""

Простейшая гальваническая ванна для электрохимического окрашивания металлических деталей

Содержание

Простейшая гальваническая ванна для электрохимического окрашивания металлических деталей

Для электрохимического окрашивания деталей из стали, латуни или меди необходимо собрать гальваническую ванну и электрическую схему, как показано на рис. 1. Электрод, подключенный к плюсовому зажиму элемента делают из листовой меди. Минус элемента подключают окрашиваемой детали. Необходимо следить за тем, чтобы детали не касались медной пластинки. В банку заливают специальный электролит и замыкают электрическую цепь.

Через 2—3 мин, начнется окрашивание. Вначале деталь станет коричневой, потом фиолетовой и т. д. Все будет зависеть от времени: 2 мин — коричневый цвет, 3 мин — фиолетовый, 3—5 мин—синий, 5—б мин—голубой, 8—12 мин—желтый, 12—13 мин—оранжевый, 13—15 мин— красный, 17—21 мин—зеленый цвет. На 1 л электролита требуется:

Медного купороса . 60 г
Сахара-рафинада . 90 г
Едкого натра . 45 г

Приготовляют электролит следующим образом. В раствор медного купороса объемом 200—300 мл добавляют 90 г сахара и тщательно размешивают. Отдельно в 250 мл воды растворяют 45 г едкого натра и к нему небольшими порциями, постоянно помешивая, приливают раствор медного купороса с сахаром. Затем добавляют воду, чтобы получился 1 л раствора.

При работе с едким натром необходимо соблюдать осторожность! Чтобы цвета были более контрастными, в готовый электролит добавляют 20 г безводной соли углекислого натрия. После окрашивания деталь промывают водой, сушат и покрывают бесцветным лаком.

Рецепты электролитов для гальванических ванн

Электролит для матового меднения
Сернокислая медь (медный купорос) . . . 160—230 г
Серная кислота концентрированная . . . 60—75 г
Вода . до 1 л
Рабочая температура электролита 18—20°С, рекомендуется перемешивание. Плотность тока 2—6 А/дм 2 .

Электролит для быстрого меднения
Сернокислая медь (медный купорос) . 250 г
Серная кислота концентрированная . 20 г
Хромовый ангидрид . 2 г
Вода . до 1 л
Рабочая температура от 18 до 25°С, рекомендуется перемешивание. Плотность тока 5 А/дм 2 .

Электролит для матового никелирования
Сернокислый никель . 217,5 г
Хлористый никель . 46,5 г
Борная кислота . 31 г
Вода . до 1 л
Рабочая температура ванны 50—70°С, плотность тока 1,5—5 А/дм 2 , рН=5,2—5,8.

Электролит для никелирования (твердое покрытие)
Сернокислый никель . 150 г
Хлористый аммоний . 20 г
Борная кислота . 25 г
Вода . до 1 л
Рабочая температура ванны 50—60°С, плотность тока 2,5—5 А/дм 2 , рН=5,6—5,9.

Электролит для декоративного хромирования
Хромовый ангидрид . 400 г
Серная кислота концентрированная . 4 г
Вода . до 1 л
Рабочая температура 25—65°С, плотность тока 20-50 А/дм 2 .

Электролит для хромирования (твердое покрытие)
Хромовый ангидрид . 250 г
Серная кислота концентрированная . 2,5 г
Вода . до 1 л
Рабочая температура 25—65°С, плотность тока 20—50 А/дм 2 .

Электролит для лужения
Оловяннокислый натрий . 75 г
Едкий натр . 11,5 г
Уксуснокислый натрий . 25 г
Вода . до 1 л
Рабочая температура 65—70°С, плотность тока 2—4 А/дм 2 .

Электролит для железнения (твердое покрытие)
Сернокислый железоаммоний . 350 г
Серная кислота концентрированная . 0,25 г
Вода . до 1 л
Электролит используется при температуре 18-20°С, плотность тока 2 А/дм 2 .

Электролит для серебрения
Хлористое серебро . 40 г
Железосинеродистый калий (красная кровяная соль) . 200 г
Поташ . 20 г
Вода . до 1 л
Температура, электролита 20—80°С. Плотность тока 1-1,5 А/дм 2 . Анод из серебра.

Простейшая гальваническая окраска. Электрохимическое окрашивание деталей из стали

Для электрохимического окрашивания деталей из стали, латуни или меди необходимо собрать гальваническую ванну и электрическую схему, как показано на рисунке.


Рис. Простейшая гальваническая ванна

Электрод, подключенный к плюсовому зажиму элемента, делают из листовой меди. Минус элемента подключают к окрашиваемой детали. Необходимо следить за тем, чтобы детали не касались медной пластинки. В банку заливают специальный электролит и замыкают электрическую цепь. Через 2-3 мин начнется окрашивание. Вначале деталь станет коричневой, потом фиолетовой и т. д. Все будет зависеть от времени: 2 мин — коричневый цвет, 3 мин — фиолетовый, 3-5 мин — синий, 5-6 мин — голубой, 8-12 мин — желтый, 12-13 мин — оранжевый, 13-15 мин-красный, 17-21 мин-зеленый цвет.

На 1 л электролита требуется:

  • Медного купороса — 60 г
  • Сахара-рафинада — 90 г
  • Едкого натра — 45 г

Приготовляют электролит следующим образом. В раствор медного купороса объемом 200-300 мл добавляют 90 г. сахара и тщательно размешивают. Отдельно в 250 мл воды растворяют 45 г едкого натра и к нему небольшими порциями, постоянно помешивая, приливают раствор медного купороса с сахаром. Затем добавляют воду, чтобы получился 1 л раствора.

При работе с едким натром необходимо соблюдать осторожность! Чтобы цвета были более контрастными, в готовый электролит добавляют 20 г безводной соли углекислого натрия. После окрашивания деталь промывают водой, сушат и покрывают бесцветным лаком.

Рецепты электролитов для гальванических ванн.

Электролит для быстрого меднения

  • Сернокислая медь (медный купорос) — 250 г
  • Серная кислота концентрированная — 20 г
  • Хромовый ангидрид — 2 г
  • Вода — до 1 л
  • Рабочая температура от 18 до 25њ С, рекомендуется перемешивание. Плотность тока 5 А/дм 2 .

Электролит для матового никелирования

  • Сернокислый никель — 217,5 г
  • Хлористый никель — 46,5 г
  • Борная кислота — 31 г
  • Вода — до 1 л
  • Рабочая температура ванны 50-70њ С, плотность тока 1,5-5 А/дм 2 , рН 5.2-5,8.

Электролит для никелирования (твердое покрытие)

  • Сернокислый никель — 150 г
  • Хлористый аммоний — 20 г
  • Борная кислота — 25 г
  • Вода — до 1 л
  • Рабочая температура ванны 50-60њ С, плотность тока 2,5-5 А/дм 2 , рН 5,6-5,9.

Электролит для декоративного хромирования

  • Хромовый ангидрид — 400 г
  • Серная кислота концентрированная — 4 г
  • Вода — до 1 л
  • Рабочая температура 25-65њ С, плотность тока 20-50 А/дм 2 .

Электролит для хромирования (твердое покрытие)

  • Хромовый ангидрид — 250 г
  • Серная кислота концентрированная — 2,5 г
  • Вода — до 1 л
  • Рабочая температура 25-65њ С, плотность тока 20-50 А/дм 2 .

Электролит для лужения

  • Оловяннокислый натрий — 75 г
  • Едкий натр — 11,5 г
  • Уксуснокислый натрий — 25 г
  • Вода — до 1 л
  • Рабочая температура 65-70њ С, плотность тока 2-4 А/дм 2 .

Электролит для серебрения

  • Хлористое серебро — 40 г
  • Железосинеродистый калий (красная кровяная соль) — 200 г
  • Поташ — 20 г
  • Вода — до 1 л
  • Температура электролита 20-80њ С, Плотность тока 1-1,5 А/дм 2 , Анод из серебра.

El-drossel › Блог › Гальваника своими руками

Сегодня мы сделаем гальваническую ванну для хромирования, цинкования, меднения, никелирования. Каждый кто решил сделать гальванику в гараже сталкивается с проблемой как самому сделать гальваническую ванну или как приспособить под нее какую нибудь посудину, что бы в ней можно было цинковать (никелировать, хромировать, меднить и т.д.). Гальваническая ванна должна соответствовать следующим требованиям: быть стойкой к кислотам щелочам, быть прочной(не лопаться при ударах), и выдерживать температуру хотя бы до 80 градусов.
Мною еще в начале занятий гальваникой был найдено очень не дорогое решение. В любой фирме торгующей химикатами есть полиэтиленовые емкости .Емкости обрешечены и укреплены на поддонах. Емкости бывают на 1000 или 600 литров. При покупке обратите внимание на целостность нижнего сливного крана(он шаровый пластиковый), и на наличие верхней крышки. Можно уложится в 2000-3000 рублей. рис

Аккуратно срезаем верх обрешетки и верх нашей будущей гальванической ванны. Срезанный верх не выкидываем, он нам еще пригодится. В обоих торцах ванны делаем 3 отверстия, отверстия под анодные штанги. Отверстия должны быть на одном уровне. рис

Наша ванна обязательно должна быть с крышкой. Мы позже прикрутим ее к ванне при помощи рояльной петли. В магазине автозапчастей покупаем резиновые уплотнители для дверей автомобиля жигули, и насаживаем их на бортик крышки и ванны. Резина необходима нам для уплотнения соединения между ванной и крышкой. Ванна полиэтиленовая по этому края можно усилить, прикрутив стальные уголки или полосу. Только после того как уплотнители установлены на гальваническую ванну прикручиваем крышку к ванне при помощи рояльной петли, так чтобы крышка прилегала наиболее плотно к ванне .рис
Получилась ванна с открывающейся крышкой. В крышке есть заливное отверстие, его мы используем для подключения вентиляционного рукава. Рис
В отверстия вставляем медные штанги. В качестве штанг я использовал медные трубки диаметром 20мм. Если трубка попадется мягкая то внутрь вставьте стальной пруток. Концы трубок сплющите и просверлите отверстия для подключения выпрямителя.
Конечно же, это ванны большого объема и в гараже их использовать как то не очень. Можно ванну нужного нам объема и формы спаять из винипласта. На самом деле это проще чем кажется. Покупаем листы винипласта .Те кто продают винипласт продают и прутки для сварки. Пруток это тот же винипласт только в виде проволоки. Так же потребуется промышленный фен с сужающей воздушный поток насадкой и электролобзик.
Способ сварки гальванической ванны
Сварка винипласта заключается в нагреве свариваемых кромок до пластического вязкотекуче-го состояния и соединения их под некоторым давлением. Применяется следующий способ сварки:
Сварка нагретым воздухом Свариваемые кромки детали 4 и присадочный материал (пруток для сварки) нагревают до температуры сварки струей горячего воздуха из промышленного фена. Присадочный пруток 2 вдавливают в разделку шва 5; нагретые слои материала слипаются и присадочный пруток образует сварной шов 3. При сварке толстого материала в разделку шва последовательно укладывают несколько нагретых присадочных прутков.
Сварку без скоса кромок применяют для соединения листов толщиной менее 4 мм. При большей толщине применяют V- и Х-образные разделки шва под углом 60°. При этом Х-образные швы более прочны. В процессе сварки по мере размягчения поверхностей свариваемых кромок и присадочного прутка необходимо непрерывно вжимать пруток в основание разделки под небольшим, но постоянным давлением. Для получения полного провара необходимо у корня шва оставить зазор 0,4…0,5 мм. При сварке мягких термопластов (полиэтилен и др.) присадочный пруток вводят под тупым углом, чтобы обеспечить достаточное давление на свариваемые кромки. При сварке жестких термопластов (винипласт, органическое стекло и др.) пруток вводят в разделку шва почти под углом 90° к шву.
Присадочным материалом служат прутки сечением 1… 12 мм2. Допускается использование сварочных прутков из винипласта диаметром 3,0…5,0 мм. Винипласт сваривают в размягченном (вязкотекучем) состоянии при температуре 220…240°С. Присадочным материалом служат сварочные прутки диаметром до 5 мм из пластифицированного винипласта. Процесс сварки осуществляется путем размягчения прутков и сцепления их с основным материалом.
В любом поисковике набираете «сварка винипласта» и там все будет подробно расписано. Опыт придет уже через 30 минут работы (я через 10 минут чувствовал себя профессионалом), к стати этот же способ применяется при сварке сломанных автомобильных бамперов. Таким же способом варятся, и гальванические барабаны о них мы поговорим позже. Самостоятельная сварка оборудования позволит сэкономить Вам массу наличности. По скольку мы говорим о гальванической ванне для гаража, то нет смысла делать ее объемом более 100 литров, и Вам потребуется не одна ванна а несколько, допустим для оцинкования (обезжиривание, промывка, цинкование, промывка, хроматирование, промывка).

Читайте также:  Автоматический старт дизель-генератора при прекращении подачи электроэнергии

Стадии процесса цинкования (пример)
Обезжиривание в органических растворителях
Обезжиривание химическое в щелочном растворе
Промывка в горячей воде
Обезжиривание электрохимическое анодное или катодное в щелочном растворе
Промывка в горячей воде
Промывка в холодной воде
Активирование или травление
Промывка в холодной воде
Промывка в холодной воде
Цинкование
Промывка в холодной воде
Осветление в (0,3 — 0,5) %-ном растворе азотной кислоты (может исключаться)
Пассивирование
Промывка в холодной воде
Промывка в теплой воде (температура не более 40 °С)
Сушка (температура не более 60 °С)
Так что количество ванн, их объем, вы должны предусмотреть за ранее согласно площади гаража. Но есть прямая зависимость между стабильностью электролита и объемом ванны, проще говоря, при маленьком объеме гальванической ванны придется чаще корректировать электролит.

Гальваническое покрытие: свойства, разновидности, альтернативы

Смотрите также

Гальванизация – это электрохимический метод нанесения металлической пленки, которая препятствует коррозии и окислению поверхностей. Она придает им эстетичный внешний вид, износостойкость и увеличивает твердость.

Данный метод обработки улучшает термостойкость металлов, поэтому его широко применяют в таких отраслях промышленности, в которых присутствуют высокотемпературные процессы.

Как появилось гальваническое покрытие?

Открытием гальванического покрытия мир обязан русскому физику Борису Якоби. В 1836 году в ходе экспериментов он пропускал металлы через соляные и водные растворы, которые находились под воздействием электрического тока.

При прохождении через солевые растворы металлы разделялись на разнозарядные ионы. Положительные оседали на катоде, а отрицательные – на аноде.

Технология гальванизации

Гальванические покрытия требовательны к подготовке поверхностей. Перед началом работ требуется провести тщательную очистку и обезжиривание деталей.

Для металлических поверхностей рекомендуется использовать органические растворители, которые не вызывают коррозии, например Очиститель металла MODENGY

Он эффективно удаляет нефтепродукты, силиконовые масла, консервационные составы, адсорбированные пленки, газы, влагу и другие виды загрязнений. Испаряется быстро и без остатка.

Однако одной очистки и обезжиривания в большинстве случаев бывает недостаточно. Помимо этого проводится пескоструйная обработка и последующая шлифовка наждачной бумагой, специальными пастами.

Гальваническое покрытие выделяет все сколы, царапины и раковины поверхностей, поэтому обрабатываемое изделие должна быть идеально подготовленным.

Далее рассмотрим технологию гальванизации.

На деталь, погруженную в емкость с электролитом, подается отрицательный заряд, в результате чего она становится катодом. Отдельно стоящая металлическая пластина получает положительный заряд и берет на себя функцию анода.

Именно эта пластина служит для образования покрытия. При замыкании электрической сети металл с нее растворяется в электролите и направляется к катоду, где образует равномерную тонкую пленку.

Данный способ гальванизации называется анодным. Благодаря ему при возникновении очагов коррозии разрушается именно гальваническая изоляция, а защищаемый металл в течение длительного времени остается нетронутым.

Существует еще один метод гальванизации – катодное напыление. Он применяется гораздо реже. При нарушении целостности такого покрытия возрастает интенсивность разрушения металла под ним. Этому способствует сама технология нанесения.

Электролит – это проводящий раствор, благодаря которому металлы попадают на катод с анода. Размер емкостей для этой жидкости может быть разным и зависит от производственных задач.

Детали больших размеров находятся в объемных ваннах в подвешенном состоянии. На более мелкие изделия гальваническое покрытие наносится в барабанных емкостях, где отрицательный заряд подается на барабан, который вращается в электролите. Для обработки деталей очень маленького размера (метизы, крепежные элементы) используются колокольные наливные ванны. В процессе работы они вращаются с низкой скоростью, в результате чего детали равномерно покрываются защитным покрытием.

Большое значение имеет плотность тока, который проходит через электролит. Он влияет на структуру формируемого осадка. Данная величина измеряется отношением силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

При слишком большой величине плотности порошковых отложений много, а при низкой – его вообще не образуется. Это сказывается на качестве конечного покрытия. Именно поэтому процесс гальванизации требует постоянного контроля.

Толщина гальванического покрытия на деталях составляет 6-20 мкм и определяется особенностями металлов, участвующих в гальванизации. Уровень адгезии металлического сплава с поверхностями определяется при помощи специальных тестов.

Совместимость металлов

Совместимость материалов при гальванизации очень важна. Все металлы в соединениях корродируют. В некоторых случаях процесс протекает замедленно. Однако существуют материалы, которые соединять вместе крайне не рекомендуется.

С определенными трудностями связана работа с алюминием и его сплавами. Это связано с тем, что на поверхностях этих материалов присутствует окисная пленка, которая затрудняет процесс гальванизации.

Для алюминия можно использовать следующие сочетания материалов: никель-хром, медь-никель-хром, медь-олово, свинец-олово. Допускается также цинкование и латунирование алюминия.

Области применения гальванических покрытий

Прочность и износостойкость гальванических покрытий позволяет использовать данный вид защиты:

В радиотехнической промышленности

В электронной промышленности

Альтернатива гальваническому покрытию

Повысить прочность и антикоррозионные характеристики металлов можно не только с помощью гальванизации, но и другими методами: закалкой, рекристаллизацией, чеканкой, обкатыванием, газопламенным напылением, наплавкой и т.д.

Одним из наиболее простых и эффективных способов повышения износостойкости металлических изделий, предотвращения их коррозии и защиты от агрессивных внешних факторов является применение специальных твердосмазочных покрытий. Внешне они напоминают лакокрасочные материалы, только вместо пигмента содержат частицы твердых смазочных веществ.

Такие покрытия создают на поверхностях тонкую сухую пленку, которая обладает высокой несущей способностью и низким коэффициентом трения. Это особенно важно для металлических деталей, которые являются частью подвижных механизмов, работают при очень высоких нагрузках, давлениях и температурах.

Рассмотрим особенности антифрикционных твердосмазочных покрытий на примере материалов MODENGY. Их основу составляют неорганические и органические связующие вещества, а также твердые смазочные материалы: графит, дисульфид молибдена, политетрафторэтилен (ПТФЭ), нитрид бора, дисульфид вольфрама, фториды бария и кальция.

Эти материалы формируют на поверхностях прочный композиционный слой. Он представляет собой полимерную матрицу с равномерно распределенными в ней частицами твердых смазочных веществ. Они заполняют и сглаживают микронеровности поверхностей, тем самым увеличивая их опорную площадь и несущую способность.

Покрытия MODENGY обладают высоким сопротивлением сжатию и малым сопротивлением сдвигу, поэтому их коэффициент трения достигает значений в несколько сотых при контактных давлениях, соизмеримых с пределом текучести материала основы.

Многие из материалов MODENGY доказали свою работоспособность в условиях радиации и вакуума. Их несущая способность достигает 2500 МПа, диапазон рабочих температур составляет от -200 до +560 °C. Благодаря технологии сухой смазки, которую они реализуют, покрытия эффективно работают в запыленных условиях.

Жидкие покрытия наносятся стандартными методами окрашивания: распылением, окунанием, центрифугированием. Составы в аэрозольной фасовке не требуют какого-либо оборудования. Краткую видеоинструкцию по их нанесению смотрите на примере работы с покрытием MODENGY Для деталей ДВС.

Виды гальванических покрытий

В зависимости от назначения гальванические покрытия подразделяются на следующие виды:

Защитные: служат для изоляции металлических изделий от механических повреждений и воздействия агрессивных сред

Защитно-декоративные: предназначены для защиты деталей от агрессивных и разрушающих внешних факторов, а также для придания им эстетичного внешнего вида

Специальные: служат для улучшения определенных характеристик поверхностей, например, повышения износостойкости и твердости, электроизоляционных, магнитных свойств

Читайте также:  Led светильник с шим и таймером

В некоторых случаях гальванизация применяется для восстановлении изначального вида изделий после их длительной эксплуатации.

Гальваническое покрытие позволяет создавать точные копии деталей, которые обладают даже очень высокой сложностью рельефа. Данный процесс называется гальванопластикой.

В зависимости от используемых в качестве покрытий материалов выделяют следующие виды гальванизации.

Меднение

В качестве покрытия используется медный купорос. Такая обработка способствует повышению прочности металлических изделий и повышению их токопроводящих свойств. Металлы с медным покрытием используются для производства электропроводников.

Хромирование

Данная процедура повышает прочностные характеристики металлов, а также их сопротивляемость различным агрессивным воздействиям. Помимо этого, она улучшает внешней вид деталей и восстанавливает поврежденные элементы.

В зависимости от технологии выполнения хромированное покрытие может обладать различными свойствами и параметрами. Например, серое матовое увеличивает твердость металла, блестящее повышает его износостойкость, молочное пластичное придает эстетичный внешний вид и усиливает стойкость к коррозии.

Цинкование

Самая популярная операция гальванизации. Тонкий слой цинка придает металлам блеск и предотвращает образование коррозии. Цинкование особенно популярно в строительной и автомобильной индустрии. Цинк используется для обработки трубопрокатных изделий, емкостей, опорных и кровельных конструкций, кузовных деталей автомобилей.

Железнение

Используется для усиления прочностных характеристик легкоизнашиваемых деталей, например, из меди. Такое покрытие практически не подвержено воздействию коррозии.

Никелирование

Данный метод обработки является оптимальным для придания металлам устойчивости к воздействиям окружающей среды. Слой никеля надежно защищает изделия от коррозии, возникающей вследствие загрязнения щелочами, кислотами, солями. Никелированные детали отличаются очень высокой стойкостью к истиранию и механическим повреждениям.

Латунирование

Используется для защиты металлов от воздействия коррозии. Кроме того, слой латуни обеспечивает лучшую адгезию металлических деталей с резиной.

Серебрение и золочение

Эти операции применяются в ювелирном деле, радиоэлектронной и электротехнической отраслях. Серебро и золото придают поверхностям презентабельный внешний вид, высокие отражающие свойства, предотвращают коррозию, улучшают токопроводящие свойства, повышают твердость и защищают от агрессивных внешних факторов.

Родирование

Слой родия увеличивает сопротивляемость деталей воздействию химически агрессивных сред, а также придает им дополнительную механическую стойкость. Родирование предотвращает окисление, потускнение изделий из серебра.

Покрытие оловом

Олово увеличивает прочность и твердость металлических деталей. Гальванизация этим материалом применяется для алюминия, цинка, стали и меди.

Присоединяйтесь

© 2004 – 2020 ООО “АТФ”. Все авторские права защищены. ООО “АТФ” является зарегистрированной торговой маркой.

Что такое гальваника металла, детали и виды процесса

Описание процесса гальванического покрытия металла. В каких случаях применяется и с какой целью. Методы гальванирования. Применяемое оборудование и материалы для нанесения покрытий.

Операция гальванического покрытия металлов заключается в нанесении на поверхность металлического изделия тонкой пленки из такого же материала с использованием электролита. В процессе обработки детали молекулы покрывающего металла переносятся токопроводящим раствором и проникают в верхний слой изделия. В итоге происходит внедрение одного металла в поверхностное пространство другого.

Как результат, такой гальванический метод позволяет металлоизделиям приобретать дополнительную твердость, устойчивость к коррозии и износостойкость. У металла с гальваническим покрытием значительно повышается декоративность.

Для проведения гальванического процесса необходима ванна, которая является основой всего оборудования. В нее заливается токопроводящий раствор, в который помещаются 2 анода.

Для гальванизации металлов существуют линии оборудования. Устанавливаются они в отдельных цехах. Поскольку работа связана с химическими реактивами, в помещении монтируется вентиляция.

Несмотря на сложность гальванического процесса, он достаточно хорошо изучен. Поэтому его можно проводить и в домашних условиях. При этом следует помнить основное правило: общая площадь анодов должна превышать этот же параметр обрабатываемой детали.

Для чего гальванизируют металл

Во время гальванической обработки металла преследуются определенные цели. Все зависит от условий, в которых будет работать данное изделие, и требований, которые к нему будут применяться.

Цели гальванизации металла бывают следующие:

  1. Придание поверхностному слою защитных функций. Как вариант – никелирование.
  2. В целях улучшения декоративности предметов. Например, хромирование.
  3. Для получения копий деталей, отличающихся сложностью рельефа поверхности.
  4. Нашло широкое применение гальваническое цинкование продукции. Проводится оно с трубопрокатными, кровельными и строительными конструкциями. Это придает им устойчивость в условиях повышенной влажности.
  5. В ювелирном деле. Поверхностный слой украшений насыщается золотом и серебром. При этом не только улучшаются декоративные качества продукции, но и верхний слой золотых изделий увеличивает свою твердость в 2 раза.

Процесс гальванизации металлов отличается характерной особенностью. На поверхности изделий формируется пленка. Вне зависимости от сложности конфигурации ее толщина везде будет одинаковая. Это особенно важно, когда на первый план выходит внешний вид продукции.

Методы гальваники

  1. Гальваническое катодное напыление. Такая технология покрытия металла отличается тем, что при небольшом ее нарушении происходит быстрая коррозия основного изделия. Этому процессу способствует сам поверхностный слой. В качестве примера можно привести лужение оловом.
  2. Гальваническое анодное нанесение. Относится к надежным гальваническим покрытиям. При возникновении угрозы коррозии в первую очередь начинаются разрушения в поверхностном слое. Основной металл длительное время сохраняет первоначальную форму. При этом он надежно защищен не только от внешней среды, но и от механических воздействий.

Процесс гальванического покрытия металла

Гальваническая обработка металла состоит из 3 этапов:

  1. Подготовка. Это наиболее трудоемкий процесс. В случае наличия на поверхности металла жира, заусенцев или пыли качество гальванизирования будет низким. Изделия должны быть обработаны вручную или на пескоструйной машине. При наличии остатков жира их следует обработать химическим раствором.
  2. Сам процесс гальванической обработки металла. Электролит заливается в ванну, в него помещаются 2 анода и покрываемая деталь. Проводится нагрев электролита с помощью специального устройства до температуры, указанной в технологии. Затем включается ток, который контролируется регулятором напряжения. Катодом является сама деталь. Положительно заряженные ионы движутся через электролит и оседают на отрицательно заряженном изделии, образуя поверхностный слой. Длительность второго этапа продолжается до тех пор, пока поверхностный слой металла не достигнет требуемой величины.
  3. После гальванической процедуры детали нуждаются в дополнительной обработке. Заключается она в осветлении, пассивировании или промасливании поверхности. Для этого изделия погружаются в специальный раствор с реактивами. В результате идет образование поверхностной пленки толщиной 1 мм.

О совместимости гальванических пар таблица дает наглядное представление.

МеталлАлюминийБронзаДюральЛатуньМедьНикельОловоСплав олово со свинцомУглеродистая сталь и чугунХромЦинк
Алюминий++++
Бронза++++ПайкаПайка+
Дюраль++++
Латунь++++ПайкаПайка+
Медь++++ПайкаПайка+
Никель++++ПайкаПайка+Отсутствуют данные+
ОловоПайкаПайкаПайкаОтсутствуют данные+++Отсутствуют данные+
Сплав свинца с оловомПайкаПайкаПайкаПайка+++Отсутствуют данные+
Углеродистая сталь и чугун++++++++
Хром+++Отсутствуют данныеОтсутствуют данныеОтсутствуют данные+++
Цинк++++++++

Используемые материалы и оборудование

Исключение составляет холодное цинкование, совершаемое «Гальвонолом». Это жидкая суспензия, которая непосредственно наносится на металл. Отличается неустойчивостью к некоторым растворителям, поэтому нуждается в финишном покрытии.

Различается несколько групп гальванических ванн:

  1. Крупные. Рассчитаны на крупногабаритные изделия.
  2. Средние. В них нет возможности поместить большое изделие. При этом они остаются наиболее востребованными в условиях средних масштабов производства.
  3. Мелкие. В них можно проводить гальванизацию только мелких деталей.

В ванну помещаются анодные пластины. Изготавливаются из разных материалов. Их основная задача заключается в восполнении убывающего металла с изделия в процессе гальванизации.

Важными составляющими являются разновидность электролита и плотность тока. Эти параметры меняются в зависимости от вида операции.

Составы цианидных ванн для серебрения представлены в таблице.

СоставНомер электролита
1234
Цианистое серебро2630100
Цианистый натрий7070
Цианистый калий70100
Углекислый натрий1010
Углекислый калий1025
Гипосульфит натрия0,40,5
Аммиак водный, мл/л1-22
Едкий калий15

Величина плотности тока оказывает влияние на структуру формируемого осадка. Измеряется как отношение силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

Такой параметр имеет важное значение во время работы. При низкой величине плотности осадка вообще не образуется. Слишком большая его величина приводит к образованию порошкового отложения. Поэтому гальванический процесс требует контроля этого показателя.

Виды гальванических покрытий

  • ­ хромирование;
  • ­ цинкование;
  • ­ травление;
  • ­ золочение и серебрение;
  • ­ меднение;
  • ­ латунирование;
  • ­ гальваника алюминия.

Хромирование

Это процесс внедрения в поверхность металла хрома с использование электролита под воздействием тока. В результате изделие приобретает коррозионную устойчивость к агрессивной среде. Увеличивается твердость поверхностного слоя. Обработанные детали находят применение во многих отраслях промышленности.

Цинкование

Травление

Травление – это электролитическое снятие поверхностного слоя с изделия. Процедура проводится с целью обнаружения внутренних дефектов, устранения ржавчины или окислов. После такой операции часто детали подвергаются финишному покрытию. Обработанные поверхности заготовок хорошо сопрягаются друг с другом.

Золочение и серебрение

Золочение и серебрение применяются в ювелирном деле. Ванна заполняется электролитом, куда опускается обрабатываемое украшение. В электролите растворяются ионы серебра или золота. По окончании процедуры на поверхности изделия образуется тонкий поверхностный слой драгоценного металла.

Меднение

Латунирование

При работе используются цианистые электролиты меди, цинка, натрия или калия. Латунная поверхность наносится с целью улучшения декоративных качеств. Особенно это касается белого латунирования. Еще такой обработке подвергаются стальные заготовки, которые обклеиваются резиной.

Гальваника алюминия

К гальваническим покрытиям алюминия относятся сочетания:

  • ­ медь – никель – хром;
  • ­ никель – хром;
  • ­ свинец – олово;
  • ­ медь – олово;
  • ­ латунирование;
  • ­ цинкование.

Работа с алюминием и его сплавами сопровождается определенными трудностями. На их поверхностях присутствует окисная пленка, которая затрудняет процесс гальванизации.

Гальваническое покрытие металлических изделий проводится не только в промышленных масштабах. Домашние условия тоже позволяют заняться этим видом деятельности. Если у кого-то есть опыт проведения таких мероприятий, большая просьба поделиться им в комментариях к этой статье.

Меднение гальваникой и гальванопластика в домашних условиях

Гальваника представляет собой раздел электрохимической науки, которая изучает осаждение некоторых элементов на любую поверхность. С помощью гальваники в домашних условиях или в промышленности можно нанести на изделие тонкий слой металла, который будет выступать в роли защитного слоя или выполнять декоративные функции. В последнее время декоративное покрытие набирает популярность у тех, кто хочет сделать оригинальный подарок своим друзьям и родным.

Общие сведения

Покрытие гальваникой бывает технологическим или декоративно-защитным. Это тонкий металлический тонкий слой, который в зависимости от гальванических элементов может выполнять эстетические функции. Гальванопластика не увеличивает прочность изделия, поскольку в этом случае требуются большие производственные мощности, но для красоты и придания «свежести» вполне подойдет.

Гальванические реакции происходят с помощью постоянного электрического тока. В специальную емкость-диэлектрик наливают раствор — электролит, в который погружают два анода. Аноды должны быть изготовлены из металла, который будет осаждаться на покрываемом изделии.

Обрабатываемая деталь присоединяется к минусовому выводу и помещается между анодами. Она выполняет роль катода. Аноды, в свою очередь, присоединяются к плюсовому контакту источника питания. Они становятся частью цепи, проводя ток в электролит и отдавая ему свои металлические элементы. Электролит передает необходимые частицы обрабатываемой детали, они постепенно обволакивают её тонким слоем. Аноды по площади должны превышать в несколько раз размер заготовки.

Другими словами, гальванизация представляет собой перенос молекул металла раствора на изделие в момент протекания через них электротока.

Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:

  • Сборка гальванической установки.
  • Подготовка электролитного раствора.
  • Обработка и подготовка образца.
  • Запуск гальванического процесса.

Необходимое оборудование

Оборудование можно подготовить самостоятельно. Сначала подбирается подходящий источник питания. Это может быть батарейка (для обработки изделий небольшого размера) или аккумулятор. Подойдет понижающий блок питания, который выдает на выходе постоянный ток до 12 вольт. Иногда используют инвертор от сварочного аппарата. Подбирается реостат для регулирования силы тока.

Из нейтрального, устойчивого к химически агрессивным веществам материала подбирается широкая и глубокая ванночка. Надо учитывать, что электролитический раствор при гальваническом процессе может нагреваться до девяноста градусов по Цельсию.

Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.

Для нагрева ёмкости с электролитом нужен электрический прибор с возможностью плавной регулировки температурного режима. Чаще всего используют подошву утюга или небольшую электроплитку. С их помощью происходит нагрев раствора до необходимой температуры и ускорение реакции.

Химические реактивы необходимо хранить в плотно закупоренной стеклянной посуде. Желательно каждый предмет подписывать.

Потребуются весы для точного измерения массы веществ, поскольку необходимая точность веса компонентов составляет один грамм. Такие весы можно приобрести, а можно сделать самостоятельно, используя вместо гирек старые советские монеты. Вес «желтых» монет точно соответствует их номиналу.

Подготовка материала

После того как собраны необходимые вещества, найдены ёмкости, собрана электрическая схема с питанием и подготовлена система подогрева, можно заняться чисткой заготовки.

Если недостаточно хорошо почистить деталь, гальваническое покрытие непрочно осядет или будет неравномерным. Иногда хватает простого обезжиривания предмета. Раствор ацетона или спирта может хорошо обезжирить поверхность, можно использовать бензин.

Некоторые мастера держат изделия из стали в разогретом до 90 градусов по Цельсию растворе фосфорнокислого натрия. Цветные металлы можно очищать в том же растворе, не нагревая его.

Если на изделии есть коррозия или другие изъяны, то поверхность заготовки шлифуется наждачной бумагой.

Техника безопасности

Иногда про технику безопасности при различных работах в домашних условиях рассказывают вскользь. Но при выполнении любых гальванических работ нужно строго соблюдать безопасность.

Опасность заключается в использовании токсичных химических веществ, высокой температуре нагрева раствора и повышенными рисками, которые сопровождают электрохимические реакции.

Лучше всего гальванические работы проводить в гараже или мастерской при обязательном проветривании или вентилировании помещения. Особое внимание следует уделить заземлению оборудования. Нужно соблюдать меры личной безопасности, а именно:

  • Дыхательные пути следует защитить респиратором.
  • Руки и запястья должны быть спрятаны в высокие и прочные резиновые перчатки.
  • Обувь должна защищать от ожогов, а одежда прикрыта клеенчатым фартуком.
  • Обязательно ношение специальных защитных очков.

Во время работы не рекомендуется ни пить, ни есть, чтобы в пищевод не попали вредные и опасные вещества.

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:

  1. Помещение заготовки в раствор электролита.
  2. 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.

Весь процесс занимает примерно 15−20 минут. После обязательного выключения источника питания и остывания раствора готовое изделие с медным слоем на поверхности вынимается из банки.

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.

Когда деталь полностью покроется слоем меди, выключается блок питания и процесс завершается. Деталь ополаскивается в воде и просушивается.

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.

Особенности гальванопластики

Гальванопластика — это электрохимический способ придания предмету определенной формы с помощью осаждения на него металла. Чаще всего этот метод используют при обработке металлом неметаллических предметов или при изготовлении копий ювелирных изделий.

Если при гальванопластике изделие не обладает электропроводящими свойствами, то его предварительно покрывают графитом, иногда бронзой. Затем мастер делает с копии слепок и начинает гальванический процесс. В качестве материала слепка используют гипс, графит или легко плавящийся металл.

Гальваника — это очень интересный и познавательный процесс, но он связан с активными веществами, которые могут навредить здоровью и нанести вред имуществу или окружающей среде. Поэтому перед тем как начинать гальванику своими руками, нужно принять все меры безопасности, изучить немного теории процесса и особенности поведения химических реактивов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
×
×
Adblock
detector