Меднение гальваникой и гальванопластика в домашних условиях. Гальваника своими руками в домашних условиях: технология и оборудование

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:

Гальванопластика - 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.

Основной задачей гальванического покрытия медью в домашних условиях или по-другому меднения является подготовка поверхности металла к его дальнейшей обработке. Такой операции могут подвергаться различные металлы, и не металлы, среди которых следует выделить:

• сталь,
• латунь,
• никель и другие.

Использование меди

Благодаря своим многочисленным преимуществам данный металл получил широкое распространение. На сегодняшний день медь и ее многочисленные сплавы широко используются в промышленности. Металл актуальный для авиастроения, автомобилестроения, приборостроения и других отраслей. Не меньшей популярностью металл и изделия из него пользуются и в бытовой сфере. Меднение само по себе является одним из лучших способов покрытия тонким слоем металлической поверхности. В домашних условиях меднение можно выполнить нескольким способами.

Гальваническое меднение в домашних условиях

Для этого понадобится:

• Вода;
• Соляная кислота в чистом виде.

Гальваническое меднение в домашних условиях

Приготовления раствора

Делаем насыщенный раствор медного купороса, после чего нужно будет добавить 1/3 этого раствора в соляную кислоту. После приготовления раствора медного купороса его следует тщательно размешать, чтобы не было частиц. Далее нужно соляную кислоту тонкой струйкой добавить в этот раствор. Не следует забывать про технику безопасности и использовать перчатки и защитные очки. После того, как вы добавили в раствор соляную кислоту, его следует тщательно перемешать.

Итак, раствор готов и можно приступать к меднению в домашних условиях. Для этого нужно взять металлическую деталь, на которую вы собрались наносить слой меди и подготовить ее к работе. Подготовка включает в себя ее обработку наждачной бумагой. Данная процедура позволяет не только зачистить металлическую поверхность, но и обезжирить ее. Такая же процедура будет актуальна и для детали из латуни или свинца. После этого, покрытие нужно тщательно промыть в растворе кальцинированной соды. Это позволит более тщательно обезжирить материал.

Кальцинированная соды для обезжиривания материала

Далее поверхность нужно погрузить в раствор медного купороса и соляной кислоты. Следует обратить внимание на то, что первый слой меди является очень тонким и слабым, поэтому его желательно снять при помощи металлической щетки. После того, как вы это сделали, поверхность стали или свинца следует повторно промыть в растворе кальцинированной соды и опять погрузить в раствор для меднения. Данные манипуляции приведут к тому, что слой меди в домашних условиях на поверхности будет гораздо толще и гораздо крепче, поскольку его убрать можно будет с предмета, только используя наждачную бумагу, а не металлическую щетку как прошлый раз.

Этот способ позволяет сделать очень качественное медное покрытие, которое можно снять только наждачкой. Для улучшения медного покрытия в домашних условиях следует деталь еще раз погрузить в раствор. Указанный способ отличается своей простотой и высокой эффективностью в том числе и для изделий из свинца.

Процедура меднения

Меднением принято называть процедуру гальванического нанесения меди, толщина слоя меди в таких случаях может составлять-от 300 мкм и больше. Меднение стали это один из наиболее важных процессов в гальванике, поскольку используется, как дополнительный процесс перед нанесением других металлов для хромирования, никелирования, покрытие серебром.

Слой меди прекрасно держится на стали и способен выравнивать различные дефекты на поверхности.

Для медных покрытий характерно высокое сцепление с другими поверхностями, изделиями из свинца особенно металлическими, а также высокая электропроводность и пластичность. Нанесенное недавно покрытие имеет ярко-розовый матовый или же блестящий цвет. Под воздействием влияний атмосферы медные покрытия могут окисляться, покрываться налетом окислов с различными пятнами радужного вида.

Сферы использования омеднения

Как правило, гальваническое омеднение может использоваться:

• В декоративных целях. С учетом огромной популярности в нынешнее время старинных изделий из меди. Существуют методы искусственного состаривания изделий из стали;
• В гальванопластике. Широко распространена в ювелирной сфере, среди сувенирной продукции, для изготовления барельефов и т.д;
• В технической отрасли. Меднение металла очень важно в электротехнической области. Низкая стоимость меднения по сравнению с покрытиями из золота или серебра позволяет снизить расходы на изготовление электродов, электротехнических шин, контактов и других элементов из сталии свинца.

Меднение происходит вместе с нанесением других гальванических покрытий

• Если нужно нанести многослойное защитно-декоративное покрытие на слой стали. В подавляющем большинстве случаев здесь медь используют вместе с никелем и хромом. Это позволяет улучшить сцепление с основным металлом и получить блестящее покрытие высокой прочности;
• Во избежание цементации участка. Меднение свинца позволит избежать появления углероживания на стальных участках. Для нанесения медного слоя используют только те участки, на которых будет проводиться обработка резанием;
• При выполнении реставрационных и восстановительных работ. Данный метод наиболее часто используется для восстановления хромированных частей автомобилей и мотоциклов. Для этих целей наносится довольно толстый слой меди, порядка 100-250 мкм и более того, что позволяет закрыть все дефекты и повреждения металла для нанесения последующих покрытий;

Разновидности меднения

• Используя погружение в электролит;
• Без погружения в электролит.

Первый способ предполагает обработку металлического изделия наждачной бумагой, щеткой и промывки водой. После чего обезжиривания в горячем содовом растворе с повторной промывкой. Далее в стеклянную емкость опускают на медных проволочках две медные пластины –аноды. Между пластинками на проволоке подвешивают деталь, после чего пускается ток.

Второй способ актуальный для изделий из стали, алюминия и цинка.

Домашнее омеднение

Данная процедура актуальна для различных случаев, поскольку нанесение слоя меди может использоваться для алюминиевых столовых приборов, сувениров, подсвечников и т. д. Неповторимый эффект оказывают изделия не из металла, на которые был нанесен слой меди. Это могут быть стебли растений, листья и др. Ввиду того, что в покрываемых предметах отсутствует токопроводящий слой, вместо него используется специальный электропроводный лак, который наносят на поверхности.

В состав лака входит ряд органических растворителей, пенкообразователей и тонкодисперсионный графитовый порошок, благодаря которому создается электропроводность. Лак наносят тонким слоем на сухую поверхность, и после высыхания через час можно приступать к омеднению. При желании можно меди придавать различные цветовые оттенки, используя для этого специальные способы. Высокое качество и уникальность таких изделий вполне заслуженно приравнивается к настоящим ювелирным украшениям.

Видео: Меднение в домашних условиях

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.

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

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)

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.

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.

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

I=jS=1*3,14*0,05*1 =0,16А.

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

t=σ*d*1000/j*C*η,

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.

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.