Состав электролитов и режимы хромирования

Наименование компонентов и параметров	Электролит и условия электролиза
	Разведен­ный	Универсаль­ный	Концентриро­ванный
Хромовый ангидрид (Сг03), г/л	120...150	200...250	350...400
Серная кислота (Н2SO4), г/л	1,2... 1,5	2,0...2,5	3,5...4,0
Температура электролита, °С	40... 100	20...60	15...30
Плотность тока, А/дм2	50...65	45...55	40...50
Выход по току, %	16...18	13...15	10...12

В зависимости от того, в каких условиях работает восстановлен­ная деталь, стремятся получить тот или иной вид осадка. Напри­мер, для деталей неподвижных соединений могут применяться как блестящие, так и молочные осадки. В подвижных соединениях, работающих при давлениях до 0,5 МПа, рекомендуются блестя­щие осадки; в деталях, работающих при давлениях свыше 5 МПа и знакопеременной нагрузке, — молочные осадки.

С

Рис. 16.3. Распределение зон хромовых покрытий: 1 — блестящий хром; 2 — мо­лочный хром

аморегулирующий электролит. Его применяют для более устой­чивой работы ванн хромирования. Это достигается путем введения в ванну труднорастворимого сульфата стронция. Наиболее широкое распространение получил электро­лит следующего состава (г/л): хромовый ангидрид СrО₃ — 200...300, сульфат стронция 8г304 — 5,5...5,6, кремнефторид калия К₂81р₆ — 18...20. Плотность тока D_k = 40...80 А/дм², температура 55...65°С. Выход по току в этом элект­ролите равен η = 17... 19%. Положительные свойства электролита — возможность применения более высо­ких плотностей; скорость осаждения выше, чем в сернокислых электроли­тах; хорошая рассеивающая способ­ность; меньшая чувствительность к из­менению температуры и к загрязнению электролита железом, медью и други­ми металлами. Отрицательные свойства: агрессивность и ядовитость электролита; детали подвесных приспособлений, аноды и детали ванн разрушаются больше, чем в сер­нокислом электролите.

Холодные электролиты в ремонтном производстве применяют двух типов: электролит с добавкой фтористых солей и тетрахроматные. Наибольшее распространение для восстановления изношенных дета­лей получил тетрахроматный электролит следующего состава (г/л): СrОз - 350...400, NаОН - 40...50, Н₂50₄ - 2...2,5, сахар - 1...2. Режим электролиза: катодная плотность тока D_k = 50... 100 А/дм², температура раствора — 17... 23 °С. Этот электролит позволяет полу­чать качественные осадки с большой производительностью (выход по току 30...33%), имеет меньшие внутренние напряжения. Покры­тия получаются более мягкие, беспористые (без трещин), серого оттенка, легко полируемые до зеркального блеска. Применяют для получения защитно-декоративных покрытий. Особенность тетрахроматных электролитов — малая агрессивность к углеродистым сталям. Поэтому вполне допустимо изготовление ванн для хромирования из малоуглеродистой листовой стали без дополнительной футеровки.

Саморегулирующийся холодный электролит — наиболее перспек­тивный электролит. Его состав (г/л): хромовый ангидрид — 380...420, кальций углекислый — 60...75, кобальт сернокислый — 18...20. Режим электролиза: катодная плотность D_k = 100...300 А/дм², тем­пература электролита — 18...25°С. Преимущества электроли­та — высокий выход по току (35...40%). Недостаток — требу­ются мощные холодильные агрегаты для достижения 18... 25°С при высокой плотности тока (до 200 А/дм²).

С

Рис. 16.4. Схема установки для струйного хромирования:

1 — анод; 2 — устройство для поддержания уровня электролита; 3 — наращиваемый вал; 4 — раздвижная касета; 5 — ванна; 6 — элект­ролит; 7 —подогреватель; 8 — насос

пециальные процессы хромирования. Пористое хромирование. При­меняют для повышения износостойкости деталей, работающих при больших давлениях и тем­пературах и недостаточ­ной смазке. Пористый хром представляет собой покрытие, на поверхнос­ти которого специально создается большое коли­чество пор или сетка тре­щин, достаточно широ­ких для проникновения в них масла. Его можно по­лучить механическим, хи­мическим и электрохими­ческим способами. Наибо­лее широко применяют электрохимический спо­соб, который заключает­ся в том, что хром осаж­дается при режиме блес­тящего хромирования, обусловливающем появление в покрытии сетки микротрещин. Для их расширения и углубления покрытие подвергают анодной обра­ботке в электролите того же состава, что и при хромировании. В зависимости от режима хромирования и анодного травления мож­но выполнить пористость двух типов: канальчатую и точечную.

Для получения пористых покрытий деталь хромируют в универсаль­ном электролите при плотности тока 40... 50 А/дм², а затем переклю­чают полярность ванны и проводят анодное травление при той же плотности тока. Канальчатую пористость получают при температу­ре электролита 58... 62°С и продолжительности травления 6...9 мин, а точечную — при 50...52°С и 10... 12 мин. Пористые покрытия используют при размерном хромировании, например поршневых колец. Их толщина составляет 0,1...0,15 мм. Пористое хромирова­ние колец увеличивает их износостойкость в 2...3 раза, а износос­тойкость гильзы — в 1,5 раза. Детали, покрытые пористым хро­мом, обычно подвергают термообработке в масле при температуре 150... 200 °С в течение 1,5... 2 ч для устранения водородной хрупко­сти и насыщения пор маслом.

Струйное хромирование. Его проводят в саморегулирующемся электролите при температуре 50...60 °С в широком диапазоне плот­ности тока, достигающей 200 А/дм². Скорость протекания электро­лита 40...60 см/с, катодно-анодное расстояние — 15 мм. При этом получают блестящие покрытия. Выход по току достигает 22 %, что вместе с высокой плотностью тока ускоряет процесс осаждения хрома: при t = 50 °С и D_k = 100 А/дм² скорость осаждения состав­ляет 0,1 мм/ч. При струйном хромировании в тетрахроматном элек­тролите высококачественные покрытия осаждаются при D_k = 150... 160 А/дм² со скоростью 0,25 мм/ч. В универсальном элект­ролите хромируют: при температуре — 50 °С, плотности тока — 70...90 А/дм², скорости протекания электролита — 100... 120 см/с, катодно-анодном расстоянии 15 мм. Скорость осаждения хрома со­ставляет 0,08...0,10 мм/ч. Схема установки для струйного хроми­рования показана на рис. 16.4.

Проточное хромирование. Оно обеспечивает блестящие покрытия повышенной твердости и износостойкости и улучшенной равно­мерности покрытия в универсальном электролите с повышенным Содержанием серной кислоты (3...7 г/л) при температуре — 55...65°С, плотности тока — 100... 150 А/дм², скорости протекания Электролита — 100... 120 см/с и межэлектродном расстоянии — 15...30 мм. Выход по току составляет 20...21 %. Способ эффективен для хромирования цилиндров и коленчатых валов двигателей.