Гальваника видео в домашних условиях: Гальваника в домашних условиях: подготовка и варианты покрытий

alexxlab | 25.08.1972 | 0 | Разное

Содержание

Гальваника в домашних условиях: подготовка и варианты покрытий

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

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

Гальваническая лаборатория на дому

Для организации процесса вам потребуется:

Гальваническая ванна своими руками – банка (из стекла или прочной пластмассы, достаточна большая, чтобы поместилось обрабатываемое изделие, термостойкая) с раствором электролита.

Провод, разделенный на анод («плюс») и катод («минус»). При этом аноды должны быть по площади больше, чем обрабатываемое изделие. Они проводят ток в электролит и замещают убыль металла в нем, того, что будет оседать на гальванируемом изделии.
Оборудование для взвешивания, например, точные электронные весы.
Источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подойдет.
Электроплитка с обязательной регулировкой температурного режима.

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

Что нужно для приготовления электролита?

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

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

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

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

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

Как подготовить изделие

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

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

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

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

Техника безопасности

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

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

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

Варианты обработки

Никелирование

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

От вас потребуется:

Приготовить электролит для гальваники, смешав сульфат никеля, натрий, магний, хлористый натрий (поваренная соль) и борную кислоту. Проверьте рН, он должен быть в диапазоне 4–5.

Разогрейте электролит до 25 градусов.
Поместите в емкость изделие и подключите ток 1,2 А/кв. дм.
Примерное время – около получаса.

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

На видео: химическое никелирование.

Хромирование

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

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

Процесс хромирования в домашних условиях выглядит следующим образом:

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

На видео: декоративное хромирование в домашних условиях.

Меднение

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

Сделать гальванику медью дома на черных металлах в домашних условиях невозможно, поскольку для этого используются смертельно опасные цианиды.

Первоначально стальные и чугунные предметы надо никелировать, а затем уже проводить гальванизацию меднением с использованием солей медного купороса, разведенных в серной кислоте. Покрытие медью алюминиевых изделий потребует первоначальной очистки последних от окиси в электролите, содержащем серную кислоту, а потом гальванизируют также, как и сталь.

На видео: гальваническое меднение.

Цинкование

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

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

На видео: оцинковка металла в домашних условиях.

Латунирование

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

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

Каким бы ни был увлекательным процесс гальванизации, повторять его дома без предварительной подготовки не рекомендуется – может быть опасно для жизни.

Оборудование стоит денег, а некоторые необходимые для изготовления электролитов реагенты вы просто не сможете приобрести. Затевать процесс, например, для хромирования одной детали того не стоит – дешевле будет обратиться в специализированные предприятия.

Серебрение и золочение

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

Электролит для серебрения содержит:

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

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

Гальваника золотом — наиболее декоративный метод.

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

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

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

На видео: гальваническое золочение серебряной ложки.

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

Гальванопластика и гальваностегия

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

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

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

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

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

Мастер-класс по гальванике (1 видео)

Предметы с гальваническим покрытием (17 фото)

суть метода, изготовление химических растворов, меднение изделий своими руками

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

Общие сведения

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

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

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

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

Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:

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

Необходимое оборудование

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

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

Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.

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

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

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

Подготовка материала

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

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

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

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

Техника безопасности

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

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

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

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

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

Меднение изделия

Перед началом работ по меднению в домашних условиях нужно подготовить необходимые материалы и оборудование. Надо позаботится об источнике напряжения и постоянного тока. Существует много рекомендаций касательно силы тока, разброс которого может быть большим. Поэтому желательно иметь реостат с возможностью плавной регулировки напряжения и для постепенного завершения процесса. Источником может служить автомобильный аккумулятор или выпрямитель с напряжением на выходе не больше 12 вольт. Для первых опытов будет достаточно обычной батарейки от 4.5 до 9 вольт.

Затем выбирается ёмкость для электролитического раствора, лучше всего из жаропрочного стекла. В любом случае все ёмкости для электролиза должны быть диэлектриками и выдерживать температуру не менее, чем 80 градусов по Цельсию.

В качестве анодов подойдут два больших медных листа. Они должны перекрывать по размеру заготовку. Из химических реактивов потребуются:

Купорос медный.
Кислота соляная либо серная.
Вода дистиллированная.

Меднение в домашних условиях пользуется заслуженной популярностью, поскольку очень хорошо и надежно держится на стальных изделиях. Главное условие — правильно соблюдать технологию процесса.

Имеется два способа нанесения меди на поверхность:

Помещение заготовки в раствор электролита.
Неконтактный способ. В этом случае изделие не погружается в раствор.

Метод погружения

Подготавливается и обрабатывается поверхность изделия при помощи тонкого наждака и щеточки. После этого деталь моется в проточной воде, обезжиривается и еще раз промывается.

Этапы процесса омеднения следующие:

Два медных анода подключают в сеть к положительным контактам и размещают их в стеклянную банку.
К обработанному изделию подводят контакт с отрицательным значением напряжения и свободно подвешивают между анодами.
Подключают реостат согласно электрической схеме для возможности регулирования силы тока.
Подготавливается раствор в правильных пропорциях. На 100 г дистиллированной воды надо 20 г медного купороса и 2−3 г соляной кислоты. Вместо соляной кислоты можно использовать другую.
Раствор выливается в посуду с медными пластинами и деталью таким образом, чтобы они полностью скрылись под поверхностью раствора.
Подключается источник напряжения. Реостатом добиваются необходимой силы тока из примерного расчета 10−15 миллиампер на каждый квадратный сантиметр площади детали.

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

Покрытие медью без погружения

Этот метод интересен тем, что его можно использовать для обработки не только стальных предметов, но и сделанных из других материалов. Например, алюминия и цинка. Порядок процесса следующий:

Из многожильного медного провода изготавливается «кисточка». Конец провода оголяется. Из медных проводков создается подобие кисточки, чтобы затем прикрепить ее к деревянной ручке-держателю.
Второй конец провода подключается к плюсовому контакту электрической цепи.
В широкую ёмкость заливается стандартный электролитный раствор из медного купороса и соляной кислоты.
Предварительно очищенная и промытая металлическая заготовка присоединяется к отрицательному контакту и размещается в пустой ёмкости.
Импровизированная кисточка окунается в раствор электролита и проводится по поверхности заготовки без контакта. Это действие повторяется до получения результата.

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

Обработка алюминия

Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:

Алюминиевую пластинку зачищают и обезжиривают.
Наносят на неё небольшое количество раствора медного купороса.
Подсоединяют отрицательную клемму от источника питания к алюминиевой пластинке. Удачным способом соединения является металлический зажим-крокодил.
Положительный полюс питания подается на медную «щеточку». Это конструкция из медного провода, один конец которого освобожден от оплетки, а медные щетинки образовали кисточку. Зажим от питания присоединяется ко второму концу провода. Сечение провода должно быть от одного до полутора миллиметров.
Медную щетину обмакивают в раствор сернокислой меди и водят на близком расстоянии от поверхности алюминиевой пластинки. При этом нужно стараться не прикасаться щеточкой к заготовке, чтобы не замкнуть цепь.
Омеднение происходит буквально на глазах.
После окончания работы с пластины удаляют остатки не закрепившейся меди и протирают спиртом.

Особенности гальванопластики

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

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

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

Цинкование и серебрение: электрохимическая гальванопластика своими руками

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

«Изменение» металла гальваникой

Что такое гальваника

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

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

Необходимое оборудование

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

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

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

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

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

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

Из чего делать электролит

Для электролита необходимо немало элементов

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

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

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

Особенности цинкования металла

Оцинкованный металл

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

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

Для оцинковки металла есть следующие способы:

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

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

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

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

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

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

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

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

Особенности гальванического серебрения

Серебрение металла своими руками

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео

Оцените статью:

КАДМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА [своими руками в домашних условиях]

[Кадмирование металла] поможет защитить детали из металла от ржавчины, и сделать это можно своими руками в домашних условиях, сэкономив на привлечении специалиста.

В статье вы узнаете, как происходит гальваника, поймете особенности этого процесса и сможете повторить кадмирование самостоятельно, в домашних условиях.

Определение процесса

Кадмирование или гальваника – это нанесение покрытия из кадмия на стальные изделия, используя метод электролитического осаждения.

Этот процесс необходим для того, чтобы защитить покрытие от процессов коррозии, либо для придания деталям более привлекательного вида – с помощью гальваники можно сделать в домашних условиях серебряное или золотое напыление на поверхность детали из металла.

Толщина слоя, создаваемого при кадмировании стали, варьируется обычно от 15 до 25 мкм.

Благодаря тому, что кадмиевое покрытие очень пластичное, его можно использовать для крепежа деталей, имеющих резьбовое соединение, обеспечивая при этом необходимую герметичность во время затяжки.

Чаще всего этот способ используют в сферах судостроения, машиностроения, авиастроения и других, где используется крупная техника. Однако в некоторых случаях этот процесс можно провести своими руками в домашних условиях.

Помимо крупных промышленных сфер, обработка стали необходима для того, чтобы снизить силу движения (крепежа) основных элементов, находящихся в работе.

Обязательному кадмированию металла подлежат все крупные самолетные и корабельные детали из стали, различные аккумуляторы, а также те виды изделия, которые используются в их погодных условиях.

Обработка деталей из стали ( кадмирование) осуществляется посредством электролитов, состоящих из солей кадмия и добавленных коллоидов (в домашних условиях ими выступают клей или желатин) – благодаря смешиванию этих двух компонентов, после процесса обработки вы получите качественное покрытие детали.

Чтобы провести обработку путем кадмирования пкдз и сложных профилей, используют комплексные растворы, в которые обычно входят цианистые соли.

Борфтористоводородные электролиты имеют большую рассеивающую способность, чем их кислые аналоги, поэтому благодаря их использованию, можно получить мелкокристаллическое покрытие с содержанием высокой плотности тока.

Благодаря использованию данных электролитов, вы сможете получить более плотные и устойчивые к деформации крепежа покрытия, в отличие от цианистых.

Такой способ лучше использовать при покрытии деталей, имеющих значительное внутреннее напряжение, к примеру, с помощью пружин, или пружинных шайб.

Также этот способ обработки крепежа деталей допускает использование привычных кислых электролитов, основными компонентами которых является сернокислый кадмий.

На заготовки кадмиевое покрытие наносится следующим образом: электролиты подвергаются электролитическому осаждению с большой плотностью тока.

Чтобы интенсифицировать процесс осаждения, нужно в одно время увеличивать воздействие температуры, а также плотность тока в то время, когда вы перемешиваете электролит.

Основной проблемой при кадмировании деталей из стали может стать образование деформированного, неровного-шероховатого или просто некачественного финального покрытия.

Это происходит из-за того, что электролиты в процессе крепежа защелкиваются в прикатодной зоне, и тем самым теряют свои свойства и, следовательно, качество финального изделия.

Процесс кадмирования

Нанесение кадмированного покрытия на поверхность деталей из стали осуществляется в специальной емкости, которую называют электролитической ванной.

Температура во время процесса должна быть 27 градусов, а плотность тока – 1.6 А/дм.кв.

Минус здесь в том, что такой способ нельзя использовать, если осуществляется локальное осаждение кадмия, т.к. могут возникнуть пригары, если плотность тока будет слишком высокой – все это повлияет на качество конечного слоя покрытия.

Видео:

В домашних условиях проще осуществить другой подобный способ обработки кадмированием деталей из стали, когда электролит включает кадмий, концентрация которого 140-160 г/л, а также борфтористоводородную кислоту, с максимальной концентрацией 35-40 г/л.

Во время нанесения покрытия плотность тогда должна быть 3-8 А/дм.кв.

Недостаток данного способа в том, что интервала, проходящего между концентрацией главных компонентов и плотностью рабочего тока, недостаточно, чтобы наносить покрытие должного качества – из-за этого поверхность может иметь светлые оттенки или полирующиеся осадки.

Наиболее качественным вариантом нанесения покрытия из кадмия заключается в следующем: нужно отмерить в нужных частях борную кислоту, желатин, плюс окись кадмия.

Желатин готовится за день до того, как будет сделан электролит кадмирования.

Для создания нужно смеси нужно засыпать сухой желатин в литр дистиллированной воды, размешать смесь эбонитовым стержнем, оставить смесь на сутки, чтобы она разбухла.

Через сутки из бутылки нужно слить оставшуюся воду и влить литр горячей воды, ее температура должна быть около 70 градусов. Затем смесь нужно снова перемешать, чтобы вода стала прозрачной, и порошок полностью растворился.

В емкость, в которой готовится электролит, нужно влить фтористоводородную кислоту в нужном количестве, а следом за ней – борную кислоту, ее нужно добавлять маленькими порциями и сразу же перемешивать, чтобы не возникало никаких реакций.

Получившийся раствор нужно оставить на 1.5 часа, чтобы дать ему настояться, а также, чтобы химическая реакция полностью завершилась.

После того как жидкость отстоялась, в нее нужно засыпать нужное количество кадмиевой окиси (ее количество нужно просчитать заранее).

После этого раствор снова нужно оставить на некоторое время (будет достаточно получаса).

Видео:

После того как время отстаивания закончилось, в емкость нужно влить желатиновый раствор и добавить дистиллированной воды, чтобы электролит кадмирования получил необходимый для работы объем жидкости, и тщательно перемешать получившуюся смесь с использованием сжатого воздуха.

Перемешивать нужно от 20 до 40 минут.

После этого нужно очистить электролит путем электрохимической очистки, чтобы удалить образовавшиеся в процессе реакции примеси: олово, медь, сурьма, никель и т.д.

Очистить кадмирование электролита можно с помощью тока до 25 А. Очистка проводится продолжительностью не менее трех часов.

Когда все процессы закончены, электролит нужно профильтровать, используя специальную фильтровальную установку.

Кадмирование электролита пкдз достаточно сложный и опасный процесс: пкдз нельзя проводить в закрытом помещении, т.к. соединения кадмия очень токсичны.

Кроме того, защитные качества покрытия деталей из стали после кадмирования пкдз будут значительно хуже, чем, например, после оцинковки. Чаще всего пкдз используют на производстве, где есть соответствующе защитные инструменты.

Для обработки металла в домашних условиях своими руками лучше выбрать другой способ, например, оцинковку.

технологический процесс и необходимое оборудование

Что такое гальваника и с чем ее едят?

Гальваникой называют раздел электрохимии, включающий в себя два подраздела, которые изучают осаждение электролитов на поверхности металла с разными целями. Например, защита от коррозии. В жизни такое же название носит и сам процесс покрытия изделий, например, хромом или медью. В последнее время стала очень популярна декоративная гальваника в домашних условиях, которая приносит немалый доход тем, кто готов поработать.

Что в составе

Гальваника – достаточно размытое определение, включающее в себя несколько процессов, название которых связано с применением различных электролитов. Пример – золочение, т. е. покрытие тонким слоем золота, или хромирование. Также популярно медение и серебрение.

Гальваника в домашних условиях. Возможно ли это?

Декоративное покрытие различных предметов металлом становится все популярнее среди начинающих предпринимателей. Прежде всего благодаря тому, что стартовые вложения сведены к минимуму. Но гальваника в домашних условиях – не самая лучшая идея по одной простой причине: токсично. Лучше подобрать хорошо проветриваемое нежилое помещение. И прочитать соответствующую литературу на эту тему, чтобы быть готовым ко всему.

Необходимое оборудование для гальваники

Все необходимое для первого опыта возможно сделать своими руками или приобрести без особых затруднений. Сам процесс связан с действием силы тока, поэтому необходим блок питания. У него должен быть регулятор напряжения, а сила тока на выходе – один Ампер. Также нужна небольшая ванночка из токонепроводящего, химически стойкого материала, например пластиковый лоток с тонкими стенками. Также домашняя гальваника требует наличия специальной кисточки или ручки, которая представляет собой полую форму, в которую заливается электролит.

Технологический процесс

Гальванические процессы происходят под действием тока. В специальную ванночку устанавливаются два анода и заливается электролит. Обрабатываемую деталь подключаем к «минусу», а аноды – к «плюсу». При замыкании цепи металл, содержащийся в электролите, осаждается на рабочий объект. Приготовление раствора для каждого металла индивидуально, причем пропорции необходимо строго соблюдать, так же как и силу тока, изменение которой может значительно повлиять на процесс.

Гальваника в домашних условиях. Подготовка деталей

Прежде чем приступать к самому процессу, с рабочих объектов необходимо удалить загрязнения. В некоторых случаях достаточно обойтись лишь обезжириванием поверхности, но иногда приходится прибегать к шлифовке и другим более сложным способам.

Домашняя гальваника опасна для здоровья

Химический процесс всегда связан с риском, поэтому необходимо соблюдать элементарные правила безопасности:

позаботьтесь о наличии заземления;
хорошая вентиляция помещения обязательна;
необходимо соблюдать правила личной безопасности при работе с вредными веществами.

В качестве заключения

Помните, что гальваника – очень опасный процесс, связанный с применением активных веществ, которые могут нанести вред вашему здоровью и имуществу. Поэтому внимательно изучите все опасные аспекты и лишь тогда принимайтесь за работу.

Метод цинкования – один из самых распространенных для создания надежной защиты для металла от коррозии. Он отличается простотой и дешевизной. Поэтому такой способ обработки можно выполнять в домашних условиях, для чего необходимо лишь соблюдать определенные условия.

Цинкование как распространенный способ коррозийной защиты металлов

При создании качественных и долговечных металлических покрытий чаще всего применяют именно технологию цинкования. Это объясняется невысокой стоимостью расходных материалов и отличным результатом. Само цинкование происходит по простейшей технологии. Для ее осуществления не нужны дополнительные расходы и много усилий, что позволяет проводить подобную обработку в домашних условиях.

Цинковое покрытие формируется в результате того, что цинк вступает в реакцию окисления с кислородом, находящимся в составе воздуха. В последующем на поверхности обрабатываемого металла образуется прочная защитная пленка, которая ограждает его от негативного воздействия внешней среды.

Цинк является более активным металлом, чем железо или сталь. Поэтому он в первую очередь взаимодействует с кислородом и водой, предотвращая коррозию. Даже если на поверхности изделий из металла присутствует хоть часть покрытия, оно защищает его от разрушения.

Проведение цинкования в домашних условиях

Технологический процесс цинкования подразумевает под собой осаждение катионов металла на аноде. Подобная химическая реакция протекает в ванне с электролитом при воздействии электрического тока.

Где найти электролит

В качестве электролита можно использовать любой раствор солей цинка. Самыми популярными и легкодоступными считаются хлорид цинка и соляная кислота. Также электролит с необходимыми свойствами можно получить методом травления цинка в серной кислоте. Эту реакцию следует проводить очень осторожно. Она сопровождается выделением большого количества тепловой энергии и взрывоопасного водорода.

Травление цинка в серной кислоте с выделением водорода и получением солей цинка

Как получить цинк

Для цинкования в домашних условиях необходимо подготовить цинк, который можно получить следующими способами:

используя обычные солевые батарейки;
плавкие предохранители времен Советского Союза;
любые детали с цинковым покрытием;
чистый металл, который можно найти в соответствующих магазинах, где продаются химические реактивы.

Подготовка к выполнению процедуры

Для создания качественного металлического покрытия следует выполнить несколько подготовительных операций:

подготавливают гальваническую ванну. Ее роль может выполнять любая стеклянная или пластиковая тара;
устанавливают штативы для анода и катода;
электролит не должен содержать в составе нерастворенные кристаллы соли , для чего дополнительно вводят дистиллированную воду;
роль анода выполняет цинковая пластина. Чем больше ее площадь, тем качественнее получится покрытие;
к аноду присоединяется плюс от источника питания. Данных элементов при желании может быть несколько;
к катоду присоединяется минус. На его поверхности будут осаждаться частицы цинка;
катод должен быть очищен от ржавчины и любых загрязнений. Перед обработкой его дополнительно окунают в раствор кислоты;
катод должен находиться на одном расстоянии от анода, чтобы получилось равномерное покрытие со всех сторон;
в качестве источника питания применяют любой аккумулятор или блок питания с постоянным током на выходе;
чем больше сила тока и вольтаж, тем быстрее будет происходить реакция и тем рыхлее получится защитная пленка;
при использовании автомобильного аккумулятора в цепь включают лампочку накаливания до 20 Вт для снижения силы тока.

Устройство для цинкования в домашних условиях

Технология создания цинковой пленки

Для создания качественного защитного покрытия на поверхности металла после проведенных подготовительных операций источник тока подключают к сети, а катод окунают в гальваническую ванну. Данный процесс должен проходить без бурного кипения. Если такое наблюдается, можно заподозрить слишком большую силу тока в системе. Чтобы снизить ее, в электрическую цепь присоединяют несколько дополнительных потребителей.

Постепенно на поверхности катода будет формироваться металлическое покрытие. Чем дольше протекает этот процесс, тем больше будет толщина защитного слоя на металле.

Что нужно для приготовления электролита?

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

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

Как подготовить изделие

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

Техника безопасности

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

Варианты обработки

От вас потребуется:

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

На видео: химическое никелирование.

Хромирование

Процесс хромирования в домашних условиях выглядит следующим образом:

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

На видео: декоративное хромирование в домашних условиях.

Меднение

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

На видео: гальваническое меднение.

Цинкование

На видео: оцинковка металла в домашних условиях.

Латунирование

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

Серебрение и золочение

Электролит для серебрения содержит:

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

Гальваника золотом — наиболее декоративный метод.

На видео: гальваническое золочение серебряной ложки.

Гальванопластика и гальваностегия

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

Мастер-класс по гальванике (1 видео)

Предметы с гальваническим покрытием (17 фото)

Общие сведения

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.

Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:

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

Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Меднение в домашних условиях: алюминия, стали медным купоросом

Меднение – это процесс нанесения на поверхность медного слоя гальваническим способом.

Медный слой придает изделию внешнюю привлекательность, что позволяет использовать прием гальванического покрытия медью в дизайнерских проектах. Также он придает металлу высокую электропроводность, что позволяет подвергать изделие дальнейшей поверхностной обработке.

Меднение можно использовать в качестве основного процесса для создания поверхностного слоя, а также как промежуточную операцию для дальнейшего нанесения другого металлического слоя. К такому способу можно отнести, например, процесс серебрения, хромирования или никелирования.

Меднение можно проводить в домашних условиях. Это дает возможность решить много бытовых проблем.

Гальваника в домашних условиях: оборудование и материалы

Чтобы выполнить покрытие медным слоем самостоятельно, нужно приобрести необходимое для процесса оборудование и материалы.

Прежде всего, нужно подготовить источник электрического тока. Разные домашние мастера советуют использовать силу тока, разброс которой в большом диапазоне. Работа должна проводиться на постоянном токе.

В качестве источника тока можно взять батарейку КБС-Л напряжением 4,5 вольт или новую батарейку марки «Крона» с рабочим напряжением 9 вольт. Можно также вместо нее использовать выпрямитель малой мощности, дающий напряжение не более 12 вольт, или автомобильный аккумулятор.

Обязательным является использование реостата для регулировки напряжения и плавного выхода из процесса.

Для раствора электролита должна быть заготовлена нейтральная емкость, например из стекла, а также пластиковая широкая посуда, имеющая достаточные размеры для размещения в ней детали. Емкости должны выдерживать температуру не менее 80оС.

Также понадобятся аноды, обеспечивающие покрытие всей поверхности детали. Они предназначены для подведения тока в электролитный раствор и его распределение по всей площади детали.

Для проведения гальваники в домашних условиях понадобятся также химреактивы для приготовления раствора:

медный купорос,
соляная или другая кислота,
дистиллированная вода.

Заготовив все необходимое, можно приступать к работе.

Видео:

Меднение стальных изделий

Меднение стали медным купоросом является одним из основных процессов в области гальваники потому, что оно используется для предварительного покрытия медью. Она отличается высокой адгезией к стальной поверхности, в отличие от других металлов, которые не обладают хорошим сцеплением со сталью. Медный слой при соблюдении технологии держится на стальных изделиях прекрасно.

Есть две технологии нанесения покрытия: с погружением изделия в электролитный раствор и способ неконтактного покрытия поверхности медью без помещения в жидкий электролитный раствор.

Меднение путем погружения в раствор

Процесс выполняется с соблюдением следующих этапов:

С поверхности стальной детали удаляется окисная пленка с помощью наждачной бумаги и щетки, а затем деталь промывается и обезжиривается содой с финишной промывкой водой.
В стеклянную банку помещаются две медные пластины, подсоединенные к медным проводникам, которые служат анодом. Для этого их соединяют вместе и подводят к положительной клемме прибора, используемого в качестве источника тока.
Между пластинами свободно подвешивается обрабатываемая деталь. К ней подводится отрицательный полюс клеммы.
В цепь встраивается тестер с реостатом, чтобы регулировать силу тока.
Готовится электролитный раствор, в состав которого обычно входит медный купорос – 20 грамм, кислота (соляная или серная) – от 2 до 3 мл, растворенная в 100 мл (лучше дистиллированной) воды.
Готовый раствор заливается в подготовленную стеклянную банку. Он должен покрыть помещенные в банку электроды полностью.
Электроды подключаются к источнику тока. С помощью реостата устанавливается ток (10-15 мА должны приходиться на 1см2 площади детали).
Через 20-30 минут ток отключается, и деталь, покрытая медью, достается из емкости.

Видео:

Покрытие медью без помещения в электролитный раствор

Такой способ используется не только для стальных изделий, но и алюминиевых предметов и изделий из цинка. Процесс осуществляется так:

Берется многожильный медный провод, с одного конца которого снимается изоляционное покрытие, а проводкам из меди придается вид своеобразной кисточки. Для удобного использования «кисть» закрепляют на ручке — держателе (можно взять деревянную палку).
Другой конец провода без кисти подсоединяется к положительной клемме используемого источника напряжения.
Готовится электролитный раствор на основе концентрированного медного купороса с добавлением небольшого количества кислоты. Он наливается в широкую емкость, необходимую для удобного окунания кисти.
Подготовленная металлическая деталь, очищенная от оксидной пленки и обезжиренная, помещается в пустую ванночку и подсоединяется к отрицательной клемме.
Кисть смачивается приготовленным раствором и водится вдоль поверхности пластины, не прикасаясь к ней.
После достижения необходимого медного слоя, процесс заканчивается, а деталь промывается и сушится.

Между поверхностью детали и импровизированной медной кистью всегда должен быть слой из раствора электролита, поэтому кисть необходимо обмакивать в электролит постоянно.

Меднение алюминия медным купоросом

Нанесение на поверхность меди – отличный способ обновления алюминиевых столовых приборов и других изделий из алюминия, используемых дома.

Меднение алюминия медным купоросом можно провести самостоятельно. Упрощенный вариант для демонстрации процесса – это покрытие медью алюминиевой пластинки простой формы.

На этом примере можно потренироваться. Выполнение процесса происходит так:

1. Поверхность пластинки необходимо сначала зачистить, а затем обезжирить.

2. Затем нужно нанести на нее немного концентрированного раствора сернокислой меди (медного купороса).

3. Следующим действием является подсоединение к алюминиевой пластинке провода, подсоединенного к отрицательному полюсу. Подсоединять провод к пластинке можно с помощью обычного зажима.

4. Положительный заряд подается на устройство, состоящее из оголенного медного провода с диаметром от 1 до 1,5 мм, конец которого распределяется между щетинами зубной щетки.

Во время работы этот конец провода не должен касаться поверхности алюминиевой пластины.

5. Обмакнув щетину в раствор медного купороса, начинают водить щеткой в подготовленном для покрытия медью месте. При этом не нужно допускать замыкания цепи, прикасаясь к поверхности алюминиевой пластины концом медного провода.

6. Омеднение поверхности сразу становится визуально заметно. Чтобы слой был качественным, с окончанием процесса не нужно торопиться.

7. После завершения работы слой меди нужно выровнять дополнительной очисткой, удалив остатки медного купороса и протерев поверхность спиртом.

Гальванопластика в домашних условиях

Гальванопластикой называют процесс электрохимического воздействия на изделие с целью придания ему необходимой формы осаждаемым на поверхности металлом.

Обычно эту технологию используют для покрытия металлом неметаллических изделий. Широко применяют ее в ювелирной области и дизайне бытовых предметов.

Покрытие рабочего изделия должно обладать электропроводящими свойствами. При отсутствии такого слоя сначала предмет покрывают графитом или бронзой.

Основными металлами, используемыми для гальванопластики, являются медь, никель, серебро и хром. Также используют металлизацию поверхностей сплавами из стали.

Гальванопластика в домашних условиях особенно популярна среди мастеров. Чтобы создать нужную форму, с копии делается ее слепок. Для этого используют легко плавящийся металл, графит и гипс.

Видео:

После изготовления формы предмет подвергают покрытию металлом с использованием электролита.

Гальванические покрытия: история, виды, назначение, применение, фото, видео, свойства, гост

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

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

Как появилось гальваническое покрытие?

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

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

Технология гальванизации

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

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

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

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

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

Далее рассмотрим технологию гальванизации.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды гальванических покрытий

В современном мире для гальванического покрытия могут быть использованы различные металлы. Они дают тонкую пленку, которая обладает надежной защитой.

Сегодня выделяют:

Гальваническое покрытие медью

Данная процедура получила название медирование. Благодаря меди можно создать на поверхности самых разных металлов прочную защитную пленку. Чаще всего для проведения данной процедуры использует медный купорос.

Гальваническое покрытие золотом

В настоящее время большое распространение получила процедура золочения. Она заключается в том, чтобы раствором покрыть металлическую поверхность придания ей боле дорого внешнего вида и для защиты от появления коррозии.

Гальваническое покрытие хромом

Обработка металлов хромом делает их более прочными и устойчивыми к условиям, которые предлагает агрессивная внешняя среда. Благодаря данному элементу на поверхности образуется тонкая пленка, которая обладает защитными и эстетическими качествами.

Гальваническое покрытие серебром

Нередко в промышленных условиях применяется серебрение. При этом на поверхности металлов появляется серебристая пленка, которая придает металлам немалое количество полезных характеристики. К тому же покрытые серебром изделия всегда выглядят дорого.

Гальваническое покрытие никелем

Покрытие данным элементом обладает экономичностью. Использование данного метода обработки металлов является оптимальным для придания металлическому материалу устойчивости к внешним воздействиям окружающей среды.

Гальваническое покрытие цинком

Данная процедура получила названием цинкование. Благодаря ней на поверхности металлов образуется тонкая пленка цинка, которая предотвращает образование ржавчины. К тому же такое покрытие придает блеск изделиям.

Гальваническое покрытие оловом

Олово применяется для нанесения на такие металлы, как: алюминий, цинк, сталь и медь. Оно придает им прочность и твердость.

Гальванические покрытия ГОСТ

Таблица. Способы обозначений покрытий определены ГОСТ 9.306-85

Вид покрытия	Обозначение покрытия
Вид покрытия	По ГОСТ 9.306-85	цифровое
Цинковое, хроматированное	Ц.хр	01
Кадмиевое, хроматированное	Кд.хр.	02
Многослойное: медь-никель	М-Н	03
Многослойное: медь-никель-хром	М-Н-Х	04
Окисное, пропитанное маслом	Окс. прм.	05
Фосфатное, пропитанное маслом	Фос. прм	06
Оловянное	О	07
Медное	М	08
Цинковое	Ц	09
Серебряное	Ср	12
Никелевое	Н	13

Свойства гальванических покрытий

По своей функциональной особенности гальваническая обработка может иметь следующие физические свойства:

Защитное. Поверхности обрабатываются для исключения коррозионных процессов, увеличения сопротивляемости процессам трения. Такие покрытия применяются с целью повышения эксплуатационных характеристик различных металлических изделий.
Декоративное. Применяется в ювелирной промышленности для улучшения внешнего вида элементов декора или фурнитуры.
Декоративно-защитные. Применяются для обработки металлических изделий различного назначения, универсального использования.

Существующий ГОСТ регламентирует минимальную толщину покрытий с учетом конкретных условий эксплуатации. Различаются следующие условия эксплуатации:

Очень тяжелые. Металлические изделия работают в средах с агрессивными химическими соединениями и при высоких температурах.
Тяжелые. Условия эксплуатации отличаются длительным контактом с водой, возможно кратковременное воздействие различных неагрессивных химических соединений.
Умеренные. Условия пользования металлических изделий обыкновенные, нанесение гальванических покрытий может выполняться традиционным наиболее дешевым способом.
Легкие. В таких условиях работает бижутерия, изделия из драгоценных металлов и т. д.

Виды оборудования

Гальваническое оборудование подбирается с учетом особенностей покрытия, количества деталей и конечных требований к качеству поверхности. Наша компания изготавливает пластиковые ванны, которые используются для подготовки растворов, удаления с поверхностей различных типов загрязнений и гальваники. Предусматривается возможность монтажа специального дополнительного оборудования для автоматизации технологических процессов. При этом потребитель может давать свои технические условия, гальваническое оборудование будет изготовлено с учетом его пожеланий.

Кроме ванн во время созданий гальванических покрытий применяются подогреватели, вентиляционные системы рабочих мест и производственных цехов, электрическое оборудование для получения токов заданной величины, таймеры и контроллеры. В зависимости от комплектности линии гальваника может выполняться в ручном или автоматическом режимах.
Виды покрытий сталей и сплавовВ зависимости от назначения деталей и изделий, особенностей процесса и химического состава ванны покрытия могут быть нескольких типов.
МеднениеГальваническое покрытие медью значительно улучшает внешний вид поверхности сталей, под воздействием кислорода медь окисляется и покрывается темным налетом. Важное условие качественного покрытия – отсутствие глубоких пор. Медные покрытия часто применяются в качестве подложки под никелирование. Медь можно окрашивать химически, метод предполагает применение различных элементов.

Гальваническое покрытие происходит в цианидных и сульфатных ваннах. Первые ванны отличаются высокой токсичностью, но получили широкое распространение из-за дешевизны и простоты технологии. В современных ваннах есть возможность достигать высокой концентрации меди, за счет этого ускоряется скорость осаждения.

Табл. №2. Зависимость толщины меди от плотности тока и времени

Примерные составы цианидных ванн для омеднения

Составы цианидных ванн

Электролит для цианидных ванн нужно готовить в запасных пластиковых ваннах, компоненты вносятся согласно технологической схеме по очереди и перемешиваются до полного растворения. Если во время гальванического покрытия на поверхности анодов появился темный налет, то это следствие загрязнения состава ванных молекулами свинца. Свинец необходимо удалять электролитическим методом.

Сульфатные ванны дают возможность достигать 100% выхода по току, их легко приготавливать и обслуживать, они значительно безопаснее цианидных.

Первая ванна универсального использования, вторая применяется для омеднения печатных схем и деталей с металлическими отверстиями. Не допускается наличие в ванных органических примесей, они вызывают хрупкость слоя. Для очистки растворов применяется активированный уголь, состав ванны пропускается через специальный фильтр с этим очистителем.
НикелированиеОчень распространенные виды гальванических покрытий, имеют отличный вид поверхностей, отличаются высокими показателями физической и коррозионной устойчивости. Никель наносится на сталь катодным методом, технология не допускает образования пористости. Ванны состоят из сульфата никеля, хлорида никеля и борной кислоты.

Во время гальванического покрытия операторы должны постоянно контролировать показатели кислотности при помощи ареометров или индикаторной бумаги. При обнаружении отклонений от заданных параметров кислотность ванны должна немедленно восстанавливаться.

После длительной работы в запыленных цехах в ванну попадает пыль, оседая на поверхностях металла, она придает ему шероховатый вид. Для недопущения подобных явлений электролит должен постоянно очищаться от механических примесей, гальваника должна происходить только в чистом растворе.

Один из наиболее распространенных дефектов поверхностей – питтинг, микроуглубления, возникающие в результате прилипания атомов водорода. Для минимизации рисков появления таких дефектов ванны вначале нагревают до высоких температур и дают некоторое время для выстаивания. За этот период прекращается выделение водорода. Затем электролит охлаждается до рабочей температуры и в него погружаются детали. На образование питтинга оказывает влияние и состояние подложного слоя на металле. Для уменьшения этого влияния в ванну добавляют смачивающие или окисляющие вещества, поверхность деталей становится более восприимчивой к равномерному покрытию.

При необходимости никелевые покрытия снимаются в ванных с серной кислотой. Для понижения риска затравливания в раствор добавляется глицерин в расчете 50 г/л.
ХромированиеСамо гальваническое покрытие хромом не создает антикоррозионной защиты, в связи с этим создаются промежуточные слои из никеля или никель-меди. В зависимости от использования деталей покрытие может быть декоративным, функциональным или защитным, толщина функциональных покрытий может достигать 1–2 мм. Хромовая гальваника имеет широкое распространение в автомобильной промышленности, во время изготовления форм для литья пластика, при производстве различных инструментов и т. д.

Основой ванны для хромирования поверхностей является хромовый ангидрид, в качестве катализатора используется серная кислота. Количество хромового ангидрида в пределах 0,8–1,2%, серной кислоты 2,5 г/л. Кроме классических ванн, имеющих сульфатный катализатор, металлические изделия могут хромироваться в ванных с кремнийфтористоводородной кислотой. Такие ванны обладают саморегулирующими свойствами, что значительно упрощает технологический процесс покрытия. Недостаток – высокая агрессивность электролита, все гальваническое оборудование должно изготавливаться из особо устойчивых пластиков. Процессы могут протекать только при выполнении существующих требований по качеству материала изготовления.

Еще одна проблема таких ванн – высокая токсичность. Во время покрытия следует строго придерживаться правил техники безопасности. На производстве в обязательном порядке монтируется эффективная система вентиляции и очисти отработанных технологических жидкостей.

Рекомендуемая плотность хромового ангидрида при t°=+15°С

Для снятия хромовых покрытий используются ванны с 50% хлорной кислотой, после промывки поверхности их можно повторно покрывать слоем хрома.
ЦинкованиеНаносятся как с целью антикоррозионного, так и декоративного покрытия. Для технического процесса требуются цианидистые соединения, что вызывает трудности в связи с их высокой агрессивностью и опасностью для окружающих. В состав ванн входит едкий натр, цианид натрия и оксид цинка.

Первая ванна характеризуется хорошей кроющей способностью, но низкой производительностью, вторая наоборот, отличается повышенной производительностью, но недостаточной кроющей способностью. Во время длительного использования электролитов в растворе повышается содержание CO₂ и карбоната натрия в результате значительно ухудшаются показатели электропроводности. Удаление избытков компонентов делается вымораживанием. После понижения температуры до -2–3°С вещества оседают на дно и удаляются, а водород выводится естественным путем.

Толщина цинковых покрытий в зависимости от плотности тока и времени выдержки

Если возникает технологическая потребность увеличить концентрацию едкого натра и цинка, то в ванну добавляется оксид цинка. Наличие черного налета на анодах указывает на предельно низкую концентрацию цинка в ванне. Гальваническое покрытие цинком делать запрещается до восстановления требуемой концентрации всех компонентов.

Обильное выделение газов на поверхностях металлических изделий указывает, что процесс происходит при большой концентрации цианида и требует оперативного вмешательства оператора. Наличие органических загрязнений становится причиной появления на поверхности покрытия темных пленок. Загрязнений удаляются пергидролем с последующей промывкой в чистой воде. Недостаток высокоцинковыанных деталей – повышенная хрупкость. Для уменьшения рисков возникновения проблемы процесс обезжиривания должен исключать протравливание.
КадмированиеВ настоящее время применяется редко в связи с неудовлетворительными по существующим меркам эксплуатационными характеристиками. В состав ванны входит цианид натрия и солей кадмия.

Примерный состав ванны для кадмирования

В первой ванне получают блестящие слои, во второй матовые. Ванны работают при комнатных температурах, увеличивать нагрев электролита с целью ускорения покрытия не рекомендуется. На избыток карбонатов указывает образование на поверхности стали кристаллов.

Большое значение имеет чистота электродов, если они не отвечают требованиям, то на поверхности появляется трудноудаляемый шлам. Бракованные покрытия снимаются растворами, содержащими нитрат аммония или в концентрированной соляной кислоте. В большинстве случаев кадмиевые покрытия закрываются хромом, такая технология имеет широкое применение в промышленных масштабах.

Лужение

Олово хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям и надежно защищает металлические поверхности от коррозионных процессов, на сплавах меди образует устойчивое анодное покрытие. Недостаток – во время хранения металл темнеет. Для лужения применяются кислотные и щелочные ванны. В качестве дополнительного компонента используется едкий натр.

Качество во многом зависит от точности соблюдение параметров. Из ванны запрещается вынимать сразу всю загрузку, а только частями с одновременным добавлением новых изделий. За счет такой технологи аноды длительное время содержатся в удовлетворительном состоянии.

Зависимость толщины олова и времени и плотности тока

По цвету ванна должна быть светло-серой, потемнение указывает на неправильную эксплуатацию электродов. В таких растворах запрещается продолжать гальваническое покрытие, необходимо добавлять пергидроль.
СеребрениеБлагородный металл, но по своим физическим показателям значительно уступает вышеперечисленным покрытиям. Для технологического процесса используются цианидные ванны, главным компонентом является соль серебра, в качестве катализаторов применяются цианиды натрия или калия. Для улучшения показателей применяется предварительное серебрение, за счет такой операции повышается коэффициент адгезии металла с покрываемой поверхностью.

Составы ванн для серебрения и параметры процесса

Детали из стали необходимо предварительно активировать с помощью покрытия тонким никелевым слоем. Шероховатость поверхностей объясняется наличием в электролите механических примесей, ванну рекомендуется периодически очищать.
ЗолочениеДорогое гальваническое покрытие, применяется во время изготовления бижутерии, ювелирных изделий или ответственных электронных плат. В зависимости от химического состава ванн можно получать цветное, твердое и низкокаратное золочение. Обработка изделий производится в цианидных или слабокислых ваннах.
Покрытие поверхностей сплавамиЭлектролитические покрытия сплавами в настоящее время получают широкую популярность в связи с возросшими требованиями по качеству изделий и деталей. Осаждение сплавами – очень сложный процесс, требующий специального оборудования и высококвалифицированных сотрудников.

Получение гальванического покрытия в домашних условиях

Для нанесения гальванических покрытий не обязательно обращаться в специализированные фирмы. Их можно получить и в домашних условиях, но при наличии знаний процесса электролиза, наличия необходимых материалов и оборудования.

Источником питания в данном случае может быть выпрямитель электрического тока, который оснащен регулятором выходного напряжения. В качестве гальванической ванны можно использовать любую пластиковую или стеклянную емкость. Но к ней есть несколько требований: она должна быть прочной, выдерживать температуры до +80 °C, вмещать обрабатываемую деталь и необходимое количество электролита.

При выборе анодов важно помнить, что их площадь должна быть больше, чем у покрываемой детали.

Для нагрева электролита до нужной температуры можно использовать небольшие электроплитки.

Единственная сложность при гальванизации в домашних условиях – это приобретение химических компонентов для электролита. Организации, занимающиеся производством и продажей таких компонентов, требуют от покупателей соответствующие разрешительные документы.

Для создания декоративных покрытий в свободном доступе можно приобрести специальные для таких целей вещества.

Хранить реактивы и готовую смесь следует в стеклянной посуде с притертыми крышками.

Выполнять работы рекомендуется в нежилых помещениях: гараже, мастерской и т.п. При этом потребуется заземлить оборудование и обеспечить вентиляцию.

Назначение гальванического метода

Гальванику металла на поверхности используют для придания им свойств конкретного материала (серебро, золото, никель и т.д.). Либо если из этого материала невозможно изготовить предмет, а также если цена будет неоправданно высока.

Например, нанесение хрома придает твердость и антикоррозионные свойства простой стали. Эта технология широко применялась для покрытия деталей и механизмов станков. Хром кроме твердости, дает зеркальный блеск, и обеспечивает хорошую защиту от коррозии. Хром твердый, но хрупкий металл, и изготовление из него деталей и предметов не возможно. Нанесение его на поверхность гальваникой хорошая тому альтернатива, а также возможность использовать свойства хрома в обиходе.

Процесс гальваники проводят в специальных ваннах. Туда заливается электролит, содержащий соли того металла, который осаждается на поверхности обрабатываемой детали. По сравнению с прочими методами, технология гальваники имеет преимущества. При применении, например, пульверизатора или иных приспособлений для распыления (очень многие организации выдают такой метод металлизации за гальванику) невозможно добиться идеально ровного покрытия, качественной адгезии и получить на поверхности свойства металла. Обычно путем распыления наносят непроводящий полимерный слой, проще говоря, краску, либо тонкий серебряный слой (реакция серебряного зеркала см. школьную программу), а сверху прозрачный или калорированный лак. Процесс гальваники позволяет получать равномерное, плотное, хорошо адгезированное покрытие, обладающее всеми свойствами осажденного металла.

Суть технологического процесса

Гальванику применяют для получения толстых технических и тонких декоративных слоев металла. Функции гальваники определяются не слоем, который наносят на поверхность, а его характеристиками: толщиной, подслойкой, подготовкой (травление, полировка).

Метод гальваники достаточно прост:

Обрабатываемая деталь тщательно осматривается на предмет имеющихся покрытий и состояния поверхности.
Проводятся процедуры обезжиривания, травления и активации поверхности детали.
Подбирается состав жидкого электролита, в который будет погружено изделие.
В специальную ванну, к которой подсоединено один или два анода, заливается электролит.
В нее опускается деталь, подсоединенная к катоду.
Запускается электрический ток.
Под его воздействием частицы солей металла направляются к отрицательно заряженному изделию.
На всей поверхности изделия тонким равномерным слоем оседает металл.
После завершения гальванического процесса прекращается подача электрического тока, изделие извлекается, тщательно промывается и сушится, при необходимости дополнительно обрабатывается.

Технология гальваники несложная, но требует наличия специального оборудования, достаточной квалификации исполнителей.

Гальванический метод используют для придания механизмам, контактным группам или поверхностям, свойств наносимого металла. Например, нанесение драгоценных металлов (золото, палладий, родий) на электрические контакты, используют для придания химической стойкости, а также сохранения постоянного сопротивления. При этом видовые характеристики не важны. Конечно, необходимо соблюдать заданную зернистость покрытия, но эта проблема появляется на толщине нанесения металла более 20 микрон. Толстая гальваника дает высокую износостойкость и беспористые металлы, значит реакционные свойства основного материала можно не принимать в расчет.

Технические покрытия гальваникой Никелем делают для агрегатов, предметов которые испытывают на себе постоянное механическое воздействие. Никель — твердый недорогой металл. Его наносят на стальные изделия, которым требуется защита от коррозии.

Часто встречаются покрытия-смазки, при нанесении которых не столько учитываются химические характеристки самого металла, сколько необходимо обеспечить, например, плотную притирку деталей, но по какой-то причине нельзя использовать смазочные материалы. Это оловянные, свинцовые, индиевые покрытия. В данных случаях толщина нанесения лежит в пределах от 30 до 50 микрон.

Наша организация — ООО «6 микрон» оказывает услуги по нанесению технических покрытий, оборонным предприятиям, предприятиям космической, авиационной отрасли, электронной промышленности.

Часты случаи, когда металлы наносятся только в декоративных целях или для придания цвета (золото, серебро и т.д.), без запросов по твердости или плотности.

Гальванический метод

Гальванический метод нанесения покрытий применяется в следующих отраслях деятельности:

Обработка изделий от коррозии;
Покрытие деталей и узлов сложных станков, оборудования;
Обработка бижутерии и ювелирных украшений;
Обеспечение паяемости и смачиваемости поверхности деталей;
Придание антиокислительных и декоративных свойств поверхности (в основном, драгоценные покрытия).

Если в сфере машиностроения, автомобилестроения, производства металлоконструкций требуются большие промышленные гальванические ванны, то при производстве и гальванике ювелирных украшений и контактных групп используют компактное оборудование.

Ювелирные предприятия составляют число постоянных клиентов нашей организации. Производство украшений из драгоценных металлов и ювелирных сплавов периодически требует нанесения защитного или декоративного слоя гальваники на поверхность. Например, бижутерные сплавы, покрытые слоем настоящего золота в несколько раз вырастают в цене, при этом себестоимость украшений сравнительно невысока. Этим часто пользуются владельцы громких имен, выпуская коллекции бижутерии в золотом или родиевом покрытии при том что цена покрытых сережек часто сравнима с ценой на серьги сделанные из чистого золота.

Требования к электролитам и результату обработки на ювелирном предприятии очень высоки: необходимо выдерживать класс поверхности, оттенок нанесенного металла, толщину его нанесения. Обычно в ювелирных, а также декоративных целях толщина нанесения не превышает 2 микрометров, поэтому перечисленные требования выполнимы.

В сфере нанесения декоративных покрытий на ювелирные украшения, ООО «6 микрон» сотрудничает с заводами из Московской области, Санкт-Петербурга, Костромы, Калининградской области, а также других субъектов Российской Федерации.

Для нашей организации обширная область деятельности – нанесение гальваники на сувениры, подарки, предметы обихода. Подарить сувенир, покрытый золотом или серебром, сделать гальванику старинных часов, восстановить ее на антикварной посуде – все это наши ежедневные услуги. Например, в подарок строителю делают золотую каску, а хоккеисту – золотую шайбу. Список идей тут ограничивается только человеческой фантазией. Любую вещь можно обработать гальваническим золотом — получить оригинальный сувенир или памятный подарок. Золочение выполняется только золотом пробы 999. Гальваника единственный способ нанесения настоящего золота или серебра.

Также, клиенты обращаются к нам с целью получения красивого химически стойкого покрытия сантехники – смесителей, кнопок, рычагов, вентилей.

Последние 5 лет гальванику также часто применяют для золочения украшений из настоящих древесных листиков, цветов, веточек. В недавнее время эта идея стала популярна и запросы на такую работу поступают все чаще.

Предварительный осмотр детали

Перед началом работ эксперт проведет предварительное обследование, оценивая размер, форму, геометрию изделия, наличие декоративных элементов, гравировки, рельефных деталей. Состав металла тоже важен.

На основе полученных сведений подбирается состав электролита. С заказчиком заранее оговаривается точная толщина гальванического слоя. Чем толще будет покрытие, тем дольше оно прослужит, тем значительнее расходы на обработку и, следовательно, выше стоимость работы.

При необходимости металл дополнительно обезжиривается и чистится. Полировка возможна только в небольшом объеме и только на простых деталях. Если необходимо получить зеркальное покрытие на изделии, нужно предварительно его отполировать у ювелира или самостоятельно. Только таким способом можно получить идеально ровное гальваническое покрытие. Целостность изделия при нанесении гальванического покрытия не нарушается. Если деталь сложная, то обязательно требуется разборка на отдельные детали до процесса гальваники.

Часто до начала самого процесса нанесения металла требуется провести предварительную механическую её обработку. Это необходимо, так как наносимый металл полностью сохраняет структуру поверхности, которая была до обработки. Поэтому если нужно проводить полную реставрацию поверхности, заранее оговариваются дефекты, уточняем что можно поправить, а что останется после обработки.

Тщательность механической обработки поверхности зависит от глубины дефектов (царапин, ударов, шлифовки, коррозионных каверн и т.д.). Механическая обработка (от грубой к тонкой обработке):

пескоструйная обработка;
шлифовка;
крацовка;
полировка.

После механической обработки приступают непосредственно к самому нанесению металла на поверхность, то есть непосредственно к электрохимии. Технологическая карта гальванического процесса пишется в зависимости от исходного материала и финишного покрытия.

Большое значение имеет последовательность действий и время между ваннами. Всю линейку гальваники необходимо пройти без длительных перерывов.

Подготовка электролита для гальваники

Состав электролита подбирают индивидуально. Эксперты учитывают следующие особенности:

тип формируемого покрытия;
его толщина;
материал обрабатываемого изделия.

Для каждого изделия, попадающего на гальваническое производство состав раствора индивидуален, или даже разрабатывается новая рецептура.

Присоединение электродов

К ванне и изделию подсоединяют электроды для запуска электрического тока. Положительная клемма подключена к анодам, а обрабатываемая деталь – к отрицательной клемме. После запуска гальванической системы через электролит проходит электрический ток, поэтому катионы металла налипают на поверхность отрицательно заряженного изделия. Металл, который содержится в электролите, ровным однородным слоем оседает на детали. Два анода применяют, чтобы обработать поверхность с обеих сторон одновременно. Это очень упрощенная, но верная схема гальванического процесса.

Гальванический процесс

Система запускается через источник постоянного тока с регулировкой уровня входящего напряжения или тока. Чем дольше длится воздействие электрического тока на электролит и изделие, тем толще становится слой защитного покрытия. Иногда деталь обрабатывают несколько раз, в зависимости от конкретной технологии и конечной задачи от клиента.

Важна температура электролита. Иногда используется дополнительное нагревательное устройство, которое погружается в гальваническую ванну или находится вне ее.

Строгие требования предъявляют к помещению, где проходит обработка. Обязательное условие – эффективная вентиляция, проточная вода и пожарная безопасность. Работы проходят в лабораториях компании «6 микрон», которые специально оборудованы для выполнения таких заданий. Здесь созданы оптимальные микроклиматические условия, поддерживается требуемая температура и влажность воздуха. Эксперты работают в специальных защитных костюмах. Технология гальваники металла досконально изучена представителями научно-производственного предприятия.

Стадии процесса гальваники

- химическая гальваническая очисткаХимическая очистка проводится для удаления остатков полировальных паст, масел, жира с пальцев рук и т.д. Операция очистки проводится химическим, либо электрохимическим способом. Выбор способа очистки зависит в основном от формы детали. Простые формы обрабатывают под током, сложные формы с большими внутренними полостями, отверстиями и вогнутыми поверхностями обрабатываются химически.Главный показатель правильно проведенной очистки – полная смачиваемость поверхности. Плохая очистка поверхности самая значимая ошибка гальванических процессов.
- травлениеПроцедура травления проводится для улучшения адгезии к поверхности металла. Травление также проводится как химическим, так и электрохимическим способом.Процедуру травления не применяют для зеркальных поверхностей, так как по классу поверхности деталь после травления будет хуже, чем была изначально. Гальваника в некоторых случаях компенсирует травление, но это скорее исключение, чем правило.
- нанесение подслойной гальваники

Гальваника работает по строгим законам и требует соблюдать очередь нанесения. Так, например, медь и золото необходимо разделять слоем никеля во избежание диффузионных процессов золота в медь. Кроме того, данные подслойки требуются для повышения блеска самой поверхности, повышения адгезии и наращивания габаритных размеров детали.

Линейка различных подслоев часто представляет из себя так называемый классический гальванический пирог, состоящий, например, из таких прослоек как никель-медь-никель.

Во многих случаях эта универсальная схема требует корректировки и доработки.

На производствах технологические карты расписываются для каждого процесса индивидуально, с указанием рабочих режимов, временем выдержки и последовательностью операций.

Получение новых изделий требует разработки индивидуальной технологической карты. В этом заключается основная сложность небольшого гальванического производства – разноплановые изделия требуют ежедневной работы по настройке процесса.

Исправление ошибок в 90 процентах случаев подразумевает полную очистку от некачественно нанесенных элементов. Причем чаще всего это приходится делать механически, химический способ снятия имеет в гальванике ограниченное применение.

Гальванические технологии

В гальванике широко распространен метод гальванопластки. При этом изделие, погружаемое в гальваническую ванну, выступает в роли негатива, то есть покрытие растет не на рабочей стороне изделия а на задней, обратной стороне. На форму из непроводящего материалы осаждается слой металла, чаще всего это медь.
Толщина меди может достигать 2 мм, обычно такого запаса по прочности не требуется и в среднем, в гальванопластике растят покрытия до 1 мм. После отделения матрицы от созданного слоя получают его точную копию. Таким способом создают точные копии окладов, медали, панно, декоративные элементы.

Узнайте, как гальванизировать медь

Что вы делаете:

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

Что случилось:

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

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

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

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

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

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

Гальваника позволяет реализовать множество проектов!

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

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

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

ЭЛЕКТРОПОЛИРОВКА дома на Vimeo

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

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

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

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

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

Сообщество Steam steamcommunity.com/groups/kitguruofficial

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

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

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

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

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

# гальваника # моддинг #pcmods

Как работает гальваника – Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 28 июля 2020 г.

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

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

Что такое гальваника?

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

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

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

Фото: Серебряные столовые приборы дороги и тускнеют; нержавеющая сталь с хромовым покрытием – хороший заменитель для многих людей.Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем изнашивается, как вы можете видеть в коричневатой области ручки этого пирогового сервера. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным признаком гальваники: это гальваническое никелевое покрытие.

Как работает гальваника?

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

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

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

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

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

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

Можно ли гальванизировать пластмассы?

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

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

Как на пластмассы наносят гальваническое покрытие?

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

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

Зачем нужна гальваника?

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

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

Насколько толсто гальваническое покрытие?

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

Узнать больше

На этом сайте

Мероприятия

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

Видео

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

Книги

Для читателей постарше

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

Для младших читателей

Лучше всего подходят для детей 9–12 лет, но эксперименты можно адаптировать для детей старшего и младшего возраста.

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

Статьи

Современная обшивка

Исторические статьи из архивов

Патенты

Чтобы получить более подробную техническую информацию, стоит обратить внимание на:

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

Гальваника 101: Как работает металлическое покрытие

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

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

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

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

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

Вебинар

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

Посмотреть вебинар сейчас

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

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

Латунь
Кадмий
Хром
Медь
Золото
Утюг
Никель
Серебро
Титан
Цинк

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Гальваника – это эффективный способ добавления косметической металлической отделки к товарам клиентов, скульптурам, статуэткам и произведениям искусства. Многие производители также выбирают гальваническое покрытие подложки, чтобы создавать более легкие детали, которые легче и дешевле перемещать и перевозить.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Гальваника также может использоваться для создания нестандартных деталей для концептуальных автомобилей. Например, VW объединился с Autodesk для создания колпаков для своего концептуального автомобиля Type 20. Прототипы колпаков были напечатаны на 3D-принтере, а затем на них нанесено гальваническое покрытие.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Советы и подсказки по гальванике

Этот раздел будет содержать полезные бит информации о гальванике и общей реставрации. Они расположены в алфавитном порядке.

Если у вас есть хорошие советы и хитрости, пожалуйста, свяжитесь с нами, и мы добавим их ниже.

Активация:

Активация металлической поверхности перед нанесением покрытия является одним из наиболее важных этапов процесса нанесения покрытия. часто упускается из виду!

Активация – это удаление оксидный слой, который образуется на поверхности металла стандартным кислотным металлом химическая реакция, при которой ионы водорода забирают электроны у оксидов металлов, чтобы сформировать водород и соли металлов.

Процесс активации ‚который на основе кислотной активации или кислотного рассола ‚также удаляет любые щелочные мыла которые остаются на поверхности после щелочной очистки. Оба щелочных мыло и оксиды вызывают появление пятен и могут вызвать отслоение покрытия, расслоение и образование пузырей.

Мягкие металлы, такие как цинк, медь, бронза и латунь легко активируются с помощью простого процесса травления или кислоты активация, такая как наши сухие кислотные соленые соли. При активации мягких металлов особенно важно промыть очень хорошо после процесса кислотного травления, чтобы удалить все следы кислоты.Если ополаскивание не является тщательным ‚видны пятна, как правило, на края предмета.

Более твердые металлы, такие как нержавеющая сталь, никель, имитация хрома и стали, также можно активировать кислотным травлением, но время погружения будет больше, а концентрация рассол будет выше.

Другой способ активировать некоторые из Для более твердых металлов необходимо использовать обратный ток после кислотного травления. Это делается путем изменения полярности в гальваническом резервуаре всего на 30 секунд. перед нанесением покрытия.Металлы, которые выигрывают от этого типа активации, – это никель ‚ Реплика из хрома и нержавеющей стали. Если используется текущий процесс разворота ‚ предметы должны быть протравлены и хорошо промыты перед помещением в гальваническую емкость. Делать не используйте этот тип активации дольше 30 секунд!

Перемешивание – еще одна важная часть процесса нанесения покрытия, которая часто упускают из виду домашние тарелки. Верно сказать, что для мелких деталей вы можете часто все равно получаются хорошие результаты и без этого, но в целом перемешивание улучшает качество конечных результатов.Перемешивание помогает удалить материалы от поверхности металла, увеличивая потенциал электрода, делая покрытие более эффективен, а также помогает предотвратить накопление загрязнений на поверхности слой.

Цинкование дает лучшее результаты при взбалтывании, но все типы покрытия резервуара выиграют от некоторых форма взбалтывания при гальванике. При перемешивании во время меднения убедитесь, что ваши аноды завернуты или находятся в анодных пакетах. Растворение медных анодов вызывает осаждение более крупных частиц в электролите, без анодных мешков и при перемешивании эти частицы будут оседать на ваших предметах, вызывая тусклый и зернистый вид.

Есть два основных метода, которые могут применяться воздушные и механические.

Air – один из самых дешевых способов перемешивать электролит во время нанесения покрытия. Самый простой способ использовать воздух для взбалтывания это использовать небольшой воздушный насос и пластиковую трубку. Небольшое количество кремния будет удерживать пластиковую трубку на дне резервуара. Тебе понадобится чтобы опорожнить и очистить резервуар, прежде чем вы установите силиконовую трубку на место. Для больших резервуаров или если больше воздуха необходимо перемешивание, тогда вам понадобится насос большей производительности.Опять же, аквариум насосы можно купить разных размеров с разной производительностью воздуха и вы можете добавить к нему воздушный камень, чтобы получить сильное волнение. если ты хотите сделать свою собственную пузырьковую стенку из воздушной трубки, а затем заблокируйте конец воздушную трубку и просверлите в ней отверстия диаметром 2 мм возле заблокированного конца примерно на 1 см раздельно. Протестируйте его в миске с водой, чтобы увидеть, нужны ли вам еще отверстия.
Механическое перемешивание также можно Это может быть так же просто, как перемешивание электролита во время нанесения покрытия.Это отлично при изготовлении декоративной тарелки в течение 15 минут, но когда нужна толстая тарелка тогда стоять и помешивать в течение часа нецелесообразно! Вместо аквариума фильтр-насос можно использовать. Это не воздушный тип; этот тип использует небольшой электродвигатель с крыльчаткой для создания потока воды. Эти насосы нуждаются в быть погруженным в электролит для работы.

Это отличная техника, которую можно использовать для покрытия небольших предметов, а также использоваться для ремонта предметов, которые нелегко разобрать.Идеально подарить тонкие декоративные покрытия, но могут использоваться для получения более толстых покрытий, если используются для дольше. Его также можно использовать для покрытия только определенных областей, поэтому, если вы пытаетесь накапливать изношенные участки на определенных предметах, например, на шейках подшипников или корпусах.

Некоторые моменты, о которых следует помнить:

медленнее, чем покрытие резервуара
не так просто наносить толстые пластины
выравнивание пластины не так хорошо из-за отсутствие выравнивателей и уменьшенная толщина плиты, поэтому поверхность требует для подготовки лучше
заменяющих растворов много.

Очистка:

Очистка – самый важный этап в гальванике. Это очень важно в достижение хорошего качества покрытия и обеспечение сохранения электролита в отличное состояние.

Очень важно, чтобы очистка выполняются осторожно и чтобы покрываемые предметы были очень чистыми. Воспоминание всегда носить перчатки и следить за тем, чтобы они были чистыми, чтобы не перенести и типы загрязнений, в основном жир с рук, на вашу часть.

Есть несколько основных шагов, когда чистка деталей для обшивки. Имейте в виду, что для Сильно изношенные или покрытые изъедами предметы с большим количеством масла и жира на поверхности.

1. Механическая очистка

2. Щелочной очиститель

3. Промывка

4. Кислотный очиститель

5. Промывка

6. Проверка чистоты

7. Активация

8. Промывка

9. Гальваническое покрытие

Механическая очистка с использованием песка пескоструйная очистка, полировка, полировка и т. д.и может быть быстро и легко. Цель состоит в том, чтобы удалите следы ржавчины, краски или грязи.

Щелочная очистка используется для удалить множество различных загрязнений, в основном тяжелые масла и смазки. Его можно использовать либо как средство для замачивания, когда деталь погружается в очиститель, либо как электроочиститель.

Кислотная очистка удалит все оставшиеся оксиды, а также некоторые легкие почвы.

После завершения первого часть процесса очистки, важно проверить чистоту поверхности перед активацией.Тест на разрыв воды – простой и быстрый способ проверить. Просто окунуться в чистой воде и посмотрите, не покрыта ли вещь водяной пленкой или нет ли на ней бусинок. Если на нем есть водяная пленка без бусинок, то его можно стадия рассола. Если вы видите водяные бусинки, вам нужно промыть моющим средством и водой, хорошо промойте и повторите тест на разрыв воды, пока он проходит. Вы также можете использовать тест на белую ткань. Просто протрите деталь белым ткань, чтобы проверить, нет ли остатков на поверхности.Если ткань не осталась белый, вам нужно будет повторить процесс очистки перед активацией.

Активация критична в обеспечение прилегания новой поверхности к основному металлу и создания хорошего сцепления. В активационная кислота слегка травит поверхность, удаляя оксиды и металл с поверхность, чтобы обнажить чистые атомы металла. Наш сухой кислотный рассол специально разработан для использования в качестве травителя для гальванических покрытий или в качестве активатора металлов. Вы также можете используйте соляную кислоту в концентрации от 5% до 20%.Серная кислота также может использоваться для некоторых металлов в концентрациях от 1% до 10%.

После маринования и ополаскивания вам понадобится на тарелку сразу. Таким образом, вы не дадите металлу время сформироваться. оксидный слой на поверхности.

Чем лучше вы сможете приготовить поверхность, тем лучше будут результаты. Итак, потратьте дополнительное время на полировку, полировку и полировка при необходимости. Это важно при нанесении покрытия щеткой, поскольку вы только положить очень тонкую пластину на основной металл, чтобы получить более полированный основной металл тем лучше.При полировке или полировке не забудьте удалить отполировать пленку с помощью очистителя на основе растворителя, если необходимо, и промыть в моющем средстве и воде. снова после. Перед травлением всегда проверяйте тест на разрыв водой.

Подумайте об инвестировании на скамейке запасных буфер / измельчитель. Количество времени и усилий, которые вы сэкономите, сделают это стоит своих затрат.

Помните, что чистота рядом с благочестие, так что, если вы хотите быть богом гальки, тогда чист, чист и снова чист!

Для получения дополнительной информации перейдите на нашу страницу очистки.

Электролит:

Содержание электролита в чистоте очень важно, так как это продлит срок службы электролита и обеспечить высокое качество покрытия. Если у вас возникнут проблемы при нанесении покрытия первое, что нужно сделать, это сделать тестовую пластину. Это делается подготовка 2-дюймового куска медной водопроводной трубы. Очищайте тонкой проволочной ватой до тех пор, пока блестящая, затем стирка в моющем средстве и воде до тех пор, пока не пройдет испытание на водостойкость. Убедитесь, что резервуар готов к нанесению покрытия, чтобы выдержать температуру и перемешивать.Тарелка при низком токе, поэтому при использовании регулятора тока весь резистивный провод в цепи. Если используется переменная пластина блока питания на 0,3 ампер. Тарелка для 20 минут. Если покрытие тусклое, то, согласно нашему руководству, добавьте немного ухода. осветлитель и попробуйте еще раз. Если все еще тусклый, отфильтруйте электролит через фильтровальная бумага для кофе и пустышка электролита (сделать тарелку) добавить немного больше осветлителя обслуживания и снова протестируйте.

Охрупчивание:

Водородное охрупчивание может быть вызвано электроочисткой, гальваникой и травлением.Это может вызвать проблемы с деталями с высоким пределом прочности, что сделает их хрупкими и склонными к растяжению. неудача при стрессе.

Есть несколько способов уменьшить Эта проблема; механически очищайте предмет, а не электроочистите, используйте щелочные очистители нагреваются, поэтому время погружения сокращается, убедитесь, что промывка была тщательной, а при промывке резервуара убедитесь, что вода очистить, сократить время маринования до 60 секунд и, по возможности, уменьшить покрытие токи и время покрытия.

После нанесения покрытия (и до пассивирования) выпекайте изделия в духовке при температуре около 190-220 ° C. на 1-2 часа.

Температура электролита:

Когда температура окружающей среды падает и гальванические резервуары не нагреваются, тогда он Пора подумать о обогреве резервуаров. Все гальванические электролиты будут выгода от нагрева резервуара в той или иной форме. Простые способы нагрева баков: следующим образом:

Для небольших резервуаров

1. Поместите резервуар в емкость с кипятка и подождите, пока они нагреются.

2. Наполните пластиковую бутылку кипятка и поместите внутрь резервуара, стараясь не переполнить резервуар.

3. Поставьте резервуар на нагревательный коврик. обычно для более низких температур покрытия, но все же будет повышать температуру. Убедитесь, что вы делаете это только со стеклянным или металлическим резервуаром – пластик будет деформируются и могут расплавиться.

4. Термостатические нагреватели баков являются Самый простой способ, так как вы можете заранее установить температуру и дать ей нагреться. Не забудьте дать ему несколько часов от холода, чтобы нагреться до нужной температуры.

Для больших резервуаров

1. Термостатические нагреватели резервуаров являются лучший способ для больших резервуаров.

2. Иногда возникает перемешивание нагретым воздухом. используется в очень больших резервуарах.

3. Комбинированный нагрев и фильтрация системы также используются.

4. Куртки с подогревом.

После нагрева процесс покрытия будет держать резервуар в тепле или, если выполняется непрерывное покрытие тогда это может быть случай охлаждения бака, если он становится слишком горячим!

Температурные диапазоны для наших гальванические электролиты:

Металл	Диапазон (° C)	Идеально (° C)
Цинк	15-40	25–30
Медь	15–50	25-40
Никель / Реплика хром	30–50	30–50
Латунь / бронза	20-40	25-40
Кобальт	30–50	35–50

Демонстрация Easy Copper Electroplating Demo для вашего блока окислительно-восстановительного потенциала

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

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

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

Рисунок 1: Настройка гальванической системы

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

Полуреакция окисления на медном аноде:

Cu
_(с) -> Cu ²⁺ _(водн.) + 2 e ^–

Полуреакция восстановления на катоде скрепки:

Cu
²⁺ _(водн.) + 2 ^e- -> Cu _(s)

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

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

У вас есть какие-нибудь расширения для этой демонстрации? Или предложения по дополнительным способам показа студентам электролиза? Я хотел бы услышать о том, как вы используете эту или другие демонстрации, связанные с электрохимией.

Меры предосторожности при гальванике – Сообщество производителей ювелирных изделий Ganoksin

Ganoksin может получать комиссию за привлечение клиентов от компаний, перечисленных на этой странице.Выучить больше.

Внимательно прочтите инструкции и инструкции. Растворы для гальваники и очистки обычно содержат цианиды, основания или кислоты, которые, если их смешать вместе, используются неправильно или небрежно или вступают в контакт с раствором цианистого покрытия, могут выделять газ цианистый водород, который использовался нацистами в газовых камерах и до сих пор остается используется в газовых казнях в Соединенных Штатах.

Сюда, как и для всех электроинструментов, распространяется статья «Общие правила техники безопасности для инструментов».

Всегда бойтесь гальваники. Вы можете получить удар током или отравиться, умереть в агонии или навсегда стать инвалидом или получить психическое повреждение, если выживете. Убедитесь, что вы получили инструкции по методам гальваники как минимум от двух разных людей (лучше всего четыре человека – тогда вы сможете лучше судить, какой уровень безопасности вам следует использовать – ну, в любом случае мы на это надеемся…).
Соблюдайте все правила электробезопасности. Надлежащее заземление, резиновые коврики, изолированные перчатки, надлежащий предохранитель – все это необходимо учитывать.
Соблюдайте все меры безопасности. Неопреновые перчатки, фартук, защитные очки, вытяжной шкаф, надлежащее хранение химикатов (подумайте, например, о том, что происходит во время землетрясения или пожара, и спланируйте это), – все это необходимо для работы с гальваническими растворами. Никогда не храните кислоты рядом с цианидами. Всегда правильно маркируйте и датируйте растворы. Рассмотрите возможность хранения цианистых растворов в закрывающемся, хорошо вентилируемом химическом шкафу.
Используйте этот вытяжной шкаф. Убедитесь, что система вентиляции подходит для опасных паров.Вытяжка, устанавливаемая непосредственно над ванной или рядом с ней, требуется по закону в большинстве мест. Следите за тем, чтобы пары гальванического раствора не уносились мимо вашего лица. Используйте систему с раздвижным или подвесным окном на вытяжном шкафу, чтобы обеспечить надлежащую защиту и втягивание воздуха ниже уровня вашего лица. Убедитесь, что вытяжной шкаф не выходит за пределы здания рядом с воздухозаборником обратно в здание. Убедитесь, что ваша система вентиляции и подпитка (если вы выпускаете воздух, должен откуда-то поступать новый воздух) не втягивают опасные пары обратно в ваше пространство.Открытое окно не считается достаточной вентиляцией.
Это химическая лаборатория, устроена как одна. Когда вы работаете с химическими веществами, подумайте, как с ними работают химики. Помните свою лабораторию в средней школе или колледже? Все вытерто и вытерто, вещи убраны, нужно соблюдать множество правил техники безопасности. Когда вы действуете как химик, вам нужна защита, как химику – не забывайте об этом.
Всегда добавляйте кислоту в воду. Если вы запутались, вы можете плеснуть на себя кислоту (см. «Правила по причине»).
Не перегревайте растворы! Хотя он может испортить раствор для ваших целей, он также может вызвать образование чрезвычайно токсичных и опасных паров.
Не смешивайте растворы кислоты и цианида. Это может убить вас. Он может выделять цианистый водород. Перед нанесением гальванического покрытия убедитесь, что с полых предметов удалены все остатки маринада.
Без износных колец. Согласно спецификациям правительства США, при работе с электрическими цепями нельзя носить украшения. Было несколько инцидентов, когда ювелирные изделия способствовали поражению электрическим током.

Заинтересованы в получении книги Brain Press о безопасности в ювелирной студии? Отчет о безопасности ювелирной мастерской

Все права защищены во всем мире.Авторское право © Чарльз Льютон-Брейн. Пользователи имеют разрешение загружать информацию и делиться ею до тех пор, пока не будут получены деньги – коммерческое использование этой информации запрещено без письменного разрешения Charles Lewton-Brain. .