InfoNu.nl > Wetenschap > Techniek > Ambachtelijk verchromen: het eenmansbedrijf

Ambachtelijk verchromen: het eenmansbedrijf

De kwaliteit van het elektrolytisch verchromen wordt bepaald door de koper-, nikkel- en chroomlaag maar vooral ook door voorbewerkingen als slijpen en polijsten, die meestal het grootste deel van de kostprijs uitmaken. Moeilijk is het reviseren van de onderdelen van oldtimers, antiek bouwbeslag e.d. die meestal opdrachten zijn van particulieren, opdrachten die grotere galvanische bedrijven de laatste tijd afstoten. Het werk wordt meestal uitgevoerd door ambachtelijke bedrijven, vanwege de specifieke aandacht die het vraagt. Het probleem is de tijdrovende communicatie met particulieren, die niet zelden een niet realistische verwachting hebben van het eindresultaat.

Functie van nikkel, chroom en koper, bij het verchromen

De verchroom technologie die de hoogste kwaliteit levert is het conventionele elektrolytisch verchromen in drie lagen, namelijk de koper-, nikkel- en chroomlaag.

Verchromen volgens DIN ISO 12540 en DIN 50967

Chroombaden bestaan uit chroomzuur en een kleine toevoeging van zwavelzuur (katalysator in het proces). De positieve chroomionen in het chroomzuur slaan neer op het negatief geladen werkstuk (kathode). De totale procedure is als volgt:
  1. Slijpen, fijn slijpen en polijsten.
  2. Ontvetten en beitsen.
  3. Galvanisch verkoperen.
  4. Polijsten.
  5. Galvanisch vernikkelen.
  6. Galvanisch verchromen.

Toelichting op de galvanisch aangebrachte beschermingslagen

  • Het koper vormt een taaie, redelijk corrosievaste grondlaag met een goede hechting, die de oneffenheden, krassen, putjes, beschadigingen e.d. in het te coaten staal opvult.
  • Het nikkel vormt een taaie redelijk corrosievaste oppervlakdekkende tussenlaag, maar wordt uiteindelijk aangetast door een combinatie van corrosie en slijtage, het is niet hard en dus niet slijtvast en niet zo weerbestendig als chroom, bovendien verkleurt het in de loop van de tijd.
  • De chroomlaag is niet transparant maar erg dun, waardoor de onderliggende relatief dikke nikkellaag een dragende functie heeft en verantwoordelijk is voor de glad- en strakheid van de chromen toplaag die daardoor fraai reflecteert. De chroomlaag is enigszins poreus, maar door zijn hardheid en slijtvastheid beschermt hij de onderliggende lagen tegen beschadiging en slijtage.
  • De Vickers hardheid van chroom is circa 1000 MPa (N/mm2) en van nikkel circa 600 MPa (N/mm2). Chroom oxideert aan de lucht tot chroomoxide met een hardheid van ruim 8 Mohs en benadert de hardheid van korund waar onder andere slijpschijven van gemaakt worden.

Om economische reden, als de omstandigheden minder agressief zijn, zoals bij binnen gebruik, wordt de koperlaag weggelaten en een nikkel-chroom-coating toegepast.

De corrosiewerende werking van de koper-nikkel chroomlaag

De beschermende werking van verchromen is gebaseerd op het afsluiten van het onderliggende staal van de inwerking van lucht en vocht d.m.v. verchromen met een koper-nikkel-chroom coating en moet daarmee chemische corrosie voorkomen.

Er is hier geen sprake van “kathodische bescherming", m.a.w. de koper-nikkel-chroom coating offert zich niet op ten gunste van het onderliggende staal, helaas gebeurt het omgekeerde, nikkel en chroom zijn edeler dan ijzer en bij contact in een vochtige omgeving ontstaat elektrochemische corrosie die tweemaal sneller verloopt dan chemische corrosie. Er ontstaat een holte in het ijzer onder de beschadigde coating. Scheurtjes of porositeit in de nikkel-chroom coating betekent niet alleen dat er vocht en lucht bij het staal komt en dus plaatselijk gaat roesten, het contact tussen ijzer en nikkel verdubbelt de snelheid van de aantasting door elektrochemische corrosie. Een merkwaardige zaak dat een beschadiging van de coating die corrosie moet voorkomen bij beschadiging de corrosie juist bevordert.

De poreuze chroomlaag

De zeer dunne chroomlaag heeft een beperkte weerstand tegen corrosie, wegens microscheurtjes in het chroom als gevolg van het coatingsproces. Wanneer chroom rechtstreeks wordt aangebracht op staal is de laag wegens deze porositeit maar beperkt corrosiewerend. De corrosie- en slijtvastheid van het elektrolytisch verchromen is dus gevolg van de combinatie van eigenschappen van koper(hechting), nikkel(corrosievastheid) en chroom(slijtweerstand).

Afbladderen

In de volksmond wordt vaak gezegd: "het chroom bladdert af", in werkelijkheid bladdert het nikkel af. Als de coating na een paar jaar afbladdert, heeft men te maken met een nikkellaag, een chroomlaag is te dun om af te pellen. Als het werk echt goed gebeurt bladdert nikkel er ook niet af. De voorbewerking (hechting) is in dit geval onvoldoende.

Vernikkelen of nikkel-chroom verchromen

Voor het binnenwerk kan de keuze tussen vernikkelen of verchromen (nikkel-chroomlaag) worden gebaseerd op het uiterlijk. Het warmere lichtgele nikkel en het koudere lichtblauwe chroom. Voor binnengebruik voldoet vernikkelen. Voor buitengebruik wordt minimaal een nikkel-chroom coating geadviseerd. Nikkel gevolgd door een harde chroomlaag tegen slijtage en beschadiging en daardoor verhoging van de corrosieweerstand en verlenging van de levensduur. Voor buiten gebruik onder zwaardere omstandigheden zoals autovelgen en autobumpers wordt een koper-nikkel-chroom coating geadviseerd.

Kwaliteit en fabrikanten

Het verraderlijke van verchromen is dat de gebreken verborgen zijn en de betrouwbaarheid van het galvaniseerbedrijf een grote rol speelt. Uit de klachten halen we er twee:

Verchroomde stalen armband

Een nikkel-chroom gecoate armband geeft al vrij snel bruine roest af, bij contact met zeewater. Nikkel-chroom coating kan goed aangebracht worden of slecht. Bij slecht werk draagt de coating niet bij aan de corrosievastheid van het product maar zoals we zagen, versnelt juist de aantasting, omdat nikkel edeler is dan het onderliggende staal en het staal dus door elektrisch-chemische corrosie versneld aangetast wordt. Er ontstaat putcorrosie in het staal onder de nikkelbeschadiging. De roest die we op het nikkel zien is afkomstig uit deze verdekte put.

Verchroomde stalen deurbeslag

Verchroomde deurscharnieren die roesten, terwijl handgrepen op dezelfde deur nog onaangetast zijn. De nikkel-chroom coating is niet "automatisch" een corrosiebestendige afwerking. Als het werk goed gedaan wordt is het corrosiebestendig, autobumpers kunnen er tientallen jaren goed uit blijven zien. Maar als slecht gedaan is, de hechtingen tussen de lagen niet honderd procent, is het de slechtst mogelijke bescherming, het versnelt namelijk de aantasting van het onedeler onderliggende staal door elektrochemische corrosie (contact-corrosie). In dit geval blijken de deurgrepen een andere fabrikant te hebben dan de scharnieren. In dit geval kwamen de onaangetaste uit Duitsland en de aangetaste uit het verre oosten.

Decoratief elektrolytisch verchromen

Decoratief verchromen wil zeggen een relatief dikke nikkel grondlaag met daarop een dunne chroomlaag. Nikkel bedekt prima het gehele oppervlak. De poreuze dunne laag chroom heeft meer moeite met het gehele oppervlak te bedekken, in de hoeken bijvoorbeeld zal de chroomlaag minder dik zijn dan op de vlakke gedeelten. Chroom heeft van zichzelf geen hoogglans eigenschappen, de glans is afkomstig van het onderliggende nikkel. Indien de chroomlaag te dik wordt ontstaat een grijze laag. Voor een fraai uiterlijk is een chroomlaag van circa 0,0005 mm nodig.

Vernikkelen (glansnikkel)

De neerslag uit het nikkelbad is glanzend van uiterlijk en heeft een lichte geelachtige lichtreflex. Het deel dat vernikkeld dient te worden moet van te voren een slijp- en/of polijstbewerking ondergaan om alle krassen en beschadigingen te verwijderen. Om een product te vernikkelen moet het goed gereinigd worden. Dit gebeurt door te ontvetten en te beitsen waardoor een schoon metaaloppervlak ontstaat waarop goede hechting mogelijk is. De nikkellaag biedt een goede corrosieweerstand, maar is niet aanloopbestendig m.a.w. verandert van kleur na verloop van tijd.

Glanzend nikkel is geelachtig vergeleken met chroom en het wordt sneller aangetast dan chroom. Het blijkt dat bij glanzend vernikkelen dikwijls sprake is van twee lagen nikkel. De grondlaag van glanzende nikkel is "kathodisch" t.o.v. de glanzende anodische nikkel toplaag. De corrosieve krachten worden verspreid door de glanzende nikkellaag i.p.v. te penetreren in onderliggende ijzerlaag.

Verchromen (glanschroom)

Glanschroom heeft een heel lichte blauwachtige lichtreflex en is daardoor te onderscheiden van glansnikkel. De laag die aangebracht wordt ligt tussen de 0,0001 en 0,001 mm laagdikte. Chroom vormt aan de lucht direct een oxidehuid die niet dof wordt. Glanschroom wordt toegepast als aanloopbestendige toplaag op nikkel. De sierchroomlaag is een eindlaag (toplaag).

Zwartverchromen

Door verhoogde stroomsterkte en toevoeging van bepaalde zouten aan het chroombad ontstaat er een zwarte chroomlaag op het werkstuk en in olie gezet ontstaat een fraaie diep zwarte kleur. Deze zwarte chroomlaag is elektrisch geleidend. De afpel vastheid van zwartchroom lagen is minder dan van andere chroomlagen. De zwartchroom elektrolyt moet tijdens het proces gekoeld worden. Het zwart verchromen moet niet verward worden met zwart chromateren, dat is een ander proces.

Autobumpers en motor velgen

Bumpers zijn vernikkeld en vervolgens verchroomd. Glasparelstralen als voorbewerking is de makkelijkste weg naar een matte afwerking. De ambachtsman adviseert voor bumpers en motorvelgen, i.v.m. de ruwe omstandigheden, eerst een grondlaag van koper daarna de nikkellaag en tenslotte de chromen toplaag. Het heeft allemaal met de kwaliteitseisen van de klant te maken.

Problemen bij het opstellen van een offerte

  • Is de basis (ondergrond) solide en stevig genoeg om te kunnen voorbewerken? Moet het materiaal nog bewerkt worden d.m.v. uitdeuken, lassen of solderen? Is het materiaal onder het chroom niet aangetast (putting)? Is het materiaal handelbaar voor de diverse bewerkingen?
  • Vooraf is niet altijd duidelijk in hoeverre roest het materiaal heeft aangetast. Een goed voorbeeld hiervan is putting. In eerste instantie lijkt het onderdeel behoorlijk goed. Bij verder slijpen lijkt het op gatenkaas onder de coating en dat dit tot tijdrovende discussies kan leiden met de klant is duidelijk.
  • Er zijn ook materialen die problemen geven bij het verchromen. Enkele voorbeelden hiervan zijn uitlaten en velgen van motoren. In de uitlaat zit roet en dat is fataal voor een verchroombad. De roetdeeltjes laten los en gaan zweven in het verchroombad en zullen neerslaan op het te verchromen product. De klant kan de uitlaat zelf gaan uitbranden (maar het moet 100% schoon zijn).
  • De motorvelgen kunnen plekken hebben waar elektrolyt vloeistof in kan kruipen, dat er na het chroomproces weer uit loopt en het chroom aantast. De velg is onderhevig aan ruwe omstandigheden, de hechting moet goed zijn, dus de voorbewerking perfect. De ambachtsman adviseert een koperen grondlaag gevolgd door nikkel en tenslotte een toplaag van chroom

De ambachtelijke verchromerij

Nieuwe onderdelen kopen is meestal goedkoper dan opnieuw laten verchromen. De arbeidsintensieve voorbehandeling maakt het verchromen duur. De ambachtelijke verchromerij restaureert oude, verroeste onderdelen. Verchromen is een complexe bewerking. Het resultaat is grotendeels afhankelijk van de kwaliteit van de voorbewerking. Het is onmogelijk een prijsopgave te doen, zonder dat de vakman het product heeft gezien. Het product wordt soms in goede staat en soms in slechte staat aangeleverd, dat geeft een relatief groot verschil in prijs. Dit soort orders van particulieren worden door de grotere galvanische bedrijven steeds meer afgestoten. Bij het herstellen van oude onderdelen van bijvoorbeeld oldtimers speelt oog en hand van de ambachtsman een grotere rol dan bij grotere bedrijven waar de outillage het meeste werk verricht.

De verchromerij maakt het aangeboden materiaal schoon en vetvrij. Daarna wordt het product chroom- en nikkelvrij gemaakt d.m.v. een elektrolytisch proces. De voorbewerking, die grote invloed heeft op het eindresultaat, moet geschieden in overleg met de klant omdat het een belangrijk deel van de kostprijs uitmaakt.

Er wordt eerst een nikkellaag aangebracht en daarna een chroomlaag. Oneffenheid in het oppervlak (oppervlakte ruwheid) blijven na het verchromen zichtbaar, vandaar dat de vakman het verkoperen als eerste galvanische bewerking voorstelt, koper vult beter de oneffenheden. Materiaaldikte en vorm spelen een rol en inwendige hoeken geven problemen. Het materiaal moet voldoende dik zijn, benzinetanks bijvoorbeeld zijn dun en slecht te slijpen wegens de rondingen.

Putting

Putjes veroorzaakt door putcorrosie (putting of pitting) leveren problemen op bij het slijpen. Ook worden uit kostenoverweging, in overleg met de klant, delen die niet in het zicht komen vaak niet gepolijst. Erosie-corrosie geeft een versnelling van de aantasting van het metaal door de beweging van stof over het metaaloppervlak, er ontstaat turbulentie in de putjes wat resulteert in een versnelling van de aantasting. Een combinatie van erosie en corrosie leidt tot snelle vergroting van de putjes en verder aantasten van het onderliggende staal.

Uitdeuken van brandstoftanks

Verchroomde benzinetanks met deuken worden door de vakman als nieuw gemaakt. Meestal betekent een deuk dat je moet plamuren, maar plamuur kun je niet verchromen. Na het schoonmaken wordt het oude chroom verwijderd, roest en andere verontreiniging, dat gebeurt in een zwavelzuur bad. De onderdelen worden aan de pluspool gehangen en de roest en chroom verdwijnen richting negatieve elektroden.

In het geval van brandstoftanks wordt gewerkt met lepelvormige zadels die in de tank passen. Grote deuken worden er uitgedrukt, kleine deuken worden er met een bolkophamertje uitgeklopt. Als de gepolijste tank met de vingers wordt aangeraakt, blijft er een vette vingerafdruk achter, waar de hechting tussen staal en coating onvoldoende is. Deze vlekken moeten verwijderd worden
alvorens de bewerkingen voortgezet kunnen worden.

Samenvatting en conclusies

In het verchromen van oldtimeronderdelen en bouw- en jachtbeslag is volop werk in Nederland en wat dat betreft is een eenmansbedrijf relatief snel opgezet. Het is ambachtelijk werk waarbij de nadruk ligt op voorbewerkingen als slijpen en polijsten en eenvoudig plaatwerk zoals het uitdeuken van benzinetanks. De uiteindelijke kwaliteit wordt grotendeels bepaald door de kwaliteit van de voorbewerking.

Een probleem voor het ambachtelijke eenmansbedrijf is de communicatie met particulieren, dat kost al gauw te veel tijd, want de particulier heeft vaak wat kwaliteit betreft een ander idee dan wat technisch haalbaar is. Bovendien zijn er nog al eens misverstanden over de toestand van het aangeleverde te verchromen product.

De betaling bij aflevering lijkt veilig maar als de klant geen haast heeft en wat liquiditeitsproblemen, liggen er al snel langdurig gerede producten in de weg die beschadigd kunnen worden.
© 2015 - 2017 Custor, het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Het hardverchromen van metalenDoor de zwaarbelaste onderdelen met geavanceerde thermische en galvanische technieken te voorzien van een hardchroom dek…
Zamak gietlegeringen, eigenschappen en toepassingenZamak gietlegeringen, eigenschappen en toepassingenHet honderd jaar geleden ontwikkelde zamak is een groep non-ferro zinklegeringen met als hoofdcomponent zink, daarnaast…
Chroom: Het elementChroom: Het elementChroom is een heldere blauw-witte, hard en corrosiebestendig metaal. Het chroomoxide geeft voorwerpen een groenachtige t…
Galvaniseren ter bescherming grondmateriaalGalvaniseren ter bescherming grondmateriaalGalvaniseren is een oppervlaktebehandeling en wordt toegepast om een grondmateriaal te voorzien van een dunne hechtende…
Motoruitlaten: De metalenMotoruitlaten: De metalenIedereen heeft een andere mening over wat het beste metaal is voor het uitlaatsysteem - in verband met de levensduur - v…
Bronnen en referenties
  • Koepelstraat 30; 3031 VD Rotterdam; T 010-4136828; F 010-2140465
  • G&R; http://www.verchromen.nl/zamak-verchromen.html
  • Korenbloemstraat 35 -05409AX-Diliapeel- Gemeente Uden- telefoon +31(0)651657763
  • http://www.finishing.com/60/82.shtml
  • http://www.chroomwinkel.nl/verchromen.htm
  • http://www.schroeder-galvanik.de/index.php?page=privatangebote(foto: chroomwerk oldtimer)
  • 2092w/5p

Reageer op het artikel "Ambachtelijk verchromen: het eenmansbedrijf"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Infoteur: Custor
Laatste update: 30-01-2017
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Techniek
Bronnen en referenties: 7
Schrijf mee!