Chromowanie

Chromowanie to proces, dzięki któremu na powierzchnię metalowych produktów nakłada się specjalną powłokę ochronną na bazie chromu. Charakteryzuje się ona lustrzanym połyskiem i dlatego może pełnić również funkcje dekoracyjne. Z tego względu wyróżnia się chromowanie dekoracyjne oraz typowo ochronne twarde, które różnią się od siebie głównie grubością warstwy ochronnej produktu końcowego. Chromowanie dekoracyjne jest cieńsze, a tym samym mniej wytrzymałe, odporne na zużycie czy korozję niż chromowanie twarde.

Na czym polega chromowanie?

Zarówno chromowanie dekoracyjne, jak i twarde odbywa się w wyniku tego samego procesu produkcyjnego, ale różni się właściwościami końcowymi i zastosowaniami. Chromowanie wykorzystuje proces elektrolityczny, który polega na pokryciu chromem elementu metalowego w kąpieli elektrolitycznej z szybkością od ok. 25 do 30 mikronów na godzinę. Podłoże poddawane chromowaniu musi zostać najpierw bardzo dokładnie oczyszczone, a jeśli to konieczne poddane również działaniu środków chemicznych w celu poprawy przyczepności powłoki. Następnie element trafia do kadzi, w której jest zanurzany w chromie, a ten jest osadzany na jego powierzchni z wykorzystaniem prądu elektrycznego. W wyniku tego procesu możliwe jest równomierne nałożenie obu rodzajów chromowania na elementy o nietypowych kształtach, rozmiarach i fakturach. Powłoki idealnie przylegają do prążkowanych lub gładkich powierzchni, w małych otworach, wgłębieniach oraz na częściach cylindrycznych. Rozmiar chromowanego produktu jest ograniczony jedynie wielkością kadzi.

Kiedy stosuje się chromowanie twarde?

Głównie w zastosowaniach przemysłowych, tam gdzie ma na celu zwiększenie odporności detali na zużycie i korozję. Twarde chromowanie zwane inaczej chromowaniem konstrukcyjnym lub przemysłowym zmniejsza skutecznie tarcie między częściami maszyn i poprawia trwałość komponentów. Twarda powłoka chromowa wydłuża żywotność maszyn, zmniejszając tym samym przestoje i koszty konserwacji. Można ją również wykorzystać do naprawy uszkodzonych, zużytych czy źle obrobionych części. Element rewitalizowany może w wyniku chromowania odzyskać pierwotne wymiary i wytrzymałość. Twarde chromowanie można zastosować do szerokiej gamy metali nieszlachetnych, aby je wzmocnić bez utraty ich oryginalnych właściwości. Zaliczymy do nich stal czarną i nierdzewną, miedź, mosiądz, brąz i inne. W zależności od zakładanego projektu twarde chromowanie może mieć różną grubość, jak i daje możliwość idealnego wypolerowania a tym samym uzyskania idealnej gładkości w przypadku zaokrąglonych elementów. Można go zastosować do produkcji cylindrów hydraulicznych, pierścieni tłokowych, wirników i wałów do pomp, form, matryc, rolek, łożysk, zaworów, bram, sprężarek, części mechanicznych i samochodowych. Wykorzystuje się go również do produkcji sprzętu rolniczego, górniczego, drzewnego, papierniczego, komponentów tekstylnych i drukarskich oraz sprzętu spożywczego. Jest łatwy do czyszczenia i odkażania, odporny na korozję i poza przemysłem spożywczym z tego względu jest również stosowany w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym oraz naftowo-gazowym, poligrafii, górnictwie i wielu innych.

A kiedy zastosować chromowanie dekoracyjne?

Chromowanie dekoracyjne ma mniejszy zakres stosowania niż twarde, ale również jest wykorzystywane w wielu branżach, w których stawia się na estetykę. Wprawdzie nie zapewnia takiej samej wytrzymałości i trwałości, jak twardy chrom, ale nadal zapewnia cienką powłokę ochronną od ok. 5 do 8 mikrometrów. Chromowanie dekoracyjne stosuje się więc w dekoracyjnych częściach samochodowych, narzędziach, armaturze i do produkcji wielu innych eksponowanych detali. Dekoracyjne chromowanie chroni przed rdzą i zużyciem, szczególnie gdy produkty są wystawione na działanie wilgoci lub czynników korozyjnych. Trzeba mieć jednak świadomość, że nie są to powłoki tak trwałe, jak te uzyskane w wyniku chromowania twardego.

Przykładowe zastosowania chromowania dekoracyjnego:

• części samochodowe, jak np. zderzaki, wykończenia ozdobne, panele wahaczy, klamki drzwi, grille,
• narzędzia i okucia, jak np. klucze, szczypce, nasadki,
• przybory kuchenne, jak szpatułki, szczypce, noże, łyżki, widelce,
• osprzęt do instrumentów muzycznych np. do gitar, klarnetów i innych instrumentów muzycznych,

Powłokę dekoracyjną nakłada się z reguły nie bezpośrednio na metalowe podłoże, ale na wcześniej niklowane lub w niektórych zastosowaniach miedziowane, co dodatkowo wzmacnia efekt ochronny.

Chromowanie twarde i jego zalety

Do najważniejszych atutów powłok uzyskanych w procesie galwanizacji w roztworze kwasu chromowego zalicza się m.in.:

Doskonałą twardość, gdyż powłoka ta jest twardsza niż większość przemysłowych materiałów ściernych i innych powłok metalicznych. Twardość od 68 do 72 HRC może wytrzymać wymagające zastosowania przemysłowe i wysokie naprężenia,

Trwałą grubość powłoki, która jest dostosowana pod konkretny projekt i może wynieść od 10 do 500 mikrometrów, a tym samym ochronić pokryty element przed zużyciem w trakcie normalnej pracy lub w trudnych warunkach np. pod wpływem żrących chemikaliów,

Niską temperaturą osadzania chromu na powierzchni detalu, dzięki czemu właściwości fizyczne i mechaniczne podłoża pozostaną niezmienione podczas procesu galwanizacji, jak i nie wystąpi ryzyko uszkodzenia precyzyjnych części metalowych i elementów wyposażenia,

Różnorodność materiałów, które można zabezpieczyć powłoką chromu, jak i dopasować je do różnych zastosowań przemysłowych, od stali nierdzewnych aż po stopy miedzi, aluminium, tytanu, brązu, mosiądzu czy niklu,

Skuteczną przyczepność do wielu materiałów przy minimalnym ryzyku łuszczenia się, a tym samym długoterminową trwałość co oczywiście będzie możliwe po uprzednim dokładnym oczyszczeniu podłoża, nawet przy wykorzystaniu roztworów chemicznych,

Niskie tarcie w kontakcie z metalami, grafitami, węglem czy polimerami, co w przypadku stosowania na ruchomych częściach zapobiegnie zacieraniu się części i wydłuży ich żywotność,

Wyjątkowa odporność na korozję, kwasy i gazy, jak i na pozostałe silne związki chemiczne, wykorzystywane do produkcji środków dezynfekcyjnych i czyszczących,

Łatwość ponownego powlekania w sytuacji, gdy stara powłoka uległa zużyciu, wystarczy ją usunąć za pomocą środków chemicznych i pokryć na nowo, powtarzając ten proces wielokrotnie, dzięki czemu nie jest konieczna wymiana części na nowe,

Estetyczne wykończenie powierzchni, nawet w przypadku chromowania twardego możliwe jest precyzyjne wypolerowanie powłoki, aż do uzyskania oczekiwanej jakości wizualnej.

Chromowanie i 10 najczęstszych problemów z nim związanych

Mimo że jest to wydajny i skuteczny proces, to mogą w jego trakcie pojawić się różnorodne defekty powłok. Do dziesięciu najczęstszych zaliczymy:

1. Pęcherze, które powstają gdy gazy, zazwyczaj wodór lub azot, przedostają się z wnętrza porów platerowanego przedmiotu na jego powierzchnię. Pochodzą one z reguły ze smaru nałożonego na matrycę podczas produkcji. Kiedy detal odpowiednio się nagrzeje, gazy rozszerzają się w kierunku jego powierzchni i napierają na chromowaną powłokę, tworząc widoczny pęcherz. Może to spowodować całkowite oderwanie się powłoki.
2. Spalone osady, które tworzą się w miejscach o największej gęstości prądu, często w pobliżu końcówek lub przy nieregularnych kształtach. W tych miejscach chromowanie nawarstwia się niezwykle szybko i może zacząć się palić.
3. Punkty podziału, które powstają w procesie odlewania ciśnieniowego. Poszycie może rozdzielić się na dwie części wzdłuż płaszczyzn konstrukcyjnych, co zmniejszy odporność produktu na pękanie w tych miejscach.
4. Nierówne twardnienie, które jest jednym z najczęstszych problemów podczas galwanizacji chromu. Różne części materiału powlekającego twardnieją z różną szybkością. Dzieje się tak dlatego, że chłodniejsza matryca chłodzi część stopionego metalu, a to powoduje że część materiału ochładza się przed zapełnieniem formy. Kiedy nadchodzi kolejny strumień płynnego metalu, wypełnia on pęknięcia, a roztopiony metal łączy się z tym zimniejszym. Zakłóca to wiązanie metalu i tworzy widoczne linie lub ślady płynięcia na powierzchni. Produkt jest przez to mniej odporny na pękanie wzdłuż tych linii.
5. Pękanie powłoki chromowej na różne sposoby m.in. wodorowe, gdy wodór przedostaje się do materiału w trakcie obróbki i powoduje jego dużą kruchość. Drugim rodzajem pękania jest to wywołane mikropęknięciami, które powstają w trakcie tworzenia się kolejnych warstw powłoki. W jednej warstwie powstają drobne pęknięcia, które przykrywa kolejna warstwa, a gdy jest ich zbyt dużo powłoka staje się szorstka. Trzecim rodzajem pęknięć jest efekt błota, który powstaje w wyniku nieprawidłowego szlifowania, a tym samym osłabia platerowany metal i naraża go na korozję.
6. Matowe lub mleczne osady, które mogą wynikać z wielu przyczyn jak choćby brak równowagi chemicznej procesu, zanieczyszczenia kąpieli i jej niewłaściwa temperatura, zła moc prądu i jego rozkład, niewystarczające podgrzewanie, nieskuteczne płukanie lub niedostateczne zanurzenie.
7. Utlenianie materiału przed naniesieniem powłoki chromu, która ma temu zjawisku zapobiegać. W sytuacji, gdy rdza pojawi się zanim dojdzie do pokrycia chromem, może on nie przylegać prawidłowo i nie spełniać swojej roli w późniejszym czasie.  
8. Wżery, które tworzą się w chromowanej powierzchni w postaci małych dziurek. Przyczyną może być źle dobrana chemia czyszcząca, zabrudzona powierzchnia, odłamki szczotek, grubsze osady, piasek z piaskarki, pozostałości po zaprawie czy resztki kąpieli jak np. oleje.
9. Słaba przyczepność, której przyczyną jest z reguły niedoczyszczona powierzchnia lub zabrudzona w trakcie procesu, albo przeterminowany środek do obróbki wstępnej przed nałożeniem chromu.
10. Chropowatość lub ostre krawędzie, których przyczyną może być zła jakość metalu nieszlachetnego, zdolność do przyciągania większej ilości prądu elektrycznego lub nieprawidłowe szlifowanie i gratowanie.

Mimo tych wad chromowanie to niezwykle skuteczna metoda, która wydłuża żywotność materiału od 2 do 10 razy dłużej. Warto jednak odpowiednio przygotować powierzchnię, dobrać rodzaj i jakość procesu galwanizacji, jak i grubość warstwy ochronnej. Tak dobrać parametry powlekania, aby zapewnić jak najlepsze właściwości pod względem zużycia, korozji i trwałości. Pamiętać również o czystości całego procesu, co zapewni jakość chromowania nawet na dziesiątki lat i to w trudnych warunkach.