы цилиндра. Это обычно достигается двумя путями. Первый состоит в пористом хромировании внутренней поверхности цилиндра, работающего в паре с чугунными поршневыми кольцами. Помимо этого, многократное увеличение общего срока службы цилиндра возможно за счет проведения повторного хромирования. Второй путь заключается в пористом хромировании поршневых колец, которые, работая в паре с нехромированным цилиндром, способ-82
ствуют уменьшению его износа. Выбор того или иного пути зависит от ожидаемого экономического эффекта и производственных возможностей.
В практике пористого хромирования существуют два варианта технологического процесса: 1) шлифование хромированной поверхности (см. рис. 15) проводится перед анодным травлением хрома; 2) шлифование не производится или осуществляется после анодного травления, т. е. после создания сетки каналов пористого хрома.
При хромировании по схеме, предусматривающей шлифование хромового покрытия перед анодным травлением, необходимо создание некоторого припуска (0,03—0,1 мм) толщины слоя хрома на механическую обработку. По другому варианту схемы хромирование проводится в размер, а механическая обработка пористого хрома осуществляется лишь для сглаживания поверхности, имеющей обычно значительную шероховатость. Первый вариант схемы обеспечивает получение более правильной геометрической формы и менее шероховатой поверхности. Он выбирается при покрытии цилиндров двигателей и поршневых колец большого размера.
Приработка и износ деталей, покрытых пористым хромом. Вследствие высокой твердости и сильной шероховатости пористого хрома в период приработки трущихся поверхностей происходит повышенный износ сопряженно работающей детали. Это касается также хромированной детали, хотя и в значительно меньшей степени. Например, износ поршневых колец вспомогательного двигателя судового типа, работавших с пористохромирован-ными цилиндрами, так же, как износ самих цилиндров, покрытых пористым хромом, в первые 50 ч работы двигателя превосходил износ пары чугунный цилиндр — чугунные поршневые кольца. После приработки деталей износ цилиндра, покрытого пористым хромом, практически отсутствовал; износ чугунного цилиндра без покрытия непрерывно увеличивался. Поршневые кольца, работавшие в паре с пористым хромом, изнашивались примерно в 1,5— 2 раза медленнее.
Если анодное травление покрытия проводится непосредственно после хромирования детали, то поверхность его становится более шероховатой, прирабатывается медленно, что вызывает повышенный износ трущихся деталей.
6*	83
chipmaker.ru
Тем не менее общий эффект от применения пористохромо-вого покрытия оказывается положительным.
На рис. 32 показан износ пористохромпрованных поршневых колец (d = 540 мм) и чугунных цилиндровых^ втулок шестицилиндрового главного двигателя типа К-6 М54/90. Поршневые кольца хромировались на толщину слоя 0,25—0,30 мм. Обработка пористого хрома каналь-чатого типа с целью сглаживания поверхности не проводилась. Через 150 ч работы двигателя поверхность пористого
Рис. 32. Износ поршневых колец (а) и чугунных цилиндров (6) двигателя:
/, 2, 3 — чугунные поршневые кольца, покрытые пористым хромом; 4, 5, 6 — чугунные поршневые кольца без покрытия
хрома приработалась неполностью, в то время как чугунные нехромированные кольца приработались по всей поверхности. За 800 ч работы двигателя износ чугунных поршневых колец (рис. 32, а) в 4,5 раза превысил износ колец, покрытых пористым хромом.
Износ чугунных цилиндров (рис. 32, б), работавших с поршневыми кольцами, покрытыми пористым хромом, в течение 1100 ч, оказался более равномерным и в 2 раза ниже износа цилиндров, работавших в паре с нехроми-рованными чугунными кольцами, у которых величина износа, как правило, достигала максимума у верхней мертвой точки (ВМТ).
Сглаживание поверхности пористого хрома иногда проводится хонингованием или притиркой абразивными порошками с маслом или керосином. Такая обработка имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что в про-84
цессе притирки и особенно хонингования отшлифовывается значительная часть пористого слоя покрытия, а частички абразива внедряются в каналы пористого хрома. Поэтому такого вида обработка не допускается.
Хромирование цилиндров двигателей. При хромировании цилиндров двигателей рекомендуются следующие расстояния между электродами: 12—15 мм при величине диаметра цилиндра от 50 до 100 лои; 15—20 мм при диаметре от 100 до 200 мм и 20—35 мм при диаметре от 200 мм и выше. Для равномерного отложения хрома по высоте цилиндра аноды должны иметь круглое сечение и конусность 1 : 100. При монтаже анод должен устанавливаться меньшим диаметром книзу точно в центре цилиндра и не должен выступать за нижний его торец.
Подвесное приспособление для хромирования цилиндров (рис. 33) состоит из основания 4 с ввернутыми в него двумя стойками 1, имеющими боковые пазы, вдоль которых перемещаются болты 3. Колодки 6 и 8, закрепляемые на стойках при помощи гаек 7 и 2, служат для крепления и центрирования анода 10. Верхняя колодка 8 может быть передвинута по вертикали в любое положение
в зависимости от длины анода и цилиндра. Эбонитовые или винипластовые кольца 9 толщиной 10—12 мм, предназначенные для изоляции анода от цилиндра, устанавливаются внутри колодок 6 и 8. Для центровки анода относительно цилиндра изолирующие кольца 9 имеют разностенность от 3 до 6 мм, для чего кольца по наружной и внутренней поверхности проточены эксцентрично. При монтаже буртик цилиндра прижимается фланцем 5 к основанию 4 подвески и закреплятся в таком положении болтами.
После монтажа подвески осуществляется центровка анода путем вращения колец 9 и перемещения колодок 6 и 8 вправо или влево. Как правило, эта операция
Рис. 33. Подвесное приспособление для хромирования цилиндров двигателей с кольцами, центрирующими анод
85
chipmaker.ru
производится только на вновь изготовленных подвесках, однако следить за установкой анода следует при каждом цикле хромирования.
Подвески описанной конструкции могут использоваться при хромировании цилиндров диаметром от 80 до 450 мм. Они позволяют хорошо центрировать анод и благодаря этому обеспечивают равномерность отложения
Рис. 34. Подвесное приспособление для хромирования цилиндров двитателей с центрированием анода по трем точкам:
/ — стойки; 2 — металлические наконечники; 3 — изолирующие втулки 4 — штыри; 5 — опорный фланец; 6 — хомут для крепления цилиндра; 7 — деталь; 8 — анод; 9 и 12 — прижимы; 10 — крюки для подвешивания на штанги; // — гибкий проводник; 13—фланец анода; 14 — направляющие штыри
хрома и высокое качество покрытия. Вариант подвесного приспособления [2], представленный на рис. 34, позволяет осуществлять центрирование анода при помощи трехточечного опорного устройства. При опускании анода призматические направляющие штырей 14 устанавливаются в соответствующих гнездах наконечников 2. При достаточно хорошей подгонке размеров штырей 14 обеспечивается необходимое центрирование анода относительно цилиндра.
Основные технологические операции при пористом хромировании цилиндров по схеме, предусматривающей шлифование покрытия перед его анодным травлением, заключаются в следующем: 1) шлифование; 2) промывка 86
керосином, бензином, протирка тканью и очистка контактирующих поверхностей на цилиндре и подвеске; 3) монтаж подвески; 4) обезжиривание и промывка водой; 5) установка анода; 6) погружение в электролит и вьь держка 5—8 мин без тока; 7) анодное декапирование; 8) хромирование; 9) промывка в ванне улавливания хромового ангидрида; 10) промывка холодной проточной водой; И) демонтаж анода; 12) промывка в горячей воде; 13) сушка; 14) технический контроль и обмеры; 15) термическая обработка с целью обезводороживания хромового покрытия; 16) шлифование до номинального размера с припуском 0,01—0,02 мм на анодное травление; 17) монтаж подвески; 18) обезжиривание и промывка водой; 19) установка катода; 20) анодное травление; 21) промывка в ванне улавливания хромового ангидрида; 22) поо-мывка холодной проточной водой; 23) демонтаж катода; 24) промывка горячей водой; 25) демонтаж подвески и 26) сушка.
При подготовке к хромированию имеющиеся на ци-циндрах окна и смазочные отверстия (это особенно касается цилиндровых втулок судового типа) необходимо заделать свинцом. Эту операцию следует выполнять так, чтобы свинец выступал над хромируемой поверхностью примерно на 0,5 мм. При этом выступающая часть свинца несколько экранирует края отверстия и хром на них осаждается в значительно меньшей степени. Если за-чеканку отверстий произвести заподлицо с поверхностью детали, то хром отложится на острых краях отверстия и вследствие этого при работе цилиндра возможно его скалывание.
Анодное декапирование цилиндров перед их покрытием осуществляется в хромовом электролите при следующих условиях:
а)	для чугунных цилиндров Da = 25 а/дм2-, х = = 30 сек\
б)	для стальных цилиндров Da — 30-ь35 а/дм2-, х — = 45-е-бО сек.
Режим электролиза: при хромировании DK = 45-ь -4—60 а/дм2, температура электролита 58—60° С; при анодном травлении Da = 40-ь50 а/дм2 количество израсходованного электричества 350 а-мин, температура 58—60°С.
Хромированный, промытый и высушенный цилиндр (перед шлифованием) подвергается термообработке с 87
chipmaker.ru
целью обезводороживания. Термообработка осуществляется в сушильном шкафу при 150—180° С в течение 1—1,5 ч.
На рис. 35, а представлена поверхность пористого хрома с удовлетворительной сеткой каналов, полученного при указанных условиях электролиза.
Рис. 35. Поверхность пористого хрома с удовлетворительной пористостью, рекомендованной для цилиндров двигателей: а — анодное травление проведено после шлифования хрома (степень пористости 30%); б — анодное травление проведено непосредственно после хромирования (степень пористости 30%); в — сетчатый^пор истый хром
При назначении толщины покрытия предусматривается припуск на шлифование цилиндров:
При диаметре	от	100 до	200	.	0,05—0,10	мм	(на диаметр)
»	»	»	200 »	300	»	.	.	0,10—0,15	»	» »
»	»	»	300 »	500	»	.	0,15—0,25	»	» »
По другой технологической схеме, по которой анодное травление осуществляется непосредственно после осаждения хрома производят размерное хромирование. При назначении толщины слоя хрома припуск должен предусматриваться лишь на анодное травление и последующую механическую обработку, производимую в целях сглаживания поверхности, всего около 0,03—0,04 мм.
Режим электролиза: при хромировании DK = 404--4-50 а! дм2, Т = 564-58° С; при анодном травлении Da 88
= 40-н50 а/дм2, количество израсходованного электричества 600—700 а-мин, Т = 56-н58°С. Примерная сетка каналов пористого хрома, полученная при этих условиях электролиза, представлена на рис. 35, б.
В некоторых областях техники при ремонте цилиндров двигателей часто применяют гак называемые сетчатые покрытия пористым хромом. Для получения сетчатого пористого хрома хромированный и прошлифованный цилиндры подвергаются анодному травлению, но не по всей поверхности, а лишь на участках диаметром 2—5 мм, расположенных в шахматном порядке с расстоянием между центрами 8—15 мм. На рис. 35, в представлена поверхность сетчатого пористого хрома.
Для получения сетчатого пористого хрома внутрь цилиндра после его хромирования и шлифования вставляется другой цилиндр из тонкого листового материала с отверстиями, расположенными в шахматном порядке. Обязательным условием формирования пористых участков с правильным их очертанием является прилегание внутреннего цилиндра (диафрагмы) к хромированной поверхности цилиндра двигателя.
При таком виде хромирования сетка каналов не имеет решающего значения, поэтому осаждение хрома проводится при DK = 35-е-100 а/дм2 и Т = 55-е- 65 С. Анодное травление осуществляется в хромовом электролите при Da = ЗО-е-40 адм2 и Т = 55-е-57°С. Материалом диафрагмы служит листовой алюминий или листовой пластикат, в котором прожигаются отверстия раскаленной медной проволокой. При диаметре отверстий 0,8 мм диаметр ячеек на хроме составляет 1,5 мм, а их глубина — 0,05 мм, что в некоторых случаях сответствует толщине слоя покрытия.
Для цилиндров двигателей целесообразно также применять покрытия плотным хромом по предварительно накатанной поверхности (см. рис. 12, в) с последующим хонингованием.
Местное хромирование цилиндров двигателей. В некоторых случаях износ цилиндров двигателей носит местный характер. Изнашивается главным образом головная его часть, как показано на примере среднего цилиндра (см. рис. 32, б).
В данном случае хромирование целесообразно производить только по пояску, имеющему максимальную
89
chipmaker.ru
величину износа. После хромирования производится шлифование всей внутренней поверхности гильзы, что позволяет выровнять переход между хромированной и нехро-мированной частью цилиндра.
Местное хромирование цилиндров двигателей про
изводится по схеме технологического процесса хромирования цилиндров, представленной выше. Исключение составляет операция шлифования перед хромированием,
Рис. 36. Схема установки для проточного хромирования цилиндров блоков двигателей
которая заменяется зачисткой поверхности наждачным полотном или местным шлифованием. Аноддля местного хромирования имеет форму конуса длиной, соответствующей высоте хромируемой части цилиндра. Нижняя не хромируемая часть цилиндра отделяется от верхней текстолитовой перегородкой в виде диска с отверстиями для цир-
куляции электролита.
При местном хромировании цилиндров допускается покрытие
обычным плотным хромом и лишь для цилиндров, работающих при наиболее высоких нагрузках, применяется пористый хром.
Местное хромирование позволяет сократить расход
хромового ангидрида и электроэнергии, устранить некоторые трудоемкие операции (шлифование, создание пористости и др.). При эксплуатации износ цилиндров более равномерный, что благоприятно сказывается на работе
двигателя.
Хромирование блока цилиндров двигателей. Хромирование может быть осуществлено на установке (рис. 36) без погружения самого блока в ванну с электролитом. Принудительная подача электролита в пространство между электродами производится насосом 1. Электролит нагнетается в приемник 2, распределяется по цилиндрам блока и по внутренней части анода стекает в сборник 3.
90
Для получения блестящих осадков хрома рекомендуются следующие условия электролиза. Электролит: 150—200 г!л СгО3 и соответственно 1,5—1,9 до 2—2,5 г/л H2SO4.
Расстояние между электродами от 5 до 15 мм. При малых анодно-катбдных расстояниях скорость подачи электролита 80—100 см!сек, катодная плотность тока не должна превышать 60—80 а!дм2, температура электролита 45—60° С. При больших расстояниях между электродами скорость подачи электролита 8—10 см!сек, катодная плотность тока 80—150 а!дм2, температура электролита 50— 60° С. При этом скорость осаждения хрома составляет 0,06—0,15 мм!ч.
Хромирование поршневых колец. Пористое хромирование поршневых колец производят главным образом для увеличения срока службы цилиндров двигателей. Толщина слоя хрома на поршневых кольцах двигателей различного типа колеблется от 0,1 до 0,3 мм. Соответственно этому перед хромированием занижается диаметр поршневых колец.
Примерная схема технологического процесса пористого хромирования поршневых колец состоит из следующего ряда основных операций: 1) промывка бензином и протирка тканью; 2) очистка торцовой части кольца тонким наждачным полотном -или венской известью для улучшения контакта; 3) сборка стопки колец (в сжатом состоянии) в оправке — кондукторе; 4) монтаж подвески, одновременно являющейся оправкой для шлифования; 5) снятие фаски с целью закругления кромки кольца; 6) шлифование колец экстракарборундовыми кругами твердостью СМ—СМ2 и зернистостью 60—80 (чистота поверхности 7—8-й классы); 7) заделка свинцом щелей у замка и неплотностей; 8) изоляция участков подвески, не подлежащих хромированию; 9) обезжиривание венской известью и промывка; 10) установка цилиндрического анода (для поршневых колец небольшого диаметра — до 250 мм) или кольцевой штанги и завеска на нее плоских шириной 30—40 мм анодов для поршневых колец диаметром 300 мм и более; 11) загрузка подвески в ванну хромирования и выдержка 5—8 мин для разогревания поршневых колец до температуры электролита; 12) декапирование при Da = 25-т-ЗО а/дм2 в течение 30 сект, 13) хромирование поршневых колец в размер; 14) анодное травление;
91
chipmaker.ru
15) промывка в ванне улавливания хромового ангидрида; 16) промывка проточной холодной водой; 17) удаление изоляции; 18) демонтаж подвески; 19) промывка в горячей воде; 20) сушка и 21) термическая обработка с целью обезводороживания.
Хромируются поршневые кольца партиями от 10 до 80 шт. в зависимости от их диаметра и высоты. При хромировании кольца должны находиться в сжатом состоянии. Длч этого в подвеске стопка колец, предварительно сжатая при помощи специального кондуктора, стягивается болтами между двумя дисками.
Кондуктор для поршневых колец (рис. 37, а) делается разъемным. Укладка колец в кондуктор производится в сжатом состоянии. Кондуктор с кольцами устанавливается на верхний диск 1 подвески (рис. 37, б), повернутой для этого крючком контакта вниз; сверху накладывается нижний диск 4 и шайба. Затем диски туго стягивают глухой гайкой 3, навертываемой на стержень 2, и удаляют кондуктор. Диаметр стопки колец 5 (представляющей собой цилиндр) на 1 мм должен превышать диаметр дисков подвески.
Последовательность выполнения технологических операций при покрытии пористым хромом поршневых колец разного диаметра несколько различна.
Поршневые кольца автомобильного или тракторного двигателя перед хромированием подвергаются опиловке для закругления острых углов, в том числе и на стыке замка; радиус закругления фаски 0,3—0,4 мм. Эта операция необходима для предупреждения наростов хрома на краях и срастания хромового покрытия между кольцами. Шлифование колец после хромирования не проводится. Пористохромированные кольца подвергаются притирке или поступают в эксплуатацию без дополнительной обработки.
При хромировании поршневых колец двигателей судового типа диаметром 300—700 мм сглаживание поверхности достигается путем чистового шлифования перед хромированием и после него, т. е. перед анодным травлением покрытия. Подвеска для хромирования (рис. 38) одновременно служит приспособлением для шлифования колец (рис. 39) При этом верхняя часть стержня подвески с крючком делается съемной (на резьбе), а в торец оставшейся части стержня запрессовывается каленая втулка 92
в)
ооооооо юоооо« «ooooot oooooot «OOOOOJ
Рис. 37. Приспособление для хромирования поршневых колец малого диаметра: а — кондуктор; б — подвесное приспособление; в — анод
Рис. 38. Приспособление для хромирования и шлифования поршневых колец большого диаметра:
I — кондуктор; 2 — подвесное приспособление; 3 — поршневые кольца
93
chipmaker.ru
с центром для шлифования. Вторая втулка запрессовывается в нижнюю часть стержня. Чтобы не повредить «нижний» центр при хромировании, на него навертывается глухая гайка. Резьба болтов также закрывается глухими гайками.
Для снятия фаски оправку с кольцами устанавливают в центрах токарного станка и, пользуясь резцом, заточенным под углом 90°, обрабатывают одновременно два кольца (рис. 40), каждое из них под углом 45°. После
Рис. 39. Приспособление для шлифования поршневых колец диаметром 300—700 мм
Рис. 40. Снятие фаски на поршневых кольцах: 1 и 2 — оправка, 3 — поршневые кольца; 4 — токарный резец
этого поверхность колец на фасках зачищается гонким наждачным полотном. Ширина фасок на кольцах не должна превышать 0,5 мм.
При сборке в кондукторе поршневых колец с прямым срезом желательно, чтобы все замки были расположены на одной линии. Образующаяся при этом сплошная щель легко зачеканивается свинцом. При замках с косым срезом каждое поршневое кольцо в стопке тщательно зачеканивается свинцом отдельно. Поверхность свинца должна лежать на 0,5—0,3 мм ниже уровня хромируемой поверхности.
Все части подвески-оправки, соприкасающиеся с электролитом, необходимо изолировать целлулоидом или пластикатом. Для гарантии предохранения болтов от покрытия хромом предусматриваются колпачки, навертываемые на резьбу.
Хромирование колец рекомендуется проводить в электролите универсального состава.
94
Для получения пористости канальчатого типа отношение 5^ - = 1004-110.
Режим электролиза: а) при хромировании DK = 454-4-60 а!дм2, Т = 584-62° С; б) при анодном травлении Da — 404-50 а/дм2, Т — 584-62° С, продолжительность травления 12—10 мин.
На некоторых заводах хромирование поршневых колец начинают с толчка тока (DK = 654-70 адм2) продолжительностью 3 мин, затем в течение 2 мин плотность тока снижают до 45 а/дм2, при которой и ведут хромирование. Температура электролита поддерживается 60 ± 1° С. После хромирования в течение 8—10 ч поршневые кольца шлифуются; при этом снимается слой хрома толщиной 0,4—0,05 мм. Затем проводится анодное травление в том же электролите при плотности тока Da = 404-45 а/дм2 в течение 6 мин, промывка и сушка. Поршневые кольца после контроля подвергаются лужению в сернокислом электролите; толщина слоя олова 4—8 мкм. Приработка поршневых колец осуществляется в цилиндре двигателя при его испытании.
Для получения пористости точечного типа отношение = 1004-90. Режим электролиза: а) при хромировании DK = 454-60 а/дм2, Т = 504-52° С; б) при анодном травлении Da = 404-50 а/дм2, Т = 504-52° С, продолжительность электролиза 14—12 мин.
На ускорение приработки трущихся поверхностей хорошее действие оказывает покрытие оловом или свинцом, наносимое тонким слоем (около 10 мкм) на пористый хром. Осаждение этих металлов осуществляется в сернокислотных электролитах обычного состава.
Беспритирочное пористохромовое покрытие. Существует мнение [13], что для поршневых колец целесообразно применение покрытий точечным пористым хромом, способным удерживать больший объем смазывающих веществ и легко прирабатываться. Осуществляя процесс анодного травления непосредственно после хромирования и создав точечную пористость (сильно развитую сетку каналов), возможно получить поверхность пористого хрома, не требующую доводки.
Рекомендуемые условия хромирования следующие. Состав электролита при хромировании и анодном трав-95
chipmaker.ru
ленпи одинаковый: 250 г/л СгО3 и 2,6 г/л H2SO4. Режим электролиза при хромировании: плотность тока 50 а!дм\ температура электролита 50° С, толщина слоя хрома около 0,15 мм; при анодном травлении — плотность тока 45 адм2, температура электролита 45° С, выдержка при анодном травлении 11—12 мин. В начале анодной обработки на 1—2 мин рекомендуется повысить плотность тока в 2 раза, что, как полагают, способствует растворению выступов. Глубина пор 0,04—0,05 мм.
29.	ИЗНОСОСТОЙКОЕ ХРОМИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ АНОДНО-СТРУЙНЫМ СПОСОБОМ
Электроосаждение хрома при помощи анодно-струйного устройства осуществляется на специальных установках. Пблупроизводственная установка конструкции НИИТ-маша [3], предназначенная для хромирования цилиндрических деталей трактора К-700 (диаметром от 25 до ПО мм и высотой 100—150 мм), создана на Ленинградском Кировском заводе. Основными узлами установки являются: две ванны, размещенные одна над другой, анодноструйные устройства для хромирования деталей по внутренним и наружным поверхностям и вспомогательные устройства — дозатор, пульты управления, центробежный насос и др.
Верхняя ванна, представляющая собой емкость прямоугольной формы с наклонным дном, предназначена для ведения электролиза. Ванна оборудована откидной крышкой, вытяжной вентиляцией, шинами для подвода тока и коллектором для подачи электролита. В этой ванне устанавливаются анодно-струйные устройства для хромирования внутренних и наружных поверхностей цилиндрических деталей.
Анодно-струйные устройства (рис. 41) имеют полые цилиндрические аноды с отверстиями, расширяющимися в сторону катода. Изготовляют аноды из нержавеющей стали. Рабочая поверхность их покрыта слоем сплава РЬ—Sb (при хромировании в универсальном электролите) или сплавом РЬ—Sn (при хромировании в саморегулирующемся электролите). Сверху аноды герметично закрыты. Анод для хромирования внутренних поверхностей деталей (рис. 41, а) заглушается путем приваривания стального диска к цилиндрической основе. При хромиро-96
вании наружных поверхностей деталей (рис. 41, б) верх анода герметично закрыт крышкой из органического стекла.
При хромировании внутренних поверхностей (рис. 41, а) электролит поступает во внутреннюю полость анода и через отверстия под давлением устремляется в междуэлектродное пространство, откуда вытекает через диафрагму 5, вмонтированную в донную часть анодноструйного устройства.
Рис. 41. Схемы анодно-струйных устройств для хромирования внутренних (а) и наружных (6) поверхностей:
/ — полый цилиндрический анод; 2 — отверстия в аноде круглой или щеле-видной формы; 3 — гибкий кабель; 4 — хомут для подводки тока к детали; 5 — диафрагма, регулирующая расход электролита; 6 — конусная насадка для впуска электролита; 7 — трубопровод для подводки электролита; 3 — полая круглая камера, заполненная электролитом в процессе электролиза.
9 — катодно-упорный держатель
При хромировании наружных поверхностей (рис. 41, б) электролит в процессе электролиза поступает в междуэлектродное пространство из круглой камеры <8. Установка детали для хромирования осуществляется на крышке анода, которая служит опорой и центрирующим устройством.
При помощи конусных насадок анодно-струйные устройства монтируются в верхней ванне установки на подводящем электролит коллекторе. Нижняя ванна служит для приема отработанного электролита, его хранения и проработки. В процессе электролиза подогретый электролит из нижней ванны подается в анодно-струйное устройство при помощи центробежного насоса. Отработанный электролит вновь поступает в нижнюю ванну, в которой
7 М, Б. Черкез	97
chipmaker.ru
корректируется путем проработки током и непрерывного введения небольших порций концентрированного раствора СгО8, поступающего из дозировочного бака. После окончания процесса хромирования деталь в этом же устройстве поочередно промывается водой (в течение 1—2 сек) для улавливания хромового ангидрида, затем холодной и горячей водой (окончательно) и просушивается сжатым воздухом.
Для ведения процесса хромирования рекомендуются следующие условия.
1.	При хромировании в универсальном электролите (250 г/л СгО8 и 2,5 г/л H2SO4): катодная плотность тока DK 70—90 а!дм2, температура электролита 50° С, скорость протекания электролита 100—120 см/сек, расстояние между электродами 15 мм, выход по току — 25%, скорость осаждения хрома 80—105 мкм!ч.
2.	При хромировании в саморегулирующемся электролите: катодная плотность тока DK = 70—120 а!дм2, температура электролита 55—58" С, скорость протекания электролита 40—60 см!сек, расстояние между электродами 15 мм, выход по току — 40—43%, скорость осаждения ' хрома — 125—240 мкм!ч.
Применение анодно-струйного способа позволяет автоматизировать процесс хромирования и повысить его производительность примерно в 10 раз за счет более высокого выхода по току и применения высоких плотностей тока. При этом повышается равномерность отложения хромового покрытия по толщине слоя, создаются условия для получения осадков хрома заданной толщины, не требующих последующего шлифования.
Установки для анодно-струйного хромирования могут быть созданы на несколько одновременно работающих ячеек.
30.	ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ
Получение доброкачественного хромового покрытия зависит от правильности выполнения подготовки поверхности перед покрытием, соблюдения режима электролиза и сохранения в процессе электролиза заданного состава электролита. Возможные виды дефектов хромовых покрытий приведены в табл. 7.
98
Дефекты покрытий
Таблица 7
Вич дефекта		Причины возникновения н способы устранения
		а)	Плохая механическая или химическая подготовка поверхности изделия перед покрытием б)	Деталь перед хромированием ие достаточно прогрелась в электролите. Резко снизилась температура электролита, например вследствие добавления холодной воды во время электролиза. Резко увеличилась плотность тока в)	Перерыв тока в процессе хромирования
Отслаивание хрома вместе с подслоем никеля		Недостаточное сцепление никеля с основным металлом детали; неправильная кислотность никелевого электролита
Отсутствие осадка хрома иа отдельных участках никелированной поверхности		Образование окисной пленки на никеле или полирование его хромовой пастой. Для исправления покрытия хром удаляют, а изделие после промывки и сушки подвергают легкому полированию крокусной пастой	।
Светло-серое покрытие с переходом к блестящему в ванне с тетрахроматным электролитом. Выход хрома по току резко снизился		Высокая (выше 35° С) температура электролита. Усилить охлаждение ванны
Кроющаяся способность плохая. Участки, не покрытые хромом, имеют черный цвет. При охлаждении толстых слоев хрома появляется шероховатость в виде крупной сыпи по всей поверхности детали		а)	Слишком высокая концентрация серной кислоты в электролите. Отно- СгО3	СП шеи не 	около 50 и ниже б)	Осадить избыток серной кислоты или отлить часть электролита и добавить рассчитанное количество хромового ангидрида
7‘
99
chipmaker.ru
Продолжение табл. 7
Вид дефекта	Причины возникновения и способы устранения
Темные с коричневым оттенком и «пригаром» (частой сыпью) покрытия	Недостаточное содержание сер-СгО3 нои кислоты; отношение ,,-г,  около П 2OO4 200 и более
Серые с равномерной сыпью покрытия. Кроющая способность электролита снизилась	Высокое содержание в электролите трехвалентного хрома. Сильное загрязнение электролита железом или медью
а)	Темные «пригорелые> осадки на отдельных участках детали, например с одного края нижней части цилиндра б)	Различная толщина слоя хрома иа разных участках детали	Неодинаковое расстояние между противоположными участками анода и катода, что является причиной неравномерного распределения тока
Отсутствие хрома на углубленных участках поверхности детали	Плохая кроющая способность электролита. Необходимо произвести «толчок тока» перед покрытием
Отсутствие покрытия иа отдельных участках поверхности изделия	Экранирование участка поверхности другим изделием на той же подвеске или соседней подвеской
Шелушение покрытия или отложение очень тонкого слоя хрома наряду с образованием грубых толстых осадков на неизолированных участках подвески	Неудовлетворительный контакт между деталью и подвес кой
Недостаточное отложение или полное отсутствие хрома в местах стыка деталей, смонтированных на одной подвеске (например, поршневых пальцев, поршневых колец и т. д.)	Неудовлетворительный монтаж, вследствие чего отдельные детали выступают и образуют углубления
100
Продолжение табл. 7
Вид дефекта	Причины возникновения и способы устранения
Отсутствие хромового покрытия вокруг отверстий	Не произведена заделка отверстий свинцом
Местное растрескивание и отслаивание хрома в виде мелких чешуек	Остатки на поверхности детали старого никелевого или хромового покрытия Основной металл детали — сталь с высоким содержанием хрома. Рекомендуется перед покрытием произвести обработку в 15—20-процентном растворе соляной кислоты в течение 10— 15 сек, тщательно промыть и хромировать при низких плотностях тока и температуре ие менее 55° С
Серое покрытие с сильно шероховатой поверхностью	Значительная пористость основного металла
Большое количество мелких точечных углублений	Неправильное положение детали в ванне, препятствующее быстрому удалению пузырьков водорода с некоторых участков поверхности
Серое покрытие на нижней части детали	Малое расстояние между нижней частью детали и дном ванны. Нормальное расстояние между деталью и диом ванны должно составлять не ме-иее 70—100 мм
Образование хрупких, скалывающихся осадков на выступающих участках деталей при хромировании в тетрахроматном электролите	Высокая концентрация трехвалентного хрома в электролите. Необходима проработка электролита
101
chipmaker.ru
31.	УДАЛЕНИЕ ПОКРЫТИЯ
При выборе способа удаления недоброкачественного хромового- покрытия нужно считаться с природой основного металла детали. Хромированные детали, изготовленные из стали и сплавов на медной основе, обрабатывают при комнатной температуре в соляной кислоте, разбавленной 1:1; для ускорения процесса раствор подогревают до 35—40° С.
Детали, наводороживание которых не допускается, например чугунные поршневые кольца, нельзя дехроми-ровать в соляной кислоте. В данном случае применяют анодное растворение хрома в ванне с 15—20-процентным раствором NaOH при комнатной температуре и анодной плотности тока 10—15 а/дм2. Катодами служат стальные пластины. В растворе не допускается присутствие ионов хлора, способствующих растворению основного металла детали.
Удаление хрома с алюминиевых деталей можно производить путем анодного растворения покрытия в хромовом электролите. Образующаяся при этом на поверхности алюминия окисная пленка удаляется зачисткой ее наждачным полотном или растворением в щелочи.
32.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Хромовый электролит легко окисляет органические вещества, поражает кожу и слизистые оболочки дыхательных путей. Поэтому ванна хромирования должна быть обеспечена безупречно действующей бортовой вентиляцией. Перед работой носовую полость следует смазывать мазью, состоящей из двух частей вазелина и одной части ланолина. Рабочие, обслуживающие хромовые ванны, должны снабжаться резиновой спецодеждой, фартуками, перчатками и сапогами. Для предохранения глаз необходимо иметь защитные очки.
При попадании хромовой кислоты на кожу рук образовавшееся темное пятно следует смыть раствором, состоящим из одной части спирта, одной части соляной кислоты и двух частей воды. Необходимо избегать попадания на кожу препарата «хромин».
Хромировочный участок цеха должен быть снабжен песком и огнетушителями. Бензин, керосин, ветошь, 402
целлулоид п тому подобные горючие и легковоспламеняющиеся материалы допускается иметь на участке в количествах, необходимых лишь для текущей работы. Хранить их следует в металлических плотно закрывающихся ящиках.
При работе ванны с продуктом «хромин» возможно образование пены, насыщенной газами. Поэтому во избежание «хлопков» следует избегать искрения у ванны и выгрузку деталей осуществлять после выключения тока.
33.	АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Определение хромового ангидрида. Анализ можно производить двумя объемными методами.
1.	Прямое титрование раствора сульфатом закиси железа или соли Мора. 10 мл электролита переносят в мерную колбу на 250 мл, разбавляют до метки и перемешивают. 5 мл полученного раствора переносят в коническую колбу на 500 мл, приливают 200 мл воды, 2 капли индикатора дифениламина, 2 мл фосфорной кислоты (уд. в. 1,7) и титруют 0,1 н. раствором FeSO4 до перехода синей окраски в зеленую. Вместо дифениламина можно применять фен ил антран иловую кислоту (0,1 г кислоты и 0,3 г Na2SO8 в 100 мл воды); при этом окраска раствора переходит из красной в зеленую. Количество хромового ангидрида
где а — количество раствора FeSO4, затраченного на титрование в мл\
н. —нормальность раствора FeSO4;
33,3 — коэффициент пересчета на СгО8;
п — количество электролита, взятого для титрования, в мл.
2.	Метод обратного титрования. 10 мл электролита переносят в мерную колбу на 200 мл, разбавляют водой до метки и перемешивают. Для титрования отбирают 10 мл полученного раствора в коническую колбу на 500 мл, добавляют 250—300 мл воды, 10 мл H2SO4 (1:2) и затем приливают из бюретки отмеренное количество раствора FeSO4 до перехода желтой окраски в зеленую. Избыток FeSO4 оттитровывают 0,1 н. раство-
103
chipmaker.ru
ром КМпО4 до появления розовой окраски. Количество хромового ангидрида
(al — в) и. -33,3 ,
CrO3 = -i---------- г/л,
где а — количество раствора FeSO4, добавленного при определении, в мл;
в — количество раствора КМпО4, пошедшего на обратное титрование избытка FeSO4, в мл;
I — соотношение между растворами FeSO4 и КМпО4;
н. — нормальность раствора КМпО4;
33,3 — коэффициент пересчета на СгО3.
Определение трехвалентного хрома. Анализ производится объемным методом. 10 мл электролита переносят в мерную колбу на 200 мл, доводят водой до метки и перемешивают. Для определения 20 мл полученного раствора переносят в коническую колбу на 500 мл, добавляют 250 мл воды, 5 мл H2SO4 (уд. в. 1,84), 5—6 капель 1-процентного раствора MnSO4 и доводят до кипения. Затем приливают 10 мл 0,25-процентного раствора AgNO3, 20 мл 10-процентного раствора надсернокислого аммония и кипятят 5—10 мин до появления малиновой окраски. Далее приливают 5 мл 5-процентного раствора NaCl и кипятят до исчезновения розовой окраски и свертывания осадка AgCL После охлаждения добавляют 20 мл смеси Циммермана — Рейнгардта и далее титруют общий СгО3 добавлением избытка FeSO4, который оттитровывают обратно 0,1 н. раствором КМпО4, как описано выше.
Общее количество хрома подсчитывается по формуле, приведенной выше при определении шестивалентного хрома.
Количество трехвалентного хрома подсчитывается по разности между общим содержанием хрома и количеством шестивалентного хрома:
Сг®+ = (Вх — В) 0,52,
где Вг— общее содержание хрома в электролите, выраженное в г/л СгО3;
В — количество шестивалентного хрома в г/л; 0,52 — коэффициент пересчета с СгО3 на Сг. Определение серной кислоты. 10—20 мл электролита разбавляют водой до 50 мл в стакане на 300 мл, добавляют 104
водой до 50 мл в стакане на 300 мл, добавляют 6 мл НС1 (уд. в. 1,19) и 20 мл спирта для восстановления СгО3, что обнаруживается по переходу желтой окраски раствора в зеленую. Для восстановления СгО8 вместо спирта можно добавлять по каплям пергидроль. Затем раствор кипятят в течение 15 мин, разбавляют 100 мл концентрированной уксусной кислоты и 100 мл воды, кипятят несколько минут и прибавляют 10 мл горячего 10-процентного раствора ВаС12. Осадок BaSO4 отстаивают, фильтруют через плотный фильтр с кашицей и промывают горячим 2-процентным раствором уксусной кислоты, подсушивают и прокаливают. Количество ионов сульфата
с~2- с 0,4115-1000	.
SO4 =-------—-------г/л,
где а — привес осадка BaSO4 в г;
п — количество электролита, взятого для анализа, в мл-,
0,4115— коэффициент пересчета на SO4~.
Определение борной кислоты. 15 мл электролита переносят в коническую колбу на 250 мл, добавляют 100 мл воды, 15 мл НС1 (уд. в. 1,19), 15 мл спирта, нагревают до перехода желтой окраски в зеленую и затем кипятят до удаления уксусного альдегида, что обнаруживается по исчезновению запаха. Затем раствор переносят в мерную колбу на 500 мл, нагревают до кипения и осаждают гидраты окиси хрома и магния добавлением 120—150 мл горячего 10-процентного раствора NaOH при медленном перемешивании. Раствор с осадком гидратов перемешивают, отстаивают в течение 10—16 мин, охлаждают, доливают водой до метки и опять отстаивают. Далее раствор фильтруют через сухой фильтр в сухую колбу и берут для титрования 100 мл раствора в коническую колбу на 250 мл. Пробу подкисляют HCi (1:1) до розовой окраски в присутствии метилрота, добавляют 15—20 мл инвертного сахара, предварительно нейтрализованного по фенолфталеину (5 капель фенолфталеина) и титруют 0,1 н. раствором NaOH до появления розовой окраски. Количество борной кислоты
и	ан. • 61,83	,
НвВО3 =-----у-:— г!л,
105
CMpmaker.ru
chipmaker.ru
где а — количество раствора NaOH, затраченного на титрование, в мл\
н. — нормальность раствора NaOH;
61,83 — коэффициент пересчета на Н3ВО3;
п — количество электролита, взятого для титрования, в мл.
Определение окиси магния. 2—3 мл электролита переносят в коническую колбу на 250 мл, приливают 100 мл воды, 15 мл H2SO4 (1:5), 5 мл 10-процентного раствора надсернокислого аммония и кипятят в течение 10— 15 мин для окисления трехвалентного хрома. Затем добавляют 1 г NH4C1, 10 мл 10-процентного раствора (NH4)2HPO4 и аммиака (25%) до появления запаха, перемешивают стеклянной палочкой и приливают дополнительно по 10 мл 25-процентного NHtOH на каждые 100 мл раствора. Растворе осадком фосфорнокислого магний-аммония отстаивают 1—2 ч и затем фильтруют через плотный фильтр с кашицей. Фильтр с осадком промывают 1-процентным раствором NH4OH и 3—4 раза горячей водой. Осадок прокаливают при 1000—1100° С. Количество окиси магния
~ а-0,362 1000 . MgO = ——-------- г/л,
где а — привес осадка Mg2P2O7;
0,362 — коэффициент пересчета на MgO;
п — количество электролита, взятого для определения, в мл.
Определение железа. Анализ осуществляется двумя методами.
1. Объемный метод. 5 мл электролита переносят в колбу на 250 мл, разбавляют водой до 50 мл, и, подогрев раствор до 70° С, осаждают железо в виде гидроокиси. При этом частично осаждается Сг(ОН)я, который дальнейшему определению не мешает. Осадок гидроокисей отфильтровывают, промывают горячей водой и затем растворяют на фильтре в горячей H2SO4 (1:5), собирая фильтрат в ту же колбу, в которой производилось осаждение, вносят стружку металлического алюминия и нагревают для восстановления трехвалентного железа. Затем быстро охладив раствор, приливают 5 мл H2SO4 (1:5) и заканчивают определение железа титрованием 106
0,1 н. раствором КМпО4 до появления розовой окраски. Количество железа
г- ан. • 55,8	,
Fe =------— г/л,
где а — количество раствора КМпО4, затраченного на титрование, в мл\
н. — нормальность раствора КМпО4;
55,8 — коэффициент пересчета на Fe.
п — количество электролита, взятого для титрования, в мл.
2. Объемный трилонометрический способ. 5 мл электролита переносят в коническую колбу на 250 мл, добавляют 50 мл воды, 25 мл 10-процентного раствора NH4C1, 2 мл перекиси водорода Н2О2 и аммиака NH4OH до сильного запаха и нагревают до кипения. Осадок гидрата окиси железа отфильтровывают, промывают горячей водой и растворяют на фильтре в горячей соляной кислоте (1:1), собирая фильтрат в ту же колбу, в которой производилось осаждение. Затем в раствор добавляют 1,5—2 г надсернокислого аммония, нагревают до кипения, нейтрализуют аммиаком до появления мути, добавляют НС1 (1:1) до изменения окраски конго в фиолетовый цвет, нагревают до 60° С, добавляют 1 мл 10-процентного раствора сульфосалициловой кислоты и титруют 0,1 н. раствором трилона Б до перехода фиолетовой окраски раствора в желтую. Количество железа
аТре 1000
Fe —--------- г/л,
где а — количество раствора трилона Б, затраченного на титрование, в мл\
Тре — титр раствора трилона Б, выраженный в г железа (теоретический титр 0,1 н. раствора — 0,002792).
Определение меди. 20 мл электролита помещают в коническую колбу на 250 мл, приливают 5 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) и пергидроль по каплям до полного восстановления СгО8. Затем добавляют 50 мл воды, кипятят ее в течение 2—3 мин. добавляют несколько кусочков металлического цинка и подогревают раствор 15—20 мин для полного выделения меди. Осадок меди отфильтровывают через неплотный фильтр; для избежания окисления меди
107
chipmaker.ru
на фильтр кладется небольшой кусочек стружки цинка. Фильтр с осадком промывают холодной водой, затем медь на фильтре растворяют в азотной кислоте (1:1), собирая фильтрат в ту же колбу, в которой производилось осаждение. После добавления 10 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) раствор выпаривают до появления паров SOs, для полного удаления азотной кислоты, стенки колбы обмывают водой и вторично выпаривают. Далее раствор разбавляют водой до 100 мл, всыпают 2 г KJ, выдерживают в темном месте 5 мин и титруют выделившийся йод 0,05 н. раствором гипосульфита в присутствии крахмала до обесцвечивания синей окраски. Количество меди
г, ан.-63,5	,
Си = —~— г/л,
где а — количество гипосульфита, затраченного на титрование, в мл;
н. — нормальность раствора гипосульфита;
63,5 — коэффициент пересчета на Си;
Анализ тетрахроматного электролита. Тетрахромат-ный электролит отличается от обычного хромового электролита тем, что содержит СгО3 в свободном виде, т. е. в виде хромовой кислоты и в связанном состоянии — в виде соли Na2Cr2O7. Свободный СгО3 определяется титрованием хромовой кислоты щелочью, а связанный хром по разности между общим и свободным хромовым ангидридом.
Для определения свободного СгО3 5—10 мл электролита переносят в мерную колбу на 200 мл, доливают водой до метки, перемешивают и отбирают на титрование 20 мл полученного раствора в коническую колбу на 500 мл. Пробу разбавляют водой до 250 мл, добавляют 20 капель метилоранжа и титруют 0,5 н. раствором NaOH до перехода розовой окраски в желтую. Количество хромового ангидрида
ан. 100 , СгО3 = —-— г/л,
где а — количество раствора NaOH, затраченного на титрование, в мл;
н. — нормальность раствора NaOH;
100 — коэффициент пересчета на СгО3.
108
Для определения связанного СгО3 10 мл раствора электролита из мерной колбы (см. определение свободного СгО3) переносят в коническую колбу на 500 мл, добавляют 200 мл воды, 10 мл H2SO4 (1:2) и затем приливают из бюретки отмеренное количество FeSO4 до перехода желтой окраски в зеленую. Избыток сернокислого железа оттитровывают 0,1 н. раствором КМпО4 до появления розовой окраски раствора. При титровании определяется общее количество СгО3 в электролите, которое подсчитывается по формуле:
СгО3 = .(а/~.<н:'3.3-’3. г/л,
где а — количество раствора FeSO4, добавленного при определении, в мл\
в — количество раствора КМпО4, затраченного на обратное титрование избытка FeSO4;
I — соотношение между растворами FeSO4 и КМпО4;
н. — нормальность раствора КМпО4;
33,3 — коэффициент пересчета на СгО3.
Концентрация связаннного СгО3 равняется
Сг(")3 — А—В г/л,
где А — количество общего СгО3 в электролите в г/л;
В — количество свободного СгО3 в г/л.
Для пересчета с СгО3 на Na2Cr2O7 нужно умножить на коэффициент 1,31.
Определение трехвалентного хрома, серной кислоты, примесей железа и меди осуществляется по методике, приведенной выше для анализа обычного хромового электролита.
34. КОНТРОЛЬ ПОКРЫТИЙ
Качество хромового покрытия независимо от его назначения прежде всего оценивается по внешнему виду. Покрытие должно быть гладким, без дендритов (шишковатых наростов), пригара и вздутий, обычно являющихся результатом плохого сцепления хрома с основным металлом. Последнее особенно хорошо выявляется после термообработки деталей, хромированных на сравнительно большую толщину. При последующем шлифовании таких деталей абразивными кругами на участках с плохим сцеплением наблюдается скалывание хрома.
109
chipmaker.ru
Пористость осадков хрома, как правило, определяется только у защитно-декоративных покрытий хромом. Для этого применяются следующие растворы:
1) железосинеродистый калий — 40 г/л, хлористый натрий 15 г/л (при контроле хрома, нанесенного на сталь); время выдержки 3—5 мин\
2) железосинеродистый калий — 10 г/л, хлористый аммоний — 30 г/л, хлористый натрий — 60 г/л (при контроле хрома, нанесенного на никелевый подслой); время выдержки 10 мин.
При определении пористости фильтровальную бумагу, смоченную реагентом, накладывают на предварительно обезжиренную спиртом и высушенную поверхность покрытия. В местах пор на бумаге появляются окрашенные в синий цвет точки, число которых подсчитывается. Количество допустимых пор, т. е. их число на 1 см2 поверхности покрытия, регламентируется техническими условиями на изделие.
Определение толщины слоя хрома при небольшой толщине покрытия (от 1 до 50 мкм) осуществляется с помощью приборов, основанных на физических методах контроля. Например, при помощи прибора ИТП-5, действие которого основано на изменении силы отрыва электромагнита от поверхности стальной детали в зависимости от толщины слоя покрытия. При толщине покрытия от 0,01 до 0,30 мм и более используются обычные измерительные инструменты (индикаторные нутромеры, рычажные скобы, микрометры и др.), позволяющие определять размеры деталей с требуемой точностью. При этом удвоенная толщина слоя покрытия вычисляется по разности диаметров детали до и после хромирования.
Оценка пористости пористохром о-вого покрытия в производственных условиях осуществляется макроисследованием поверхности контролируемой детали и сравнением с эталонными образцами, пористость покрытия которых заранее определяется металлографическим методом и планиметрированием. При этом на микрофотографиях устанавливают размеры пор или ширину и длину каналов, а затем вычисляют занимаемую ими площадь и выражают пористость в процентах от общей площади контролируемого участка.
Chlpmaker.ru
ЛИТЕРАТУРА
I.	Адрианов М И. Хромирование прессформ и инструмента в саморегулирующихся электролитах с применением универсальномеханизированных приспособлений и железных анодов. М., изд-во «Знание», 1964.
2.	А н т о н о в Н. М. Новые подвесные приспособления для электрохимической обработки цилиндрических деталей. Авт. свид. № 135317.
3.	Блувштейи А. Д., Двойрин Я. А., Антонов Н.М. и Баянов М. И. Анодно-струйное хромирование — новый способ ускоренного нанесения износостойкого хрома. М., изд-во «Знание», 1966.	-
4.	Б о г о р а д Л. Я. Хромирование на токе переменной полярности, ЛДНТП, 1957.
5.	Баграмян А. Т. и Соловьева 3. А. О современном состоянии теории электроосаждения хрома из хромовой кислоты. — Итоги науки (Электроосаждение металлов и сплавов), вып. 1. М., АН СССР, 1966.
6.	Ваграмяи А. Т. и Усачев Д. Н. Исследование механизма электроосаждения хрома методом меченых атомов. — Теория и практика электролитического хромирования. М., АН СССР, 1957.
7.	В е й и е р Р. Гальваническое хромирование. Блестящее и твердое. Пер. с нем. М., Изд-во «Машиностроение», 1964.
8.	Г а р к у н о в Д. Н. Повышение износостойкости деталей машин, М., Машгиз, 1960.
9.	Г л и к м а н Л. А., Супрун А. А., Богорад Л. Я. и Гакман Э. Л. Влияние хромирования на усталостную и коррозионно-усталостную прочность стали, ЛДНТП, 1955.
10.	Л а й н е р В. И. Современная гальванотехника. М., изд-во «Металлургия», 1967.
11.	Левитан И И., Шульгин В. Г. и Вайнштейн М 3 Черное хромирование, ЛДНТП, 1965.
12.	М а т у л и с Ю. Ю. К вопросу теории электролитического хромирования. — Вопросы теории хромирования. Вильнюс, АН ЛитССР, 1959.
13.	Плетнев Д. В. и Брусенцова В. Н. Основы технологии износостойких и антифрикционных покрытий. М., изд-во «Машиностроение», 1968.
14.	С е м и н В. М. Хромирование в саморегулирующихся электролитах. — Теория и практика электролитического хромирования. М., изд-во АН СССР, 1957.
15.	Усачев Д. Н. и Баграмян А. Т. О роли серной кислоты при электроосаждении хрома. — Вопросы теории хромирования, Вильнюс, АН ЛитССР, 1959.
16.	Ф е д о р о в Ю. Б. Твердое хромирование. — «Коррозия и борьба с ней», 1937, № 5 и 6.
17.	Федотьев	Н. П.,	Вячеславов	П. М.	и	Бар-
дин В В. Твердость электролитического хрома. — ЖПХ, 1956.
18.	Федотьев	Н. П.,	Вячеславов	П. М.	и	Бар-
дин В. В. Хромовые электролиты с добавками борной кислоты и окиси магния. Л., Труды ЛТИ, вып. 53, 1959.
19.	Ч е р к е з М. Б. Пористое хромирование, ЛДНТП, 1949.
20.	III л у г е р М. А. Ускорение и усовершенствование хромирования деталей машин. М., Машгиз, 1961.
chipmaker.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................................... 3
Глава 1. Основы процесса хромирования
1.	Общие сведения ...	  4
2.	Катодный процесс . .	  —
3.	Анодный процесс .................................. 10
4.	Хромовокислые электролиты с добавкой серной кислоты .................................................. —
5.	Саморегулирующийся электролит .................... 17
6.	Тетрахроматиый электролит ........................ 19
7.	Покрытия пористым хромом......................... 21
8.	Хромирование в проточном электролите............. 27
9.	Хромирование с применением реверсированного тока	29
Глава 11. Свойства электролитического хрома
10.	Некоторые физические и химические свойства хрома................................................ 30
11.	Твердость и прочность хрома...................... 33
12.	Коэффициент трения и смачивание поверхности хрома................................................ 37
13.	Износостойкость хрома............................. —
Глава 111. Технология хромирования
14.	Подготовка ванны хромирования ................... 40
15.	Аноды и уход за ними............................. 43
16.	Корректирование электролита ..................... 44
17.	Влияние примесей................................. 46
18.	Особенности подготовки деталей................... 47
19.	Скорость осаждения хрома......................... 55
Глава IV. Защитно-декоративное и износостойкое хромирование
20.	Защитно-декоративные покрытия деталей хромом . .	57
21.	Защитно-декоративные покрытия хромом деталей из легких сплавов.................................... 60
22.	Защитно-декоративное хромирование изделий из цинкового сплава .................................... 62
23.	Хромирование мелких и рельефных деталей ....	64
24.	Защитные покрытия стальных деталей хромом ...	66
25.	Износостойкие покрытия хромом.................... 69
26.	Хромирование инструментов и штампов.............. 72
27.	Хромирование цилиндрических деталей большой длины................................................ 80
\ | f’* 28. Хромирование деталей цилиндро-поршиевой группы ^Sl«J двигателей внутреннего сгорания.......................... —
29.	Износостойкое хромирование цилиндрических деталей анодио-струйиым способом ........................ 96
30.	Основные дефекты хромовых покрытий.............. 98
31.	Удаление покрытия .............................. 102
32.	Техника безопасности ............................. —
33.	Анализ электролитов ............................ 103
34.	Контроль покрытий .............................. 109
Литература .......................................... 111
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
БИБЛИОТЕЧКА ГАЛЬВАНОТЕХНИКА
Перечень выпусков
I.	С. Я. Грилихес. Полирование, травление и обезжиривание металлов.
2.	В. А. Иль и н. Цинкование и кадмирование.
3.	В. А. Ильин. Лужение и свинцевание.
4	А. АС Я м п о л ьс к и й. Меднение и никелирование.
5.	М. Б. Черкез. Хромирование.
6.	П. М. Вячеславов.	Электролитическое
осаждение сплавов.
7.	А. М. Ямпольский.	Электролитическое
осаждение благородных и редких металлов.
8.	С. Я- Грилихес. Оксидирование и фосфатирование металлов.
9.	Л. И. Никандрова. Химические способы получения металлических покрытий.
10.	Я. В. Вайнер и Б. П. Кушнарев. Оборудование гальванических цехов.

Chipmaker.ru