Химическая металлизация и хромирование в домашних условиях. Технология выполнения цинкования в домашних условиях

В 1840 году российский учёный-физик немецкого происхождения, Мориц Герман, который после переезда в Российскую империю сменил имя и фамилию на Борис Якоби, пишет работу под длинным названием: «Способ производить, по данным образцам, из медных растворов медные изделия с помощью электричества или Гальванопластика для прикладных искусств». С этого научного труда начинается история гальваники не только в России, но и в мире.

В своих исследованиях Якоби опирался на более ранние работы итальянского физика Луиджи Гальвани, поэтому и назвал процесс гальванопластикой, а емкость в которой происходит сие чудо — гальванической ванной.

В настоящее время гальваника является разделом электрохимии и изучает осаждение электролитов на поверхности металлов. В свою очередь, гальваника разделятся на два больших подотдела:

Гальванопластика: электрохимический способ копирования. С его помощью наносят достаточно толстый слой металла и как следствие получают точную копию копируемого предмета. В частности, посредством этого метода изготавливают виниловые пластинки и лазерные компакт-диски.
Гальваностегия: электрохимическая технология покрытия подложки слоем металла, с целью получения более прочного или более декоративного слоя. Часто эти две задачи совмещают.

Посредством процесса гальваностегии можно покрыть слоем металла, захромировать практически любую поверхность: металлическую, пластиковую, деревянную, кожаную. Хромированные сапоги или никелированные ботинки — вещь вполне реальная, но не совсем практичная. Гораздо более востребовано покрытие одного металла другим с целью повышения антикоррозийных, прочностных и эстетических характеристик. Такие процессы, как хромирование, никелирование, меднение, цинкование давно стали обычной практикой крупного промышленного производства.

Химическая металлизация своими руками в домашних условиях. Гальваника в домашних условиях вещь вполне реальная, конечно, при соблюдении определённых требований. Из всех видов домашней гальваники хромировка является, пожалуй, самым сложным видом гальваностегии по двум причинам:

Техническая сложность процесса.
Крайняя опасность химических компонентов для здоровья.

Первая техническая сложность

Сложность хромирования состоит в том, что предъявляются очень жёсткие требования к режиму функционирования гальванической ванны. Малейшие отклонения от требуемой плотности тока, температуры и концентрации электролита приводят к резкому изменению качества хромового покрытия, вплоть до брака.

Способность хрома сильно меняться в качественном отношении, в зависимости от температуры электролита и силы тока, активно используется на производстве для получения хромовых покрытий с разной степенью блеска, окрашенности и прочности.

При температуре электролита от 30−60 градусов поверхность готового изделия будет блестящей.
Выше 60 градусов — хромовое покрытие будет иметь молочный оттенок.
Ниже 30 градусов — поверхность матовая.

От концентрации состава электролита хром меняет цвет, а вместе с цветом меняются и прочностные характеристики. Цвет меняется от обычного светлого, до темно-голубого, агатового, синего и, наконец, до практически чёрного. По мере изменения цвета меняется и прочность хромового покрытия. Самый мягкий хром имеет обычный светлый цвет, для его получения требуется комнатная температура и сила тока порядка 5 А/кв.дм. Самое прочное хромовое покрытие соответствует хрому чёрного цвета. Но для получения чёрного хрома необходима сила тока 100 А/кв.дм, что в условиях домашнего производства сделать технически невозможно.

Вторая техническая сложность

Вторая сложность состоит в том, что хром не может непосредственно соединяться со сталью, алюминием, чугуном или железом. Поэтому всегда перед хромированием проводят процесс никелирования. Часто с целью получения более качественного результата проводят несколько последовательных нанесений слоёв: никель, медь, снова никель и только в заключение наносят слой хрома.

При этом нужно иметь в виду, что само по себе хромовое покрытие обладает достаточно противоречивыми характеристиками. С одной стороны, хром обладает высокой механической прочностью (намного выше, чем у никеля), химической инертностью и очень ярким блеском. Но одновременно с этим он очень хрупок и обладает пористой структурой. Поэтому подложка из никеля для слоя хрома является необходимой даже в том случае, если хромирование осуществляется на поверхность металла, с которым у хрома хорошая сцепка, например, медь или латунь.

Таким образом, процесс хромирования в домашних условиях автоматически подразумевает проведение как минимум двух последовательных технологических процессов: никелирования и хромирования.

Опасность для здоровья

Основной компонент электролита для хромирования — оксид хрома (CrO3) или, как его ещё называют, хромовый ангидрид. Так уж получилось, что хромовый ангидрид является сильнейшим ядом и одновременно одним из самых сильных канцерогенов. Смертельная доза для человека при приёме внутрь составляет приблизительно 4−6 грамм, в зависимости от веса индивида. При попадании на открытые участки кожи чистого оксида хрома или его растворов возникают химические ожоги, которые затем переходят в дерматиты и экземы, с последующим перерождением в рак кожи.

При соединении оксида хрома с веществами, имеющими органическую природу, такими как технические растворители, бензин, керосин, происходит мгновенное возгорание и взрыв.

Понятно, что такое «прекрасное» химическое вещество невозможно просто взять и купить в магазине хим. реактивов. Оборот хромового ангидрида жёстко регулируется государством и продажа разрешена только юридическим лицам, имеющим лицензию на соответствующий род деятельности.

Необходимое оборудование

Хромирование на кухне жилой квартиры способен проводить только потенциальный самоубийца. Для того чтобы начать процесс хромирования фары, необходимо иметь для этого специальное помещение, максимально удалённое от жилых построек. Лучше всего для этих целей подойдёт просторная мастерская или гараж. Обязательно наличие хорошей принудительной вентиляции. Предварительно из помещения должны быть удалены все ёмкости с бензином, красками, лаками и прочими растворителями. В обязательном порядке приобретается хороший огнетушитель и прорабатывается вариант запасного выхода из помещения в случае возникновения нештатной ситуации.

Для хромирования необходимо иметь:

Гальваническая ванна. Либо из стекла, либо из прочного пластика, способного выдерживать повышение температуры до 100 градусов.
Выпрямитель. Источник постоянного тока с возможностью регулировать выходное напряжение. Параметры — 12В/50А. Если речь идёт о мелких деталях, то можно использовать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
Нагреватель. Должен выдерживать долговременное пребывание в агрессивной кислой среде. Например, керамический тэн. Обычный тэн не подойдёт.
Термометр. С делениями от 0 до 100 градусов. Оптимальная температура для проведения процесса составляет 45−55 градусов.

Нужно иметь в виду, что для оптимизации процесса необходимо оборудовать как минимум две такие установки, одна для хромирования, а вторая для никелирования. В противном случае придётся постоянно менять реактивы в одной ёмкости, что крайне неудобно и затратно.

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.

Этапы хромирования

Непосредственно хромирование состоит из ряда последовательных этапов:

Процесс начинается с поднимания температуры электролита в ванне до 50−54 градусов.
Помещается хромируемая деталь с предварительным присоединением к ней катодного выхода.
После этого выдерживают некоторое время, не подавая напряжения в систему. В течение этого времени температура детали и электролита должны выровняться.
После подачи напряжения обрабатываемая деталь находится в растворе как минимум 20 минут. В некоторых случаях хромирование может продолжаться 2−3 часа. Всё решается в индивидуальном порядке в зависимости от размера детали и необходимых конечных характеристик хромированного покрытия.
После окончания процесса деталь достаётся из раствора, промывается и помещается в сушильный шкаф на 2−3 часа.

В интернете очень много видеоуроков по гальванике, в частности, по хромированию металлов. Поэтому все детали этого процесса можно почерпнуть там.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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.

После публикации моей предыдущей идеи — Серьезный бизнес на гальванике — пришло столько вопросов о технологическом процессе, что я решил объединить свои ответы в отдельной идее.

Технологическое оборудование для гальваники

1. ванна сернокислотная
2. ванна холодной воды
3. ванна горячей воды
4. ванна железнения
5. ванна холодной воды
6. стол рабочий на колесах
7. корзины и бутыли с кислотами
8. сварочный трансформатор
9. балластные реостаты.

Технологический цикл

Включает в себя следующие операции:
1. Предварительная подготовка.
2. Сернокислотное пассивирование.
3. Промывка в холодной воде.
3. Промывка в горячей воде.
4. Железнение.
5. Промывка в холодной воде.
6. Дальнейшая обработка.

Предварительная подготовка

Состоит в следующем. Поступивший вал обтирают ветошью от остатков масла, из шпоночных пазов удаляется грязь. Затем снимаются размеры шейки в местах максимальной выработки и невыработанные размеры. Это необходимо для установления толщины необходимого покрытия и определения времени железнения. Если вал убитый (большой эллипс, конус), то для восстановления правильной геометрии его подвергают шлифовке, но снимают не более 0,5 процента от общего диаметра шейки. Таким образом выясняется толщина необходимого покрытия.

Н(мм) = Нв(выработки) + 3Нм.ш.(минимальный шлиф станка)

величину 3Нм.ш можно задать и больше

Для определения рабочих токов необходимо знать катодную (покрываемую) площадь. Для этого измеряется диаметр шейки и её ширина И затем по формуле

S = π · D · A,

где А — ширина шейки.

Площадь рассчитывается в квадратных дециметрах.

Таким образом, выяснив площадь и умножив её на рекомендуемую плотность тока (А\кв.дм), мы будем знать величину общего необходимого тока.

Время, необходимое для железнения, находят по формуле:

Т(часов)=7400*Н / Ic*n,

где:
Ic= I катодный — Iанодный А/дм.
n- выход железа по току, определяется практически, но можно использовать эмпирическую формулу: n = 47(Ic)0,2

Сернокислотное пассивирование

После того, как все расчеты выполнены, начинаем процесс.

В масляные каналы забивают резиновые пробки.

Для того, чтобы подготовить поверхность вала к железнению, применяется метод сернокислотной пассивации. Применяют различные режимы (переменным током, асимметричным током), но самым быстрым и производительным является режим травления на аноде, позволяющий одновременно с пассивацией производить очистку поверхности от масляных и лаковых пленок.

Для этого вал помещают в сернокислый 20-30% раствор и подключают его к + шине, катод выполняется из листового свинца и его площадь должна превышать площадь детали не менее 10 раз. Затем включается ток плотностью до 50А\кв.дм. Время – 1 мин. Ток постоянный (выпрямленный).

За это время поверхность детали приобретает ровный матово- темносерый оттенок. На этом операция пассивирования закончена.

Промывка в горячей и холодной воде

Железнение

Если вам необходимо восстановить определенный участок, а не всю деталь, применяют маскирование — участок, не подлежащий железнению, закрашивают нитролаком или нитрокраской. Так как нитро покрытия очень пористые, окраску следует производить не менее, чем в два слоя, с промежуточной сушкой.

Процесс железнения ведется при температуре 18-25°С. Аноды из стали Ст.3…..Ст.20. Легированные стали в качестве анодов не применяются, т.к. ионы хрома затрудняют процесс и снижают качество покрытия.

Собственно сам процесс железнения разбит на несколько этапов. Первые этапы служат для создания равномерного первичного слоя, прочно скрепленного с основой. Последний этап служит для наращивания рабочего слоя с требуемой твердостью.

1. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 15,5 А\кв.дм. Время — 15 сек. Твердость покрытия 180 кгс\кв.мм.

2. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 10 А\кв.дм. Время — 60 сек. Твердость покрытия 270 кгс\кв.мм.

3. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 5 А\кв.дм. Время — 60 сек. Твердость покрытия 400 кгс\кв.мм.

4. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 3,5 А\кв.дм. Время — 30 сек. Твердость покрытия 540 кгс\кв.мм.

5. Ток катодный — 30 А\кв.дм, анодный — 3,5 А\кв.дм. Время — 30сек. Твердость покрытия 630 кгс\кв.мм.

На этом процесс «затяжки» заканчивается и далее идет наращивание рабочего слоя до заданных размеров.

6. Ток катодный — 30 А\кв.дм, анодный — 3 А\кв.дм. Время — расчётное. Твердость покрытия 630 кгс\кв.мм.

Промывочную воду из ванны 2 и 5 используют для доливки в ванну железнения. В процессе работы с анода выделяется шлам, который после отстаивания необходимо удалять.

И ещё одна деталь. Перед началом железнения нужно «проработать» электролит. Для этого к катоду подвешивают ненужный кусок металла и включают катодный ток не более 10 А, на один, два часа. Это необходимо для очистки раствора от примесей и для удаления 3 валентного железа. Осаждается железо с валентностью 2.

Если у вас был перерыв в работе длительностью более суток, электролит необходимо также проработать.

Если вам не удалось раздобыть соль чистотой Ч или ЧДА, и вы используете садово–огородный химикат, то процесс проработки электролита следует вести самым минимальным катодным током, анодный ток не используется. Величину тока устанавливают «на грани» начала газообразования на катоде.

Само собой разумеется, этот процесс будет длиться значительно дольше, нежели при работе с чистыми реактивами.

Состав электролита:
хлористое железо — 400-440 г\л
серная кислота — 0,8-1 мл\л
иодистый калий — 5-10 г\л
соляная кислота — до рН= 1–1,2

Кислотность определяется лакмусом или индикаторной бумагой.

Твердость покрытия определяется «Роквеллом» или «Бринелем».

Для начала не стоит гнаться за твердостью и производительностью, попробуйте поработать на 1 и 2 режиме, попробуйте восстановить какую-нибудь деталь, что можно будет потом обработать напильником, резцом или сверлом. Когда у вас начнет что-то получаться, постепенно перейдёте к сложнопрофильным деталям и повышению твердости.

Я далек от мысли, что гальваника асимметричным током — панацея от всех бед и решение всех проблем. Это всего лишь инструмент. И так же, как и всякий инструмент, он не может быть универсальным, на все случаи жизни. Традиционная гальваника ничуть не хуже, просто она другая.

Целью публикации было привлечь внимание к тому, что благодаря изменению цен на электроэнергию и металл на внутреннем и внешнем рынках стало возможным получать из этого процесса неплохую материальную выгоду.

Если в советские времена свет стоил 2 коп., а кг железа 12-16 коп., то сегодня разница в цене выше: свет 2,86 тг, а металл более 50 тг за кг. Если раньше себестоимость такого ремонта не превышала 60% от первоначальной стоимости, то сегодня эта цифра значительно ниже. И это только про железо. Я уже не говорю о ценах на «пищевое» олово. Кому интересно, посмотрите биржевые цены. В каждой консервной банке от сгущенки или тушенки его содержится от 0,75 г до 2 г. А процесс снятия гальваникой этого покрытия занимает не более 4-5 мин. Занимайся — не хочу. Под эту шару можно прикинуться борцом за экологию (оставаясь в душе идейным борцом за денежные знаки) и если не откосить от налогов, то уж попробовать их уменьшить. О залежах этого сырья и трудовых резервах находящихся там же, а иногда и проживающих прямо на этих копях, думаю, никому не нужно рассказывать. В больших городах эти полигоны, в большинстве своем, электрифицированы. Во всяком случае, в вагончике директора свет есть. Никто не мешает….., кроме ворон. :-))))

Гальваника – наука, изучающая осаждение электролитов на металлических поверхностях. Этим словом также называют процедуру, позволяющую наносить металлическое покрытие на различные изделия. К примеру, если требуется защита от коррозии, применяется цинкование или хромирование. Гальваника в домашних условиях – довольно непростая задача, поэтому для успешного ее выполнения следует знать некоторые нюансы, о которых ниже.

Что такое гальваника

Гальванопластика в домашних условиях осуществляется разными способами, так как полученное покрытие бывает технологическим, декоративным и защитным. Процедура дает возможность создания на поверхности изделия тонкого металлического слоя, имеющего привлекательный эстетический вид (с помощью золота или серебра) или антикоррозийные свойства (при использовании цинка или меди). Обрабатываемые поверхности, как правило, сделаны из металла или пластика.

Если рассматривать общие черты, то гальваника своими руками – процесс несложный. В специальную ванну с электролитом помещаются аноды, которые подключают к «плюсу». Между ними располагают деталь, служащую катодом, и подключают ее к «минусу». Как результат электрическая цепь замкнется, а металл, содержащийся в электролите, начнет осаждаться на катод, то есть обрабатываемое изделие.

Необходимое оборудование

Для выполнения любой задачи требуются не только определенные инструменты, но и оборудование. С поиском последнего также не должно быть сложностей, так как его можно сделать своими руками. Изначально следует позаботиться об источнике питания, ведь процедура требует действия электротока. Если рассматривать показатели тока, то здесь нет четкого диапазона – каждый мастер пользуется своими значениями.

Важно! Ключевое условие – использование регулятора напряжения, при помощи которого плавно изменяется выходная мощность.

Не менее важен постоянный ток. По этой причине источником может служить специальный выпрямитель, который приобретается или делается своими руками. Многие умельцы в качестве прибора пользуются сварочным аппаратом.

Под электролит нужно отыскать специальную емкость (ванночку), изготовленную из химически нейтральных компонентов. Гальваническая ванна своими руками делается просто: берется обычная посудина из пластика или стекла определенного размера, чтобы в ней легко располагались деталь и электролит. Применяется прочная и стойкая к высокой температуре (до +80 градусов Цельсия) емкость.

Также потребуются аноды, площадью более, нежели деталь. Используя их, в электролит подводится электрический ток, равномерно распределяемый по детали. Также их задача – возместить убыль сплава в электролите, так как он будет выделяться при обработке. Аноды хороши и для определенных окислительных задач.

Что касается нагревательных приборов, необходимых для подогрева электролита, лучше, чтобы они позволяли регулировать тепловые режимы, так как показатель температуры играет большое значение при процедуре. К примеру, чтобы гальваника прошла успешно, не подойдет бытовая газовая плитка. А вот электроплита или утюг с регулировкой температуры подошвы подходят.

Из чего делать электролит

Чтобы хранить химические реактивы и электролиты, требуется воспользоваться посудой из стекла, имеющей притертую крышку.

Приготавливать электролиты следует внимательно: каждый элемент отмеряется вплоть до грамма, что делается при помощи соответствующих весов. Достать их не проблема, а при желании весы можно сделать самостоятельно, где гирьками выступают советские монетки, так как их номинал равен массе.

Гальванизация на дому – процедура приготовления электролита, а ему, в свою очередь, требуется наличие химических реактивов. Существуют специальные фирмы, занимающиеся распространением этих высококачественных веществ, однако, их действия подконтрольны и не каждый желающий может их приобрести, даже имея особые разрешительные документы. Частным лицам опасные химические вещества и вовсе недоступны.

Особенности цинкования металла

Каждое изделие из металла, каким бы качественным оно ни было, рано или поздно будет отравлено коррозией. Бороться с коррозией можно разнообразными способами, где каждый имеет свои сильные и слабые стороны. Процедура гальванического цинкования – простой метод, считающийся оптимальным по соотношению цена-качество.

Цинкование в домашних условиях сделать реально, тем более что эта процедура позволяет обезопасить материал от негативных внешних воздействий. Цинк ценится тем, что, взаимодействуя с кислородом, образует прочную и качественную пленку, защищающую изделие от влияния окружающей среды.

Для оцинковки металла есть следующие способы:

Термодиффузный метод;
Холодная оцинковка;
Гальваническая оцинковка;
Горячее цинкование;
Газо-термическое напыление.

Для цинковки изделия используется как один метод, так и несколько – комплексные работы. Следует отталкиваться от условий эксплуатации детали и необходимых защитных качеств. Выбирая способ обработки, учитывается желаемая толщина цинка, а от этого зависит температура и продолжительность работ.

Важно! Оцинкованные поверхности имеют ограничение – прямое механическое воздействие им противопоказано.

Наиболее популярный метод цинкования – горячий, так как полученное покрытие получается максимально стойким. Однако, на дому он не получил широко распространения, так как не безопасен с экологической стороны, трудный и невыгодный. Для этого метода требуется дорогостоящее и сложнодоступное оборудование, поэтому на нем не будем заострять внимания.

Газо-термический метод обработки металла – это своеобразное напыление. Актуален тогда, когда требуется обработка больших плоскостей в немалых масштабах. В ином случае это нерентабельная процедура. Процесс выглядит так: распыляется порошкообразный цинк. Применяют способ в тех ситуациях, когда деталь крупногабаритная и попросту не поместится в специальной ванне с жидким цинком. Стоит отметить прочностные качества полученного металла – изделие легко сохранится даже в условиях соленой воды в течение 25-35 лет.

В домашних условиях наиболее популярен метод гальванической оцинковки, в результате которого на поверхности появляется гладкий и равномерный слой определенной толщины. Покрытие, в среднем, имеет толщину не более 40 мкм, но в плане эстетики – это наиболее удачный метод.

Что касается самой процедуры оцинковки, она аналогична прочим процессам электрохимического характера, где положительно заряженные частицы с цинка оседают на поверхность детали.

Наиболее доступный метод цинкования – холодная оцинковка, напоминающая обычную покраску. Для этого используется особый цинкосодержащий грунтовочный материал, где 90% – цинк. Как было сказано выше, метод – самый доступный, практически в 10 раз дешевле предыдущих, да и заниматься им можно практически в любых условиях, даже в небольших мастерских. Однако, по сравнению с иными методами, холодная оцинковка не может похвастаться высокой стойкостью.

Особенности гальванического серебрения

Гальваническим серебрением занимаются многие мастера, работающие не только с сувенирной, но и ювелирной продукцией. Серебряные покрытия также нередко применяются в технической области.

Как и в случае с цинкованием, необходимо обзавестись специальными электролитами. Серебро можно наносить на разные металлы, но в каждом случае поверхность последних нужно тщательно подготавливать. Если будет допущена хоть малейшая ошибка, то слой серебра плохо «прилипнет» к детали, а то и вовсе частично отслоится. Эффективно решать эту проблему следует, применяя электролиты предварительного серебрения. Серебро – это мягкий металл, который легко может подвергнуться истиранию. Серебрение в домашних условиях реально, но следует знать определенные нюансы. Например, снизить износостойкость металла позволяют электролиты, осаждающие сплавы, с содержанием сурьмы или палладия.

Серебро является более доступным, по сравнению с золотом, металлом, поэтому, чтобы изделие не протиралось при носке, электрохимическое покрытие наносится более толстым слоем. Увеличить твердость и износостойкость посеребренной детали, например, можно, введя в состав серебра легирующие добавки (сурьма).

Известно, что серебро может потемнеть, что случается под влиянием сероводорода. Бороться с подобными явлениями можно методами палладирования и родирования. Однако конечный вид изделия будет иной, так как данные металлы характеризуются отличным от серебра цветом. Некоторые мастера наносят на серебряное изделие хром.

Важно! Хромирование серебра делается с той целью, если предмет гальваники не контактирует с руками. К примеру, если изделие лежит на прилавке. После начала эксплуатации проходит примерно месяц, как защитный слой истирается.

Гальваническое серебрение пользуется большим спросом в различных промышленных отраслях, так как серебро характеризуется отличными электротехническими, физико-механическими и декоративными свойствами.

Серебряные покрытия характеризуются высокой стойкостью к химическим веществам, яркостью и электропроводностью. Гальваническое серебрение может выполняться с большой толщиной, при этом сохраняется его эластичность, а соединение остается надежным. По этой причине данной технологией нередко пользуются в ювелирной промышленности и при производстве радиотехнических элементов.

Благодаря особым физико-химическим характеристикам покрытия определяется конкретный метод серебрения. Такой вид покрытия широко популярен, независимо от того, что металл достаточно дорогой и довольно дефицитный. Серебрение позволяет:

Повысить отражательные характеристики;
Понизить переходное сопротивление;
Повысить стойкость к коррозионным процессам;
В декоративных целях (ювелирное мастерство).

Гальваника пользуется большой популярностью, так как позволяет не только придать иной вид металлу, но и защитить его от пагубных воздействий окружающей среды. В особенности метод окисления сплавов пользуется спросом и за счет того, что доступен в домашних условиях при наличии специальных реагентов и материалов. Однако следует помнить, что этот процесс не самый простой и требует определенных знаний и умений, без наличия которых процедура может быть опасной. Чаще всего, если речь идет о гальванике, используется серебрение, цинкование, никелирование и так далее.

Видео

Меднением называется процесс гальванического нанесения меди на различные поверхности. Слой меди обладает сильной адгезией к металлам, сглаживает дефекты покрываемой поверхности, имеет высокую электропроводность и пригоден для дальнейшей обработки. Меднение может использоваться как самостоятельный процесс, так и как часть более сложных (серебрение, никелирование, хромирование). Наряду с промышленным способом практикуется меднение в домашних условиях, позволяющее решить множество бытовых задач. Кроме высоких технических характеристик, данное покрытие прекрасно выглядит, что определяет его использование в различных дизайнерских решениях.

Технология меднения

В промышленных условиях меднение происходит в мощных гальванических ваннах, укомплектованных средствами автоматики и другим специальным оборудованием. Однако, этот процесс доступен для выполнения и дома, позволяя обойтись без сложной химической аппаратуры.

Последовательность технологических операций следующая:

1. С металлической поверхности удаляется оксидная пленка. Используется наждачная бумага, щетка, полировочные пасты;

2. Покрываемый предмет обезжиривается раствором соды и тщательно промывается водой;

3. В стеклянную емкость на медной проволоке погружаются две медные пластины (аноды), между ними подвешивается деталь;

4. Аноды подключаются к «плюсу» источника постоянного тока, а омедняемая деталь к «минусу»;

5. В электрическую цепь последовательно включается реостат, регулирующий силу тока, и амперметр. В качестве источника постоянного тока можно применить автомобильный аккумулятор или блок питания;

6. Электролит наливается в емкость таким образом, чтобы он полностью покрывал поверхность анодов. Выполнять эту операцию следует особенно аккуратно, не допуская попадания едкой жидкости на открытые участки тела!

7. Плотность тока устанавливается на уровне 2А на дм2 обрабатываемой поверхности, температура электролита: 20–26 градусов, продолжительность обработки: 20-25 минут;

8. Омедненная деталь извлекается из емкости, процесс закончен. Толщина медного слоя может быть увеличена за счет большего времени пребывания детали в гальванической ванне.

Состав электролита не сложен: кислота серная – 40 г, сернокислая медь – 190 г, вода – 980 г.

Несколько советов по меднению:

сернокислую медь можно приобрести в магазинах для садоводов и огородников, а серную кислоту и дистиллированную воду — в автомагазинах;
в качестве гальванической ванны необходимо использовать емкость из материала, устойчивого к действию агрессивных сред. Можно взять стеклянную банку или небольшую пластмассовую канистру;
чтобы слой наносимой меди не получился рыхлым, следует максимально тщательно отполировать подготавливаемую поверхность. Кроме того, рабочий ток должен быть не слишком большим. Потеря времени будет компенсирована качеством получившегося изделия.

Примеры меднения своими руками

Иногда требуется заменить вышедшую из строя медную мебельную фурнитуру, а в продаже имеются только никелированные изделия. В этом случае можно легко собрать установку для нанесения меди. Необходимые приборы и материалы: блок питания 12 В / 3 А, серная кислота и медный купорос.

Сначала необходимо удалить никелировку. Для этого деталь удерживается пинцетом, на который подается «минус» от блока питания. Тряпочкой, закрепленной на

плюсовом электроде, смоченной в 5% серной кислоте, протирается поверхность изделия.

При снятии никелировки образуются ядовитые пары, от которых необходимо защищать органы дыхания. Желательно использовать специальные очки и респиратор с угольным фильтром. Очищенная поверхность полируется.

Следующий шаг – сборка простейшей гальванической установки. В банку помещается медный электрод, соединяемый с «плюсом» БП, и обрабатываемая деталь, подключаемая к «минусу».

Заливается электролит, состоящий из медного купороса, воды и 5% серной кислоты в пропорции 1/5/3 и подается ток. Готовые изделия полируются до приятного блеска.

Для домашнего меднения существует множество различных применений. Наносить медь можно на алюминиевые столовые приборы, давая им вторую жизнь, на рыболовные блесны, подсвечники и многое другое. Особенно впечатляют работы, в которых декоративное покрытие нанесено на неметаллические предметы: стебли растений, листья, желуди и даже на высушенных насекомых. Природная фактура исходного материала, сочетаясь с красотой гальванического покрытия, создает неповторимый художественный эффект.

Технология изготовления подобных изделий несколько сложнее, но вполне осуществима дома. В покрываемом материале отсутствует токопроводящий слой, поэтому вместо него используется специальный электропроводный лак, наносимый на поверхность. Рецептура лака включает в себя органические растворители, пленкообразователи и тонкодисперсный графитовый порошок, обеспечивающий электропроводность.

Лак наносится тонким слоем на сухое растение, высыхает, и через час все готово для меднения. После гальванической обработки можно дополнительно улучшить внешний вид изделия. Существует несколько способов придания гальванической меди различных цветовых оттенков, в том числе с помощью патинирования, химического окрашивания и оксидирования.

Качество художественных работ, полученных по этим технологиям, находится на уровне настоящих ювелирных украшений.

Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации - нам интересно ваше мнение:)

Главная » Отопление » Химическая металлизация и хромирование в домашних условиях. Технология выполнения цинкования в домашних условиях