Восстановление хромированных покрытий

Восстановление хромированных покрытий

После определенного периода эксплуатации большинство деталей кузовов, облагороженных защитно-декоративным хромированием либо имеющих оксидное покрытие, требуют восстановления. Оно и понятно, новые запчасти сегодня не каждому по карману, а побитый точками ржавчины бампер заметно портит облик всего автомобиля. По этой причине предприятия, занимающиеся ремонтом кузовов автомобилей, вынуждены уделять большое внимание восстановлению первоначального внешнего вида и защитных свойств детали. Восстановление производят хромированием или созданием на поверхности деталей защитного слоя цинка.

Детали автомобилей, подлежащие защитно-декоративному хромированию, на предприятиях обычно делят на два класса. К первому относят детали, установленные на наружные поверхности кузова, ко второму – установленные внутри автомашины. Рекомендуемая толщина покрытий составляет:

– для железа и его сплавов в жестких условиях эксплуатации для подгруппы I – медь из цианистого или пирофосфатного электролита 4–8 мкм, из кислого электролита 25–29 мкм, а всего 33±3 мкм; никель 22±2 мкм, хром 1 мкм, для подгруппы II – медь из цианистого или пирофосфатного электролита 33±3 мкм, никель и хром – как и для подгруппы I;

– для железа и его сплавов в средних условиях эксплуатации для подгруппы I – медь из цианистого или пирофосфатного электролита 4–8 мкм, из кислого электролита 17–21 мкм, а всего 25±3 мкм, никель 15±2 мкм, хром 1 мкм; для подгруппы II – медь из цианистого или пирофосфатного электролита 25±3 мкм, а остальные компоненты – как и для покрытий подгруппы I.

Толщину покрытия хромом деталей, к которым часто прикасаются руками, увеличивают до 2–3 мкм.

Технология восстановления гальванического покрытия включает в себя следующие основные операции: подготовку восстанавливаемой поверхности, декапирование, меднение, никелирование, хромирование или цинкование.

Рассмотрим эти технологические операции по порядку.

Первая операция – подготовка поверхности. Детали, подлежащие хромированию, подвергают предварительной механической обработке в зависимости от состояния их поверхности. Диапазон обработки – от грубого шлифования (обдирки) для удаления значительных неровностей с поверхности металла, а также для зачистки сварных швов, заусенцев и окалины абразивными кругами крупной зернистости до шлифования для удаления с поверхности детали мелких рисок и раковин.

На крупных предприятиях автосервиса шлифуют на специальных шлифовально-полировальных станках с помощью войлочных или фетровых кругов, на которые наносят абразивный материал – корунд или наждак в виде шлифовального порошка.

Эта операция осуществляется насухо, после нее детали подвергают матированию – обработке на шлифовальном круге, который периодически смазывается специальными пастами. Детали сложной конфигурации дополнительно обрабатывают на специальных кругах. Тонкая отделка поверхности восстанавливаемой детали осуществляется полированием с помощью кругов, изготовленных из бязи, фетра, другого подходящего для этой цели материала.

Чтобы обеспечить прочность сцепления покрытия с материалом, поверхность детали очищают от жировых и других видов грязи, а также от ржавчины, окалины и т. п.

Обезжиривание выполняют протиркой деталей волосяными щетками, предварительно смоченными в бензине или керосине. Если позволяют габаритные размеры детали, ее погружают в емкость с чистым бензином или керосином и промывают.

При организации этих работ следует иметь в виду, что обработка в органических растворителях не всегда обеспечивает достаточную чистоту поверхности металла, даже в тех случаях, когда обработка велась в нескольких ваннах с одним и тем же растворителем различной степени чистоты. Чтобы повысить качество, после сушки детали, обезжиренные растворителями, подвергают дополнительно химическому или электрохимическому обезжириванию в щелочах. Практикуется электрохимическое обезжиривание в щелочном растворе на катоде или аноде, чаще применяют катодное обезжиривание.

Увлекаться электрохимическим обезжириванием не стоит, так как при обезжиривании тонкостенных или закаленных стальных изделий наблюдается ухудшение их механических свойств, поэтому часто применяют комбинированную обработку: сначала на катоде, затем на аноде, либо обезжиривают только на аноде.

Когда обезжиривание завершено, в горячей, а затем в холодной проточной воде с поверхности деталей тщательно смывают следы щелочи. Если после очистки металла от жировых и других загрязнений на поверхности деталей все-таки остались заметные оксиды или окалины, их удаляют травлением.

После травления изделия моют в проточной холодной или горячей воде.

Декапирование – это технологическая операция, осуществляемая непосредственно перед погружением деталей в гальванические ванны. Цель – удаление легких налетов оксидов, образующихся при транспортировании или хранении деталей на подготовленной к покрытию поверхности. После декапирования отчетливо выявляется структура металла, что способствует лучшему сцеплению гальванического осадка. На авторемонтных предприятиях для этой цели используется электрохимическое декапирование, которое еще называют легким травлением. Для предотвращения разрушения поверхности детали декапирование длится 15–20 с при комнатной температуре.

Раствор для декапирования изделий из стали состоит из серной (10 %) и соляной (5 %) кислот, остальной объем составляет вода. Плотность тока при декапировании 7–10 А/дм². После обработки детали тщательно промывают в воде комнатной температуры.

Не рекомендуется перед погружением в гальваническую ванну промывать детали в горячей воде, так как они быстро обсыхают и могут покрыться оксидной пленкой. Нельзя также касаться деталей руками.

Для меднения деталей применяются два основных вида электролитов – пирофосфатные и кислые.

Кислые электролиты просты по составу, позволяют применять сравнительно высокие плотности тока и не требуют частых корректировок. К недостаткам кислых электролитов относят их незначительную рассеивающую способность; невозможность получения осадков непосредственно на стальных изделиях, имеющих прочное сцепление с основным металлом; более грубую структуру осадков по сравнению с пирофосфатными видами электролитов.

Пирофосфатные электролиты обладают хорошей рассеивающей способностью, позволяют осаждать медь на стальных изделиях при обычных и невысоких температурах, но при низких плотностях тока.

Поэтому стальные изделия обрабатывают по другой схеме: предварительно подвергают меднению в цианистых электролитах слоем 2–3 мкм, а затем – в кислых электролитах.

Если стальные изделия имеют простую форму, первым слоем взамен медного может быть никелевый. Правда, многослойное покрытие, включающее никель, медь, никель и хром весьма дорого и вряд ли может широко использоваться.

Перед меднением рекомендуется декапировать изделия в 10 %-ном растворе пирофосфатнокислого натрия при комнатной температуре в течение 0,5–1,0 мин и анодной плотности тока 5–6 А/дм².

В кислых электролитах для наращивания слоя после цианистого или пирофосфатного меднения применяют электролит, состоящий из сернокислой меди (200 г/л) и серной кислоты (50–75 г/л). Эти ванны работают без перемешивания и подогрева, плотность тока – 1–2 А/м². В кислых ваннах электролит необходимо непрерывно фильтровать.

Главной составляющей электролита для никелирования является сернокислый никель. Чтобы ускорить процесс покрытия, применяют высокие концентрации сернокислого никеля, позволяющие работать с большими плотностями тока.

Солями, способствующими повышению электропроводности никелевых электролитов, служат сернокислые соединения натрия, магния.

Процесс никелирования зависит от кислотности электролита: при избыточной кислотности падает выход металла, а при недостатке кислотности снижается качество покрытия.

При нанесении покрытий без перемешивания электролита фильтрация в ваннах может быть периодической, при перемешивании электролита фильтрация происходит непрерывно.

Хромирование по сравнению с другими гальваническими процессами имеет свои особенности, которые заключаются в следующем:

– главным компонентом электролита является хромовая кислота, а не соль хрома;

– с повышением концентрации хромовой кислоты или температуры хромового электролита выход по току значительно понижается, в то время как в большинстве других процессов выход по току при этих условиях повышается;

– с повышением плотности тока выход по току повышается.

Хромированные детали кузова требуют ремонта из-за частичного или полного износа покрытия и отслаивания. Перед вторичным покрытием они должны быть освобождены от остатков хрома. Для этого детали погружают в раствор, состоящий из одной части концентрированной соляной кислоты и девяти частей воды, либо используют анодное растворение в 90 %-ной серной кислоте при плотности тока 3–5 А/дм². Есть и другие способы снятия остатков хрома. Перед повторным хромированием детали, с которых снят хром, полируют.

При хромировании необходимо обеспечить надежный контакт между деталью и проводом, соединенным с отрицательным полюсом источника тока. Поэтому детали, подлежащие хромированию, заранее закрепляют на приспособления, с помощью которых погружают в ванны. Приспособления должны быть удобными для работы с ними, создавать надежный контакт как с катодной шиной тока, так и с покрываемыми деталями, и иметь достаточное поперечное сечение, обеспечивающее минимальные потери напряжения.

При электролизе растворов на основе хромовой кислоты наряду с классическими видами покрытий блестящего хрома можно получить на катоде осадок хрома черного цвета. Осадки черного хрома по сравнению с другими черными покрытиями обладают глубоким черным цветом, низкой отражающей способностью, высокой коррозионной стойкостью и твердостью. Стойкость и твердость позволяют применять черный хром для покрытия зеркал наружных, заднего вида, облицовок радиатора, щеткодержателей и т. д.

Хорошие результаты можно получить при использовании электролита следующего состава (г/л): хромовый ангидрид – 250, криолит – 0,2, натрий азотнокислый – 3–5, хромин – 2–3. Режим обработки: начальная плотность тока 25–30 А/дм² в течение 1–2 мин, рабочая плотность тока – 15–20 А/дм²; температура раствора – 18–25 °C, продолжительность цикла 7–10 мин. При этом толщина покрытия составляет 1 мкм. Покрытия получаются глубокого черного цвета с высоким выходом по току.

Цинкование производят в кислых электролитах. Сульфатные кислые электролиты просты по составу, стабильны в работе, не требуют специальной вентиляции и подогрева.

Для получения мелкозернистых светлых и относительно равномерных покрытий применяют электролит следующего состава (г/л): циан сернокислый – 215, алюминий сернокислый – 30, натрий сернокислый – 50–100, декстрин – 10. Режим обработки: рН 3,8–4,4, температура 18–22 °C, плотность тока без перемешивания 1–2 А/дм², с перемешиванием 3–5 А/дм², выход по току 96–98 %.