You might also like
Гальваника — это область прикладной науки и электрохимии, изучающая процессы, связанные с осаждением катионов металлов на катод, помещенный в раствор электролита, а также технический процесс. В бытовой или заводской гальванике на обрабатываемую поверхность осаждается тонкий слой металла, который может использоваться в качестве защитного или декоративного покрытия.
Оригинальное гальваническое покрытие
Этот сложный процесс хорошо отработан и используется сегодня как строительными компаниями, так и многими домашними мастерами.
Особенности процесса
Гальваническое покрытие может применяться в технических целях или выполнять декоративную, защитную или обе функции. В декоративных целях наносится тонкий слой золота или серебра, а для защиты от коррозии используется гальваника или гальваническое покрытие.
Схематическая диаграмма процесса гальванизации
Нанесение гальванического покрытия не представляет сложности в домашних условиях. Процесс осуществляется следующим образом.
- Два анода погружаются в диэлектрический резервуар вместе с электролитом и подключаются к положительному контакту источника питания. Материалом этих анодов является металл, из которого формируется слой.
- Обрабатываемый продукт, подключенный к отрицательному полюсу источника питания и выполняющий роль катода, помещается в электролит между анодами.
- Гальванизация (т.е. перенос молекул металла из электролита на катод детали) начинается с момента замыкания электрической цепи.
В результате на обрабатываемой поверхности образуется тонкий, однородный слой металла. Это изначально заложено в химическом составе электролита.
Схема гальванической установки
Необходимое оборудование
Оцинковка своими руками может быть выполнена качественно даже с помощью самого простого оборудования, которое есть в арсенале многих мастеров. Во-первых, необходимо выбрать источник питания постоянного тока. Он всегда должен быть оснащен регулятором выходного напряжения. Наличие такого регулятора необходимо для того, чтобы мощность домашнего гальванического устройства изменялась плавно и в широком диапазоне.
В качестве источника питания в домашних условиях очень удобно использовать выпрямитель, который можно собрать самостоятельно (или купить коммерческую модель). Многие домашние гальванические установки используют в качестве источника питания имеющиеся в продаже сварочные аппараты.
Лучшим решением для домашней гальваники является регулируемый источник питания с регулируемым напряжением (1,5-12 В).
Оцинкованные ванны также можно без проблем сделать своими руками. Можно использовать любую стеклянную или пластиковую емкость. Обратите внимание, что емкости для гальванического покрытия должны содержать как обрабатываемые детали, так и необходимое количество электролита. Емкости должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать высокие температуры, которые могут достигать 80°C.
Аноды, используемые для гальванизации в домашних условиях, выполняют несколько важных функций.
- Убедитесь, что электролит пропускает ток и равномерно распределен по обрабатываемой поверхности.
- Они компенсируют потери металла, нанесенного на изделие, который расходуется под воздействием химического состава электролита.
- Они способствуют определенным окислительным процессам.
При выборе анода для оцинковки необходимо соблюдать важное правило: его площадь должна быть больше площади обрабатываемой поверхности.
Гальваника в домашних условиях невозможна без использования нагревательного оборудования, которое доводит электролит до необходимой рабочей температуры. Очень удобно, когда интенсивность нагрева, обеспечиваемого таким устройством, можно регулировать. Исходя из опыта воскресенских рабочих, которые уже имеют опыт нанесения гальванических покрытий в домашних условиях, рекомендуется использовать в качестве нагревательного прибора небольшую электрическую нагревательную пластину или обычный утюг с регулируемой степенью нагрева подошвы.
Что потребуется для приготовления электролита
Стеклянные емкости с крышками необходимы для приготовления электролитов для гальваники и для безопасного хранения химических реактивов для хранения растворов электролитов. Количество химического реагента, используемого для приготовления раствора электролита, должно измеряться в граммах. Даже недорогие электронные весы, продающиеся в любом хозяйственном магазине, могут выполнять эту работу в домашних условиях.
Готовые электролиты можно перелить в пластиковые бутылки, но для кислотных препаратов необходимо использовать стеклянную посуду.
Если вы решили гальванизировать различные предметы в домашних условиях, вы, несомненно, столкнетесь с проблемой приобретения химических реактивов для приготовления электролита. Действительно, организации, которые производят и продают такие химикаты, могут продавать их только тем, у кого есть соответствующие разрешения. Покупка таких химикатов для людей или организаций, у которых нет такой документации, может быть проблематичной.
Для декоративных металлических покрытий можно приобрести специальные наборы, включающие все необходимые компоненты
Как правильно подготовить изделие к процедуре
После того как вы построили гальваническую машину и нашли все необходимое оборудование и химические компоненты, вы готовы приступить к таким важным процессам, как подготовка продукта к нанесению гальванического покрытия. Трудно переоценить важность таких процессов, поскольку качество их выполнения во многом определяет свойства конечного покрытия.
В большинстве случаев подготовка изделия к гальванизации включает в себя нечто большее, чем просто очистка поверхности от грязи и обезжиривание. Также проводится пескоструйная обработка и последующая полировка наждачной бумагой и специальными пастами.
Поскольку гальваническое покрытие удаляет все дефекты поверхности, заготовка должна быть полностью подготовлена. Это означает, что удаляются все сколы, царапины и вмятины.
Органические растворители могут использоваться в чистом виде или в специальных растворах для обесцвечивания поверхностей перед нанесением гальванического покрытия. В частности, для эффективного прогиба стали или чугуна можно приготовить растворы, состоящие из каустической соды, жидкого стекла, карбоната натрия и фосфата натрия. Деглазирование этих металлов производится с помощью растворов, нагретых до 90°. Цветные металлы могут быть эффективно удалены с помощью растворов, содержащих хозяйственное мыло и фосфат натрия.
Состав щелочных дефлектирующих растворов
Для получения качественного электролитного покрытия как в домашних, так и в производственных условиях, необходимо удалить оксидные пленки с поверхностей, обработанных специальной резкой, содержащей сульфат или соляную кислоту.
Требования техники безопасности
Работы по оцинкованию (гальваническое, хромированное, никелевое, медное и т.д.) являются опасным техническим процессом, поэтому в домашних условиях необходимо соблюдать правила техники безопасности. Токсичные химикаты и высокие температуры нагрева электролита, а также риски, связанные с каждым электрохимическим процессом, делают галеры опасными.
Для домашних галерей предпочтительнее использовать небытовое помещение, в качестве которого может выступать гараж или мастерская. Она должна быть хорошо вентилируемой. Все электрическое оборудование, используемое для бурения чаек, должно быть заземлено.
Перчатки, очки и респиратор являются минимально необходимыми средствами защиты.
Личная безопасность — самое важное правило, которое необходимо строго соблюдать при гальванизации в домашних условиях. Средства, с помощью которых это может быть обеспечено, включают в себя
- Использование респираторов для защиты дыхательного оборудования; и
- Защита рук мягкими, прочными резиновыми перчатками; и
- Использование на рабочем месте эластичных фартуков и обуви для защиты от ожогов кожи стоп
- Защита глаз с помощью специальных очков.
Кроме того, не ешьте и не пейте ничего во время гальванического процесса, чтобы случайно не проглотить вредные испарения.
Чтобы подготовиться к возможным неожиданностям, которые могут возникнуть во время таких вмешательств, рекомендуется также заранее прочитать специальную литературу или посмотреть обучающие видеофильмы на эту тему.
Никелирование
Перед окончательной обработкой или хромированием может быть проведено домашнее металлизирование. Эта процедура известна как "электроглютинация", поскольку слой никеля, нанесенный на поверхность объекта, повышает его устойчивость к негативным факторам окружающей среды. Помимо защитных свойств, никелевый слой также является декоративным.
Температура электролита во время экспрессии не превышает 25°C, а сила тока составляет 1,2 A/DM 2. Кислотность электролита составляет 4-5 pH и представляет собой водный раствор, содержащий такие элементы, как сульфат никеля, магния, натрия, диэтиленовые соли и борная кислота.
После завершения процесса гальванизации изделие извлекается из раствора электролита, промывается водой, хорошо высушивается и полируется.
Хромирование
Оцинкованное хромирование дома или в мастерской улучшает твердость, коррозионную стойкость и декоративный вид поверхностного слоя детали. Хромирование является очень пористым и наносится после гальванического (или никелированного) покрытия детали. Для этого процесса используются аноды из сплавов свинца, олова и сурьмы.
Установки для нанесения хромового гальванического покрытия
На конечный результат хромирования, которого трудно добиться в домашних условиях из-за требуемой высокой плотности тока — до 100 А/дм2 — влияют несколько факторов. Наиболее важными из них являются
- Температура используемого электролита — этот параметр определяет оттенок формируемого покрытия. Она может быть матовой (температура ниже 35°), глянцевой (35-55°) или молочно-белой (выше 55°).
- Химический состав электролита и его цвет (темно-синий, голубой, агатовый), который влияет на защитные свойства формируемого покрытия.
Заключительным этапом хромирования, после извлечения детали из электролита, является промывка обработанной поверхности водой, затем нейтрализация раствором пищевой соды, дальнейшее ополаскивание, сушка и полировка специальной пастой.
Меднение
Электролитическое меднение в домашних условиях необходимо для создания на поверхности обрабатываемого изделия проводящего слоя с низким электрическим сопротивлением и защиты детали от негативного воздействия внешней среды.
Нанесение медного слоя на стальные и чугунные изделия без никелевого слоя является критическим, так как требует использования цианистых электролитов.
После предварительной обработки никеля раствор сульфата меди, концентрированной серной кислоты и воды используется при комнатной температуре для покрытия металла слоем меди.
Золочение и серебрение
Покрытие металла слоем серебра или золота — это гальванический процесс, при котором с поверхности заготовки получают тонкую копию, но при этом на заготовке создается защитный и проводящий слой. Чтобы нанести серебро на стальные детали, сначала необходимо нанести никелевое покрытие.
Электролит, используемый для нанесения серебряного покрытия, состоит из ферроцианида калия, карбоната натрия и дистиллированной воды. Рабочая температура раствора не должна превышать 20°. Графитовые пластины используются в качестве анодов для нанесения серебряного покрытия.
Компоненты погружаются в электролит, содержащий соли металлов. Нитрат серебра — серебро.
Гальваническое покрытие можно сделать и в домашних условиях, при этом на поверхности изделия образуется слой золота. Этот процесс также может быть использован для простого золочения изделия. В гальваническом процессе используется водный раствор золота и сульфата калия. С этим электролитом следует работать только в хорошо проветриваемом помещении.
Многие домашние мастера задаются вопросом, как сделать процесс золочения более безопасным для здоровья человека. Для решения этой проблемы токсичные кислоты можно заменить синим железом, также известным как соли крови. Если изделие изготовлено из стали, свинца, цинка или цинка перед домашним ювелиром, изделие тщательно очищается и накладывается на медь. Перед обработкой объект окунают в раствор нитрида ртути, что улучшает адгезию золотого слоя к обрабатываемой поверхности.
В случае золотого покрытия лист золота помещается на электролит по мере его подъема. После нанесения гальванического покрытия изделие сушат в опилках, а затем полируют.
