Моддинг форум

1-емкость из химически нейтрального материала (стекло) 2-аноды 3-обробатываемая деталь (катод) 4-электролит

Для выполнения гальванических работ нужен надежный и мощный источник постоянного тока с плавной регулировкой выходного напряжения и максимальным током 10 А. Это может быть выпрямитель промышленного производства либо простейший, но мощный выпрямитель самостоятельного изготовления.
Важнейшим условием получения качественного гальванического покрытия являются предварительная шлифовка, обезжиривание и декапирование изделия. Шлифовку осуществляют механическим способом с помощью шлифовочных наждачных шкурок и паст. Обезжиривание поверхности детали производят в органических растворителях: спирте, бензине, ацетоне, бензоле, трихлорэтилене. Деталь тщательно промывают в растворителе, обращая особое внимание на труднодоступные места. Свидетельство качественного обезжиривания — хорошее смачивание водой всей поверхности детали.
Изделия из чугуна и стали очень хорошо можно обезжирить с помощью следующих растворов:
Едкий натр 10—20 г Едкий натр………….. 50 г
Кальцинированная сода... 50 г или Кальцинированная сода 30 г
Жидкое стекло 5—15 г Фосфорнокислый натрий 30 г
Вода 1000 г Жидкое стекло 5 г
Вода l000г
Температура этих растворов при обезжиривании должна быть 70—80°С.
Изделия из цветных металлов качественно обезжиривают в следующих составах:
Фосфорнокислый натрий ……10-20г
Хозяйственное мыло…………10-20г
Вода…………………………...…1000г

Рабочая температура раствора — 90°С
Декапирование — процесс снятия тонкой окисной пленки с поверхности металлического изделия перед гальванической обработкой. В домашней мастерской целесообразно применять такие декапирующие растворы:
Концентрированная серная кислота.... 70—80 Соляная или серная кислота….5
Хромпик…………......................................…10-20г ИЛИ Вода.................................................100
Вода.........................................................…….100г

Количество компонентов указано в массовых частях. Продолжительность обработки деталей первым раствором составляет 20 с, а вторым — 60 с.
Теперь рассмотрим технологию создания гальванических покрытий.
Никелирование широко применяют для получения декоративного покрытия, а также для формирования промежуточного слоя при многослойных покрытиях (например, при хромировании). Никелевое покрытие отличается красным внешним видом, стойко к атмосферным воздействиям, не вызывает трудностей при нанесении на металлические изделия.
Оборудование для никелирования (а также и для всех других покрытий) показано на рис.
Никелируют в слабокислом электролите, состав которого следующий:
Сернокислый никель 140 г
Сернокислый натрий 50 г
Сернокислый магний 30 г
Хлористый натрий (чистая поваренная соль)... 5 г
Борная кислота 20 г
Вода 1000 г
Температура электролита — 18—25°С, плотность тока — 0,8—1 А/дм2.
В случае отсутствия сернокислого магния и натрия количество сернокислого никеля в электролите увеличивают до 250 г, хлористого натрия — до 25 г, борной кислоты — до 30 г, однако никелирование необходимо вести при температуре электролита 50—60°С и плотности тока 3—5 А/дм2.
Компоненты, входящие в электролит, растворяют в воде по отдельности, растворы фильтруют, а затем смешивают. Качество покрытия во многом зависит от кислотности электролита (рН). Для нашего случая — рН 4—5. При такой кислотности лакмусовая бумага окрашивается в радикальный красный цвет. Если кислотность электролита превышает норму, в него добавляют немного водного раствора аммиака.
Несоблюдение режима никелирования, в частности уменьшение плотности тока, приводит к образованию серого осадка, а увеличение — к появлению хрупкого неоднородного слоя никеля. При использовании электролита с рН выше 6 на покрытии возникают белые пятна, а меньше 4 — покрытие получается неоднородным.
Слой никеля толщиной 1 мкм при плотности тока 0,15 А/дм2 оседает за 20 мин, а при 0,1 А/дм2 — за 30 мин.
После никелирования изделие промывают в воде, высушивают и полируют на войлочном круге с использованием полирующих паст.
Хромирование металлических изделий применяют для повышения твердости и жаропрочности, получения светоотражающих поверхностей, декоративной обработки.
Следует отметить, что хромовые покрытия достаточно пористые, поэтому под ними, на поверхности черных металлов, могут происходить коррозионные процессы. Во избежание этого явления применяют многослойное гальваническое покрытие, например медь — никель — хром или никель — медь — никель — хром.
Качество хромового покрытия сильно зависит от концентрации электролита, плотности тока и температуры электролита. С помощью регулирования температуры электролита можно получать различные оттенки покрытия: при температуре 35—55°С покрытие блестящее; при 55—80°С — молочное; при температуре ниже 35°С — матовое.
Что касается анодов, обеспечивающих, как свидетельствует практика, самые стабильные процессы хромирования, то можно рекомендовать их изготовление из следующего сплава: свинец — 81—86 %, олово — 10—15 %, сурьма — 4 %. Однако не всегда удается обзавестись подобными анодами, в этом случае можно с успехом воспользоваться чисто свинцовыми анодами или анодами из сплава 93 % свинца и 7 % сурьмы.
В зависимости от состава электролита можно получить довольно широкую гамму покрытий, отличающихся по цвету и физическим параметрам.
Декоративное хромовое покрытие получают при использовании электролита, состоящего из 350 массовых частей (м. ч.) хромового ангидрида, 3,5 м. ч. серной кислоты и 100 м. ч. воды. Температура электролита при хромировании должна быть 35—40вС, а плотность тока - 10-15 А/дм2.
Износостойкое хромовое покрытие применяют для обработки деталей двигателей, редукторов и других механизмов. Для его получения используют электролит следующего состава: 150 м. ч. хромового ангидрида, 1,5 м. ч. серной кислоты и 100 м. ч. воды. Рабочая температура электролита — 50—55°С, плотность тока — 45-100 А/дм2.
Темно-голубое декоративно защитное покрытие можно получить, используя электролит следующего состава: 350 м. ч. хромового ангидрида, 3,5 м. ч. серной кислоты, 1 м. ч. желтой кровяной соли и 100 м. ч. воды. Рабочая температура электролита — 25—30°С, плотность тока — 5—10 А/дм2.
Агатовое, темно-синее декоративно-защитное покрытие можно получить, применяя электролит, состоящий из 40 м. ч. хромового ангидрида, 10 м. ч. уксуснокислого бария и 100 м. ч. воды. Рабочая температура электролита — 15°С, плотность тока — 25 А/дм .
Черное декоративно-защитное покрытие получают при использовании электролита следующего состава: 250 м. ч. хромового ангидрида, 8 м. ч. уксуснокислого кальция и 100 м. ч. воды. Температура электролита — 25—30°С, плотность тока — 100, A^jm .
Мягкое декоративное покрытие получают при обработке в электролите, состоящем из 250 м. ч. хромового ангидрида, 7—10 м. ч. сернокислого хрома, 3 м. ч. бор-но-фтористоводородной кислоты, 100 м. ч. воды, однако можно применить и другой состав: 250 м. ч. хромового ангидрида, 3,5 м. ч. фтористого натрия и 100 м. ч. воды. Для обоих электролитов плотность тока составляет 4—5 А/дм2, а температура — 18—20°С.
Электролиты не подлежат длительному хранению, поскольку теряют начальные качества.
Чугунные и стальные изделия перед обработкой прогревают до температуры электролита, медные и латунные — предварительно прогревают в горячей воде, а потом под напряжением погружают в гальваническую ванну.
Алюминий и его сплавы перед хромированием покрывают прочной пленкой другого металла. Для этого изделие, поверхность которого подготовлена для хромирования, погружают в раствор следующего состава: хлорное железо — 25—35 г, концентрированная соляная кислота — 15—20 г, вода — 1000 г. Изделие выдерживают в этом растворе на протяжении 1—2 мин, промывают водой и сразу же приступают к хромированию.
Можно воспользоваться другим раствором: сернокислый цинк — 200 г, едкий натр — 200 г, вода — 1000 г. В этом растворе алюминиевое изделие необходимо выдержать 2—3 мин, затем промыть водой. В данном случае на поверхности изделия образуется промежуточный слой цинка, который обеспечит хорошее сцепление хромового покрытия с деталью.
Иногда требуется обновить хромовое покрытие на каком-либо изделии. Для этого изделие погружают в электролит и на протяжении 30 с пропускают ток обратного направления. При этом поверхность старой хромовой пленки слегка растворяется и будущее хромовое покрытие хорошо сцепляется со старым. При создании хромовых покрытий плотность тока доводят до расчетной на протяжении 3—5 мин.
После того как гальванический процесс закончен, изделие вынимают из электролита, промывают в горячей воде, затем нейтрализуют в 3 %-ном растворе пищевой соды, после чего снова промывают в воде и сушат. Если же было нанесено твердое износостойкое покрытие, изделие подлежит обязательному кипячению в течение 1 —1,5 ч Небольшом объеме дистиллированной воды, после чего его "помещают на 2—3 ч в сушильный шкаф с температурой 120—130°С.
По окончании хромирования обычно делают механическое полирование с использованием полировальных паст.
Цинкование, как правило, применяют для создания защитных антикоррозионных покрытий на поверхности черных металлов. Цинк хорошо сцепляется с поверхностью других металлов, а со временем на цинковом покрытии образуется тонкая пленка окислов, обладающая отличными защитными свойствами.
Для гальванического цинкования применяют электролит следующего состава: сернокислый цинк — 200 г, сернокислый аммоний — 50 г, уксуснокислый натрий - 15 г, вода — 1000 г. Рабочая температура электролита 18—25°С, плотность тока — 1,5 А/дм

Широкое распространение получило цинкатирование. Для цинкатирования используют электролит следующего состава: окись цинка — 4—5 г, едкий калий — 85—100 г, хлористое олово или хлорное олово — 0,15— 0,25 г, перекись водорода — 2 г, вода — 1000 г. Рабочая температура электролита — 50°С, плотность тока - 0,5 А/дм2.
Электролит для цинкатирования приготавливают в такой последовательности: сначала растворяют в воде едкий калий, используя 1/10 объема всей воды, нагревают раствор до температуры 90—100°С и растворяют в нем окись цинка. Раствор разводят горячей водой до половины объема гальванической ванны и тщательно перемешивают. Комплексную соль цинка, которая при этом образуется, подвергают отстаиванию, а потом аккуратно сливают в рабочую ванну. Хлористое или хлорное олово растворяют в воде отдельно и вливают в электролит уже в процессе гальванической обработки.
После гальванической обработки оцинкованному изделию в декоративных целях можно придать блеск. Для этого изделие опускают на 2—3 с в раствор такого состава: хромпик — 100—150 г, серная кислота — 3—4 г, вода — 1000 г. Можно также для этих целей воспользоваться 2—3 %-ным раствором азотной кислоты. После обработки изделие тщательно промывают водой.
Меднение металлических изделий производят в декоративно-защитных целях, а также для создания на поверхности металла токопроводящего слоя с малым сопротивлением. Для качественного покрытия черных металлов слоем меди применяют цианистомедные электролиты, работа с которыми в домашних условиях небезопасна. Поэтому стальные и чугунные изделия первоначально никелируют гальваническим способом, а уже на никель осаждают медь. Для меднения никелированных изделий можно применить электролит следующего состава: сернокислая медь (медный купорос) — 200 г, концентрированная серная кислота — 30—50 г, вода — 1000 г. Рабочая температура электролита — 18— 25°С, плотность тока — 1—2 А/дм2.
Для покрытия алюминиевых изделий слоем меди тоже необходимо провести предварительную подготовку. После декапирования алюминиевую деталь оксидируют в течение 10—15 мин в электролите следующего состава: концентрированная серная кислота. — 109 г, вода — 1000 г, при температуре 18—25°С и плотности тока 1 А/дм2. Затем изделие травят в водном растворе соды (30 г на 1000 г воды) на протяжении 3—4 мин при температуре 50—55°С. После травления деталь хорошо промывают водой и помещают в гальваническую ванну с электролитом такого состава: медный купорос — 188 г, серная кислота — 49 г, вода — 1000 г. Рабочая температура электролита — 15—20°С, плотность тока — 1 А/дм2. В качестве анода используют медную пластину.
Латунное гальваническое покрытие является чем-то средним между меднением и цинкованием. Для электролита используют реактивы, применяемые как при меднении, так и при цинковании: сернокислая медь (медный купорос) — 5 г, сернокислый цинк — 8,5 г, щавелевая кислота — 30 г, концентрированная кислота — 20 г, желатин — 0,2 г, вода — 1000 г. Рабочая температура электролита — 18—25°С, плотность тока — 2-3 А/дм2.
Гальваническое серебрение применяют для создания на поверхности металлов декоративно-защитного и электропроводного слоя. Посеребренные изделия имеют также высокую светоотражающую способность.
При серебрении черных металлов сначала путем гальванического никелирования создают промежуточный слой никеля, на который осаждают серебро.
Электролит для гальванического серебрения состоит из следующих компонентов: хлористое серебро — 10— 15 г, желтая кровяная соль (железоцианистый калий) — 15—35 г, кальцинированная сода — 15—35 г, вода (желательно дистиллированная) — 1000 г. Рабочая температура электролита — 18—20°С, плотность тока — 0,1 А/дм2. В качестве анода используют графитовые пластины. Каждый компонент электролита растворяют отдельно в кипящей воде. Хлористое серебро растворяют в темном месте. Растворы желтой кровяной соли и кальцинированной соды вливают в раствор хлористого серебра и кипятят вместе в течение 1,5—2 ч, после чего фильтруют. Готовый электролит должен иметь светло-желтый оттенок и не включать в себя осадок.
Гальваническое покрытие неметаллических изделий.
Предыдущий материал содержал информацию о методах создания декоративно-защитных металлических покрытий на металлических изделиях, однако мастера-любители нередко сталкиваются с необходимостью покрыть слоем металла изделие из гипса, оргстекла, пластика или композита. Это может быть обусловлено желанием придать изделию более эстетичный вид, увеличить прочность поверхности изделия, сделать деталь токопроводной и т. п. Рассмотрим технологию покрытия неметаллических изделий металлом на примере пластмассы, другие материалы обрабатывают аналогично.
Подготовка поверхности изделия заключается в создании шероховатости для обеспечения надежного соединения металла с пластмассой. Делается это с помощью мелкозернистой абразивной пасты и тканевого тампона. Такой способ прост, но малоэффективен в силу низкой производительности. Существует более производительный химический метод. Он заключается в травлении поверхности пластмассы различными химическими веществами. Карбамидные пластмассы обрабатывают 10 %-ным раствором соляной кислоты, потом 10 %-ным раствором хромового ангидрида на протяжении 15 мин при температуре 60—80°С и в конце — 2 %-ным раствором сернокислой меди при температуре 30°С на протяжении 3 мин.
Для травления акрилатов используют ацетон, спирт, бензол в течение 3—5 мин. Стирол обрабатывают бензолом на протяжении 4 мин. Винилацетат, полихлорвинил и т. п. подвергают действию дихлорэтана или хлорбензола, фенопласты (гетинакс, текстолит) — дихлорэтана, ацетона, спирта. Казеиновые пластмассы обрабатывают в растворе гидрохинона. Следует отметить, что изделия из гипса, камня обрабатывают перед покрытием металлом только механическим способом.
Следующим этапом является обезжиривание. Поверхности пластмасс обезжиривают преимущественно три-натрийфосфатом или раствором едкого натра с добавлением мыла. Для органического стекла используют уайт-спирит. Изделия из других материалов обрабатывают спиртом или ацетоном.
После обезжиривания осуществляют сенсибилизацию — нанесение на поверхность изделия токопроводной соли для того, чтобы обеспечить качественную сцепку металла с поверхностью пластмассы или иного материала. Для сенсибилизации применяют раствор следующего состава: двухлористое олово — 10 г, соляная кислота — 40 г, дистиллированная вода — 1000 г. Изделие погружают в раствор на 1 мин, после чего промывают под струей воды. Если на деталь предстоит нанести слой меди, то ее желательно обработать в течение 1 мин 1 %-ным раствором азотнокислого серебра.
Сенсибилизированную деталь покрывают токопрово-дящим слоем, который послужит основой для нанесения гальванического покрытия. Чаще всего создают то-копроводящий слой меди, поскольку она хорошо сцепляется со многими неметаллическими материалами. Медный слой наносят химическим путем. Токопрово-дящее меднение производят посредством погружения изделия на 20—25 мин в смесь двух растворов, в состав которых входят следующие компоненты:
Раствор 1 Раствор 2 (восстановитель)
Сернокислая медь 13 г Едкий натр 10 г
Хлористый никель 4 г Сегнетова соль 13 г
Формалин 40 %-ный 50 г Пищевая сода 4 г
Вода 1000 г Вода 1000 г
При меднении растворы используют в соотношении 1:1.
Существует и другой способ нанесения токопроводя-щего слоя меди на сенсибилизированное изделие. В 20 %-ный раствор едкого натра добавляют углекислую медь и глицерин. Эта смесь перед употреблением должна отстояться не менее 24 ч, формалин (восстановитель) добавляют в раствор непосредственно перед меднением. Количество ингредиентов следующее: медь углекислая — 180 г, глицерин _ 180 г, едкий натр 20 %-ный — 200 г, вода — 1000 г, формалин 40 %-ный — 170 г. Процесс нанесения токопро-водящего медного слоя длится около 10 мин. • Кроме медного токопроводящего слоя можно использовать никелевый, который осаждают в растворе, приготовленном по следующему рецепту: хлористый никель — 30 г> гипосульфит натрия — 10 г, уксуснокислый натрий — 10 г, вода — 1000 г. При температуре 90°С процесс токопроводящего никелирования длится около 15 мин.
Достаточно качественный токопроводящий слой можно получить путем химического серебрения. Серебро осаждают из раствора азотнокислого серебра различными восстановителями — глюкозой, формалином, сегнетовой солью. Основной и восстановительный растворы готовят отдельно, потом смешивают их и обрабатывают изделие (табл. 2.11.1).
Табл. 2.11.1. Рецепты растворов для осаждения серебра

Компоненты,г Виды растворов
Вода 1000 5000 1000 2000 1000 1000
Азотнокислое 5 - 200 —' 40 —
серебро
Едкий натр 5 — — — — —
Аммиак 20 %-ный 20 - 40 — 20 —
Глюкоза 1,25 - — — - —
Пирогалловая — — — — — 7
кислота
Лимонная кислота — — — — — 4
Формалин — — — 40 — —
4U /о-НЫИ
Растворы Осн. Восст. Осн. Восст. Осн Восст
Примечание. «Осн.» — основной раствор, «восст.» — восстанавливающий.

Для нанесения на термореактивные пластмассы токопроводящего слоя успешно можно использовать пасту следующего состава: свежеосажденное серебро — 70 м. ч., канифоль — 20 м. ч., скипидар — 9 м. ч., формалин или сернокислый гидразин — 1м. ч. Пастой покрывают изделие, которое помещают в термостат, и выдерживают 10—15 мин при температуре 75—175°С, в зависимости от свойств конкретной пластмассы.
Для термопластичных пластмасс применяют пасту такого состава: свежеосажденное серебро — 70 м. ч., порошкообразный полиметилметакрил или полистирол — 20 м. ч., растворитель (бензин, ацетон, этиленхло-рид, бензол) — 9 м. ч., формалин или сернокислый гидразин — 1 м. ч. Изделие с нанесенной пастой прогревают в термостате 10—15 мин при температуре до 75°С.
С помощью паст удается получить очень качественный и прочный токопроводящий слой, однако этот метод более трудоемок.
Теперь осталась заключительная операция — формирование слоя металла на изделии, покрытом токо-проводящим слоем гальваническим методом. Эта операция ничем не отличается от гальванической обработки металлических изделий и достаточно подробно рассмотрена ранее. После нанесения гальванического покрытия изделие промывают водой, сушат и полируют.

Гальваника - кто знает?

Кто сейчас на конференции