Гальваника в домашних условиях видео: Гальваника в домашних условиях своими руками: хромирование, меднение и др.

Содержание

Гальваника в домашних условиях: подготовка и варианты покрытий

Те, кто хорошо помнит школьную программу по курсу «Химия», сразу ответят на вопрос, что такое гальваника. Тем, кто немного подзабыл, напомним, что это раздел электрохимии, так называют процесс, когда на практически любое изделие наносится покрытие из металла. Этот процесс применяется и в промышленных масштабах, например, как при оцинковке или хромировании металлических изделий, так и при изготовлении декоративных предметов.

Процесс оседания электролитов на нужную поверхность достаточно сложный, требует соблюдения техники безопасности и определенных навыков обработки дома. Гальваника в домашних условиях не позволит вам усилить прочность металлического изделия (для этого нужны промышленные мощности), но может использоваться для декорирования отдельных предметов.

Гальваническая лаборатория на дому

Для организации процесса вам потребуется:

Гальваническая ванна своими руками – банка (из стекла или прочной пластмассы, достаточна большая, чтобы поместилось обрабатываемое изделие, термостойкая) с раствором электролита.
Провод, разделенный на анод («плюс») и катод («минус»). При этом аноды должны быть по площади больше, чем обрабатываемое изделие. Они проводят ток в электролит и замещают убыль металла в нем, того, что будет оседать на гальванируемом изделии.
Оборудование для взвешивания, например, точные электронные весы.
Источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подойдет.
Электроплитка с обязательной регулировкой температурного режима.

Сам процесс нанесения гальванического покрытия в домашних условиях достаточно прост: в емкости развести электролит, нагреть, погрузить туда аноды, подключенные к «плюсу», на расстоянии закрепить гальванируемое изделие (в нашем случае – катод), который подключают к «минусу». При подключении к источнику тока металл из электролита начинает оседать на «минусе», то есть на изделии.

Что нужно для приготовления электролита?

Как сделать электролит дома? Сначала выберем правильную посуду для хранения: это должна быть емкость из неактивного вещества (стекла или пластика), прочная, плотно закрывающаяся крышкой, чтобы избежать доступ кислорода для электролита.

Совет! Выпрямитель для гальваники своими руками легко получается из обычного автомобильного аккумулятора.

Химия – наука точная. Каждое используемое вещество придется отмерять с точностью до сотых грамма. Вам потребуется качественное весовое оборудование, удобнее всего электронное. Если возможности или желания купить весы нет – берите мелочь советского периода, монеты тогда имели точный вес.

Самое труднодоступное для простого гражданина – приобретение реактивов для изготовления электролита. Многие вещества запрещены к продаже физическим лицам, только промышленным предприятиям при наличии особого разрешения. Простым людям опасные реактивы не продадут!

На видео: Ток 60А в домашних условиях или кустарная гальваника.

Как подготовить изделие

Собрав вес необходимых компонентов, подготовив емкости, систему подогрева и источник тока, переходим к подготовке изделия, которое хотим обработать.

Чтобы металл из электролита ровным слоем осел на предмет, его нужно очень хорошо очистить, иначе гальваническое покрытие в домашних условиях получится неровным и непрочным. Некоторые предметы достаточно будет просто обезжирить, некоторые потребуют чистки наждачной бумагой и шлифовки, чтобы удалить с поверхности коррозию и «заусенцы».

Важно! Качественное обезжиривание обеспечивает раствор ацетона, спирт и даже бензин.

Стальные изделия держат несколько минут в растворе фосфорнокислого натрия, разогретого до 90 градусов. Цветные металлы обезжиривают тоже в растворе натрия, только без подогрева.

Техника безопасности

Прежде чем начинать процесс гальванизации, не забудьте о технике безопасности. Гальваника своими руками не подразумевает проведения манипуляций, например, на кухне. Речь идет скорее о гараже или сарае, нежилом месте с хорошей вентиляцией, где можно организовать заземление.

Важно! Не отравитесь ядовитыми испарениями
! Гальванизация может нанести реальный вред здоровью. Организуйте вытяжку и закройте лицо маской-респиратором.

На руки обязательны плотные резиновые перчатки. Глаза защитите очками. Перед началом манипуляций почитайте специальную литературу. При каких-либо проявлениях недомогания незамедлительно обратитесь к врачу.

Варианты обработки

Никелирование

Нанесение покрытия из никеля на металлические предметы – несложный процесс, в результате которого ваши изделия получат роскошный блестящий вид, станут более стойкими к дождю и прочим явлениям.

От вас потребуется:

Приготовить электролит для гальваники, смешав сульфат никеля, натрий, магний, хлористый натрий (поваренная соль) и борную кислоту. Проверьте рН, он должен быть в диапазоне 4–5.
Разогрейте электролит до 25 градусов.
Поместите в емкость изделие и подключите ток 1,2 А/кв. дм.
Примерное время – около получаса.

Указанное время зависит от таких факторов, как размер изделия, плотность тока и температура электролита. Чем больше время, тем толще получится слой наносимого никеля. По окончании промойте предмет и отполируйте любой полировочной мазью.

На видео: химическое никелирование.

Хромирование

Один из самых популярных способов придания прочности и внешнего вида изделиям из металла – хромирование. Пусть дома добиться высокой прочности не удастся, для этого нужен ток плотностью 100 А/кв. дм., декоративное покрытие нанести вы все же сможете.

Покрытие из хрома пористое. Перед его применением предмет покрывают медью или никелем. Зато домашнее хромирование позволяет добиться большего разнообразия оттенков, что достигается разной температурой электролита: чем она выше, тем более блестящим получится покрытие.

Процесс хромирования в домашних условиях выглядит следующим образом:

Аноды из свинца, олова и сурьмы (85%/11%/4%).
Погрузите изделие в электролит нужной вам температуры и подождите около получаса.
Промойте в слабом растворе пищевой соды, просушите, отполируйте.

На видео: декоративное хромирование в домашних условиях.

Меднение

Покрытие поверхностей металлов медью в домашних условиях применяют для создания слоя, который будет впоследствии проводить ток, или для защиты от коррозии.

Сделать гальванику медью дома на черных металлах в домашних условиях невозможно, поскольку для этого используются смертельно опасные цианиды. Первоначально стальные и чугунные предметы надо никелировать, а затем уже проводить гальванизацию меднением с использованием солей медного купороса, разведенных в серной кислоте. Покрытие медью алюминиевых изделий потребует первоначальной очистки последних от окиси в электролите, содержащем серную кислоту, а потом гальванизируют также, как и сталь.

На видео: гальваническое меднение.

Цинкование

Самый простой в домашнем исполнении метод гальванизации – это обработка цинком. Его используют для защиты предметов из металла (электропроводящих и неэлектропроводящих) от появления коррозии. При цинковании в электролит в качестве анода погружают пластинку из цинка, соответствующую по площади оцинковываемому предмету, и подключают к источнику тока.

В состав электролита входит: сернокислый цинк (200 г), сернокислый аммоний (50 г), уксусный натрий (15 г) из расчета на 1 л воды. Примерно за полчаса анод растворится и его молекулы плотным слоем покроют обрабатываемый предмет.

На видео: оцинковка металла в домашних условиях.

Латунирование

Самый декоративный метод гальваники – латунирование (нанесение пленки из сплава меди и цинка). Покрытые латунью изделия используют для мебельной фурнитуры, в качестве дверных ручек и т.д. Латунь придает предметам благородный золотой цвет и насыщенный блеск.

Электролит для латунирования должен содержать соли меди и цинка, растворенные в растворе цианида. Данный вид гальванизации также не рекомендуется для применения в домашних условиях из-за возможности отравления цианидами.

Каким бы ни был увлекательным процесс гальванизации, повторять его дома без предварительной подготовки не рекомендуется – может быть опасно для жизни. Оборудование стоит денег, а некоторые необходимые для изготовления электролитов реагенты вы просто не сможете приобрести. Затевать процесс, например, для хромирования одной детали того не стоит – дешевле будет обратиться в специализированные предприятия.

Серебрение и золочение

Гальваническое нанесение серебра на изделия имеет не только декоративное предназначение, оно также защищает от появления коррозии и образует электропроводящее покрытие. Как и в случае с медью, чугунину и сталь предварительно покрывают никелем, затем серебрят.

Электролит для серебрения содержит:

хлористое серебро;
железноцианистый калий;
кальцинированную соду;
дистиллированную воду.

Электролит необходимо подогреть до температуры до 20 градусов. Высокой мощности не требуется – хватит 0,1 А/кв. дм. Анодом станет пластина из графита, размером, соответствующем размеру гальванизируемого изделия.

Гальваника золотом — наиболее декоративный метод.

Для этого потребуется подогретый раствор золота в пропорциях 5 г на 1 л воды, смешанный с синеродистым калием. Можно использовать и холодный электролит, но тогда золота необходимо будет в 3 раза больше.

Будьте крайне аккуратны – испарения синеродистой кислоты крайне опасны, как в горячем виде, так и в холодном. Не пренебрегайте вентиляцией, не допускайте попадания ее на открытые участки кожи. При возможности замените её на железистосинеродистый калий.

Предварительно тщательно очистите изделие. Если оно выполнено из черного металла, покройте сначала медью, затем золотите. Чтобы золото лучше «приставало», окуните изделие в азотнокислую ртуть.

На видео: гальваническое золочение серебряной ложки.

Главное правило: аккуратно при использовании тока – он должен быть не мощнее 1 А/кв. дм. Более сильный ток приведет к тому, что золото будет черными хлопьями падать на дно емкости, а гальванизируемый предмет вместо золотого превратится в бурый. После окончания процесса изделие просушивают и полируют с применением полировочной мази.

Гальванопластика и гальваностегия

Что такое гальванопластика? Это метод, который применяется для изготовления точных копий изделий, метод копирования. Его применяют, когда необходимо сделать копию с предметов тончайшей конфигурации – пластинок, чипов и схем. Гальваностегия позволяет усилить механические свойства одного металла путем нанесения на него слоя другого металла, например, хромирование и никелирование стали, никелирование меди и т.д.

Гальванопластика и гальваностегия имеют схожую природу, отличаются лишь способом подготовки металла перед обработкой. При осуществлении гальваностегии поверхность металла должна быть максимально подготовленной для сцепления с наносимым металлом. Метод гальванопластики, наоборот, подразумевает свободное отделение наносимого металла.

Для гальванопластических процессов применяют чаще всего медь, никель и серебро, а в гальваностегических – практически все виды металлов. Гальванопластика в домашних условиях проводится на том же оборудовании, что и другие гальванические процессы.

Под гальванопластическую ванну прекрасно подойдет большая стеклянная емкость. Её размеры зависят от величины гальванизируемого предмета, поскольку он не должен располагаться слишком близко от анодной пластины.

Гальванопластика дома может применяться для изготовления копий предметов небольшого размера по предварительно отлитым из легкоплавких металлов формам.

Мастер-класс по гальванике (1 видео)

Предметы с гальваническим покрытием (17 фото)

суть метода, изготовление химических растворов, меднение изделий своими руками

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:

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.

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.

Меднение в домашних условиях — гальваника медью: сталь, вольфрам

Содержание статьи:

Гальваника медью в домашних условиях: общие сведения
Необходимые инструменты
Подготовка материала
Как правильно подготовить электролит
Подготовка материала для меднения
Техника безопасности
Гальваника в домашних условиях: меднение
Метод погружения
Покрытие без погружения
Особенности гальванопластики

Меднение в домашних условиях – это технологический процесс, позволяющий наносить на металл, а также другие материалы (вольфрам, сталь) слой меди толщиной от 1 до 300 мкм. Покрытие медным слоем обеспечивает хорошую адгезию металла и при увеличении толщины покрытий придает блеск изделиям, устраняет небольшие дефекты, позволяет создавать копии вещи. Удивительно, но все это можно делать и самим. Сегодня мы расскажем, как осуществить меднение металла в домашних условиях.

Гальваника медью в домашних условиях: общие сведения

С технической точки зрения обработка – это электрохимический процесс. В процессе всегда есть два «участника» анод+электролит (источник металла) и деталь.

Технология гальваники медью в домашних условиях достаточно проста. Заключается она в том, что за счет электролита и проводимого через него тока выделяются атомы металла. Они оседают на поверхности, образуя медное покрытие.

Среди основных этапов гальванического меднения в домашних условиях:

Подготовка поверхности (механическая и химическая).
Нанесение подслойного покрытия (если необходимо)
Меднение в соответствующем исходному металлу электролите.

Для декоративного гальванического меднения подойдут электролиты матового и блестящего меднения. После нанесения слоя, можно обработать поверхность в электролитах серебра, золота никеля и т.д.

Необходимые инструменты для меднения в домашних условиях

«Ингредиенты», без которых меднение не состоится, но которые реально подготовить в домашних условиях. Наши гальваники утверждают, что прежде всего, нужны:

Источник постоянного тока.Выбирается в зависимости от размера изделия.
Аноды. Анодные пластины выполняют несколько функций. В первую очередь, они подводят в электролит ток, во-вторых, они возмещают убыль металла, уходящего на покрытие изделия.
Рабочий электролит. Кислотный, щелочной или пирофосфорный раствор. Состав электролита выбирается в зависимости от исходного металла. Необходимо помнить, что любой электролит не универсален и подойдет не для всех работ.

Подготовка материала

Как правильно подготовить простой электролит меднения

Стоит отметить, что гальваника в домашних условиях медью сложна, потому что химические реактивы найти непросто. Компании, реализующие подобные продукты, не продают их без специальных документов. Но вы можете сделать все сами.

Электролит в домашних условиях возможно приготовить только при условии точного соблюдения рецептуры. В состав простейшего электролита входит:

Дистиллированная вода (или бидистиллят).
Медный купорос.
Соляная или другая кислота.

Готовый раствор имеет яркий синий цвет, запаха нет. Допускается наличие некоторого осадка. Важно соблюдать все меры безопасности с химическими реактивами, особенно в домашних условиях: защита рук и глаз в первую очередь. Одежду, на которую случайно мог пролиться раствор, – лучше перевести в разряд дачной.

Хранить такую жидкость лучше в стеклянных бутылках или пластиковых канистрах, а также обязательно указать дату розлива и название раствора. Правильное хранение компонентов избавит вас от возможных проблем. Приготовление электролита должно проходить в чистой пластмассовой или стеклянной посуде.

Подготовка материала для меднения в домашних условиях

Химическое меднение — это альтернатива электрохимическому способу, но не всегда может его заменить. В этом процессе важно тщательно подготовить деталь, бесследно устранив царапины, загрязнения, сколы и т.д. Для того, чтобы обезжирить вещь, можно пускать в ход и чистые растворители, и обезжиривающие растворы.

При этом универсального метода нет – разные виды металла подвергаются очистке по-разному:

Сталь. Обезжиривать сталь можно раствором, содержащим едкий натрий и едкий калий при 70-90 градусов по Цельсию. Это займет около 20-30 минут. Будьте аккуратны, пользуйтесь вытяжкой.

Медь и сплавы. Обезжиривание осуществляется едким натрием, нагретым предварительно до 40°, около 10 минут.

Чугун. Для процесса обезжиривания нужен раствор, содержащий едкий натрий, жидкое стекло, карбонат натрия и фосфат натрия при нагревании до 90°.

Вольфрам. Меднение вольфрама в домашних условиях начинается с чистки предмета от грязи и прочих дефектов наждачной бумагой.

Техника безопасности при меднении в домашних условиях

Несмотря на возможность гальваники в домашних условиях (меднения), процесс остается опасным. В любом гальваническом процессе задействованы токсичные вещества, способные сильно нагреваться. Поэтому нужно неукоснительно соблюдать меры предосторожности.

Первое правило гальваники медью в домашних условиях – работайте только в нежилом, хорошо проветриваемом помещении. Подойдут такие места, как мастерская или гараж. Второе правило – применяемое оборудование нужно заземлить. Третье – это соблюдение личной безопасности.

Для обеспечения собственной защиты при меднении в домашних условиях нужно:

Постоянно быть в респираторе, чтобы обезопасить дыхательные пути. лучше всего использовать вытяжку.
Защитить руки прочными прорезиненными перчатками.
Надеть специальную форму или клеенчатый фартук, противоожоговую обувь.
Не забыть очки для безопасности зрительных органов.
Не приносить в помещение еду и питье.

Перед меднением лучше заранее озаботиться прочтением специализированной литературы по данной теме. Желательно посоветоваться со специалистами данного профиля.

Гальваника в домашних условиях: меднение

Почему в гальванике столь востребована именно медь? Она имеет высокую адгезию (иными словами – сцепление) к самым разным материалам. Это значит, что она превосходно держится на изделиях из стали, вольфрама, не отлетая и не скалываясь.

Медь – красивый яркий металл, внешне напоминает самородки розово-красного оттенка. Материал проводит не только тепло, но и электрический ток – отсюда и высокий спрос в сфере электротехники и приборостроении. Однако чистую медь найти сложно. Чаще она поставляется с различными примесями.

Медные покрытия:

Отличаются малым сопротивлением, что используется в электротехнике
Скрывает мелкие недочеты поверхности.
Быстро окисляется, что используют для получения эффекта «антик».

Технологий меднения существует две. Одна происходит путем погружения изделия в раствор электролиты (с подачей тока или без). Второй же способ – это метод селективного нанесения покрытия без погружения в раствор. Рассмотрим оба.

Метод погружения

В домашних условиях поверхность, подвергаемую гальванике, следует скрупулезно образом обработать. Например, наждачной бумагой и щеточкой. После обязательно обезжирьте деталь и промойте.

Дальше:

Анодную пластину (можно две) помещают в емкость, которую будем называть ванной. На аноды замыкают положительную клемму.
Между анодами на любом удобном проводнике подвешивается деталь, к ней подводят отрицательный полюс от блока питания.
Готовый раствор вливается в ванночку – при этом уровень покрытия должен быть выше, чем расположена деталь.
После подключения электродов к источнику тока выставляют рабочий ток. Это примерно 1 А/кв.дм. покрытия.

Продолжительность работы зависит от необходимой толщины слоя, обычно от 5 минут.

Покрытие без погружения

Данный способ меднения имеет ограничения – чаще всего он подходит для реставрации поверхности. Таким способом можно нанести только небольшую толщину металла. Нет смысла покрывать таким методом изделия, которые можно меднить в ванне.
Порядок действий при гальваническом меднении в домашних условиях:

Готовят «тампон» для нанесения покрытия. Берут медный проводник и наматывают кусок искусственной ткани (полиэстер подойдет).
Противоположный конец проводника подсоединяют к положительной клемме источника напряжения.
Электролитным раствором наполняют емкость – так удобнее окунать карандаш.
Деталь аккуратно очищают и обезжиривают, а потом помещают в пустую ванночку. Там изделие подсоединяется к отрицательной клемме.
Тампон смачивают в растворе. Затем им проводят по поверхности изделия, закрашивая ее постепенно.

Процесс длится до полного покрытия медным слоем изделия.

Особенности гальванопластики в домашних условиях

Гальванопластика — это процесс нанесения меди на проводящую или непроводящую поверхность изделия с последующим снятием покрытия с негативной матрицы. Таким образом можно получить множество очень точных копий с одного изделия. При этом, есть условие: наращивание меди толщиной не менее 200 мкм, чтобы изделие получилось прочным.

Важно учесть, что, если поверхность изделия не имеет свойств проводника, то потребуется больше усилий – а именно, особое предварительное покрытие графитом, серебром или медью. Основным металлом для осуществления гальванопластики считается медь, но можно выращивать матрицы из серебра чистотой 9999.

Обучение гальванике

Можно сделать вывод, что меднение сегодня — это один из наиболее актуальных гальванотехнических процессов, обучиться которому может каждый. Компания «6 микрон» проводит обучение по направлению «Гальваника» для всех желающих! Вы сможете выбрать удобную для Вас программу обучения, которая лучше всего подойдет для гальваники в домашних условиях и не только. Все интересующие вопросы можно задать по телефону или по электронной почте, наши технологи проконсультируют по курсам для обучения.

Видео руководство по меднению деталей в домашних условиях:

Подробности Вы можете узнать по ссылке://6mkm.ru/uslugi/obuchenie-komplekti-dlya-prodazhi/

Задать свой вопрос

4.1 / 5 ( 171 голос )

Смотрите также:

10000
С ценами на услуги по гальваническому меднению можно ознакомиться в конце этой статьи. Процесс гальванического меднения в большинстве случаев является…
10000
Медь – один из первых материалов, которые смог «приручить» человек. Открытый около четырех тысяч лет назад, этот материал сегодня сохраняет…
10000
Медные покрытия редко используются как самостоятельные – в основном они нужны для промежуточных слоев перед никелированием, хромированием, серебрением. При этом…

Меднение в домашних условиях видео

Содержание статьи:

Меднение – это технологический процесс, позволяющий наносить на металл, а также другие материалы слой меди толщиной от 1 до 300 мкм. Покрытие медным слоем обеспечивает хорошую адгезию покрытий и при увеличении толщины покрытий придает блеск изделиям, устраняет небольшие дефекты, позволяет создавать копии вещи. Удивительно, но все это можно делать и самим. Сегодня мы расскажем, как осуществить меднение в домашних условиях.

Гальваника медью в домашних условиях: общие сведения

Технология процесса достаточно проста. Заключается она в том, что за счет электролита и проводимого через него тока выделяются атомы металла. Они оседают на поверхности, образуя медное покрытие.

Среди основных этапов:

Подготовка поверхности (механическая и химическая).
Нанесение подслойного покрытия (если необходимо)
Меднение в соответствующем исходному металлу электролите.

Необходимые инструменты

«Ингредиенты», без которых процесс не состоится, реально подготовить самим. Наши специалисты

утверждают, что прежде всего, нужны:

Источник постоянного тока.Выбирается в зависимости от размера изделия.
Аноды. Анодные пластины выполняют несколько функций. В первую очередь, они подводят в электролит ток, во-вторых, они возмещают убыль металла, уходящего на покрытие изделия.
Рабочий электролит. Кислотный, щелочной или пирофосфорный раствор. Состав электролита выбирается в зависимости от исходного металла. Необходимо помнить, что любой электролит не универсален и подойдет не для всех работ.

Подготовка материала

Как правильно подготовить простой электролит меднения.

Стоит отметить, что химические реактивы для меднения найти непросто. Компании, реализующие подобные продукты, не продают их без специальных документов. Но вы можете сделать все сами.

Дистиллированная вода (или бидистиллят).
Медный купорос.
Соляная или другая кислота.

Готовый раствор имеет яркий синий цвет, запаха нет. Допускается наличие некоторого осадка. Важно соблюдать все меры безопасности с химическими реактивами: защита рук и глаз в первую очередь. Одежду, на которую случайно мог пролиться раствор, – лучше перевести в разряд дачной.

Хранить такую жидкость лучше в стеклянных бутылках или пластиковых канистрах. Обязательно следует указать дату розлива и название раствора. Правильное хранение компонентов избавит вас от возможных проблем. Приготовление электролита должно проходить в чистой пластмассовой или стеклянной посуде.

Подготовка материала

Химическое меднение является альтернативой электрохимическому способу, но не всегда может его заменить. В этом процессе важно тщательно подготовить деталь, бесследно устранив царапины, загрязнения, сколы и т.д. Для того, чтобы обезжирить вещь, можно пускать в ход и чистые растворители, и обезжиривающие растворы.

При этом универсального метода нет – разные виды материалов подвергаются очистке по-разному:

Сталь. Обезжиривать сталь можно раствором из едкого натрия и едкого калия при 70-90 градусов по Цельсию. Это займет около 20-30 минут. Будьте аккуратны, пользуйтесь вытяжкой.

Медь и сплавы. Обезжиривание осуществляется едким натрием, нагретым предварительно до 40°, около 10 минут.

Чугун. Для процесса обезжиривания нужен раствор из едкого натра, жидкого стекла, карбоната натрия и фосфата натрия при нагревании до 90°.

Вольфрам. Меднение вольфрама в домашних условиях начинается с чистки предмета от грязи и прочих дефектов наждачной бумагой.

Техника безопасности

Несмотря на возможность гальваники в домашних условиях, процесс остается опасным. В любом гальваническом процессе задействованы токсичные вещества, способные сильно нагреваться. Поэтому следует неукоснительно соблюдать меры предосторожности.

Первое правило гальваники медью дома – работайте только в нежилом, хорошо проветриваемом помещении. Подойдут такие места, как мастерская или гараж. Второе правило – применяемое оборудование нужно заземлить. Третье – это соблюдение личной безопасности.

Для обеспечения собственной защиты нужно:

Постоянно быть в респираторе, чтобы обезопасить дыхательные пути. лучше всего использовать вытяжку.
Защитить руки прочными прорезиненными перчатками.
Надеть специальную форму или клеенчатый фартук, противоожоговую обувь.
Не забыть очки для безопасности зрительных органов.
Не приносить в помещение еду и питье.

Гальваника в домашних условиях: меднение

Почему в гальванике столь востребована именно медь? Она имеет высокую адгезию (иными словами – сцепление) к самым разным материалам. Это значит, что она превосходно держится на стальных и прочих изделиях, не отлетая и не скалываясь.

Медные покрытия:

Отличаются малым сопротивлением, что используется в электротехнике
Скрывает мелкие недочеты поверхности.
Быстро окисляется, что используют для получения эффекта «антик».

Технологий нанесения покрытия существует две. Одна происходит путем погружения изделия в раствор электролиты (с подачей тока или без). Второй же способ – это метод селективного нанесения покрытия без погружения в раствор. Рассмотрим оба.

Метод погружения

Поверхность, подвергаемую гальванике, следует скрупулезно образом обработать. Например, наждачной бумагой и щеточкой. После обязательно обезжирьте деталь и промойте.

Анодную пластину (можно две) помещают в емкость, которую будем называть ванной. На аноды замыкают положительную клемму.
Между анодами на любом удобном проводнике подвешивается деталь, к ней подводят отрицательный полюс от блока питания.
Готовый раствор вливается в ванночку – при этом уровень покрытия должен быть выше, чем расположена деталь.
После подключения электродов к источнику тока выставляют рабочий ток. Это примерно 1 А/кв.дм. покрытия.

Продолжительность работы зависит от необходимой толщины слоя, обычно от 5 минут.

Покрытие без погружения

Данный способ имеет ограничения – чаще всего он подходит для реставрации поверхности. Таким способом можно нанести только небольшие толщины покрытий. Нет смысла покрывать таким методом изделия, которые можно меднить в ванне.
Порядок действий:

Готовят «тампон» для нанесения покрытия. Берут медный проводник и наматывают кусок искусственной ткани (полиэстер подойдет).
Противоположный конец проводника подсоединяют к положительной клемме источника напряжения.
Электролитным раствором наполняют емкость – так удобнее окунать карандаш.
Деталь аккуратно очищают и обезжиривают, а потом помещают в пустую ванночку. Там изделие подсоединяется к отрицательной клемме.
Тампон смачивают в растворе. Затем им проводят по поверхности изделия, закрашивая ее постепенно.

Процесс длится до момента покрытия медным слоем изделия.

Особенности гальванопластики

Гальванопластика — это процесс нанесения меди на проводящую или непроводящую поверхность изделия с последующим снятием покрытия с негативной матрицы. Таким образом можно получить множество очень точных копий с одного изделия. При этом требуется наращивание меди толщиной не менее 200 мкм, чтобы изделие получилось прочным.

Важно учесть, что, если поверхность изделия не имеет свойств проводника, то потребуется больше усилий – а именно, особое предварительное покрытие графитом, серебром или медью. Основным материалом для осуществления гальванопластики традиционно считается медь, но можно выращивать матрицы из серебра чистотой 9999.

Обучение гальванике

Можно сделать вывод, что меднение сегодня — это один из наиболее актуальных гальванотехнических процессов, обучиться которому может каждый. Компания «6 микрон» проводит обучение по направлению «Гальваника» для всех желающих! Вы сможете выбрать удобную для Вас программу обучения, которая лучше всего подойдет под Вашу техническую задачу. Все интересующие вопросы можно задать по телефону или по электронной почте, наши технологи помогут Вам определиться с подходящим курсом для обучения.

Видео руководство по меднению деталей в домашних условиях:

Когда речь идет о гальванотехнике, сразу же на ум приходят такие технологические операции, как хромирование и цинкование металлоизделий. Но если задать вопрос, а что представляет собой гальваностегия, то ответит не каждый – проверено. Хотя ничего сверхнового данный термин не подразумевает.

Проще говоря, это методика покрытия тончайшим слоем металла любого материала, будь-то сталь, алюминий, древесина или пластик. С тем, как произвести меднение какого-либо образца в домашних условиях, мы и разберемся.

Общая информация

Меднение – методика отчасти более универсальная, чем то же цинкование. Для каких целей оно проводится?

Вряд ли читателя заинтересуют такие нюансы, как классификация меди (рафинированная, бескислородная, общего применения), различные варианты растворов, использующихся при меднении, характеристики материалов и подобные вещи. Далее рассмотрены лишь простейшие методы нанесения Cu на любую поверхность, которые несложно организовать в домашних условиях, без каких-либо сложностей и финансовых затрат.

Меднение в электролите

Такая методика подходит лишь для покрытия слоем Cu металлических деталей. По сути, технология мало чем отличается от того же цинкования в домашних условиях.

Подготовка

Оборудование понадобится простейшее:

Ванночка (емкость) стеклянная. Ее вместительность определяется габаритами обрабатываемой детали. Даже литровая банка или стакан – как варианты.

Медные электроды. Как правило, используются два. Это позволяет более качественно покрыть заготовку слоем со всех сторон и упрощает сам процесс. По ходу работы не придется периодически менять положение детали относительно электрода. Что именно использовать, зависит от конкретной ситуации – пластины из меди, куски толстой проволоки. Это непринципиально.

Источник тока и соединительные провода. Достаточно даже маломощного блока питания, на 6 – 8 В. Если в БП нет встроенного амперметра и не предусмотрена плавная регулировка напряжения, то придется использовать соответствующий прибор и реостат как отдельные элементы электрической цепи. Примерная схема, которую собирают для меднения деталей, показана на рисунке.

Электролит. Можно использовать покупной раствор, хотя придется и поискать. Если же его готовить самому, то на 100 мл воды дистиллированной понадобится серная кислота (3 мл) и медный купорос (20 г) – не дефицит.

Процесс меднения

После включения напряжения величина тока постепенно повышается до расчетного значения, и в таком режиме обработка осуществляется в течение ⅓ часа (время ориентировочное). Если меднение проводится впервые, то следует контролировать данный процесс. О том, что деталь можно вынимать из емкости, судят по оттенку ее поверхности и равномерности покрытия (отсутствию необработанных участков, раковин, вкраплений и так далее).

Остается лишь смыть с образца остатки электролита и просушить. Получается, что эта технология для реализации в домашних условиях никакой сложности не представляет.

Меднение без ванночки

Данным способом можно наносить металлическое покрытие на любые материалы. Суть заключается в «обмазке» (без прямого контакта) заготовки электролитом специальной кисточкой, щетинки которой – медные проволочки. Недостаток этой технологии в том, что добиться качественного меднения рельефных поверхностей вряд ли удастся. По крайней мере, понадобится много времени и усилий, чтобы тщательно обработать все «щели» и «выбоины».

Особенности подготовительного этапа

Кисточка. В домашних условиях ее делают из многожильного медного проводника. Снять изоляцию и «распушить» один его конец – не проблема. Чтобы было удобнее работать, стоит подумать, из чего изготовить рукоятку кисточки. Ею придется водить по поверхности образца, а с учетом того, что провода гибкие, такое меднение станет испытанием для мастера. Как вариант – подвязать «рабочую часть» к карандашу, пластиковому корпусу шариковой ручки. Догадаться несложно.

Тара. Деталь перед меднением укладывается на любую подходящую посуду. Для удобства работы она не должна иметь высоких бортиков. Оптимальный вариант – тарелка. Плюс к этому – емкость, в которой будет электролит. В нее придется постоянно опускать кисточку, поэтому и здесь выбор не затруднен. Подойдет и стакан, если образец небольшой и раствора понадобится немного. Соответственно, вся тара предварительно обрабатывается – моется, чистится, кипятится, обезжиривается.

Сборка схемы. Аналогично предыдущему способу. Кисточка выполняет функцию анода, поэтому ее к «+» БП, а покрываемая деталь является катодом (к «–»).

Процесс меднения

Для обеспечения неразрывности электрической цепи в посуду наливается электролит, так, чтобы его уровень превышал высоту детали. Кисточкой, которая периодически также обмакивается в растворе (для этого он и заливается в отдельную тару), необходимо водить по-над образцом. В результате его поверхность покрывается слоем меди. По сути, производится ее напыление.

В каких случаях целесообразно использовать такой способ меднения

Если материал образца не является токопроводящим. При больших габаритах детали. Подобрать в домашних условиях ванночку соответствующих размеров, к примеру, для люстры, вряд ли получится.

Полезные советы

Как определить требуемые параметры блока питания? Для плотности тока при меднении нормой считаются 0,5 А/дм² образца, который предстоит покрыть защитным слоем.

Превышение расчетного значения чревато тем, что медь сильно потемнеет, к тому же не будет прочно держаться на основе. При сложной конфигурации детали, наличии множества выступов, заостренных сегментов плотность тока берется меньшей, примерно в 2,5 раза.

Медь довольно быстро окисляется. Перед началом процесса обработки изделия электроды следует хорошо зачистить.

Время выдержки детали в растворе выбирается исходя из того, какой толщины слой необходимо получить при меднении. Зависимость прямая – чем дольше идет обработка, тем толще покрытие.

При необходимости восстановления внешнего вида истершихся элементов фурнитуры (мебельной или иной) их меднение – неплохой выход из положения.

Автор не единожды сталкивался с тем, что люди, озабоченные проблемами экологии, сразу же задаются вопросом – а как в домашних условиях организовать утилизацию отработки? Ведь электролит не вечен, и использовать его всю жизнь точно не получится. Кстати, вполне резонное и более чем справедливое замечание.

Есть неплохое решение – собирать оставшуюся после меднения «бурду» в отдельной стеклянной емкости. Зачем? Пригодится. Этот раствор отлично подходит для обработки древесины. Ваш покорный слуга, читатель, сам пропитывал им лаги перед настилом полов на даче. Учитывая, что зимой она не отапливается, условия эксплуатации материала понятны. Когда спустя 12 лет потребовалось переложить половицы, выяснилось, что лаги – как новенькие. Не было даже малейшего намека на какую-то плесень, следы гнили.

Так как любому из нас приходится заниматься если не строительством, то уж ремонтом обязательно, нет смысла куда-то потихонечку, подальше от сторонних глаз, сливать использованный электролит. Не по-хозяйски это.

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 🙂

Простая гальваника – занимаемся гальванопластикой в домашних условиях

ВНИМАНИЕ: эта инструкция по гальванопластике в домашних условиях включает в себя разборку старых батарей, которые могут испускать опасные вещества. Если вы сделаете это — соблюдайте предельную осторожность и надевайте защитные очки.

Вы узнаете состав электролита для меднения и как собрать простую установку для обмеднения металла, небольших предметов, таких как ключи, украшения и т. д. Всё что нужно для электрохимического меднения железа, алюминия и стали легкодоступно, за исключением одного химического вещества, которое должно быть в наличии в аптеке или хозяйственном магазине.

С детства я любил уроки по химии, откуда и узнал про гальваническое меднение. В учебнике не было практического руководства по гальванике, а скорее параграф в тексте главы с кратким описанием процесса обмеднения и химических реакций, но это не помешало мне изучить процесс и создать свою установку по гальванизации, чтобы покрыть металл медью дома своими руками.

Шаг 1: Что вам понадобится

Ток напряжением по крайней мере 3 вольта (2 батарейки АА), чтобы всё работало хорошо. Установка будет работать и с 1,5 В (1 батарейка АА), но очень медленно.
Угольный электрод. Я вытащил свой из батареи. Это внутреннее ядро черного цвета.
Медный электрод. Я взял немного медной проволоки, и расплющил её до плоского состояния. Медная трубка тоже должна подойти.
Провода
Банка / стакан
Вода
Сульфат меди.

Шаг 2: Создайте смесь

Размешайте сульфат меди в воде, не прикасайтесь к нему, так как он токсичен.

Шаг 3: Соберите установку и начните омеднение

Шаг 1 — подключите медный электрод к положительной стороне батареек и окуните его в раствор сульфата меди (кристаллы, растворенные в воде).
Шаг 2 — подключите угольный электрод к отрицательному концу батареи и окуните его в раствор.
Шаг 3 — бросить металлический объект, который вы хотите омеднить в раствор.

Для хорошего равномерного покрытия, будет лучше подвесить объект в воде на нити или проволоке.

Обмеднение металла завершено!

Хромирование в домашних условиях — оборудование и способы металлизации деталей своими руками + Видео

Можно ли осуществить хромирование в домашних условиях? Ответ на этот вопрос довольно неоднозначный, так как данный процесс сопряжен со многими трудностями, решить которые можно только обладая знаниями в области химии и технологии хромирования.

1 Что такое хромирование

Для того чтобы правильно и безопасно произвести процесс хромирования своими руками, следует учесть все особенности химических и физических превращений, которые проходят в гальванической ванне. Большинство реактивов, задействованных в хромировании, относятся к особо опасным для здоровья веществам, так что прежде чем начать экспериментировать с хромовыми покрытиями, внимательно изучите теоретическую сторону процесса. Далее постараемся детально рассмотреть химическую составляющую вопроса, меры безопасности и то, как сделать гальваническую ванну и электролит.

Хромирование — это физико-химический процесс, во время протекания которого на поверхности обрабатываемого изделия или детали оседает тонкий слой металлического хрома. Данный металл придает поверхности блестящий вид, благодаря чему хромированное изделие обретает очень красивый вид. Гальваника открывает широкие возможности для повышения декоративных, физических и химических свойств материалов.

Хром крайне устойчив к действию агрессивной среды, он не тускнеет и не темнеет под действием воды и воздуха, благодаря чему нашел широкое применение в оформлении деталей кузовов машин и деталей механизмов, работающих в трудных условиях.

Оформление деталей кузова машины хромом

Толщина хромового покрытия очень небольшая: от 0.075 до 0.25 мм. В отличие от никеля, хром в большинстве случаев не накладывают непосредственно на металл. Для этого используют тонкий слой подложки, нанесенной гальваническим путем. Такой подслой состоит из меди или никеля и требует применения дополнительных технологических операций, усложняя и без того непростой процесс хромирования.

Еще одна сложность, которая может остановить домашнего умельца на пути выполнения поставленной задачи, покупка химических реактивов. Основной компонент хромирования — оксид хрома (CrO₃), другое название — хромовый ангидрид. Неприятная особенность его использования заключается в том, что шестивалентный оксид хрома — сильнейший яд, смертельная доза которого для человека составляет около 6 г. Данное химическое соединение имеет ограниченный оборот, строго контролируемый государством. Отходы, возникающие после окончания хромирования, должны утилизироваться согласно с особым порядком, а не просто выливаться в канализацию, или того хуже — в почву. Хромовый ангидрид является канцерогеном, при попадании его раствора на кожу возникают очень сильные раздражения, вплоть до экзем и дерматитов, которые могут перерасти в рак кожи.

При соединении окиси хрома с органическими веществами (маслом, бензином, и т.п.) происходят возгорания и взрывы. Это вещество крайне опасно для здоровья и жизни, так что перед началом работ следует взвесить все «за» и «против», оценив целесообразность такого решения.

2 Оборудование для хромирования

Первое, что нужно для хромирования, отдельная от жилых помещений, хорошо проветриваемая территория. Не стоит начинать экспериментировать дома на кухне, в ванной или в других местах, не предназначенных для работы химического оборудования. Лучшим выбором будет большой гараж или мастерская, которую перед этим стоит освободить от емкостей с бензином, маслом, краской и растворителями. Также неплохо было бы оборудовать систему принудительной вентиляции. Обязательно обзаведитесь огнетушителем и продумайте вариант аварийного пожарного выхода.

Оборудование для хромирования включает:

гальваническая ванна из пластика;
выпрямитель с параметрами 12В/50А;
нагреватель, устойчивый к действию кислоты;
термометр.

Кроме гальванической ванны вам понадобятся несколько дополнительных емкостей такого же размера для промывки обрабатываемой детали. Для экономии времени и средств необходимо будет организовать отдельную гальваническую ванну для омеднения или никелирования, так как постоянно менять реактивы в одной емкости долго и нецелесообразно.

Гальванические ванны для омеднения или никелирования

Выпрямитель должен быть достаточно большой мощности, особенно если вы хотите хромировать своими руками детали средних и больших размеров. Исходите в расчетах из того, что для создания блестящей поверхности необходима плотность тока порядка 15-25 А/дм², так что обычный выпрямитель способен обеспечить нормальное проведение процесса максимум для накладок дверных ручек автомобиля либо небольших деталей внутренней отделки (ручка коробки передач, ободок корпуса магнитолы, и т. п). Большие детали — диски или бампер, покрыть хромом своими руками скорее всего не удастся, или обойдется в сумму, соизмеримую с покупкой новых запчастей.

Что касается нагревателя, то в некоторых источниках рекомендуется использовать обычный ТЭН. Хотелось бы строго предостеречь относительно данного решения, так как для хромирования требуется оборудование, устойчивое к действию кислот, ТЭН не является таким устройством, и его использование повлечет за собой, в лучшем случае, поломку электролитической ванны.

Термометр может использоваться самый обычный, с делениями от 0 до 100°С. Температура, при которой процесс протекает равномерно, составляет 47-52°С, главной задачей будет установить и поддерживать стабильными эти параметры на протяжении всего времени реакции.

3 Реактивы для электролита

Процесс хромирования осуществляется гальваническим путем. Для его проведения необходимо наличие катода, анода (обрабатываемая деталь) и электролита, в среде которого и будут происходить химические реакции. Собрать аппарат для хромирования довольно просто, особенно если до этого вы уже имели опыт создания медных или никелевых покрытий: технология похожа, отличаются только параметры среды, состав электролита и материал катода.

В качестве катода используется лист свинца или его сплава с оловом. Лучше всего, чтобы свинцовая пластина размерами была немного больше обрабатываемой детали. Катод подсоединяют к положительному электроду выпрямителя.

Анод подключают к материалу, который следует хромировать. Он должен быть «подвешен» в среде электролита таким образом, чтобы не задевать стенок, дна и ни в коем случае не касаться катода.

Хромирование материала в среде электролита

Создание электролита предполагает наличие следующих компонентов:

хромовый ангидрид, из расчета 250 г/л электролита;
серная кислота — 2-2.5 г/л;
дистиллированная либо чистая, без примесей железа вода.

Перед тем, как сделать электролит, разогрейте воду до температуры 60-80°С, после чего растворите в ней хромовый ангидрид. Немного охладите смесь и тонкой струйкой добавьте необходимое количество чистой серной кислоты. Кислота должна быть не технической, а чистой и концентрированной.

Гальваническое покрытие очень чувствительно к составу электролита, поэтому на предприятиях, занимающихся хромированием, существуют целые лаборатории, которые проводят постоянный контроль над стабильностью состояния реактивов. При хромировании своими руками придется обойтись без помощи химиков и технологов, но если обрабатываемых деталей немного, то состав электролита должен измениться некритично.

4 Подготовка поверхности и как протекает металлизация хромом

Самостоятельная металлизация хромом невозможна произвести без правильной подготовки поверхности изделия. Для начала нужно создать медную или никелевую подложку, так как хром не ляжет на поверхность стали, алюминия или любого другого металла. Омеднение или никелировка производятся в гальванической ванне, катодом при этом выступает соответственно металлическая медь или никель, электролитом — раствор серной кислоты и медного купороса или солей никеля. После завершения подготовки изделие тщательно шлифуют и полируют, стараясь не повредить при этом тонкий слой подложки, обезжиривают и сушат.

Самостоятельная металлизация хромом

Самостоятельное хромирование должно проходить при стабильных параметрах напряжения, температуры и состава электролита. Любое отклонение может привести к дефектам покрытия. Например, превышение концентрации силы тока на единицу площади приводит к тому, что на острых углах изделий образуются наросты и дендриты металлического хрома. Нарушение температурного режима, как и колебания концентрации реактивов, вызывают потемнения, матовость или пятнистость покрытия.

После того как проведено хромирование деталей в домашних условиях, хромируемая поверхность покрыта достаточным слоем металла, напряжение отключают, отсоединяют изделие и помещают его в ванну с дистиллированной водой. Процесс лучше повторить несколько раз, каждый раз меняя воду.

Перед тем, как приступить к хромированию своими руками, следует тщательно оценить будущую стоимость работ и сделать вывод об их целесообразности. Если у вас нет в наличии места для проведения таких экспериментов: например, своего гаража или мастерской, то начинать не стоит, иначе можете сильно навредить окружающим.

Перед тем, как сделать устройство для хромирования, подумайте и спланируйте будущую утилизацию отходов.

Ни в коем случае нельзя сливать отработанный электролит в канализацию или почву!

При попадании в грунтовые воды, а затем в колодцы, оксид хрома вызывает отравление и развитие онкологических заболеваний, поэтому настоятельно рекомендуется не начинать работы, не определившись до этого со всеми тонкостями процесса.

Гальваника в домашних условиях — нужное оборудование и советы

Физико-химические свойства некоторых металлов ухудшают их техническое применение. Некоторые виды стали (сплав на основе железа и углерода) могут вступать в контакт с водой, что приводит к коррозии и разрушению изделия. Чтобы предотвратить подобный сценарий, используется вспомогательная обработка металлов/сплавов. Одним из вариантов обработки является проведение гальванизации. Возможна ли гальваника в домашних условиях? Какие техники гальваники существуют и какое оборудование понадобится мастеру? И о каких правилах техники безопасности не стоит забывать? В статье эти вопросы будут рассмотрены.

Общие сведения

Гальваника (гальванизация) — физико-химическая технология, с помощью которой можно создать на поверхности металла дополнительный слой из другого металла. Толщина дополнительного слоя является небольшой. Обычно она составляет от 0,1 до 2-3 миллиметров. Гальванизация используется для многих целей — повышение прочности, создание антикоррозийного слоя и другие. Покрыть гальваническим слоем можно только металлическую поверхность. Это может быть посуда, детали для автомобиля, инженерные инструменты, декоративные изделия. В качестве гальванизирующего слоя выступают металлы — хром, никель, медь, серебро, цинк + сплавы на их основе.

Схема электролиза

С точки зрения химии и физики гальванизация осуществляется за счет специального процесса под названием электролиз. В упрощенном виде электролиз металлических изделий выглядит так:

Поверхность запчасти очищается от различных загрязнений (органика, пыль, грязь, легкая коррозия). Очистку рекомендуется дополнять обезжириванием, поскольку эта процедура позволяет получить чистую поверхность, на которую будет наноситься тонкий гальванический слой веществ, полученных из электролита.
В пластиковую или стеклянную емкость помещается электролит — раствор щелочей, кислот и солей, содержащих нужный металл. Скажем, для электролитического хромирования используется хромовая кислота, которая при электролизе высвобождает хром, переходящий на деталь. Для улучшения гальваники электролит может нагреваться до небольших температур (обычно не более 60 градусов).
К электролиту подключается источник постоянного тока (источники переменного тока не используются, поскольку операция не запустится). Для подключения используются два провода — катод и анод. Катод прикрепляется непосредственно к обрабатываемой детали, а анод помещается в раствор электролита. Анод обычно дополняется пластиной из соответствующего металла, что усиливает гальванизацию (скажем, для цинкования нужна цинковая пластина).
Обрабатываемая деталь прикрепляется к катоду, а потом катод помещается в раствор электролита. Катод с запчастью не должен контактировать с анодом напрямую, поскольку в таком случае случится короткое замыкание либо гальваника не запустится/будет идти медленно. Обрабатываемая запчасть должна находится на хорошем расстоянии от анода с пластинами, чтобы операция прошла успешно.
Теперь включается электрический ток, что приводит к замыканию цепи. Ток сперва попадает на анод, а потом поступает в электролитический раствор. Это запускает ряд химических реакций, в результате которых металлические ионы высвобождаются из вещества и начинаются двигаться вместе с электрическим током по направлению к катоду. При прохождении через катод эти ионы осаждаются на поверхности запчасти, что и приводит к образованию нужного покрытия. Для гальванической обработки одной детали требуется 20-40 минут в зависимости от размеров и формы детали.

Основные технологии

Основные технологии гальваники — это хромирование, серебрение, никелирование и цинкование, при которых деталь покрывается соответственно хромом, серебром, никелем и цинком. Помимо этого существуют и другие операции (скажем, меднение и латунирование). Однако для их осуществления необходимо использование цианистых солей, которые являются ядовитыми даже для человека в защитной одежде. Поэтому эти процедуры обычно выполняются в специальных цехах или мастерских.

Ванночка для гальванизации

Для создания защитного слоя на поверхности металлического изделия понадобится оборудование для гальваники. Основной элемент — это специальная ванночка для гальванизации, которую можно без труда собрать своими руками. Узнаем как это сделать и о чем нужно помнить:

Гальваническая ванночка представляет собой емкость, в которую будет помещаться электролитический раствор или обрабатываемая металлическая деталь. Поэтому объем ванночки должен быть достаточно большим, чтобы все элементы поместились в нее. Объем ванночки нужно подбирать непосредственно под деталь с небольшим запасом, чтобы в него поместилось оптимальное количество электролита (в противном случае реакция будет идти медленно либо гальванизация получится низкокачественной).
В качестве ванночки следует использовать только пластиковые или стеклянные емкости, поскольку эти вещества отличаются химической устойчивостью и инертностью относительно электролиза. Металлические емкости попадают под полный запрет — во время электролиза металлические ионы будут переходить в электролитический раствор, что испортит гальванизацию. Эмалированные металлические изделия для гальваники тоже лучше не использовать, поскольку во время электролиза есть риск повреждения эмали с последующими переходом металлических ионов в электролит.

Другое оборудование для гальваники

К ванночке необходимо подключить источник постоянного тока, которые будет активировать электролитическую реакцию. Нужно купить стабилизированный блок питания, в состав которого входит выпрямитель электрического тока и регулятор напряжения (оптимальное напряжение — от 1 до 2,5 вольт). К ванночке от источника тока также необходимо подключить два провода, которые будут выполнять роль катода и анода. К аноду следует прикрепить анодные металлические пластины, проводящие ток. Провод-катод напрямую подключается к обрабатываемой детали.

После подключения электрических элементов в ванночку заливается жидкий электролит. Он представляет собой раствор, способный проводить электрический ток за счет диссоциации вещества на электроактивные ионы. В качестве электролита обычно используются нестабильные кислоты, щелочи или соли. Электролитический раствор можно приготовить самому, однако проще всего будет купить его в любом магазине электрических товаров или машинного оборудования. Перед гальванизацией электролит часто придется нагревать (часто его можно нагреть прямо в ванночке). Конкретный состав электролита зависит от типа операции — скажем, для хромирования в качестве электролита Вам понадобится хромовая кислота.

Вспомогательное оборудование

Помимо ванночки, проводов и электролита Вам рекомендуется иметь при себе вспомогательное оборудование:

Механические или электрические весы. Они будут нужны для взвешивания отдельных гальванических компонентов, что поможет Вам подсчитать оптимальный уровень электролита в ванночки. Также они пригодятся для приготовления обезжиривающего раствора.
Плитка для нагрева электролита (ванночку можно поставить прямо на плитку). Предпочтение рекомендуется отдать электрическим плиткам, поскольку в случае сгорания газа образуются вещества, которые могут вступить в реакцию с ванночкой и осесть в электролите, что плохо влияет на качество электролитического раствора. Обратите внимание, что электроплитка должна иметь регулятор температуры нагрева.
Вытяжка для удаления вредных испарений. Во время гальванизации в атмосферу будет выделяться множество газообразных веществ, которые представлять опасность. К тому же они неприятно пахнут, а в случае их оседания на стенах или мебели удалить эти вещества будет весьма непросто. В качестве вытяжки рекомендуется использовать вытяжной вентилятор или похожее оборудование.

Подготовка металлических изделий

Чтобы гальваника в домашних условиях получилась качественной, нужно не только подготовить необходимое оборудование, но и выполнить предварительную обработку детали. Если поверхность детали является шероховатой, то необходимо выполнить ее выравнивание с помощью наждачной бумаги или методом точной шлифовки. Обработку можно также выполнить с помощью пескоструйной технологии, которая подходит для выравнивания поверхностей больших деталей или запчастей.

После зачистки следует также выполнить обезжиривание поверхности запчасти. Обезжиривание удаляет накопившийся слой пыли и грязи, устраняет пятна органического происхождения, повышает уровень сцепления металлических частиц с поверхностью запчасти. Для обезжиривания люди обычно применяют ацетон, спирт или бензин. Чтобы очистка получилась качественной, нужно учитывать химический состав детали:

Если Вы работаете со стальными изделиями, то обезжиривание следует проводить с помощью едкого натрия или калия. Для приготовления 1 литра раствора следует растворить в воде 50-100 г одного из веществ по выбору. После растворения смесь следует нагреть до температуры 75-90 градусов, а потом нужно поместить туда требуемую деталь. Оптимальное время обезжиривания в растворе — 15-25 минут.
Обезжиривание алюминия выполняется по похожей схеме, но в более щадящем режиме. Для приготовления обезжиривающей смеси растворите в 1 литре воды 50 г углекислого натра или тринатрийфосфата. После этого нагрейте смесь и доведите ее до температуры 55-70 градусов. Держите деталь в нагретом растворе не более 5 минут.
В случае работы с медными запчастями для обезжиривания следует использовать едкий натр. Оптимальная концентрация веществ — 30 г натра на 1 л воды. После приготовления смеси нагрейте раствор до температуры 30-40 градусов. Держать медную запчасть в очищающем растворе следует 5-8 минут (в случае детали сложной формы — 7-10 минут).

Правила техники безопасности

Во время гальванизации будет происходить множество химических реакций, в атмосферу будут выделяться вредные испарения. В небольших количествах они не представляют опасность для человека. Гальванизация — это долгий процесс, поэтому контакт человека с этими испарениями следует минимизировать. Гальванизацию рекомендуется проводить в гараже или в мастерских (на кухне такую операцию проводить не следует).

Чтобы удалять вредные испарения, помещение должно быть оборудовано вытяжкой или вытяжными вентиляторами. Человеку рекомендуется надеть на руки резиновые перчатки, которые будут минимизировать контакт кожи с химическими реагентами. На лицо следует надеть маску-респиратор и очки, которые будут защищать слизистые оболочки от контакта с газообразными испарениями. Во время гальванизации ни в коем случае нельзя пить или есть. Если во время гальваники Вам стало плохо, то необходимо срочно обесточить генератор и прекратить процедуру.

Разновидности гальваники

Итак, мы рассмотрели основы гальваники — узнали химическую основу этого процесса, поняли, как собрать ванночку, изучили правила техники безопасности. Давайте же теперь узнаем, как делается гальваника в домашних условиях. В нашем обзоре мы рассмотрим 4 основных технологии гальванизации — хромирование, цинкование, никелирование и серебрение. Некоторые в домашних условиях также выполняют меднение и латунирование (латунь — сплав на основе меди и цинка). Однако для полноценного латунирования/меднения требуются цианистые соли, которые при электролизе выделяют особо токсичные опасные вещества. Поэтому в обзоре мы эту процедуры рассматривать не будем.

Хромирование

При хромировании на поверхности детали создается тонкий слой, состоящих из хрома. Покрытие на основе хрома отлично защищает деталь от ржавчины, а также улучшает ее теплопроводность и химическую инертность. Еще одна полезная функция хромирования — декоративная (хром обладает приятным металлическим блеском, который радует глаз). В домашних условиях вы не можете сделать глубокое хромирование. Для этого требуется ток большой силы (100 ампер и выше). Однако сделать поверхностное хромирование для улучшения физических и эстетических свойства запчасти Вы сможете.

Этапы хромирования:

Перед хромированием рекомендуется нанести на поверхность запчасти защитный слой на основе меди и никели. Сделать это можно с помощью операций никелирования. Зачем нужны эти процедуры? Объяснение простое — из-за химических особенностей вещества хромовое покрытие обладает пористой структурой. Это снижает сцепление ионов хрома с поверхности детали. Никель или медь позволяют снизить пористость, что улучшает сцепление хрома с поверхности запчасти.
После никелирования можно приступать к хромированию. Для этого Вам понадобятся анод-пластинки на основе свинца (93-95%) и олова/сурьмы (до 7%). В качестве электролита используйте смесь хромовой (250-300 г) и серной кислот (2-3 г), оптимальная температура нагрева электролита — 50-60 градусов. Срок операции — 30-50 минут. По завершении процедуры рекомендуется промыть запчасть в слабом растворе соды.

Цинкование

Чтобы увеличить прочность запчасти и защитить ее от коррозии, может применяться процедура цинкования. Как ясно из названия, во время цинкования запчасть покрывается тонким слоем цинка. Операция цинкования — наиболее простая с технологической точки зрения. Для ее проведения нужно небольшое количество цинкового электролита (основным источником цинка будет выступать анод-пластинка). Процедура цинкования выглядит так:

Приготовьте электролит — в 1 литре воды растворите 175 г сульфатного цинка, добавьте 30-40 г сернокислого аммония и немного ацетата натрия (10 г).
Погрузите в приготовленный электролитический раствор анод с цинковой пластиной. Размеры пластины могут быть небольшими.
Погрузите в раствор деталь для цинкования и включите источник постоянного тока. Срок цинкования — 50-60 минут. Электролит для цинкования нагревать не нужно.

Никелирование

Никелирование позволяет получить приятное отражающее покрытие на поверхности детали. С химической точки зрения никель является инертным веществом, поэтому никелевое покрытие будет защищать изделие от воды и легких химических токсинов. Никелирование (как и цинкование) является простой технологической операцией, а начинающий справится с ней. Процедура выглядит так:

Для приготовления электролита смешайте следующие вещества — водный раствор сернокислого натрия (300 г), водный раствор хлористого никеля (70 г), чистая борная кислота (50 г).
Нагрейте электролит до температуры 50-60 градусов, поместите запчасть в электролитический раствор, настройте генератор на силу тока 3-5 ампер.
Проводите обработку в течение 50-60 минут. Обратите внимание, что испарения никеля являются токсичными, поэтому не забудьте надеть перчатки, маску или очки на лицо.

Серебрение

Позволяет получить на поверхности запчасти тонкий прочный слой серебра. Серебрение также можно делать для повышения электропроводности запчасти. По экономическим соображениям эта процедура выполняется редко (серебро является дорогим материалом). Процедура серебрения выполняется так:

Электролит для серебрения лучше купить в магазине, поскольку приготовить его самому будет нелегко (и дорого). Хотя при желании вы можете сделать его самостоятельно, смешав чистую воду, хлористое серебро, железно цианистый калий и кальцинированную соду.
Влейте электролит в ванночку. Если температура воздуха находится ниже 20 градусов — нагрейте электролит до этой температуры с помощью электрической плитки.
Поместите запчасть в ванночку с электролитом. Проводите серебрение в течение 40-50 минут. По завершении процедуры можете помыть изделие в слабом растворе соды.
Не забывайте о правилах техники безопасности, поскольку железно цианистый калий при электролизе выделяет опасные вещества.

Заключение

Гальваникой называют сложную электрохимическую реакцию, с помощью которой можно на поверхность металлических изделий можно наносить дополнительный слой металла. Дополнительный слой выполняет различные функции — защитную, антикоррозийную, эстетическую. Для гальваники нужно сделать ванночку, подключенную к источнику постоянного тока. Для запуска реакции в ванночку нужно налить электролит и опустить туда обрабатываемую деталь. Состав электролита зависит от типа реакции. Выполнить гальванику можно в домашних условиях. Основные технологии гальваники — никелирование, хромирование, серебрение, цинкование и другие.

Используемая литература и источники:

Ф.Ф. Ажогин и гр. авторов. Гальванотехника; Спр. издание / Под редакцией А.М. Гринберга. — Москва: Металлургия, 1987.
Томашов Н. Д., Чернова Г. П. Пассивность и защита металлов от коррозии. — М., 1965.
Новаковский В. М. Обоснование и начальные элементы электрохимической теории растворения окислов и пассивных металлов // В сб.: Коррозия и защита от коррозии. Т. 2. — М., 1973.
Статья на Википедии

ЭЛЕКТРОПОЛИРОВКА дома на Vimeo

В последней серии James Mods — Джеймс показывает вам, как гальванизировать дома — это не так уж и сложно, если вы уделите немного времени (и осторожности!). Мы также должны обратить внимание на то, чтобы делать это дома, некоторые из этих химических продуктов лучше хранить вдали от кожи и глаз, поэтому наденьте перчатки и защитные очки, не торопитесь и будьте БЕЗОПАСНЫ! KitGuru не несет ответственности за любые травмы или повреждения, которые могут возникнуть в результате выполнения процедур, описанных в этом руководстве.

подробнее здесь: kitguru.net/components/cooling/james-dawson/james-mods-electroplating-at-home-how-to-guide/

00:00 Начало видео
00:05 Введение
00:57 Что такое гальваника?
01:49 Что для этого нужно!
04:53 Отрежьте пару кусочков никелевого листа
06:04 Смесь белого уксуса
06:24 Подготовьте блок питания
07:10 мультиметр и понижение сопротивления
08:25 Включение питания — и оставление на пару часов
10:09 Воспользоваться зеленой жидкостью!
11:40 Процесс гальваники
15:20 Волшебство происходит
19:13 Несколько советов по нанесению гальваники
20:27 Заключительные мысли

Проверьте KITGURU MERCH здесь: teespring.com / en-GB / store / kitguru-merch-store.

Ссылка для приглашения в Discord: discord.gg/4cqFSWY

Сообщество Steam steamcommunity.com/groups/kitguruofficial

Обязательно поддержите нас на PATREON patreon.com/kitgurutech и прочтите нашу МАНТРУ о ЧЕСТНЫХ ОБЗОРах Здесь: http://bit.ly/2BopnF9

KitGuru использует различное оборудование для производства контента:
По состоянию на май 2020 г .:
Камеры Panasonic GH5 и GH5s
Камеры Panasonic Gh5
Камеры Panasonic G7
Карманные камеры DJI OSMO
Камеры Canon
Различные сборки ПК

Окончательный результат — цветокоррекция / титрование и т. Д .:
iMac Pro 18 Core / Vega 64/128 ГБ
iMac 2019 9900k Vega 48/64 / 1 ТБ
Adobe Premiere Pro CC (ПК)
Davinci Resolve Studio 14/15 (Mac)
iPad Pro 12.9-дюймовые (2018) машины с LumaFusion
Final Cut Pro (Mac)

Посетите нашу страницу в facebook здесь! facebook.com/KitGuru.net/

Посетите нашу страницу в Твиттере здесь! twitter.com/kitgurupress?lang=en

# гальваника # моддинг #pcmods

Узнайте, как гальванизировать медь

Что вы делаете:

Подготовьте ключ к покрытию медью, очистив его тонким слоем зубной пасты или водой с мылом.Высушите на бумажном полотенце.
Размешайте сульфат меди в стакане с горячей водой до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Ваш раствор должен быть темно-синим. Дать остыть.
Используйте один зажим типа «крокодил», чтобы прикрепить медный электрод к положительной клемме батареи (теперь это анод , ), а другой, чтобы прикрепить ключ к отрицательной клемме (теперь она называется катодом ).
Частично подвесьте ключ в растворе, свободно намотав проволочный грифель вокруг карандаша и поместив карандаш поперек горловины стакана.Зажим из кожи аллигатора не должен касаться раствора.
Поместите медную полоску / массу меди в раствор, убедившись, что она не касается ключа, а уровень раствора для покрытия ниже зажима из крокодиловой кожи. Теперь сформирована электрическая цепь с положительными и отрицательными электродами, и течет электрический ток.
Оставьте цепь включенной на 20–30 минут или пока вас не устроит количество меди на ключе.

Что случилось:

Раствор сульфата меди — это электролит, который проводит электричество от одного электрода к другому, создавая электрический ток.

При протекании тока происходит окисление (потеря электронов) на медном аноде, в результате чего в раствор добавляются ионы меди.

Эти ионы перемещаются по электрическому току к катоду, где происходит уменьшение (усиление электронов), осаждая ионы меди на ключ.

Ионы меди уже присутствовали в растворе сульфата меди до того, как вы начали, но реакция окисления на аноде продолжала заменять их в растворе, поскольку они наносились тонким слоем на ключ, поддерживая реакцию.

Этот проект имеет множество переменных, включая чистоту и гладкость ключа, прочность раствора сульфата меди и силу тока.

Если на ключе начинает образовываться черная, похожая на сажу субстанция, значит, вашего раствора недостаточно для протекания тока. Выньте электроды и добавьте еще сульфата меди. Когда вы вставите их обратно, убедитесь, что анод и катод находятся как можно дальше друг от друга. Обязательно делайте заметки для своего научного эксперимента, чтобы обеспечить качественный сбор данных.

Есть много проектов, которые вы можете сделать с гальваникой!

Одна интересная идея — использовать плоский кусок латуни в качестве катода и нарисовать на нем рисунок маркером на масляной основе. Медь не склеится там, где находится маркер.

После нанесения покрытия вы можете использовать ацетон (или жидкость для снятия лака), чтобы стереть маркер, оставив рисунок латуни, проступающий сквозь медь. Если хотите, вы можете использовать немного полироли для металла, чтобы сделать медь блестящей.

Вы можете попробовать этот простой эксперимент по меднению, в котором не используется электролиз и требуются только бытовые материалы.

Как работает гальваника — Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 28 июля 2020 г.

Не существует такой вещи, как алхимия — волшебным образом превращающая обычные химические элементы в редкие и ценные — но гальваника, возможно, является следующим лучшим занятием. Идея состоит в том, чтобы использовать электричество для покрытия относительно приземленных металл, например медь, с тонким слоем другого, более ценного металл, например золото или серебро. Гальваника имеет много других применений, помимо того, что дешевые металлы выглядят дорогоМы можем использовать это, чтобы сделать устойчивые к ржавчине вещи, например, для производства различных полезных сплавы, такие как латунь и бронза, и даже чтобы пластик был похож на металл. Как работает этот удивительный процесс? Рассмотрим подробнее!

Фото: Гальваника в действии — выставка в Think Tank (музей науки в Бирмингеме, Англия). Эти две вилки являются электродами, и синий раствор (сульфат меди) используется для медного покрытия одной из них.

Что такое гальваника?

Фото: Позолоченное: Когда астронавт Эд Уайт совершил первый выход в открытый космос в 1965 году, на его шлеме был позолоченный козырек, защищавший глаза от солнечного излучения.Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.

Гальваника включает пропускание электрического тока через раствор, называемый электролит. Это делается путем погружения двух клемм, называемых электроды в электролит и подключив их к цепь с аккумулятором или другим источником питания. Электроды и электролиты состоят из тщательно подобранных элементов или соединений. Когда электричество проходит через цепь, которую они образуют, электролит расщепляется, и некоторые из атомов металла, которые он содержит, осаждается тонким слоем поверх одного из электродов — он становится гальваническим.Все виды металлов могут таким образом покрыть золотом, серебром, олово, цинк, медь, кадмий, хром, никель, платина и свинец.

Гальваника очень похожа на электролиз. (используя электричество для расщепления химического раствора), что является обратным процессу, при котором батареи производят электрические токи. Все это примеры электрохимия: химические реакции, вызванные или производящие электричество, которое дает полезные в научном или промышленном отношении конечные продукты.

Фото: Серебряные столовые приборы дороги и тускнеют; нержавеющая сталь с хромовым покрытием является хорошей заменой для многих людей. Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем стирается, как вы можете видеть в коричневатой области в центре этого пирогового сервера. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным знак покрытия: это гальванический нейзильбер.

Как работает гальваника?

Во-первых, вы должны выбрать правильные электроды и электролит, определив химическая реакция или реакции, которые должны произойти, когда электрический ток включен.Атомы металла, покрывающие ваш объект, исходят из электролит, поэтому, если вы хотите что-то медить, вам понадобится электролит изготовлен из раствора соли меди, а для золочения понадобится электролит на основе золота и так далее.

Затем вы должны убедиться, что электрод, который вы хотите покрыть, полностью чистый. В противном случае, когда атомы металла из электролита осаждаются на это не сформирует хорошую связь, и они могут просто стереться снова. Как правило, чистка выполняется путем погружения электрода в прочный кислотным или щелочным раствором или (кратковременно) подключив гальваника в обратном направлении.Если электрод действительно чистый, атомы металла покрытия эффективно связываются с ним, соединяясь очень сильно на внешних краях его кристаллической структуры.

Изображение: Медное покрытие латуни: Вам понадобится медный электрод (серый, слева), латунный электрод (желтый, справа) и немного раствора сульфата меди (синий). Латунный электрод становится отрицательно заряженным и притягивает из раствора положительно заряженные ионы меди, которые прилипают к нему и образуют внешнее покрытие медной пластины.

Теперь мы готовы к основной части гальваники. Нам понадобятся два электрода из различные проводящие материалы, электролит и электричество поставка. Обычно один из электродов изготавливается из металла, который мы пытаясь пластину и электролит представляет собой раствор соли тот же металл. Так, например, если мы покрываем медью латунь, мы нужен медный электрод, латунный электрод и раствор соединение на основе меди, такое как раствор сульфата меди. Такие металлы как золото и серебро не растворяются легко, поэтому их нужно превращать в растворы с использованием сильнодействующих и опасно неприятных химикатов на основе цианидов.Электрод, на который будет наноситься покрытие, обычно изготавливается из более дешевой металл или неметалл, покрытый проводящим материалом, например графит. В любом случае он должен проводить электричество или не проводить электричество. ток будет течь, и никакого покрытия не произойдет.

Мы окунаем два электрода в раствор и соединяем их в цепь так, чтобы медь становится положительным электродом (или анодом), а латунь становится отрицательным электродом (или катодом). Когда мы включаем мощности раствор сульфата меди расщепляется на ионы (атомы с мало или слишком много электронов).Ионы меди (которые положительно заряжены) притягиваются к отрицательно заряженному латунному электроду и медленно нанесите на него, производя тонкий позже из медной пластины. Между тем, сульфат-ионы (которые отрицательно заряжены) прибывают к положительно заряженному медному аноду, высвобождая электроны которые движутся через батарею к отрицательному латунному электроду.

Гальваническим атомам требуется время, чтобы накапливаться на поверхности отрицательного электрода. Сколько именно времени зависит от силы электрического тока у вас использование и концентрация электролита.Увеличение любого из это увеличивает скорость, с которой ионы и электроны движутся через схема и скорость процесса нанесения покрытия. Пока по мере того, как ионы и электроны продолжают двигаться, ток продолжает течь, и процесс покрытия продолжается.

Можно ли гальванизировать пластмассы?

Фотография: Пластик с покрытием часто используется для деталей, которым требуется блестящая отделка металла без его прочности и тяжести, и вот три примера из моего собственного дома. Вверху: переключатель, стрелки и безель (рамка циферблата) этого будильника выглядят блестящими и металлическими, но на самом деле они пластиковые.В центре: детали водопровода, которые не должны быть прочными, часто изготавливаются из пластика с покрытием, поэтому они остаются прохладными на ощупь и гармонируют с металлическими трубами. Регулятор температуры на этом душе (справа, с красной кнопкой) сделан из пластика, но похож на основные металлические компоненты слева. Внизу: компьютерный USB-микрофон имеет глянцевую поверхность, чтобы он выглядел дорогим и качественным.

Недорогой, легко поддающийся формованию, легкий и одноразовый, пластмассы быстро стали наиболее распространенными и гибкими материалами в 20 веке.Но для многих это не только преимущество, но и недостаток: пластмассы дешевы и выгодны — и именно так они выглядят. Одно из решений — покрыть дешевый пластик тонким слоем металла, чтобы придать ему все преимущества пластика с привлекательной блестящей поверхностью. металл. Таким способом можно покрыть множество различных пластиков, включая АБС-пластик, фенольные пластики, карбамидоформальдегид, нейлон и т. Д. и поликарбонат. Вы часто найдете детали на автомобилях, сантехнике, бытовом и электрическом оборудовании, которые выглядят металлическими, но на самом деле сделаны из пластика.Они легче, дешевле, устойчивы к ржавчине и не требуют полировки после нанесения покрытия.

Как гальванизируют пластмассы?

« … мой приятель … сказал мне, что у него есть процесс металлизации пластмасс. Я сказал, что это невозможно, потому что нет проводимости; нельзя прикрепить провод. Но он сказал, что может наклеивать металлическими пластинами все, что угодно … «
Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

Если вы что-нибудь знаете о пластике, вы сразу заметите очевидную проблему: пластик обычно не проводит электричество.Теоретически это должно полностью исключить гальваническое покрытие; На практике это просто означает, что мы должны дополнительно обработать наш пластик, чтобы сделать его электропроводящим, прежде чем мы начнем. Есть несколько этапов. Во-первых, пластик необходимо тщательно очистить, чтобы удалить пыль, грязь, жир и следы с поверхности. Затем его протравливают кислотой и обрабатывают катализатором (ускорителем химической реакции), чтобы обеспечить прилипание покрытия к его поверхности. Затем его окунают в ванну из меди или никеля (медь является более распространенной), чтобы получить очень тонкое покрытие из электропроводящего металла (толщиной менее микрона, 1 мкм или одной тысячной миллиметра).Как только это будет сделано, на него можно будет нанести гальваническое покрытие, как на металл. В зависимости от того, сколько износа должна выдержать металлическая деталь, толщина покрытия может быть от 10 до 30 микрон.

Зачем нужна гальваника?

Фото: Это автомобильное колесо изготовлено из металлического алюминия, покрытого никель в более экологически чистом процессе, разработанном Metal Arts Company, Inc. В процессе Microsmooth ™ используется примерно на 30 процентов меньше электроэнергии, почти на 60 процентов меньше природного газа и вдвое меньше воды, чем требуется для традиционных процессов нанесения покрытия.Фото: Metal Arts Company, Inc. любезно предоставлено Министерством энергетики США (DOE).

Гальваника обычно выполняется по двум совершенно разным причинам: украшение и защита. Металлы, такие как золото и серебро, покрываются для украшения: дешевле иметь золото или посеребренные украшения, чем цельные изделия из этих тяжелых, дорогие, ценные вещества. Потому что разные металлы разных цветов, гальваника может использоваться для изготовления таких вещей, как кольца, цепочки, значки, медали и т. д. широкий выбор привлекательной декоративной отделки, включая блестящие, матовые и старинные вариации золота, серебра, меди, никеля и бронзы.Металлы, такие как олово и цинк (которые не особенно привлекательны на вид), покрываются гальваническим покрытием, защитный внешний позже. Например, пищевые контейнеры часто покрывают оловом, чтобы сделать их устойчивыми к коррозии, в то время как многие предметы быта из железа покрыты цинк (в процессе, называемом гальванизацией) по той же причине. Некоторые формы гальваники являются одновременно защитными и декоративными. Крылья автомобилей и «отделка», например, когда-то широко изготовлен из прочной стали с покрытием с хромом, чтобы сделать их привлекательно блестящими и устойчивы к ржавчине (теперь более вероятны недорогие и естественно устойчивые к ржавчине пластмассы для использования на автомобилях).Сплавы, такие как латунь и бронза, также могут быть покрыты обеспечение содержания в электролите солей всех металлов, которые должен присутствовать в сплаве. Гальваника также используется для изготовление дубликатов печатных форм в процессе, называемом электротипирование и гальванопластика (альтернатива литье изделий из расплавленных металлов).

Насколько толсто гальваническое покрытие?

Независимо от того, покрывают ли вещи покрытие для украшения или защиты, толщина слоя покрытия является еще одним важным фактором. рассмотрение.Очевидно, что чем толще покрытие, тем дольше оно прослужит и тем большую защиту будет давать, но даже самая толстая обшивка намного тоньше, чем можно было ожидать. Типичная толщина плакированного металла варьируется от примерно От 0,5 микрон (0,5 миллионных долей метра или 0,0005 миллиметра) до примерно 20 микрон (20 миллионных долей метра или 0,02 миллиметра) — так это очень тонкий. (Чтобы дать вам некоторое представление, алюминиевая кухонная фольга находится примерно в середине этого диапазона, с самая толстая и прочная фольга — около 10–20 микрон.) Что-то вроде позолоченного корпуса часов будет иметь покрытие в 20 микрон, которое легко выдержит повседневные грубые и кувыркается несколько десятилетий.

Узнать больше

На этом сайте

Деятельность

Гальваника — это то, с чем можно легко поэкспериментировать в школе или (с помощью взрослого) дома. Вот несколько сайтов, которые вы можете безопасно изучить:

Видео

Гальваника — как это делается: четкое введение в теорию и практику гальваники и огромный спектр повседневных вещей, для которых она используется.Также описывается, как на пластмассы можно наносить гальваническое покрытие и почему гальванику часто необходимо наносить несколькими отдельными слоями или «слоями».
Гальваника четверти: ясно и просто объяснено в этом коротком видео от учителя химии г-на Кента.

Книги

Для читателей постарше

Гальваника: Инженерное руководство Лоуренса Дж. Дерни (ред.). Springer, 2014. Еще один подробный справочник, в основном предназначенный для людей, работающих в индустрии обработки металлов.
Гальваника: основные принципы, процессы и практика Нассера Канани. Elsevier, 2004. Подробное введение для студентов-химиков, а также производителей.
Современное гальваническое покрытие Мордехая Шлезингера, Милана Пауновича (ред.). Wiley, 2011. Огромное и подробное руководство с главами по гальванике всех распространенных металлов, включая медь, никель, золото и олово; плюс освещение электроосаждения, полупроводников, органических пленок и многих других тем.
Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард П.Фейнман. Винтаж, 1992. Глава под названием «Главный химик-исследователь корпорации MetaPlast Corporation» (стр. 41 моего издания) представляет собой короткий, но забавный анекдот о гальванических пластиках, первым из которых, как выясняется, оказался Фейнман.

Для младших читателей

Это лучше всего для детей в возрасте 9–12 лет, но эксперименты можно адаптировать для детей старшего и младшего возраста.

Химия для каждого ребенка: 101 простой эксперимент, который действительно работает, Дженис ВанКлив. Джосси-Басс, 2010.Очень хорошее практическое введение в химию (с добавлением немного физики и биологии, если это необходимо). Первоначально опубликовано в 1989 году, но не менее актуально сегодня. Мероприятие 43 (Зеленые пенни) — это пример металлизации.
Пошаговые научные эксперименты в химии Дженис ВанКлив. Розен, 2013. Более новая и короткая подборка того же автора.
Роберт Уинстон «Это элементарно». ДК, 2007/2016. Общее введение в химию для детей в возрасте 8–10 лет, посвященное элементам.

Статьи

Современная обшивка

Исторические статьи из архивов

Патенты

Для получения более подробной технической информации их стоит просмотреть:

Патент США 6,527,920: устройство для гальваники меди, Стивен Т. Майер и др., Novellus Systems, Inc., 4 марта 2003 г. Подробное описание типа процессов гальваники, используемых при изготовлении интегральных схем.
Патент США 4 039 714: процесс гальваники меди, Ютака Окинака, AT&T Bell Laboratories.4 сентября 1984 г. Описывается типичная современная ванна для меднения.
Патент США 4 039 714: Предварительная обработка пластических материалов для металлизации, авторы Иржи Рубаль и Иоахим Корпиун. 2 августа 1977 года. Здесь подробно рассказывается о том, как поверхность пластика может быть подготовлена к гальванике.

Гальваника 101: Как работает металлическое покрытие

Гальваника позволяет сочетать прочность, электрическую проводимость, стойкость к истиранию и коррозии, а также внешний вид определенных металлов с различными материалами, которые обладают собственными преимуществами, такими как доступные и / или легкие металлы или пластмассы .

Из этого руководства вы узнаете, почему многие инженеры используют гальваническое покрытие на всех этапах производства — от прототипирования до массового производства.

Гальваника — это процесс использования электроосаждения для покрытия объекта слоем металла (ов). Инженеры используют управляемый электролиз для переноса желаемого металлического покрытия с анода (часть, содержащая металл, который будет использоваться в качестве покрытия) на катод (часть, на которую будет нанесено покрытие).

Схема гальванического покрытия меди с использованием ванны электролита из сульфата меди, серной кислоты и хлорид-ионов.(источник изображения)

Анод и катод помещаются в химическую ванну с электролитом и подвергаются непрерывному электрическому заряду. Электричество заставляет отрицательно заряженные ионы (анионы) перемещаться к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) — к катоду, покрывая или покрывая желаемую часть ровным металлическим покрытием. Гальваника использует материал подложки (часто более легкий и / или более дешевый материал) и инкапсулирует подложку в тонкую оболочку из металла, такого как никель или медь.

Вебинар

В этом веб-семинаре вы узнаете, как гальваника расширяет палитру материалов для 3D-печати SLA для получения высокопрочных и износостойких деталей конечного использования. В то время как печать SLA позволяет создавать сложные нестандартные детали, гальваника трансформирует детали SLA для получения металлических свойств, включая высокий модуль упругости, электропроводность или эстетическую отделку.

Посмотреть вебинар сейчас

Гальваника и гальванопластика выполняются с использованием электроосаждения. Разница в том, что при гальванопластике используется форма, которую удаляют после формирования детали.Гальванопластика используется для создания твердых металлических деталей, тогда как гальваника используется для покрытия металлом существующей детали (которая сделана из другого материала).

Можно гальванизировать один металл на предмет или их комбинацию. Многие производители наносят слоями металлы, такие как медь и никель, для увеличения прочности и проводимости. Материалы, обычно используемые в гальванике, включают:

Латунь
Кадмий
Хром
Медь
Золото
Утюг
Никель
Серебро
Титан
Цинк

Подложки могут быть изготовлены практически из любого материала, от нержавеющей стали и других металлов до пластика.Ремесленники гальванизируют органические материалы, такие как цветы, а также ленты из мягкой ткани.

Важно отметить, что непроводящие основы, такие как пластик, дерево или стекло, необходимо сначала сделать проводящими, прежде чем на них можно будет наносить гальваническое покрытие. Это может быть выполнено путем покрытия непроводящей основы слоем проводящей краски или спрея.

Благодаря научным достижениям в производстве материалов и пластмасс, легкие и недорогие пластиковые детали заменили более дорогие металлические детали в самых разных сферах применения, в различных отраслях промышленности, от автомобилей до водопроводных труб.

Хотя пластик имеет ряд преимуществ по сравнению с металлом, во многих сферах применения металл по-прежнему доминирует. Как бы вы ни старались, у вас никогда не получится, чтобы пластик имел такую же роскошную отделку, как медь. И хотя пластик может быть более гибким, чем большинство металлов, он далеко не такой прочный. Здесь на помощь приходит гальваника.

3D-печать дает уникальные преимущества в сочетании с гальваникой. Инженеры часто выбирают материалы для 3D-печати из-за свободы дизайна в аддитивном производстве.Гальванизировать детали, напечатанные на 3D-принтере, зачастую дешевле, чем отливать, обрабатывать или использовать другие методы производства, особенно когда дело касается прототипирования.

Стереолитография (SLA) 3D-печать идеально подходит для гальваники, поскольку она позволяет создавать 3D-печатные детали с очень гладкими или мелко текстурированными поверхностями, которые делают переход между двумя материалами — пластиком и металлом — бесшовным. Он также создает водонепроницаемые детали, которые не будут повреждены при погружении в химическую ванну, необходимую во время процесса гальваники.

С инженерной точки зрения сочетание 3D-печати и гальваники предлагает уникальные варианты прочности на разрыв для готовых конструкций. Как видно на диаграмме выше, сочетание этих двух производственных процессов устраняет разрыв в прочности на разрыв между двумя группами материалов.

Гальваника имеет множество преимуществ, включая повышенную прочность, срок службы и проводимость деталей. Инженеры, производители и художники извлекают выгоду из этих преимуществ различными способами.

Инженеры часто используют гальваническое покрытие для увеличения прочности и долговечности различных конструкций. Вы можете увеличить прочность на разрыв деталей, напечатанных на 3D-принтере, например, на 400% или более, покрывая их металлами, такими как медь и никель. Поместите металлическую пленку на полимерные детали, и вы сможете улучшить их устойчивость к таким факторам окружающей среды, как химическое воздействие и УФ-свет.

Сравнение стандартной печатной детали SLA и той же геометрии детали с никелевым и медным покрытием.

Художники часто используют гальваническое покрытие, чтобы сохранить природные элементы, склонные к гниению, например листья, и превратить их в более прочные произведения искусства. В медицинском сообществе гальваника используется для изготовления медицинских имплантатов, устойчивых к коррозии и поддающихся надлежащей стерилизации.

Гальваника — это эффективный способ добавить косметической металлической отделки к изделиям клиентов, скульптурам, статуэткам и произведениям искусства. Многие производители также используют гальваническое покрытие подложки, чтобы создавать более легкие детали, которые легче и дешевле перемещать и отправлять.

Гальваника также обладает преимуществом проводимости. Поскольку металлы по своей природе являются проводящими, гальваника — отличный способ увеличить проводимость детали. Антенны, электрические компоненты и другие детали могут быть покрыты гальваническим покрытием для повышения производительности.

Хотя гальваника имеет множество преимуществ, ее ограничения заключаются в сложности и опасном характере самого процесса. Рабочие, выполняющие гальванику, могут пострадать от воздействия шестивалентного хрома, если не примут надлежащих мер предосторожности.Рабочим очень важно иметь хорошо вентилируемое рабочее место. Управление по охране труда и технике безопасности Министерства труда США опубликовало множество документов, в которых описываются риски, связанные с нанесением гальванических покрытий.

Из-за необходимого опыта и связанных с этим опасностей многие инженеры и дизайнеры предпочитают нанимать стороннего производителя гальванических покрытий, специализирующегося на этом процессе. Хотя гальванику можно выполнить на дому, зачастую самым простым решением является аутсорсинг.К счастью, несколько компаний, такие как RePliForm и Sharretts Plating, специализируются на проектах по нанесению гальванических покрытий на заказ.

На видео выше показано, как гальванизировать с помощью простых в использовании инструментов, таких как зарядное устройство для сотового телефона и запасная медная трубка. Мы рекомендуем вам надевать маску, перчатки и защитные очки при нанесении гальванических покрытий и работать только в хорошо вентилируемом помещении.

Во многих отраслях промышленности гальваника используется для изготовления всего, от обручальных колец до электрических антенн.Вот несколько распространенных примеров:

На многие компоненты самолетов нанесено гальваническое покрытие, чтобы добавить «временное покрытие», которое увеличивает срок службы деталей за счет замедления коррозии. Поскольку компоненты самолета подвержены резким перепадам температуры и факторам окружающей среды, к металлической подложке добавляется дополнительный металлический слой, чтобы функциональность детали не ухудшалась из-за нормального износа.

Многие стальные болты и крепежные детали, разработанные для аэрокосмической промышленности, имеют гальваническое покрытие хромом (или, в последнее время, цинк-никелем, в связи с изменением ограничений).

Введите слово «гальваническое покрытие» в Etsy, и вам будет представлен широкий выбор предметов домашнего декора с гальваническим покрытием и уникальные сувениры на память. Ремесленники часто превращают биоразлагаемые предметы, в том числе цветы, ветки и даже насекомых, в прочные и долговечные произведения искусства с помощью этого процесса. Вы можете использовать гальваническое покрытие, чтобы показать и сохранить мелкие детали предметов, которые в противном случае быстро разложились бы.

Гальваника часто используется для создания предметов искусства, таких как медный жук и соты.(источник изображения)

Цифровые дизайнеры иногда используют гальванику для создания скульптур. Дизайнеры могут распечатать подложку на 3D-принтере с помощью настольного 3D-принтера, а затем покрыть дизайн гальваническим покрытием из меди, серебра, золота или любого другого металла по выбору для достижения желаемой отделки. Сочетание трехмерной печати с гальваническим покрытием таким образом дает изделия, которые проще (и дешевле) в производстве, но при этом они имеют такой же внешний вид и отделку, что и скульптуры из цельного литого металла.

Гальваника очень распространена в автомобильной промышленности.Многие крупные автомобильные компании используют гальваническое покрытие для создания хромированных бамперов и других металлических деталей.

Гальваника также может использоваться для создания нестандартных деталей для концептуальных автомобилей. Например, VW объединился с Autodesk для создания колпаков для своего концептуального автомобиля «Тип 20». Прототипы колпаков были напечатаны на 3D-принтере и затем покрыты гальваническим покрытием.

Реставрационные компании и предприятия по настройке автомобилей также используют гальваническое покрытие для нанесения никеля, хрома и других покрытий на различные детали автомобилей и мотоциклов.

Гальваника, пожалуй, чаще всего связана с ювелирной промышленностью и драгоценными металлами. Дизайнеры и производители ювелирных изделий полагаются на этот процесс для улучшения цвета, долговечности и эстетической привлекательности колец, браслетов, кулонов и широкого спектра других предметов.

Когда вы видите украшение, которое описывается как «позолоченное» или «посеребренное», велика вероятность, что предмет, на который вы смотрите, был покрыт гальваническим покрытием. Комбинации различных металлов используются для достижения уникальных оттенков отделки.Например, золото часто сочетают с медью и серебром, чтобы получить розовое золото.

Гальваника используется для придания эластичности внешнему виду всех видов медицинских и стоматологических элементов. Позолота часто используется для создания зубных вкладок и помощи при различных стоматологических процедурах. На имплантированные детали, такие как сменные соединения, винты и пластины, часто наносят гальваническое покрытие, чтобы сделать детали более устойчивыми к коррозии и совместимыми с стерилизацией перед вставкой. Медицинские и хирургические инструменты, в том числе щипцы и радиологические детали, также обычно покрываются гальваническим покрытием.

На многие электрические и солнечные компоненты нанесено гальваническое покрытие для увеличения проводимости. Контакты солнечных элементов и различные типы антенн обычно производятся с использованием гальваники. На провода можно наносить гальваническое покрытие из серебра, никеля и многих других металлов. Позолота часто используется (в сочетании с другими металлами) для увеличения прочности. Золото также часто используется для увеличения срока службы деталей, поскольку оно проводящее, очень пластичное и не взаимодействует с кислородом.

Производство металлических деталей на заказ или небольших объемов для прототипирования может быть очень дорогостоящим и трудоемким при традиционных производственных процессах.В результате инженеры часто комбинируют гальванику с 3D-печатью для получения недорогого и экономящего время решения.

Например, Андреас Остервальдер из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) смог ускорить процесс создания прототипов и сократить расходы на продвинутые экспериментальные установки за счет 3D-печати новых дизайнов на своем 3D-принтере Formlabs SLA и сотрудничества с Galvotec. чтобы эти части были покрыты гальваническим покрытием.

Андреас Остервальдер использовал 3D-печать и гальванику для изготовления этого светоделителя.

Благодаря своей универсальности гальваника открывает бесчисленные возможности для инженеров из разных отраслей. Хотите узнать больше о гальванике деталей, напечатанных на 3D-принтере? Посмотрите наш веб-семинар «3D-печать ближайшего к металлу с принтером за 3500 долларов», чтобы узнать, как гальваника преобразует 3D-печатные детали SLA для получения металлических свойств, включая высокий модуль упругости, электропроводность или эстетическую отделку.

Вы получите идеи и советы от доктора Шона Уайза, президента и генерального директора RePliForm, который также продемонстрирует, как пользователи используют эту технологию для различных приложений.

Гальваника ювелирных изделий — Сообщество производителей ювелирных изделий Ганоксин

В этой статье мы сосредоточимся на гальванике золота и золотых сплавов и родия — одного из металлов платиновой группы с хорошим белым цветом и устойчивостью к потускнению — для декоративных целей.

Гальваника — это метод нанесения металлического покрытия на объект, в нашем случае на ювелирное изделие, путем помещения его в раствор, содержащий металл, который необходимо покрыть, и пропускания электрического тока через изделие и раствор.Возможно нанесение гальванических покрытий на большинство чистых металлов и даже на некоторые сплавы.

Гальваника — это сравнительно быстрый и простой процесс, который не требует значительных вложений в дорогостоящее оборудование. Это может быть успешно выполнено с помощью очень простого базового оборудования. Готовые украшения из каратного золота могут быть гальванически покрыты золотом по нескольким причинам:

Спонсором Ганоксина является

Гальваника ювелирных изделий из каратного золота чистым 24-каратным золотом для придания более богатого золотого цвета.
гальваническое покрытие каратным или чистым золотом для получения более однородного цвета, скрывающего различия в цвете компонентов и линий пайки.
гальваника для придания другого желаемого цвета; широкий диапазон цветов может быть получен путем совместного осаждения золота с другими металлами.
гальваника для скрытия дефектов поверхности или улучшения свойств. Кроме того, есть и другие способы применения золотого гальванического покрытия, а именно:
гальваническое покрытие основного металла или серебряных изделий золотом для получения золотого внешнего вида, как в модных украшениях и золоченом серебре.

Родий часто используется для придания хорошего белого цвета украшениям из белого золота (который часто не является хорошим белым цветом) или выборочно используется для украшений из желтого золота для придания белизны локальным участкам, часто вокруг оправы из драгоценных камней, а также для изготовления мастер-модели из серебра, используемой для изготовления резиновой формы при литье по выплавляемым моделям.

Напротив, электрополировка противоположна гальванике: мы удаляем металл с поверхности наших украшений, пропуская электрический ток в противоположном направлении, и, если мы соблюдаем правильные условия, мы можем сделать это таким образом, чтобы оставить полировку поверхность.Многие производители ювелирных изделий используют электрополировку как часть общего процесса отделки при производстве ювелирных изделий из золота. В этой статье мы обсудим следующие аспекты:

Основные принципы
Факторы, которые следует учитывать при гальванике
Подготовка поверхности при гальванике
Аспекты безопасности и загрязнения
Золочение — каратность, цвет, типы электролитов и отложения
Ванны для родиевого покрытия
Оборудование
Электролитическая полировка золотых украшений — типы электролитов

Большая часть этой информации содержится в двух наших публикациях WGC — Техническом руководстве и Руководстве по отделке.

Основные принципы гальваники и полировки

Гальваника и полировка выполняются в электролитической ячейке, рис.1. Он включает два электрода, которые электрически соединены и погружены в раствор, называемый электролитом. Когда электрический ток проходит через элемент, металл, растворенный в электролите, осаждается на отрицательном электроде — катоде — в то время как металл положительного электрода — анод — может быть удален и растворен в электролите.Таким образом, металл переходит с анода в раствор в электролите и затем осаждается на катоде.

Рисунок 1 — Схема: ячейка электрохимического покрытия

Таким образом, если мы сделаем катод ювелирным украшением, которое мы хотим покрыть, а электролит будет содержать золото, тогда мы сможем нанести золото на нашу поверхность. ювелирное изделие. С другой стороны, если мы сделаем наше украшение анодом в подходящем электролите, способном растворять золото, то при правильных электрических условиях мы сможем выборочно удалить поверхность для получения полированной поверхности.Типичная электролитическая ячейка показана на рис. 2 и позволяет одновременно наносить гальваническое покрытие на несколько деталей.

Рисунок 2 — Типичная гальваническая ванна

Часто при гальванике мы используем инертный анод, где металл не растворяется, и контролируем концентрацию осаждающегося металла в растворе электролита. путем непосредственного добавления соответствующего металла в виде соли к электролиту.

Спонсором Ганоксина является

Количество нанесенного металла — в нашем случае золота — регулируется законом Фарадея, который гласит: Вес нанесенного металла пропорционален количеству пропущенного электричества.

Количество электроэнергии определяется как сила тока (в амперах), умноженная на время (в часах). Вес металла, нанесенного для данного количества электричества, будет различным для разных металлов, что связано с их атомным номером и валентностью через фактор, называемый электрохимическим эквивалентом.

Этот закон Фарадея очень полезен при вычислении и контроле количества (веса или толщины) металла, нанесенного на ювелирное изделие. Очевидно, что при постоянном токе гальванического покрытия (и концентрации соли в электролите) толщина гальванической пластины прямо пропорциональна времени нанесения покрытия.Удвойте время нанесения покрытия и вы удвоите толщину.

Спонсором Ганоксина является

Факторы, влияющие на процесс нанесения гальванических покрытий

Для декоративных применений нам обычно требуется равномерная толщина гальванического покрытия на нашем изделии сложной формы. Это может быть проблемой, например, на острых краях и утопленных поверхностях. Обычно нам также нужен яркий слой с хорошей адгезией к нижележащему предмету.Мы не хотим, чтобы гальваническое покрытие подвергалось сильным нагрузкам со склонностью к растрескиванию и скалыванию. Возможно, мы захотим произвести пластину на высоких скоростях, сохранив при этом хорошую однородную яркую поверхность. Нам не требуется пористое покрытие или покрытие с микротрещинами, которое может привести к коррозии или потускнению изделия во время последующего износа.

Если мы совместно осаждаем более одного металла, то есть каратное золото, нам также нужен хороший контроль состава — например, равномерное содержание золота по всей поверхности и по толщине.

Так как же нам контролировать эти факторы? Что ж, мы достигаем этого несколькими способами:

Контроль состава электролита и pH (показатель кислотности или щелочности)
Контроль площади поверхности и положения анода
Контроль электрических условий
Контроль температуры

Во-первых, электролит. Хороший электролит будет содержать металл (или металлы), которые нужно осаждать в растворе, в достаточной концентрации. В золотых ваннах на основе цианида это будет соль цианида золота и калия.Он также будет содержать другие добавки, обеспечивающие хорошие свойства покрытия. К ним относятся, например, добавки для улучшения:

Спонсором Ганоксина является

метательная сила ванны, что означает хорошую однородность толщины покрываемой детали.
яркость отложения. Добавляются специальные осветлители.
внутреннее напряжение в осадке.Эти добавки контролируют нарастание напряжений, предотвращая растрескивание и растрескивание.
указывает на химическую стабильность электролита и может включать буферные агенты для контроля pH, который является мерой кислотности или щелочности электролита.

Эти добавки обычно являются собственностью производителей соли для гальваники, и трудно найти информацию о том, что они из себя представляют. Часто они представляют собой органические химические соединения.

Во время нанесения покрытия электролит обычно встряхивают или перемешивают для поддержания оптимальных условий нанесения покрытия и однородности состава.

Площадь и положение анода важны для эффективного электроосаждения и однородности осаждения. Существует тенденция к увеличению толщины покрытия на участках катода, ближайших к аноду, и к более тонкому покрытию на участках, скрытых (или вне поля зрения) от анода. Для хорошего покрытия желательно правильное расположение анодов (может использоваться более одного) и большая площадь анода (по сравнению с площадью катода).

Электрические условия во время нанесения покрытия также важны для качества покрытия.В частности, плотность тока (ток, деленный на площадь поверхности детали) играет важную роль, особенно при нанесении покрытия из сплава, где состав отложений регулируется плотностью тока. Если сила тока слишком высока, скорость нанесения покрытия увеличивается, но можно получить пористый дендритный осадок, а не яркий, и это может сопровождаться выделением газа, которое влияет на чистоту поверхности. Если он очень низкий, то отложение может не иметь хорошего внешнего вида и покрытие будет медленным.

Спонсором Ганоксина является

Температура электролита также может играть роль в получении хорошего покрытия, особенно при нанесении покрытия из сплава.Следуйте рекомендациям поставщика электролита.

Подготовка поверхности

Для хорошего качества гальванического покрытия и хорошей адгезии покрытия важно состояние поверхности, на которую нужно нанести покрытие. Большинство дефектов покрытия возникает из-за нечистых поверхностей перед нанесением покрытия. Окрашиваемая поверхность должна быть чистой и свободной от жира, грязи, оксидов, потускневших пленок, полировальных составов и т. Д. Жирные, грязные поверхности не будут смачиваться электролитом и на них нельзя наносить покрытие. Это также помогает получить гладкую полированную поверхность, свободную от дефектов и изъянов, если нужно получить блестящее полированное гальваническое покрытие.

Покрытие не должно использоваться для скрытия дефектов и улучшения полировки поверхности (уменьшения шероховатости поверхности). Дефекты, которых следует избегать, включают пористость отливки, включения и внедренные полировальные пасты, царапины и следы инструментов, а также точечную коррозию от чрезмерного травления.

Спонсором Ганоксина является

Покрываемая поверхность («основа») может быть подготовлена с помощью обычных методов полировки, а затем очищена несколькими способами:

Ультразвуковая очистка в растворе моющего средства
Обезжиривание в растворителях, предпочтительно в ультразвуковой ванне
Кислотная очистка с травильные кислоты
Очистка паром под струей пара под высоким давлением
Электролитическая очистка; это также может активировать поверхность.
Химическая очистка с реагентами, часто при высоких температурах.

На практике используется только один или, возможно, два метода, например обезжиривание и травление кислотой с последующим промыванием водой и сушкой. Многие запатентованные чистящие средства являются щелочными с добавлением смачивающих и поверхностно-активных веществ. Деионизированную или дистиллированную воду следует использовать в качестве последнего ополаскивателя перед сушкой, чтобы предотвратить образование отложений от воды на поверхности.

Аспекты безопасности и загрязнения окружающей среды

Многие электролиты основаны на цианиде.Особенно это касается золота. Цианид очень ядовит, и с ним нужно обращаться очень осторожно.

Золотое правило — никогда не разрешать пить и есть в гальваническом цехе и иметь очень строгий контроль и процедуры в гальваническом цехе. Защитные комбинезоны и козырьки следует носить и регулярно менять. Чистота жизненно необходима. В целях безопасности цианидные электролиты и гальванические соли следует хранить в запираемых шкафах. Держите цианиды и кислоты отдельно друг от друга. Кислота реагирует с цианидом с выделением смертоносного цианистого водорода!

Спонсором Ганоксина является

Старые электролиты, а также чистящие средства и воды для ополаскивания следует утилизировать безопасным образом и НЕ выбрасывать в раковину или канализацию.Последствия этого слишком ужасны, чтобы даже думать!

Кислотные нецианидные электролиты требуют осторожного обращения.

Все известные производители солей или электролитов будут предоставлять паспорта безопасности материалов на свои продукты и давать полезные советы по процедурам охраны здоровья и безопасности. золотые украшения и недрагоценные металлы в декоративных целях.Есть также много других для технических применений, таких как электрические контакты и соединители, где свойства покрытия должны иметь определенные технические характеристики.

Электролиты можно разделить на цианидные и нецианидные, и они могут содержать небольшие легирующие добавки для контроля цвета и других свойств. Все электролиты на основе цианидов основаны на использовании соли цианида калия золота, KAu (CN) 2, которая содержит около 68% золота. Однако большинство электролитов не содержат ничего подобного этой концентрации золота.Некоторые электролиты являются кислотными, другие нейтральными, а другие — щелочными, как показано в классификации в Таблице 1.

Тип электролита	pH	Комплекс золота	Легирование металлов
Щелочной	8-13	KAu (CN) 2	Cu, Cd, Ag, Zn
Нейтральный	6-8	KAu (CN) 2	Cu, Cd
Слабокислый	3-6	KAu (CN) 2	Co, Ni, In, Fe
Кислотный	0.5 — 2,5	KAu (CN) 4	Co, Ni, In, Sn
Щелочной без цианидов	8-10	Na3Au (SO3) 2	Co, Ni, In, Sn

Таблица 1 — Электролиты для гальваники золотого сплава

Возможный диапазон цветов, а также характеристики ванны и наплавки гальванических систем от одного известного производителя показаны на рисунках 3-5. Обратите внимание, что оптимальная температура ванны часто выше температуры окружающей среды. . Концентрация золота довольно низкая — около 0.1-7,0 г / л, а скорость нанесения покрытия обычно находится в диапазоне примерно 10-75 мг / ампер / мин. Время получения пластины толщиной 1 микрон составляет от 3 до 15 минут.

6 909 906 906 250 матовый

Тип ванны:	1	2	3	4
Содержание золота, г / л 904 — Содержание золота, г / л 904	1-2	—
Температура ванны	60-70 ° C	50 ° C	70-75 ° C	50 ° C
pH	6-7	7.5 — 8	7
Скорость покрытия, мкм / мин	0,1 — 0,6	0,5	0,6 — 24	0,1 — 0,2
Плотность тока, А / дм2	0,2 — 1,0	ок. 0,8	ок. 1-40	ок. 1.0
Добавки	As / Ti / Pb	As	Нет As, Ti или Pb	—
Соли / кислоты	Цитрат, фосфат, фосфат. кислота	Цитрат, фосфат	Фосфат, фосф.кислота	Фосфат
Депозит:
Чистота,% золота	99.9 — 99.99	99.9	99.9	99.9
70-100	100
Цвет	Желтый	Темно-желтый	Желтый	Желтый
Внешний вид	Полуматовый	Яркий	Яркий	Яркий
Приложение	Электроника	Elec.Контакты, декоративные	Электроника	Декоративные

Таблица 2 — Ванны для гальваники чистого золота

В таблице 2 (выше) показаны некоторые ванны для нанесения чистого золота на основе цианистой соли золота от другого известного немецкого производителя.

Это иллюстрирует высокую чистоту осадка и то, как на его свойства влияют условия нанесения покрытия и состав электролита. Обратите внимание на высокие значения твердости по сравнению с объемным чистым золотом.

Для ювелирных изделий типичная толщина покрытия составляет около 0,5–5,0 микрон, но могут использоваться очень тонкие «мгновенные» покрытия, когда стоимость важнее качества.

Если золото наносят на недрагоценные металлы, обычно сначала наносят гальваническое покрытие тонким слоем меди, чтобы получить хороший ключ, а затем наносят грунтовку из никеля, бронзы или олова. Эти подслои предназначены для выравнивания и осветления подложки, а также для предотвращения миграции меди в слой золота, заставляя его краснеть.В соответствии с Европейской директивой против использования никеля существует тенденция использовать бронзу (медь-олово-цинк), олово или палладий в качестве подслоя.

Часто затем наносят «ударный» слой золота толщиной около 0,1 микрона до того, как весь слой золота будет нанесен гальваническим способом из другого золотого электролита. Они известны как дуплексные системы.

При выборе электролита и системы гальваники рекомендуется проконсультироваться с поставщиком гальванических материалов. Они могут посоветовать, что больше всего подходит для ваших нужд.Покрытие, конечно, удаляет золото из электролита. Поэтому важно поддерживать правильную концентрацию соли в электролите. Добавлять соль следует периодически. Для этого требуется умение измерять концентрацию золота в ванне.

Между каждым этапом подготовки поверхности и нанесения гальванического покрытия важно промыть покрываемые предметы перед переходом к следующему этапу. Это предотвращает загрязнение новой ванны и потерю соли драгоценных металлов. Это известно как «затягивание».Конечно, после завершения всего процесса вещь следует прополоскать и высушить. Не используйте водопроводную воду, так как после высыхания на поверхности будут оставаться отложения.

Родиевые гальванические системы

Родий — это металл платиновой группы хорошего белого цвета, твердый и устойчивый к потускнению. Для ювелирных целей мы хотим получить блестящее покрытие, без дефектов и твердое покрытие, и на рынке есть несколько подходящих систем родиевого покрытия. Это ванны сульфатного типа, они очень кислые.

Обычно золотые украшения наносятся на золотые украшения толщиной от 0,5 до 2-3 микрон для придания требуемых характеристик поверхности. Существует тенденция к увеличению внутреннего напряжения в отложении по мере увеличения толщины, что в конечном итоге приводит к растрескиванию.

Для золота с высоким содержанием карата более толстый слой родия наносится непосредственно на подложку, но для золота с низким содержанием карата сначала наносится промежуточный слой никеля, что позволяет нанести более тонкий и дешевый слой родия без потери цвета и обеспечить хорошую коррозионную стойкость.

Как и в случае с золотом, требуется хорошая подготовка поверхности, чтобы обеспечить чистую поверхность для качественного гальванического покрытия. Рекомендуется следующая практика:

Электролитическая очистка
Полоскание в деминерализованной воде
Проверить смачиваемость поверхности (без образования капель)
Погружение в водный раствор цианида натрия (35 г / л)
Полоскание в проточной воде или деминерализованная вода
Погрузите в электролит при включенном питании (не прикасайтесь) и гальванической пластине
Промойте и просушите.

Покрытие должно занимать от 30 секунд до 2 минут, в зависимости от желаемой толщины. Инертные аноды из платины используются на расстоянии 4-5 см с площадью поверхности, по крайней мере, равной площади катода. Ванночку следует хорошо взбалтывать или перемешивать.

Периодическое пополнение родия в ванне необходимо, и это делается с помощью специальных растворов для пополнения родия с высокой концентрацией родия и низкой кислотностью. Важно избегать загрязнения электролита другими металлами, поэтому рекомендуется хорошая промывка и использование неметаллических резервуаров.

Типичная система родиевого гальванического покрытия имеет характеристики, указанные в Таблице 3.

Следует отметить чрезвычайно высокую твердость наплавленного покрытия. Это преимущество мастер-моделей с родиевым покрытием серебром для литья по выплавляемым моделям и гальванопластики, поскольку оно позволяет получить высокую степень полировки модели с преимуществом на всех этапах процесса литья или гальванопластики.

Добавки к электролиту, такие как сульфат магния, селеновая кислота и сульфиты, часто используются для контроля накопления внутреннего напряжения.

Содержание родия	1,5 — 2,5 г / л
Температура ванны	40-50 ° C
pH
Скорость покрытия	мин.
Плотность тока	1,5 — 5,0 А / дм2
Соли / кислоты	Серная кислота
Чистота отложений, родий%	99,9
30430 с. 1 микрон
Внешний вид отложений	Яркий
Твердость отложений	HV 950

Таблица 3 — Типичная система гальваники блестящего родия

Гальваническое оборудование

В основном, процесс гальваники может быть простым и простым. в простых стеклянных мензурках с простым постоянным током электроснабжение. Однако, если желательно хорошее постоянное качество, предпочтительно использовать специальное оборудование, которое будет включать:

Гальванический резервуар — предпочтительно из стекла или пластика, с крышкой (например.г. стекло пирекс, тефлон, полипропилен, ПВХ, HDPE)
Дополнительные емкости для ополаскивания с крышками
Надежный источник постоянного тока с достаточным выходным током
Система нагрева и контроля температуры электролита
Мешалка, насос и системы фильтрации
Нерастворимые аноды (часто платиновый или покрытый платиной титановый лист или сетка)
Инертные соединительные провода для электродов, погруженных в ванну
Возможность одновременного размещения нескольких предметов
Вытяжной шкаф или вытяжной шкаф.

Независимо от того, занимаетесь ли вы гальваникой в небольших масштабах на стенде или в массовом производстве, существует множество поставщиков специального оборудования, которое удовлетворит все потребности. Некоторые примеры показаны на Рисунке 6. Их часто можно увидеть на крупных ювелирных выставках, например. в Базеле и Виченце в Европе. Цены действительно сильно различаются, но можно довольно дешево купить подходящее оборудование или даже найти местного производителя, который сделает его с учетом ваших потребностей.

Рисунок 6 — Типовое промышленное гальваническое оборудование для небольших стендовых операций (a) диапазон размеров (b) в использовании

Уместно сделать комментарий по маскировке поверхностей, чтобы гальваника выполняется только там, где это необходимо, например.г. вокруг оправы из драгоценных камней. Это делается путем нанесения органического лака (часто розового цвета) на те области, где покрытие не требуется, и позволяя ему высохнуть. После нанесения покрытия его легко удалить с помощью органического растворителя, такого как ацетон. На рынке есть много коммерческих продуктов.

Помните, что такие лаки легко воспламеняются и должны храниться в хорошо закрытой таре. Более подробная информация о маскирующих лаках приведена в публикации WGC The Finishing Handbook.

Электрополировка золотых украшений

Оборудование для электрополировки очень похоже на оборудование для гальваники, как показано на эскизе, рис. 7, и производится теми же компаниями.Катод обычно изготавливается из нержавеющей стали или титана, как и анодная рама, имеющая платиновые подвесные проволоки или крючки. Этот анодный каркас может потребоваться встряхнуть. Снова ванна нагревается, в данном случае погружным нагревателем, и происходит удаление дыма. Для обеспечения плотности тока в диапазоне 100-150 А / дм2 необходим источник постоянного тока с низким напряжением (6-15 В) и большим током. Типичная температура ванны составляет до 80 ° C, также необходима система перемешивания электролита.

Рисунок 7 — Схема: ячейка электрополировки

Чтобы объяснить, как достигается электрополировка, необходимо изучить кривую поляризации анода, которая отображает зависимость плотности тока от приложенного напряжения, рисунок 8.Такие кривые характерны для каждого электролита и металлического изделия. Если мы задействуем электролитическую ячейку на низковольтном участке кривой A — B, с нашими украшениями ничего особенного не произойдет. При более высоких напряжениях в области B — C происходит травление поверхности, и это позволит выявить детали металлографической структуры поверхности под микроскопом. В области D — E плотность тока остается постоянной, несмотря на увеличение напряжения. Это диапазон, в котором имеет место хорошая электрополировка.Здесь мы управляем процессом! При напряжениях выше, чем E, плотность тока быстро увеличивается, и как на катоде, так и на аноде происходит выделение газа, что нежелательно для хорошей полированной поверхности.

Рис. 8 — Электрополировка: кривая поляризации анода

Механизм электрополировки сложен, и здесь его обсуждать нецелесообразно. Однако при этом шероховатая поверхность выравнивается, и может быть получена хорошая яркая гладкая поверхность, как показано в примерах на Рисунке 9.

Рисунок 9 — a) Ювелирные изделия с электрополировкой: литые 14-каратное золото (справа) и
после электрополировки (слева)

На процесс влияет множество факторов, в том числе ювелирный сплав, состав электролита, температура, плотность тока, напряжение и время.

На рынке имеется несколько запатентованных систем электрополировки для электрополировки сплавов золота в диапазоне от 8 карат до 24 карат, многие из которых используют более безопасные, не содержащие цианидов, слабокислые электролиты, работающие при температурах до 80 ° C.В более старых системах используются электролиты на основе цианида, работающие при температуре 80–90 ° C. Как и в случае гальваники, важно ополоснуть украшения после электрополировки и высушить.

Очевидно, золото растворяется с поверхности в процессе. Это мало, если исходная поверхность хорошая. Цепи и все виды украшений можно полировать электрополировкой. Процесс не обесцвечивает украшения даже на линиях пайки. После электрополировки рекомендуется хорошее полоскание и использование осветляющего химического раствора.

Золото, растворенное в электролите при электрополировке, можно восстановить. Для растворов, не содержащих цианидов, электролит обрабатывают гидроксидом натрия до достижения pH 5. Затем добавляют специальный восстановитель и из раствора осаждают золото. Допускается отстаиваться и отфильтровываться. К оставшемуся раствору добавляют еще гидроксида натрия до достижения pH 5-7, а затем безопасно сбрасывают в канализацию. Отфильтрованный золотой шлам сушат, смешивают с флюсом буры и плавят.Его выливают и дают застыть в виде небольшой полоски или кнопки. В цианидных растворах золото может быть осаждено добавлением цинковой или алюминиевой пыли.

Электрополировка золотых украшений может выполняться как один этап чистовой обработки, но чаще всего это часть многоступенчатого процесса, включающего также механическую полировку.

Преимущества электрополировки:

Быстро
Можно полировать изделия сложной формы, сохраняя контуры.
Извлечение растворенного золота легко. Недостатки:
С поверхности удаляется только металл.Такие дефекты, как пористость отливки, становятся более очевидными! Это может быть полезно при выявлении дефектных украшений.
Удаляет очень мелкие дефекты (1-2 микрона), но не более крупные.

Заключительные замечания

Гальваника

Мы обсудили основные принципы гальваники и некоторые факторы, влияющие на процесс. Обсудили также требования к оборудованию.

Как мы видели, гальваника ювелирных изделий — это очень универсальный процесс, и можно получать золотые покрытия различного цвета, внешнего вида, свойств и каратности, а также чистое золото.Это быстрый, дешевый и простой в эксплуатации процесс.

Не требует дорогостоящего оборудования, но гальваническую соль хорошего качества стоит покупать у надежных поставщиков. Такие соли специально разработаны для обеспечения хороших характеристик.

Во многих процессах золочения используются токсичные цианидные электролиты. Необходимо соблюдать осторожность при их использовании и утилизации.

Электрополировка

Мы также обсудили основы электрополировки. Этот процесс снова находит все более широкое применение, часто в сочетании с механической полировкой.

Ссылки для дополнительной литературы

Электрополировка

«Введение в электрополировку золота», G. Mulnet, Aurum, выпуск 4, 1980 г.
«Электрополировка золотых украшений», G. Fink & B. Moster, Aurum, выпуск 6 , 1981
См. Раздел «Использование золота», WS Rapson & T. Groenewald, p 66-71, Academic Press, 1978
«Электрополировка золотых сплавов», L. Gal-Or, Proceedings of the Santa Fe Symposium, 1988, p 173
См. Разделы в публикациях WGC:
— Техническое руководство по производству золотых украшений Джона Райта, 1997 г., переиздание 2001 г.
— Справочник по отделке Валерио Факсенда, 1999 г.

Гальваника

Есть несколько книг по гальванике и гальванике золота.У многих производителей также есть полезная литература. См. Также упомянутые выше публикации WGC. В Proc. Симпозиумы Санта-Фе, Золотой бюллетень и т. Д.

Благодарности

Я очень благодарен за информацию и советы от Degussa Galvanotechnik GmbH, Германия, Enthone-Omi S.A., Франция и W.C. Heraeus GmbH, Германия. Некоторые диаграммы взяты из других публикаций WGC.

Electroplating 101 — Подготовка к нанесению покрытия

Гальваника — это процесс покрытия металлического предмета другим металлом с помощью электролиза.Думайте об этом как о покраске вашей машины; это оставит объект, который вы разместите, совершенно новым. Все эти шаги будут одинаковыми, независимо от того, каким цветом вы наносите покрытие. После того, как вы закончите читать этот пост, обязательно ознакомьтесь с нашим постом о цвете, которым вы будете наносить покрытие в нашей библиотеке гальваники.

Вот список вещей, которые вам понадобятся для выполнения гальванических работ:

Ультразвуковой очиститель и мыло
Мыло для электроочистки
Активатор кислоты
Раствор для гальваники (выбор цвета)
Цифровой выпрямитель с 4-х проводными выводами ИЛИ 2 выпрямителя с 2-проводными выводами каждый
Нагревательная мешалка с магнитной гранулой
4 пластиковых стакана — 1 литр (для ополаскивания дистиллированной водой)
3 стеклянных стакана — 1 литр (для электроочистителя, активирующей соли и раствора для покрытия)
1 анод из нержавеющей стали размером 1 «x 6» (для электроочистителя)
Анод для гальванического раствора
- Для щелочного золота используйте анод из нержавеющей стали 1 «x 6»
- Для родия, палладия, платины, рутения и кислотного золота используйте платинированный титановый анод размером 2 «x 3».
Маленький фен или мягкие ткани без лосьона (для сушки предмета после нанесения покрытия)
Медная проволока — катушка на 4 унции (для удержания предметов)
Стеклянный стержень (и) для смешивания

Раствор для электроочистки

Хорошо! Теперь, когда у нас есть все материалы для покрытия, давайте перейдем к самому интересному. Во-первых, давайте настроим раствор для электроочистки. Налейте 950 мл дистиллированной воды в один из пластиковых стаканов и нагрейте воду до 125 ° F. Затем налейте в стакан 40 г мыла для электроочистки и перемешайте стеклянной палочкой до полного растворения.Протрите стержень начисто. Согните анод из нержавеющей стали примерно на 1 дюйм вниз, чтобы он свисал с края стакана, как леденец, в раствор. Подключите положительный вывод выпрямителя к аноду и установите на нем напряжение 5 В на одну минуту. Налейте еще один литр дистиллированной воды и поставьте под рукой в качестве стакана для ополаскивания.

Раствор кислотного активатора

Далее мы собираемся подготовить раствор активатора кислоты. Налейте 950 мл дистиллированной воды в пластиковый стакан и положите в стакан 30 г соли активатора кислоты.Перемешайте до полного растворения и протрите стержень. Затем налейте еще один литр дистиллированной воды в пластиковый стакан и держите его сбоку в качестве стакана для ополаскивания.

Раствор для покрытия ванны

Для этого шага вам нужно взглянуть на одну из этих публикаций в блоге о гальванике, потому что каждое решение требует разных настроек выпрямителя и времени нанесения покрытия. Когда вы думаете о том, какой раствор использовать, важно знать, что толщина раствора сделает кольцо более прочным.Например, розовое золото 5N-4G толще розового золота 5N, что делает его более долговечным.

Розовое золото (5N)
Розовое золото (5N-4G)
Золото 14 карат (1N-14Kt)
Золото 18 карат (3N-18Kt)
Золото 24 карата (24Kt)
Золото высокой толщины ( K-22-5G)
Белый родий
Черный родий
Синий родий
Черный рутений
Платина
Палладий

Наконец, мы собираемся установить ванну для драгоценных металлов для гальваники.Налейте раствор для гальваники в стеклянный стакан объемом 1 литр и бросьте туда магнитную гранулу для перемешивания. Установите анод, соответствующий вашему раствору (если вам нужно использовать анод с прямым изгибом, это тот же анод, что и в установке электроочистителя).
Подключите положительный вывод выпрямителя к аноду. Теперь мы собираемся настроить время и напряжение покрытия выпрямителя. Эти настройки будут различаться в зависимости от того, какое решение вы используете, и желаемых результатов. Они должны быть указаны на бутылке с раствором для нанесения покрытия.Как только выпрямитель настроен, включите мешалку с подогревом. Нагрейте раствор до рекомендованной температуры и включите магнитную мешалку на средне-медленную скорость. Дайте ему перемешаться примерно 15-20 минут, и все готово!

Более визуальный человек? Посмотрите наше видео об этом процессе!

Если у вас есть вопросы, пишите ниже!

Демонстрация легкого гальванического покрытия меди для вашего блока окислительно-восстановительного потенциала

Мои старшие сотрудники IB только заканчивают работу над нашим отделением по электрохимии и окислительно-восстановительным процессам.Это всегда была сложная тема в учебной программе IB. По общему признанию, электрохимия тоже никогда не была моей сильной стороной, поэтому в этом году я стремился усилить устройство двумя дополнительными демонстрациями.

Летом я заказал аппарат Хофмана для демонстрации электролиза водных растворов. Когда я попробовал эту демонстрацию прошлой осенью, я обнаружил, что моя посуда разбита. Но я напишу об этом в одном из будущих постов блога. Вместо этого я сосредоточусь на одной из самых простых демонстраций, которые я когда-либо создавал.Вот полный список оборудования и материалов:

Стакан 400 мл
200 мл 1 M CuSO4
электрод медный
9В аккумулятор
Набор проводов с зажимом типа крокодил
1 скрепка

Рисунок 1: Настройка гальванической системы

Батарея 9 В обеспечивает энергию, необходимую для запуска несамопроизвольных процессов в этой электролитической ячейке (см. Рисунок 1). Для демонстрации я подключил аккумулятор и дал элементу поработать около 30 секунд.Визуально мало что происходит. Но много чего происходит! Ионы меди в растворе уменьшаются, благодаря чему скрепка покрывается красивым покрытием из относительно чистой меди. А медный электрод окисляется, заменяя ионы меди, покрывающие скрепку. Это поддерживает концентрацию ионов меди в растворе на постоянном уровне.

Полуреакция окисления на медном аноде:

Cu
_(s) -> Cu ²⁺ _(водн.) + 2 e ^—

Полуреакция восстановления на катоде скрепки:

Cu
²⁺ _(водн.) + 2 ^e- -> Cu _(s)

На рис. 2 представлена скрепка с медным покрытием и чистым блеском той части медного электрода, которая была погружена в раствор.Я провел электролиз всего около 30 секунд, но я хотел бы попробовать его в течение более длительного времени и посмотреть, сколько меди покрывает скрепку. У меня в комнате есть остатки в миллиграммах, чтобы проверить, можно ли рассчитать скорость металлизации. В сценарии, когда у меня было немного больше времени (и меньше необходимости так быстро разбираться в программе HL по химии), я хотел бы немного расширить его, чтобы студенты исследовали факторы, влияющие на скорость гальваники, такие как концентрация, напряжение и температура раствора.

Рисунок 2: Цинковая скрепка и медный электрод после 30 секунд гальванического покрытия

У вас есть какие-нибудь расширения для этой демонстрации? Или предложения о дополнительных способах показать студентам электролиз? Я хотел бы услышать, как вы используете эту или другие демонстрации, связанные с электрохимией.

Дом