Различные виды хромовых покрытий имеют следующие значения твердости, МПа: блестящий и серебристо-матовый — 7500—11000; молочный — 5400-6000; серый — 3500—4000; отожженный хром—3500—4000. Наиболее твердые хромовые покрытия значительно превышают по твердости закаленные (5000 МПа) и азотированные (7500 МПа) стали. Нагрев хромового покрытия уменьшает его твердость, причем до 250—300°С это снижение незначительно.

Прочность. Прочность покрытий характеризуется такими их показателями, как модуль упругости, предел прочности, сцепление с основой. Значения этих показателей для основных видов хромовых покрытий, установленные Н. Н. Давиденковым и Ф. Ф. Витманом по разработанной ими методике, приведены в табл. 11. Следует отметить, что хотя с увеличением толщины слоя прочность хромовых покрытий уменьшается, однако в практике хромирования это обычно не учитывается. При современных нормах нагрузки на трущиеся поверхности детали, покрытые для восстановления размеров слоями хрома большой толщины, работают надежно, если были соблюдены режимы подготовки и хромирования и применено шлифование покрытия.

Необходимо иметь в виду, что сопротивление хрома сосредоточенным большим нагрузкам в значительной мере определяется прочностью основного металла. На мягком основании, которое неспособно выдержать местные высокие давления, хромовое покрытие продавливается вместе с основным металлом. При достаточно прочном основном металле хромовое покрытие способно выдержать значительные усилия, нормальные к его поверхности. Контактная прочность хромового покрытия па закаленной стали (воздействие на небольшом участке поверхности) при качательном движении составляет 1400 МПа. Прочность хромовых покрытий при касательных усилиях, сосредоточенных на небольших участках, сравнительно мала. Этим в большинстве случаев объясняются разрушения хромовых покрытий на трущихся поверхностях, если поверхность хрома неровная (наличие шишковатости, отклонения от правильной геометрической формы) или между трущимися поверхностями попадают твердые частицы, вызывающие задиры. Прочность сцепления хромового покрытия с основным металлом (сталью, чугуном) выше прочности слоя хрома, поэтому оказались неудачны все попытки оторвать хромовые покрытия от основного металла по границе раздела. При достаточно высоких усилиях всегда происходит разрушение покрытия. Исследования, проведенные И. Я. Рюгорадом, показали, что после разрыва хромированного образца при прочном сцеплении покрытия происходит осыпание хрома в виде мелких частичек, а па микрофотографии поперечного шлифа шейки образца виден оставшийся тонким слои хрома, прилегающий к основе.

Такое прочное сцепление обусловлено выполнением наиболее важной операции подготовки детали — анодного активирования в хромовом электролите. При растяжении стального образца, хромированного без анодного активировании, хром полностью отслаивается на границе с основным металлом. При шлифовании такое покрытие отслаивается.

При использовании электролитов, работающих при низких температурах, для улучшения сцепления покрытия с основой деталь предварительно электрохимически травят в смеси серной и фосфорной кислот или применяют гидропсскоструиную обработку.

Пластичность. Пластичность электролитического хрома существенно зависит от режима хромирования. Хрупкие осадки хрома (блестящие и матовые) характерны для низких температур электролита и высоких плотностей тока. 

 

Таблица. Механические свойства электролитического хромового покрытия.

 

Более пластичные покрытия получаются при высоких температурах н низких плотностях тока (молочные осадки). Блестящие, матовые и молочные осадки хрома выдерживают без разрушения упругие деформации основного металла, стали. По уже при небольшой пластической деформации блестящие и матовые осадки растрескиваются. Молочные осадки в этих условиях не разрушаются.

Пластичность хрома определяется обычно по массе разрушенного покрытия после осевой деформации хромированных цилиндрических образцов (диаметр 10 мм, длина 15 мм). Деформация производится па 1/3 длины образца. Разрушение покрытия характеризуется отношением потери массы покрытия посте деформации в процентах к первоначальной массе хрома (чем больше эта потеря массы, тем покрытие более хрупко). Этот метод применим только в тех случаях, когда есть уверенность в падежном сцеплении покрытия с основой. При нагреве хромовых покрытий их хрупкость уменьшается и при 600°С делается одинаковой для разных видов покрытий.

Антифрикционные свойства. Большая твердость и особая гладкость хромовых покрытий обусловливают их хорошие антифрикционные свойства: низкий коэффициент трения и высокую износостойкость. Сравнительные данные о коэффициенте трения хромовых покрытий и других металлов, полученные В. И. Архаровым с сотрудниками, приведены в табл. Коэффициент трения определялся по схеме,  имитирующей работу вала в подшипнике. Коэффициенттрепня хрома по чугуну, бронзе и баббиту в два-три раза ниже, чем у закаленной стали. В условиях ограниченной подачи смазки коэффициент трения пористого хрома по чугуну в 1,6 раза меньше, чем для гладкого хрома.

Низкий коэффициент трения и высокая твердость хрома позволяют с успехом применять его для исключения задиров при трении вязких, склонных к схватыванию материалов (нержавеющих сталей, титановых сплавов и др.). Этими же свойствами определяется высокая износостойкость хромового покрытия, которая зависит от режима хромирования и условий работы трущихся пар (прирабатываемости, обеспеченности смазкой, давления и относительной скорости). При правильно выбранных условиях хромирования и эксплуатации хромированных деталей износостойкость стальных деталей после хромирования возрастает в три — пять раз.

В ряде работ приводятся различные значения температуры электролита и плотности тока, обеспечивающие оптимальную износостойкость хрома. Такое различие, по-видимому, связано с разными механизмами износа хрома при разных методах испытаний на износостойкость. Поэтому значения, полученные при каждом методе испытаний, должны рассматриваться как сравнительные, относящиеся только к данному методу. Эти значения большей частью нельзя непосредственно переносить на трущиеся пары с иными условиями трения.