Хромирование является одним из наиболее востребованных производственных процессов, ориентированных как на промышленные, так и на бытовые нужды. Как понятно из названия, суть этого процесса в нанесении на поверхность металлического изделия покрытия из хрома с помощью физических и химических процессов.
В качестве наглядного примера хромирования можно привести различные внешние детали мотоциклов и автомобилей, а также мебельную фурнитуру, что придаёт ей привычный «металлический блеск».
Но хромирование решает не только декоративные задачи. Также с его помощью улучшаются свойства поверхностей изделий — они становятся значительно более прочными, износостойкими и термостойкими. С этим связано активное применение хромирования в двигателях и иных компонентах оборудования, где присутствует трение или использование в условиях высоких (до 800 °C) температур. Кроме того, хромирование может применяться для восстановления повреждённых или пострадавших от коррозии поверхностей.
Существует два основных метода хромирования металлических изделий:
- Химический (метод напыления) — в этом случае хромирование осуществляется аналогично нанесению краски. Обычно используется для декоративного хромирования, поскольку добиться значительной прочности покрытия этим методом невозможно.
- Гальванический — осуществляется электрохимическим способом в гальванической ванне. Это способ нанесения покрытий наибольшей толщины, он применяется в основном для улучшения механических свойств поверхности.
Процесс химического хромирования в целом прост и осуществляется с помощью готового поставляемого оборудования (специальных установок для нанесения напыления) и зависит во многом от действий оператора. Используемые для хромирования химические реагенты напрямую влияют на качество покрытия, но также являются покупными и за их качество отвечает производитель.
Если же речь идёт о гальваническом хромировании, которое обычно и применяется в промышленности, то здесь на ход работы влияют многие параметры и, по сравнению с химическим, гальваническое хромирование сложнее и имеет более высокую себестоимость. Но и покрытие, полученное этим методом, будем куда прочнее и надёжнее. Рассмотрим этот процесс подробнее.
Аналогично электролитическому нанесению любого другого материала, хромирование состоит из нескольких этапов:
- Очистка поверхности — очистка поверхности изделия от грубых загрязнений и пыли.
- Подготовка поверхности. Проводится химическое очищение поверхности для удаления оксидных плёнок и жировых загрязнений;
- Непосредственно хромирование. Этап включает в себя погружение изделия в гальваническую ванну с соответствующим раствором электролита и подачу тока с определёнными параметрами в течение заданного времени.
При этом важным отличием хромирования от гальванической металлизации медью, никелем или серебром является использование не солей осаждаемого металла, а его кислоты. С чем связаны некоторые трудности процесса — выход по току у хрома на 1-2 порядка меньше, чем у других металлов, а значит и требуемая для процесса гальванизации плотность тока будет в несколько десятков-сотен раз выше, чем в других случаях. При этом связь между температурой гальванизации и плотностью тока с качеством покрытия гораздо более сильная, чем при работе с другими металлами. Исходя из этого, можно сделать вывод, что для получения хромовых покрытий значительной толщины (100 мкм и более) необходимо обеспечить постоянство температуры, параметров тока и напряжения в процессе хромирования.
Проблема постоянства температурного режима (45-70 °C) обычно не стоит, в то время как обеспечение параметров тока является «узким местом» процесса. Минимизация пульсации всегда актуальна в гальванизации, но именно в хромировании она особенно критична — даже незначительные колебания могут привести к тому, что хромовое покрытие будет неоднородным. В результате его параметры не будут соответствовать требуемым ни с физической, ни с декоративной точки зрения. Кроме того, в некоторых случаях процесс хромирования при пульсациях тока может и вовсе «не запуститься» или произвольно прерваться в случайный момент времени, что приведет к дополнительным расходам и браку деталей. Именно поэтому конечной целью при подборе источника питания является его возможность обеспечить близость к нулю или полное отсутствие пульсации выходного тока.
Кроме стабильного тока важно, чтобы используемые выпрямители поддерживали все необходимые для хромирования режимы работы. В зависимости от материала основы, для нанесения покрытия обычно используется рабочее напряжение 8-12 В, но во многих случаях для начала процесса требуется другой режим по току/напряжению.
Например:
- Кратковременное (до одной минуты) повышение плотности тока и, соответственно, напряжения до полутора раз — технология «толчка тока», применяемая, в том числе, при хромировании изделий из чугуна.
- Подача реверсного тока с целью растворения остатков оксидных плёнок на поверхности деталей с последующим применением «толчка тока» для старта процесса хромирования. Этот способ зачастую применяется при покрытии хромом стальных заготовок.
Требующиеся по техпроцессу высокие значения рабочего тока накладывают достаточно жесткие требования к выпрямительным агрегатам в плане энергоэффективности. Традиционно использовавшиеся ранее в гальванике тиристорные выпрямительные агрегаты имеют довольно низкий КПД, из-за чего стоимость хромового покрытия довольно высока. Современные инверторные выпрямители, благодаря высокому КПД, позволяют существенно снизить затраты на электроэнергию, экономический эффект может достигать нескольких сотен тысяч рублей в год. Поэтому оптимальным решением будет использование моделей, имеющих весь необходимый «арсенал» режимов работы — поддерживающих «толчок тока» и реверсный режим работы при, разумеется, обеспечении близких к нулю пульсаций.
Отлично подходят для процесса хромирования энергоэффективные выпрямители российского предприятия ООО «Навиком». Компания Навиком уже более пятнадцати лет поставляет на рынок силовое оборудование для промышленного и частного использования и за это время накопила огромный опыт разработки надежных устройств, отвечающих высочайшим требованиям к стабильности выходных токов и напряжений. Для реализации процессов хромирования на предприятиях Навиком предлагает целый ряд выпрямителей различных мощностей, поддерживающих все перечисленные выше технологии. Особое внимание стоит обратить на новейшие модели «Пульсар СМАРТ» на основе 16-вольтовых силовых модулей, вышедших на рынок в начале 2018-го года. Модельный ряд включает в себя выпрямительные агрегаты от «Пульсар СМАРТ» 400/16 до «Пульсар СМАРТ» 30000/16 как с функцией реверса, так и без нее. Доступны также и выпрямители последней разработки с выходным током 24В на основе силовых модулей 375/24.
