Хромирование

Общие сведения

Исследования в области электролитического осаждения хрома из растворов его трехвалентных солей проводились еще во второй половине XIX столетия, а из растворов хромовой кислоты — только с начала XX столетия. Промышленное применение хромирование получило в двадцатых годах текущего столетия.
В настоящее время ни один гальваностегический процесс не имеет столь разнообразного применения, как хромирование. Установки для хромирования имеются почти на всех более или менее крупных машиностроительных и приборостроительных заводах.
Главными особенностями электролитического хрома, которые и послужили причиной широкого его распространения, являются высокая химическая стойкость и сопротивление механическому износу.
Хром, как известно, в ряде напряжений стоит в группе электроотрицательных металлов (выше железа), но благодаря сильно выраженной способности пассивироваться он приобретает свойства благородных металлов. Органические кислоты на него не действуют, он хорошо противостоит азотной кислоте. В атмосфере воздуха хром совершенно не меняет цвета. В противоположность серебру на него не действует сероводород. Осажденный на предварительно отполированную поверхность хром имеет зеркальный блеск и серебристый с синеватым отливом цвет. Хромовые отложения жароустойчивы и начинают изменять свой цвет при 480—500° С. Отражательная способность хромовых осадков несколько ниже серебряных, зато она отличается постоянством и со временем не меняется.
Твердость полученных при надлежащих условиях хромовых осадков достигает 1000 единиц по Бринелю. Хромовые отложения удается получить сплошными (на глаз) в самых тонких слоях — стотысячных долях миллиметра.
Осадить электролитическим путем хром можно почти на все металлы, зато другие металлы, электролитически осажденные на хром без специальных методов его активирования, плохо сцепляются.
На перечисленных здесь особенностях электролитического хромирования мы ниже остановимся подробнее, пока воспользуемся этими данными, чтобы определить те области, где хромирование может с успехом применяться.
Хромирование проводят с двумя основными целями: сохранить красивый блестящий вид поверхности и повысить сопротивление механическому износу:
Несмотря на высокую химическую стойкость, хром не обеспечивает надежной защиты железа от коррозии. Причиной этого является то, что в гальванической паре хром — железо, которая образуется в открытых местах, железо является анодом. Поэтому вместо непосредственного хромирования применяют предварительное никелирование или более экономичное тройное покрытие: медь — никель — хром. Толщина слоя хрома при этом бывает очень незначительной — доли микрона. В больших масштабах таким методом сейчас хромируют блестящие части автомобилей, велосипедов, Трамвайных и железнодорожных вагонов, различные измерительные приборы, водо- и паропроводную арматуру, пишущие машины, часы и Т. д.
Хром широко применяют вместо серебра в производстве рефлекторов. Имея более низкий коэффициент отражения, чем серебро, хром имеет перед ним то преимущество, что он не тускнеет со временем.
В производстве стекла хром применяют для покрытия форм, благодаря чему значительно увеличивается срок их службы.
Большой эффект дает хромирование штампов и матриц при изготовлении различных изделий из резины, кожи и пластических масс. Здесь сочетаются химические и механические свойства хрома.
В производстве клише и стереотипов хром оказывает неоценимую услугу. Хромирование стереотипов поверх никеля значительно увеличивает срок службы их; хромовый слой при этом не превышает 0,005 мкм и по мере износа его можно восстанавливать.
Для защиты от механического износа трущихся поверхностей хромирование широко применяют в машиностроении, авиамоторостроении, на транспорте. Хромированию успешно поддаются цилиндры двигателей внутреннего сгорания и поршневые кольца; сопротивление износу хромированных цилиндров по сравнению с нехромированными повышается в несколько раз.
С большим успехом хромирование применяется для предельных калибров. Срок службы при этом увеличивается в 5—10 раз. Калибры предварительно соответствующим образом обрабатывают, причем при доводке размеров учитывают наращивание определенной толщины хромового слоя; после износа остающийся хром с калибров снимают и вновь наращивают.
В инструментальном деле хромирование приобретает все большее и большее значение. Правда, встречаются значительные затруднения при хромировании режущих инструментов вследствие хрупкости хрома и склонности его к скалыванию с остриев, но применением специальных «защитных» катодов эти затруднения в значительной степени устраняются. Во всяком случае хромирование такого инструмента, как сверла, метчики, развертки, дает вполне удовлетворительные результаты.


Защитные покрытия металлов