This page has been robot translated, sorry for typos if any. Original content here.

СПОСІБ ГАЛЬВАНІЧНОЇ ФАРБУВАННЯ

Ілля Лоскутов

Колекція способів виготовлення також секретів технологій на всі випадки життя

Словник термінів

а | б | в | г | д | ж-і | до | л | м | н | про | п | р-з | т-у | ф-ц | ш-я

Праця з електролітами омеднения має свою специфіку. Почнемо з основного положення безпосереднього нанесення мідних покриттів: щоб уникнути контактного виділення міді на поверхні заготовок їх завантажувати в електроліт можна тільки під струмом, в іншому випадку міцне зчеплення відстою з матеріалом основи не забезпечується. Дуже важливу роль в даній ситуації володіє також первісна щільність струму. Це пояснюється тим, що при надмірно високій силі струму утворюються хоч також щільні, але грубо кристалічні опади, які в подальшому призведуть, в обраному випадку, до отримання хвилястих або горбкуватих покриттів непередбачуваною товщини. При надзвичайно малої щільності струму швидкість утворення гальванічного покриття буде відставати від швидкості виділення контактно-виділеної міді, що в подальшому викликає відшаровування покриття.

Для кожного різновиду електролітів омеднения існує своя, строго певна оптимальна щільність струму. Практично ж оптимальна щільність струму підбирається за зовнішнім виглядом одержуваного покриття і швидкості його виховання. При наявності порівняно невеликого досвіду, який набувається досить спішно, схожий засіб управління ходом процесу забезпечує отримання покриттів досить високої якості. При правильно підібраному режимі гальванічного процесу обложений шар міді володіє тілесний фарба, рівномірну мелкокристаллическую структуру. При надмірно значних щільності струму шар міді виходить з грубими зернами металу також характерним цегляно-червоним кольором. Про завершальному дефекті прийнято виражати, що виникає "подгара" покриття. Перевищення сили струму, крім виникнення подгара, може привести до пасивації анодів.

При цьому на поверхні останніх спостерігається білосніжний, зеленувато-блакитний або коричневий мажущейся, легко стирається наліт, який перешкоджає нормальному процесу розчинення металу. При цьому на виховання покриття витрачаються солі міді, що містяться в електроліті, що призводить до нестійкості його хімічного складу.

Отже, для витоку необхідно приготувати електроліт. На 1 літр електроліту необхідно:

  • Мідного купоросу - 60 г;

  • Сахара рафінаду - 90 г;

  • Їдкого натру - 45 г;

  • Спирт - 5-10 мл.

Готується електроліт в суворій послідовності: розчиняється мідний купорос в 200-300 мл води, в нього додається цукор. Окремо в 250 мл води розчиняється їдкий натр. Далі в розчин їдкого натру невеликими порціями при постійному помішуванні додається розчин мідного купоросу з цукром. Потім додається вода аж до отримання 1 літра розчину. Для обраного розчинення компонентів воду краще підігріти аж до температури 35-40 градусів. Як гальванічної ванни можноиспользовать звичайну банку. Після підготовки основного електроліту в нього додається 5-10 мл спирту. Наявність спирту значно покращує якість осаждаемой міді, роблячи структуру покриття більш щільною також значно зменшує зерно металу. Оброблене електроліт володіє похмурий насичений синьо-зелений колір (такий фарба можноувідеть тільки при дуже невеликій кількості електроліту на денці також на світло, але так складається враження, що він приблизно чорний).

Дані пропорції взяті з голови «Хімічні також електрохімічні методи обробки деталей» книги "Азбука судномоделізму" (Дрегалін А.Н. Полігон С.-П. 2003 року). Але думаю, що можноексперіментіровать зі складом електроліту.
Для підготовки електроліту настійно рекомендується застосовувати ніяк не звичайну воду з-під крана, але дистилят. Також краще застосовувати ніяк не технічний мідний купорос (добриво), але хімічно охайний кристаллогидратной сульфат міді (той же мідний купорос) кваліфікації не нижче 4. Такий продається в магазинах хімічних реагентів. Їдкий натр можнонайті там же.

Обслуговування електроліту також вельми значний питання. З плином часу в складі електроліту утворюється шлам, значно погіршує його характеристики. Тому слід періодично пропускати розчин через фільтр з 2-х шарів тканини з прокладеної між ними тонкої серветкою. Те ж саме рекомендується зробити разом пізніше приготування електроліту. У перервах роботи ванну (банку) слід закривати герметичною кришкою, щоб уникнути попадання туди порошині, сміття, випаровування води (і, як ніби наслідок, порушення концентрації компонентів).

Далі складемо електричне схему. Електрод, підключений до «+» (анод) діють з листової міді, для рівномірного фарбування деталі скрученої в циліндр (див. Малюнки). Електрод, підключений до «-» (катод) з'єднують з фарбується деталлю. Для зняття параметрів в електричний ланцюг можновключіть амперметр також вольтметр. Принципова схема зображена на малюнку.

Схема соединения цепи

Схема з'єднання ланцюга

Катод - окрашиваемая деталь

Катод - фарбується деталь

Анод

анод

Как это выглядит на практике

Як це виглядає на практиці

Для покриття деталі шаром міді необхідно забезпечити необхідну щільність струму приблизно 0,5 (1-2) А / дм 2 (в різних джерелах по-різному). Знову ж, щільність струму залежить від декількох факторів, таких як ніби розмір деталі, склад також температура електроліту, чистота реакції (чистота води також органічних реагентів), час проходження реакції. Тому, швидше за все, кожному доведеться самому підбирати силу струму за допомогою змінного опору. Для цього в схемі між джерелом струму також анодом необхідно передбачити змінний опір (підлаштування резистор або реостат, що краще). Як джерела струму можна використовувати будь-який джерело незмінного струму з вихідною напругою аж до 10 вольт. В даному зразку використано старого зарядного уклад для мобільного телефону «Philips» з вихідними характеристиками 4,2 В 770 мА.

Щільність струму обчислюється за формулою: i = I / S

в якому приміщенні: I - сила струму; S - повна площа поверхні фарбується деталі.

З силою струму все більш, менш зрозуміло - вона задається вихідними параметрами джерела струму також змінним опором.

Знайдемо повну площу поверхні фарбується деталі. Розглянемо раніше виготовлену копію 24 -фунтовой гармати-карронад для корвета «Олівуца».

Сложная фигура пушки

В даному випадку складна фігура гармати складається з декількох простих фігур - усічених конусів також циліндрів. Але розраховувати точно площа її поверхні складно також ніяк не потрібно - можна просто уявити її у вигляді циліндра із середнім діаметром також порахувати приблизну площу поверхні, що для нашої праці буде достатнім.
Але можнотакже зробити більш точні підрахунки, розбивши деталь на геометричні примітиви також вважаючи площа зовнішньої поверхні кожної.

  • Повна площа поверхні конуса знаходиться за формулою: S = 3,14 * (R 2 + r 2 + l * (R + r));

  • Площа бічної поверхні конуса: S = 3,14 * l * (R + r);

  • Повна площа поверхні циліндра: S = 2 * 3,14 * r * (r + h);

  • Площа бічної поверхні циліндра: S = 2 * 3,14 * r * h;

Площадь поверхности конуса

Площадь поверхности цилиндра

Підставляючи розміри в формули набуваємо площа нашої деталі 0,03 дм 2.

Отже необхідна сила струму: I = i * S = 0,5 (необхідна щільність струму) * 0,03 (площа деталі) = 15 mA

І звідси знаходимо необхідний опір ланцюга: R = U / I = 4,2V / 15mA = 280 Ом

Але тут ніяк не враховано внутрішній опір електроліту, тому на практиці зовнішнє протидія має бути менше розрахункового. У моєму випадку оптимальні характеристики схеми вийшли такі: вище зазначений джерело струму, протидія в ланцюзі анода дорівнює 220 Ом. Пора фарбування деталі становить 17 хвилин. Як гальванічної ванни використана скляна баночка з під дитячого харчування ємністю 150 мл, площа мідної пластини (анода) = 49 см 2, температура електроліту кімнатна (18-22 0 С).

Якщо у вас немає амперметра або є змінний опір, що не піддається визначенню з точністю хоч би до 10 Ом, то на око можна визначити необхідну силу струму в такий спосіб: при надзвичайно сильному струмі на катоді виділяється водень у вигляді добре видимих бульбашок (спостерігається так зване «кипіння »). Дані бульбашки перешкоджають відкладенню міді на аноді. При цьому деталь покривається темно-коричневим нальотом, легко стирані пальцями. Отже, потрібно зменшувати струм (збільшувати опір) до тих пір, поки що виділення водню ніяк не стане так явно помітно (водень виділяється при всякий силі струму), тобто як ніби тільки бульбашок ніяк Герасимчука помітно, можна зупинитися на цій силі струму також далі змінювати її (якщо буде потрібно) орієнтуючись на вигляд деталі.
Після того, як ніби деталь виймається з електроліту, її необхідно дуже ретельно промити проточною водою. У підсумку отримуємо забарвлену деталь матового мідного кольору.

Далі, для додачі деталі блиску шліфуємо її ретельно ганчіркою з пастою ГОІ або дріб'язковим крейдою (зубним порошком). Знову промиваємо (змиваємо залишки крейди також пасти ГОІ) також набуваємо кінцевий результат.

Кілька порад по якості поверхні фарбується деталі. Для більш рівномірного осадження міді поверхню деталі повинна бути гладкою також знежиреною. Відомо, що при литві деталь володіє мікропористої поверхню - ось від цих мікропор також потрібно позбутися. Якщо матеріал виливки м'який (наприклад, олово), то це можна зробити за допомогою сталевої голки, прокочуючи або проволаківая її вздовж деталі, як показано на малюнку.

Предварительная отделка заготовки

Наостанок, мислю, треба описати перспективи цієї технології. За допомогою цієї технології омеднения можносхоже виготовляти порожнисті деталі з міді, наприклад судновий дзвін. Для цього можносделать з будь-якого легкоплавкого матеріалу болванку дзвони також точно схоже покрити її міддю (але товстим шаром). Наступним кроком є ​​делікатна виплавка матеріалу болванки. Але, звичайно ж, при цьому потрібен більш повний шар міді також пори це стане займати значно більше 17 хвилин.

Дану технологію можноиспользовать і для покриття різних різьблених прикрас, під золото, мідь або бронзу. В даному способі гальванізації можнодобіться майже будь-якого кольору - потрібно тільки експериментувати зі складом електроліту також силою струму.

Творець: Ілля Лоскутов