Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

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.

Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

Необходимое оборудование

Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

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.

Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

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.

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.

Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

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:

  1. Помещение заготовки в раствор электролита.
  2. 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:

  • Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудованиеАлюминиевую 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 в домашних условиях: технология, оборудование

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.

Источник: https://tokar.guru/samodelkin/mednenie-galvanikoy-i-galvanoplastika-v-domashnih-usloviyah.html

Гальваника своими руками в домашних условиях: технология и оборудование

Гальваника – это и раздел прикладной науки «Электрохимия», в котором изучаются процессы, протекающие при осаждении катионов металла на катоде, помещенном в электролитический раствор, и технологический процесс. Гальваника в домашних условиях или выполняемая на производстве позволяет наносить на поверхность обрабатываемого изделия тонкий слой металла, который может выступать в роли защитного или декоративного покрытия.

Домашняя гальваническая установка

Методы реализации такого технологического процесса, отличающегося достаточно высокой сложностью, уже хорошо отработаны, поэтому сегодня его активно используют не только производственные предприятия, но и многие домашние мастера.

Особенности процесса

Покрытие, формируемое на обрабатываемой детали при помощи гальваники, может наноситься в технологических целях либо выполнять декоративные, защитные или сразу обе функции. В декоративных целях создают тонкий слой золота или серебра, а чтобы обеспечить надежную защиту поверхности обрабатываемой детали от коррозии, выполняют цинкование или гальваническое меднение.

Схема процесса электролиза

Сделать гальванику даже в домашних условиях несложно. Выполняют такую процедуру следующим образом.

  • В диэлектрическую емкость с электролитом опускают два анода, подключаемые к плюсовому контакту источника электрического тока. Материалом изготовления таких анодов должен быть металл, слой из которого необходимо сформировать.
  • Само обрабатываемое изделие, подключаемое к минусовому контакту источника электрического тока и, таким образом, выступающее в роли катода, помещается в электролите между анодами.
  • Гальванизация, то есть процесс переноса молекул металла с электролита на изделие-катод, начинает происходить в тот момент, когда замыкается полученная электрическая сеть.

В результате на обрабатываемой поверхности формируется тонкий и однородный слой металла, который изначально содержался в химическом составе электролита.

Схема гальванической установки

Необходимое оборудование

Гальваника своими руками может быть качественно выполнена с использованием даже самого простейшего оборудования, которое есть в арсенале многих мастеров.

В первую очередь следует подобрать источник постоянного тока, который обязательно должен быть оснащен регулятором выходного напряжения.

Читайте также:  Фрезы по дереву: классификация, конструкции, типы, как выбрать

Наличие такого регулятора необходимо для того, чтобы иметь возможность плавно и в широких пределах изменять мощность вашего самодельного устройства для гальваники.

В качестве источника питания в домашних условиях очень удобно использовать выпрямитель электрического тока, который можно собрать самостоятельно (или приобрести серийную модель). Многие умельцы, выполняющие нанесение гальванического покрытия в домашних условиях, в качестве источника тока применяют серийные сварочные аппараты.

Для домашней гальваники подойдет стабилизированный блок питания с регулируемым напряжением (1,5–12 В)

Гальваническая ванна своими руками также может быть изготовлена без особых проблем.

В качестве такой ванны можно использовать любую емкость из стекла или пластика, при этом необходимо учитывать, что в такую емкость для гальваники должна помещаться как обрабатываемая деталь, так и требуемое количество электролита. Очень важно также, чтобы ванна была достаточно прочной и могла выдерживать высокую температуру, величина которой может доходить до 80°.

Аноды, используемые для осуществления гальваники в домашних условиях, выполняют сразу несколько важных функций:

  • подводят в электролит электрический ток и обеспечивают равномерное распределение последнего по обрабатываемой поверхности;
  • возмещают убыль наносимого на изделие металла, расходуемого из химического состава электролита;
  • способствуют протеканию некоторых окислительных процессов.

Выбирая аноды для своего гальванического аппарата, следует соблюдать одно важное правило: их площадь должна быть больше, чем площадь обрабатываемой поверхности.

Гальваника дома не может быть осуществлена без использования нагревательного прибора, при помощи которого электролит доводится до требуемой рабочей температуры. Очень удобно, когда интенсивность нагрева, обеспечиваемого таким устройством, может регулироваться.

Если ориентироваться на опыт домашних умельцев, которые уже имеют опыт нанесения гальванических покрытий в домашних условиях, можно порекомендовать использовать в качестве нагревательного прибора небольшую электроплитку или обычный утюг с регулировкой степени нагрева подошвы.

Что потребуется для приготовления электролита

Чтобы безопасно хранить в домашних условиях химические реактивы, из которых будет готовиться электролит для гальваники, а также сам готовый раствор, вам потребуется стеклянная посуда с притертыми крышками.

Количество химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор, необходимо отмерять с точностью до одного грамма.

Для решения такой задачи в домашних условиях подойдут даже недорогие электронные весы, которые можно приобрести в любом хозяйственном магазине.

Готовый электролит можно слить и в пластиковую бутылку, но для кислотных составов нужно использовать стеклянную посуду

Если вы решили заняться нанесением гальванических покрытий на различные изделия в домашних условиях, то наверняка столкнетесь с проблемой приобретения химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор.

Дело в том, что организации, производящие и реализующие такие химические вещества, могут продавать их только тем, кто имеет соответствующие разрешительные документы.

Приобрести такие химические реактивы частному лицу или даже организации, не обладающим такими документами, проблематично.

Для нанесения декоративных металлизированных покрытий можно приобрести специальные комплекты, состоящие из всех необходимых компонентов

Как правильно подготовить изделие к процедуре

После того как вы изготовили свой гальванический аппарат, нашли все необходимое оснащение и химические составляющие, можно приступать к такому важному процессу, как подготовка изделия, которое будет подвергаться гальванике. Важность такого процесса очень сложно переоценить, так как именно от качества его выполнения во многом зависит то, какими характеристиками будет обладать готовое покрытие.

В большинстве случаев подготовка изделия к гальванике не ограничивается только очисткой его поверхности от загрязнений и ее обезжириванием. Выполняются также пескоструйная обработка и последующая шлифовка с использованием наждачной бумаги и специальных паст.

Гальваническое покрытие выделяет все недостатки поверхности, поэтому обрабатываемая деталь должна быть идеально подготовлена, то есть устранены все сколы, царапины и раковины

Для того чтобы обезжирить обрабатываемую поверхность перед гальваникой, можно использовать органические растворители в чистом виде или приготовить для этих целей специальный раствор.

В частности, для эффективного обезжиривания стали или чугуна в домашних условиях готовят растворы, в состав которых входят едкий натр, жидкое стекло, карбонат натрия и фосфат натрия. Обезжиривание изделий из таких металлов выполняют в нагретом до 90° растворе.

Цветные металлы можно эффективно обезжирить растворами, содержащими в своем составе хозяйственное мыло и фосфорнокислый натрий.

Составы щелочных обезжиривающих растворов

Чтобы получить качественное гальваническое покрытие как в домашних, так и в производственных условиях, с обрабатываемой поверхности необходимо также удалить окисную пленку, для чего используют специальные декапирующие растворы с серной или хлороводородной кислотой.

Требования техники безопасности

Любая гальваническая операция (цинкование, хромирование, никелирование, меднение и др.

) является опасным технологическим процессом, поэтому при ее выполнении в домашних условиях необходимо строго следовать требованиям техники безопасности.

Опасной гальванику делают как токсичные химические вещества, так и высокая температура нагрева электролита, а также риски, связанные с любыми электрохимическими процессами.

Для проведения гальваники в домашних условиях лучше отвести нежилое помещение, в качестве которого может выступать гараж или мастерская. В нем обязательно должна быть организована качественная вентиляция. Все электрическое оборудование, которое вы будете использовать для того, чтобы сделать гальванику, необходимо заземлить.

Резиновые перчатки, очки и респиратор – минимум необходимых защитных средств

Личная безопасность – самое важное правило, которого следует строго придерживаться при осуществлении гальваники в домашних условиях. К мерам, которые способны обеспечить такую безопасность, следует отнести:

  • использование респиратора для защиты дыхательных путей;
  • защита рук при помощи мягких и прочных резиновых перчаток;
  • использование при работе клеенчатого фартука и обуви, способной защитить от ожогов кожу ног;
  • защита органов зрения при помощи специальных очков.

Кроме того, во время процедуры гальваники не следует ничего есть и пить, чтобы случайно не наглотаться и вредных испарений.

Чтобы быть готовым к любым неожиданностям, которые могут возникнуть в процессе выполнения такой операции, лучше предварительно почитать специальную литературу или даже посмотреть обучающее видео на данную тему.

Никелирование

Покрытие металла слоем никеля в домашних условиях могут выполнять в качестве финишной обработки или перед хромированием. Такой процесс получил название «гальваностегия», так как наносимый на поверхность изделия слой никеля повышает ее устойчивость к негативным факторам внешней среды. Кроме высоких защитных свойств, никелевый слой отличается и декоративной привлекательностью.

Температура электролита при выполнении никелирования не превышает 25°, а плотность тока находится в пределах 1,2 А/дм2. Электролит, кислотность которого должна находиться в пределах 4–5 pH, представляет собой водный раствор, в состав которого входят такие химические элементы, как сульфат никеля, магний, натрий, пищевая соль, борная кислота.

После завершения процесса гальваники изделие извлекают из электролитического раствора, промывают в воде, тщательно просушивают и полируют.

Хромирование

Гальваническое хромирование в домашних условиях или на производственном предприятии позволяет придать поверхностному слою обрабатываемого изделия более высокую твердость, устойчивость к коррозии, а также декоративность.

Поскольку хромовое покрытие отличается достаточно высокой пористостью, его выполняют после гальванического нанесения меди на обрабатываемую деталь (либо никелирования).

Для выполнения такой технологической операции используют аноды, которые изготовлены из сплава свинца, олова и сурьмы.

Установка гальванического хромирования

На конечный результат хромирования, выполнить которое в домашних условиях достаточно сложно, так как для этого необходимо использовать токи высокой плотности – до 100 А/дм2, оказывают влияние различные факторы. К наиболее значимым из них следует отнести:

  • температуру используемого электролита – от данного параметра зависит оттенок формируемого покрытия, которое может быть матовым (температура ниже 35°), блестящим (35–55°) и молочным (выше 55°);
  • химический состав электролита, оказывающий влияние на защитные свойства формируемого покрытия, а также на его цвет, который может быть темно-голубым, синим, агатовым.

Заключительным этапом хромирования после извлечения детали из электролитического раствора является промывка обработанной поверхности водой, последующая нейтрализация в растворе пищевой соды, еще одна промывка, просушка и полировка с использованием специальных паст.

Меднение

Меднение с использованием гальваники в домашних условиях необходимо для того, чтобы создать на поверхности обрабатываемого изделия токопроводящий слой, отличающийся небольшим значением электрического сопротивления, а также для того чтобы защитить деталь от негативного воздействия внешней среды.

Наносить слой меди на стальные и чугунные изделия, предварительно не покрыв их слоем никеля, смертельно опасно, так как для этого необходимо использовать цианистый электролит.

После предварительного никелирования металл покрывают слоем меди с использованием раствора сернокислой меди, концентрированной серной кислоты и воды комнатной температуры.

Золочение и серебрение

Покрытие металла слоем серебра или золота – это не только гальванопластический метод обработки, при котором с поверхности обрабатываемого изделия получают точную копию, но и технология, позволяющая создать на детали защитный и токопроводящий слой. Чтобы нанести на деталь из черного металла серебро, ее необходимо предварительно покрыть никелем.

Электролит для выполнения серебрения включает в свой состав железноцианистый калий, карбонат натрия и дистиллированную воду. Рабочая температура такого раствора не должна превышать 20°. В качестве анодов при выполнении серебрения методом гальваники используются пластины из графита.

Для серебрения детали опускаются в электролит, содержащий соль металла, например, нитрат серебра

Возможна также гальванопластика дома, в процессе выполнения которой поверхность изделия формируется при помощи слоя золота.

Кроме того, при помощи такой технологии может быть выполнено и простое золочение детали. При этом для гальваники применяется водный раствор золота с синеродистым калием.

Работать с таким электролитическим раствором можно только в помещениях с хорошей вентиляционной системой.

Многие домашние мастера задаются вопросом о том, как сделать процесс золочения более безопасным для человеческого здоровья. Для решения этой задачи ядовитую кислоту можно заменить на железистосинеродистый калий, который также называют кровавой солью.

Перед выполнением золочения в домашних условиях изделие тщательно очищают и покрывают медью, если оно изготовлено из стали, свинца, олова или цинка.

Для улучшения адгезии слоя золота с обрабатываемой поверхностью изделие перед обработкой окунают в раствор азотнокислой ртути.

Читайте также:  Монтажная отрезная пила по металлу с абразивным диском

При выполнении золочения в электролит вместе с анодами помещают листик золота. После окончания гальваники изделие просушивают в опилках, а затем полируют.

Источник: http://met-all.org/obrabotka/himicheskaya/galvanika-domashnih-usloviyah-svoimi-rukami-hromirovanie-mednenie.html

Технологии изготовления технологической оснастки и изделий методом гальванопластики

Главная » Литература » Статьи » Технологии изготовления технологической оснастки и изделий методом гальванопластики

  • ПромЭФ ООО
  • Гальванопластика – технология получения точных металлических копий, путем осаждения металла на модели, которые после окончания процесса отделяются.
  • Точности рабочих размеров и шероховатости поверхности получаемых гальванопластических копий всецело зависят от точности размеров и шероховатости поверхности модели на которую происходит осаждение металла.
  • Метод гальванопластики наиболее целесообразно применять при изготовлении формообразующих элементов оснастки в инструментальном производстве и деталей основного производства, имеющих сложный рельеф, получение которых механическим путем либо неэкономично, либо не предоставляется возможным.
  • Наиболее эффективное применение гальванопластика находит при изготовлении:
  • формообразующих элементов пресс-форм для изготовления деталей со сложной конфигурацией поверхности (светоотражатели, линзы фринели, галло-графические пленки, игрушки, корпуса авторучек и т.п.);
  • объемных деталей с высокими требованиями по точности и шероховатости внутренних поверхностей (волноводные системы, сопла топливных насосов, катоды электронных ламп, параболические зеркала и т.п.);
  • плоских мелко структурных деталей (кодирующие диски, сетки, фильтры, детали часовых механизмов и т.п.);
  • художественных изделий (мелкая скульптура, оклады икон, панно и т.п.).

Получение формообразующих элементов пресс-форм в инструментальном производстве.

Современные технологические процессы позволяют получить формообразующие элементы пресс-форм методом гальванопластики без дальнейшей механической обработки.

Достигается это за счет одновременного формирования осадком профильной части формообразующего элемента пресс-формы и вращивания базирующего эле-мента, размеры которого соответствуют размерам рабочего окна пресс-формы.

В случае необходимости в фор-мообразующем элементе пресс-формы можно одновременно с формированием литьевой системы вращивать втулки под толкатели и необходимые технологические знаки.

При этом независимо от сложности линий разъема двух полуматриц или матрицы и пуансона смыкание двух половинок происходит по всей линии и плоскости разъема полностью, так как формирование формообразующих элементов пресс-формы происходит одной половины по другой без извлечения модели.

Краткое описание технологического процесса

На подмодельную плиту, согласно чертежу, укрепляют модель, устанавливают базирующий элемент и, в случае необходимости, устанавливаются литниковые системы, системы толкателей, технологические знаки.

Места, на которых не должно происходить осаждение металла, изолируются.

Система помещается в гальванопластическую ванну, где происходит наращивание рабочего слоя формообразующего элемента.

Рабочий слой представляет сплав никель-кобальта (никеля от 80%, кобальта до 20%), толщиной от 1,5 мм до 3,0 мм. Твердость рабочей части формообразующего элемента колеблется от 45 до 55 НRС, в зависимости от содержания кобальта в осадке.

На рабочий слой из никель-кобальта наносят конструкционный слой, состоящий из меди. Толщина конструкционного слоя колеблется в пределах от 3,0 до 5,0 мм. Иногда толщина конструкционного слоя может быть увеличена, но при этом суммарная толщина рабочего конструкционного слоев не должна превышать 10,0 мм.

После формирования полуматрицы (матрицы) приступают к формированию второй полуматрицы (пуансона):удаляет с первой полуматрицы подмодельную плиту;изолируют участки, на которых не должно происходит осаждение металла;устанавливают при необходимости дополнительные элементы,осаждение ведут без извлечения модели из полуматрицы (матрицы).

После изготовление формообразующих элементов пресс-форм их необходимо закрепить в форме. Способ закрепление формообразующих элементов пресс-форм в форме выбирается в зависимости от количества деталей отливаемых в пресс-форме.

Если количество отливаемых деталей не превышает трех-пяти тысяч штук, полученный формообразующий элемент пресс-формы можно залить эпоксидной смолой с металлическим наполнителем и установить пресс-форму согласно чертежу.

В случае, когда количество отливаемых деталей исчисляется десятками тысяч, полученный формообразующий элемент пресс-формы необходимо залить сплавом на основе цинка, баббитом или алюминием, предварительно нанеся на конструкционный слой сплав олово-висмут.

В ряде случаев используют формообразующий элемент пресс-формы в качестве электрод-инструмента для электроэрозионной прошивки посадочного места в пресс-форме.

Закрепление формообразующего элемента пресс-формы в форме осуществляют с помощью точной сварки, пайки или с помощью токопроводящих клеев, в зависимости от конкретных условий производства.

  1. Изготовление электрод-инструментов для электроэрозионной и электрохимической обработки.
  2. Широкое применение гальванопластика получила в изготовлении электрод-инстументов для электроэрозионной и электрохимической обработки формообразующих технологической оснастки.

Изготовление электрод-инcтрумента методом гальванопластики позволяет получать неограниченное количество абсолютно идентичных электрод-инстументов, так как весь инструмент изготавливается в одной и той же оснастке.

Это очень важно при применении электроэрозионной обработки, где требуется для прошивки от двух и более электрод-инструментов.

За счет вращивания базовой пластины, размеры и оснащение которой соответствуют подсоединительным местам электроэрозионного оборудования, убираются такие операции как выставление и впаивание хвостовика.

В качестве металла для элетрод-инструмента используется медь толщиной от 0,5 до 2,0 мм для электроэрозионной обработки и медь, никель либо никель-кобальт толщиной от 0,1 до 0,5 мм при электрохимической обработки.

Применение метода гальванопластики в основном производстве.

В случае, когда необходимо получить (до 100 штук изделий в месяц) объемных деталей сложного профиля толщиной от 0,1 до 0,5 мм метод гальванопластики становится незаменимым.

При этом внутренние размеры и шероховатость поверхности получаемых деталей полностью соответствуют размерам и шероховатости модели на которую происходит осаждение металла, а получаемая наружная поверхность детали по точности и шероховатости не ниже точности и шероховатости модели. С помощью специальной технологической оснастки, во время гальванопластического осаждения металла детали можно формировать необходимые окна, технологические отверстия, что исключает необходимость в дополнительной механической обработке. Данное направление весьма эффективно за счет исключения расходов на изготовление технологической оснастки.

Изготовление сложно-профильных плоских изделий.

Метод гальванопластики используется для получения плоских сложнопрофильных изделий типа кодирующие диски (1024 паза на диаметре 50 мм), всевозможных сеток, деталей часовых механизмов.

Толщина таких деталей колеблется от 0,025 до 0,2 мм при использовании сухого пленочного фоторезистора (СПВЩ) и до 0,8 мм при использовании фотополимерной композиции. Точность получаемых деталей зависит от разрешающей способности фоторезистивных и фотополимерных композиций и применяемого оборудования.

Количество изделий, получаемых за один съем зависит от размеров подложки, на которую наносится композиция, и количества деталей, помещающихся на ней.

Изготовление полых изделий путем наружного осаждения металла на выплавляемые модели.

К таким изделиям традиционно относятся волноводы, детали радио-электронной аппаратуры, а в последнее время к ним можно отнести изделия декоративного искусства любой степени сложности.

Шероховатость наружной поверхности при осаждении — не ниже шероховатости поверхности модели. Осаждаемые металлы – это традиционная медь, никель, никель-кобальт, железо.

Возможно гальванопластическое осаждение никель-железо.

Источник: http://echemistry.ru/literatura/stati/tehnologii-izgotovleniya-tehnologicheskoj-osnastki-i-izdelij-metodom-galvanoplastiki.html

Гальваника в домашних условиях

Открытие метода гальванизации, совершённое русским физиком Борисом (Морисом) Якоби в 1838 году, обособилось в две самостоятельные ветви гальванотехники: гальванопластику и гальваностегию.

Гальванотехника в промышленных масштабах позволяет применять этот электрохимический процесс осаждения катионов металла на любых поверхностях.

Получить такое покрытие на выбранной подложке поможет гальваника в домашних условиях.

Гальваническое покрытие изделий

Особенности процесса

При помощи гальванопластики выполняются точные копии любого предмета. Этот приём находит применение в исполнении бронзовых фигур, пластин для печати, восстановлении поверхностей повреждённых деталей.

Суть процесса заключается в погружении в электролит объекта. В качестве электролита используется водный раствор соли металла, которым нужно выполнить покрытие. Когда соли растворяют в воде, в них молекулы распадаются на заряженные частицы противоположных зарядов:

  • катионы металла или водорода – положительные ионы;
  • анионы кислотных остатков, гидроксильных групп или кислорода – отрицательные ионы.

Как известно, электролиты проводят электрический ток. Если в них погружать металлические электроды, подключенные к источнику постоянного тока, то через электролит станет протекать ток. При этом положительные ионы начнут движение к катоду, отрицательные – двинутся к аноду.

Схема гальванического процесса

Внимание! При восстановлении деталей с помощью гальванического осаждения в качестве катода может выступать сама деталь, анода – металлическая пластина. Аноды могут быть как растворимые, так и нерастворимые. Первые выполнены из осаждаемого на деталь металла, вторые – из свинца.

В результате протекания тока через раствор металл оседает на поверхности детали (катода) из-за того, что катионы металла и водорода на ней теряют заряд. Покрытие наносится на уровне молекул.

Анионы, в свою очередь, разряжаются на аноде с выделением кислорода.

Концентрация электролита всё время неизменна, потому что металл на аноде при разряде растворяется и пополняет раствор своими положительными ионами.

Гальваностегия, как вид гальванотехники, допускает выполнять защитные и декоративные покрытия металлических изделия либо придание их поверхности особых свойств. Её технологическая схема подразумевает нанесение на металлическую поверхность покрытия из другого металла, который более устойчив к механическим и химическим нагрузкам.

Необходимое оборудование

Гальваническая обработка мелких изделий в домашних условиях требует наличия определённой оснастки и химических реактивов. Основной перечень оборудования включает в себя:

  • блок питания постоянного тока;
  • ёмкость;
  • электролит;
  • весы;
  • электроды «анод» и «катод»;
  • провод;
  • электроплиту.

Источник применяется с регулировкой по току. Выпрямитель, рассчитанный на выходные токи до 5 А, подойдёт для работы с объектами размером с апельсин. Для небольших элементов достаточно тока до 0,5 А.

Зарядные устройства на 12 В тоже годятся для процесса гальваники. Стартерный аккумулятор может служить таким источником тока.

Для снижения тока допустимо применять шунтирование, включение резистора параллельно сосуду.

Гальваническая ванна своими руками при изготовлении должна быть вместительна, прочна и термически устойчива. Хорошо подходят для этих целей готовые стеклянные изделия с толщиной стекла не менее 4-5 мм, старый аквариум или банка с широкой горловиной.

Электролит – водный раствор солей, приготавливается из химических компонентов в зависимости от желаемого покрытия.

Для точного подбора ингредиентов и соблюдения должной концентрации раствора необходимо взвешивающее устройство, желательно электронное.

В качестве электродов используются пластины из металла-донора, достаточной толщины и площади. Электроды подводят ток к электролиту, а также служат для замещения убывающего в нём металла. Провода берутся многожильные, медные в изоляции, с сечением не менее 2,5 мм2.

Читайте также:  Как сделать гриндер своими руками: чертежи, пошаговая инструкция

Требуется электроплита для подогрева электролита. Повышение температуры рабочего раствора ускоряет время реакции гальванизации. Возможность регулировки нагрева – обязательное условие выбора.

Гальваника в домашних условиях

Что потребуется для приготовления электролита

Одного рецепта электролита не бывает, для каждого покрытия нужен свой состав. В нём присутствуют вода, кислота и включения солей металлов. Для быстрого протекания реакций температура раствора бывает разной у отдельных процессов. Нагрев допустимо выполнять в микроволновках, духовках и электроплитах.

Как правильно подготовить изделие к процедуре

Восстановление аккумулятора

Предметы, которые подлежат гальванизации, должны иметь очищенную от коррозии и грязи поверхность. Ручной механической очисткой или шлифовальными приборами поверхность зачищается до блеска. Раковины и глубокие необработанные царапины не должны остаться на детали.

В противном случае атомы во время гальванизации не смогут образовать хорошей связи и выпадут в осадок. После механической обработки нужно погрузить деталь в сильный щелочной или кислотный раствор. Можно воспользоваться кратковременным изменением полярности на установке. Стальные детали опускают на несколько минут в разогретый до 90 градусов фосфорнокислый натрий.

Медь или её сплавы очищают содой или любым моющим средством. Можно также применить фосфорнокислый натрий, но не подогретый.

Требования техники безопасности

Работая с электролитом при гальванопластике в домашних условиях, необходимо придерживаться ряда требований. Опасны следующие факторы:

  • выделение вредных паров при нагреве электролита и его химических реакциях;
  • опасность поражения электротоком при незаземлённой схеме оборудования;
  • разрушение ванн из пластика при воздействии температур.

Для защиты работы необходимо производить в отдельном проветриваемом помещении. Обязательно использовать защитные очки, фартук, резиновые перчатки и респиратор. Приём пищи и воды во время проводимых действий запрещён.

Материалы, которые чистящие химикаты не могут удалить

Частицы различных материалов или дефекты, присутствующие на подготавливаемом катоде, могут не удаляться с помощью химикатов. К ним относятся следующие позиции:

  • остатки сварочного припоя и шлак;
  • капли различных смол или их остаточные покрытия;
  • глубокие повреждения в виде заусенцев или неровных краёв;
  • слои пригоревшего жира или остатки эмалей и красок.

Недопустимо приступать к работе с изделием до полного удаления инородных вкраплений или покрытий.

Гальваника в домашних условиях с муриевой кислотой

Мурий – от латинского muria «рассол, раствор соли». Такого элемента нет в таблице Менделеева. Так прозвали химики газообразный хлор Cl2. Муриевая кислота – это соляная кислота HCl. Она схожа с серной кислотой и в просторечии называется паяльной.

Процесс гальваники в соляной кислоте с использованием медного анода выглядит так:

  • к питающим зажимам подключаются стальная заготовка и кусок меди, соблюдая полярность (заготовка подключается к минусу, медь – к плюсу);
  • ванна заполняется электролитом: вода и соляная кислота – 5:1;
  • оба элемента погружаются в раствор, зажим на детали присоединяется к месту, где не нужна гальванизация, или всё время сдвигается в процессе покрытия;
  • раствор периодически перемешивается в ходе работы для равномерности слоя.

Внимание! При смешивании электролита кислоту льют тонкой струйкой в воду, а не наоборот. Перемешивают стеклянной палочкой и в защитных очках.

Между противоположными электродами соблюдают некоторое расстояние, чтобы не возникло участков быстрого оседания меди. Изделие покроется тонким напылением, толстого слоя добиться сложно. Время, необходимое для покрытия, может достигать нескольких часов.

Работа с раствором металлического ионного электролита

При гальванизации дома мастеру нужно заранее предопределить, какой химической реакции необходимо добиться. От этого зависят материал, используемый для анода, и состав электролитного раствора.

Атомы, которые будут присоединяться к заготовке, должны входить в состав электролита. Следовательно, для получения золотого или серебряного покрытия электролит должен иметь золотую или серебряную основу.

В случае покрытий благородными металлами в качестве анода может выступать свинец, но электролит должен периодически обновляться.

Гальваника для различных металлов

Цинкование, латунирование, серебрение, никелирование и хромирование – всё это способы покрытия одного металла другим в результате электрохимической реакции. В зависимости от желаемого результата, можно на одной и той же гальванической установке в домашних условиях получать требуемые покрытия.

Никелирование

Это осаждение атомов никеля в виде покрытия на заготовке. В качестве анода берутся две пластинки никеля, погружаются в ванну с электролитом на одинаковом расстоянии. Между ними на подвесе располагают объект никелирования. Сернокислый состав электролита включает в себя:

  • 140-200 г/л сернокислого никеля (NiSO4);
  • 50-70 г/л сернокислого натрия (Na2SO4);
  • 30-50 г/л сернокислого магния (Mg SO4);
  • 5-10 г/л хлористого натрия (NaCl);
  • 25-30 г/л борной кислоты (H3B03).

Все составляющие разводятся тёплой дистиллированной водой (20-25С0) в нужной пропорции. После растворения доливают воду до необходимого объёма. Кислотность раствора – 5,0-5,5 pH, при плотности протекающего тока 0,5-0,9 А/дм2. Минимальное время никелирования – 15-20 мин. Толщина слоя находится в прямой зависимости от силы тока, площади детали и времени выдержки.

Обязательно. По окончании работ в домашних условиях остатки электролита смываются проточной водой, детали насухо протираются.

Детали с никелированным покрытием

Хромирование

Ещё одно блестящее покрытие металлического оттенка – хромированное. Для приготовления электролита на 1 л дистиллированной воды нужно взять:

  • хромового ангидрида (CrO3) – 250 г.;
  • серной кислоты (H2SO4) плотностью 1, 83 г/см3 – 2,5 г.;
  • дистиллированная вода, разогретая до 60 0С.

Через водный раствор, с размешанными в нём кислотой и ангидридом, пропускается ток номинального значения в течение 4 ч,. пока электролит не приобретёт тёмный коричневый цвет. После этого он отстаивается 24 часа и готов к употреблению.

Омеднение

Медь имеет красивый красный оттенок. Такой цвет приобретает и деталь после гальваники. Существует два варианта меднения: с погружением заготовки и без него.

Метод погружения

Это уже рассмотренный вариант гальванизации с размещением детали в растворе электролита. Омеднение выполняется в следующей последовательности:

  • в электролит для автомобильного аккумулятора добавляется 20 г. порошка медного купороса и тщательно перемешивается;
  • в ванну с электролитом опускаются два медных листа на расстоянии друг от друга, между ними помещается омедняемая деталь;
  • источник постоянного тока напряжением 4-6 В подключается своим «минусом» к заготовке, «плюсом» – к медным электродам;
  • регулятором источника питания выставляется ток из расчёта 15 мА/см2.

Обрабатывают деталь 15-20 мин. до достижения желаемого покрытия.

К сведению. Омеднение применяется, как отдельная декоративная отделка, так и в качестве подготовки поверхности к дальнейшему хромированию или серебрению детали. Способ применим и для изготовления биметаллических конструкций.

Покрытие медью без погружения

В случае поверхностной обработки предметов, которые не помещаются в ёмкость, можно применить этот метод. Суть его заключается в том, что деталь, на которую будет наноситься слой меди, подключают к «минусу» блока питания на 6 В (не более). К «плюсу» присоединяется многожильный медный провод, распушённый на конце, как кисточка.

«Кисточка» периодически смачивается в приготовленном растворе электролита и ею покрывают омедняемую поверхность, при этом соблюдая минимальный зазор между поверхностью и «кистью». Ионы меди будут притягиваться отрицательно заряженной заготовкой и оседать на ней. Как вариант можно использовать кисть для акварельных красок с металлическим зажимом щетины.

Покрытие медью без погружения в гальваническую ванну

Обработка алюминия

Гальваностегия при работе с алюминиевыми предметами в домашних условиях нецелесообразна. Алюминий и его сплавы имеют постоянную окисную плёнку, которая препятствует сцеплению атомов донора с основой.

Даже если её удалить, то повышенный электроотрицательный потенциал этого элемента способствует вытеснению ионов алюминия с поверхности ещё до начала возникновения электротока через раствор, что тоже мешает нормальной связи основы с покрытием, не поможет и предварительная оцинковка.

Золочение и серебрение

Зеркало – наглядный пример нанесения на стекло серебряного покрытия. Хорошо подвержены серебрению изделия из меди, латуни и их сплавов. В домашних условиях заготовку сначала покрывают никелем, потом уже серебрят. Раствор электролита для серебрения включает в свой состав:

  • железно-цианистый калий – 40 г.;
  • кальцинированная сода – 40 г.;
  • раствор гидроксида аммония – 70 мл;
  • хлорид серебра – 10 г.;
  • хлорид натрия (соль) – 15 г.;
  • дистиллированная вода – 1 л.

В качестве анода применяют стержень графитового строительного карандаша.

Превратить медь в золото при помощи нанесения позолоты также поможет гальваника своими руками. Выполняется это в следующем порядке:

  • 60 г. фосфорнокислого натрия (Na₂HPO₄) растворяется в 700 мл дистиллированной воды;
  • 2,5 г. хлорного золота (Au₂Cl₆) перемешивается в 150 мл воды высокой очистки;
  • в 150 мл воды разводятся 1 г. цианистого калия (KCN) и 10 г. сернокислого натрия (Na₂SO₄).

Полученные растворы смешиваются и нагреваются до 60 °C. При этой температуре проходит дальнейший процесс золочения. Для предотвращения истощения электролита применяется анод из свинца.

Внимание! Реагенты опасны для здоровья. При работах соблюдать повышенные меры безопасности и применять средства индивидуальной защиты. Стол для гальванизации должен иметь принудительную местную вентиляцию.

Особенности гальванопластики

При помощи этого метода копируются предметы до мельчайших деталей. Гальванопластика позволяет изготавливать изделия сложных конфигураций, которые невозможно воспроизвести другим способом. Хрупкие заготовки получают прочность и другой облик при покрытии металлом. Материал заготовки не имеет значения, так как она остаётся внутри. Копия максимально приближена к оригиналу.

Кулон жёлудь, выполненный методом гальванопластики

Применение в домашних условиях обоих направлений гальваники допускает изготовление декоративных украшений, защитных покрытий и просто красивых вещей. Правильно подобранный электролит и грамотно организованный электрохимический процесс – вот всё, что для этого нужно.

Видео

Источник: https://amperof.ru/teoriya/galvanika-v-domashnix-usloviyax.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector