Хромирование ведется в двух направлениях:
защитно-декоративное;
износостойкостное.
При защитно-декоративном хромировании изделия перед нанесением хрома покрываются никелем или медью и никелем. Толщина слоя хрома при этом достигает 0,1-0,2 мкм. Таким образом, хромируют обычно блестящие части автомобилей, велосипедов, детали всевозможных приборов и др. Хромирование с целью повышения износостойкости детали, в отличие от защит - декоративного, производится непосредственно на поверхности, толщина слоя нанесенного хрома при этом достигает 0.15-0.20 мм. Для повышения сопротивления усталости хромированных деталей применяют высокотемпературный отпуск и наклеп поверхности перед хромированием.
Детали, покрытые хромом по условиям эксплуатации и режимам осаждения (придающим различные свойства эксплуатируемым покрытиям) могут бытьразделены на три условные группы.
В первую группу включают детали, покрываемые хромом с целью восстановления размеров и создания прессовых плотных посадок. В качестве применения номенклатуры первой группы хромируемых деталей можноуказать: кольца шарико-роликоподшипников, втулки, вкладыши подшипников скольжения.
Вторая условная группа состоит из трущихся деталей, работающих при малых и средних удельных давлениях и окружных скоростях, при постоянной или переменной нагрузке. К таким деталям относятся валы, плунжеры цилиндры, поршни, мерительный инструмент.
К деталям третьей группы могут быть отнесены детали, работающие при больших удельных давлениях и значительных знакопеременных нагрузках и требующие максимальной прочности сцепления слоя хрома с поверхностью деталей и вязкости осадков хрома.
В машиностроении износостойкому хромированию подвергаются не только детали, работающие в условиях динамических нагрузок (например, в автомобильной промышленности: ось шестерни, поршневые кольца двигателей, крестовина кардана и др.), но и детали, работающие без перемещения.
Хромированию подвергаются как малонагруженные, так и высоконагруженные детали, напряжения в которых циклически изменяются в течение рабочего процесса. При хромировании наблюдается понижение сопротивления усталости (до 22%), что объясняется большими растягивающими напряжениями, возникающими в слое хрома при его формировании в гальванической ванне. Однако спуск хромированных изделий несколько улучшает сопротивление усталости. Если по условиям эксплуатации детали подвергаются высоким циклическим меняющимся напряжениям, то необходимо учитывать, что при хромировании их также снижается сопротивление усталости, прочность, определяемая статическими нагрузками, при хромировании не изменяется. Прочность сцепления хромового слоя со сталью на отрыв больше прочности хромового слоя на разрыв.
Качество хромового покрытия в основном зависит от состава электролита, плотности тока, температуры и интенсивности перемешивания ванны. Изменяя указанные элементы технологического процесса и время осаждения, получают покрытия разной толщины с различными физико-механическими свойствами и равномерностью
Так как корпусу гидроцилиндра предъявляются требования повышенной прочности и высокого сопротивления износу, то целесообразно применить твердое износостойкое хромовое покрытие.
Износостойкие хромовые покрытия наносятся для повышения износостойкости различных трущихся деталей, инструмента, покрытия деталей штампов и т.д., для восстановления размеров, изношенных или бракованных деталей. К этому виду покрытий относятся и так называемые "твердые" хромовые покрытия. Но необходимо отметить, что в целом ряде случаев между твердостью и износостойкостью хромовых покрытий нет пропорциональной зависимости, так как износостойкость характеризуется также вязкостью и пластичностью покрытия и зависит от условий прирабатываемости, смазки и эксплуатации хромированных деталей. Наиболее эффективно хромирование при работе деталей с удельными нагрузками не более 250-300 МПа.
Износостойкие и твердые хромовые покрытия можно непосредственно осаждать на большинство черных и цветных металлов:
углеродистые стали (как закаленные, так и незакаленные);
малоуглеродистые стали с малым содержанием хрома и никеля;
большинство цветных металлов и их сплавов, на поверхводитьности которых имеются толстые оксидные пленки.
Твердое износостойкое хромирование следует проводить в стандартном универсально разведенном электролите различной концентрации либо в саморегулирующемся.
Скорость протока электролита поддерживают в пределах 1,50 м/с при плотности тока 200-2000 А/м2 и соотношении между этими величинами от 1: 200 до 1: 40. При этом выход хрома по току составляет 45-60%, и более чем в 10 раз возрастает скорость осаждения хромового покрытия. Полученные по описанному способу осадки хрома имеют высокое качество и твердость 1050-1150 HV.
Перед хромированием изделия необходимо прогревать непосредственно в ванне для хромирования, а затем анодно декапировать в течение 0,5-1 мин при плотности тока 3500-4000 А/м2. При хромировании изделий сложной формы следует на 1-2 мин увеличить плотность тока в 2 раза.
Технологический процесс хромирования представлен в таблице 5.1.
Таблица 5.1. Технологический процесс хромирования
| Nº операции | Nº перехода | Наименование операции и перехода | Наименование оборудовании | Материал ванны | Компоненты | Содержание г/л | Температура, с | Плотность тога, А/м | Продолжительность процесса, с | Примечание |
| I | Очистка, мойкаи дефектациядеталей | Моечныемашины | Стальлистовая | Специальныесоставы | 8090 | 1030 | Полное удаление жи ров, масел, окалины, а также очистка отверстий и стенок.Хромирование дета лей с трещинами недопускается. | |||
| II | Механическаяобработка(шлифование,точение и т.п.) | Шлифовальныйдругиестанки | Выполняется всоответствии стехническимиусловиямимеханическаяобработка передметаллопокрытиями. | |||||||
| II | Обезжиривание в органических растворителях | Аппаратиспаритель или ванна сорганическими растворителями | Стальлистовая | Хладон,лабомид101,лабомид203 идругиеобезжиривающиесоставы | 320 | После обезжириваниядетали сушатся на воздухе или в струе сжатого воздуха. | ||||
| IV | 1 | Монтаж наподвеску | Рабочийстол, шкаф с наборомподвесок | Места деталей, не подлежащих хромиро ванию, тщательноизолируют. Конструкция подвески должнаисключать (или допускать минимальную) циркуляциюэлектролита около мест, не подлежащиххромированию | ||||||
| 2 | Обезжиривание венскойизвестью илиее заменителями | Ванна дляобезжиривания,волосяные щетки | Стальлистовая | Венскаяизвестьили еезаменители | Обезжириваниепроизводитсяобезжиривающимсоставом,разведеннымводой до кашицеобразного состояния | |||||
| 3 | Промывкахолоднойпроточной водой | Ванна дляпроточной воды | Стальлистоваяс винипластовой облицовкой | 1020 | 1520 | Необходимопромыватьдетали дополногоудаления следовхимического обезжиривания | ||||
| 4 | Обезжиривание электрохимическое | Ваннаэлектрохимического обезжиривания | Стальлистоваякерамика | Едкий натрий,углекислыйнатрий тринатрий фосфатЖидкоестекло идр. составы | 5103050305015 | 7080 | 310 | 5030 | Деталь являетсякатодом. Передокончанием про цесса обезжириваниянеобходимо перейти от катодной к анодной обработке дета лей в течение 12мин | |
| 5 | Промывкагорячей водой | Ванна сгорячейводой | то же | 8090 | 2 | 1525 | ||||
| 6 | Промывкахолодной водой | Ванна спроточнойводой | Сталь листовая с винипластовой облицовкой | 1020 | 1520 | |||||
| V | 1 | Химическое травление | Ванна для химического травления | Винипласт, керамика, нержавеющаясталь,гуммированноежелезо | Серная кислота Соляная кислота | 5050 | 1620 | около3030 | ||
| 2, 3 | Промывка холодной водой в двух ваннах | Ванны с проточной водой | Сталь листовая с винипластовойоблицовкой | 1020 | 1525 | |||||
| VI | 1 | Хромирование | Ваннахромирования | Сталь,облицованная с винипластом,диабазовымиплиткамисвинцомили дркислотостойкими мате риалами | Cr03 | 200 | 4555 | 20005500 | 9000 | материаланодов:сплав свинецолово (Sn до 10%) |
| 2 | Промывка всборникеэлектролита | Сборникэлектролита | Стальлистоваяс винипластовойоблицовкой, керамика | Вода(лучшедистиллированная) | 1620 | 1530 | Уровень воды вванне хромированияподдерживаетсяпостоянным за счет воды. | |||
| 3 | Промывкахолоднойпроточной водой | Ванна спроточной водой | Стальлистовая | 1020 | 1525 | До полногоудаления следовэлектролита. | ||||
| 4 | Снятие деталейс подвески | Рабочийстол, шкаф для подвесок | ||||||||
| 5 | Нейтрализация | Ванна длянейтрализации | Содакальцинированная | 30 | 1620 | 3060 | ||||
| 6 | Промывкахолодной водойпроточной | Ванна спроточной водой | Листоваясталь | 1020 | 1520 | До полного удаленияХимикатов нейтрализующего состава | ||||
| 7 | Промывкагорячей водой | Ванна сгорячейводой | Стальлистовая,керамика | 8090 | 1525 | До полного удаленияхимикатов из трудно доступных мест подвесок и деталей | ||||
| 8 | Термическаяобработка | Сушильный шкаф или ванна смаслом | Масло"Вапор | 150200 | 90120 | В соответствии с техническими условиями(действующими) для разных материалов | ||||
| 9 | Контролькачествапокрытия | Рабочий стол сНабором инструментов иприборов | В соответствии с техническими условиями на контроль качествапокрытий после хромирования | |||||||
| VII | 1 | Механическая обработка(хонингование) | Вертикально-хонинговальный станок | В соответствии с техническими условиями на механическуюобработку деталей после хромирования. | ||||||
| VII | Консервация | Ванна дляконсервирующих составов, рабочий стол | специальныесоставы | Полное исключениеобщей и местнойкоррозии при хранении в соответствии стехническими условиями. |
Задача раздела - рассчитать такие режимы резания на операции технологического процесса, которые обеспечили бы заданный выпуск деталей требуемого качества с минимальными затратами.