Меднение в домашних условиях
Содержание:
- Цель
- Гальваника в домашних условиях: оборудование и материалы
- Технология меднения
- Меднение изделия
- Гальваника медью в домашних условиях
- Требуемые материалы и оборудование
- Техника безопасности при гальванике в домашних условиях
- Пассивация меди
- Технология меднения
- Основные закономерности процесса химического меднения
- Физиологическая роль меди.
- 3.1. Подготовка металлической поверхности.
- Особенности проведения в бытовых условиях
- Три составляющие гальванического процесса
- Различные типы меднения
Цель
Медный слой, нанесенный на поверхность, имеет несколько применений в зависимости от потребностей, материала и электрохимических условий:
- защита от окисления,
- подготовка поверхности перед другими видами обработки ( хромирование , никелирование и т. д.),
- эстетическое восстановление,
- функциональное восстановление.
- Защита от окисления
Эта обработка распространяется на металлические детали, подверженные окислению окружающим воздухом . Это случай тонких листовых элементов, которые необходимо покрыть путем погружения слоем меди, которая при контакте с воздухом окисляется и защищает себя.
- Подготовка поверхности
Перед хромированием или никелированием некоторые детали из черных металлов должны быть покрыты медью для получения окончательного слоя.
- Химическое меднение: химическое меднение — это погружение детали после травления сульфохромовой кислотой в щелочную медную ванну без цианида . Этот слой тонкой пленки меди делает деталь достаточно проводящей, чтобы принять электролитический осадок.
- Электролитическое меднение: шаг перед хромированием или другими способами: Все фитинги или другие детали, изготовленные из стальных материалов (сталь, чугун), нельзя хромировать непосредственно на их исходной поверхности. Меднение выполняется путем погружения в ванну, содержащую раствор меди ( цианид меди или сульфат меди ), смешанный с другими химическими веществами ( цианистым натрием , серной кислотой и т. Д.), Деминерализованной водой, и подвергается воздействию электроэнергии; это гальваника .
После обезжиривания , зачистки и полировки обрабатываемая деталь помещается в ванну и соединяется с катодом , анод будет из чистой меди.
Этот метод используется для обработки деталей больших серий, особенно в области клапанов , автомобилей (стержни амортизаторов ), бытового искусства и т. Д.
- Эстетическое покрытие
- Меднение используется, в частности, для того, чтобы придать любому материалу вид меди или восстановить блеск слишком обветренной меди (реставрация произведений искусства).
- Перед эстетическим хромированием неметаллических деталей, таких как пластмассы, литой алюминий.
Предварительно деталь необходимо сделать неметаллической и токопроводящей, нанеся на ее поверхность слой графита или лака на основе металлического порошка. Вы также можете пройти через палладиевую ванну, которая будет служить активатором, затем цинковую ванну (химическую). Фактически, палладий адсорбируется на неметаллической поверхности, а затем, во время погружения в ванну с цинком, последняя восстанавливается с образованием проводящего слоя, на котором может быть осаждена (химическая) медь.
- Функциональное восстановление
- Это, безусловно, процесс, который чаще всего используется в деталях, используемых в повседневной жизни, таких как печатные схемы, присутствующие во всем электронном оборудовании. Осаждение производится путем автокаталитического омеднения в ванне из листа эпоксидной смолы, на котором будет прослеживаться цепь.
Гальваника в домашних условиях: оборудование и материалы
Чтобы выполнить покрытие медным слоем самостоятельно, нужно приобрести необходимое для процесса оборудование и материалы.
Прежде всего, нужно подготовить источник электрического тока. Разные домашние мастера советуют использовать силу тока, разброс которой в большом диапазоне. Работа должна проводиться на постоянном токе.
В качестве источника тока можно взять батарейку КБС-Л напряжением 4,5 вольт или новую батарейку марки «Крона» с рабочим напряжением 9 вольт. Можно также вместо нее использовать выпрямитель малой мощности, дающий напряжение не более 12 вольт, или автомобильный аккумулятор.
Обязательным является использование реостата для регулировки напряжения и плавного выхода из процесса.
Для раствора электролита должна быть заготовлена нейтральная емкость, например из стекла, а также пластиковая широкая посуда, имеющая достаточные размеры для размещения в ней детали. Емкости должны выдерживать температуру не менее 80оС.
Также понадобятся аноды, обеспечивающие покрытие всей поверхности детали. Они предназначены для подведения тока в электролитный раствор и его распределение по всей площади детали.
Для проведения гальваники в домашних условиях понадобятся также химреактивы для приготовления раствора:
- медный купорос,
- соляная или другая кислота,
- дистиллированная вода.
Заготовив все необходимое, можно приступать к работе.
Технология меднения
Порядок действий при нанесении покрытия:
Схема гальванического меднения
- Надо удалить тонкую пленку окислов с поверхности детали, подлежащей обработке. Используется наждачная бумага, металлическая щетка или иные абразивные материалы. Необходимо действовать очень аккуратно, поскольку сильные повреждения металла останутся заметными. В идеале, поверхность должна быть отполирована.
- Затем изделие тщательно промывается в горячем растворе кальцинированной соды. Это действие позволяет обезжирить поверхность.
- Подготовленное изделие подключается к отрицательному электроду от источника питания и помещается в раствор электролита.
- В раствор электролита опускаются медные пластины с присоединенным к ним положительным электродом от источника питания (анод). Необходимо следить, чтобы анод и катод не соприкасались. В идеале, расстояние между ними должно быть во всех участках одинаковым, но на практике этого сложно добиться.
- Меднение металла производится в несколько приемов. Первый слой покрытия, полученный в течение нескольких минут, рекомендуется удалить и вновь промыть деталь в содовом растворе. Это усилит сцепление слоя омеднения с основным металлом. Деталь выдерживается в растворе около 20–30 минут. Толщина слоя покрытия может достигать 300 мкм.
Схема осаждения металла
Нередко бывает необходимо удалить слой покрытия с хромированных частей. Для этого на деталь подается отрицательный заряд, а на положительный электрод наматывается тряпочка, смоченная в растворе серной кислоты (5%). Ею протирается поверхность детали, слой хромирования снимается. При выполнении процедуры необходимо защищать кожу, органы зрения и дыхания от паров кислоты.
Меднение изделия
Перед началом работ по меднению в домашних условиях нужно подготовить необходимые материалы и оборудование. Надо позаботится об источнике напряжения и постоянного тока. Существует много рекомендаций касательно силы тока, разброс которого может быть большим. Поэтому желательно иметь реостат с возможностью плавной регулировки напряжения и для постепенного завершения процесса. Источником может служить автомобильный аккумулятор или выпрямитель с напряжением на выходе не больше 12 вольт. Для первых опытов будет достаточно обычной батарейки от 4.5 до 9 вольт.
Затем выбирается ёмкость для электролитического раствора, лучше всего из жаропрочного стекла. В любом случае все ёмкости для электролиза должны быть диэлектриками и выдерживать температуру не менее, чем 80 градусов по Цельсию.
В качестве анодов подойдут два больших медных листа. Они должны перекрывать по размеру заготовку. Из химических реактивов потребуются:
- Купорос медный.
- Кислота соляная либо серная.
- Вода дистиллированная.
Меднение в домашних условиях пользуется заслуженной популярностью, поскольку очень хорошо и надежно держится на стальных изделиях. Главное условие — правильно соблюдать технологию процесса.
Имеется два способа нанесения меди на поверхность:
- Помещение заготовки в раствор электролита.
- Неконтактный способ. В этом случае изделие не погружается в раствор.
Метод погружения
Подготавливается и обрабатывается поверхность изделия при помощи тонкого наждака и щеточки. После этого деталь моется в проточной воде, обезжиривается и еще раз промывается.
Этапы процесса омеднения следующие:
- Два медных анода подключают в сеть к положительным контактам и размещают их в стеклянную банку.
- К обработанному изделию подводят контакт с отрицательным значением напряжения и свободно подвешивают между анодами.
- Подключают реостат согласно электрической схеме для возможности регулирования силы тока.
- Подготавливается раствор в правильных пропорциях. На 100 г дистиллированной воды надо 20 г медного купороса и 2−3 г соляной кислоты. Вместо соляной кислоты можно использовать другую.
- Раствор выливается в посуду с медными пластинами и деталью таким образом, чтобы они полностью скрылись под поверхностью раствора.
- Подключается источник напряжения. Реостатом добиваются необходимой силы тока из примерного расчета 10−15 миллиампер на каждый квадратный сантиметр площади детали.
Покрытие медью без погружения
Этот метод интересен тем, что его можно использовать для обработки не только стальных предметов, но и сделанных из других материалов. Например, алюминия и цинка. Порядок процесса следующий:
- Из многожильного медного провода изготавливается «кисточка». Конец провода оголяется. Из медных проводков создается подобие кисточки, чтобы затем прикрепить ее к деревянной ручке-держателю.
- Второй конец провода подключается к плюсовому контакту электрической цепи.
- В широкую ёмкость заливается стандартный электролитный раствор из медного купороса и соляной кислоты.
- Предварительно очищенная и промытая металлическая заготовка присоединяется к отрицательному контакту и размещается в пустой ёмкости.
- Импровизированная кисточка окунается в раствор электролита и проводится по поверхности заготовки без контакта. Это действие повторяется до получения результата.
https://youtube.com/watch?v=RVbR6LBkHdA
Обработка алюминия
Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:
- Алюминиевую пластинку зачищают и обезжиривают.
- Наносят на неё небольшое количество раствора медного купороса.
- Подсоединяют отрицательную клемму от источника питания к алюминиевой пластинке. Удачным способом соединения является металлический зажим-крокодил.
- Положительный полюс питания подается на медную «щеточку». Это конструкция из медного провода, один конец которого освобожден от оплетки, а медные щетинки образовали кисточку. Зажим от питания присоединяется ко второму концу провода. Сечение провода должно быть от одного до полутора миллиметров.
- Медную щетину обмакивают в раствор сернокислой меди и водят на близком расстоянии от поверхности алюминиевой пластинки. При этом нужно стараться не прикасаться щеточкой к заготовке, чтобы не замкнуть цепь.
- Омеднение происходит буквально на глазах.
- После окончания работы с пластины удаляют остатки не закрепившейся меди и протирают спиртом.
Гальваника медью в домашних условиях
В домашних условиях гальваническое меднение чаще всего используют в декоративно-прикладных целях или для нанесения медного подслоя перед никелированием и хромированием.
Обычно медью покрывают мебельную фурнитуру, предметы кухонной утвари, элементы светильников, бижутерию, а также части инструментов и ножей. Подбор параметров гальванизации домашними мастерами обычно делается опытным путем по цвету и качеству покрытия.
Те, кто занимается меднением серьезно, в том числе и в коммерческих целях, используют в своих установках регулируемые источники тока или реостаты, с помощью которых устанавливается необходимая плотность тока и скорость осаждения.
А одно из самых популярных направлений современной домашней гальваники — это покрытие медью высушенных растений, орехов, желудей и насекомых. Такие изделия выглядят впечатляюще и используются не только в декоративных целях, но и для изготовления бижутерии (см. ниже меднение и патинирование грецкого ореха).
Техника безопасности
Поэтому в домашних условиях все работы по приготовлению электролита и химической обработке изделия необходимо выполнять в резиновых перчатках и клеенчатом фартуке, а при больших объемах использовать респираторы и защитные очки.
Сам по себе медный купорос не требует какой-либо обработки перед утилизацией, но, поскольку электролиты на его основе содержат серную кислоту, ее необходимо нейтрализовать с помощью щелочи или соды.
Оборудование и материалы
Для меднения в домашних условиях требуется минимальный набор оборудования и реактивов. В качестве гальванической ванны можно использовать любую пластиковую или стеклянную емкость.
Для приготовления электролита для меднения необходим только медный купорос и чистая вода, а источником тока может служить старая зарядка для телефона или пара батареек. Другие материалы и инструменты также немногочисленны и доступны в бытовых условиях.
В первую очередь это серная кислота (жидкость для аккумуляторов), сода, обрезки медных изделий (труб, шинок, контактов) и наждачка на матерчатой основе.
Рецепт простого раствора
В состав самого простого электролита, используемого для меднения в домашних условиях, входят всего два реагента: сернокислая медь (медный купорос) в количестве 180÷220 г/л и серная кислота (жидкость для аккумулятора) — 40÷60 г/л. В качестве блескообразующих добавок к такому электролиту домашние мастера используют желатин и декстрин (0.5÷1.0 г/л).
В Интернете можно найти рецепты электролитов с добавками, которые способствуют созданию медных покрытий с разнообразными эффектами (матовость, зеркальный блеск, различные оттенки).
При этом, как правило, указывают только название химического вещества и условия его применения, а насколько оно доступно и где его взять — не пишут.
Источник статьи: http://wikimetall.ru/metalloobrabotka/mednenie-v-domashnih-usloviya.html
Требуемые материалы и оборудование
Для осуществления покрытия медным слоем следует заранее приготовить требуемую основу в виде материалов и оборудования. Обязательно требуется источник постоянного тока. Исходя из опыта и предпочтений, мастера рекомендуют использование различных диапазонов тока. Может использоваться «Крона» с напряжением 9 Вольт или КБС-Л с 4,5 Вольтами. Также подойдет автомобильная АКБ. Также добиться необходимого напряжения с помощью выпрямителя небольшой мощности.
Для размещения электролитического раствора нужно подготовить емкости. Подойдут стеклянные или пластиковые предметы подходящих размеров. Нужно учесть габариты заготовки, чтобы она поместилась в подготовленную емкость. При этом посуда должна выдержать нагрев более 80 градусов.
Кроме этого потребуются аноды, способные покрыть всю заготовку. Они необходимы для подачи электротока в электролит и растекания его по всей площади изделия.
Также потребуются химреактивы для подготовки электролитического раствора:
- Медный купорос.
- Соляная кислота.
- Дистиллированная вода.
После подготовки необходимой основы, можно начинать работу.
Техника безопасности при гальванике в домашних условиях
Опасность этого технологического процесса заключается в использовании токсичных химических компонентов. Усложняет ситуацию нагрев электролита до высоких температур. Вредные испарения поражают дыхательную систему, существует риск получения химических ожогов кожи и слизистой.
При операциях в гальванических ваннах и установках, мастер обязан соблюдать технику безопасности:
- Работу необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном хорошей вентиляцией – в мастерской, пристройке, гараже. Требуется обеспечить заземление.
- Глаза нужно защитить очками. Перчатки для рук должны быть достаточно мягкими, но прочными. Также понадобятся клеенчатый фартук и резиновая обувь.
- Нельзя на рабочем месте пить или есть – велик риск оседания на продуктах вредных веществ, которые приведут к отравлению.
- Перед началом работы с гальваническими ваннами и установками в домашних условиях стоит обязательно изучить специальную литературу с доступным описанием особенностей гальваники.
Пассивация меди
Иногда в ходе меднения поверхность меди теряет свои каталитические свойства, реакция восстановления прекращается, то есть поверхность пассивируется. При этом изменяется окраска медного слоя, цвет из характерного для меди переходит в желтый, коричневый, зеленый.
Пассивации меди в тартратных растворах способствуют следующие факторы: 1) низкое значение рН раствора; 2) контакт поверхности меди с кислородом воздуха; 3) повышение температуры раствора. В трилонат-ных растворах пассивации меди практически не наблюдается.
Пассивные пленки на меди легко восстанавливаются до меди формальдегидом в сильнощелочном растворе, содержащем, например, 1,4 г/л NaOH и 0,3 моль/л СН20.
Восстановление пассивных пленок химическим и электрохимическим способами показало, что они состоят в основном из Cu20, толщина их за несколько минут достигает 0,01-0,03 мкм.
Слой Cu20 толщиной 2-3 нм образуется при промывании свежеприготовленной поверхности меди. Если такую поверхность опять внести в раствор химического меднения с достаточно высоким рН, то этот тонкий слой Cu20 восстанавливается и процесс меднения протекает нормально. При низких рН пленка Cu20 может расти, и поверхность будет оставаться пассивной .
В следующем номере журнала будут обсуждаться практические вопросы, связанные с эксплуатацией растворов химического меднения.
Продолжение следует
Технология меднения
Порядок действий при нанесении покрытия:
Схема гальванического меднения
- Надо удалить тонкую пленку окислов с поверхности детали, подлежащей обработке. Используется наждачная бумага, металлическая щетка или иные абразивные материалы. Необходимо действовать очень аккуратно, поскольку сильные повреждения металла останутся заметными. В идеале, поверхность должна быть отполирована.
- Затем изделие тщательно промывается в горячем растворе кальцинированной соды. Это действие позволяет обезжирить поверхность.
- Подготовленное изделие подключается к отрицательному электроду от источника питания и помещается в раствор электролита.
- В раствор электролита опускаются медные пластины с присоединенным к ним положительным электродом от источника питания (анод). Необходимо следить, чтобы анод и катод не соприкасались. В идеале, расстояние между ними должно быть во всех участках одинаковым, но на практике этого сложно добиться.
- Меднение металла производится в несколько приемов. Первый слой покрытия, полученный в течение нескольких минут, рекомендуется удалить и вновь промыть деталь в содовом растворе. Это усилит сцепление слоя омеднения с основным металлом. Деталь выдерживается в растворе около 20–30 минут. Толщина слоя покрытия может достигать 300 мкм.
Схема осаждения металла
Нередко бывает необходимо удалить слой покрытия с хромированных частей. Для этого на деталь подается отрицательный заряд, а на положительный электрод наматывается тряпочка, смоченная в растворе серной кислоты (5%). Ею протирается поверхность детали, слой хромирования снимается. При выполнении процедуры необходимо защищать кожу, органы зрения и дыхания от паров кислоты.
Основные закономерности процесса химического меднения
Для протекания реакции восстановления необходимо присутствие в растворе достаточно сильного и активного восстановителя. Выбор возможных восстановителей тем шире, чем положительнее стандартный потенциал металла. Необходимым является также автокаталитический характер реакции восстановления, то есть способность образующегося металла катализировать восстановление. Это обеспечивает преимущественное осаждение металла на требуемой поверхности и получение компактного покрытия значительной толщины.
Степень автокатализа зависит и от природы металла, и от природы восстановителя. В отсутствие автокатализа реакция восстановления протекает во всем объеме раствора и приводит к образованию порошкообразного металла.
Движущей силой автокаталитического процесса восстановления является окисление восстановителя, эффективность действия которого может оцениваться по его окислительно-восстановительному потенциалу.
Для получения осадка металла в виде сплошного слоя разность между потенциалами восстановителя и восстанавливаемого металла не должна быть слишком велика, так как в противном случае происходит быстрое, иногда почти мгновенное, образование высокодисперсного продукта восстановления. Чтобы предотвратить быстрое протекание реакции, в состав растворов вводят лиганды, образующие достаточно прочные комплексы с ионами восстанавливаемого металла и приводящие к уменьшению разности потенциалов за счет сдвига редокс-потенциала
пары ион металла — металл в более отрицательную область (табл. 1). Лиганды выполняют и другую функцию: они предотвращают образование гидроксидов металлов в щелочной среде.
Таблица 1. Нормальные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых металлов в водных растворах при температуре 25 °С
Практически единственным восстановителем, используемым в растворах химического меднения, является формальдегид. Он доступен, дешев и позволяет получить медные покрытия при комнатной температуре. Восстановление меди формальдегидом является автокаталитическим процессом. Потенциалообразующая реакция для формальдегида следующая:
Величина потенциала в зависимости от рН при стандартных условиях описывается уравнением
Значения потенциала окисления формальдегида при различных значениях рН представлены в таблице 2.
Таблица 2. Зависимость потенциала окисления формальдегида от рН
Каталитическая реакция на поверхности меди протекает при комнатной температуре при рН > 10,0-10,5. Для начала этой реакции на активированной поверхности диэлектрика обычно необходимы более высокие значения рН: 11-11,5 при 1-2 моль/л СН20 и 12,0-12,5 при 0,1-0,5 моль/л СН20.
Физиологическая роль меди.
Как и большинство поливалентных металлов медь играет важную роль в метаболизме животных.
а. Процессы кроветворения.
Медь стимулирует созревание ретикулоцитов (молодых эритроцитов) превращая поступающее с пищей железо в органически связанную форму.
б. Гормоны гипофиза.
Медь стимулирует выработку гормонов гипофиза, тем самым нормализируя работу эндокринной системы организма.
в. Ферменты.
Медь входит в большинство окислительных ферментов, усиливающих энергию дыхания, влияющих на белковый и углеводный обмен. Одним из самых важных считается цитохромоксидаза — фермент катализирующий финальный этап тканевого дыхания, осуществляющий перенос электронов цитохрома на кислород. Этот металл является важнейшим компонентом белка церулоплазмин, который ускоряет окисление полиаминов в плазме крови человека. Так же медь это неотъемлемая часть ферментов управляющих процессами окисления и выработки таких белков как коллаген, который является основой соединительных тканей в организме: сухожилий, хрящей, дермы и эластин, который наряду с коллагеном образует объемную сеть волокон, придающих прочность соединительной ткани. Из эластина также строятся волокна соединительных тканей, образующих внутренний слой (каркас) сосудов. Поэтому медьсодержащие препараты часто используют при лечении переломов и разрывов связок.
г. Защита организма.
Воздействуя вместе с аскорбиновой кислотой медь мешает проникновению в организм воспалителей и микробов. Во время инфекционных заболеваний, а также при особых формах цирроза печени наблюдается резкое увеличение медьсодержащих соединений в сыворотке крови.
д. Психологическое состояние.
После продолжительных исследований организма человека ученые сделали вывод, что медь оказывает влияние не только на физиологическое, но и на психологическое состояние человека. У людей склонных к агрессии в волосах содержится гораздо больше этого металла, чем у спокойных, сдержанных.
3.1. Подготовка металлической поверхности.
Механическая обработка детали выбирается с тем расчетом, что после нанесения покрытия класс чистоты поверхности снизится на 1‒2 единицы в зависимости от металла покрытия и его толщины
Особое внимание следует обратить на резьбовые соединения, которые могут потребовать дополнительной обработки после покрытия
После тщательной промывки в горячей проточной воде детали отправляют в ванну электрохимического обезжиривания, где анодно (за счет подтравливания) или катодно (под током выделяющегося водорода) снимаются остатки загрязнений. Поверхность считается чистой, если после окунания вода стекает сплошной пленкой, т.е. при достижении полной смачиваемости поверхности.
Процесс травления зависит от материала деталей, конструкции и наносимого покрытия. Большие проблемы возникают при наличии окалины, возникающей в процессе механической обработки. Недопустимо обрабатывать сборочные узлы, паяные соединения, т.к. возможны подтравливание поверхности.
В зависимости от назначения покрытий, метода их нанесения и операций, предшествующих процессу нанесения покрытий, подготовку поверхности основного металла ведут различными способами. При горячем методе нанесения защитных покрытий подготовка поверхности сводится к обезжириванию и травлению. Если перед покрытием изделия подвергались отжигу, при котором жиры сгорают, то можно ограничиться одним травлением. Такая же подготовка поверхности необходима перед нанесением антикоррозионных (недекоративных) покрытий гальваническим путем, если изделия предварительно подвергались термической обработке.
Если перед гальваническим покрытием изделия подвергались обработке резанием или давлением в присутствии смазки, то поверхность их становится гидрофобной ‒ не смачивается водными растворами солей и кислот. В этих случаях подготовка поверхности начинается с растворения минеральных жиров в органических растворителях, после чего удаляют окислы.
Более сложная подготовка поверхности перед нанесением защитно-декоративных покрытий (медных, никелевых, хромовых, серебряных). В этом случае недостаточно удаления жиров и окислов. Необходима тщательная механическая обработка с применением тонких абразивов с целью получения максимально гладкой поверхности. Такая подготовка необходима главным образом потому, что в процессе нанесения защитно-декоративных покрытий дефекты поверхности не только не исчезают, но часто становятся более рельефными, так как плотность тока и толщина покрытий на макровыступах больше, чем в макроуглублениях.
Особенности проведения в бытовых условиях
Гальваностегия – именно так называется процедура обмеднения изделий из металла. Ее суть в том, что обрабатываемый предмет погружается в электролит с осаженным медным купоросом. Не всем известно, что гальванизация может проводиться своими руками дома и при этом не потребуется специальных приспособлений и умений. Благодаря ей можно готовить поверхность к следующей стадии обработки или провести промежуточную стадию перед нанесением хрома, никеля или латуни.
Металл после такой обработки повышает свою устойчивость к агрессивным воздействиям.
В домашних условиях, как правило, проводится химическая гальванизация незначительных деталей, т.к. при этом не потребуются серьезные траты и дополнительные приспособления.
Три составляющие гальванического процесса
Гальваника в домашних условиях, хромирование — это гальванический процесс. Поэтому для его проведения необходимо наличие трёх составляющих: катода, анода и электролитической среды, в которой будет происходить перенос заряженных частиц металла.
- Катод. Пластина чистого свинца либо сплав свинца с оловом. Необходимо помнить, что площадь катода должна быть больше площади анода. Катод подсоединяется к положительному выходу выпрямителя.
- Анод. Это и есть сама хромируемая деталь. Он должен висеть в среде электролита таким образом, чтобы не касаться стенок и дна емкости. Кроме того, анод ни в коем случае не должен касаться катода.
- Электролит. Для хромирования требуется особо тщательная подготовка электролита.
Приготовление электролита
В набор электролитической жидкости для хромирования входят следующие компоненты:
- Хромовый ангидрид: 250 гр/л.
- Серная кислота: 2−3 гр/л. Химически чистая, концентрированная. Техническая серная кислота не годится.
- Вода дистиллированная.
Вода нагревается до температуры 60−80 градусов. После этого в ней растворяется ангидрид. Раствор чуть охлаждается и затем в него добавляется тонкой струйкой необходимое количество серной кислоты.
Подготовка поверхности хромируемого изделия
Состоит из трёх этапов:
- Механическая очистка, шлифовка и полировка.
- Обезжиривание.
- Никелирование.
Особенностью хромирования является то, что оно, наоборот, подчёркивает все имеющиеся неровности, сколы и трещины на поверхности изделия. Поэтому с поверхности хромируемой детали предварительно должны быть удалены следы старой краски, ржавчина, сколы, трещины и прочие дефекты. Подготовка хромируемой поверхности состоит из следующих этапов:
- Пескоструйная обработка.
- Полировка мелкой шкуркой.
- Шлифовка мягкими материалами и полировочной пастой.
Для обезжиривания нельзя использовать бензин или Уайт Спирит. В противном случае будут проблемы с качеством хромирования. Оптимальный вариант — приготовить специальный раствор:
- Натр едкий: 150 гр/л;
- Сода, кальцинированная: 50 гр/л;
- Клей силикатный: 5 гр/л.
Раствор подогревается до 90 градусов. После этого в него опускают деталь и выдерживают 20−40 минут, в зависимости от площади и рельефа поверхности детали.
Никелирование является последним этапом подготовки детали к хромированию. Процесс никелировки производят в специальной гальванической ванне. Катодом в этом случае является металлический никель, а в качестве электролита выступает раствор серной кислоты и солей никеля.
Различные типы меднения
Меднение в домашних условиях могут выполнять даже новички в этом направлении. Чтобы получить качественное покрытие необходимо изучить все нюансы процедуры. Она может проводиться по одной из 2 технологий:
- Погружение в электролит. Заготовка погружается в жидкость и подается электроток. Обычно, используется в тех ситуациях, когда ее габариты не значительны.
- Без погружения в раствор. Более сложный процесс, но позволяющий достигать лучшего качества обмедненных поверхностей.
Во всех случаях необходимо подведение электричества, которое активизирует вещество.
Оптимальный метод выбирается в соответствии с поставленной целью:
- Формирование защитных и декоративных покрытий. Зачастую происходит смешение с никелем, хромом и медью. Получаются прочные и надежные поверхности.
- Защита при цементировании.
- Реставрация изделий.
Рассмотрим подробнее каждый из вариантов.
Омеднение с помещением в электролит
Наиболее доступный способ обмеднения в быту. Необходимы:
- Небольшого размера пластинки из меди.
- Проволока для проведения тока.
- Источник тока.
- Устройство для регулирования и измерения тока.
Последовательность действий:
- Чтобы растворить медь используется обыкновенный электролит, свободно продающийся или легко готовящийся своими руками. Для приготовления следует делать смесь серной кислоты с дистиллированной водой в пропорциях 3 к 100 миллилитрам. Нужная смесь получается после добавления в него 20 г медного купороса.
- Деталь следует очистить щеткой и наждачкой, чтобы удалить оксидную пленку.
- Провести обезжиривание раствором соды и промыть.
- Подготовленная емкость заполняется электролитическим раствором.
- В емкости размещаются 2 пластинки, подключенные к токопроводящей проволоке. Меж ними помещается деталь, которой предполагается омеднение. Нужно проверить полное закрытие смесью и пластинок, и заготовки.
- Затем пластины подключаются к плюсовому полюсу источника, а заготовка садится на минус. Предварительно желательно подключать амперметр и реостат. Выставить диапазон тока до 15 мА на 1см2 площади поверхности изделия.
- Выдержать в течение 20 минут.
- Выключается питание, заготовка извлекается из раствора. В итоге получается тонкое покрытие из меди. Продолжительность процесса оказывает влияние на толщину напыления. Благодаря технологии можно добиваться слоя до 300 мкм и более.
Метод возможно применять для обновления алюминиевых вещей, используемых в быту. Например, столовая утварь из алюминия после омеднения обретет вторую молодость.
Омеднение без помещения в раствор
Метод не предполагает залитие детали жидкостью. Он прекрасно подходит обработки цинковых или алюминиевых изделий.
Последовательность действий:
- Необходим провод – многожильный, медный. Снять изоляцию. Одна сторона распушается, делая подобие кисточки. Можно сделать что-то вроде рукояти для большего комфорта в работе. Другой край провода подключается к положительному полюсу источника тока. Напряжение – не больше 6 Вольт.
- Вышеописанным методом подготавливается электролит с медным купоросом. Посуда может использоваться любого типа, но лучше подобрать ту, которая позволит беспроблемно погружать кисточку из провода. Обрабатываемая деталь очищается от загрязнений. После этого проводами садится на отрицательный полюс источника тока.
- Процедура проводится следующим образом. Распушенный край-кисточка время от времени помещается в раствор. Ей следует проводить вдоль заготовки, не прикасаясь к ней. Поверхность нужно смочить электролитическим раствором. Во время обработки за счет отрицательного заряда деталь будет подтягивать ионы меди, покрываясь ими.
Это меднение металла подойдет для габаритных вещей, которые затруднительно поместить в емкость.