Хромування будь-яких деталей!



Декоративне хромування - це просто
Введення
На сучасному ринку захисно-декоративних покриттів з точки зору інвестицій у виробництво одне з перших місць посідає хромування.
Більш того, при високому попиті пропозиція - дуже обмежена. Привертають високі ціни на покриття хромом, часто перевищують ціни на інші види гальванохімічних і лакофарбових покриттів в кілька разів.
Важливим є факт, що пакет замовлень на блискуче хромування легко формується при дрібносерійному виробництві. Конкурентоспроможність таких процесів, як цинкування, чорніння, анодування, фосфатування і т. п. визначається переважно виробничими потужностями. З іншого боку, підприємства, що мають розвинуте виробництво фінішних покриттів, неохоче беруть дрібносерійні і разові замовлення, що становлять найбільшу частку в разі хромування. Таким чином, навіть у невеликої ділянки хромування хороші шанси до виживання по сусідству з великими заводами, міцно вкорінилися на ринку гальванопокриттів ще c радянських часів.
Сподіваюся, ця стаття буде корисна підприємцям, безпосередньо не пов'язаних з гальванотехніки, але виявляють інтерес до процесів захисно-декоративного хромування в контексті ідеї малого бізнесу. Люди, що займаються гальванотехніки професійно, навряд чи почерпнуть тут що-небудь нове. Мета статті - у популярній формі дати відповіді на питання про хромуванні, найбільш часто задаються комерсантами постачальникам гальванотехнічних процесів і обладнання. Матеріал, що викладає відображає нашу суб'єктивну точку зору.
Трохи лірики в хромуванні.
Запити на організацію виробництва захисний-декоративних покриттів хромом надходять на адресу нашої фірми 3? 5 разів на тиждень. Переважно цікавить хромування автозапчастин з низьколегованих сталей і сплавів ЦАМ, автомобільних дисків із сплавів алюмінію і виробів з пластмас. Як правило, потрібний мінімальний комплект обладнання (часто - портативна або лабораторна установка). Плановане виробництво орієнтоване на обробку дрібносерійних і штучних виробів.
У той же час, запити на розміщення замовлень на хромування в межах Московської області до нас надходять щодня. У чому ж причина такого дисонансу попиту і пропозиції?
Для початку розкрию причинно-наслідковий зв'язок комерційного інтересу до декоративного хромуванню: хромоване виріб коштує істотно (часто в кілька разів) дорожче вироби з іншим видом покриття і користується попитом - це наслідок. Причиною ж такої дорожнечі є те, що не так-то просто організувати і експлуатувати навіть невелику ділянку хромування. Якби це було легко, то покриття не варто було б так дорого.
Нижче будуть висвітлені основні "камені спотикання" у вирішенні завдання організації виробництва, базуючись на практиці маркетингових досліджень наших клієнтів.
Отже, все, що ви хотіли знати про хромуванні, але соромилися запитати.
Хромування в гаражі.
Найбільше простою і тому затребуваною є ідея реалізації виробництва на базі непромислових площ, що знаходяться в розпорядженні підприємців: гараж, підвал, підсобне приміщення, бокс автосервісу і т. п. Однак, хромова кислота - це шкідлива і летюча речовина. Повний перелік факторів впливу хрому (VI) на людський організм займає кілька сторінок. Шестивалентний хром - найсильніший канцероген і отруту, що діє практично на всі людські тканини та слизові оболонки. Звичайно, можна поставити імпровізовану витяжну вентиляцію або тримати двері відкритими, але тоді в радіусі кількох метрів від Вашого гаража зів'яне листя, і земля покриється коричневими плямами, а це можуть помітити сусіди.
Все-таки, краще займатися хромуванням з дотриманням санітарних, будівельних норм і правил охорони праці, попередньо дізнавшись про умови отримання у наглядових органів дозволів на розміщення ділянки хромування на території обраної проммайданчика. Як правило, на початковому організаційному етапі місцем розміщення виробництва не надається особливого значення. Однак місцеві санітарні норми визначають не тільки вартість комплексу устаткування гальванічного ділянки, але й принципову можливість будівництва останнього. Одного разу до нас надійшов запит на будівництво ділянки хромування труб довжиною до 6м у м. Сочі. На курорті не знайшлося жодного санаторію, поблизу якого СЕС дозволила б розгорнути великомасштабне хромування.
Висновок: починати треба не з вибору устаткування, а з вибору виробничих площ.
Скільки коштує обладнання для декоративного хромування?
Обладнання ділянки для дрібносерійного виробництва захисний-декоративних покриттів хромом є типовим гальванічним обладнанням і включає наступні елементи: ванни, Тени, джерела струму, системи фільтрації, установка демінералізації води, місцева і загальнообмінна вентиляція, трубопровід і каналізація. До допоміжного обладнання слід віднести шліфувально-полірувальні верстати і апарати піскоструминної обробки.
Ринок гальванічного обладнання пропонує великий спектр подібної продукції як російського, так і імпортного виробництва. Обладнання можна купувати як з окремих компонентів, так і в комплексі в одного постачальника. Вагому частину устаткування можна виготовити в рамках інфраструктури металообробного виробництва, що дасть виграш приблизно в половину його ринкової вартості. Слід зазначити, що закуповується обладнання не обов'язково шукати, як «обладнання для гальваніки» або «обладнання для хромування».
Зазвичай, першим кроком у маркетингових дослідженнях є спроба дізнатися орієнтовну вартість мінімального комплекту необхідного обладнання. Однак, зважаючи на безліч варіантів виконання блискучого хромування і, як наслідок, відмінності апаратурного оформлення процесів, правдоподібну цінову інформацію можна отримати лише на основі конкретної технології, якої замовник повинен мати у своєму розпорядженні до моменту вибору обладнання. До комплекту обладнання для хромування може входити від 2 до 30 ванн. Тому орієнтовна вартість середньої ділянки так само інформативна, як може бути інформативна температура середньостатистичного хворого в лікарні.
Висновок: вивчення ринку гальванічного обладнання необхідно починати, грунтуючись на певній технології, а не на абстрактному бажанні зайнятися хромуванням.
Хромування. Ось такі пироги
Що ж такого складного в технології декоративного хромування? Почнемо з найпростішого способу накладення хрому безпосередньо на сталь з наступною механічною поліруванням. Апаратурне оформлення, виробнича площа, витрата реактивів і води - мінімальні. Однак такий процес має ряд істотних недоліків і офіційно такої хром не можна назвати захисно-декоративним зважаючи наступних причин:
а) Хромове покриття є пористим і захищає метал підкладки від корозії при товщині, починаючи від 20? 50 мкм (при такій товщині наскрізні пори перекриваються). Накладати такі товщини нерентабельно через високі енерговитрат і тривалості процесу. При малій товщині покриття виріб не захищається від корозії і велика ймовірність повного зняття шару хрому при поліруванні гострих крайок.
б) Залежно від умов осадження можна отримати твердий або м'який хром. М'який хром легко дряпається, твердий хром - важко полірується.
в) При поліруванні хрому неможливо досягти такого декоративного якості, як при "правильному" декоративному хромуванні. Полірувальні пасти проникають в мікротріщини покриття, надаючи останньому тьмяний відтінок.
У гальванотехнике існує два види хромування: тверде (зносостійке) і захисно-декоративне. Причому, покриття типізуються не за фізичним властивостям, а за функціональним призначенням. Безпосередньо на сталь накладається твердий хром товщиною 10? 300 мкм. Призначення твердого хрому - підвищення твердості і зносостійкості вироби, а також - утримання мастильних матеріалів. Фізично твердий хром може бути менш твердим і зносостійким, ніж декоративне покриття. Сьогодні багато виробників покриттів пропонують твердий хром в якості декоративного, хоча таке покриття зазвичай програє як у захисних (при малій товщині осаду), так і декоративних властивостях.
Захисно-декоративне хромування припускає наявність проміжних шарів між шаром хрому і підкладкою. Покриття представляє собою багатошаровий "пиріг", частка хрому в якому - до 1%. Разом з тим, захисно-декоративні властивості покриття визначаються в основному саме якістю та типом підшарів. Власне хром наноситься товщиною 0,3? 1 мкм. При такій товщині шар прозорий. Коли ви дивитеся на хромоване виріб, то насправді ви бачите подслой нікелю. Хром всього лише захищає нікель від потьмяніння (не від корозії) і надає йому блакитний відтінок. У розрізі типовий "пиріг" виглядає так: сталь (підкладка), нікель (затягування), мідь вирівнює, нікель полублестящій, нікель блискучий, хром.
Перед вибором обладнання слід визначитися, які саме підшару і товщини планується наносити. У гальванотехнике поширене порядку десятка видів багатошарового хромування. Вибір оптимального варіанту - це компроміс між якістю і ціною, трудомісткістю і вартістю витратних матеріалів, початковими і поточними фінансовими витратами. Після того, як вибір зроблений, виробники обладнання повідомлять більш точну цінову інформацію на підставі уніфікованих вихідних даних. Наприклад: для тришарового покриття стали потрібно п'ять основних та п'ять промивних ванн; для покриття сплавів алюмінію додаються стадії попередньої обробки поверхні підкладки (1? 3 основних і 1? 3 промивних ванни). Кількість промивних ванн - теж не однозначне рішення. Іноді доцільно збільшити кількість промивань, зменшивши в кілька разів промивні стоки. Або може мати сенс скоротити частину промивок, використовуючи одну промивну ванну для декількох технологічних стадій.
Сподіваюся, тепер стало зрозуміло, чому колишні переговори з потенційним постачальником закінчувалися на тому, що ви б хотіли придбати обладнання для хромування взагалі, а постачальник в принципі може поставити будь-яке обладнання для хромування.
Висновок: вибір устаткування для блискучого хромування - значно багатшими, ніж це здається на перший погляд.
Ще про хромування.
Отже, перелік гальванічного обладнання практично підібраний. Залишилося, на мій погляд, приділити увагу трьом важливим аспектам процесу:
а) Найбільш трудомісткою частиною виробничого циклу є поліровка. Незважаючи на те, що в останні роки розроблено безліч технологічних рішень, що виключають полірування, на "промислових рейках" як і раніше не обходяться без механічної обробки поверхні. За кордоном, наприклад, виробники хромованих автомобільних дисків мають автоматизовані полірувальні цеху, що перевершують за вартістю безпосередньо гальванічне обладнання. Це виправдано при великій продуктивності. Якщо говорити про дрібносерійному виробництві, то щоб ванни не простоювали, на 1? 2 робочих гальванічного ділянки буде припадати 3? 6 кваліфікованих полірувальників.
б) Якщо для хромування стали технологічний ланцюжок можна вибрати з високим ступенем точності на підставі довідкових даних і розрахунків, то при постановці процесу для сплавів алюмінію необхідні попередні випробування. Вид і послідовність операцій у цьому випадку сильно залежать від марки сплаву і структури металу, що пройшов механічну і термообробку (наприклад, автомобільні диски, відлиті під тиском). Це означає, що при помилці в опрацюванні технології хромування сплавів алюмінію на етапі пуско-налагоджувальних робіт у кращому разі доведеться додавати у встановлений комплекс декілька ванн і ряд додаткового обладнання. Сплави алюмінію і магнію взагалі важко піддаються електрохімічним методам нанесення металевих покриттів. Вищесказаним пояснюється високий рівень цін на хромовані автомобільні диски.
в) Процес осадження хрому триває кілька хвилин, а на полірування та нанесення проміжних підшарів витрачається до декількох годин. При отриманні шлюбу на етапі хромування всі верстви видаляються, і повна послідовність операцій повторюється. Основний вид браку при осадженні хрому - неповне покриття поверхні. Особливість хромування - погана криюча здатність. Тому для кожного типу покриваються деталей проектується і підбирається експериментально необхідна оснастка. Геометрія оснащення визначається геометрією деталі, легкістю монтажу та іншими факторами. Підбір оснащення, на мій погляд, є найбільш складною і важливою частиною роботи при запуску ванни. Причому, на вибір оптимальної конструкції йде від декількох днів до декількох місяців.
Висновок: виробництво покриття залежить не тільки від кількості ванн і їх габаритів.
Замкнутий цикл або безстічна технологія хромування.
Не хочеться заглиблюватися в цій статті в тему очищення гальваностоків. Однак необхідно зауважити, що будівництво очисних споруд не завжди виправдано в рамках невеликого гальванічного ділянки. Часто виявляється рентабельним здавати стоки на утилізацію. Деякі виробництва скидають стоки в каналізацію - цієї теми не хочеться торкатися зовсім.
З точки зору очищення стоків для малого ділянки хромування специфічними є такі властивості, як:
а) Многокомпонентность складу стоків. 1м 3 стоків ділянки хромування очистити складніше, ніж очистити 5м 3 стоків лінії лужного цинкування.
б) Висока чутливість електролітів до домішок. При неналежної реалізації безстічної технології очищення електроліти поступово погіршує їх стан.
Для будь-якого невеликої ділянки очисні споруди будуть коштувати дорожче гальванічного обладнання більш ніж в 2 рази. Якщо очищені стоки планується скидати в каналізацію, то необхідний проект з відповідним узгодженням. Вартість проектних робіт може перевищити ціну самих малопродуктивних очисних споруд. Цілком зрозумілі причини, за якими замовниками віддається перевагу системам замкнутого циклу. Але "замкнутий цикл" - далеко не завжди є оптимальним рішенням очищення стоків будь-якого гальвановиробництва. Обладнання безстічних систем, як правило, вимагає кваліфікованого обслуговування, обмежує продуктивність по покриттях і ускладнює технологічний процес у цілому. Типовою є ситуація, коли безстічна система запускається, акт приймання підписується, а через 2-3 місяці електроліти виходять з ладу. Зазвичай неполадки мотивуються: непостійної продуктивністю лінії, яка повинна виробляти суворо певну кількість покриттів на годину; порушеннями виробничого регламенту - робота всіх ванн повинна бути синхронізована за певними правилами; помилками операторів очисних споруд або вимірювальних приладів. У результаті після тривалої доробки / переобладнання очисного комплексу замовнику нічого не залишається, як розімкнути "замкнутий цикл" і скидати стоки безпосередньо в каналізацію, щомісяця сплачуючи штрафи.
Висновок: ставити очисні чи ні - судіть самі.
Висновок
Сподіваюся, у вас не "опустилися руки" після прочитання цієї статті. Повторюю, що матеріал складався на основі поширених нам питань. Захисно-декоративне хромування - процес досить рентабельний і затребуваний на сучасному ринку. Однак всупереч існуючій думці підприємців малого бізнесу, які вважають що можливо організувати ділянку хромування у вигляді незначного доповнення до існуючого цеху токарної обробки, хромування (як, втім, більшість інших гальванічних процесів) є повноцінним видом виробництва і інвестіціонноемкім видом бізнесу.