Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Энциклопедия Технологий и Методик
 
Технологии по работе с металлом
 
Гальванопластика

Как покрыть медью черные металлы
(меднение)

Нередко перед любителями, работающими с металлом, возникает проблема: как придать привлекательный декоративный вид чугуну и стали, материалам самым распространенным и доступным? Обычно изделия из черных металлов из-за их склонности к коррозии окрашивают краской. Вместе с тем довольно простой и эффектной декоративной отделкой является гальваническое покрытие медью. Медный слой затем может быть отполирован или химически тонирован, в результате чего он приобретет зеленоватый или коричневатый оттенок (в принципе можно получить любой цвет). Отделанные таким способом любительские работы, такие, например, как фонари, подсвечники, кожух камина или каминная решетка, дверные петли и засовы, шкатулки — словом, те вещи, на изготовление которых чаще всего идет черный металл, будут выглядеть, как будто они сделаны из старой меди. Кроме декоративных целей, медь выполняет и другую функцию — защищает поверхность изделия от коррозии.

В любительских условиях гальваническое меднение возможно только в сернокислом электролите, причем особенность черных металлов состоит в том, что они обладают способностью вытеснять из него медь даже без воздействия электрического тока. При погружении в электролит стального предмета он сейчас же покрывается слоем меди. Однако этот слой непрочно связывается с основой. Именно по этой причине простой и безвредный сернокислый электролит не нашел применения в промышленности.

Тем не менее способ меднения черных металлов в таком электролите существует, причем прочность сцепления медного слоя с основой оказывается вполне удовлетворительной для декоративных целей. Речь идет об одном старинном и достаточно забытом рецепте. Суть его состоит в том, что сначала на поверхность изделия осаждается тонкий слой контактной меди из специального раствора, а затем на этот промежуточный слой наращивается электролитическая медь из сернокислой ванны.

Для промежуточного меднения готовится раствор такого состава:

медный купорос — 25 г/л,
щавелевая кислота — 50 г/л,
25%-й раствор аммиака (нашатырного спирта) — 50 мл/л.

Медный купорос и щавелевая кислота растворяются по отдельности, затем их сливают вместе и к смеси добавляют раствор аммиака. Литра получившегося раствора достаточно, чтобы покрыть медным слоем около двух квадратных метров поверхности черных металлов.

Перед меднением изделие должно быть полностью готово, а его отдельные части пригнаны друг к другу. Такие дефекты, как вмятины, царапины, раковины, после меднения становятся еще заметнее. Поэтому поверхность надо тщательно подготовить — очистить от ржавчины и окалины, выправить вмятины, прошлифовать или отполировать. Затем к изделию в удобном месте припаивают контактный проводник (кусок многожильного провода диаметром не менее 1 мм) для соединения с «минусом» выпрямителя. После этого все загрязнения смывают бензином, изделие обезжиривают горячим раствором любого моющего средства, пока поверхность не будет полностью смачиваться водой, и хорошо промывают. Непосредственно перед меднением для удаления окисной пленки его протравливают в 20%-м растворе серной кислоты в течение 1—2 минут и промывают водой.

Теперь можно нанести раствор промежуточного меднения. Как только раствор соприкоснется со сталью, она моментально покрывается светло-розовым слоем меди. Вся операция продолжается около минуты. Если медь легла ровно, без разрывов и пятен, значит, подготовка поверхности была проведена хорошо и качество дальнейшей работы будет хорошим. На крупных изделиях обезжиривание, травление и промежуточное меднение можно делать обливанием с помощью кисти или губки. Мелкие детали погружают в раствор. После промывки изделия водой можно приступить к наращиванию медного слоя.

На небольших предметах слой меди наращивается в гальванической ванне. Электрическая схема гальванической установки дана на рис. 1. Крупные предметы, особенно из листового металла, меднятся анод-тампоном (рис. 2), для чего анод-тампон, пропитанный электролитом, перемещают по поверхности изделия. Во время работы анод-тампон окунают достаточно часто в емкость с электролитом. С легким нажимом тампон плавно перемещают по изделию так, чтобы след каждого прохода перекрывал предыдущий. Обрабатываемые поверхности располагаются горизонтально или слегка наклонно.

Под изделие ставят поддон с несколькими литрами электролита. Поддоном может служить большая фотокювета или полиэтиленовая пленка, натянутая на деревянную раму. Если изделие имеет невысокий рельеф, его целиком погружают в электролит, тогда весь процесс упрощается и ускоряется, так как тампон постоянно находится в электролите. Заметим, что работать следует обязательно в резиновых перчатках.

При меднении анод-тампоном плотность тока может быть существенно повышена по сравнению с меднением в ванне, и это сокращает время наращивания слоя. При диаметре сердечника 5 см и диаметре тампона 9 см меднение ведется током в 3 ампера. При изменении этих величин силу тока пропорционально изменяют. При токе 3 ампера уже через 30 минут на изделии образуется слой меди толщиной 0,02 мм, что для декоративного покрытия можно считать достаточным. Если намечено поверхность отполировать, то слой должен быть в 2—3 раза толще. Время здесь приведено чистое, без учета перерывов на пропитку тампона электролитом.

Следует заметить, что прочность сцепления декоративного медного слоя не позволяет все же использовать его для силового соединения частей изделия, например, пайкой, так как медь может вздуться и отслоиться.

Рис. 1. Электрическая схема любительской гальванической установки с самодельным выпрямителем.
Выпрямитель на ток до 5 А собирается на базе силового трансформатора от радиоаппаратуры мощностью 120—150 Вт с перемотанной вторичной обмоткой. Диод типа Д242 с радиатором охлаждения площадью 100 см2, или несколько соединенных параллельно менее мощных диодов. Амперметр на ток до 5 А. Однополюсный переключатель на три положения (6—12 В) позволяет вдвое расширить диапазон регулировки величины тока реостатом и отключать выпрямитель от ванны.
1 — ламповый реостат (можно жидкостный или проволочный), 2 — анодная медная пластина, 3 — анод-тампон, 4 — изделие, на котором осаждается медь — катод.

Рис. 2. Анод-тампон.
Тампон делается из куска синтетической или стеклянной ткани. Набивка — многократно сложенная марля. Диаметр анод-тампона можно изменять применительно к профилю и площади изделия.
1 — медный сердечник (можно использовать тугой моток медной голой проволоки), 2 — набивка из марли, 3 — покровная ткань, 4 — провод к реостату, 5 — связка из проволоки, 6 — пайка.

Автор: Ю. Афанасьев
http://www.patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

 

оооооооооооооооооооооооо