Данный мастер-класс написан, чтобы узнать — насколько интересен публике процесс гальванического напыления металла. Есть два подхода к делу: можно потратить много времени и мало денег, а можно наоборот. Идея мастер-классав том, чтобы затратить на материалы и инструменты как можно меньше денег, буквально — собрать все из того, что есть дома. Образование физического факульткта и изголодавшийся по работе мозг молодой мамы в декрете не оставили мне выбора — я начала изобретать велосипед, хотя подробного описания «для чайников» в сети не нашла (что и решила исправить). В этот раз я опишу только самое начало — сборка цепи гальванической установки. Если это окажется и нтересно, в следующих мастер-классах я подробно опишу все оставшиеся этапы. Получилось «многабукав», как говорят сейчас в интернете, но мне хотелось, чтоб было понятно.
Итак, мы задались целью обмеднить что-нибудь. Для меня это был скелетированный листик.
Для этого нужно:
1. собрать установку,
2. приготовить электролит
3. нанести токопроводящий слой на образец
4. провести сам процесс гальванизации.
Каждый из этих этапов имеет свои трудности. Итак, установка. Для того чтобы быстро собрать установку, нам потребуется, во-первых: автомобильный выпрямитель (такая штука для зарядки автомобильного аккумулятора). Его можно заменить зарядкой от старого телефона или любого другого маломощного устройства, но это несколько сложнее (позже объясню). медная проволока или медный провод. Второе куда предпочтительнее: по проволоке должен идти ток, а медная проволока в мотках бывает покрыта специальной пленкой, пока ее не обожжешь — к ней не подцепиться. А в проводе, который вы достали из изоляции, вы можете быть уверены. Можно отрезать шнур с вилкой от какого-нибудь сломанного прибора, который во время не выбросили, или взять какой-нибудь завалявшийся кусочек. Или купить провод в любом авто-или строительном магазине. Проволока нужна разная. толстая (около 1-2мм) для создания штанги для подвешивания предметов в гальванической ванне, тонкая — подвешивать предметы (листик) за штангу.
В третьих — маленькая электрическая лампочка и пару зажимов-крокодилов (не обязательно). Это понадобится нам для контроля и снижения тока.
В четвертых — пластмассовая миска, которую мы будем гордо именовать » гальваническая ванна» 
Подойдет любая емкость, такая, чтобы в нее помещалось все то, что вы планируете обмеднить (по очереди, конечно ). Я купила в хозтоварах емкость для сыпучих пргодуктов за 60р. Можно взять стеклянную банку.. Главное, чтобы не разъело электролитом!
В пятых — медная пластина, а еще лучше две. Я свою нашла на даче в сарае. Если нет пластины — как временное решение подойдет медный провод/проволока. Берете любую подходящую плотную пластмасску и делаете плотную обмотку проволокой на глубину вашей емкости. Но, как постоянный вариант это годится только для очень толстой проволоки — 2 и более мм. Тонкую проволоку через неделю-две разъест электролитом. В емкости, под слоем электролита, вы не увидите истончение и разрыв, и будете грустно гадать, куда делся ток и почему ничего не работает..
Теперь, чтобы понимать, что мы делаем, опишем принцип работы нашей установки (см. схему). Уж простите, за такой рисунок, делаю МК ночью, уложив ребенка.. Задача такая: через электролит к нашему листику должен течь ток. Ток создается ионами меди. Они, создавая ток в растворе, стремятся к образцу (листику), оседают на нем, формируя тонкий и прочный слой атомарной меди. Из школьной физики мы помним (или поверьте на слово ), что ток течет от плюса к минусу. Значит, если на медную пластину подать плюс, а на листик — минус, то через электролит от медной пластины к листику потечет ток, все заработает. На схеме ИП — источник питания (зарядка), МП — медные пластины, Л — листик. Красным — то что подключается на «плюс», синим — то что на «минус».
Итак, для начала берем медную пластину и вставляем ее в гальваническую ванну. Лучше поставить две пластины с двух сторон, чтобы ток тек с обеих сторон и меднение происходило равномерно. Можно и больше, тут уж зависит от широты души и количества медных пластин Пластину лучше закрепить, тут есть варианты. У меня пластинка одна, только согнутая, потому я проделала в емкости дырочки нагретым гвоздем и вкрутилв в них саморезы — они и прижали мою пластину. Не очень эстетично получилось, зато работать будет..
Теперь из толстой проволоки делаем подвес для того, что будем меднить. И подвешиваем что-нибудь, на чем не жалко пробовать.
Теперь можно сразу подцепить источник тока: красную клемму (плюс) за медную пластину, черную (минус) за подвес. Если бы все было так просто… Автомобильный зарядник работает с определенным дмапазоном токов и напряжений, ток может оказаться великоват для нас. Тогда осаждение меди пойдет слишком быстро, она осядет вот такими пупырышками.
Или вообще вот такими хлопьями, корорые легко соскребаются пальцем.
Надо уменьшить ток. Чем дольше и медленне мы напыляем медь, тем ровнее и плотнее будет слой. От вас же не требуется напылять его силой мысли — та что поставили слааааабенький ток, и идите по делам, изредка проверяя, как там дела. Но как уменьшить ток, если мы итак поставили минимально возможный на зарядке? Курс школьной физики говорит — добавить в цепь лампочку! Будет дополнительное сопротивление и ток уменьшится. Берем маленькую лампочку (например, самую простую и дешевую для габаритов автомагазине),
приматываем изолентой два контакта (для удобства можно просто два куска провода).
Лампочке все равно, с какой стороны ей попадут плюс, с какой минус — не бойтесь перепутать.
Внимательно следите чтобы провод касался только одного контакта лампы! иначе ток не пойдет сквозь лампу и толку от нее не будет.
И вот теперь можно собрать цепь: плюс от зарядки к лампочке, лампочку к медной пластине, минус от зарядки к подвесу. Напряжение на моей установке 0.7 Вольта, ток порядка 0.05 — 0.1 А. Это не опасно, хотя, не очень приятно, если забыть о технике безопасности и почувствовать на себе (да-да, каюсь, было)..
Теперь осталось налить электролит, и можно пробовать!
А теперь немного о лампочке. Автомобильный зарядник светит диодом и жужжит даже когда через его клеммы не идет ток — он делает это когда просто включен в розтку. А вот лампочка будет гореть только если в цепи есть ток и идет процесс гальванизации, так что очень удобно ходить мимо, просто поглядывая на лампочку. Если она погасла — ток пропал. Пока я писала эти строчки, я увидела как погас свет — опробовала новуб систему подвеса листиков, но крепление разъело электролитом и листик, оторвавшись, упал. Без лампы я бы так сразу об этом не узнала.
Почему неудобно использовать зарядку от телефона: во-первых непонятно где плюс и минус, а во вторых — она дает ток около 0.8А, то есть в 8 ра больше — нужно больше ламп, или какое-то другое сопротивление…
Но, это только начало! Дальше надо приготовить электролит, правильно нанести токопроводящий слой (ведь наш листик ток не проводит) потом проследить чтобы листик нормально гальванизировался.. И, если все хорошо, у вас получится вот такой замечетальный ажурный металлический листик!
Устройство для зарядки, да и почти все прочее есть почти в каждом доме, где есть автомобиль. Все «крокодилы» можно легко заменить скрутками, так что стоимость «стартового комплекта» минимальна. Если вас не увлечет это занятие, не придется жалеть о потраченных средствах. Удачи!
P.S.: Хоть это и не относится к этому разделу, упомяну — помните , что работать с электролитом нужно в перчатках! Что при меднении выделяется газообразный водород, который взрывоопасен в больших количествах. Конечно, для взрыва вам надо обмеднить, минимум, шкаф, но все же приоткройте форточку..
P.P.S.: я очень надеюсь, что объяснила понятно, если что — спрашивайте! Это мой первый МК, рука еще не набита..
- Особенности процесса
- Необходимое оборудование
- Что потребуется для приготовления электролита
- Как правильно подготовить изделие к процедуре
- Требования техники безопасности
- Никелирование
- Хромирование
- Меднение
- Золочение и серебрение
Гальваника – это и раздел прикладной науки «Электрохимия», в котором изучаются процессы, протекающие при осаждении катионов металла на катоде, помещенном в электролитический раствор, и технологический процесс. Гальваника в домашних условиях или выполняемая на производстве позволяет наносить на поверхность обрабатываемого изделия тонкий слой металла, который может выступать в роли защитного или декоративного покрытия.
Домашняя гальваническая установка
Методы реализации такого технологического процесса, отличающегося достаточно высокой сложностью, уже хорошо отработаны, поэтому сегодня его активно используют не только производственные предприятия, но и многие домашние мастера.
Особенности процесса
Покрытие, формируемое на обрабатываемой детали при помощи гальваники, может наноситься в технологических целях либо выполнять декоративные, защитные или сразу обе функции. В декоративных целях создают тонкий слой золота или серебра, а чтобы обеспечить надежную защиту поверхности обрабатываемой детали от коррозии, выполняют цинкование или гальваническое меднение.
Схема процесса электролиза
Сделать гальванику даже в домашних условиях несложно. Выполняют такую процедуру следующим образом.
- В диэлектрическую емкость с электролитом опускают два анода, подключаемые к плюсовому контакту источника электрического тока. Материалом изготовления таких анодов должен быть металл, слой из которого необходимо сформировать.
- Само обрабатываемое изделие, подключаемое к минусовому контакту источника электрического тока и, таким образом, выступающее в роли катода, помещается в электролите между анодами.
- Гальванизация, то есть процесс переноса молекул металла с электролита на изделие-катод, начинает происходить в тот момент, когда замыкается полученная электрическая сеть.
В результате на обрабатываемой поверхности формируется тонкий и однородный слой металла, который изначально содержался в химическом составе электролита.
Схема гальванической установки
Необходимое оборудование
Гальваника своими руками может быть качественно выполнена с использованием даже самого простейшего оборудования, которое есть в арсенале многих мастеров. В первую очередь следует подобрать источник постоянного тока, который обязательно должен быть оснащен регулятором выходного напряжения. Наличие такого регулятора необходимо для того, чтобы иметь возможность плавно и в широких пределах изменять мощность вашего самодельного устройства для гальваники.
В качестве источника питания в домашних условиях очень удобно использовать выпрямитель электрического тока, который можно собрать самостоятельно (или приобрести серийную модель). Многие умельцы, выполняющие нанесение гальванического покрытия в домашних условиях, в качестве источника тока применяют серийные сварочные аппараты.
Для домашней гальваники подойдет стабилизированный блок питания с регулируемым напряжением (1,5–12 В)
Гальваническая ванна своими руками также может быть изготовлена без особых проблем. В качестве такой ванны можно использовать любую емкость из стекла или пластика, при этом необходимо учитывать, что в такую емкость для гальваники должна помещаться как обрабатываемая деталь, так и требуемое количество электролита. Очень важно также, чтобы ванна была достаточно прочной и могла выдерживать высокую температуру, величина которой может доходить до 80°.
Аноды, используемые для осуществления гальваники в домашних условиях, выполняют сразу несколько важных функций:
- подводят в электролит электрический ток и обеспечивают равномерное распределение последнего по обрабатываемой поверхности;
- возмещают убыль наносимого на изделие металла, расходуемого из химического состава электролита;
- способствуют протеканию некоторых окислительных процессов.
Выбирая аноды для своего гальванического аппарата, следует соблюдать одно важное правило: их площадь должна быть больше, чем площадь обрабатываемой поверхности.
Гальваника дома не может быть осуществлена без использования нагревательного прибора, при помощи которого электролит доводится до требуемой рабочей температуры. Очень удобно, когда интенсивность нагрева, обеспечиваемого таким устройством, может регулироваться. Если ориентироваться на опыт домашних умельцев, которые уже имеют опыт нанесения гальванических покрытий в домашних условиях, можно порекомендовать использовать в качестве нагревательного прибора небольшую электроплитку или обычный утюг с регулировкой степени нагрева подошвы.
Что потребуется для приготовления электролита
Чтобы безопасно хранить в домашних условиях химические реактивы, из которых будет готовиться электролит для гальваники, а также сам готовый раствор, вам потребуется стеклянная посуда с притертыми крышками. Количество химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор, необходимо отмерять с точностью до одного грамма. Для решения такой задачи в домашних условиях подойдут даже недорогие электронные весы, которые можно приобрести в любом хозяйственном магазине.
Готовый электролит можно слить и в пластиковую бутылку, но для кислотных составов нужно использовать стеклянную посуду
Если вы решили заняться нанесением гальванических покрытий на различные изделия в домашних условиях, то наверняка столкнетесь с проблемой приобретения химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор. Дело в том, что организации, производящие и реализующие такие химические вещества, могут продавать их только тем, кто имеет соответствующие разрешительные документы. Приобрести такие химические реактивы частному лицу или даже организации, не обладающим такими документами, проблематично.
Для нанесения декоративных металлизированных покрытий можно приобрести специальные комплекты, состоящие из всех необходимых компонентов
Как правильно подготовить изделие к процедуре
После того как вы изготовили свой гальванический аппарат, нашли все необходимое оснащение и химические составляющие, можно приступать к такому важному процессу, как подготовка изделия, которое будет подвергаться гальванике. Важность такого процесса очень сложно переоценить, так как именно от качества его выполнения во многом зависит то, какими характеристиками будет обладать готовое покрытие.
В большинстве случаев подготовка изделия к гальванике не ограничивается только очисткой его поверхности от загрязнений и ее обезжириванием. Выполняются также пескоструйная обработка и последующая шлифовка с использованием наждачной бумаги и специальных паст.
Гальваническое покрытие выделяет все недостатки поверхности, поэтому обрабатываемая деталь должна быть идеально подготовлена, то есть устранены все сколы, царапины и раковины
Для того чтобы обезжирить обрабатываемую поверхность перед гальваникой, можно использовать органические растворители в чистом виде или приготовить для этих целей специальный раствор. В частности, для эффективного обезжиривания стали или чугуна в домашних условиях готовят растворы, в состав которых входят едкий натр, жидкое стекло, карбонат натрия и фосфат натрия. Обезжиривание изделий из таких металлов выполняют в нагретом до 90° растворе. Цветные металлы можно эффективно обезжирить растворами, содержащими в своем составе хозяйственное мыло и фосфорнокислый натрий.
Составы щелочных обезжиривающих растворов
Чтобы получить качественное гальваническое покрытие как в домашних, так и в производственных условиях, с обрабатываемой поверхности необходимо также удалить окисную пленку, для чего используют специальные декапирующие растворы с серной или хлороводородной кислотой.
Требования техники безопасности
Любая гальваническая операция (цинкование, хромирование, никелирование, меднение и др.) является опасным технологическим процессом, поэтому при ее выполнении в домашних условиях необходимо строго следовать требованиям техники безопасности. Опасной гальванику делают как токсичные химические вещества, так и высокая температура нагрева электролита, а также риски, связанные с любыми электрохимическими процессами.
Для проведения гальваники в домашних условиях лучше отвести нежилое помещение, в качестве которого может выступать гараж или мастерская. В нем обязательно должна быть организована качественная вентиляция. Все электрическое оборудование, которое вы будете использовать для того, чтобы сделать гальванику, необходимо заземлить.
Резиновые перчатки, очки и респиратор – минимум необходимых защитных средств
Личная безопасность – самое важное правило, которого следует строго придерживаться при осуществлении гальваники в домашних условиях. К мерам, которые способны обеспечить такую безопасность, следует отнести:
- использование респиратора для защиты дыхательных путей;
- защита рук при помощи мягких и прочных резиновых перчаток;
- использование при работе клеенчатого фартука и обуви, способной защитить от ожогов кожу ног;
- защита органов зрения при помощи специальных очков.
Кроме того, во время процедуры гальваники не следует ничего есть и пить, чтобы случайно не наглотаться и вредных испарений.
Чтобы быть готовым к любым неожиданностям, которые могут возникнуть в процессе выполнения такой операции, лучше предварительно почитать специальную литературу или даже посмотреть обучающее видео на данную тему.
Никелирование
Покрытие металла слоем никеля в домашних условиях могут выполнять в качестве финишной обработки или перед хромированием. Такой процесс получил название «гальваностегия», так как наносимый на поверхность изделия слой никеля повышает ее устойчивость к негативным факторам внешней среды. Кроме высоких защитных свойств, никелевый слой отличается и декоративной привлекательностью.
Температура электролита при выполнении никелирования не превышает 25°, а плотность тока находится в пределах 1,2 А/дм2. Электролит, кислотность которого должна находиться в пределах 4–5 pH, представляет собой водный раствор, в состав которого входят такие химические элементы, как сульфат никеля, магний, натрий, пищевая соль, борная кислота.
После завершения процесса гальваники изделие извлекают из электролитического раствора, промывают в воде, тщательно просушивают и полируют.
Хромирование
Гальваническое хромирование в домашних условиях или на производственном предприятии позволяет придать поверхностному слою обрабатываемого изделия более высокую твердость, устойчивость к коррозии, а также декоративность. Поскольку хромовое покрытие отличается достаточно высокой пористостью, его выполняют после гальванического нанесения меди на обрабатываемую деталь (либо никелирования). Для выполнения такой технологической операции используют аноды, которые изготовлены из сплава свинца, олова и сурьмы.
Установка гальванического хромирования
На конечный результат хромирования, выполнить которое в домашних условиях достаточно сложно, так как для этого необходимо использовать токи высокой плотности – до 100 А/дм2, оказывают влияние различные факторы. К наиболее значимым из них следует отнести:
- температуру используемого электролита – от данного параметра зависит оттенок формируемого покрытия, которое может быть матовым (температура ниже 35°), блестящим (35–55°) и молочным (выше 55°);
- химический состав электролита, оказывающий влияние на защитные свойства формируемого покрытия, а также на его цвет, который может быть темно-голубым, синим, агатовым.
Заключительным этапом хромирования после извлечения детали из электролитического раствора является промывка обработанной поверхности водой, последующая нейтрализация в растворе пищевой соды, еще одна промывка, просушка и полировка с использованием специальных паст.
Меднение
Меднение с использованием гальваники в домашних условиях необходимо для того, чтобы создать на поверхности обрабатываемого изделия токопроводящий слой, отличающийся небольшим значением электрического сопротивления, а также для того чтобы защитить деталь от негативного воздействия внешней среды.
Наносить слой меди на стальные и чугунные изделия, предварительно не покрыв их слоем никеля, смертельно опасно, так как для этого необходимо использовать цианистый электролит.
После предварительного никелирования металл покрывают слоем меди с использованием раствора сернокислой меди, концентрированной серной кислоты и воды комнатной температуры.
Золочение и серебрение
Покрытие металла слоем серебра или золота – это не только гальванопластический метод обработки, при котором с поверхности обрабатываемого изделия получают точную копию, но и технология, позволяющая создать на детали защитный и токопроводящий слой. Чтобы нанести на деталь из черного металла серебро, ее необходимо предварительно покрыть никелем.
Электролит для выполнения серебрения включает в свой состав железноцианистый калий, карбонат натрия и дистиллированную воду. Рабочая температура такого раствора не должна превышать 20°. В качестве анодов при выполнении серебрения методом гальваники используются пластины из графита.
Для серебрения детали опускаются в электролит, содержащий соль металла, например, нитрат серебра
Возможна также гальванопластика дома, в процессе выполнения которой поверхность изделия формируется при помощи слоя золота. Кроме того, при помощи такой технологии может быть выполнено и простое золочение детали. При этом для гальваники применяется водный раствор золота с синеродистым калием. Работать с таким электролитическим раствором можно только в помещениях с хорошей вентиляционной системой.
Многие домашние мастера задаются вопросом о том, как сделать процесс золочения более безопасным для человеческого здоровья. Для решения этой задачи ядовитую кислоту можно заменить на железистосинеродистый калий, который также называют кровавой солью. Перед выполнением золочения в домашних условиях изделие тщательно очищают и покрывают медью, если оно изготовлено из стали, свинца, олова или цинка. Для улучшения адгезии слоя золота с обрабатываемой поверхностью изделие перед обработкой окунают в раствор азотнокислой ртути.
При выполнении золочения в электролит вместе с анодами помещают листик золота. После окончания гальваники изделие просушивают в опилках, а затем полируют.
Гальваника – это и раздел прикладной науки «Электрохимия», в котором изучаются процессы, протекающие при осаждении катионов металла на катоде, помещенном в электролитический раствор, и технологический процесс. Гальваника в домашних условиях или выполняемая на производстве позволяет наносить на поверхность обрабатываемого изделия тонкий слой металла, который может выступать в роли защитного или декоративного покрытия.
Домашняя гальваническая установка
Методы реализации такого технологического процесса, отличающегося достаточно высокой сложностью, уже хорошо отработаны, поэтому сегодня его активно используют не только производственные предприятия, но и многие домашние мастера.
Особенности процесса
Покрытие, формируемое на обрабатываемой детали при помощи гальваники, может наноситься в технологических целях либо выполнять декоративные, защитные или сразу обе функции. В декоративных целях создают тонкий слой золота или серебра, а чтобы обеспечить надежную защиту поверхности обрабатываемой детали от коррозии, выполняют цинкование или гальваническое меднение.
Схема процесса электролиза
Сделать гальванику даже в домашних условиях несложно. Выполняют такую процедуру следующим образом.
- В диэлектрическую емкость с электролитом опускают два анода, подключаемые к плюсовому контакту источника электрического тока. Материалом изготовления таких анодов должен быть металл, слой из которого необходимо сформировать.
- Само обрабатываемое изделие, подключаемое к минусовому контакту источника электрического тока и, таким образом, выступающее в роли катода, помещается в электролите между анодами.
- Гальванизация, то есть процесс переноса молекул металла с электролита на изделие-катод, начинает происходить в тот момент, когда замыкается полученная электрическая сеть.
В результате на обрабатываемой поверхности формируется тонкий и однородный слой металла, который изначально содержался в химическом составе электролита.
Схема гальванической установки
Необходимое оборудование
Гальваника своими руками может быть качественно выполнена с использованием даже самого простейшего оборудования, которое есть в арсенале многих мастеров. В первую очередь следует подобрать источник постоянного тока, который обязательно должен быть оснащен регулятором выходного напряжения. Наличие такого регулятора необходимо для того, чтобы иметь возможность плавно и в широких пределах изменять мощность вашего самодельного устройства для гальваники.
В качестве источника питания в домашних условиях очень удобно использовать выпрямитель электрического тока, который можно собрать самостоятельно (или приобрести серийную модель). Многие умельцы, выполняющие нанесение гальванического покрытия в домашних условиях, в качестве источника тока применяют серийные сварочные аппараты.
Для домашней гальваники подойдет стабилизированный блок питания с регулируемым напряжением (1,5–12 В)
Гальваническая ванна своими руками также может быть изготовлена без особых проблем. В качестве такой ванны можно использовать любую емкость из стекла или пластика, при этом необходимо учитывать, что в такую емкость для гальваники должна помещаться как обрабатываемая деталь, так и требуемое количество электролита. Очень важно также, чтобы ванна была достаточно прочной и могла выдерживать высокую температуру, величина которой может доходить до 80°.
Аноды, используемые для осуществления гальваники в домашних условиях, выполняют сразу несколько важных функций:
- подводят в электролит электрический ток и обеспечивают равномерное распределение последнего по обрабатываемой поверхности;
- возмещают убыль наносимого на изделие металла, расходуемого из химического состава электролита;
- способствуют протеканию некоторых окислительных процессов.
Выбирая аноды для своего гальванического аппарата, следует соблюдать одно важное правило: их площадь должна быть больше, чем площадь обрабатываемой поверхности.
Гальваника дома не может быть осуществлена без использования нагревательного прибора, при помощи которого электролит доводится до требуемой рабочей температуры. Очень удобно, когда интенсивность нагрева, обеспечиваемого таким устройством, может регулироваться. Если ориентироваться на опыт домашних умельцев, которые уже имеют опыт нанесения гальванических покрытий в домашних условиях, можно порекомендовать использовать в качестве нагревательного прибора небольшую электроплитку или обычный утюг с регулировкой степени нагрева подошвы.
Что потребуется для приготовления электролита
Чтобы безопасно хранить в домашних условиях химические реактивы, из которых будет готовиться электролит для гальваники, а также сам готовый раствор, вам потребуется стеклянная посуда с притертыми крышками. Количество химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор, необходимо отмерять с точностью до одного грамма. Для решения такой задачи в домашних условиях подойдут даже недорогие электронные весы, которые можно приобрести в любом хозяйственном магазине.
Готовый электролит можно слить и в пластиковую бутылку, но для кислотных составов нужно использовать стеклянную посуду
Если вы решили заняться нанесением гальванических покрытий на различные изделия в домашних условиях, то наверняка столкнетесь с проблемой приобретения химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор. Дело в том, что организации, производящие и реализующие такие химические вещества, могут продавать их только тем, кто имеет соответствующие разрешительные документы. Приобрести такие химические реактивы частному лицу или даже организации, не обладающим такими документами, проблематично.
Для нанесения декоративных металлизированных покрытий можно приобрести специальные комплекты, состоящие из всех необходимых компонентов
Как правильно подготовить изделие к процедуре
После того как вы изготовили свой гальванический аппарат, нашли все необходимое оснащение и химические составляющие, можно приступать к такому важному процессу, как подготовка изделия, которое будет подвергаться гальванике. Важность такого процесса очень сложно переоценить, так как именно от качества его выполнения во многом зависит то, какими характеристиками будет обладать готовое покрытие.
В большинстве случаев подготовка изделия к гальванике не ограничивается только очисткой его поверхности от загрязнений и ее обезжириванием. Выполняются также пескоструйная обработка и последующая шлифовка с использованием наждачной бумаги и специальных паст.
Гальваническое покрытие выделяет все недостатки поверхности, поэтому обрабатываемая деталь должна быть идеально подготовлена, то есть устранены все сколы, царапины и раковины
Для того чтобы обезжирить обрабатываемую поверхность перед гальваникой, можно использовать органические растворители в чистом виде или приготовить для этих целей специальный раствор. В частности, для эффективного обезжиривания стали или чугуна в домашних условиях готовят растворы, в состав которых входят едкий натр, жидкое стекло, карбонат натрия и фосфат натрия. Обезжиривание изделий из таких металлов выполняют в нагретом до 90° растворе. Цветные металлы можно эффективно обезжирить растворами, содержащими в своем составе хозяйственное мыло и фосфорнокислый натрий.
Составы щелочных обезжиривающих растворов
Чтобы получить качественное гальваническое покрытие как в домашних, так и в производственных условиях, с обрабатываемой поверхности необходимо также удалить окисную пленку, для чего используют специальные декапирующие растворы с серной или хлороводородной кислотой.
Требования техники безопасности
Любая гальваническая операция (цинкование, хромирование, никелирование, меднение и др.) является опасным технологическим процессом, поэтому при ее выполнении в домашних условиях необходимо строго следовать требованиям техники безопасности. Опасной гальванику делают как токсичные химические вещества, так и высокая температура нагрева электролита, а также риски, связанные с любыми электрохимическими процессами.
Для проведения гальваники в домашних условиях лучше отвести нежилое помещение, в качестве которого может выступать гараж или мастерская. В нем обязательно должна быть организована качественная вентиляция. Все электрическое оборудование, которое вы будете использовать для того, чтобы сделать гальванику, необходимо заземлить.
Резиновые перчатки, очки и респиратор – минимум необходимых защитных средств
Личная безопасность – самое важное правило, которого следует строго придерживаться при осуществлении гальваники в домашних условиях. К мерам, которые способны обеспечить такую безопасность, следует отнести:
- использование респиратора для защиты дыхательных путей;
- защита рук при помощи мягких и прочных резиновых перчаток;
- использование при работе клеенчатого фартука и обуви, способной защитить от ожогов кожу ног;
- защита органов зрения при помощи специальных очков.
Кроме того, во время процедуры гальваники не следует ничего есть и пить, чтобы случайно не наглотаться и вредных испарений.
Чтобы быть готовым к любым неожиданностям, которые могут возникнуть в процессе выполнения такой операции, лучше предварительно почитать специальную литературу или даже посмотреть обучающее видео на данную тему.
Никелирование
Покрытие металла слоем никеля в домашних условиях могут выполнять в качестве финишной обработки или перед хромированием. Такой процесс получил название «гальваностегия», так как наносимый на поверхность изделия слой никеля повышает ее устойчивость к негативным факторам внешней среды. Кроме высоких защитных свойств, никелевый слой отличается и декоративной привлекательностью.
Температура электролита при выполнении никелирования не превышает 25°, а плотность тока находится в пределах 1,2 А/дм2. Электролит, кислотность которого должна находиться в пределах 4–5 pH, представляет собой водный раствор, в состав которого входят такие химические элементы, как сульфат никеля, магний, натрий, пищевая соль, борная кислота.
После завершения процесса гальваники изделие извлекают из электролитического раствора, промывают в воде, тщательно просушивают и полируют.
Хромирование
Гальваническое хромирование в домашних условиях или на производственном предприятии позволяет придать поверхностному слою обрабатываемого изделия более высокую твердость, устойчивость к коррозии, а также декоративность. Поскольку хромовое покрытие отличается достаточно высокой пористостью, его выполняют после гальванического нанесения меди на обрабатываемую деталь (либо никелирования). Для выполнения такой технологической операции используют аноды, которые изготовлены из сплава свинца, олова и сурьмы.
Установка гальванического хромирования
На конечный результат хромирования, выполнить которое в домашних условиях достаточно сложно, так как для этого необходимо использовать токи высокой плотности – до 100 А/дм2, оказывают влияние различные факторы. К наиболее значимым из них следует отнести:
- температуру используемого электролита – от данного параметра зависит оттенок формируемого покрытия, которое может быть матовым (температура ниже 35°), блестящим (35–55°) и молочным (выше 55°);
- химический состав электролита, оказывающий влияние на защитные свойства формируемого покрытия, а также на его цвет, который может быть темно-голубым, синим, агатовым.
Заключительным этапом хромирования после извлечения детали из электролитического раствора является промывка обработанной поверхности водой, последующая нейтрализация в растворе пищевой соды, еще одна промывка, просушка и полировка с использованием специальных паст.
Меднение
Меднение с использованием гальваники в домашних условиях необходимо для того, чтобы создать на поверхности обрабатываемого изделия токопроводящий слой, отличающийся небольшим значением электрического сопротивления, а также для того чтобы защитить деталь от негативного воздействия внешней среды.
Наносить слой меди на стальные и чугунные изделия, предварительно не покрыв их слоем никеля, смертельно опасно, так как для этого необходимо использовать цианистый электролит.
После предварительного никелирования металл покрывают слоем меди с использованием раствора сернокислой меди, концентрированной серной кислоты и воды комнатной температуры.
Золочение и серебрение
Покрытие металла слоем серебра или золота – это не только гальванопластический метод обработки, при котором с поверхности обрабатываемого изделия получают точную копию, но и технология, позволяющая создать на детали защитный и токопроводящий слой. Чтобы нанести на деталь из черного металла серебро, ее необходимо предварительно покрыть никелем.
Электролит для выполнения серебрения включает в свой состав железноцианистый калий, карбонат натрия и дистиллированную воду. Рабочая температура такого раствора не должна превышать 20°. В качестве анодов при выполнении серебрения методом гальваники используются пластины из графита.
Для серебрения детали опускаются в электролит, содержащий соль металла, например, нитрат серебра
Возможна также гальванопластика дома, в процессе выполнения которой поверхность изделия формируется при помощи слоя золота. Кроме того, при помощи такой технологии может быть выполнено и простое золочение детали. При этом для гальваники применяется водный раствор золота с синеродистым калием. Работать с таким электролитическим раствором можно только в помещениях с хорошей вентиляционной системой.
Многие домашние мастера задаются вопросом о том, как сделать процесс золочения более безопасным для человеческого здоровья. Для решения этой задачи ядовитую кислоту можно заменить на железистосинеродистый калий, который также называют кровавой солью. Перед выполнением золочения в домашних условиях изделие тщательно очищают и покрывают медью, если оно изготовлено из стали, свинца, олова или цинка. Для улучшения адгезии слоя золота с обрабатываемой поверхностью изделие перед обработкой окунают в раствор азотнокислой ртути.
При выполнении золочения в электролит вместе с анодами помещают листик золота. После окончания гальваники изделие просушивают в опилках, а затем полируют.
Гальваника представляет собой раздел электрохимической науки, которая изучает осаждение некоторых элементов на любую поверхность. С помощью гальваники в домашних условиях или в промышленности можно нанести на изделие тонкий слой металла, который будет выступать в роли защитного слоя или выполнять декоративные функции. В последнее время декоративное покрытие набирает популярность у тех, кто хочет сделать оригинальный подарок своим друзьям и родным.
Общие сведения
Покрытие гальваникой бывает технологическим или декоративно-защитным. Это тонкий металлический тонкий слой, который в зависимости от гальванических элементов может выполнять эстетические функции. Гальванопластика не увеличивает прочность изделия, поскольку в этом случае требуются большие производственные мощности, но для красоты и придания «свежести» вполне подойдет.
Гальванические реакции происходят с помощью постоянного электрического тока. В специальную емкость-диэлектрик наливают раствор — электролит, в который погружают два анода. Аноды должны быть изготовлены из металла, который будет осаждаться на покрываемом изделии.
Обрабатываемая деталь присоединяется к минусовому выводу и помещается между анодами. Она выполняет роль катода. Аноды, в свою очередь, присоединяются к плюсовому контакту источника питания. Они становятся частью цепи, проводя ток в электролит и отдавая ему свои металлические элементы. Электролит передает необходимые частицы обрабатываемой детали, они постепенно обволакивают её тонким слоем. Аноды по площади должны превышать в несколько раз размер заготовки.
Другими словами, гальванизация представляет собой перенос молекул металла раствора на изделие в момент протекания через них электротока.
Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:
- Сборка гальванической установки.
- Подготовка электролитного раствора.
- Обработка и подготовка образца.
- Запуск гальванического процесса.
Оборудование можно подготовить самостоятельно. Сначала подбирается подходящий источник питания. Это может быть батарейка (для обработки изделий небольшого размера) или аккумулятор. Подойдет понижающий блок питания, который выдает на выходе постоянный ток до 12 вольт. Иногда используют инвертор от сварочного аппарата. Подбирается реостат для регулирования силы тока.
Из нейтрального, устойчивого к химически агрессивным веществам материала подбирается широкая и глубокая ванночка. Надо учитывать, что электролитический раствор при гальваническом процессе может нагреваться до девяноста градусов по Цельсию.
Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.
Для нагрева ёмкости с электролитом нужен электрический прибор с возможностью плавной регулировки температурного режима. Чаще всего используют подошву утюга или небольшую электроплитку. С их помощью происходит нагрев раствора до необходимой температуры и ускорение реакции.
Химические реактивы необходимо хранить в плотно закупоренной стеклянной посуде. Желательно каждый предмет подписывать.
Потребуются весы для точного измерения массы веществ, поскольку необходимая точность веса компонентов составляет один грамм. Такие весы можно приобрести, а можно сделать самостоятельно, используя вместо гирек старые советские монеты. Вес «желтых» монет точно соответствует их номиналу.
После того как собраны необходимые вещества, найдены ёмкости, собрана электрическая схема с питанием и подготовлена система подогрева, можно заняться чисткой заготовки.
Если недостаточно хорошо почистить деталь, гальваническое покрытие непрочно осядет или будет неравномерным. Иногда хватает простого обезжиривания предмета. Раствор ацетона или спирта может хорошо обезжирить поверхность, можно использовать бензин.
Некоторые мастера держат изделия из стали в разогретом до 90 градусов по Цельсию растворе фосфорнокислого натрия. Цветные металлы можно очищать в том же растворе, не нагревая его.
Если на изделии есть коррозия или другие изъяны, то поверхность заготовки шлифуется наждачной бумагой.
Иногда про технику безопасности при различных работах в домашних условиях рассказывают вскользь. Но при выполнении любых гальванических работ нужно строго соблюдать безопасность.
Опасность заключается в использовании токсичных химических веществ, высокой температуре нагрева раствора и повышенными рисками, которые сопровождают электрохимические реакции.
Лучше всего гальванические работы проводить в гараже или мастерской при обязательном проветривании или вентилировании помещения. Особое внимание следует уделить заземлению оборудования. Нужно соблюдать меры личной безопасности, а именно:
- Дыхательные пути следует защитить респиратором.
- Руки и запястья должны быть спрятаны в высокие и прочные резиновые перчатки.
- Обувь должна защищать от ожогов, а одежда прикрыта клеенчатым фартуком.
- Обязательно ношение специальных защитных очков.
Перед началом работ по меднению в домашних условиях нужно подготовить необходимые материалы и оборудование. Надо позаботится об источнике напряжения и постоянного тока. Существует много рекомендаций касательно силы тока, разброс которого может быть большим. Поэтому желательно иметь реостат с возможностью плавной регулировки напряжения и для постепенного завершения процесса. Источником может служить автомобильный аккумулятор или выпрямитель с напряжением на выходе не больше 12 вольт. Для первых опытов будет достаточно обычной батарейки от 4.5 до 9 вольт.
Затем выбирается ёмкость для электролитического раствора, лучше всего из жаропрочного стекла. В любом случае все ёмкости для электролиза должны быть диэлектриками и выдерживать температуру не менее, чем 80 градусов по Цельсию.
В качестве анодов подойдут два больших медных листа. Они должны перекрывать по размеру заготовку. Из химических реактивов потребуются:
- Купорос медный.
- Кислота соляная либо серная.
- Вода дистиллированная.
Меднение в домашних условиях пользуется заслуженной популярностью, поскольку очень хорошо и надежно держится на стальных изделиях. Главное условие — правильно соблюдать технологию процесса.
Имеется два способа нанесения меди на поверхность:
- Помещение заготовки в раствор электролита.
- Неконтактный способ. В этом случае изделие не погружается в раствор.
Подготавливается и обрабатывается поверхность изделия при помощи тонкого наждака и щеточки. После этого деталь моется в проточной воде, обезжиривается и еще раз промывается.
Этапы процесса омеднения следующие:
- Два медных анода подключают в сеть к положительным контактам и размещают их в стеклянную банку.
- К обработанному изделию подводят контакт с отрицательным значением напряжения и свободно подвешивают между анодами.
- Подключают реостат согласно электрической схеме для возможности регулирования силы тока.
- Подготавливается раствор в правильных пропорциях. На 100 г дистиллированной воды надо 20 г медного купороса и 2−3 г соляной кислоты. Вместо соляной кислоты можно использовать другую.
- Раствор выливается в посуду с медными пластинами и деталью таким образом, чтобы они полностью скрылись под поверхностью раствора.
- Подключается источник напряжения. Реостатом добиваются необходимой силы тока из примерного расчета 10−15 миллиампер на каждый квадратный сантиметр площади детали.
Весь процесс занимает примерно 15−20 минут. После обязательного выключения источника питания и остывания раствора готовое изделие с медным слоем на поверхности вынимается из банки.
Этот метод интересен тем, что его можно использовать для обработки не только стальных предметов, но и сделанных из других материалов. Например, алюминия и цинка. Порядок процесса следующий:
- Из многожильного медного провода изготавливается «кисточка». Конец провода оголяется. Из медных проводков создается подобие кисточки, чтобы затем прикрепить ее к деревянной ручке-держателю.
- Второй конец провода подключается к плюсовому контакту электрической цепи.
- В широкую ёмкость заливается стандартный электролитный раствор из медного купороса и соляной кислоты.
- Предварительно очищенная и промытая металлическая заготовка присоединяется к отрицательному контакту и размещается в пустой ёмкости.
- Импровизированная кисточка окунается в раствор электролита и проводится по поверхности заготовки без контакта. Это действие повторяется до получения результата.
Когда деталь полностью покроется слоем меди, выключается блок питания и процесс завершается. Деталь ополаскивается в воде и просушивается.
Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:
Гальванопластика — это электрохимический способ придания предмету определенной формы с помощью осаждения на него металла. Чаще всего этот метод используют при обработке металлом неметаллических предметов или при изготовлении копий ювелирных изделий.
Если при гальванопластике изделие не обладает электропроводящими свойствами, то его предварительно покрывают графитом, иногда бронзой. Затем мастер делает с копии слепок и начинает гальванический процесс. В качестве материала слепка используют гипс, графит или легко плавящийся металл.
Гальваника — это очень интересный и познавательный процесс, но он связан с активными веществами, которые могут навредить здоровью и нанести вред имуществу или окружающей среде. Поэтому перед тем как начинать гальванику своими руками, нужно принять все меры безопасности, изучить немного теории процесса и особенности поведения химических реактивов.
Задача номер раз — из чего изготовить аноды?
На форумах народ делится своим опытом. Делают из всего (гвоздь, ложка, сердцевина батарейки и т. п. кто во что горазд). Кто — то хвалит медные пластины, кто — то нержавейку, а кто — то и просто фольгой от пивной банки довольствуется. Лично я буду делать аноды из графита.
Предвижу вопрос «где мы его будем брать? Мол не на графитовой фабрике работаем…».
Некоторые люди предлагают раскурочить батарейку и выдернуть стержни из неё. Во- первых, не во всех батарейках сейчас есть графитовые стержни, во- вторых, если есть, то они маленькие, в-третьих, батарейки денег стоят. Кто — то предлагал использовать графитовые щётки от электродвигателей. Опять же, не есть выход, ибо денег они стоят, да и поискать их придётся. Я нашёл следующее решение — графитовые вставки «из под рогов» троллейбуса.
Выглядят они вот так вот:
С одной стороны — плоские, с другой имеется выемка под кабель. Лично мне на эту выемку плевать, если вас она раздражает, то можете сточить. Взял я 4 вставки как вы видите. Отделался словом «спасибо». Думаю, любой водитель троллейбуса даст их вам за шоколадку. В крайнем случае, они периодически валяются на конечных остановках троллейбусов. Попутно мне поведали историю о том, что вставки эти бывают старого и нового типа. Почему то «троллейбусники» любят старые. Не знаю… может они «графитистее»… для меня это осталось загадкой. Да и не суть важно это.
Далее, у друга в гараже нашёл 2 электрода (для сварочных работ применяются).
Выглядят так:
По большому счёту, можно использовать что угодно. Мне вот они под руку подвернулись.
Их я оббил и зачистил наждаком. Далее ножовкой по металлу отрезал 3 одинаковых куска.
Под ёмкость для электролита использовал 5 литровую баклажку от автомобильного масла. Срезал верх и на краях ножницами сделал насечки, чтобы штыри не катались.
Получилось вот так вот:
Одну прорезь делал посередине, остальные равноудалённые в каждую сторону.
Выглядит может и не очень эстетично, зато практично и совсем бесплатно.
Так как колодки всё же достаточно узкие (около 2.5 — 3 сантиметра… мерять точно лениво), принимаю решение склеить их. Задача собственно простая. Только помнить нужно о том, чтобы ток проходил через место нашего склеивания. Берём и ножом точим край колодки в пыль.
Получаем вот что:
После берём 2 составной эпоксидный клей. Бывает пятиминутка. У меня не оказалось под рукой, посему пришлось растянуть удовольствие по склеиванию:(Наливаем в пробочку смолу, в неё добавляем графитовую пыль, всё размешиваем. Потом льём туда отвердитель (в комплекте с клеем идёт) и ещё раз всё промешиваем.
Вот такая вот картина выходит:
Получается 2 анода:
По краям большие, один красный, другой чёрный. Это не потому, что я по одному буду пускать плюс, а по второму минус, а потому, что у меня были под рукой только 2 этих (по обоим пойдёт плюс). В центре маленький крокодильчик, на него и буду цеплять монету. Делать эти крокодильчики или нет, решать вам. Кто — то использовал женские заколки для волос и цеплял монету за гурт. Я прикрутил то, что было под рукой. Далее всё на ваше усмотрение. Как хотите так и делайте, лишь бы ток проходил.
В склеяных плашках делаю продольное углубление сверху и таким же способом (эпоксидка плюс графитовая пыль вклеиваю штыри из электродов).
Ждём высыхания (благо работа не пыльная).
После того, как всё подсохло предлагаю проверить, как всё же ходит ток через нашу конструкцию. Для этого беру мультиметр, ставлю на омы и прикладываю щупы с разной стороны от склейки. Вижу что ток проходит.
Собственно всё готово.
Осталось присоединить нашу конструкцию к источнику постоянного тока.
Провода с большими крокодилами прикручиваю к плюсу, а с маленьким к минусу.
Где брать источник тока? Я использовал блок от игрушечной железной дороги. Можно найти блоки питания от другой техники. Внимание стоит уделять амперажу. Блоки в половину ампера конечно будут работать, но вот как? Лучше всё же поискать что то на 1.5-2 ампера.
Собираем наше изделие. В ванну наливаю воду и добавляю соду купленную в первом попавшемся продуктовом магазине.
Где то пишут что использовать нужно 5 процентный раствор едкого натра (каустическая сода). Ну нету у меня дома едкого натра, посему используем то, что есть. На литр воды пару ложек обычной соды и дело в шляпе;) Всё размешиваем. Пристёгиваем большие крокодилы к стержням на графитовых анодах, а на маленький крокодильчик вешаем предмет.
Вот к стати и предмет:
Отличный подопытный. Монета напрочь убита. Была выкопана на пляже. Изображение не просматривается вообще. Видны очаги глубокой коррозии, плюс сверху имеем пристывший песок и прочие твёрдые загрязнения. Кашмар, а не монета;)
Включаем нашу установку в розетку и даём примерно 5 вольт напряжения.
Картинка — залюбуешься, всё булькает, всё работает… одним словом красота.
Ну, а теперь о результате. Само собою, прежде чем чистить элетролизом, монету нужно было помыть, попытаться удалить пристывшие твёрдые частицы и т. п. Не погружать монету на долгое время в ванну. Периодически вынимать и чистить. Комбинировать механические, химические и электрохимические способы чистки. Я этого не делал намеренно. Задача была показать что сделает с монетой электролиз.
Собственно вот что вышло:
Сильно вычищать не стал. Смысла нет. Как вы видите, открылись рытвины и прочие недостатки, но монетка собственно почистилась. Если не злоупотреблять методом, не спешить и, если сам объект чистки достаточно хорошо сохранился, то электролиз вам поможет.
Надеюсь, моя статья будет вам полезна.
Обсудить её и задать вопросы по чистке этим способом, внести рационализацию и т. п. можно на форуме в теме «Гальваническая ванна своими руками».
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:)
Основной задачей гальванического покрытия медью в домашних условиях или по-другому меднения является подготовка поверхности металла к его дальнейшей обработке. Такой операции могут подвергаться различные металлы, и не металлы, среди которых следует выделить:
- сталь,
- латунь,
- никель и другие.
Использование меди
Благодаря своим многочисленным преимуществам данный металл получил широкое распространение. На сегодняшний день медь и ее многочисленные сплавы широко используются в промышленности. Металл актуальный для авиастроения, автомобилестроения, приборостроения и других отраслей. Не меньшей популярностью металл и изделия из него пользуются и в бытовой сфере. Меднение само по себе является одним из лучших способов покрытия тонким слоем металлической поверхности. В домашних условиях меднение можно выполнить нескольким способами.
Гальваническое меднение в домашних условиях
Для этого понадобится:
- Вода;
- Соляная кислота в чистом виде.
Гальваническое меднение в домашних условиях
Приготовления раствора
Делаем насыщенный раствор медного купороса, после чего нужно будет добавить 1/3 этого раствора в соляную кислоту. После приготовления раствора медного купороса его следует тщательно размешать, чтобы не было частиц. Далее нужно соляную кислоту тонкой струйкой добавить в этот раствор. Не следует забывать про технику безопасности и использовать перчатки и защитные очки.
После того, как вы добавили в раствор соляную кислоту, его следует тщательно перемешать.
Итак, раствор готов и можно приступать к меднению в домашних условиях. Для этого нужно взять металлическую деталь, на которую вы собрались наносить слой меди и подготовить ее к работе. Подготовка включает в себя ее обработку наждачной бумагой. Данная процедура позволяет не только зачистить металлическую поверхность, но и обезжирить ее. Такая же процедура будет актуальна и для детали из латуни или свинца. После этого, покрытие нужно тщательно промыть в растворе кальцинированной соды. Это позволит более тщательно обезжирить материал.
Кальцинированная соды для обезжиривания материала
Далее поверхность нужно погрузить в раствор медного купороса и соляной кислоты. Следует обратить внимание на то, что первый слой меди является очень тонким и слабым, поэтому его желательно снять при помощи металлической щетки. После того, как вы это сделали, поверхность стали или свинца следует повторно промыть в растворе кальцинированной соды и опять погрузить в раствор для меднения. Данные манипуляции приведут к тому, что слой меди в домашних условиях на поверхности будет гораздо толще и гораздо крепче, поскольку его убрать можно будет с предмета, только используя наждачную бумагу, а не металлическую щетку как прошлый раз.
Этот способ позволяет сделать очень качественное медное покрытие, которое можно снять только наждачкой. Для улучшения медного покрытия в домашних условиях следует деталь еще раз погрузить в раствор. Указанный способ отличается своей простотой и высокой эффективностью в том числе и для изделий из свинца.
Процедура меднения
Меднением принято называть процедуру гальванического нанесения меди, толщина слоя меди в таких случаях может составлять-от 300 мкм и больше. Меднение стали это один из наиболее важных процессов в гальванике, поскольку используется, как дополнительный процесс перед нанесением других металлов для хромирования, никелирования, покрытие серебром.
Слой меди прекрасно держится на стали и способен выравнивать различные дефекты на поверхности.
Для медных покрытий характерно высокое сцепление с другими поверхностями, изделиями из свинца особенно металлическими, а также высокая электропроводность и пластичность. Нанесенное недавно покрытие имеет ярко-розовый матовый или же блестящий цвет. Под воздействием влияний атмосферы медные покрытия могут окисляться, покрываться налетом окислов с различными пятнами радужного вида.
Сферы использования омеднения
Как правило, гальваническое омеднение может использоваться:
- В декоративных целях. С учетом огромной популярности в нынешнее время старинных изделий из меди. Существуют методы искусственного состаривания изделий из стали;
- В гальванопластике. Широко распространена в ювелирной сфере, среди сувенирной продукции, для изготовления барельефов и т.д;
- В технической отрасли. Меднение металла очень важно в электротехнической области. Низкая стоимость меднения по сравнению с покрытиями из золота или серебра позволяет снизить расходы на изготовление электродов, электротехнических шин, контактов и других элементов из сталии свинца.
Меднение происходит вместе с нанесением других гальванических покрытий
- Если нужно нанести многослойное защитно-декоративное покрытие на слой стали. В подавляющем большинстве случаев здесь медь используют вместе с никелем и хромом. Это позволяет улучшить сцепление с основным металлом и получить блестящее покрытие высокой прочности;
- Во избежание цементации участка. Меднение свинца позволит избежать появления углероживания на стальных участках. Для нанесения медного слоя используют только те участки, на которых будет проводиться обработка резанием;
- При выполнении реставрационных и восстановительных работ. Данный метод наиболее часто используется для восстановления хромированных частей автомобилей и мотоциклов. Для этих целей наносится довольно толстый слой меди, порядка 100-250 мкм и более того, что позволяет закрыть все дефекты и повреждения металла для нанесения последующих покрытий;
Разновидности меднения
- Используя погружение в электролит;
- Без погружения в электролит.
Первый способ предполагает обработку металлического изделия наждачной бумагой, щеткой и промывки водой. После чего обезжиривания в горячем содовом растворе с повторной промывкой. Далее в стеклянную емкость опускают на медных проволочках две медные пластины –аноды. Между пластинками на проволоке подвешивают деталь, после чего пускается ток.
Второй способ актуальный для изделий из стали, алюминия и цинка.
Домашнее омеднение
Данная процедура актуальна для различных случаев, поскольку нанесение слоя меди может использоваться для алюминиевых столовых приборов, сувениров, подсвечников и т. д. Неповторимый эффект оказывают изделия не из металла, на которые был нанесен слой меди. Это могут быть стебли растений, листья и др. Ввиду того, что в покрываемых предметах отсутствует токопроводящий слой, вместо него используется специальный электропроводный лак, который наносят на поверхности.
В состав лака входит ряд органических растворителей, пенкообразователей и тонкодисперсионный графитовый порошок, благодаря которому создается электропроводность. Лак наносят тонким слоем на сухую поверхность, и после высыхания через час можно приступать к омеднению. При желании можно меди придавать различные цветовые оттенки, используя для этого специальные способы. Высокое качество и уникальность таких изделий вполне заслуженно приравнивается к настоящим ювелирным украшениям.
Видео: Меднение в домашних условиях
В 1840 году российский учёный-физик немецкого происхождения, Мориц Герман, который после переезда в Российскую империю сменил имя и фамилию на Борис Якоби, пишет работу под длинным названием: «Способ производить, по данным образцам, из медных растворов медные изделия с помощью электричества или Гальванопластика для прикладных искусств». С этого научного труда начинается история гальваники не только в России, но и в мире.
В своих исследованиях Якоби опирался на более ранние работы итальянского физика Луиджи Гальвани, поэтому и назвал процесс гальванопластикой, а емкость в которой происходит сие чудо — гальванической ванной.
В настоящее время гальваника является разделом электрохимии и изучает осаждение электролитов на поверхности металлов. В свою очередь, гальваника разделятся на два больших подотдела:
- Гальванопластика: электрохимический способ копирования. С его помощью наносят достаточно толстый слой металла и как следствие получают точную копию копируемого предмета. В частности, посредством этого метода изготавливают виниловые пластинки и лазерные компакт-диски.
- Гальваностегия: электрохимическая технология покрытия подложки слоем металла, с целью получения более прочного или более декоративного слоя. Часто эти две задачи совмещают.
Посредством процесса гальваностегии можно покрыть слоем металла, захромировать практически любую поверхность: металлическую, пластиковую, деревянную, кожаную. Хромированные сапоги или никелированные ботинки — вещь вполне реальная, но не совсем практичная. Гораздо более востребовано покрытие одного металла другим с целью повышения антикоррозийных, прочностных и эстетических характеристик. Такие процессы, как хромирование, никелирование, меднение, цинкование давно стали обычной практикой крупного промышленного производства.
Химическая металлизация своими руками в домашних условиях. Гальваника в домашних условиях вещь вполне реальная, конечно, при соблюдении определённых требований. Из всех видов домашней гальваники хромировка является, пожалуй, самым сложным видом гальваностегии по двум причинам:
- Техническая сложность процесса.
- Крайняя опасность химических компонентов для здоровья.
Первая техническая сложность
Сложность хромирования состоит в том, что предъявляются очень жёсткие требования к режиму функционирования гальванической ванны. Малейшие отклонения от требуемой плотности тока, температуры и концентрации электролита приводят к резкому изменению качества хромового покрытия, вплоть до брака.
Способность хрома сильно меняться в качественном отношении, в зависимости от температуры электролита и силы тока, активно используется на производстве для получения хромовых покрытий с разной степенью блеска, окрашенности и прочности.
- При температуре электролита от 30−60 градусов поверхность готового изделия будет блестящей.
- Выше 60 градусов — хромовое покрытие будет иметь молочный оттенок.
- Ниже 30 градусов — поверхность матовая.
От концентрации состава электролита хром меняет цвет, а вместе с цветом меняются и прочностные характеристики. Цвет меняется от обычного светлого, до темно-голубого, агатового, синего и, наконец, до практически чёрного. По мере изменения цвета меняется и прочность хромового покрытия. Самый мягкий хром имеет обычный светлый цвет, для его получения требуется комнатная температура и сила тока порядка 5 А/кв.дм. Самое прочное хромовое покрытие соответствует хрому чёрного цвета. Но для получения чёрного хрома необходима сила тока 100 А/кв.дм, что в условиях домашнего производства сделать технически невозможно.
Вторая техническая сложность
Вторая сложность состоит в том, что хром не может непосредственно соединяться со сталью, алюминием, чугуном или железом. Поэтому всегда перед хромированием проводят процесс никелирования. Часто с целью получения более качественного результата проводят несколько последовательных нанесений слоёв: никель, медь, снова никель и только в заключение наносят слой хрома.
При этом нужно иметь в виду, что само по себе хромовое покрытие обладает достаточно противоречивыми характеристиками. С одной стороны, хром обладает высокой механической прочностью (намного выше, чем у никеля), химической инертностью и очень ярким блеском. Но одновременно с этим он очень хрупок и обладает пористой структурой. Поэтому подложка из никеля для слоя хрома является необходимой даже в том случае, если хромирование осуществляется на поверхность металла, с которым у хрома хорошая сцепка, например, медь или латунь.
Таким образом, процесс хромирования в домашних условиях автоматически подразумевает проведение как минимум двух последовательных технологических процессов: никелирования и хромирования.
Опасность для здоровья
Основной компонент электролита для хромирования — оксид хрома (CrO3) или, как его ещё называют, хромовый ангидрид. Так уж получилось, что хромовый ангидрид является сильнейшим ядом и одновременно одним из самых сильных канцерогенов. Смертельная доза для человека при приёме внутрь составляет приблизительно 4−6 грамм, в зависимости от веса индивида. При попадании на открытые участки кожи чистого оксида хрома или его растворов возникают химические ожоги, которые затем переходят в дерматиты и экземы, с последующим перерождением в рак кожи.
При соединении оксида хрома с веществами, имеющими органическую природу, такими как технические растворители, бензин, керосин, происходит мгновенное возгорание и взрыв.
Понятно, что такое «прекрасное» химическое вещество невозможно просто взять и купить в магазине хим. реактивов. Оборот хромового ангидрида жёстко регулируется государством и продажа разрешена только юридическим лицам, имеющим лицензию на соответствующий род деятельности.
Необходимое оборудование
Хромирование на кухне жилой квартиры способен проводить только потенциальный самоубийца. Для того чтобы начать процесс хромирования фары, необходимо иметь для этого специальное помещение, максимально удалённое от жилых построек. Лучше всего для этих целей подойдёт просторная мастерская или гараж. Обязательно наличие хорошей принудительной вентиляции. Предварительно из помещения должны быть удалены все ёмкости с бензином, красками, лаками и прочими растворителями. В обязательном порядке приобретается хороший огнетушитель и прорабатывается вариант запасного выхода из помещения в случае возникновения нештатной ситуации.
Для хромирования необходимо иметь:
- Гальваническая ванна. Либо из стекла, либо из прочного пластика, способного выдерживать повышение температуры до 100 градусов.
- Выпрямитель. Источник постоянного тока с возможностью регулировать выходное напряжение. Параметры — 12В/50А. Если речь идёт о мелких деталях, то можно использовать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
- Нагреватель. Должен выдерживать долговременное пребывание в агрессивной кислой среде. Например, керамический тэн. Обычный тэн не подойдёт.
- Термометр. С делениями от 0 до 100 градусов. Оптимальная температура для проведения процесса составляет 45−55 градусов.
Нужно иметь в виду, что для оптимизации процесса необходимо оборудовать как минимум две такие установки, одна для хромирования, а вторая для никелирования. В противном случае придётся постоянно менять реактивы в одной ёмкости, что крайне неудобно и затратно.
Три составляющие гальванического процесса
Гальваника в домашних условиях, хромирование — это гальванический процесс. Поэтому для его проведения необходимо наличие трёх составляющих:
катода, анода и электролитической среды, в которой будет происходить перенос заряженных частиц металла.
- Катод. Пластина чистого свинца либо сплав свинца с оловом. Необходимо помнить, что площадь катода должна быть больше площади анода. Катод подсоединяется к положительному выходу выпрямителя.
- Анод. Это и есть сама хромируемая деталь. Он должен висеть в среде электролита таким образом, чтобы не касаться стенок и дна емкости. Кроме того, анод ни в коем случае не должен касаться катода.
- Электролит. Для хромирования требуется особо тщательная подготовка электролита.
Приготовление электролита
В набор электролитической жидкости для хромирования входят следующие компоненты:
- Хромовый ангидрид: 250 гр/л.
- Серная кислота: 2−3 гр/л. Химически чистая, концентрированная. Техническая серная кислота не годится.
- Вода дистиллированная.
Вода нагревается до температуры 60−80 градусов. После этого в ней растворяется ангидрид. Раствор чуть охлаждается и затем в него добавляется тонкой струйкой необходимое количество серной кислоты.
Подготовка поверхности хромируемого изделия
Состоит из трёх этапов:
- Механическая очистка, шлифовка и полировка.
- Обезжиривание.
- Никелирование.
Особенностью хромирования является то, что оно, наоборот, подчёркивает все имеющиеся неровности, сколы и трещины на поверхности изделия. Поэтому с поверхности хромируемой детали предварительно должны быть удалены следы старой краски, ржавчина, сколы, трещины и прочие дефекты. Подготовка хромируемой поверхности состоит из следующих этапов:
- Пескоструйная обработка.
- Полировка мелкой шкуркой.
- Шлифовка мягкими материалами и полировочной пастой.
Для обезжиривания нельзя использовать бензин или Уайт Спирит. В противном случае будут проблемы с качеством хромирования. Оптимальный вариант — приготовить специальный раствор:
- Натр едкий: 150 гр/л;
- Сода, кальцинированная: 50 гр/л;
- Клей силикатный: 5 гр/л.
Раствор подогревается до 90 градусов. После этого в него опускают деталь и выдерживают 20−40 минут, в зависимости от площади и рельефа поверхности детали.
Никелирование является последним этапом подготовки детали к хромированию. Процесс никелировки производят в специальной гальванической ванне. Катодом в этом случае является металлический никель, а в качестве электролита выступает раствор серной кислоты и солей никеля.
Этапы хромирования
Непосредственно хромирование состоит из ряда последовательных этапов:
- Процесс начинается с поднимания температуры электролита в ванне до 50−54 градусов.
- Помещается хромируемая деталь с предварительным присоединением к ней катодного выхода.
- После этого выдерживают некоторое время, не подавая напряжения в систему. В течение этого времени температура детали и электролита должны выровняться.
- После подачи напряжения обрабатываемая деталь находится в растворе как минимум 20 минут. В некоторых случаях хромирование может продолжаться 2−3 часа. Всё решается в индивидуальном порядке в зависимости от размера детали и необходимых конечных характеристик хромированного покрытия.
- После окончания процесса деталь достаётся из раствора, промывается и помещается в сушильный шкаф на 2−3 часа.
В интернете очень много видеоуроков по гальванике, в частности, по хромированию металлов. Поэтому все детали этого процесса можно почерпнуть там.
Содержание статьи:
Известно две разновидности гальванизации – гальваностегия и гальванопластика. В первом случае получается несъемное гальваническое покрытие, которое изменяет характеристики деталей и предметов. В зависимости от преследуемых целей, обработанные изделия приобретают новые свойства: декоративность, хорошую отражательную способность, устойчивость к механическому воздействию и коррозии, износостойкость. С помощью гальванопластики в домашних условиях или на производстве создают точные копии образцов (осажденный слой металла отделяется от матрицы).
Технология гальванизации: общие сведения
Независимо от того, выполняется гальваника на производстве или в домашних условиях, обработка осуществляется в емкости, наполненной токопроводящим раствором.
Предмет помещается между двумя растворимыми или нерастворимыми анодами и подключается к отрицательному контакту. Аноды подсоединяются к плюсовому контакту. Оптимальное соотношение площадей катода/анода – 1:1.
Процесс гальванизации запускается при замыкании электрической сети – с этого момента начинается перенос на отрицательно заряженное изделие (катод) ионов металла. В результате этого на предмете образуется покрытие нужной толщины.
Выбор типа покрытия
Если в приоритете решение технических задач (изменение электрической проводимости и антифрикционных свойств, повышение отражательной способности, прочности, устойчивости к коррозии), то применяются серебро, никель, медь. В декоративных целях обычно используются драгоценные металлы: родий, золото, серебро, палладий
Такое разделение очень условно. С помощью серебрения (золочения) удается получить качественное защитное покрытие, устойчивое к агрессивным средам. Меднение также находит применение в декоре изделий (такое покрытие подвергается дополнительной оксидной обработке).
Практика показывает: серьезно усилить прочность обрабатываемых заготовок путем гальванизации их поверхности можно только на производстве. В домашней мастерской достичь необходимого результата сложно, поэтому работа мастеров в первую очередь направлена на повышение привлекательности предмета.
Метод гальваники
Гальваника, выполняемая своими руками в домашних условиях, требует применения специального оборудования. Совсем необязательно оно должно быть профессиональным. Мастера находят доступную замену.
Подготавливая гальваническую установку своими руками, мастеру придется подыскать пластиковую или стеклянную ванну нужного объема. Требуется достаточно прочная, электроизолирующая, кислотоустойчивая емкость. В нее должны поместиться обрабатываемый предмет и нужное количество электролита и аноды.
Источник питания должен иметь регулятор выходного напряжения и тока – это позволит мастеру в процессе работы изменять параметры обработки. Обычно источником питания становится выпрямитель тока.
Важный элемент домашней установки – растворимые и нерастворимые аноды.
Чтобы процесс протекал правильно, мастера соблюдают оптимальное соотношение площадей детали и анодов (1:1). Подвесочные приспособления создают опору предмету и способствуют правильному распределению тока.
Гальваника процесс
Гальваника в домашних условиях осуществляется с применением реактивов. На этом этапе могут возникнуть сложности – многие химические вещества доступны только тем, кто предварительно получил документы разрешительного характера.
Необходимо позаботиться о правильном хранении компонентов. Реактивы, а также готовые электролиты помещают в стеклянные или прочные пластиковые емкости с крышками.
При приготовлении состава крайне важно с большой точностью отмерять все компоненты – лучше всего использовать для этого электронные весы.
Подготовительный процесс
Качество (однородность, прочность) готового покрытия напрямую зависит от правильности проведения подготовки поверхности к гальванизации. Во многих случаях удаления загрязнений и обезжиривания бывает недостаточно – может понадобиться пескоструйная обработка. Иногда требуется шлифовка специальными пастами или наждачной бумагой.
В домашних условиях для удаления жирной пленки и других загрязнений с поверхностей часто применяется спирт и другие органические растворители. Могут также использоваться обезжиривающие растворы.
При подготовке к гальванизации изделий из стали и чугуна применяется раствор, содержащий кальцинированную соду, каустик, силикатный клей (из расчета на 1 л – 50 г, 20 г и 5-15 г соответственно). Температура раствора – 70-90°С. Для очищения предметов из цветных металлов используется раствор гидрофосфата натрия и хозяйственного твердого мыла (по 10-20 г/1 л). При проведении процедуры температура составляет 90°С.
Техника безопасности
При проведении гальванических операций мастер обязан соблюдать технику безопасности. Опасность этого технологического процесса заключается в использовании токсичных химических компонентов. Усложняет ситуацию нагрев электролита до высоких температур. Вредные испарения поражают дыхательную систему, существует риск получения химических ожогов кожи и слизистой.
Работу необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном хорошей вентиляцией – в мастерской, пристройке, гараже. Требуется обеспечить заземление.
Глаза нужно защитить очками. Перчатки для рук должны быть достаточно мягкими, но прочными. Также понадобятся клеенчатый фартук и резиновая обувь.
Нельзя на рабочем месте пить или есть – велик риск оседания на продуктах вредных веществ, которые приведут к отравлению.
Перед началом работы стоит обязательно изучить специальную литературу с доступным описанием особенностей процесса.
Драгоценные металлы в гальванике
Гальваническое золочение (серебрение) используют для придания изделию декоративных свойств. При использовании гальванического метода, мастера получают не просто облагороженный драгоценным металлом предмет, а точную копию исходного изделия. Оно может быть как простым, так и сложным. Нанесенный на заготовку слой металла отделяется от основы.
Поверхность предметов, изготовленных из черных металлов, перед серебрением предварительно меднится. Температура раствора зависит от используемого состава. Аноды изготавливаются из серебра чистотой 999.
Процесс гальванического золочения требует использования готовых электролитов. Предварительно деталь очищается и обрабатывается для улучшения адгезии гальваническим никелем. Если предмет изготовлен из алюминия и его сплавов, нанести позолоту в домашних условиях невозможно. Позолоченный предмет тщательно промывают, а затем просушивают на воздухе.
Никель в гальванике
Слой никеля наносится на заготовку перед процедурой золочения. Никель обладает хорошими защитными свойствами – он ограждает поверхность заготовки от действия агрессивных факторов, выдерживает контакт с разными средами, препятствует окислению и коррозии.
Никелевое покрытие красиво смотрится. Толщина слоя бывает разной – от 0,8 до 55 мкм. При обработке предметов применяются сернокислые, солянокислые или сульфаминовые электролиты. Температура, кислотность, плотность тока зависят от состава раствора.
Медь в гальванике
Меднение:
- ограждает поверхность заготовки от коррозии;
- создает поверхностный слой с низким электрическим сопротивлением.
- Стоит учесть, что без предварительного никелирования чугунные поверхности можно подвергнуть меднению только в щелочном электролите. Такой раствор находит применение на производствах.
Гальванопластика — техника электролитического осаждения металлов на поверхности различных предметов (матриц) с целью получения точных металлических копий — впервые была разработана и применена на практике в 1838 году русским ученым, академиком Б. С. Якоби. При его непосредственном участии было изготовлено много замечательных произведений искусства, статуи и барельефы для Исаакиевского собора, Эрмитажа, Зимнего дворца, Петропавловского собора, в том числе знаменитая квадрига для фронтона Большого театра в Москве.
Гальванопластика основана на кристаллизации металлов из водных растворов их солей при пропускании через них постоянного электрического тока. Этот процесс называется электролизом.
Ток подводится с помощью двух металлических пластин — электродов, помещенных в электролит. Пластина, соединенная с положительным полюсом источника тока, называется анодом. Другая пластина, соединенная с отрицательным полюсом источника тока, — катод.
В гальванопластике катодами служат предметы (матрицы), на которые осаждается металл, а анодами — пластины или прутки металла, которым этот предмет (матрицу) покрывают.
Схематически процесс электролиза представлен на рисунке 1. При прохождении тока через электролит анод притягивает к себе отрицательно заряженные ионы, а катод — положительно заряженные ионы. Когда ионы достигают электродов, они теряют заряд, выделяясь в виде нейтральных атомов или групп атомов.
Гальванопластика широко применяется в промышленности для изготовления прессформ, полых тонкостенных трубок, сложных деталей с толщиной стенок от нескольких микрон до десятков миллиметров. Габариты деталей ограничиваются только объемом электролитных ванн.
Матрицы изготавливают из пластмасс, стекла, нержавеющей стали, алюминия, различных легкоплавких сплавов, свинца. На поверхность матрицы из изоляционного материала предварительно наносят электропроводный слой.
Матрицы бывают разрушаемые и постоянные. Первые изготавливают из легкоплавких металлов и из сплавов пластмасс. Материалом для изготовления вторых служат сталь, медь, никель или алюминий и его сплавы.
Для изготовления металлических трубок в домашних условиях необходимы ванночка из стекла, керамики или винипласта, медный купорос, серная кислота, реостат на 20 Ом (максимальный ток 1 А), амперметр с током максимального отклонения стрелки 1 А, источник питания, проволока (медная, стальная или из легкоплавких материалов и их сплавов, например, оловянисто-свинцовых) в качестве матрицы.
Диаметр проволоки соответствует внутреннему диаметру изготавливаемой трубки, а длина первой должна быть вдвое больше длины второй.
Рис. 1. Схема электролиза.
Если нужны трубки с внутренним диаметром меньше 1 мм, в качестве матрицы используют стальную проволоку. При изготовлении трубочек с внутренним Ø 5 мм и более матрицу делают из легкоплавких металлов и их сплавов (например, прутковый припой).
Проволока должна быть гладкой и ровной. Для этого ее шлифуют мелкой наждачной бумагой, а затем доводят микрошкуркой («нулевкой»). Затем проволоку облуживают, излишки припоя снимают, протягивая нагретую проволоку через зажатую в кулаке тряпочку. Нерабочие участки матрицы покрывают пластилином.
В теплой воде (50—60° С) растворяют медный купорос (200—250 г соли на 1 л воды), воспользовавшись стеклянной посудой. Отстоявшийся электролит фильтруют и затем в него вливают серную кислоту из расчета 50—60 г на 1 л раствора.
Следует помнить, что вливать раствор в концентрированную серную кислоту нельзя. Соприкасаясь с водой, она вызывает бурную реакцию с большим выделением тепла и парообразованием. В результате может произойти выброс кислоты из сосуда. Поэтому лить надо кислоту в раствор медного купороса тонкой струйкой, непрерывно помешивая деревянной палочкой.
Чтобы медный осадок был плотным и мелкозернистым, в электролит рекомендуется добавить немного этилового спирта (5—10 г на 1 л электролита).
Готовый электролит переливают в рабочую ванночку, куда уложены матрицы и медная пластинка или проволока.
Рис. 2. Схема электролизной установки.
Матрицы подключаются к «минусу», а медная пластинка или проволока к «плюсу» источника питания. Площадь анода должна быть в 5—10 раз больше площади катода.
Схема установки для домашней гальванопластики представлена на рисунке 2. Трансформатор блока питания имеет следующие данные: сердечник Ш20Х20, обмотка I содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 0,12 (на 220 В) или 1300 витков ПЭВ-1 0,15 (на 127 В), обмотка II—35 витков ПЭВ-1 0,8.
Процесс электролиза и качество покрытия зависят в основном от состава электролита, его температуры и плотности тока.
Температура электролита 18—25° С.
Плотность тока — величина тока, приходящаяся на единицу поверхности, — рассчитывают по формуле:
где i – ток в цепи, А,
S – поверхность изделия, дм 2 .
На практике j=1-1,5 A/дм 2 .
Пример 1. Определить величину рабочего тока электролиза для изготовления трубки с наружным Ø 5 мм и длиной 100 мм. Возьмем плотность тока равной 1 А/дм 2 , тогда
Расчет времени выдержки деталей под током в гальванической ванночке для получения слоя толщиной σ мм определяется по формуле:
где t — время выдержки, ч.;
σ — толщина трубки, мм;
d — удельный вес меди, г/мм 3 ;
j — плотность тока, А/мм 2 ;
С — электрохимический эквивалент меди, г/А-ч; η — расчетный выход по току.
Конкретно для нашего случая имеем
d = 8,95 г/мм 2 , i = 1 А/мм 2 ; С = 1,186 г/А-ч; η = 95.
Пример 2. Определить время выдержки матрицы под током в гальванической ванночке для получения медной трубки с толщиной стенок 0,5 мм.
t=σ*d*1000/j*C*η=0,5*8,95*1000/1*1,2*95= 40 час.
По истечении расчетного времени матрицу извлекают из гальванической ванночки и промывают водой. Конец проволоки на расстоянии 1,5—2 мм от трубочки обкусывают и после прогревания до температуры 200—250° С наращенная трубочка легко снимается с матрицы.
Таким же способом изготавливают трубки из никеля, хрома, железа.
В. БУШУЕВ, А. НОВИКОВ, г. Воронеж
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
Гальваникой часто занимаются мастера хендмейда, делающие 
сувениры для души или на продажу. Распространено омеднение неметаллических предметов: керамических поделок, ракушек, птичьих перышек, листиков, веточек с деревьев, цветов, желудей и т.п.
Советы
Для того, чтобы загальванизировать неметаллический предмет, его следует покрыть токопроводящим слоем. Для бытовых условий лучше всего подходит графитовый лак в форме спрея. Для создания графитового слоя достаточно обрызгать предмет со всех сторон, высушить в течение 15-30 минут и несколько раз повторить процедуру.
Для создания двустороннего равномерного покрытия нужно использовать два анода, разместив предмет для гальванизации между анодами. Толщина покрытия зависит от времени, в течение которого предмет будет находиться в электролите. Чем дольше длится гальванирование, тем толще получится слой металла на поверхности.
Перед гальванированием металлической детали ее нужно тщательно очистить от пыли, мелких заусенцев, тщательно обезжирить и высушить.
После того, как предмет загальванизирован, его нужно промыть в чистой воде, после чего можно брать в руки.
Желатин пищевой 180 блюм 8 Тиомочевина “ч” Медь сернокислая 5-водная “ч”
Рецепты электролитов
Для омеднения чаще всего применяют серный электролит, состоящий из медного купороса и серной кислоты. Серная кислота улучшает электропроводимость раствора. Дополнительно вводятся различные добавки, которые стабилизируют электролит, делают покрытие более блестящим (если нужно). Ввод блескообразователей позволяет получить зеркальную глянцевую поверхность без последующей механической обработки готового покрытия. Но одновременно, делает покрытие хрупким, не эластичным.
Все используемые реактивы должны быть максимальной химической чистоты, т. к. примеси могут ухудшить процесс гальванирования и качество получаемого покрытия.
- Для матового эластичного покрытия на 1 л раствора потребуется:
- 200 г сухого порошка медного купороса (желательно очищенного, категории ч или хч)
- 160 г серной кислоты
- 1,5 мл этанола (можно отмерить шприцом) или фенола
- 2-4 крупинки гранулированного желатина
Для приготовления электролита сначала нагревается пол литра дистиллированной воды до температуры около +80 °С, в воде растворяется медный купорос, раствор процеживается. В него добавляется серная кислота, потом объем раствора доводится до 1 л. Добавляются все остальные ингредиенты, затем раствор на несколько часов ставится остывать и отстаиваться.
Омеднение по данному рецепту будет матовым, но зато перышко или листик с дерева можно гнуть или придать ему нужную форму, нагрев изделие. Если хочется, то изделию можно придать глянцевый блеск тщательной шлифовкой, но иногда это сделать сложно, нужны специальные приспособления, например, гравер.
- Рецепт для получения блестящего медного покрытия. На 1 л раствора надо:
- 200 г медного купороса
- 130 г серной кислоты
- 1 капля унитиола (продается в аптеках)
- примерно 0,07 г тиомочевины
- 0,05 г поваренной соли
Покрытие получится блестящим, но не подходит для гнущихся предметов. Этот вид электролита можно использовать для получения полированного финишного покрытия не только для сувениров, но и для технических деталей.
Гальваническое травление. Безопасный способ
С помощью гальванического процесса можно не только покрывать поверхность детали тонкой металлической пленкой, но и вытравливать рисунки на металлической поверхности (лезвие ножа, столовый прибор, что-либо другое). Гальваническое травление позволяет получить рисунки с четкими очертаниями, гладкими краями и глубиной одинаковой величины. Для этого потребуется тоже самое оборудование, что и для гальванирования, но в данном процессе анодом будет выступать протравливаемая деталь. Обычно таким способом вытравливают поверхности из нержавеющей, устойчивой к кислотам стали, которую сложно или даже невозможно травить химическим способом.
Процесс травления: 
- деталь тщательно отполировать, промыть, обезжирить (например, спиртом), слегка нагреть, нанести на нее слой воска; по воску выполнить желаемый рисунок, процарапывая воск до металла;
- предмет и медную пластину укрепить на штангах в гальванической ванне так, чтобы рисунок был обращен к медной пластине; расстояние между деталью и пластиной — около двух сантиметров;
- залить в емкость насыщенный раствор поваренной соли (4 столовые ложки на 1 л дистиллированной воды), подключить источник тока (например, зарядное устройство от мобильного телефона), плюсовый контакт на деталь, минусовый — на медную пластину;
- подождать примерно 40 минут;
- вынуть деталь, промыть в воде, нагреть и удалить воск.
Вместо воска можно использовать лак для ногтей, битумный лак или специальную грунтовку. Вместо соли — химически чистый медный купорос. Вместо медной пластины можно взять предмет из стали или железа, например, саморез, гвоздь.
Эта технология подходит не только для стальных поверхностей, но и для предметов из цинка, никеля, меди, латуни. Но для них требуются другие химикаты, гораздо более вредные, поэтому в домашних условиях их не используют.
“>
Установку для гальванопластики в домашних условиях собрать несложно, оборудование и материалы для электрохимического осаждения меди находятся в свободном доступе. Исключение составляет серная кислота, приобретение и использование которой возможно только организацией, имеющей специальное разрешение.
В продаже есть готовые наборы для гальваники, но их покупка не всегда будет оправдана – гораздо дешевле собрать установку самостоятельно, используя доступное оборудование.
С помощью гальванической установки, о которой мы расскажем в данной статье, вы сможете получать копии художественных изделий, вне зависимости от материала из которого они изготовлены, а также имея навыки лепки из пластилина или глины, воспроизводить собственные произведения в металле. Кроме этого, с помощью метода гальванопластики можно реализовать множество интересных проектов, например, проводить металлизацию плетеных или вязанных кружев для изготовления ажурных композиций, изготавливать металлические гербарии из цветов и листьев, металлизировать фрукты, производить отделку изделий из стекла или фарфора, наращивая слой меди по ранее заданному рисунку, и многое другое.
Гальванопластика может быть отличным выбором не только в качестве интересного хобби, но и при правильном подходе и упорстве стать фундаментом для будущего бизнеса.
Оборудование для гальванопластики в домашних условиях
Гальваническое осаждение меди в домашних условиях проводят в емкостях любой геометрической формы. Размер гальванической емкости зависит от размера будущих изделий или репродуцируемых композиций. Материал может быть различным, подойдут емкости из стекла, керамики или пластмассы.
Вторым ключевым элементом гальванической установки является источник постоянного тока. Для проведения работ используют ток низкого напряжения в пределах 3-6 В. Можно использовать аккумулятор, или выпрямитель. Для измерения силы тока потребуется амперметр, для фиксации напряжения — вольтметр.
Для размещения формы и анодов в гальванической емкости необходимо предусмотреть подвесы. Форма подвешивается на проволоке из меди или латуни и помещается в емкость на расстоянии 15-20 мм от анода. Электроды, соединенные с положительной клеммой источника тока (анодом) подвешиваются также на меди или латуни, при этом проволочные крючки не погружают в электролит, в противном случае возможна деформация подвесов из-за разъедания крючка. Форма подключается к отрицательной клемме источника тока. В качестве анодов используют медные пластины толщиной от 3 мм. достаточных размеров. Площадь поверхности анодов должна превышать площадь поверхности формы.
Для контроля температуры электролита можно использовать обычный ртутный термометр.
Приготовления электролита для гальванопластики
Содержание медного купороса в растворе – 150-180 г/л. Порошок медного купороса растворяют в горячей воде и, после охлаждения и фильтрации, в него осторожно, небольшими порциями вливают серную кислоту из расчета 30-35 г/л. Если содержание медного купороса в растворе превышено, сульфат меди начинает кристаллизоваться на стенках гальванической емкости и на аноде, в этом случае необходимо, провести анализ электролита (см. «Анализ и корректировка электролита меднения») и, по результатам, добавить воды или кислоты.
Избыток серной кислоты в электролите может привести к тому, что осадки меди получатся хрупкие, непрочные. Недостаток кислоты вызывает осаждение рыхлого и пористого слоя.
Для повышения качества получаемых осадков меди, специалисты советуют добавить в электролит спирт в количестве 8-10 г/л. Спирт в небольшом количестве улучшает структуру покрытия, делает медь мелкокристаллической, более твердой и упругой.
На качество электролита и получаемого медного осадка может оказывать негативное влияние возможное наличие в растворе органических примесей. Для их устранения в подогретый раствор добавляют 2-3 г/л перманганата калия или такое-же количество измельченного активированного угля. После охлаждения до 18-200С и фильтрации раствор можно использовать.
При интенсивном использовании электролит необходимо фильтровать для удаления шлама — порошкообразной меди, графита и пыли. Шлам постепенно накапливается в растворе, оседает на дне и стенках емкости, мелкодисперсные частицы образуют взвесь, которая может загрязнять получаемые осадки меди. На количество шлама влияет качество меди, использованной при изготовлении анодов, а также повышенная плотность тока в процессе.
В статье Анализ и корректировка электролита меднения рассмотрены метод определения содержания медного купороса и серной кислоты в растворе электролита, а также приведен расчет количества компонентов.
Процесс гальванопластики
Температура электролита в процессе гальванического осаждения меди составляет 18-200С и может повышаться до 280С за счет выделения тепла в процессе электролиза.
Начинают процесс при минимальной плотности тока, которую поддерживают до формирования слоя металла на поверхности. Рабочая плотность тока выставляется, только после того, как слой металла закрыл подключенные проводники. Максимальная плотность тока в процессе зависит от толщины проводников, которая в свою очередь зависит от размера будущей композиции и материала формы. В любом случае, чем выше плотность тока, тем интенсивней процесс металлизации.
Особенности процесса лучше разобрать на конкретных примерах использования метода гальванопластики в домашних условиях.
Копирование барельефов, чеканок, медалей, глиняных и пластилиновых изделий
Для снятия копий с подобных предметов используют гипсовые формы. Изготавливается гипсовая форма просто:
- в воде разводят гипс до получения сметанообразной массы;
- поверхность копируемого предмета смазывают раствором парафина в керосине (для легкого демонтажа формы после затвердевания гипса);
- кистью наносят тонкий слой гипса на поверхность изделия (для предотвращения образования пор);
- вокруг формы устанавливают бортик (для предотвращения растекания гипса);
- заливают поверхность изделия гипсом (гипс быстро схватывается, поэтому делают это быстро);
- извлекают форму после высыхания гипса;
- подключают к форме проводники и устанавливаю ее в гальванической ванне (см. Что такое гальванопластика. Подключение форм к источнику тока).
Металлизация кружев
Металлизация кружевных композиций — это интересный прием гальванопластики, при котором слоем металла покрывают плетенные или вязанные кружева, тюлевые кружева и другие композиции, изготовленные из нитей. Такие изделия могут выполнять роль декорирующих элементов различных художественных композиций, или применяться непосредственно для изготовления таких композиций.
Медь быстро темнеет на воздухе поэтому, как правило, металлизированные медью кружевные композиции дополнительно покрывают тонким слоем драгоценного металла методом гальваники. Гальваническое серебрение или золочение проводится в обычном режиме.
Изготовление металлической кружевной композиции происходит следующим образом:
- кружева растягивают и крепят на рамке из проволоки (изолированной) или дерева;
- пропитывают материал восковой композицией для гальванопластики;
- помещают материал между двумя листами бумаги и проглаживают утюгом для удаления излишков воска;
- наносят электропроводящий слой – мелкодисперсный графит или токопроводящий состав;
- подключают тонкие медные проводники и устанавливают рамку в гальваническую емкость.
- материал, покрытый слоем меди, извлекают из электролита, снимают с рамки и придают необходимую форму или монтируют на декорируемом изделии.
- Наращенный слой меди покрывают слоем серебра (гальваническое серебрение) или оксидируют (см. статью Серебрение в домашних условиях).
Изготовление металлических листьев или гербариев
Металлизация древесных листьев, не отличается от других приемов гальванопластики за исключением способа получения формы. Отпечаток с листа можно получить на восковой композиции.
Нагретый воск заливают в предварительно изготовленную обечайку, с невысокими бортиками и дают ему остыть до момента, когда поверхность восковой композиции затвердеет, но останется эластичной. Лист кладут на поверхность воска и прижимают стеклом. После чего стекло снимают вместе с листом. На поверхности восковой композиции должен остаться четкий отпечаток листа. Подобным образом делают отпечаток обратной стороны листа.
После полного остывания воска, мягкой кистью аккуратно наносят мелкодисперсный графит, подключают медные проводники, устанавливают грузики и помещают форму в гальваническую емкость.
Дальнейшая работа с металлическим отпечатком листа, это творческий процесс. В результате должен получится металлический лист, повторяющий форму образца и в точности копирующий его поверхность.
Покрытие медью изделий из дерева
Небольшие деревянные элементы декора покрывают слоем металла для придания им вида литых изделий.
Перед тем, как нанести слой токопроводящего вещества (графита) деревянные изделия пропитывают (проваривают) в восковой смеси, парафине, церезине или озокерите. В противном случае, из-за своей гигроскопичности дерево будет впитывать электролит. Затем на изделия наносят графит, подсоединяют проводники, грузы и опускают в электролит. Процесс ничем не отличается от металлизации гипсовых композиций.
Металлизация перьев птиц
Перья птиц погружают в расплавленную восковую композицию, парафин, церезин или озокерит, затем графитируют, прикрепляют тонкий медный провод, подвешивают груз и опускают в электролит.
Металлизация фруктов, растений и цветов
Для покрытия металлом растений и фруктов потребуется предварительно покрыть их тонким слоем серебра. Для этого растения сушат, обрабатывают спиртом или раствором хлорида натрия, бария или кальция. Потом готовят растворы:
- Гидроксид натрия 4 г на 100 мл дистиллированной воды.
- Нитрат серебра 4 г на 100 мл воды.
- Аммиак 7 г на 100 мл воды.
- Сахар 2,5 г на 85 мл воды.
Затем растворы вливают в емкость и погружают в раствор растение. Поверхность покрывается тонким слоем серебра (химическое серебрение). Затем растение или фрукт подвергают гальваническому меднению.
Описанные в статье способы металлизации различных изделий и форм являются примером применения методов гальванопластики в домашних условиях и условиях художественной мастерской. Процессы гальванического меднения подробно описаны в статьях: Гальваника в домашних условиях, Меднение и могут быть применены к изделиям, изготовленным из различных материалов, в том числе из диэлектриков, с нанесенным токопроводным слоем.
Возможно Вас заинтересуют статьи:
-
Что такое гальванопластика
Гальванопластика это раздел гальваники, изучающий методы получения копий предметов, выполненных с помощью гальванического осаждения металла на…
… Иногда это не только интересно, но и «красиво»!
Как просили, продолжение рассказа Очень простого способа меднения предметов
Как покрыть медью неметаллический предмет? Как сделать это покрытие декоративно-привлекательным? -сейчас попробуем во всем этом разобраться…
Итак, история одного, несостоявшегося «Зураба Церетели» —
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
Мой «первый блин комом в искусстве гальванопластики»
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
Довольно долго раздумывал, чего бы эдакого увековечить в металле, даже не особо задумываясь, что получить что-либо стоящее (без навыков) шансов у меня 0,0… :)))
— наверное, для обзора, вполне достаточно было взять совсем простой предмет, но хотелось
выпендритьсяпорадовать моих читателей чем-нибудь более существенным и необычным
Наконец голову посетила мысль, сохранить «на века- потомкам» осенний цветок с клумбы, а в центр посадить пчелу.
Вы скажите пОшло и банально? Возможно… но в тот момент, с фантазией на эту тему, у меня оказалось как-то сложновато
Сразу же возник и следующий, вытекающий из идеи вопрос!
Пчелка!.. ГДЕ ВЗЯТЬ ПЧЕЛКУ почти зимой!?
Может подойдет муха?
… я все таки нашел пчелу, правда в несколько задрипанном состоянии, досталось ей за несколько лет в кулечке (вспомнил, что товарищ дарил пчелиный подмор, эдак лет пять назад)
Была тогда еще весьма презабавная ситуация, когда на досмотре в аэропорту у меня обнаружили кулек с «дохлыми мухами» и до-о-лго недоверчиво их перебирали в поисках чего-то еще более неожиданного:)))
Для создания шедевра выбрал более-менее «комплектную», приклеил каплей
меда
клея к проволоке и пошел наносить токопроводящий слой.
✅ Первый дополнительный компонент, который потребуется докупить для подобного творчества- токопроводящий лак.
Поиском нашел наиболее доступный (ближе и дешевле) «Графит» — 375руб.
попадался и более известный «graphit 33», но он стоит в 4 раза дороже, а идти за ним дальше 
Есть способы самостоятельного изготовления подобных составов, но решил не тратить время на их описания/испытания- это отдельная, довольно обширная тема.
Закрепил пчелку к проволоке, а не цветку, так как планы были наполеоновские — отдельно патинировать ее и фрагменты цветка (в темный цвет), а уже позже все соединять в единую «композицию».
При покрытии токопроводящим лаком эта долбанная пчелка доставила немало хлопот 
раза три она пыталась улететь с проволоки на землю в грязь, вероятно клей растворялся лаком и под струей газа из баллончика она «вспоминала теплое лето…»
С четвертой попытки, когда мой словарный запас матов уже заканчивался, мне все же удалось утихомирить неугомонное насекомое и покрыть ее и цветок слоем графита.
Покрывать лаком рекомендуется в несколько слоев.
Для того что бы был контакт, при последующих обработках, стебель цветка несколько раз обматывается проволокой.
✅ Следующим, обязательным элементом начинающего гальванопластика, является регулируемый блок питания (желательно умеющий работать в режиме ограничения тока).
Я использовал такой (с питанием от БП ноута):
ссылка для покупки на Али — 1 119 руб.
можно взять более дешевый, описываемый ранее в обзорах (в том числе и мною) — ссылка на Али — 644 руб
Или вообще использовать ЛЮБОЙ другой, с возможностью регулировки напряжения от 0 до 5в и максимальным током до 2А.
Если на нем не будет режима ограничения тока, необходимо будет контролировать его вручную (в крайнем случае, отдельно подключенным прибором).
По-быстрому собираем «шайтан-машинку» для гальванизации и запускаем процесс!
Ток в начале выставил около 0.5А (чуть позже поднял до 0.8)
Подключение, по описанной ранее схеме (+ на медный электрод-донор, минус на обрабатываемую деталь)
Раствор использовал описанный в прошлом обзоре:
| медный купорос, электролит (из автомагазина) и дистиллированная вода |
50 грамм купороса необходимо размешать в 200-250 граммах воды, профильтровать, после чего осторожно долить 50 грамм электролита |
… Прошло довольно много времени (часов 10-12). Внешне, сквозь слой жидкости, кардинальных изменений не видно — печалька однако!
Как позже выяснилось, их не было видно из-за голубого цвета раствора.
Потянув за проволоку с пчелой обнаружил, что она прилипла к цветку (сдвинулась во время процесса), а значит «что-то» все таки происходит! Поднял ее из раствора… -УРА! ЗАРАБОТАЛО!
(не в фокусе получилась, к сожалению 
На самом деле оказалось не все так прекрасно: покрытие получилось неоднородное, я выставил слишком высокий ток (или пчелка была совсем «завалявшегося» качества) — однако силуэт все же можно угадать
Достаем цветок.
Бутон еще не покрылся слоем меди, распространение происходит поступательно, в последнюю очередь к самой дальней части.
Опускаю цветок для продолжения процесса, ток снижаю до 0.6А
Через несколько часов — уже получше!
В сумме, за пару суток цветок набрал 40 грамм меди!
По утолщениям (подгоревшие места) на кончиках лепестков цветка и листьях можно предположить, что в какой то момент использовался слишком высокий ток (или малое расстояние между анодом/заготовкой).
Кроме того, при этом слой меди получается довольно рыхлым и пористым и как-бы посыпанный песком.
(без обработки и нормальной промывки через пару недель медь потемнела.)
Было любопытно, обратим ли процесс (попытался снять часть меди). Результат получился несколько неожиданным, скорее всего просто слишком малый ток выставил, или раствор получился перенасыщенным (вода испаряется), однако вид необычный-цветок покрытый кристаллами купороса
подобный же кристалл вырос и на медном электроде
Для первой пробы пойдет, теперь будем делать «как полагается»
Главные ошибки в первом опыте: слишком высокий ток, не совсем правильный раствор и малое расстояние между электродами. И если электроды в этой импровизированной ванночке отодвинуть сложно, то все остальное вполне решаемо.
Далее будем использовать два различных раствора для покрытия и дополнительные для декоративной обработки (покажу самый минимум).
| Первый раствор нужен для начального (основного) покрытия, он более эластичный и шероховатый. |
Рецептов существует много, в опыте ниже, я использовал такой:
|
Опять собираем гальвано-установку.
В качестве донора меди (электрод) желательно использовать как можно более чистую медь, без мешающих примесей.
Неплохим вариантом являются обрезки медных трубок, оставшиеся после установки кондиционеров. Можно купить и обычный толстый медный провод в кабеле, но придется повозиться с разделкой и зачисткой.
Из зачищенного провода сгибаем спираль или гармошку и используем в качестве электрода-донора меди.
*Считается, что для нормального и равномерного осаждения меди, площадь анода должна быть в два-три раза больше площади заготовки, электрода должно быть два и располагаются они с разных сторон обрабатываемой детали.
Я использую кусок медной шины (попалась такая на работе).
Еще, там же, набрал кроссировочного провода, для соединения с заготовками.
Обрабатывал заготовку током в районе 300мА.
Сначала даже более низким-обычно при «затяжке» (начале процесса) его устанавливают раза в два ниже номинального, до появления меди в месте соединения проволоки с нанесенным покрытием, затем увеличивают.
Получается гораздо более симпатичный экземпляр
Вообще, по «учебнику», ток должен быть около 1 А/дм² от размера заготовки (но как в моем случае посчитать эту самую площадь!?), величина тока зависит и от состава электролита.
При сложной форме детали ток уменьшают в 2-3 раза.
На слишком больших токах медь подгорает, темнеет и хуже держится на заготовке
Следующий этап — покрытие слоем с блескообразователем.
| Раствор нужен для покрытия блестящим слоем -он более хрупкий, но намного эстетичнее выглядит и удобнее для последующих обработок. |
|
Описываемый электролит, кстати, запатентован нашими соотечественниками еще в 70х годах
скрин на оригинальную формулу
Состав показался довольно капризным- сначала он заработал (вроде бы), потом несколько дней бился, НИКАК не хотело блестеть… просто осаждалась матовое покрытие меди.
Пробовал намешать новый раствор (с чуть иными соотношениями компонентов), менял ток… не особо помогло.
| Другой вариант электролита для получения блестящего покрытия |
|
При наличии доступа к заводскому блескообразователю, как вариант, можно использовать такой раствор:
|
✅ Если собираетесь неоднократно практиковаться в гальванопластике, возможно стоит приобрести весы для взвешивания мг
Я полез на Али, и заказал из России (чтобы побыстрее) такие:
ссылка на Али — 480 руб
Для более точного взвешивания малых весов, откалибровал их 6гр «эталоном» -обычно монеты имеют весьма точный вес, подобрал из имеющихся именно 6 граммовую (1 franc Semeuse version 1960).
так выглядят 0.05г желатина
Для одноразового «взвешивания» можно использовать небольшую хитрость: взвешиваем на кухонных весах 5гр и размешиваем в 100мл дистиллированной воды. Набрав шприцем 1мл жидкости, мы получим необходимые 0.05
Подержав заготовку в «зеркальном» растворе, получаем подобный эффект.
пчЁл, несколько «подпорченный» дендритами в начале изготовления, покрытый блестящей медью.
Можно получить на бутоне цветка такую «композицию»… (повышенный ток и небольшая экспозиция)
В процессе экспериментов, аноды тоже иногда приобретают довольно необычный вид.
блестящая поверхность (наверное произошел процесс анодного травления), хотя в то же время, катод/заготовка упорно не хотел начинать блестеть
А вот еще более любопытный вариант — поверхность состоит из крупных кристаллов, блестящих под разными углами просмотра, жаль фото не передает этот визуальный эффект.
Все зависит от электролита, тока и температуры- это можно использовать и при декоративных обработках заготовок.
| Поверх блестящей (или матовой) меди довольно часто наносят дополнительные декоративные покрытия |
|
|
Поиском нашел ближайшую ко мне, с очень хорошими отзывами по качеству товара и продавцу (он, кстати, и доставку предлагает, если кому понадобится…). |
Продавец действительно оказался очень приятным и общительным, подробно рассказал о способах применения, при возникновении вопросов предлагал обращаться. |
Стоимость баночки серной печени мне обошлась в 200руб. С учетом ее мизерного расхода на операцию, это недорого.К этому времени, мой основной подопытный цветок уже набрал приличный вес
убить можно
поэтому, для последующих экспериментов, стал использовать полоски медной фольги (чего и Вам рекомендую)- так более наглядно видны результаты нанесения покрытий и нет опасности испортить «главного героя»
Растворяем на стакан горячей воды примерно горошину серной печени. Получается желтая, с неприятным запахом, жидкость.
В зависимости от ее температуры, концентрации, время нахождения в ней меди и некоторых других факторов, получаются различные цвета, практически от черного, цветов побежалости металла
до желтых оттенков
Получаем необходимый нам вариант…
или такой
Нижняя часть другого цветка (бутон отломался в процессе экспериментов, позже соединю все в кучу)
Пчелка…
| Патинирование бывает и цветным |
| Рецепт: |
Дистиллированной водой, доводим объем раствора до 1литра. Подогреваем его до 70-80 градусов и переливаем в нашу гальваническую ванночку. «Замачиваем» заготовку на 1-2 минуты в полученном электролите, затем подключаем электроды по прежней схеме. |
| Включаем блок питания (примерно 1 вольт) и через пару секунд достаем деталь, посмотреть полученный цвет. Не понравился -опускаем опять… |
| Так как раствор непрозрачен, приходиться именно таким образом «угадывать» цвет-а он постепенно меняется от желтых оттенков, через розовые к зеленым. |
|
Не забываем о мерах предосторожности! Данный раствор является довольно едкой щелочью!
Все последующие окрашивания я делал в виде радуги (постепенно вытаскивая заготовку из раствора)- можно покрыть заготовку и одним цветом.
Сначала тестируем на
«кошечках»
кусочке фольги…
Потом на первом, испорченном в процессе предыдущих экспериментов цветке
нижняя часть
К наиболее стойким цветам, полученные патинированием, относятся оттенки в золотисто-розовой гамме (они долго сохраняются даже без дополнительной защиты). Более темные зеленые и фиолетовые, без защитного покрытия, через время меняются на менее привлекательные цвета.
После большинства декоративных обработок поверхности меди, особенно ярких и разноцветных, требуется дополнительное защитное покрытие, например акриловым лаком -оно, как правило, несколько ухудшает яркость полученного эффекта, но зато сохраняет его в течение многих лет.
Ну что, надоел Вам, думаю пора закругляться?
Надеюсь этим продолжением рассказа о меднении неметаллических предметов я оправдал Ваши ожидания, высказанные в комментариях к предыдущему обзору?
| Итого по стоимости потраченных средств на |
| Компоненты: |
| Автомагазин -Электролит 60р, Вода дистиллированная 80р |
| Хозтовары -медный купорос (примерно 300р в сумме) |
| PartsDirect -Лак графит Graphite Solins 375р |
| Сhipdip (радиотовары) -Тиокарбамид 190р, Едкий натр 230р |
| Аптека — Унитиол 360р |
| Магазин VOZNESENSKY Jewel Art — Серная печень 200р |
| Весы и некоторые другие расходы (именно в моем случае) — примерно 1.5 тыс.руб. |
|
Я думаю для первой попытки пойдет…
пчел, как оказалось, у меня запас есть
сфокусировано на цветке
фокус на пчеле…
Таким же образом делают покрытия из серебра и золота, отличия в основном химией и материалом анода
и ценой.
Для заинтересовавшихся моим рассказом советую почитать книги «Занимательная гальванотехника», «Гальванотехника в декоративном искусстве» Н.В. Одноралова (в сети есть).
Ну и профильные форумы в помощь…
Если набить руку, можно делать симпатичные сувениры…
-думаю очевидно, что область применения не ограничена изготовлением сувенирной продукции, копированием монет и предметов искусства.
С помощью гальванопластики можно получать довольно сложные и крупные предметы, например медные раковины, мойки необычного дизайна.
Работы одного нашего соотечественника, долгое время подрабатывавшего подобным хобби в штатах.
если кого заинтересует — тут его блог, с некоторыми подробностями производства
На этом ВСЕ!
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
❄ Всем удачи и хорошего предпраздничного настроения! ❆ ☕
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
… а новый год уже не за горами ☃ 
Миниатюрная
безванновая гальваническая установка
В
ремонтной практике можно использовать
маленькую безванновую гальваническую
установку (рис. 1) Она состоит из самодельной
кисти со щетиной (диаметр кисти 20- 25 мм,
корпус ее может быть выполнен из
органического стекла или из пластиковой
трубки, внутрь которой заливается
электролит), регулируемого блока питания
на напряжение 12 В и ток 0,8-1 А или
аккумулятора и соединительного шнура.
Рис.
1. Миниатюрная гальваническая установка
Щетину
кисточки обматывают свинцовым или
луженным медным проводом. Полупроводниковый
диод типа Д303-Д305 устанавливают на корпусе
кисти. Один из проводов вторичной обмотки
трансформатора соединяют с анодом
диода, другой с помощью зажима «крокодил»
(-) с покрываемой деталью. Если у Вас
выпрямитель постоянного тока, то –
подключаем к детали а (+) к кисти. Катод
диода соединяют с проводом обмотки
кисти. Если применяется аккумулятор,
диод не нужен.
Покрываемые детали
тщательно очищают от ржавчины, жира и
грязи, протирают сухой тканью и
обезжиривают в растворе, состоящим из
100- 150 г едкого натра, 40-50 г кальцинированной
соды и 3-5 г жидкого стекла (силикатный
клей) на 1 л объема. В зависимости от
степени загрязнения изделия выдерживают
в обезжиривающем растворе, нагретом до
80- 100° С, от 15 мин до 1 ч. Чем ровнее и
тщательнее очищена поверхность, тем
прочнее будет гальваническое покрытие.
Приготовленную деталь соединяют с
обмоткой трансформатора, в кисть
заливается электролит и включается
питание. Равномерно перемещая кисть в
разные стороны по поверхности детали,
покрывают ее металлом, осаждающимся из
электролита. Для получения покрытия
необходимой толщины необходимо пройти
кистью по одному и тому же месту 20-35 раз.
Электролит доливают в кисть по мере его
убывания. После того как покрытие
нанесено деталь промывают в проточной
воде и полируют в смоченной воде тканью,
затем еще раз тщательно промывают и
сушат. Для каждого вида покрытия
приготовляют специальный электролит,
составленный по следующим рецептам (в
граммах на 1 л раствора):
|
Электролит
|
Электролит
|
|
Электролит
|
Электролит
|
|
Электролит
|
Электролит
|
третье
и т. д., а затем доливают воду до 1 л
объема.
В 200-300 мл дистиллированной
воды растворяют первое по порядку
вещество, потом второе, Необходимо
обязательно иметь в виду, что, хоть
растворы и не содержат сильно ядовитых
компонентов, обращаться с ними во
избежание ожогов и отравления следует
с осторожностью. Применять элементарные
средства защиты очки и перчатки. Растворы
лучше всего хранить в темной стеклянной
посуде с хорошо закрывающуюся
крышкой.
Необходимо учитывать, что не
все покрытия хорошо ложатся на определенные
металлы. Например, для того чтобы покрыть
никелевым покрытием стальную деталь,
ее предварительно покрывают тонким
слоем меди, хромовые покрытия хорошо
сцепляются с никелированной поверхностью.
Подслой меди перед серебрением или
никелированием желательно осадить и
на деталях, сделанных из бронзы. Медные
и латунные детали серебрят без подслоя
меди.
Соседние файлы в папке Гальваника
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Гальваника в домашних условиях
-
Главная
»
-
Гальваника и гальваническое покрытие:…
»
-
Гальваника в домашних условиях
»
Содержание статьи:
- Что нужно знать о гальванике своими руками в домашних условиях
- Выбор покрытия для гальваники своими руками
- Подготовка к нанесению покрытия гальваники в домашних условиях
- Как сделать домашнюю ванну для гальваники своими руками
- Схемы самодельных ванн и гальванических установок
- Техника безопасности при гальванике в домашних условиях
- Защита установок для гальваники в домашних условиях
Известно две разновидности гальваники изделий – гальваностегия и гальванопластика, их можно применять в домашних условиях. В первом случае получается несъемное гальваническое покрытие, которое изменяет характеристики деталей и предметов. В зависимости от преследуемых целей, обработанные в гальванических ваннах изделия приобретают новые свойства: декоративность, хорошую отражательную способность, устойчивость к механическому воздействию и коррозии, износостойкость. С помощью гальванопластики в домашних условиях или на производстве создают точные копии образцов (осажденный слой металла отделяется от матрицы).
Что нужно знать о гальванике своими руками в домашних условиях
Независимо от того, выполняется гальваника на производстве или же гальваника своими руками в домашних условиях, обработка осуществляется в емкости, наполненной токопроводящим раствором.
Предмет помещается между двумя растворимыми или нерастворимыми анодами и подключается к отрицательному контакту. Аноды подсоединяются к плюсовому контакту. Оптимальное соотношение площадей катода/анода – 1:1.
Процесс гальваники запускается при замыкании электрической сети – с этого момента начинается перенос на отрицательно заряженное изделие (катод) ионов металла. В результате этого на предмете образуется покрытие нужной толщины.
Выбор покрытия для гальваники своими руками
Для гальваники в домашних условиях в приоритете решение технических задач (изменение электрической проводимости и антифрикционных свойств, повышение отражательной способности, прочности, устойчивости к коррозии), то применяются серебро, никель, медь. В декоративных целях в гальванике обычно используются драгоценные металлы: родий, золото, серебро, палладий.
Такое разделение очень условно. С помощью серебрения (золочения) удается получить качественное защитное покрытие, устойчивое к агрессивным средам. Меднение также находит применение в гальванике для декора изделий (такое покрытие подвергается дополнительной оксидной обработке).
Практика показывает: серьезно усилить прочность обрабатываемых заготовок путем гальваники поверхности своими руками не получится. Гальваника своими руками в домашней мастерской задача не простая, поэтому работа мастеров в первую очередь направлена на повышение привлекательности предмета.
Подготовка к нанесению покрытия гальваники в домашних условиях
Качество (однородность, прочность) готового гальванического покрытия напрямую зависит от правильности проведения подготовки поверхности к гальванике. Во многих случаях удаления загрязнений и обезжиривания бывает недостаточно – может понадобиться пескоструйная обработка. Иногда требуется шлифовка специальными пастами или наждачной бумагой.
В домашних условиях для удаления жирной пленки и других загрязнений с поверхностей часто применяется спирт и другие органические растворители. Могут также использоваться обезжиривающие растворы.
При подготовке к гальванизации изделий из стали и чугуна применяется раствор, содержащий кальцинированную соду, каустик, силикатный клей (из расчета на 1 л – 50 г, 20 г и 5-15 г соответственно). Температура раствора – 70-90°С. Для очищения предметов из цветных металлов используется раствор гидрофосфата натрия и хозяйственного твердого мыла (по 10-20 г/1 л). При проведении процедуры температура составляет 90°С.
Как сделать домашнюю ванну для гальваники своими руками
В домашних условиях обычно проводятся более простые работы, включающие в себя нанесение на поверхность меди или никеля, поэтому гальваническая ванна с легкостью собирается даже из подручных средств. Но и в этом случае важно соблюдать ряд условий:
- емкость для гальванической ванны должна быть жесткой, устойчивой к химическим реагентам, не пропускающей через себя электричество;
- в помещении для гальваники в домашних условиях должна находиться вытяжка;
- требуется постоянный доступ к чистой воде (даже самый легкий процесс потребует как минимум 5 промывок);
Самый популярный вариант реализации ванны для гальваники своими руками, используемый многими мастерами в домашних условиях — сделать гальваническую ванну из пластиковой канистры. Для этого нужно будет срезать крышку с горловиной, а ее боковины усилить армирующим материалом. На стенки полученной установки по линии среза надеваются уплотнители (для окон или автомобилей). Далее нужно будет закрепить крышку. Финальным этапом будет проделка отверстий для контактных штанг.
Сами штанги для гальваники можно изготовить в домашних условиях из медной шины, диаметр каждой –до 10 мм. В концах с обеих сторон просверливают отверстия, чтобы можно было подключать полюса от источника питания. На расположенные по краям готовой гальванической ванны штанги навешиваются анодные пластины, подключенные к электричеству. На центральную штангу надета катодная деталь, подключенная к отрицательному полюсу. Ток и напряжение определяются, исходя из объема ванны и планируемых к проведению работ.
Схемы самодельных ванн и гальванических установок
Классическая схема гальванической ванны, сделанной своими руками, включает 2 основные операции:
- подготовительный этап;
- гальваническое покрытие металлом;
Подготовительный этап подразумевает подготовку обрабатываемого предмета или детали, которые чистят и обезжиривают. На этапе нанесения гальванического покрытия изделие приобретает «товарный» вид, после этого оно требует тщательной промывки поверхности в холодной, а затем горячей воде.
Сам процесс гальванизации в домашних условиях можно описать следующим алгоритмом. Обрабатываемое изделие подсоединяют к «минусовому» проводу устройства, далее опускают в электролитный раствор. «Плюсовой» провод подключают к аноду, который также опускают в гальваническую ванну.
Техника безопасности при гальванике в домашних условиях
Опасность этого технологического процесса заключается в использовании токсичных химических компонентов. Усложняет ситуацию нагрев электролита до высоких температур. Вредные испарения поражают дыхательную систему, существует риск получения химических ожогов кожи и слизистой.
При операциях в гальванических ваннах и установках, мастер обязан соблюдать технику безопасности:
- Работу необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном хорошей вентиляцией – в мастерской, пристройке, гараже. Требуется обеспечить заземление.
- Глаза нужно защитить очками. Перчатки для рук должны быть достаточно мягкими, но прочными. Также понадобятся клеенчатый фартук и резиновая обувь.
- Нельзя на рабочем месте пить или есть – велик риск оседания на продуктах вредных веществ, которые приведут к отравлению.
- Перед началом работы с гальваническими ваннами и установками в домашних условиях стоит обязательно изучить специальную литературу с доступным описанием особенностей гальваники.
Защита установок для гальваники в домашних условиях
Как уже было ранее отмечено, обеспечение надежной защиты — важнейшее условие, которое позволит избежать многих проблем при проведении гальванотехнических процедур. Если гальваническая ванна была изготовлена из пластика, то дополнительной защиты практически не потребуется. Но если планируются более масштабные объемы работы и ванна для гальваники под электролит выполнена из металла, обязательно нужно будет защитить ее от коррозии, разрушительных процессов при контакте с растворами, а также искажения электрического поля. Сделать это несложно — потребуется провести футеровку установки с применением листовых полимеров посредством горячей сварки.
Гордиенко Анастасия Вадимовна
Автор материалов
Должность: главный технолог ООО «6 микрон»
Образование: высшее
Опыт работы в гальванике: 13 лет
Наш приоритет — индивидуальный подход к каждому заказу и качество выполняемых работ!