Гальванопластика для чайников подручными средствами: часть1. Гальваническая установка

Данный мастер-класс написан, чтобы узнать — насколько интересен публике процесс гальванического напыления металла. Есть два подхода к делу: можно потратить много времени и мало денег, а можно наоборот. Идея мастер-классав том, чтобы затратить на материалы и инструменты как можно меньше денег, буквально — собрать все из того, что есть дома. Образование физического факульткта и изголодавшийся по работе мозг молодой мамы в декрете не оставили мне выбора — я начала изобретать велосипед, хотя подробного описания «для чайников» в сети не нашла (что и решила исправить). В этот раз я опишу только самое начало — сборка цепи гальванической установки. Если это окажется и нтересно, в следующих мастер-классах я подробно опишу все оставшиеся этапы. Получилось «многабукав», как говорят сейчас в интернете, но мне хотелось, чтоб было понятно.

Итак, мы задались целью обмеднить что-нибудь. Для меня это был скелетированный листик.

Для этого нужно:

1. собрать установку,

2. приготовить электролит

3. нанести токопроводящий слой на образец

4. провести сам процесс гальванизации.

Каждый из этих этапов имеет свои трудности. Итак, установка. Для того чтобы быстро собрать установку, нам потребуется, во-первых: автомобильный выпрямитель (такая штука для зарядки автомобильного аккумулятора). Его можно заменить зарядкой от старого телефона или любого другого маломощного устройства, но это несколько сложнее (позже объясню). медная проволока или медный провод. Второе куда предпочтительнее: по проволоке должен идти ток, а медная проволока в мотках бывает покрыта специальной пленкой, пока ее не обожжешь — к ней не подцепиться. А в проводе, который вы достали из изоляции, вы можете быть уверены. Можно отрезать шнур с вилкой от какого-нибудь сломанного прибора, который во время не выбросили, или взять какой-нибудь завалявшийся кусочек. Или купить провод в любом авто-или строительном магазине. Проволока нужна разная. толстая (около 1-2мм) для создания штанги для подвешивания предметов в гальванической ванне, тонкая — подвешивать предметы (листик) за штангу.

В третьих — маленькая электрическая лампочка и пару зажимов-крокодилов (не обязательно). Это понадобится нам для контроля и снижения тока.

В четвертых — пластмассовая миска, которую мы будем гордо именовать » гальваническая ванна» 🙂 Подойдет любая емкость, такая, чтобы в нее помещалось все то, что вы планируете обмеднить (по очереди, конечно 🙂 ). Я купила в хозтоварах емкость для сыпучих пргодуктов за 60р. Можно взять стеклянную банку.. Главное, чтобы не разъело электролитом!

В пятых — медная пластина, а еще лучше две. Я свою нашла на даче в сарае. Если нет пластины — как временное решение подойдет медный провод/проволока. Берете любую подходящую плотную пластмасску и делаете плотную обмотку проволокой на глубину вашей емкости. Но, как постоянный вариант это годится только для очень толстой проволоки — 2 и более мм. Тонкую проволоку через неделю-две разъест электролитом. В емкости, под слоем электролита, вы не увидите истончение и разрыв, и будете грустно гадать, куда делся ток и почему ничего не работает..

Теперь, чтобы понимать, что мы делаем, опишем принцип работы нашей установки (см. схему). Уж простите, за такой рисунок, делаю МК ночью, уложив ребенка.. Задача такая: через электролит к нашему листику должен течь ток. Ток создается ионами меди. Они, создавая ток в растворе, стремятся к образцу (листику), оседают на нем, формируя тонкий и прочный слой атомарной меди. Из школьной физики мы помним (или поверьте на слово 🙂 ), что ток течет от плюса к минусу. Значит, если на медную пластину подать плюс, а на листик — минус, то через электролит от медной пластины к листику потечет ток, все заработает. На схеме ИП — источник питания (зарядка), МП — медные пластины, Л — листик. Красным — то что подключается на «плюс», синим — то что на «минус».

Итак, для начала берем медную пластину и вставляем ее в гальваническую ванну. Лучше поставить две пластины с двух сторон, чтобы ток тек с обеих сторон и меднение происходило равномерно. Можно и больше, тут уж зависит от широты души и количества медных пластин 🙂 Пластину лучше закрепить, тут есть варианты. У меня пластинка одна, только согнутая, потому я проделала в емкости дырочки нагретым гвоздем и вкрутилв в них саморезы — они и прижали мою пластину. Не очень эстетично получилось, зато работать будет..

Теперь из толстой проволоки делаем подвес для того, что будем меднить. И подвешиваем что-нибудь, на чем не жалко пробовать.

Теперь можно сразу подцепить источник тока: красную клемму (плюс) за медную пластину, черную (минус) за подвес. Если бы все было так просто… Автомобильный зарядник работает с определенным дмапазоном токов и напряжений, ток может оказаться великоват для нас. Тогда осаждение меди пойдет слишком быстро, она осядет вот такими пупырышками.

Или вообще вот такими хлопьями, корорые легко соскребаются пальцем.

Надо уменьшить ток. Чем дольше и медленне мы напыляем медь, тем ровнее и плотнее будет слой. От вас же не требуется напылять его силой мысли — та что поставили слааааабенький ток, и идите по делам, изредка проверяя, как там дела. Но как уменьшить ток, если мы итак поставили минимально возможный на зарядке? Курс школьной физики говорит — добавить в цепь лампочку! Будет дополнительное сопротивление и ток уменьшится. Берем маленькую лампочку (например, самую простую и дешевую для габаритов автомагазине),

приматываем изолентой два контакта (для удобства можно просто два куска провода).

Лампочке все равно, с какой стороны ей попадут плюс, с какой минус — не бойтесь перепутать.

Внимательно следите чтобы провод касался только одного контакта лампы! иначе ток не пойдет сквозь лампу и толку от нее не будет.

И вот теперь можно собрать цепь: плюс от зарядки к лампочке, лампочку к медной пластине, минус от зарядки к подвесу. Напряжение на моей установке 0.7 Вольта, ток порядка 0.05 — 0.1 А. Это не опасно, хотя, не очень приятно, если забыть о технике безопасности и почувствовать на себе (да-да, каюсь, было)..

Теперь осталось налить электролит, и можно пробовать!

А теперь немного о лампочке. Автомобильный зарядник светит диодом и жужжит даже когда через его клеммы не идет ток — он делает это когда просто включен в розтку. А вот лампочка будет гореть только если в цепи есть ток и идет процесс гальванизации, так что очень удобно ходить мимо, просто поглядывая на лампочку. Если она погасла — ток пропал. Пока я писала эти строчки, я увидела как погас свет — опробовала новуб систему подвеса листиков, но крепление разъело электролитом и листик, оторвавшись, упал. Без лампы я бы так сразу об этом не узнала.

Почему неудобно использовать зарядку от телефона: во-первых непонятно где плюс и минус, а во вторых — она дает ток около 0.8А, то есть в 8 ра больше — нужно больше ламп, или какое-то другое сопротивление…

Но, это только начало! Дальше надо приготовить электролит, правильно нанести токопроводящий слой (ведь наш листик ток не проводит) потом проследить чтобы листик нормально гальванизировался.. И, если все хорошо, у вас получится вот такой замечетальный ажурный металлический листик!

Устройство для зарядки, да и почти все прочее есть почти в каждом доме, где есть автомобиль. Все «крокодилы» можно легко заменить скрутками, так что стоимость «стартового комплекта» минимальна. Если вас не увлечет это занятие, не придется жалеть о потраченных средствах. Удачи!

P.S.: Хоть это и не относится к этому разделу, упомяну — помните , что работать с электролитом нужно в перчатках! Что при меднении выделяется газообразный водород, который взрывоопасен в больших количествах. Конечно, для взрыва вам надо обмеднить, минимум, шкаф, но все же приоткройте форточку..

P.P.S.: я очень надеюсь, что объяснила понятно, если что — спрашивайте! Это мой первый МК, рука еще не набита..

Гальваническая ванна своими руками. Футеровка и нагрев гальванических ванн

Знакомые всем слова «позолоченный», «посеребренный», «хромированный» или «никелированный» уже прочно вошли в лексикон современного человека и воспринимаются им почти автоматически. Никто даже не задумывается, что за всеми этими словами скрывается технология, позволившая человеку достичь современного уровня цивилизации, – гальванотехника.

Гальванотехника – что это за процесс?

Электрохимический процесс, при котором под воздействием электрического тока происходит осаждение металлов на выбранной поверхности, называется гальванотехникой. Такой процесс можно применять к любому предмету, даже к неметаллу. Именно это стало решающим для широкого применения гальванотехники в различных отраслях промышленности. С помощью нее можно позолотить, посеребрить, никелировать и хромировать любые предметы, облагораживая их внешний вид в декоративных целях или меняя физические и химические свойства поверхности в чисто практических (для увеличения износостойкости, повышения сопротивления агрессивным средам и т. д.). Оборудованием при этом является гальваническая ванна.

Виды гальванотехники

Существует два вида данной технологии, получивших широкое распространение не только во многих отраслях современной промышленности, но и в домашних условиях. Первый – гальванопластика – имеет своей целью создание точных копий поверхностей предмета из осаждаемого на них металла. Второй, наиболее распространенный и в быту, и на производстве, состоит в создании тонкого – не толще человеческого волоса – покрытия всей поверхности предмета и называется гальваностегией.

Что такое гальваническая ванна?

Так как гальванические процессы происходят вследствие электролиза, естественно, что используются электролитические растворы и специальное механическое и электротехническое оборудование. Гальванические ванны – это совокупность всех вышеперечисленных составных частей процесса, но основными составляющими, к которым предъявляются повышенные требования, являются раствор (электролит) и емкость для него. Особенно это важно, если идет речь об использовании гальваностегии или гальванопластики в домашних условиях.

К емкостям для гальванопластики предъявляются повышенные общие требования, которым, несмотря на то, что видов этих емкостей довольно много, все они должны строго соответствовать. Они должны быть герметичными и химически нейтральными к используемому раствору, способными поддерживать требуемые тепловые режимы (нагрев гальванических ванн и их охлаждение должны быть под контролем), а также удобными и безопасными в обслуживании. Ванны изготавливаются из различных материалов.

Методы анализа гальванических ванн

Благодаря современным наработкам появились новые возможности для анализа электролита, используемого в процессе гальваники. Это нужно для качественного результата процесса, получения более равномерного и прочного покрытия. Анализ гальванических ванн в современных условиях возможно проводить с использованием химического и физико-химического методов. Во втором случае применяются фотометрические исследования, полярографические, амперо- и потенциометрические способы, которые дают более высокие результаты при определении состава электролита.

Защита гальванических емкостей

Одна из проблем гальванических процессов – это защита емкостей для электролита от разрушительного воздействия раствора (кислотного или щелочного), в котором протекает электролиз. Если ванна изготовлена из нейтрального материала, например, пластика, то здесь проблем нет. Но это возможно только в случаях с небольшими объемами. Если же брать промышленные установки, то на гальванических производствах емкости для раствора изготавливают из металла. В этом случае возникает необходимость их защиты от:

– контакта с раствором, что обеспечивает более долгий срок эксплуатации;

– коррозии металла, создающей ненужные примеси в растворе;

– искажения и изменения электрического поля.

Такую защиту может обеспечить футеровка гальванических ванн, проводимая листовыми полимерными материалами при помощи воздушной горячей сварки.

Изготовление гальванических ванн в домашних условиях

Желающих иметь гальванику в своем доме или гараже достаточно много. Но следует отметить, что этот процесс небезопасен. Вредные и взрывоопасные пары, едкие и даже ядовитые растворы, использование электричества делают его сложным с позиции обеспечения безопасности. Но для простых работ, таких, как меднение, хромирование, никелирование небольших предметов гальваническая ванна может быть собрана из подручных средств. И даже в этом случае необходимо соблюдать несколько важных требований:

– емкость для раствора должна быть жесткой, химически нейтральной и диэлектрической;

– обязательна вытяжная вентиляция;

– наличие достаточного количества чистой воды – простейший процесс требует использования около пяти промывок;

– наличие емкости и средств для нейтрализации отработанных растворов и сточных вод.

Самый простой вариант гальванической ванны можно изготовить из пластиковой канистры, срезав крышку с горловиной и усилив боковые стороны армирующим материалом. Затем на стенки емкости по линии среза необходимо надеть оконные или автомобильные уплотнители. Следующим шагом будет крепление крышки с помощью рояльных петель к одной стороне канистры и крепление защелок на крышку и стенку емкости с противоположной стороны. Горловина в крышке подсоединяется к шлангу для выведения паров наружу – простейшая вытяжная вентиляция.

Теперь остается проделать в верхней части емкости по линии среза три отверстия для контактных штанг. Штанги желательно делать из медной трубки диаметром 10–20 мм, лучше толстостенной. Концы трубок плющатся и в них сверлятся отверстия для подключения полюсов от источника питания. На штанги, размещенные по краям, навешивают анодные пластины и подключают к плюсу источника. На центральную штангу подвешивается деталь, являющаяся катодом, подключенная к минусовому проводу. Ток

и напряжение подбираются в зависимости от объема ванны.

Схемы самодельных гальванических ванн

Простейшая схема гальванической ванны включает в себя всего три операции: подготовительную, собственно процесс гальванизации и финишную обработку. Первая заключается в очистке, обезжиривании, травлении и полировке предмета или детали – подготовке. Третья операция позволяет довести уже покрытую слоем металла деталь до «товарного» вида путем пассивации, полировки и т. д. Каждая операция должна заканчиваться промывкой в чистой и холодной воде. А если детали обрабатывались щелочными растворами, то обязательно нужно делать промывку сначала горячей, а затем холодной водой.

Деталь, на которую требуется нанести покрытие, подсоединяется к отрицательному проводу устройства (катоду) и опускается в электролит. Положительный провод подключается к электроду из покрывающего металла (аноду), который также опускается в раствор. Электролиз заставит растворяться анод (+) и осаждаться металл на детали-катоде (–).

Значение гальванотехники для современного производства

Гальваническая ванна, в которой происходит процесс гальванопластики или гальваностегии, в промышленном масштабе является как детищем прогресса, так и его движителем. Потому что благодаря гальваническим покрытиям улучшаются характеристики деталей и механизмов, удешевляется их производство, достигается высочайшая точность сопряжения, увеличивается износоустойчивость и повышаются антикоррозийные свойства.

О гальванике — без формул

Что же это такое интересное, что заставило матерую валяльщицу ))) задвинуть подальше ящик с шерстью и начать создавать совсем другую красоту? Честно говоря, я занялась гальваникой с одной лишь целью — меднить и латунить фурнитуру для своих войлочных сумок, ведь так трудно подобрать все одного цвета! Но оказалось, что с большей частью фурнитуры этот номер не проходит, но зато в гальванике столько возможностей!! Не оторваться!))

О том, что такое гальваника, полным-полно статей в интернете, также там приводятся схемы электрической цепи и химический состав растворов — во все это «сильно заумное» многие не хотят или не могут вникать, да собственно, и незачем, если не собираешься этим заняться. Мне удобно думать, что мозг устроен так же, как компьютер, и любая лишняя информация, накопленная в нем, ухудшает быстродействие, не оставляет свободного пространства для творчества. Поэтому для многих вещей достаточно общего понимания, если появится необходимость — всегда можно поднакопить информации, разобраться подробнее.

Вряд ли я расскажу о гальванике лучше, чем это сделал Владислав Киселевич, его видео «Мастер-класс Гальваника в домашних условиях», по моему мнению, лучший в ру-нете.

Но все же попробую сказать пару слов о гальванике без схем и формул, специально для моих подписчиков и коллег по «войлочному цеху», озадаченных метаморфозами в моем магазине))). Очень много вопросов и догадок, иногда весьма забавных)))

Я не «окунаю всякое в жидкую медь» — это невозможно, медь — твердая. И не крашу медной краской — вещицы получаются действительно медные, твердые и прочные. И не отливаю из меди — плавить металл — это для меня пока слишком сложно! И, да — гальванику не я придумала, и омеднять растения — тоже! )))) А суть процесса в следующем.

В посудке разводится «маринад» из большого количества воды и пары флаконов химии из хозяйственного магазина. В основе химии — медный купорос, синенькие кристаллы, знакомые дачникам — его используют как удобрение. И автомобильный электролит, который автомобилисты наливают в аккумулятор. В посудку (емкость, которую называют гальванической ванной) — с одной стороны помещается кусок настоящей меди — лист или трубка (трубки легче купить, они продаются много где и используются в кондиционерах и холодильниках). Эту пластинку называют Анод. С другой стороны в емкость помещается деталька, которая хочет стать медной. Как только она погружается в раствор, ее называют Катод. (прим.: в гальванике, в отличие от электролиза, + и — меняются местами. Впрочем я и сама путаю термины, поправьте, если опять ошиблась, главное — не перепутать провода, «+» — красный — на отдающую пластину, «-» — черный — на принимающую). Точный рецепт «маринада» ищется по запросу «состав электролита для меднения», кто заинтересуется формулами и цифрами, найдет без затруднений.

Эта деталька, которую хотим покрыть медью, обязательно должна уметь проводить ток, то есть, быть металлической, или ее покрывают специальным составом, который ток проводит. Чаще всего это лак на основе графита — того самого, что в карандашах. Лак продается в магазинах для радиолюбителей, дороговат, но вполне доступен. Затем к листу меди и к детальке прикрепляются проводки и на них подается электричество — совсем небольшое, не более чем при зарядке телефона. И тут начинается волшебство. Медь с пластины «растворяется» в «маринаде» и нарастает на детальке. То есть лист меди отдает свои частички, а деталька эти частички принимает. Химический раствор и электричество помогают микро-частицам металла поменять место жительства .

У меня эта конструкция выглядит так:

Чем дольше деталька находится в растворе, тем больше меди на ней нарастает, и тем тверже она становится. Процесс это довольно долгий, несколько часов, а то и дней — чем больше деталька и чем толще нужно получить слой меди — тем дольше. И тем сильнее «худеет» лист меди, отдающий себя во благо)))

Гальванику используют не только для меднения, но и для покрытия предметов другими металлами, в том числе и драгоценными. Но это в домашних условиях делать сложно и опасно — химия используется совсем другая, не из супермаркета, и отдающий металл, разумеется, должен быть тот же, которым изделие покрывается. Металлом можно покрыть любой объект или часть объекта, или сделать металлическую копию — в этом и есть смысл гальваники.

Органические предметы (растения, перышки, ракушки и т.п.) предварительно нужно полностью покрыть графитом, а потом меднить. При этом растение получается в меди, как в саркофаге — без доступа воздуха оно не гниет и не портится. Слой меди нужно делать довольно толстым — чтобы было прочно. Металлические предметы (правда, не все металлы подходят) меднятся сами, без графита.

Многие материалы нельзя погружать в элктролит, например, первое, что я сделала, конечно же — частично обмазала графитом войлочный шарик и сунула его в раствор! Если у вас есть машина и электролит хоть раз попадал на вашу одежду, вы поймете что произошло))) таки да, шерсть в раствор — нельзя! и еще много чего нельзя, без риска испортить волшебный бульончик.

Так что если надумаете вникать в тему и попробовать это увлекательное занятие — не размахивайтесь сразу на аквариум в 20 литров, попробуйте в малых количествах.

Гальваническое покрытие металлом можно нанести и на маленькую бусинку, и на целый большой памятник! Но для этого, конечно, нужна не маленькая посудка, а целый большой бассейн раствора и много-много металла. Еще — большие и криволинейные объекты покрывают металлом гальванической кистью, но это уже другая история… Так реставрируют памятники, например, гальваникой — бронзой — покрыта четверка лошадей на фронтоне Большого театра.

В домашних условиях и «для девочек» интереснее всего меднить различные природные объекты и делать из них потом украшения.

Меднение растений процесс увлекательный, но больше меня привлекло в гальванике другое — создание текстур.

Об этом — следующая статья.

Гальваническая установка своими руками

Содержание статьи:

Известно две разновидности гальванизации – гальваностегия и гальванопластика. В первом случае получается несъемное гальваническое покрытие, которое изменяет характеристики деталей и предметов. В зависимости от преследуемых целей, обработанные изделия приобретают новые свойства: декоративность, хорошую отражательную способность, устойчивость к механическому воздействию и коррозии, износостойкость. С помощью гальванопластики в домашних условиях или на производстве создают точные копии образцов (осажденный слой металла отделяется от матрицы).

Технология гальванизации: общие сведения

Независимо от того, выполняется гальваника на производстве или в домашних условиях, обработка осуществляется в емкости, наполненной токопроводящим раствором.

Предмет помещается между двумя растворимыми или нерастворимыми анодами и подключается к отрицательному контакту. Аноды подсоединяются к плюсовому контакту. Оптимальное соотношение площадей катода/анода – 1:1.

Процесс гальванизации запускается при замыкании электрической сети – с этого момента начинается перенос на отрицательно заряженное изделие (катод) ионов металла. В результате этого на предмете образуется покрытие нужной толщины.

Выбор типа покрытия

Если в приоритете решение технических задач (изменение электрической проводимости и антифрикционных свойств, повышение отражательной способности, прочности, устойчивости к коррозии), то применяются серебро, никель, медь. В декоративных целях обычно используются драгоценные металлы: родий, золото, серебро, палладий

Такое разделение очень условно. С помощью серебрения (золочения) удается получить качественное защитное покрытие, устойчивое к агрессивным средам. Меднение также находит применение в декоре изделий (такое покрытие подвергается дополнительной оксидной обработке).

Практика показывает: серьезно усилить прочность обрабатываемых заготовок путем гальванизации их поверхности можно только на производстве. В домашней мастерской достичь необходимого результата сложно, поэтому работа мастеров в первую очередь направлена на повышение привлекательности предмета.

Метод гальваники

Гальваника, выполняемая своими руками в домашних условиях, требует применения специального оборудования. Совсем необязательно оно должно быть профессиональным. Мастера находят доступную замену.

Подготавливая гальваническую установку своими руками, мастеру придется подыскать пластиковую или стеклянную ванну нужного объема. Требуется достаточно прочная, электроизолирующая, кислотоустойчивая емкость. В нее должны поместиться обрабатываемый предмет и нужное количество электролита и аноды.

Источник питания должен иметь регулятор выходного напряжения и тока – это позволит мастеру в процессе работы изменять параметры обработки. Обычно источником питания становится выпрямитель тока.

Важный элемент домашней установки – растворимые и нерастворимые аноды.

Чтобы процесс протекал правильно, мастера соблюдают оптимальное соотношение площадей детали и анодов (1:1). Подвесочные приспособления создают опору предмету и способствуют правильному распределению тока.

Гальваника процесс

Гальваника в домашних условиях осуществляется с применением реактивов. На этом этапе могут возникнуть сложности – многие химические вещества доступны только тем, кто предварительно получил документы разрешительного характера.

Необходимо позаботиться о правильном хранении компонентов. Реактивы, а также готовые электролиты помещают в стеклянные или прочные пластиковые емкости с крышками.

При приготовлении состава крайне важно с большой точностью отмерять все компоненты – лучше всего использовать для этого электронные весы.

Подготовительный процесс

Качество (однородность, прочность) готового покрытия напрямую зависит от правильности проведения подготовки поверхности к гальванизации. Во многих случаях удаления загрязнений и обезжиривания бывает недостаточно – может понадобиться пескоструйная обработка. Иногда требуется шлифовка специальными пастами или наждачной бумагой.

В домашних условиях для удаления жирной пленки и других загрязнений с поверхностей часто применяется спирт и другие органические растворители. Могут также использоваться обезжиривающие растворы.

При подготовке к гальванизации изделий из стали и чугуна применяется раствор, содержащий кальцинированную соду, каустик, силикатный клей (из расчета на 1 л – 50 г, 20 г и 5-15 г соответственно). Температура раствора – 70-90°С. Для очищения предметов из цветных металлов используется раствор гидрофосфата натрия и хозяйственного твердого мыла (по 10-20 г/1 л). При проведении процедуры температура составляет 90°С.

Техника безопасности

При проведении гальванических операций мастер обязан соблюдать технику безопасности. Опасность этого технологического процесса заключается в использовании токсичных химических компонентов. Усложняет ситуацию нагрев электролита до высоких температур. Вредные испарения поражают дыхательную систему, существует риск получения химических ожогов кожи и слизистой.

Работу необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном хорошей вентиляцией – в мастерской, пристройке, гараже. Требуется обеспечить заземление.

Глаза нужно защитить очками. Перчатки для рук должны быть достаточно мягкими, но прочными. Также понадобятся клеенчатый фартук и резиновая обувь.

Нельзя на рабочем месте пить или есть – велик риск оседания на продуктах вредных веществ, которые приведут к отравлению.

Перед началом работы стоит обязательно изучить специальную литературу с доступным описанием особенностей процесса.

Драгоценные металлы в гальванике

Гальваническое золочение (серебрение) используют для придания изделию декоративных свойств. При использовании гальванического метода, мастера получают не просто облагороженный драгоценным металлом предмет, а точную копию исходного изделия. Оно может быть как простым, так и сложным. Нанесенный на заготовку слой металла отделяется от основы.

Поверхность предметов, изготовленных из черных металлов, перед серебрением предварительно меднится. Температура раствора зависит от используемого состава. Аноды изготавливаются из серебра чистотой 999.

Процесс гальванического золочения требует использования готовых электролитов. Предварительно деталь очищается и обрабатывается для улучшения адгезии гальваническим никелем. Если предмет изготовлен из алюминия и его сплавов, нанести позолоту в домашних условиях невозможно. Позолоченный предмет тщательно промывают, а затем просушивают на воздухе.

Никель в гальванике

Слой никеля наносится на заготовку перед процедурой золочения. Никель обладает хорошими защитными свойствами – он ограждает поверхность заготовки от действия агрессивных факторов, выдерживает контакт с разными средами, препятствует окислению и коррозии.

Никелевое покрытие красиво смотрится. Толщина слоя бывает разной – от 0,8 до 55 мкм. При обработке предметов применяются сернокислые, солянокислые или сульфаминовые электролиты. Температура, кислотность, плотность тока зависят от состава раствора.

Медь в гальванике

Меднение:

• ограждает поверхность заготовки от коррозии;
• создает поверхностный слой с низким электрическим сопротивлением.
• Стоит учесть, что без предварительного никелирования чугунные поверхности можно подвергнуть меднению только в щелочном электролите. Такой раствор находит применение на производствах.

Гальванопластика — техника электролитического осаждения металлов на поверхности различных предметов (матриц) с целью получения точных металлических копий — впервые была разработана и применена на практике в 1838 году русским ученым, академиком Б. С. Якоби. При его непосредственном участии было изготовлено много замечательных произведений искусства, статуи и барельефы для Исаакиевского собора, Эрмитажа, Зимнего дворца, Петропавловского собора, в том числе знаменитая квадрига для фронтона Большого театра в Москве.

Гальванопластика основана на кристаллизации металлов из водных растворов их солей при пропускании через них постоянного электрического тока. Этот процесс называется электролизом.

Ток подводится с помощью двух металлических пластин — электродов, помещенных в электролит. Пластина, соединенная с положительным полюсом источника тока, называется анодом. Другая пластина, соединенная с отрицательным полюсом источника тока, — катод.

В гальванопластике катодами служат предметы (матрицы), на которые осаждается металл, а анодами — пластины или прутки металла, которым этот предмет (матрицу) покрывают.

Схематически процесс электролиза представлен на рисунке 1. При прохождении тока через электролит анод притягивает к себе отрицательно заряженные ионы, а катод — положительно заряженные ионы. Когда ионы достигают электродов, они теряют заряд, выделяясь в виде нейтральных атомов или групп атомов.

Гальванопластика широко применяется в промышленности для изготовления прессформ, полых тонкостенных трубок, сложных деталей с толщиной стенок от нескольких микрон до десятков миллиметров. Габариты деталей ограничиваются только объемом электролитных ванн.

Матрицы изготавливают из пластмасс, стекла, нержавеющей стали, алюминия, различных легкоплавких сплавов, свинца. На поверхность матрицы из изоляционного материала предварительно наносят электропроводный слой.

Матрицы бывают разрушаемые и постоянные. Первые изготавливают из легкоплавких металлов и из сплавов пластмасс. Материалом для изготовления вторых служат сталь, медь, никель или алюминий и его сплавы.

Для изготовления металлических трубок в домашних условиях необходимы ванночка из стекла, керамики или винипласта, медный купорос, серная кислота, реостат на 20 Ом (максимальный ток 1 А), амперметр с током максимального отклонения стрелки 1 А, источник питания, проволока (медная, стальная или из легкоплавких материалов и их сплавов, например, оловянисто-свинцовых) в качестве матрицы.

Диаметр проволоки соответствует внутреннему диаметру изготавливаемой трубки, а длина первой должна быть вдвое больше длины второй.

Рис. 1. Схема электролиза.

Если нужны трубки с внутренним диаметром меньше 1 мм, в качестве матрицы используют стальную проволоку. При изготовлении трубочек с внутренним Ø 5 мм и более матрицу делают из легкоплавких металлов и их сплавов (например, прутковый припой).

Проволока должна быть гладкой и ровной. Для этого ее шлифуют мелкой наждачной бумагой, а затем доводят микрошкуркой («нулевкой»). Затем проволоку облуживают, излишки припоя снимают, протягивая нагретую проволоку через зажатую в кулаке тряпочку. Нерабочие участки матрицы покрывают пластилином.

В теплой воде (50—60° С) растворяют медный купорос (200—250 г соли на 1 л воды), воспользовавшись стеклянной посудой. Отстоявшийся электролит фильтруют и затем в него вливают серную кислоту из расчета 50—60 г на 1 л раствора.

Следует помнить, что вливать раствор в концентрированную серную кислоту нельзя. Соприкасаясь с водой, она вызывает бурную реакцию с большим выделением тепла и парообразованием. В результате может произойти выброс кислоты из сосуда. Поэтому лить надо кислоту в раствор медного купороса тонкой струйкой, непрерывно помешивая деревянной палочкой.

Чтобы медный осадок был плотным и мелкозернистым, в электролит рекомендуется добавить немного этилового спирта (5—10 г на 1 л электролита).

Готовый электролит переливают в рабочую ванночку, куда уложены матрицы и медная пластинка или проволока.

Рис. 2. Схема электролизной установки.

Матрицы подключаются к «минусу», а медная пластинка или проволока к «плюсу» источника питания. Площадь анода должна быть в 5—10 раз больше площади катода.

Схема установки для домашней гальванопластики представлена на рисунке 2. Трансформатор блока питания имеет следующие данные: сердечник Ш20Х20, обмотка I содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 0,12 (на 220 В) или 1300 витков ПЭВ-1 0,15 (на 127 В), обмотка II—35 витков ПЭВ-1 0,8.

Процесс электролиза и качество покрытия зависят в основном от состава электролита, его температуры и плотности тока.

Температура электролита 18—25° С.

Плотность тока — величина тока, приходящаяся на единицу поверхности, — рассчитывают по формуле:

где i – ток в цепи, А,

S – поверхность изделия, дм 2 .

На практике j=1-1,5 A/дм 2 .

Пример 1. Определить величину рабочего тока электролиза для изготовления трубки с наружным Ø 5 мм и длиной 100 мм. Возьмем плотность тока равной 1 А/дм 2 , тогда

Расчет времени выдержки деталей под током в гальванической ванночке для получения слоя толщиной σ мм определяется по формуле:

где t — время выдержки, ч.;

σ — толщина трубки, мм;

d — удельный вес меди, г/мм 3 ;

j — плотность тока, А/мм 2 ;

С — электрохимический эквивалент меди, г/А-ч; η — расчетный выход по току.

Конкретно для нашего случая имеем

d = 8,95 г/мм 2 , i = 1 А/мм 2 ; С = 1,186 г/А-ч; η = 95.

Пример 2. Определить время выдержки матрицы под током в гальванической ванночке для получения медной трубки с толщиной стенок 0,5 мм.

t=σ*d*1000/j*C*η=0,5*8,95*1000/1*1,2*95= 40 час.

По истечении расчетного времени матрицу извлекают из гальванической ванночки и промывают водой. Конец проволоки на расстоянии 1,5—2 мм от трубочки обкусывают и после прогревания до температуры 200—250° С наращенная трубочка легко снимается с матрицы.

Таким же способом изготавливают трубки из никеля, хрома, железа.

В. БУШУЕВ, А. НОВИКОВ, г. Воронеж

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Гальваникой часто занимаются мастера хендмейда, делающие сувениры для души или на продажу. Распространено омеднение неметаллических предметов: керамических поделок, ракушек, птичьих перышек, листиков, веточек с деревьев, цветов, желудей и т.п.

Советы

Для того, чтобы загальванизировать неметаллический предмет, его следует покрыть токопроводящим слоем. Для бытовых условий лучше всего подходит графитовый лак в форме спрея. Для создания графитового слоя достаточно обрызгать предмет со всех сторон, высушить в течение 15-30 минут и несколько раз повторить процедуру.

Для создания двустороннего равномерного покрытия нужно использовать два анода, разместив предмет для гальванизации между анодами. Толщина покрытия зависит от времени, в течение которого предмет будет находиться в электролите. Чем дольше длится гальванирование, тем толще получится слой металла на поверхности.

Перед гальванированием металлической детали ее нужно тщательно очистить от пыли, мелких заусенцев, тщательно обезжирить и высушить.

После того, как предмет загальванизирован, его нужно промыть в чистой воде, после чего можно брать в руки.

Рецепты электролитов

Для омеднения чаще всего применяют серный электролит, состоящий из медного купороса и серной кислоты. Серная кислота улучшает электропроводимость раствора. Дополнительно вводятся различные добавки, которые стабилизируют электролит, делают покрытие более блестящим (если нужно). Ввод блескообразователей позволяет получить зеркальную глянцевую поверхность без последующей механической обработки готового покрытия. Но одновременно, делает покрытие хрупким, не эластичным.

Все используемые реактивы должны быть максимальной химической чистоты, т. к. примеси могут ухудшить процесс гальванирования и качество получаемого покрытия.

1. Для матового эластичного покрытия на 1 л раствора потребуется:

• 200 г сухого порошка медного купороса (желательно очищенного, категории ч или хч)
• 160 г серной кислоты
• 1,5 мл этанола (можно отмерить шприцом) или фенола
• 2-4 крупинки гранулированного желатина

Для приготовления электролита сначала нагревается пол литра дистиллированной воды до температуры около +80 °С, в воде растворяется медный купорос, раствор процеживается. В него добавляется серная кислота, потом объем раствора доводится до 1 л. Добавляются все остальные ингредиенты, затем раствор на несколько часов ставится остывать и отстаиваться.

Омеднение по данному рецепту будет матовым, но зато перышко или листик с дерева можно гнуть или придать ему нужную форму, нагрев изделие. Если хочется, то изделию можно придать глянцевый блеск тщательной шлифовкой, но иногда это сделать сложно, нужны специальные приспособления, например, гравер.

1. Рецепт для получения блестящего медного покрытия. На 1 л раствора надо:

• 200 г медного купороса
• 130 г серной кислоты
• 1 капля унитиола (продается в аптеках)
• примерно 0,07 г тиомочевины
• 0,05 г поваренной соли

Покрытие получится блестящим, но не подходит для гнущихся предметов. Этот вид электролита можно использовать для получения полированного финишного покрытия не только для сувениров, но и для технических деталей.

Гальваническое травление. Безопасный способ

С помощью гальванического процесса можно не только покрывать поверхность детали тонкой металлической пленкой, но и вытравливать рисунки на металлической поверхности (лезвие ножа, столовый прибор, что-либо другое). Гальваническое травление позволяет получить рисунки с четкими очертаниями, гладкими краями и глубиной одинаковой величины. Для этого потребуется тоже самое оборудование, что и для гальванирования, но в данном процессе анодом будет выступать протравливаемая деталь. Обычно таким способом вытравливают поверхности из нержавеющей, устойчивой к кислотам стали, которую сложно или даже невозможно травить химическим способом.

Процесс травления:

• деталь тщательно отполировать, промыть, обезжирить (например, спиртом), слегка нагреть, нанести на нее слой воска; по воску выполнить желаемый рисунок, процарапывая воск до металла;
• предмет и медную пластину укрепить на штангах в гальванической ванне так, чтобы рисунок был обращен к медной пластине; расстояние между деталью и пластиной — около двух сантиметров;
• залить в емкость насыщенный раствор поваренной соли (4 столовые ложки на 1 л дистиллированной воды), подключить источник тока (например, зарядное устройство от мобильного телефона), плюсовый контакт на деталь, минусовый — на медную пластину;
• подождать примерно 40 минут;
• вынуть деталь, промыть в воде, нагреть и удалить воск.

Вместо воска можно использовать лак для ногтей, битумный лак или специальную грунтовку. Вместо соли — химически чистый медный купорос. Вместо медной пластины можно взять предмет из стали или железа, например, саморез, гвоздь.

Эта технология подходит не только для стальных поверхностей, но и для предметов из цинка, никеля, меди, латуни. Но для них требуются другие химикаты, гораздо более вредные, поэтому в домашних условиях их не используют.

«>

Желатин пищевой 180 блюм 8	Тиомочевина «ч»	Медь сернокислая 5-водная «ч»

Гальваническая ванна своими руками — Морской флот

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:

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:

• 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.

Знакомые всем слова «позолоченный», «посеребренный», «хромированный» или «никелированный» уже прочно вошли в лексикон современного человека и воспринимаются им почти автоматически. Никто даже не задумывается, что за всеми этими словами скрывается технология, позволившая человеку достичь современного уровня цивилизации, – гальванотехника.

Гальванотехника – что это за процесс?

Виды гальванотехники

Существует два вида данной технологии, получивших широкое распространение не только во многих отраслях современной промышленности, но и в домашних условиях. Первый – гальванопластика – имеет своей целью создание точных копий поверхностей предмета из осаждаемого на них металла. Второй, наиболее распространенный и в быту, и на производстве, состоит в создании тонкого – не толще человеческого волоса – покрытия всей поверхности предмета и называется гальваностегией.

Что такое гальваническая ванна?

Так как гальванические процессы происходят вследствие электролиза, естественно, что используются электролитические растворы и специальное механическое и электротехническое оборудование. Гальванические ванны – это совокупность всех вышеперечисленных составных частей процесса, но основными составляющими, к которым предъявляются повышенные требования, являются раствор (электролит) и емкость для него. Особенно это важно, если идет речь об использовании гальваностегии или гальванопластики в домашних условиях.

Методы анализа гальванических ванн

Благодаря современным наработкам появились новые возможности для анализа электролита, используемого в процессе гальваники. Это нужно для качественного результата процесса, получения более равномерного и прочного покрытия. Анализ гальванических ванн в современных условиях возможно проводить с использованием химического и физико-химического методов. Во втором случае применяются фотометрические исследования, полярографические, амперо- и потенциометрические способы, которые дают более высокие результаты при определении состава электролита.

Защита гальванических емкостей

Одна из проблем гальванических процессов – это защита емкостей для электролита от разрушительного воздействия раствора (кислотного или щелочного), в котором протекает электролиз. Если ванна изготовлена из нейтрального материала, например, пластика, то здесь проблем нет. Но это возможно только в случаях с небольшими объемами. Если же брать промышленные установки, то на гальванических производствах емкости для раствора изготавливают из металла. В этом случае возникает необходимость их защиты от:

– контакта с раствором, что обеспечивает более долгий срок эксплуатации;

– коррозии металла, создающей ненужные примеси в растворе;

– искажения и изменения электрического поля.

Такую защиту может обеспечить футеровка гальванических ванн, проводимая листовыми полимерными материалами при помощи воздушной горячей сварки.

Изготовление гальванических ванн в домашних условиях

Желающих иметь гальванику в своем доме или гараже достаточно много. Но следует отметить, что этот процесс небезопасен. Вредные и взрывоопасные пары, едкие и даже ядовитые растворы, использование электричества делают его сложным с позиции обеспечения безопасности. Но для простых работ, таких, как меднение, хромирование, никелирование небольших предметов гальваническая ванна может быть собрана из подручных средств. И даже в этом случае необходимо соблюдать несколько важных требований:

– емкость для раствора должна быть жесткой, химически нейтральной и диэлектрической;

– обязательна вытяжная вентиляция;

– наличие достаточного количества чистой воды – простейший процесс требует использования около пяти промывок;

– наличие емкости и средств для нейтрализации отработанных растворов и сточных вод.

Теперь остается проделать в верхней части емкости по линии среза три отверстия для контактных штанг. Штанги желательно делать из медной трубки диаметром 10–20 мм, лучше толстостенной. Концы трубок плющатся и в них сверлятся отверстия для подключения полюсов от источника питания. На штанги, размещенные по краям, навешивают анодные пластины и подключают к плюсу источника. На центральную штангу подвешивается деталь, являющаяся катодом, подключенная к минусовому проводу. Ток

Схемы самодельных гальванических ванн

Простейшая схема гальванической ванны включает в себя всего три операции: подготовительную, собственно процесс гальванизации и финишную обработку. Первая заключается в очистке, обезжиривании, травлении и полировке предмета или детали – подготовке. Третья операция позволяет довести уже покрытую слоем металла деталь до «товарного» вида путем пассивации, полировки и т. д. Каждая операция должна заканчиваться промывкой в чистой и холодной воде. А если детали обрабатывались щелочными растворами, то обязательно нужно делать промывку сначала горячей, а затем холодной водой.

Деталь, на которую требуется нанести покрытие, подсоединяется к отрицательному проводу устройства (катоду) и опускается в электролит. Положительный провод подключается к электроду из покрывающего металла (аноду), который также опускается в раствор. Электролиз заставит растворяться анод (+) и осаждаться металл на детали-катоде (–).

Значение гальванотехники для современного производства

Гальваническая ванна, в которой происходит процесс гальванопластики или гальваностегии, в промышленном масштабе является как детищем прогресса, так и его движителем. Потому что благодаря гальваническим покрытиям улучшаются характеристики деталей и механизмов, удешевляется их производство, достигается высочайшая точность сопряжения, увеличивается износоустойчивость и повышаются антикоррозийные свойства.

Гальваникой часто занимаются мастера хендмейда, делающие сувениры для души или на продажу. Распространено омеднение неметаллических предметов: керамических поделок, ракушек, птичьих перышек, листиков, веточек с деревьев, цветов, желудей и т.п.

Советы

Для того, чтобы загальванизировать неметаллический предмет, его следует покрыть токопроводящим слоем. Для бытовых условий лучше всего подходит графитовый лак в форме спрея. Для создания графитового слоя достаточно обрызгать предмет со всех сторон, высушить в течение 15-30 минут и несколько раз повторить процедуру.

Для создания двустороннего равномерного покрытия нужно использовать два анода, разместив предмет для гальванизации между анодами. Толщина покрытия зависит от времени, в течение которого предмет будет находиться в электролите. Чем дольше длится гальванирование, тем толще получится слой металла на поверхности.

Перед гальванированием металлической детали ее нужно тщательно очистить от пыли, мелких заусенцев, тщательно обезжирить и высушить.

После того, как предмет загальванизирован, его нужно промыть в чистой воде, после чего можно брать в руки.

Рецепты электролитов

Для омеднения чаще всего применяют серный электролит, состоящий из медного купороса и серной кислоты. Серная кислота улучшает электропроводимость раствора. Дополнительно вводятся различные добавки, которые стабилизируют электролит, делают покрытие более блестящим (если нужно). Ввод блескообразователей позволяет получить зеркальную глянцевую поверхность без последующей механической обработки готового покрытия. Но одновременно, делает покрытие хрупким, не эластичным.

Все используемые реактивы должны быть максимальной химической чистоты, т. к. примеси могут ухудшить процесс гальванирования и качество получаемого покрытия.

1. Для матового эластичного покрытия на 1 л раствора потребуется:

• 200 г сухого порошка медного купороса (желательно очищенного, категории ч или хч)
• 160 г серной кислоты
• 1,5 мл этанола (можно отмерить шприцом) или фенола
• 2-4 крупинки гранулированного желатина

Для приготовления электролита сначала нагревается пол литра дистиллированной воды до температуры около +80 °С, в воде растворяется медный купорос, раствор процеживается. В него добавляется серная кислота, потом объем раствора доводится до 1 л. Добавляются все остальные ингредиенты, затем раствор на несколько часов ставится остывать и отстаиваться.

Омеднение по данному рецепту будет матовым, но зато перышко или листик с дерева можно гнуть или придать ему нужную форму, нагрев изделие. Если хочется, то изделию можно придать глянцевый блеск тщательной шлифовкой, но иногда это сделать сложно, нужны специальные приспособления, например, гравер.

1. Рецепт для получения блестящего медного покрытия. На 1 л раствора надо:

• 200 г медного купороса
• 130 г серной кислоты
• 1 капля унитиола (продается в аптеках)
• примерно 0,07 г тиомочевины
• 0,05 г поваренной соли

Покрытие получится блестящим, но не подходит для гнущихся предметов. Этот вид электролита можно использовать для получения полированного финишного покрытия не только для сувениров, но и для технических деталей.

Гальваническое травление. Безопасный способ

С помощью гальванического процесса можно не только покрывать поверхность детали тонкой металлической пленкой, но и вытравливать рисунки на металлической поверхности (лезвие ножа, столовый прибор, что-либо другое). Гальваническое травление позволяет получить рисунки с четкими очертаниями, гладкими краями и глубиной одинаковой величины. Для этого потребуется тоже самое оборудование, что и для гальванирования, но в данном процессе анодом будет выступать протравливаемая деталь. Обычно таким способом вытравливают поверхности из нержавеющей, устойчивой к кислотам стали, которую сложно или даже невозможно травить химическим способом.

Процесс травления:

• деталь тщательно отполировать, промыть, обезжирить (например, спиртом), слегка нагреть, нанести на нее слой воска; по воску выполнить желаемый рисунок, процарапывая воск до металла;
• предмет и медную пластину укрепить на штангах в гальванической ванне так, чтобы рисунок был обращен к медной пластине; расстояние между деталью и пластиной — около двух сантиметров;
• залить в емкость насыщенный раствор поваренной соли (4 столовые ложки на 1 л дистиллированной воды), подключить источник тока (например, зарядное устройство от мобильного телефона), плюсовый контакт на деталь, минусовый — на медную пластину;
• подождать примерно 40 минут;
• вынуть деталь, промыть в воде, нагреть и удалить воск.

Вместо воска можно использовать лак для ногтей, битумный лак или специальную грунтовку. Вместо соли — химически чистый медный купорос. Вместо медной пластины можно взять предмет из стали или железа, например, саморез, гвоздь.

Эта технология подходит не только для стальных поверхностей, но и для предметов из цинка, никеля, меди, латуни. Но для них требуются другие химикаты, гораздо более вредные, поэтому в домашних условиях их не используют.

«>

Желатин пищевой 180 блюм 8	Тиомочевина «ч»	Медь сернокислая 5-водная «ч»

Гальваническая ванна своими руками. Футеровка и нагрев гальванических ванн

На чтение 6 мин.

Знакомые всем слова «позолоченный», «посеребренный», «хромированный» или «никелированный» уже прочно вошли в лексикон современного человека и воспринимаются им почти автоматически. Никто даже не задумывается, что за всеми этими словами скрывается технология, позволившая человеку достичь современного уровня цивилизации, – гальванотехника.

Гальванотехника – что это за процесс?

Электрохимический процесс, при котором под воздействием электрического тока происходит осаждение металлов на выбранной поверхности, называется гальванотехникой. Такой процесс можно применять к любому предмету, даже к неметаллу. Именно это стало решающим для широкого применения гальванотехники в различных отраслях промышленности. С помощью нее можно позолотить, посеребрить, никелировать и хромировать любые предметы, облагораживая их внешний вид в декоративных целях или меняя физические и химические свойства поверхности в чисто практических (для увеличения износостойкости, повышения сопротивления агрессивным средам и т. д.). Оборудованием при этом является гальваническая ванна.

Виды гальванотехники

Существует два вида данной технологии, получивших широкое распространение не только во многих отраслях современной промышленности, но и в домашних условиях. Первый – гальванопластика – имеет своей целью создание точных копий поверхностей предмета из осаждаемого на них металла. Второй, наиболее распространенный и в быту, и на производстве, состоит в создании тонкого – не толще человеческого волоса – покрытия всей поверхности предмета и называется гальваностегией.

Что такое гальваническая ванна?

Так как гальванические процессы происходят вследствие электролиза, естественно, что используются электролитические растворы и специальное механическое и электротехническое оборудование. Гальванические ванны – это совокупность всех вышеперечисленных составных частей процесса, но основными составляющими, к которым предъявляются повышенные требования, являются раствор (электролит) и емкость для него. Особенно это важно, если идет речь об использовании гальваностегии или гальванопластики в домашних условиях.

К емкостям для гальванопластики предъявляются повышенные общие требования, которым, несмотря на то, что видов этих емкостей довольно много, все они должны строго соответствовать. Они должны быть герметичными и химически нейтральными к используемому раствору, способными поддерживать требуемые тепловые режимы (нагрев гальванических ванн и их охлаждение должны быть под контролем), а также удобными и безопасными в обслуживании. Ванны изготавливаются из различных материалов.

Методы анализа гальванических ванн

Благодаря современным наработкам появились новые возможности для анализа электролита, используемого в процессе гальваники. Это нужно для качественного результата процесса, получения более равномерного и прочного покрытия. Анализ гальванических ванн в современных условиях возможно проводить с использованием химического и физико-химического методов. Во втором случае применяются фотометрические исследования, полярографические, амперо- и потенциометрические способы, которые дают более высокие результаты при определении состава электролита.

Защита гальванических емкостей

Одна из проблем гальванических процессов – это защита емкостей для электролита от разрушительного воздействия раствора (кислотного или щелочного), в котором протекает электролиз. Если ванна изготовлена из нейтрального материала, например, пластика, то здесь проблем нет. Но это возможно только в случаях с небольшими объемами. Если же брать промышленные установки, то на гальванических производствах емкости для раствора изготавливают из металла. В этом случае возникает необходимость их защиты от:

– контакта с раствором, что обеспечивает более долгий срок эксплуатации;

– коррозии металла, создающей ненужные примеси в растворе;

– искажения и изменения электрического поля.

Такую защиту может обеспечить футеровка гальванических ванн, проводимая листовыми полимерными материалами при помощи воздушной горячей сварки.

Изготовление гальванических ванн в домашних условиях

Желающих иметь гальванику в своем доме или гараже достаточно много. Но следует отметить, что этот процесс небезопасен. Вредные и взрывоопасные пары, едкие и даже ядовитые растворы, использование электричества делают его сложным с позиции обеспечения безопасности. Но для простых работ, таких, как меднение, хромирование, никелирование небольших предметов гальваническая ванна может быть собрана из подручных средств. И даже в этом случае необходимо соблюдать несколько важных требований:

– емкость для раствора должна быть жесткой, химически нейтральной и диэлектрической;

– обязательна вытяжная вентиляция;

– наличие достаточного количества чистой воды – простейший процесс требует использования около пяти промывок;

– наличие емкости и средств для нейтрализации отработанных растворов и сточных вод.

Самый простой вариант гальванической ванны можно изготовить из пластиковой канистры, срезав крышку с горловиной и усилив боковые стороны армирующим материалом. Затем на стенки емкости по линии среза необходимо надеть оконные или автомобильные уплотнители. Следующим шагом будет крепление крышки с помощью рояльных петель к одной стороне канистры и крепление защелок на крышку и стенку емкости с противоположной стороны. Горловина в крышке подсоединяется к шлангу для выведения паров наружу – простейшая вытяжная вентиляция.

Теперь остается проделать в верхней части емкости по линии среза три отверстия для контактных штанг. Штанги желательно делать из медной трубки диаметром 10–20 мм, лучше толстостенной. Концы трубок плющатся и в них сверлятся отверстия для подключения полюсов от источника питания. На штанги, размещенные по краям, навешивают анодные пластины и подключают к плюсу источника. На центральную штангу подвешивается деталь, являющаяся катодом, подключенная к минусовому проводу. Ток и напряжение подбираются в зависимости от объема ванны.

Схемы самодельных гальванических ванн

Простейшая схема гальванической ванны включает в себя всего три операции: подготовительную, собственно процесс гальванизации и финишную обработку. Первая заключается в очистке, обезжиривании, травлении и полировке предмета или детали – подготовке. Третья операция позволяет довести уже покрытую слоем металла деталь до «товарного» вида путем пассивации, полировки и т. д. Каждая операция должна заканчиваться промывкой в чистой и холодной воде. А если детали обрабатывались щелочными растворами, то обязательно нужно делать промывку сначала горячей, а затем холодной водой.

Деталь, на которую требуется нанести покрытие, подсоединяется к отрицательному проводу устройства (катоду) и опускается в электролит. Положительный провод подключается к электроду из покрывающего металла (аноду), который также опускается в раствор. Электролиз заставит растворяться анод (+) и осаждаться металл на детали-катоде (–).

Значение гальванотехники для современного производства

Гальваническая ванна, в которой происходит процесс гальванопластики или гальваностегии, в промышленном масштабе является как детищем прогресса, так и его движителем. Потому что благодаря гальваническим покрытиям улучшаются характеристики деталей и механизмов, удешевляется их производство, достигается высочайшая точность сопряжения, увеличивается износоустойчивость и повышаются антикоррозийные свойства.

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:

1. Гальваническая ванна своими руками – банка (из стекла или прочной пластмассы, достаточна большая, чтобы поместилось обрабатываемое изделие, термостойкая) с раствором электролита.
2. 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.
3. Оборудование для взвешивания, например, точные электронные весы.
4. Источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подойдет.
5. 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:

1. 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.
2. Разогрейте электролит до 25 градусов.
3. Поместите в емкость изделие и подключите ток 1,2 А/кв. дм.
4. 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:

1. Аноды из свинца, олова и сурьмы (85%/11%/4%).
2. Погрузите изделие в электролит нужной вам температуры и подождите около получаса.
3. 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)

Рекомендуем прочитать: