Организация работ. Имеет одной из главных целей обеспечить постоянную полную загрузку бригады хромировщиков. Необходимо так подбирать партии хромируемых деталей применительно к имеющемуся оборудованию, чтобы за время сравнительно длительного нахождения деталей в хромировочной ванне бригада хромировщиков смогла быть полностью занята подготовкой партии деталей для следующей загрузки. Это требует от бригадира учета конструктивных особенностей деталей, требований к их хромированию (толщина и равномерность слоя покрытия, изоляция нехромируемых поверхностей), определение величины партии деталей, полностью загружаю щей ванну, учета трудоемкости подготовительных работ. При такой организации труда работы бригады большое значение имеет рациональное устройство рабочего места хромировщика. Полезные указания об этом имеются в специальной инструкции.

Повышение производительности ванн. Для этого необходимо рационально загрузить ванны деталями, полностью загрузить их током, сократить продолжительность хромирования за счет уменьшения расчетного слоя хрома, увеличения выхода по току, повышения равномерности покрытия. Для рациональной загрузки ванн деталями целесообразно распределить их по группам таким образом, чтобы в каждой группе были детали однотипные: по габаритным размерам, толщине слоя хрома, величине хромируемой поверхности и форме. Для каждого типа деталей разработать рациональные приспособления для завешивания в ванну.

Величина поверхности загруженных в ванну деталей определяется значением полной токовой нагрузки ванны, т. е. силой тока, при которой заданная температура электролита поддерживается за счет джоулевой теплоты, без подачи пара (для горячих электролитов).

Если по габаритным размерам детали загружают ванну полностью, а по величине поверхности загрузка недостаточна, то повышают плотность тока по возможности до достижения полной токовой нагрузки. Такое повышение плотности тока с сохранением требуемого качества покрытия достигается на основе изложенных ранее закономерностей, определяющих рабочий интервал. Хромирование при возможно более высоком выходе хрома по току связано с выбором состава электролита и режима осаждения. Выход по току наибольший (до 40 %) в тетрахроматных холодных электролитах, затем в сульфатно-кремнефторидных (17—19 %) и в сульфатных (13—15 %)

Выход по току возрастает с увеличением плотности тока, что особенно проявляется в малоконцентрированных сульфатных электролитах; в этом случае при ik = 45 А/дм2 выход по току 15%, а при ik = 80 А/дм2 выход по току достигает 20% (t = 55°С). Применение высоких плотностей тока в пределах сохранения требуемого качества покрытия возможно в проточном электролите с некоторым повышением выхода по току.

Выход хрома по току является важным показателем эффективности электролита, однако при технико-экономическом анализе для выбора электролита учитываются и другие его особенности: потери хромового ангидрида, зависящие от его концентрации в электролите, необходимость специальных установок для охлаждения электролита при низких температурах, химическая агрессивность электролита, сложность его состава и др.

 

При нанесении толстых покрытий значительное повышение производительности ванн может быть достигнуто за счет мероприятий, повышающих равномерность покрытия (см. гл. I). Скорость наращивания покрытия определяется на том участке поверхности, где толщина покрытия наименьшая. Поэтому, чем более равномерно покрытие, тем выше расчетная скорость наращивания при той же заданной средней плотности тока. Сокращение продолжительности хромирования, и довольно значительное, дает также применение размерного хромирования, при котором покрытие наносится без припуска на шлифование. Толщина этого припуска примерно 0,1—0,15 мм и его наращивание требует продолжительности хромирования при плотности тока 60 А/дм2 1,5—2,0 ч.

Расход энергии. Он складывается в основном из потребления тока на процесс электролиза, энергии на нагрев или охлаждение электролита и на вентиляцию. Уменьшение расхода тока можно получить путем возможно более широкой замены защитных катодов на защитные изоляционные экраны. Некоторую экономию тока можно получить за счет ухода за подвесными приспособлениями, тщательно изолируя их поверхности и устраняя наросты хрома в местах повреждения изоляции.

Сокращение расхода энергии на хромирование достигается во всех случаях сокращением продолжительности процесса за счет повышения выхода хрома по току, увеличением равномерности покрытия и применением размерного хромирования. В малоконцентрированных электролитах непосредственно на электролиз расходуется больше энергии, чем в электролитах с большей концентрацией, имеющих более высокую электропроводность. Однако этот дополнительный расход не является потерей, так как он используется на нагрев электролита, соответственно уменьшая расход пара. Количество этой энергии может быть достаточным для поддержания постоянной рабочей температуры электролита, исключив паровой нагрев.

Большая экономия энергии может быть получена при организации непрерывной круглосуточной работы ванн, исключив ежедневный подогрев их до рабочей температуры. Такой подогрев требует особо большой затраты теплоты. Часовой расход пара на нагрев в пять — семь раз превышает его расход на Поддержание температуры электролита. Например, расход пара для ванны объемом 2000 л составляет для нагрева до 60°С 200 кг/ч, а для поддержания этой температуры — 23,6 кг/ч.

Основная затрата теплоты работающей ванны обусловлена испарением электролита. Эта потеря может быть существенно уменьшена путем добавки в электролит хромина или нанесения на поверхность электролита защитного слоя из полиэтиленовых поплавков или защитной жидкости.

Сокращение расхода основных материалов. Оно касается хромового ангидрида, поскольку его расход составляет главную часть расхода материалов. Хромовый ангидрид используется для выделения хрома и расходуется, кроме того, при уносе электролита с деталями, в вентиляцию и на потери при приготовлении и корректировании ванны.

Расход хромового ангидрида на выделение хрома может быть уменьшен при осуществлении мероприятий по экономии электрического тока (замене защитных катодов на изоляционные, повышения равномерности покрытий и др.). Потеря хромового электролит для деталей средней сложности составляет около 0,3 л/м2 . Из них 50 % па унос с деталями, 30 % в вентиляцию и 20 % ни потери при приготовлении и корректировании электролита. Норма па унос с деталями уже учитывает улавливание электролита при первой промывке. Основным путем уменьшения этих потерь является применение электролитов с малой концентрацией хромового ангидрида.

 

Относительные потери хромового ангидрида особенно велики при защитно-декоративном хромировании. При средней потере электролита 250 мл/м2, концентрации хромового ангидрида 350 г/л и толщине покрытия 1 мкм потери хромового ангидрида составят 87 г/м2, а его расход на покрытие 13,3 г/м2. Таким образом, потери равны 650 % от полезного расхода! Конечно, снижение концентрации хромового ангидрида в электролите соответственно уменьшит его потери. Основными путями снижения уноса электролита в вентиляцию являются применение защитного слоя на зеркале ванны из поплавков или за счет добавки хромина (потери уменьшаются приблизительно на 50%) и применением малоконцентрированных электролитов. Потери на приготовление электролитов с малой концентрацией хромового ангидрида также будут меньше. Такое значительное влияние концентрации хромового ангидрида на его потери является важной причиной современной тенденции возврата к электролитам с низкой концентрацией хромового ангидрида.

В перспективе можно наметить путь уменьшения расхода хромового ангидрида за счет регенерации отработавших хромировочных электролитов. В настоящее время электролиты, в которых накопилось большое количество железа, загрязненные азотной кислотой и другими вредными примесями, выливают в канализацию, затрудняя тем самым очистку сточных вод. Разработка методов очистки и регенерации таких электролитов проводится и уже имеются обнадеживающие результаты. Имеется положительный опыт очистки и повторного использования хромового электролита с помощью сульфокатиопитов типа КУ-2 и КУ-23.

Изложенные соображения также намечают пути повышения производительности труда и снижения стоимости хромирования. Большое значение имеет квалифицированный творческий рационализаторский подход хромировщиков к выполняемым работам. Этим определяется ценность практических мероприятий для повышения экономической эффективности хромирования конкретных деталей в конкретных условиях данного цеха.