Гальваника — это электрохимическое осаждение металла из раствора его солей на поверхность детали. Деталь подключают катодом, через электролит идёт ток, и ионы металла восстанавливаются прямо на поверхности, образуя покрытие. Толщиной, блеском и свойствами слоя управляют составом электролита, плотностью тока и временем. Три самых востребованных гальванических металла — цинк, никель и хром — закрывают совершенно разные задачи. Понимание их различий избавляет от типичной ошибки, когда «блестящее» покрытие выбирают по виду, а не по функции.
Цинк: дешёвая антикоррозийная защита
Гальванический цинк — самое массовое и недорогое покрытие для защиты стали от коррозии. Его сила в протекторном действии: цинк активнее железа и корродирует первым, защищая сталь даже под царапинами. Толщина обычно 6–24 мкм. После осаждения цинк пассивируют (хроматируют), получая радужное, голубое, жёлтое или чёрное покрытие с дополнительной стойкостью. Это стандарт для крепежа, скоб, кронштейнов, корпусных деталей, работающих в помещении или под краской. Подробнее способы цинкования и их сравнение мы разбираем в отдельной статье.
Никель: защита, декор и подслой
Никелирование даёт твёрдое, коррозионностойкое, красивое покрытие с лёгким тёплым блеском. Никель не протектор — он защищает сталь чисто барьерно, поэтому под повреждением основа может ржаветь; зато он стоек к атмосфере и многим химикатам. Никель используют и как самостоятельное декоративно-защитное покрытие, и как обязательный подслой под хром (хром почти всегда осаждают «никель плюс хром»). Различают два принципиально разных процесса.
- Электролитический (гальванический) никель — осаждается током, бывает блестящим и матовым, толщина 5–40 мкм. Применяют для фурнитуры, инструмента, декоративных деталей.
- Химический (электролизный) никель — никель-фосфорный сплав, осаждается без тока за счёт химической реакции восстановления. Главное достоинство — идеальная равномерность слоя по всей поверхности независимо от формы: одинаковая толщина в отверстиях, пазах, на резьбе. После термообработки твёрдость достигает 800–1000 HV. Незаменим для деталей сложной геометрии, пресс-форм, гидравлики, где нужны точность и износостойкость.
Хром: декоративный и твёрдый — это два разных покрытия
Хромирование часто путают, считая «хром» одним покрытием. На деле это два разных процесса с разными целями.
- Декоративный хром — очень тонкий (0,25–1 мкм) блестящий слой поверх никеля. Сам по себе он почти не защищает; защиту обеспечивает никелевый подслой, а хром даёт зеркальный вид, твёрдость поверхности и стойкость к потускнению. Это «хром» на сантехнике, фурнитуре, автодеталях, мото- и велокомпонентах. Система обозначается как «никель-хром».
- Твёрдый (износостойкий, технический) хром — толстый слой 10–300 мкм, наносится прямо на сталь без декоративных целей. Микротвёрдость 800–1100 HV, низкий коэффициент трения, высокая износостойкость. Применяют на штоках гидроцилиндров, валах, плунжерах, пресс-формах, режущем инструменте. Часто после хромирования деталь шлифуют в размер.
Современные процессы переходят с токсичного шестивалентного хрома (Cr6+) на трёхвалентный (Cr3+) — он экологичнее и безопаснее, хотя оттенок получается чуть темнее. В России требования к качеству хромовых и никелевых покрытий задаёт ГОСТ 9.301, методы контроля — ГОСТ 9.302.
| Покрытие | Толщина | Главное свойство | Применение |
|---|---|---|---|
| Цинк | 6–24 мкм | протекторная защита | крепёж, защита от коррозии |
| Никель электролит. | 5–40 мкм | декор + барьер | фурнитура, подслой под хром |
| Никель химический | 10–50 мкм | равномерность, твёрдость | сложная форма, гидравлика |
| Хром декоративный | 0,25–1 мкм | блеск, неподтускнение | сантехника, авто, фурнитура |
| Хром твёрдый | 10–300 мкм | износостойкость | штоки, валы, инструмент |
Барьерная и протекторная защита: ключевое отличие
Это различие определяет надёжность. Цинк защищает протекторно — расходуется сам, спасая сталь даже под царапиной. Никель и хром защищают барьерно — пока слой цел, всё хорошо, но любая сквозная пора или царапина открывает доступ к основе, и под покрытием начинается локальная коррозия. Поэтому для надёжной барьерной защиты важны достаточная толщина и беспористость слоя, а декоративный хром всегда осаждают по никелевому подслою, который и несёт защитную функцию.
Блестящий хром на детали — это, как правило, микронная плёнка поверх никеля. Защищает не хром, а то, что под ним. Спутать декоративный хром с твёрдым — значит ждать от покрытия того, на что оно не рассчитано.
Как выбрать под задачу
- Нужна дешёвая защита стали от коррозии — цинк с пассивацией.
- Красивая стойкая деталь или подслой под хром — никель.
- Сложная геометрия, равномерность, точность — химический никель.
- Зеркальный декоративный вид — никель + декоративный хром.
- Износ, трение, ресурс — твёрдый хром или химический никель.
Загрузите деталь в МЕТГЕН и опишите задачу покрытия — защита, декор или износостойкость. Подберём процесс, толщину по ГОСТ и при необходимости комбинированную систему (никель-хром, цинк-никель).