Хромирование. Сущность процесса, состав электролитов, режимы осаждения. Область применения. Достоинства, недостатки. Вредные и опасные производственные факторы при хромировании

Хромирование служит для получения мелкозернистых покрытий микротвердостью 4000... 12 000 МПа с низким коэффициентом трения и высокой сцепляемостью. Хром химически стоек против воз­действия многих кислот и щелочей, жароустойчив, что обеспечива­ет деталям высокую износостойкость даже в тяжелых условиях экс­плуатации, превышающую в 2...5 раз износостойкость закаленной стали. Наибольшая износостойкость покрытия получается при твердости 7000...9200 МПа.

Однако хромирование — энергоемкий, дорогой и малопроизво­дительный процесс. Его используют для следующих целей:

защитно-декоративное хромирование арматуры автомобилей, велосипедов, мотоциклов, вагонов и т.д.;

увеличение износостойкости и ресурса пресс-форм, штампов, измерительных и режущих инструментов, трущихся поверхностей деталей машин (поршневых колец, штоков гидроцилиндров, плун­жеров топливных насосов) и др.;

восстановление малоизношенных ответственных деталей авто­мобилей, тракторов и различного оборудования;

повышение отражательной способности при изготовлении зер­кал, отражателей и рефлекторов.

Для этого процесса в отличие от других характерны следующие особенности.

1. Главным компонентом электролита служит хромовый ангидрид (СЮ₃), образующий при растворении в воде хромовую кислоту (СгО₃ + Н₂О = Н2СЮ4). Главный компонент при других процессах — соль осаждаемого металла. Хром осаждается лишь при наличии в электролите определенного количества посторонних анионов, чаще всего сульфатов (ЗО^). Он шестивалентен в электролите. На катоде осаждается двухвалентный металлический хром. Механизм его осаждения весьма сложен и еще недостаточно изучен.

2. Большая часть тока расходуется на побочные процессы, в том числе на разложение воды и обильное выделение водорода, в ре­зультате чего выход хрома по току мал (10...40 %). С увеличением концентрации и температуры электролита выход по току уменьша­ется, тогда как при осаждении других металлов, наоборот, увеличи­вается.

3. Хромовый анод растворяется при электролизе с анодным вы­ходом по току, в 7...8 раз превышающим выход по току на катоде. В результате концентрация ионов хрома в электролите непрерывно возрастает. Применяют нерастворимые аноды, изготовленные из свинца или из сплава свинца с 6 % сурьмы. При использовании не­растворимых анодов электролит постоянно обедняется и его необ­ходимо периодически контролировать и корректировать, добавляя хромовый ангидрид.

Для хромирования применяют простые сульфатные электроли­ты № 1,2 и 3, состоящие из хромового ангидрида, серной кислоты и воды (табл. 3.17).