В табл. приводятся примерные значения толщин подслоя по данным работы.

Таблица. Примерные толщины многослойных защитно-декоративных хромовых покрытий, мкм

 

В настоящее время широкое распространение получает защитно-декоративное покрытие, подслоем которого является система никелевых покрытий: «триникель» и «силникель». Подслой «триникель» состоит из слоя никеля полублестящего, тонкого промежуточного слоя никеля, содержащего серу, и наружного слоя блестящего никеля. Блестящее хромовое покрытие толщиной 0,25—1 мкм наносится па блестящий никель. Промежуточный слой является анодом по отношению к соседним слоям никеля и при проникновении к нему коррозионной среды он подвергается разрушению, защищая другие слои. Важным усовершенствованием в этих системах является Применение хромового покрытия толщиной oколо 1 мкм, имеющее большое количество пор или микротрещин. Такое хромовое покрытие обладает значительно большим защитным действием по отношению к подслою, чем покрытие блестящим хромом с обычной сравнительно небольшой трещиноватостью.

Высокая микропористость хромового покрытия обычно достигается нанесением под хром тонкого слоя композиционного никеля, содержащего частицы каолина в количестве 106 — 108 частиц на 1 см2. В местах выхода частиц каолина на поверхность в хромовом слое образуется очень развитая, но незаметная для глаза пористость. Защитное действие хрома толщиной 0,25 мкм улучшается уже при 5000—10000 пор/см2. Наилучшая защитная способность хрома достигается при 200000—400000 пор/см2. При такой концентрации пор внешний вид блестящего хромового покрытия не изменяется.

 

Композитный никель оптимального состава «силникель» может быть получен из следующего электролита разработанного Институтом химии и химической технологии АН ЛитССР, г/л: сернокислый никель — 260—280; хлористый никель — 40—60; борная кислота — 30—35; сахарин — 0,7—1,2; 1,4 бутандиол — 0,2—0,3; каолин «Экстра ОПС» — 0,3—2,0. Режим работы: рН = 3,0÷3,5; ik = 4÷5 А/дм2; t = 50÷60°С; слой — 3 мкм, перемешивание. В каолине не менее 75 % частиц имеют размер меньше 1 мкм.

Потенциал «силникеля» на 50 мВ отрицательнее потенциала хрома.

Коррозионные испытания по методу «Корродкот» (воздействие на покрытие специальной агрессивной пасты) показало, что после четырех циклов испытаний покрытие Ni27Cr0,5 имело оценку 2 балла, а такое же покрытие, но с подслоем под хром «силникеля» толщиной 3 мкм показало предельную стойкость и оценено в 10 баллов. По другим данным покрытие с подслоем никеля 9—12 мкм и с подслоем «силникеля» равноценно по защитной способности покрытию без силникеля толщиной 24 мкм.

Хромовое покрытие с развитой микротрещиноватостью может быть получено из электролита следующего состава, г/л: хромовый ангидрид — 250; кремнефтористоводородная кислота — 0,75; серная кислота — 1,5; селенат натрия — 0,015.

Концентрация трехвалентного хрома, образующегося в процессе электролиза, поддерживается в пределах 0,2—1,0 г/л.

Имеются данные о возможности получить микротрещиноватое хромовое покрытие из стандартного сульфатно-кремнефторндного электролита при режиме: ik = 15 А/дм2, t = 40÷50°С, слой — 2 мкм.

Для получения микротрещиноватого хромового покрытия Институт химии и химической технологии АН ЛитССР разработал технологический процесс хромирования, обозначенный «Лимеда Х-80». Этот процесс характеризуется следующими показателями: рабочие температуры хромирования— 18—55°С; катодные плотности тока— 1-140 А/дм; выход хрома по току — до 23 расход добавки «Лимеда Х-80» — 1 г/м2; минимальная толщина покрытия, при которой образуются микротрещины — 0,3 мкм.

Состав электролита, г/л: хромовый ангидрид — 200—400 и добавка «Лимеда Х-80» — 15.

Поцесс внедрен на Горьковском автомобильном заводе и на Панеисжском заводе точной механики. Трещиноватость определяется по числу трещин, пересекающим длину 1 см. Хорошая защитная способность достигается при 600 трещинах на 1 см.

Увеличение защитного действия хрома за счет существенного увеличения его .микропористости или микротрещин объясняется спецификой его контакта с подслоем никеля, по отношению к которому хром является катодом. Важным фактором в этом контактировании представляется соотношение поверхностей катода и анода. Резкое увеличение пористости приводит к возрастанию поверхности никеля под порами более чем в 100 раз и соответственно этому уменьшается плотность тока контактной коррозии в каждой из пор, а значит, и уменьшается скорость коррозии анода, никеля.

Защитно-декоративное хромирование деталей из легких и цинковых сплавов осуществляется также осаждением слоя хрома около 1 мкм на подслой, который наносится по технологии, принятой для этих металлов.

Для хромирования мелких деталей насыпью применяется концентрированный электролит с хорошей кроющей способностью, г/л: хромовый ангидрид - 350-400; серная кислота — 3,5—4,0; борная кислота — 10. Режим работы: катодная плотность тока (сила тока, отнесенная к площади кюветы с деталями) — 120—300 А/дм2; температура электролита — 38—45°С; продолжительность хромирования — 15—20 мин.

На Казанском заводе «Автоспецоборудование» внедрен электролит для хромирования мелких деталей в колоколах. Электролит имеет следующий состав, г/л: хромовый ангидрид — 400; фтористый калий—8—12; добавка «Прогресс» — 0,3—0,4. Режим работы: iк = 7÷10 А/дм2, t° = 20÷30°С, скорость осаждения — 0,25 мкм/мин.

 

Покрытие черным хромом. Черное хромирование нашло применение в приборостроении для защитно-декоративной отделки деталей, которые наряду с коррозионной стойкостью должны иметь поверхность, обладающую низким коэффициентом отражения света, например в различных оптических системах. Черные хромовые покрытия можно наносить на поверхность различных металлов. Покрытия черным хромом по сравнению с другими покрытиями черного цвета - черным никелем, оксидными или фосфатными пленками—отличаются хорошей защитной способностью, обеспечиваемой подслоем молочного или блестящего хрома, хорошей теплостойкостью и стойкостью в вакууме, а также относительно высокой износостойкостью, примерно в три— пять раз превосходящей износостойкость черного никеля, однако для работы на трение покрытие черным хромом непригодно. Для покрытия черным хромом применяются несколько электролитов.

Раствор № 1. Состав, г/л: хромовый ангидрид — 300—350;уксуснокислый барий — 5—7; азотнокислый натрий — 7—10; борная кислота — 12—15. Режим работы: плотность тока iк = 40—80 А/дм2; t = 30÷40°С; скорость наращивания хрома — 6—8 мкм/ч.

Раствор № 2. Состав, г/л: хромовый ангидрид — 250—280; криолит — 0,2—0,3; железо щавелевокислое (окисное) — 50—60. Режим работы: ik = 8÷15 А/дм2, t =15÷20°С, время хромирования — 15—30 мин, толчок тока 30—50 А/дм2 в течение 1—2 мин

Раствор № 3. Состав, г/л: хромовый ангидрид — 280—300; аммоний фтористый — 0,2—0,3. Режим работы: ik = 50÷100 А/дм2, t = 18÷25°C, продолжительность хромирования — 2 мин

В электролитах не допускается наличие серной кислоты.

Новый электролит прорабатывается током из расчета 10— 20 А ч/л. Электролиты устойчивы в работе и обеспечивают получение равномерного черного цвета при широком диапазоне плотностей тока. Толщина слоя черного хрома обычно 1,5—2,0 мкм. Для надежности защиты от коррозии применяется подслой молочного хрома толщиной 10—15 мкм.

Подготовка изделий к хромированию обычная для декоративных покрытий. После нанесения черного хрома изделия промывают водой, сушат и подвергают термообработке в масле при температуре 110—120°С в течение 30—60 мин.

Покрытие черным хромом производится также из электролита с добавкой ДХТИ-50. Состав электролита и режим хромирования приведены.

Существенное влияние на отражательную способность черного хромового покрытия оказывает шероховатость поверхности основного металла. Коэффициент отражения на полированной поверхности достигает 10 %, в то время, как на пескоструйной поверхности он снижается до 1—4 %.

Покрытие черным хромом с успехом применено для защитно-декоративной отделки стволов охотничьих ружей. Атмосферные коррозионные испытания, проведенные в районе Батуми, показали, что при ранее применявшемся оксидировании с использованием «ржавого лака» уже после 24 ч испытаний появились первые признаки коррозии, а образцы, покрытые черным хромом, не изменились после испытаний в течение месяца. Тамбовский завод гальванического оборудования изготовил автоматическую линию для черного хромирования стволов охотничьих ружей с источником тока ВАКГ—6/12 3200/1600.

Для расширения диапазона декоративных свойств хромовых покрытий предложен электролит, позволяющий наносить синие хромовые покрытия. Электролит имеет следующий состав, г/л: хромовый ангидрид — 250—400; кремнефтористый калий — 15—20; едкий натр— 15—20; тетраборнокислый натрий— 15—20; сахар— 1—3.