Гальваническое покрытие в домашних условиях. Химическая металлизация и хромирование в домашних условиях
Гальваника – это раздел науки под названием «Электрохимия», в котором изучается осаждение электролитов на поверхности металлов. Так же называется и собственно процесс нанесения металлического покрытия на любое изделие. Для защиты от коррозии, например, используется цинкование или хромирование.
Несмотря на то что процесс нанесения электролитов достаточно сложный и небезопасный, сегодня становится популярной декоративная, то есть предназначенная для украшения и защиты гальваника в домашних условиях.
Есть и другое толкование этого термина, но об этом позднее.
Общее представление о гальванике
Гальваническое покрытие может быть как технологическим, так и декоративно-защитным. Оно представляет собой тонкий поверхностный слой металла, обладающего хорошим эстетичным видом (золото, серебро) или антикоррозионными свойствами (цинк, медь) на металлических или пластмассовых изделиях.
В общих чертах гальваника металла в домашних условиях выглядит несложно. В ванночку с электролитом опускаются аноды, которые подключаются к «плюсу», а между ними - в качестве катода - обрабатываемая деталь, подключенная к «минусу». Когда электрическая цепь замыкается, металл, который содержится в электролите, осаждается на катод, то есть изделие.
Оборудование для гальваники
В домашних условиях и оборудование можно сделать своими руками. В первую очередь нужен источник питания, так как процесс протекает под действием электрического тока. В показателях силы тока домашние мастера расходятся, называя их в очень большом диапазоне. Но обязательным условием является наличие регулятора напряжения для плавного изменения выходной мощности. Ток должен быть постоянным, поэтому в качестве источника называют выпрямитель собственного или заводского изготовления.
Умельцы приспосабливают сварочный аппарат для гальваники в домашних условиях.
Для электролита нужна емкость (ванночка) из химически нейтрального материала. Это может быть стеклянная или пластиковая посудина достаточных размеров, чтобы в нее помещалась для обработки деталь и необходимое количество электролита. Она должна выдерживать высокую, до 80 °С, температуру и быть достаточно прочной.
Еще нужны аноды, площадь которых должна быть больше площади детали. Они служат для подвода электрического тока в электролит и его равномерного распределения по детали. Кроме того, они должны в электролите возмещать убыль металла, который выделяется при покрытии изделий, и выполнять некоторые окислительные процессы.
Нагревательные приборы для доведения электролита до нужной температуры лучше использовать с возможностью регулирования тепловых режимов. Например, бытовая газовая плита для этой цели не подходит. Обычно используют маленькую электроплитку и утюг, в котором можно установить необходимую температуру подошвы.
Оборудование для приготовления электролита
Для хранения химических реактивов и электролитов нужна стеклянная посуда с притертыми крышками.
Для приготовления электролитов необходимые вещества нужно отмерять с точностью до одного грамма. Для этого нужны соответствующие весы. Их можно приобрести или изготовить самостоятельно, используя в качестве гирек советские монетки, номинал которых точно соответствует массе.
Гальваника в домашних условиях – это и приготовление электролита из добытых непростым путем химических реактивов. Специализированные фирмы, торгующие такими высококачественными веществами, не редкость, но их деятельность подконтрольна, и работа с ними требует наличия специальных разрешительных документов даже для юридических лиц. Частным лицам опасные химические вещества не продают.
Подготовка изделия к гальванике
Собрав все необходимое (найдя в гараже, закупив и смонтировав своими руками), можно приступать к подготовке детали. Этот этап работ очень ответственный. Успешная гальваника в домашних условиях требует тщательной очистки детали. От подготовки поверхности зависит и качество гальванического покрытия. Поэтому, в зависимости от желаемого результата, деталь не только обезжиривают. Во многих случаях требуется пескоструйная обработка, затем шлифовка с помощью наждачной бумаги и шлифовочных паст.
Для обезжиривания детали промывают либо в чистых органических растворителях, ацетоне, спирте или бензине, либо в подготовленных растворах. Например, для обезжиривания стальных или чугунных деталей используются горячие, до 90 °С, растворы с едким натром, кальцинированной содой, жидким стеклом, фосфорнокислым натрием.
А изделия из цветных металлов обрабатываются в растворах с хозяйственным мылом и тем же фосфорнокислым натрием.
Окисную пленку снимают в специальных декапирующих растворах с соляной или серной кислотой.
Техника безопасности при работах
Гальваника в домашних условиях (хромирование, меднение, никелирование) - процесс опасный. Во-первых, из-за токсичности используемых веществ. Во-вторых, из-за необходимости нагрева растворов до высоких температур. А в-третьих, из-за риска, с которым связаны любые электрохимические процессы.
Не стоит воспринимать термин «в домашних условиях» буквально. Лучше заниматься гальваникой в гараже или другом нежилом помещении с хорошей вентиляцией. Используемое электрическое оборудование нужно обязательно заземлять.
И очень важно позаботиться о личной безопасности. Ни в коем случае нельзя что-либо пить или есть во время процесса, чтобы не наглотаться заодно и вредных испарений.
Работать нужно в респираторе, резиновых, прочных и мягких перчатках, плотном клеенчатом фартуке и обуви, защищающей кожу ног. Нужно беречь глаза, чтобы в них не попали мелкие брызги реактивов. Не будет лишним и перечитать специальную литературу по этой теме, чтобы подготовиться к возможным неожиданностям.
Никелирование металлических изделий
Никелирование может быть финишным или промежуточным (перед хромированием) покрытием. Этот процесс не вызывает особых сложностей, поверхности имеют красивый внешний вид, стойки к атмосферным воздействиям.
Температура электролита не выше 25 °С при плотности тока до 1,2 А/кв. дм.
В электролит входят водные растворы сернокислого никеля, натрия и магния, чистая поваренная соль (хлористый натрий) и борная кислота.
Необходимую кислотность электролита – 4-5 рН – проверяют лакмусовой бумагой. Она должна окраситься в красный цвет. Процесс занимает около получаса в зависимости от плотности тока и толщины наносимого покрытия.
После окончания процесса изделие нужно промыть в воде, высушить и отполировать на войлочном круге с полирующей пастой.
Хромирование изделий из металла
Хромируют металлические детали для повышения их твердости и стойкости к коррозии, для получения декоративного эффекта. Из-за пористости хромового покрытия перед его нанесением сначала выполняется гальваника медью в домашних условиях или никелирование, а то и поочередное нанесение этих покрытий.
Стабильный процесс хромирования обеспечивают аноды, изготовленные из сплава свинца с оловом и сурьмой в пропорциях 85%:11%:4% соответственно.
Как гальваника в домашних условиях, хромирование сложней и многообразней никелирования. Во-первых, от температуры электролита зависит оттенок покрытия. При температурах в диапазоне от 35 до 55 °С оно блестящее, выше 55 °С – молочное, ниже 35 °С – матовое.
Во-вторых, от состава электролита зависит цвет и физические параметры хромового покрытия. Оно может быть обычным защитным, темно-голубым, агатовым, синим или даже черным декоративно-защитным.
Износостойкое защитное покрытие в домашних условиях выполнить сложно, так как нужны токи высокой плотности – до 100 А/кв. дм.
При комнатной температуре и плотности тока до 5 А/кв. дм получается декоративное мягкое покрытие.
После завершения гальванического процесса хромирования деталь промывают в воде, затем нейтрализуют в легком растворе обычной пищевой соды, опять тщательно промывают, сушат и полируют со специальными пастами.
Меднение металлических изделий
Для чего еще может понадобиться гальваника в домашних условиях? Меднение производят для нанесения на поверхность тонкого токопроводящего слоя с малым сопротивлением или для защиты основного металла детали.
Наносить медь на черные металлы в домашних условиях, так как в этом процессе используются цианистые электролиты, смертельно опасно. Поэтому стальные или чугунные детали сначала никелируют, а только потом покрывают медью в электролитах из раствора медного купороса и концентрированной серной кислоты в воде комнатной температуры. Плотность тока при этом невысокая – до 2 А/кв. дм.
Алюминиевые детали тоже требуют предварительной подготовки. Их сначала декапируют (очищают от окисной пленки), затем оксидируют в электролите из водного раствора серной кислоты, затем тщательно промывают. Только потом выполняется гальваника в домашних условиях - меднение в электролите из медного купороса и водного раствора серной кислоты при достаточно низких температурах, до 20 °С, и низкой плотности тока. В качестве анода используется обычная медная пластина подходящей площади.
Серебрение и золочение изделий
Гальваническое серебрение – это не только декоративное, но и защитное, и электропроводящее покрытие с хорошей отражающей способностью. Изделия из черных металлов предварительно покрываются никелем, на который уже осаждается серебро.
Электролит для серебрения состоит из хлористого серебра, железноцианистого калия, кальцинированной соды и дистиллированной воды. Рабочая температура электролита не выше 20 °С, не требуется и высокая мощность тока – она не больше 0,1 А/кв. дм. В качестве анода используются графические пластины.
Наиболее декоративная и потому соблазнительная гальваника в домашних условиях - золочение. Процесс производят в горячих растворах золота (до 5 г на литр воды) с синеродистым калием. В холодных растворах количество металла нужно увеличивать втрое. Пары синеродистой кислоты очень ядовиты, поэтому процесс золочения в горячем растворе необходимо производить только в помещениях с мощной принудительной вытяжкой.
При работе с холодным раствором с синеродистой кислотой тоже нужно соблюдать предельную осторожность: не склоняться над ванной, не совать в нее руки, особенно со свежими ссадинами или царапинами.
Еще лучше ядовитую кислоту заменить желтой кровавой солью, то есть железистосинеродистым калием. Перед приготовлением электролита обычное золото превращают в хлорное при помощи царской водки, если, конечно, нет возможности приобрести готовое.
Как сделать гальванику в домашних условиях? Нужно тщательно очистить изделие. Затем, если оно выполнено из свинца, олова, железа, цинка или стали, его нужно предварительно покрыть медью. Затем для того, чтобы облегчить приставание золота, предмет нужно окунуть в раствор азотнокислой ртути.
Плотность тока должна быть не выше 1 А/кв. дм, так как при более сильных токах золото из электролита оседает на дно ванны в виде черного порошка, а позолота на изделии становится буроватого цвета.
Для того чтобы была красивой позолота, нужно у анода подвесить достаточно большой листик золота. После завершения гальванического процесса позолоченное изделие нужно просушить в опилках и отполировать.
Гальваника в домашних условиях
Подводя итоги о возможности нанесения гальванического покрытия в домашних условиях, можно сказать, что человеку, не разбирающемуся в электрохимии хотя бы на начальном уровне, организовывать процесс не стоит – слишком опасно. Кроме информации на различных сайтах и форумах, нужно обязательно читать специальную литературу. К тому же частное лицо не имеет доступа к реактивам. Поэтому, если нужно восстановить хромирование на одной детали, значительно дешевле обратиться к специалистам.
Ну а если уж очень хочется освоить новое производство самостоятельно, то тоже нужно попросить о помощи профессионалов, которые подберут необходимое безопасное оборудование (ведь производство не должно быть совсем уж кустарным), блоки питания, электролиты, не содержащие токсичных веществ, рассчитают параметры ванн и анодов. А также обучат процессам нанесения металлического покрытия, всем тем процедурам (их ведь не так много), которые приводят к желаемому результату.
Гальваника для лица в домашних условиях
После всего описанного выше такое название звучит несколько угрожающе. На самом же деле это всего лишь глубокое очищение кожи с помощью гальванических токов малой мощности. Под воздействием этих токов кожные жиры растворяются и выходят на поверхность лица, покрытого специальным составом, взаимодействуя с которым, превращаются в мыло.
Гальванические токи в медицине используются для усиления работы ионов. Это активно заряженные частицы, отвечающие за многие рабочие процессы в клетках. Под воздействием постоянного тока ионы перемещаются, улучшается проницаемость клеточных мембран, запускается выработка волокон коллагена и эластина, увеличивая прочность, упругость и эластичность кожи.
Гальванические токи проводят в глубокие слои дермы косметические средства с собственным электрическим зарядом. То есть процесс оздоровления кожи проходит изнутри, исчезают глубокие морщины, сужаются расширенные поры, кожа усиленно насыщается кислородом.
Аппарат «Гальваника + микротоки» в домашних условиях M365 Gezatone на сегодня наиболее доступная модель косметологического прибора нового поколения. Он помогает избавиться от угрей, разгладить морщины на увядающей коже, снизить проявления сосудистой сеточки, укрепить сосуды, улучшить контуры лица, убрать второй подбородок.
Процедура гальванической чистки лица
До начала процедуры кожу очищают обычными средствами: молочком или гелем. Затем наносят щелочной состав. Затем начинается непосредственно гальваника в домашних условиях. Gezatone Beauty Lifting - специальный аппарат для процедуры не только гальванической чистки, но и для введения в кожу питательных веществ под действием тех же токов. Процедура длится около пятнадцати минут – только круговые движения наконечником вдоль массажных линий лица, и ничего более – затем образовавшееся при реакции жиров со щелочью мыло смывается теплой водой.
Но токи есть токи, даже с приставкой «микро». Запрещено проходить процедуру гальванической чистки людям с вживленным кардиостимулятором, онкологическими заболеваниями, невротическими состояниями, болезнями кожи.
В заключение можно сказать, что гальваника в домашних условиях – это не только опасный для здоровья процесс нанесения металлического покрытия на изделия, который в собственно жилом помещении осуществлять не стоит, но и современная безболезненная, безопасная и достаточно эффективная процедура омоложения кожи лица, шеи и зоны декольте.
Хочу освежить уже опубликованную ранее идею (Гальваника). Эта технология в России называется гальванопластика, на Западе — электроформинг. Суть ее вкратце — покрытие металлом неметаллических предметов при помощи гальванизации. Способы покрытия все примерно одинаковы и их описания есть на многих сайтах Рунета. Освоить эту технологию возможно за очень короткое время, не имея никаких особых технических талантов.
Теперь сама суть, как на этом заработать деньги. На любом рынке или в магазине игрушек вы можете приобрести пакеты с набором зверушек, сделанные из резины или пластика. Как правило — это производство КНР, и стоят они буквально копейки. Наиболее дешевый вид покрытия — медь. Можно без разбора покрывать всех представителей животного мира, но наиболее ходовым товаром являются животные, символизирующие знаки зодиака. После покрытия и соответствующей обработки (чернение, полировка) их следует наклеить на какую-нибудь подставку. Рекомендую обыкновенный щебень, для изготовления бетона. Камешки предварительно подбирают по величине, желательно с плоским основанием. Их промывают и сушат. Все, продукт готов! Не знаю случая, чтобы его нельзя было сбыть за 20-30 рублей, при себестоимости — 5-7. Все, что надо для этого — это первоначальный капитал…ну, максимум в сто баксов и один — полтора квадратных метра в ванной или на балконе (летом).
Этим бизнесом несколько лет занимался мой сын с невесткой. Он — техническая сторона, она сбыт и доставка материалов. У нее, конечно, физических нагрузок несколько больше. Чистой прибыли в неделю (минимально) — 450-500 долларов США. Сейчас они перешли на изготовление более фундаментальной продукции, что-то типа парковой скульптуры, поэтому с легкостью открываю секреты этого бизнеса.
Технология гальванопластики
Электролит — 150-180 гр медного купороса и 40-50 миллилитров серной кислоты на 1 литр воды.
Источник постоянного тока - идеально подходит устройство для зарядки аккумуляторов автомобиля.
Токопроводящий слой для окрашивания фигурок - в бронзовый порошок добавляем несколько капель бесцветного нитролака (можно для волос) и разжижаем ацетоном до состояния жидкой краски.
Реостат - нихромовую проволоку наматываем в один ряд на любую керамическую пластину (очень хорошо подходит спираль от обогревателя).
Амперметр - желательно от нуля до 3-5 ампер (как правило, на зарядных устройствах амперметр уже присутствует).
Ванна - любая пластмассовая ванночка от 3 до 50 литров (все зависит от ваших аппетитов).
Анод - любая медная пластина (любые отходы меди), площадь которой примерна равна площади всех покрываемых изделий.
Технология изготовления
Из кусков длиной 15-20 см телефонного или другого многожильного кабеля вынимаем отдельные проволочки. С обоих концов зачищаем изоляцию, один кончик загибаем под углом 90 градусов и приклеивам к пластиковой фигурке пятисекундным клеем (где-нибудь снизу, в менее заметном месте). Клей БФ не годится, его будет растворять бронзовая краска.
После просушки, несколько будущих изделий (количество зависит от объема ванны) обезжириваем в стиральном порошке с последующей промывкой или в ацетоне.
Фигурки на проволочках держатся довольно крепко, их по одной можно обмакивать в приготовленную бронзовую краску или красить кисточкой. Все места должны быть закрашены, без пропусков. Желательно применять изолированные проволочки от телефонных кабелей, в противном случае, медь будет оседать на «голый» проводок — это лишний расход материала — анода.
После просушки (около часа) зачищенные кончики проводков скручиваются вместе, фигурки не должны касаться друг друга. Весь этот «букет» подвешивается к плюсовому контакту и опускается в ванну. Через несколько секунд начнется процесс и фигурки начнут покрываться медью. Это сразу будет заметно.
Толщина покрытия зависит от нескольких факторов, обычно для мелких вещей — 0.05 мм. В ванне они висят 12-15 часов. Ток регулируем (передвигая контакт по нихромовому реостату) в пределах 0.8 — 1.0 Ампер. Как только фигурки полностью покроются медью, ток увеличиваем до 2.0 ампер.
После окончания покрытия, промываем в проточной воде, просушиваем, проволочки откусываем. Проволочки зачищаем и готовим их к следующей партии.
Все, у нас фигурки полностью металлизированы. В аптеке продается серная мазь. Обмазываем фигурку мазью и буквально проводим над огнем (газовая плита). Медь чернеет.
После этого процесс полировки. Идеально — любой двигатель, но с металлической щеткой-кругом. Называется крацовка. Этот процесс требует некоторого навыка, т.к. придает нашему изделию вид черненной меди-бронзы с блестящими (в нужных местах) деталями. Не бойтесь испортить, опять серную мазь, огонь и полировка.
Теперь наклеиваем на какую-нибудь подставку (можно гальку, гранитные камешки, которые для бетона) и очень красивая штучка получается.
Еще одна рекомендация для сомневающихся и далеких от этого процесса. Сделайте пробу в маленькой пол-литровой баночке, приготовьте электролит, опустите кусочек меди, одну фигурку покрасьте бронзовой краской из баллончика-спрея (красить 2-3 раза) и подсоединитесь к батарейке без всяких реостатов. Можно использовать адаптер для плеера.
После публикации моей предыдущей идеи — Серьезный бизнес на гальванике — пришло столько вопросов о технологическом процессе, что я решил объединить свои ответы в отдельной идее.
Технологическое оборудование для гальваники
1. ванна сернокислотная
2. ванна холодной воды
3. ванна горячей воды
4. ванна железнения
5. ванна холодной воды
6. стол рабочий на колесах
7. корзины и бутыли с кислотами
8. сварочный трансформатор
9. балластные реостаты.
Технологический цикл
Включает в себя следующие операции:
1. Предварительная подготовка.
2. Сернокислотное пассивирование.
3. Промывка в холодной воде.
3. Промывка в горячей воде.
4. Железнение.
5. Промывка в холодной воде.
6. Дальнейшая обработка.
Предварительная подготовка
Состоит в следующем. Поступивший вал обтирают ветошью от остатков масла, из шпоночных пазов удаляется грязь. Затем снимаются размеры шейки в местах максимальной выработки и невыработанные размеры. Это необходимо для установления толщины необходимого покрытия и определения времени железнения. Если вал убитый (большой эллипс, конус), то для восстановления правильной геометрии его подвергают шлифовке, но снимают не более 0,5 процента от общего диаметра шейки. Таким образом выясняется толщина необходимого покрытия.
Н(мм) = Нв(выработки) + 3Нм.ш.(минимальный шлиф станка)
величину 3Нм.ш можно задать и больше
Для определения рабочих токов необходимо знать катодную (покрываемую) площадь. Для этого измеряется диаметр шейки и её ширина И затем по формуле
S = π · D · A,
где А — ширина шейки.
Площадь рассчитывается в квадратных дециметрах.
Таким образом, выяснив площадь и умножив её на рекомендуемую плотность тока (А\кв.дм), мы будем знать величину общего необходимого тока.
Время, необходимое для железнения, находят по формуле:
Т(часов)=7400*Н / Ic*n,
где:
Ic= I катодный — Iанодный А/дм.
n- выход железа по току, определяется практически, но можно использовать эмпирическую формулу: n = 47(Ic)0,2
Сернокислотное пассивирование
После того, как все расчеты выполнены, начинаем процесс.
В масляные каналы забивают резиновые пробки.
Для того, чтобы подготовить поверхность вала к железнению, применяется метод сернокислотной пассивации. Применяют различные режимы (переменным током, асимметричным током), но самым быстрым и производительным является режим травления на аноде, позволяющий одновременно с пассивацией производить очистку поверхности от масляных и лаковых пленок.
Для этого вал помещают в сернокислый 20-30% раствор и подключают его к + шине, катод выполняется из листового свинца и его площадь должна превышать площадь детали не менее 10 раз. Затем включается ток плотностью до 50А\кв.дм. Время – 1 мин. Ток постоянный (выпрямленный).
За это время поверхность детали приобретает ровный матово- темносерый оттенок. На этом операция пассивирования закончена.
Промывка в горячей и холодной воде
Железнение
Если вам необходимо восстановить определенный участок, а не всю деталь, применяют маскирование — участок, не подлежащий железнению, закрашивают нитролаком или нитрокраской. Так как нитро покрытия очень пористые, окраску следует производить не менее, чем в два слоя, с промежуточной сушкой.
Процесс железнения ведется при температуре 18-25°С. Аноды из стали Ст.3…..Ст.20. Легированные стали в качестве анодов не применяются, т.к. ионы хрома затрудняют процесс и снижают качество покрытия.
Собственно сам процесс железнения разбит на несколько этапов. Первые этапы служат для создания равномерного первичного слоя, прочно скрепленного с основой. Последний этап служит для наращивания рабочего слоя с требуемой твердостью.
1. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 15,5 А\кв.дм. Время — 15 сек. Твердость покрытия 180 кгс\кв.мм.
2. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 10 А\кв.дм. Время — 60 сек. Твердость покрытия 270 кгс\кв.мм.
3. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 5 А\кв.дм. Время — 60 сек. Твердость покрытия 400 кгс\кв.мм.
4. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 3,5 А\кв.дм. Время — 30 сек. Твердость покрытия 540 кгс\кв.мм.
5. Ток катодный — 30 А\кв.дм, анодный — 3,5 А\кв.дм. Время — 30сек. Твердость покрытия 630 кгс\кв.мм.
На этом процесс «затяжки» заканчивается и далее идет наращивание рабочего слоя до заданных размеров.
6. Ток катодный — 30 А\кв.дм, анодный — 3 А\кв.дм. Время — расчётное. Твердость покрытия 630 кгс\кв.мм.
Промывочную воду из ванны 2 и 5 используют для доливки в ванну железнения. В процессе работы с анода выделяется шлам, который после отстаивания необходимо удалять.
И ещё одна деталь. Перед началом железнения нужно «проработать» электролит. Для этого к катоду подвешивают ненужный кусок металла и включают катодный ток не более 10 А, на один, два часа. Это необходимо для очистки раствора от примесей и для удаления 3 валентного железа. Осаждается железо с валентностью 2.
Если у вас был перерыв в работе длительностью более суток, электролит необходимо также проработать.
Если вам не удалось раздобыть соль чистотой Ч или ЧДА, и вы используете садово–огородный химикат, то процесс проработки электролита следует вести самым минимальным катодным током, анодный ток не используется. Величину тока устанавливают «на грани» начала газообразования на катоде.
Само собой разумеется, этот процесс будет длиться значительно дольше, нежели при работе с чистыми реактивами.
Состав электролита:
хлористое железо — 400-440 г\л
серная кислота — 0,8-1 мл\л
иодистый калий — 5-10 г\л
соляная кислота — до рН= 1–1,2
Кислотность определяется лакмусом или индикаторной бумагой.
Твердость покрытия определяется «Роквеллом» или «Бринелем».
Для начала не стоит гнаться за твердостью и производительностью, попробуйте поработать на 1 и 2 режиме, попробуйте восстановить какую-нибудь деталь, что можно будет потом обработать напильником, резцом или сверлом. Когда у вас начнет что-то получаться, постепенно перейдёте к сложнопрофильным деталям и повышению твердости.
Я далек от мысли, что гальваника асимметричным током — панацея от всех бед и решение всех проблем. Это всего лишь инструмент. И так же, как и всякий инструмент, он не может быть универсальным, на все случаи жизни. Традиционная гальваника ничуть не хуже, просто она другая.
Целью публикации было привлечь внимание к тому, что благодаря изменению цен на электроэнергию и металл на внутреннем и внешнем рынках стало возможным получать из этого процесса неплохую материальную выгоду.
Если в советские времена свет стоил 2 коп., а кг железа 12-16 коп., то сегодня разница в цене выше: свет 2,86 тг, а металл более 50 тг за кг. Если раньше себестоимость такого ремонта не превышала 60% от первоначальной стоимости, то сегодня эта цифра значительно ниже. И это только про железо. Я уже не говорю о ценах на «пищевое» олово. Кому интересно, посмотрите биржевые цены. В каждой консервной банке от сгущенки или тушенки его содержится от 0,75 г до 2 г. А процесс снятия гальваникой этого покрытия занимает не более 4-5 мин. Занимайся — не хочу. Под эту шару можно прикинуться борцом за экологию (оставаясь в душе идейным борцом за денежные знаки) и если не откосить от налогов, то уж попробовать их уменьшить. О залежах этого сырья и трудовых резервах находящихся там же, а иногда и проживающих прямо на этих копях, думаю, никому не нужно рассказывать. В больших городах эти полигоны, в большинстве своем, электрифицированы. Во всяком случае, в вагончике директора свет есть. Никто не мешает….., кроме ворон. :-))))
Что такое гальваника и с чем ее едят?
Гальваникой называют раздел электрохимии, включающий в себя два подраздела, которые изучают осаждение электролитов на поверхности металла с разными целями. Например, защита от коррозии. В жизни такое же название носит и сам процесс покрытия изделий, например, хромом или медью. В последнее время стала очень популярна декоративная гальваника в домашних условиях, которая приносит немалый доход тем, кто готов поработать.
Что в составе
Гальваника - достаточно размытое определение, включающее в себя несколько процессов, название которых связано с применением различных электролитов. Пример - золочение, т. е. покрытие тонким слоем золота, или хромирование. Также популярно медение и серебрение.
Гальваника в домашних условиях. Возможно ли это?
Декоративное покрытие различных предметов металлом становится все популярнее среди начинающих предпринимателей. Прежде всего благодаря тому, что стартовые вложения сведены к минимуму. Но гальваника в домашних условиях - не самая лучшая идея по одной простой причине: токсично. Лучше подобрать хорошо проветриваемое нежилое помещение. И прочитать соответствующую литературу на эту тему, чтобы быть готовым ко всему.
Необходимое оборудование для гальваники
Все необходимое для первого опыта возможно сделать своими руками или приобрести без особых затруднений. Сам процесс связан с действием силы тока, поэтому необходим блок питания. У него должен быть регулятор напряжения, а сила тока на выходе - один Ампер. Также нужна небольшая ванночка из токонепроводящего, химически стойкого материала, например пластиковый лоток с тонкими стенками. Также домашняя гальваника требует наличия специальной кисточки или ручки, которая представляет собой полую форму, в которую заливается электролит.
Технологический процесс
Гальванические процессы происходят под действием тока. В специальную ванночку устанавливаются два анода и заливается электролит. Обрабатываемую деталь подключаем к «минусу», а аноды - к «плюсу». При замыкании цепи металл, содержащийся в электролите, осаждается на рабочий объект. Приготовление раствора для каждого металла индивидуально, причем пропорции необходимо строго соблюдать, так же как и силу тока, изменение которой может значительно повлиять на процесс.
Гальваника в домашних условиях. Подготовка деталей
Прежде чем приступать к самому процессу, с рабочих объектов необходимо удалить загрязнения. В некоторых случаях достаточно обойтись лишь обезжириванием поверхности, но иногда приходится прибегать к шлифовке и другим более сложным способам.
Домашняя гальваника опасна для здоровья
Химический процесс всегда связан с риском, поэтому необходимо соблюдать элементарные правила безопасности:
- позаботьтесь о наличии заземления;
- хорошая вентиляция помещения обязательна;
- необходимо соблюдать правила личной безопасности при работе с вредными веществами.
В качестве заключения
Помните, что гальваника - очень опасный процесс, связанный с применением активных веществ, которые могут нанести вред вашему здоровью и имуществу. Поэтому внимательно изучите все опасные аспекты и лишь тогда принимайтесь за работу.
Довольно часто, многие мастера, хотят защитить какую то деталь автомобиля или мотоцикла от коррозии. Можно конечно это сделать с помощью грунтовки и краски. Ну а что делать мастеру, если например разболталось (выработалось) посадочное место под подшипник в картере двигателя или коробки передач и его проворачивает. Как восстановить изношенную поверхность и нарастить её размер (диаметр)? Краска здесь не поможет.
Всё вроде бы довольно просто. Нужно нарастить поверхность детали гальваническим способом, то есть наложением тонкого слоя какого то металла, и если накладывать несколько тонких слоёв, то можно восстановить довольно глубокую выработку поверхности основного металла. Для покрытия металлической поверхности хромом или никелем, требуется сложное заводское оборудование, а так же куча вытяжных и вентиляционных систем, так как наложение этих блестящих металлов очень вредное для здоровья.
Предлагаю способ намного проще, который можно осуществить даже дома на кухне, и к тому же он безвредный. Не смотря на то, что этот способ не такой блестящий как никель или хром, зато он позволяет осуществить две важные функции. Это защита от коррозии стальной детали и восстановление её размера (если она изношена). Этим способом может воспользоваться каждый, даже двоечник по химии.
Для осуществления этого способа покрытия, необходимо купить в автомагазине немного обыкновенного электролита для аккумуляторов. Затем потребуется собрать немного металла, которым будет наноситься гальваническое покрытие. Этот металл стоек к коррозии и очень распространён — это цинк. Где его взять? Да везде. Вспомните сколько вы видели отработавших и валяющихся где попало батареек у себя и у друзей. Пособирайте их, и причём чем старее год выпуска батарейки, тем лучше у них цинк и проще его изъять. С помощью острого ножа, надрежьте корпус батарейки, и осторожно снимите цинк, как кожуру у мандарина, а затем промойте обрезки водой.
Теперь можно начинать сам химический процесс. Налейте в стеклянную или фарфоровую банку грамм 100- 150 электролита, а затем начинайте потихоньку (чтобы реакция проходила не слишком бурно) засыпать в него обрезки цинка. Вы увидите, что тут же начнётся химическая реакция, и в результате этого, образуется раствор сульфата цинка, который вам понадобится, а так же гремучий газ, состоящий из водорода и кислорода. Такой же газ выделяется и при зарядке аккумулятора и он очень взрывоопасен, поэтому проводите работы подальше от открытых источников огня и гоните курильщиков подальше. Если кому то лень возиться с электролитом, то можно поискать готовый сульфат цинка в магазинах химреактивов.
При добавлении кусочков цинка в электролит, он будет растворяться, и добавлять цинк нужно будет до тех пор, пока он не перестанет реагировать с кислотой (перестанет растворяться), то есть кислота расходуется на реакцию полностью и полностью «насытится» цинком. Так же, следует подготовить к покрытию металлические детали, которые вы собираетесь покрыть цинком. Очистите их от грязи и ржавчины, а если деталь декоративная, то желательно отполировать её до блеска, ведь любое гальваническое покрытие, в точности повторяет рельеф поверхности покрываемого металла. И если на поверхности есть царапины, то после покрытия, не важно чем, хоть хромом или никелем, все эти царапины будут видны на поверхности ещё лучше.
Кстати удалить всё ржавчину с поверхности металла можно не механическим, а химическим способом. Для этого следует опустить ржавую деталь в аккумуляторный электролит, соляную кислоту, можно даже в обыкновенный уксус. Но не в коем случае не в преобразователь ржавчины, как могут посоветовать местные знатоки, так как к образовавшейся от преобразователя плёнке фосфатов, цинк, да и хром тоже, никогда не пристанут. Преобразователем ржавчины следует пользоваться только тогда, когда вы хотите просто загрунтовать и покрасить деталь.
Продолжим работу. Подготовленный раствор сульфата цинка налейте в стеклянный или фарфоровый сосуд, размер которого зависит от размера детали, которую вы собираетесь покрыть цинком. Но если со стеклом или фарфором у вас проблемы, то можно использовать подходящее корытце, вырезанное из капроновой канистры.
Источник электропитания лучше всего использовать с регулировкой тока (переменным резистором) и амперметром, глядя на который удобно регулировать силу тока (Амперы). Большинство зарядных устройств имеют и амперметр и регулировку тока, поэтому можно использовать зарядное устройство и даже для зарядки аккумуляторов мотоцикла, так как ток для работы потребуется небольшой.
А как проверить необходимую величину силы тока? При нормальной величине тока, должно получится цинковое покрытие серого цвета. Если получается рыхлое покрытие чёрного цвета, то следует сразу уменьшить регулятором силу тока. Ну а если получается светло-серая поверхность детали, то следует немного увеличить силу тока. По опыту скажу, что обычно хватает силы тока всего в 0,5 — 1 Ампер.
В качестве индикатора тока и простейшего стабилизатора напряжения можно использовать обыкновенную лампочку на 12 вольт, которая при натирании детали не должна светиться слишком ярко. Лампочка подсоединяется в разрыв плюсового провода (наглядно это показано в видеоролике под статьёй). Если лампа светит слишком ярко, то следует немного ослабить силу тока.
После нанесения гальванического покрытия, готовую деталь хорошенько промойте водой. Ну а если вы использовали раствор сульфата цинка не от электролита, а от серной кислоты, то советую готовую деталь сначала ополоснуть раствором питьевой соды, чтобы нейтрализовать серную кислоту, а затем уже промыть деталь в воде.
Ну а как же восстановить размеры посадочного отверстия деталей? Ведь часто из-за этого многие выбрасывают картер, а картер или блок мотора — это номерная деталь, и восстановление её крайне важно. И если в блоке провернуло подшипник и посадочное отверстие потеряло размер (диаметр), то восстановить место подшипника в чугунном блоке, не составит труда описанным выше способом с помощью цинка, обёрнутого марлей.
Но корпуса коробок передач, всегда изготавливали из алюминиевого сплава, и блоки моторов новых автомобилей начали лить тоже из алюминия (гильзы цилиндров покрыты никасилем),который не так то просто чем либо покрыть. Существуют способы, но они дорогие и сложные, применимые только в заводских условиях. Но на то и существует этот сайт, чтобы любому мастеру можно было обойтись без сложного заводского оборудования. Выход есть всегда, и я всегда говорил, что металл не хуже пластилина и лепить из него можно всё что угодно.
С восстановлением посадочных отверстий под подшипники в стальных или чугунных корпусах (картерах) проблем не возникает, так как цинк на сталь или чугун накладывается хорошо. И подробно о восстановлении посадочного отверстия в передней бабке своего токарного станка ТВ- 4, я подробно показал в видеоролике чуть ниже.
Ну а отверстие в алюминиевом картере покрыть не удастся, так как цинк на алюминий не ляжет, и ведь у нас же нет в арсенале супер дорогого напылителя металлов, или как я уже говорил, сложного гальванического оборудования, для покрытия алюминия. Оно нам и не нужно. Зато можно легко покрыть слоем, или слоями цинка наружную обойму подшипника. И если вы купите подшипник не какого то левака, а авторитетной фирмы (о правильном выборе подшипников ), то он переживёт несколько кап-ремонтов мотора.
Чтобы раствор сульфата цинка не попал внутрь подшипника к шарикам или сепаратору, нужно закрыть подшипник с двух сторон резиновыми прокладками, и наложенными на них текстолитовыми пластинами (толщина 3 — 5 мм), и затем стянуть этот «бутерброд» болтом с гайкой, а потом подвести к наружной обойме подшипника минус источника постоянного тока.
Пластины должны быть именно из диэлектрика (текстолита, пластика и т.п.), а не из металла, иначе цинк будет расходоваться и на покрытие металлических пластин, и вам не хватит металла цинка. Так же советую купить подшипник закрытого типа, так больше гарантии, что кислота не попадёт внутрь к шарикам.
А затем покрыв подшипник цинком, перед установкой его в блок мотора, при желании всегда можно удалить острым ножом закрывающие подшипник герметичные шайбы, и подшипник в итоге станет открытого типа (это нужно, чтобы он смазывался маслом изнутри блока двигателя).
А можно не погружать подшипник в ванну, а покрыть его наружную обойму вторым более простым способом, с помощью натирания кусочком цинка, обёрнутого марлей и подключенного к плюсу источника постоянного тока.
Хочу так же заметить, что для восстановления размера детали (например обоймы подшипника), можно использовать медное покрытие. Как антикоррозийное покрытие медь использовать нельзя, а вот для восстановления размера — легко. К тому же сейчас в кастомайзинге мотоциклов, пошло модное направление, называемое олдскул (старая школа).
Так вот, для покрытия всевозможных трубок масло или бензо-проводов, различных мелких деталей, не только можно, а ещё и нужно использовать медное покрытие. После полировки таких деталей, ваш мотоцикл будет выглядеть не просто круто, а супер круто!!!
Ладно, я немного отвлёкся, кастомайзинг для меня больная тема, оно и понятно — творческих границ не существует. Вернёмся к банальному восстановлению размера деталей. Одно из достоинств медного покрытия, это то, что вам не потребуется возиться с кислотой. Так как медный купорос, а кто помнит из курса школьной химии, он же сульфат меди, из которого приготавливается раствор, очень легко найти и купить в хозяйственном магазине.
Ну и второе ощутимое достоинство при покрытии медью, это то, что вам не нужно будет разыскивать бэушные батарейки для анода. Ведь можно использовать медную пластинку, или просто пучок медных проводов, свёрнутых в кабель. В воде (лучше дистиллированной) нужно будет растворить максимальное количество порошка медного купороса. Силу тока подбирайте так же как я описал выше, при нанесении цинкового покрытия.
Как вы поняли, ничего сложного в такой науке как химия и нанесении гальванического покрытия в домашних условиях нет. И теперь для вас не существует проблема восстановления изношенной детали, и вы сможете восстановить любой картер, или просто защитить многие детали от коррозии. А мотоциклисты смогут довольно ярко освежить внешний вид своего мотоцикла. Ведь я согласен, что хром есть хром, но пора вносить разнообразие в дизайн.
Кстати, кто хочет восстановить цинковое покрытие оцинкованного кузова своего автомобиля, то читаем об этом вот , удачи всем и творческих успехов!