Загрузка...
Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Загрузка...
Энциклопедия Технологий и Методик
 
Технологии по работе с металлом
Гальванопластика

Занимательная гальванотехника

 

Изготовление форм

Требования, предъявляемые к формам

Материалы, идущие на изготовление форм для гальванопластического репродуцирования скульптуры, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) легко отделяться от заформованных предметов, давать точные их отпечатки;

2) иметь минимальную усадку при схватывании и затвердевании, не деформироваться при остывании или сушке;

3) не обладать гигроскопичностью, быть безвредными для электролита, не загрязнять его и не разрушаться от длительного пребывания в электролите;

4) легко связываться с наносимым электропроводящим слоем.

Ввиду того что гипсовые формы гигроскопичны, их приходится для удовлетворения третьего требования подвергать дополнительной пропитке в озокерите, воске или парафине.

 

ГИПСОВЫЕ ФОРМЫ

Изготовление гипсовых форм с круглой скульптуры

Изготовление объемных форм из гипса для целей гальванопластики при воспроизведении художественной скульптуры не отличается особыми приемами от обычного формования.

Как было уже отмечено выше, черновые формы обычно состоят из двух, иногда трех кусков-раковин. На рис. 6 показана основная часть черновой формы для репродукции бюста.

Черновая форма, состоящая из двух раковин, наиболее проста для гальванопластики; при такой форме удобно как наносить электропроводящий слой на внутреннюю поверхность (полость) формы, так и проводить процесс электролиза.

Металл наращивается в каждую раковину в отдельности. Для монтирования скульптуры подготавливают соединительные швы раковины, затем спаивают их.

Для получения репродукции, не требующей подгонки и спаивания двух разрозненных ее частей, прибегают к следующему приему. Предварительно подготовленные раковины-формы, пропитанные восковым составом и покрытые электропроводящим слоем, точно соединяют одну с другой, стягивают проводом, имеющим изоляцию. Затем пластилином, не содержащим наполнителя и пигмента, изнутри заделывают шов в месте соединения раковин. Наиболее пригоден для заделки швов желтый озокерит: он обладает высокой пластичностью и вязкостью.

Такой же прием можно применять и при работе с кусковыми формами, но там он менее удобен вследствие громоздкости кусковых форм, наличия кожуха и большого количества швов, образуемых отдельными кусками формы, тем более что швы все же остаются заметными на металлической репродукции.

Применение обычных черновых форм с наращиванием металла в каждую раковину в отдельности наиболее просто и технически удобно, но требует подгонки раковин.

На рисунке 8 показана скульптура, изготовленная в черновой форме. В ее затылочной части облой, который удаляют, после чего в это место впаивают затылочную деталь, изготовленную во второй раковине черновой формы. В данной скульптуре боковины и спина отсутствуют, так как они плоские; их изготовляют из листовой меди и при монтаже впаивают.

Рис. 8. Скульптура, изготовленная в черновой форме.

Использование соединенных заранее раковин черновой формы с проработкой шва не требует монтировочных работ для соединения частей готовой металлической репродукции, но такой способ осложняет ведение процесса электролиза: затрудняется равномерное наращивание металла в наиболее углубленных местах формы.

Применение обычных черновых форм целесообразно главным образом при изготовлении крупной скульптуры.

Отдельные детали можно изготовлять в кусковых формах, а затем готовые детали спаять между собой.

 

Изготовление гипсовых форм с барельефов

При изготовлении форм с барельефов, медалей и других художественных изделий, имеющих рельеф без «поднутрений» («замков»), формы снимают путем заливки моделей гипсом. Для этого гипс засыпают в воду и размешивают его, получая сметанообразную массу.

Предварительно рекомендуется гипс на рельеф нанести кисточкой, с тем чтобы в полученной форме не было не залитых гипсом мест и следов воздушных пузырьков.

Нанеся тонкий слой гипса на поверхность копируемой модели, заливают ее разведенным гипсом. При этом работу следует выполнять достаточно быстро, так как разведенный гипс затвердевает. При снятии гипсовых форм с гипсовых моделей последние предварительно должны быть смазаны раствором парафина в керосине.

Смазка этим раствором предотвращает сращивание гипсовой модели с изготовляемой гипсовой формой. Гипсовые формы можно снимать не только с металлических, деревянных, пластмассовых моделей, но и с пластилиновых и глиняных. Но в этом случае обычно модели разрушаются из-за пластичности этих материалов.

Во избежание растекания заливаемого гипса вокруг модели устанавливают обичайку (обод) из картона, ватманской бумаги или металлической фольги. Когда гипс остынет и окончательно затвердеет, снимают обичайку, подправляют ножом края и делают отверстие в крае формы для электропровода, для подвески и контактирования с отрицательным полюсом источника тока.

 

Пропитка и изоляция гипсовых форм

Пропитка гипсовых форм для устранения гигроскопичности является одной из важнейших операций. Перед пропитыванием гипсовые формы должны быть хорошо высушены при равномерном повышении температуры до 50–60 °C. Особенно медленно следует повышать температуру при сушке очень сырых, только что снятых форм во избежание деформаций и трещин.

Формы, состоящие из нескольких кусков, надо сушить в собранном виде, с плотно прижатыми один к другому кусками (для устранения их деформации). В сушильном шкафу формы размещают на перфорированном стеллаже (с отверстиями) открытой частью вверх так, чтобы теплота равномерно омывала их снизу, а влага имела выход кверху. Хорошо высушенная форма должна иметь совершенно белый цвет и издавать при простукивании специфический звук сухого гипса. Сухая форма быстро воспринимает пропитку и не дает трещин.

Гипсовые формы пропитывают расплавленными восковыми составами с температурой плавления от 50 до 125 °C в зависимости от состава пропиточной композиции; предпочтительны составы, имеющие низкую температуру плавления (см. табл. 5). Формы, погружаемые в пропиточный состав, подогревают, при этом воздух, находящийся в форме, вытесняется. В зависимости от времени выдержки гипсовых форм в составе глубина пропитки может быть различной и считается достаточной при толщине примерно от 2 до 5 мм.

Необходимая длительность выдержки гипсовой формы в пропитывающем составе зависит от его компонентов, температуры и от степени просушенности формы.

Чем выше температура пропитывающего состава (а она может быть значительно выше его точки плавления), тем меньше времени можно в нем выдерживать формы. Чем толще стенки формы, тем больше времени требуется для подогрева и пропитывания. Массивные толстостенные формы следует пропитывать не слишком перегретыми составами, чтобы избежать разрушения гипса от перегрева; наиболее пригодны составы с температурой плавления 60–80 °C. Таковы, например, составы на петролатумной, церезиновой, озокеритовой и стеариновой основах с добавками канифоли. Пропитывание производят с выдержкой в пропитывающем составе в течение 2–2,5 ч. Тонкие же формы можно пропитывать 20–30 мин.

Пропитывание составом с более высокой температурой плавления или перегретым составом можно применять только для небольших тонкостенных форм при кратковременной выдержке (не более 10–20 мин).

Температура плавления разных веществ, применяемых для пропитывания, приведена в таблице 5.

Таблица 5. Температуры плавления различных материалов, служащих для пропитывания гипсовых форм.

Сорта церезина с высокой температурой плавления можно употреблять для пропитывания форм без смешивания с другими материалами. Однако наиболее целесообразно производить пропитку в озокеритовой композиции, т. е. сплавах отдельных компонентов, составленных так, чтобы они имели все качества, требуемые от пропитывающих составов.

Они должны:

1) иметь невысокую температуру плавления;
2) хорошо проникать в поры форм;
3) не размягчаться при нормальном нагреве электролита;
4) обладать хорошим сцеплением с электропроводящими составами, наносимыми на форму;
5) не зажиривать электропроводящих составов (во избежание повышения омического сопротивления);
6) хорошо смачиваться электролитом;
7) не реагировать с электролитом;
8) иметь высокую температуру вспышки.

Обычно для пропитки гипсовых форм применяют пропиточные составы из двух-трех компонентов. Некоторые из них приведены ниже в процентах:

1. Озокерит … 70
Восковая монтановая композиция (темп. пл. 85 °C) … 30

2. Озокерит … 70
Восковая монтановая композиция … 15
Канифоль (темп. пл. 64,5 °C) … 15

3. Озокерит … 85
Канифоль … 5
Стеарин (темп. пл. 75 °C) … 10

4. Восковая монтановая композиция … 80
Петролатум (темп. пл. 82 °C) … 20

 

ВОСКОВЫЕ ФОРМЫ

Рецепты восковых композиций

Восковые композиции удобны для непосредственной заливки на металлические модели, а также гипсовые, смоченные водой во избежание прилипания или иные модели, выдерживающие высокие температуры восковых композиций (70–80 °C).

Составы восковых композиций приведены в таблице 6.

Таблица 6. Восковые композиции.

Ввиду того что свойства веществ, входящих в эти рецепты, очень сильно меняются от образца к образцу, следует рецепты не копировать слепо, а смело приспосабливать их к конкретным условиям, учитывая при этом особенности отдельных компонентов восковых композиций. Парафин снижает мягкость пчелиного воска, но увеличивает усадку; спермацет облегчает смешение компонентов; введение лишнего стеарина следует избегать, так как он реагирует с электролитом медной ванны; минеральное масло и говяжий жир смягчают композицию, но могут зажиривать проводящий слой. Еще более сильным смягчающим действием обладает скипидар: он не портит проводящего слоя, но при длительном хранении восковой композиции может улетучиться из нее.

Графит в очень незначительной степени повышает электропроводность форм и лишь облегчает последующий процесс графитирования. Оседая во время отливки восковых форм в расплавленной массе залитого воска, он сосредоточивается на рабочей поверхности формы, где облегчает связывание его с графитом, наносимым на форму в процессе графитирования.

Очень хорошими свойствами обладает восковая композиция, применяемая для механической записи звука при изготовлении граммофонных пластинок. Такая композиция имеет следующий примерный состав (в % по массе):

Воск-монтан пластифицированный … 41
Стеарат натрия … 33
Стеарат свинца … 15
Стеариновая кислота … 7
Стеарат алюминия … 4

Монтановая восковая композиция для звукозаписи наиболее удовлетворяет требованиям, предъявляемым к восковым формам для художественных изделий: она передает самые тонкие детали рельефа. При затвердевании масса отличается большой твердостью и хорошо поддается механическому и химическому нанесению электропроводящего слоя. Температура плавления композиции 80–90 °C.

Из числа композиций, дающих минимальную усадку, рекомендуют следующие (состав в процентах по массе):

1. Канифоль … 70
Воск пчелиный … 20
Парафин … 10

2. Воск пчелиный … 30
Стеарин … 70

3. Воск пчелиный … 30
Озокерит … 5
Канифоль … 5

Восковые композиции лучше всего плавить на паровой бане в специальном котле, хуже — на песочной бане, еще хуже — на слабом огне; надо избегать вспышки воска и его пригорания ко дну сосуда. Необходимо начинать с наиболее легкоплавких компонентов и постепенно вводить более высокоплавкие; с огнеопасными компонентами, такими, как скипидар, следует работать дальше от источника огня, притом вводить их в последнюю очередь. При загрязнении воск следует профильтровать через марлю, а очень тонкие восковые композиции, не содержащие графита, — через шелк.

 

Изготовление восковых форм для барельефной и медальерной скульптур

Восковые формы, применение которых обеспечивает высокую точность репродуцирования, применяются главным образом для медальерной и барельефной скульптур.

Сравнительная дешевизна восковых композиций и хорошая связь с наносимым электропроводящим слоем, простота изготовления восковых форм, повышенная точность репродукций с них делают такие формы наиболее распространенными в технике гальванопластики. Недостатком является усадка восковых композиций, а также невозможность использования восковых форм для многократного репродуцирования.

Для получения восковых форм восковую композицию расплавляют и заливают ею репродуцируемую металлическую или сырую гипсовую модель.

При заливке барельефов, медалей и другой подобной скульптуры используются металлические обичайки в виде колец, прямоугольников и т. п. с высотой стенок, соответствующей высоте рельефа заливаемой скульптуры. Так, для репродуцирования медальерной скульптуры, обычно округлой и обладающей низким рельефом, требуются округлые обичайки с высотой стенок в 10–15 мм.

Для получения достаточно прочной и не деформирующейся при окончательном остывании формы высота стенок обичайки должна быть тем выше высоты рельефа, чем больше площадь барельефа.

На рис. 9 показан момент заливки восковой формы с применением обичайки.

Рис. 9. Заливка восковой формы.

Перед снятием форм с металлической барельефной скульптуры модели должны быть предварительно хорошо протерты для удаления пыли и подогреты до 50–60 °C, после чего модели кладут в обичайку и заливают расплавленным воском. Восковые формы следует отлизать на гладкой мраморной, керамической или металлической подложке (листе), на которую кладут газету.

Периметр обичайки должен быть несколько больше периметра модели, чтобы готовые формы имели достаточно прочные и широкие борта. Так, при диаметре 50—100 мм ширина стенок форм должна быть на 1–2 см больше диаметра барельефа. Это необходимо для укладки проводников на стенки форм и удобства расположения отверстий для груза и контактирующей подвески, а также для того, чтобы при обрезке облоя по периметру наращенной скульптуры можно было бы без затруднений пользоваться ножницами. Модель с бортами достаточной ширины показана на рис. 10.

Рис. 10. Модель с бортами.

Делать борта у форм значительно больших размеров, чем необходимо для зарядки формы и обрезки облоя у готового изделия, не следует, так как при излишней площади бортов повышаются отходы металла.

Расплавленный воск надо заливать в обичайку равномерной струей, без брызг; воск следует лить между обнчайкой н моделью, постепенно наполняя обичайку воском. Равномерная и достаточно медленная заливка воска, притом не на модель, а сбоку, дает возможность получать формы без раковнстосгн, которая в случае быстрой и неравномерной заливки образуется от включений воздуха.

Формы надо снимать с формовочного стола после полного затвердевания, когда температура воска, например на монтановой основе, понижается примерно до 30–40 °C.

Заформованные модели надо извлекать из восковых форм над столом, чтобы избежать повреждения их в случае выпадения из форм. Для удаления моделей легко разжимают края формы и встряхивают ее. До полного отвердевания воска в стенках форм прокалывают одно против другого отверстия для груза и контактирующей подвески.

Восковыми композициями удобно также пользоваться с целью получения оттисков с плоских филигранных изделий, офортов и граверных моделей.

 

Изготовление восковых форм для памятных и мемориальных досок

При выполнении художественных гальванопластических работ возникают самые разнообразные вопросы, связанные с приемами формирования и изготовления форм. В зависимости от характера скульптуры или художественного изделия эти вопросы решаются в каждом отдельном случае индивидуально.

От правильности формования скульптуры с учетом условий гальванопластической техники (например, без глубоких впадин в сложных профилях, без поднутрений) зависит успех репродуцирования в металле.

Описываемыми способами можно изготовлять металлические доски с надписями и мемориальные доски.

На таких досках обычно имеется текст, рама, часто барельефное изображение.

Мемориальная доска.

Мемориальную доску или доску просто с надписью обычно изготовляют следующим образом. На ровный деревянный планшет натягивают ватманскую бумагу, размер которой несколько больше размера изготовляемой доски, приклеивают края ее к планшету; затем увлажняют бумагу водой, при этом она сильно натягивается. На бумаге размечают место расположения текста, рамы, барельефа и других деталей композиции доски.

Все детали, входящие в состав композиции доски, изготовляются отдельно в соответствии с ее размерами. Барельеф и раму выполняют гальванопластически и обрезают по контуру. Буквы для текста выпиливают из пластмассы, на деформирующейся при 60–70 °C (температура заливки воска). По разметке на ватманской бумаге буквы наклеиваются на нее нитролаком.

Барельеф предварительно заливают с обратной стороны воском для создания правильной плоскости и тоже приклеивают нитролаком. Так же устанавливают и раму доски. В случае наличия воздуха под барельефом или другими деталями доски он, выходя наружу, вызывает раковистость на поверхности восковой формы. Затем лист ватманской бумаги с наклеенными деталями протирают подсолнечным или касторовым маслом при помощи кисти, чтобы избежать прилипания воска.

Вокруг подготовленной таким образом модели доски устанавливают обичайку в виде деревянной рамы, высота стенок которой должна настолько превышать высоту рельефа модели, чтобы получилась достаточно массивная, толстая и прочная форма, не подвергающаяся деформации. Стык между обичайкой и доской тщательно промазывают глиной во избежание протекания воска. После этого приготовленную модель заливают восковой композицией.

При затвердевании воска обичайку разбирают, восковую форму снимают, переворачивают лицевой стороной вверх и осторожно извлекают из нее заформованные детали. Для удаления из восковой формы деталей, в особенности пластмассовых букв, лучше всего пользоваться тонким шилом или ножом с узким острием. Затем форму осматривают, устраняют обнаруженные дефекты, подрезают края.

Подготовленную форму укладывают на лист пластмассы толщиной 10–15 мм, в котором имеются отверстия для укрепления формы. После зарядки и нанесения на форму электропроводящего слоя ее загружают в ванну.

 

Наращивание металла на восковые и пластилиновые модели

Такой метод наращивания металла можно применять, если не требуется особая точность репродуцирования деталей и можно подвергать их механической обработке — опиливанию, чеканке.

К деталям, наращиваемым поверху, относятся, например, всевозможные художественные изделия, которые должны быть тонкостенными или не должны иметь соединительных швов [5].

Для успешного ведения гальванопластических работ требуется прежде всего хорошо профильтрованный электролит и правильный режим работы при электролизе, что обеспечивает получение мелкокристаллических отложений металла и отсутствие дендритов.

Восковые модели изготавливаются из озокерита или композиции, содержащей 50 % парафина или 50 % стеарина и обладающей достаточно низкой температурой плавления и незначительной усадкой, а после застывания — значительной твердостью.

Парафино-стеариновая композиция заливается в увлажненные гипсовые кусковые формы.

По застывании восковой композиции копию модели вынимают из гипсовой формы, удаляют швы, образующиеся на местах стыков кусков, и поправляют дефекты, возникающие в процессе отливки восковой модели.

Перед заливкой воска в гипсовую форму укладывают контактирующие проводники в виде крючка или узла, особенно в глубоко профилированные места будущей модели, являющиеся выступами в гипсовой форме. После заливки эти проводники выступают над моделью только загнутыми концами (рис. 11).

Рис. 11. Подводка проводников к углубленным местам в форме:
а — в виде крючка; б — в виде узла.

В форму укладывают также латунный или медный стержень, служащий каркасом и контактирующей подвеской, соединяемой со штангой ванны.

При наращивании деталей поверху решающее значение имеет скорость затяжки детали металлом в гальванопластической ванне. Она зависит от качества нанесенного электропроводящего слоя и от правильного расположения контактирующих проводников.

По отложении металла соответствующей толщины (обычно 1,5–2 мм), не искажающей рельефа (но достаточной для работы чеканами), его обрабатывают обычными напильниками или рифлевками (напильниками специальной формы), а затем прочеканивают, после чего восковую композицию вытапливают.

Образец скульптуры, наращенной поверху, представлен на рис. 12.

Рис. 12. Образец скульптуры, наращенной поверху.

 

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ СКУЛЬПТУР ИЗ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС

Металлические формы изготовляются методом контактного копирования с моделей скульптуры.

Чтобы получить формы для репродуцирования скульптур из литейных пластических масс, предварительно изготавливают модели таким же способом, как для наращивания поверху. В кусковые гипсовые увлажненные формы заливают специальную восковую композицию, например, следующего состава (в г.):

Озокерит … 700
Парафин … 200
Канифоль … 100

На полученные восковые модели наносится затем тончайший графитный электропроводящий слой, для чего их натирают тонкой просеянной графитовой пудрой. После графитирования на модели устанавливают проводники и под током погружают в электролит.

После получения слоя металла требуемой толщины воск из полученных металлических форм выплавляют, для чего подогревают их над паром. Затем промывают формы бензином, ацетоном или другими растворителями, обезжиривают горячей щелочью и промывают горячей водой. Изготовленные таким способом формы отличаются высокой точностью, легкостью и прочностью.

В эти формы затем заливается пластмассовая смола, например, эпоксидная, резиновая, неолейкоритовая или другие фенопластовые смолы, обладающие высокими литейными свойствами. После конденсации [6] — отвердевания пластмассовой смолы — формы удаляются с готовых скульптур путем растворения их в том же сернокислом медном электролите, в котором производится наращивание форм; для этого их завешивают на анод и одновременно проводят наращивание новых форм на восковые модели, завешенные на катоде.

Таким образом, медные формы, залитые пластмассой, не утрачиваются, а служат анодами для изготовления новых форм.

 

МЕТАЛЛИЗАЦИЯ КРУЖЕВ

Кружева, являясь тонко орнаментированными художественными изделиями, в металлизированном состоянии напоминают филигранные изделия.

Кружева, металлизированные техникой гальванопластики, можно использовать для разнообразных художественных изделий. Они могут служить основным материалом для изготовления всего изделия или вводиться в изделие как декоратирующие художественные элементы.

Металлизированное кружево

Тюлевые кружева, особенно тонкие по рисунку, наиболее красивы в сочетании с просвечивающим через мелкую сетку кружев фоном изделия и поэтому наиболее желательны для отделки в виде декорирующих накладок.

Гипюровые кружева с более крупной, чем у тюлевых, сеткой ажура пригодны для непосредственного изготовления различных художественных изделий (рис. 13, 14).

Рис. 13. Подстаканник, стенки которого изготовлены из металлизированного кружева.

Рис. 14. Пудреница, орнаментированная металлизированным тюлевым кружевом в виде накладки на крышку.

Гальванопластическая металлизация состоит в предварительной обработке, наращивании металла и последующей гальваностегической отделке кружев после монтирования на изделии.

Сперва кружева растягивают на рамке и пропитывают парафином. Затем их проглаживают утюгом между листами бумаги для удаления избытка парафина. Далее наносят электропроводящий слой мелкого графита, излишек которого надо тщательно сдувать с кружев. Проложив проводники по краю кружева, их крепят на пластмассовой рамке или рамке из толстого провода с хлорвиниловой изоляцией, вместе с которой загружают в электролит (рис. 15).

Рис. 15. Натягивание проводником кружева.

Кружева, покрытые медью, обрабатывают латунной щеткой. Из металлизированных кружев вырезают требуемую заготовку и монтируют на изделии или изготовляют само изделие, придавая заготовке кружева соответствующую форму.

Металлизированные кружева паяют обычным способом с применением оловянно-свинцового припоя.

Гальваностегическая отделка заключается в нанесении декорирующего слоя серебра или золота или оксидирования в соответствующий тон.

 

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГЕРБАРИЕВ ИЗ ЛИСТЬЕВ

Для получения металлических гербариев (рис. 16) берут свежие листья и снимают с них отпечатки на восковой композиции. Для этого в формочку из плотной бумаги или в обичайку заливают восковую композицию и дают ей остыть почти до полного отвердевания с таким расчетом, чтобы поверхность восковой композиции была еще эластичней.

Рис. 16. Металлический гербарий.

Листья накладывают на поверхность воска и прижимают их стеклом. После этого снимают стекло и лист, и на восковой композиции остается четкий отпечаток листа. Таким же образом делают отпечаток с обратной стороны листа.

Когда восковая композиция полностью затвердеет и станет холодной, форму с отпечатком осторожно графитируют мягкой кистью с тем, чтобы не повредить отпечатка. Установив проводники на форме, подвешивают груз и форму завешивают в гальванопластическую ванну.

 

ПОКРЫТИЕ МЕТАЛЛОМ РАСТЕНИЙ И ФРУКТОВ

Для покрытия металлом растений, фруктов и т. п. их предварительно высушивают, а затем обрабатывают в спирте или в растворах хлорида натрия, бария или кальция, уксусной или салициловой кислоты, а затем покрывают тонким слоем серебра.

После этого на поверхность предметов, покрываемых металлом, следует несколько раз нанести тонкий слой шеллачного лака.

Для металлизации растений готовят четыре раствора (применяя при этом дистиллированную воду): первый раствор — 4 г гидроксида натрия на 100 мл воды; второй — 4 г нитрата серебра на 100 мл воды; третий — 7 г аммиака (25-процентный раствор) на 100 мл воды и четвертый — 2,5 г сахара на 85 мл воды. Все четыре раствора сливают в один сосуд. В приготовленную жидкость опускают растение, которое хотят металлизировать серебром, а затем покрыть медью. После того как поверхность растения покроется серебром, его вынимают из раствора, прополаскивают водой и загружают в гальванопластическую медную ванну.

Для устранения плавучести в электролите фрукты, растения и т. п. прикрепляются на парафине к стеклу или кусочку пластмассы.

 

ПОКРЫТИЕ МЕТАЛЛОМ НАСЕКОМЫХ И МЕЛКИХ ЖИВОТНЫХ

Бабочек, кузнечиков, жуков, ящериц, лягушек и т.п. сначала помещают на 24 часа в раствор двухлористой ртути (15 г/л) для предотвращения гниения, а затем обрабатывают в одном, указанных выше.

После этого на поверхность предметов, покрываемых металлом, следует несколько раз нанести тонкий слой шеллачного лака. Подготовленные таким образом предметы затем тщательно графитируются мягкой волосяной кисточкой и вывешиваются в электролитическую ванну.

Для устранения плавучести в электролите бабочки, кузнечики, жуки, ящерицы, лягушки и т.п. прикрепляются на парафине к стеклу или кусочку пластмассы.

 

ПОКРЫТИЕ МЕТАЛЛОМ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДЕРЕВА, ПЕРЬЕВ ПТИЦ И ДРУГИХ ПРЕДМЕТОВ

Мелкие изделия из дерева, например рельефы, могут быть покрыты тонким слоем металла. Покрытые металлом деревянные изделия внешне будут имитировать металлические — литые.

Предварительно изделия из дерева проваривают в воске или парафине, церезине, озокерите или других восковых смесях для устранения гигроскопичности, так как дерево впитывает электролит. Затем изделия графитируются; на них устанавливаются проводники, которые прикрепляются на форме, как указано на рис. 17; подвешивается груз, и форма загружается в ванну.

Таким же способом могут быть покрыты металлом перья птиц, ио их не проваривают в воске или парафине, а только погружают в расплавленный состав, после чего графитируют, прикрепляют проводник и груз.

Рис. 17. Пример зарядки форм:
Слева — правильная зарядка формы, Справа — неправильная зарядка.

 

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРЕСС-ФОРМ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ АКРИЛАТА

Путем гальванопластики можно изготовлять пресс-формы для прессования в них предварительно размягченного акрилата (органического стекла). Для этого с рельефной модели снимают металлический контррельеф, наращивая металл в гальванопластической ванне непосредственно на модель. Для этого готовят рельефную модель из гипса или пластилина.

Покрыв модель графитом и приложив проводники из проволоки, модель загружают в гальванонластическую ванну и выдерживают ее до отложения на ней меди толщиной не менее 1,5–2 мм.

Полученный медный контррельеф затем облуживают с обратной стороны оловянно-свинцовым припоем и устанавливают на столе вниз контррельефом, подложив лист асбеста.

После этого контррельеф заключают в стальное кольцо (рис. 18) и в него заливают свинец или баббит, который спаивается с облуженной стороной контррельефа.

Рис. 18. Пресс-форма.

Кольцо можно отрезать от трубы соответствующего диаметра. Во избежание растекания свинца контррельеф вдавливают в песок, предварительно насыпанный на асбест. Песком следует засыпать и внешние края кольца.

В полученной таким образом пресс-форме можно прессовать изделия из пластической массы — органического стекла, предварительно размягчив его над электрической плиткой или в кипятке до состояния резины.

Для прессования размягченное органическое стекло укладывают на полученную пресс-форму, поверх которой кладут толстую губчатую резину, а затем стальную плитку толщиной 4–5 мм.

Подготовленную таким образом пресс-форму ставят па пресс и производят давление в течение 3–5 мин почти до полного отвердевания органического стекла. После прессования форму вместе с опрессованной моделью погружают в воду для полного охлаждения. Модель извлекают из готовой формы легким постукиванием.

Для прессования моделей небольших размеров (5–6 см) может быть использован канцелярский винтовой пресс или гидравлический пресс, имеющийся в каждом физическом кабинете школы.

 

Нанесение электропроводящего слоя на формы

НАНЕСЕНИЕ ГРАФИТА

Подготовка графита. Существует несколько сортов графита; наиболее качественным для создания электропроводящего слоя на формах считается чешуйчатый графит, но можно пользоваться любым сортом.

Графит, применяемый для натирания форм, должен отличаться чистотой, не иметь посторонних примесей, не быть крупночешуйчатым или матовым (матовый графит — землистый, или так называемый сажевый, иногда употребляется в качестве наполнителя для восковых форм).

Предварительно графит обрабатывают. Обычный мелкий чешуйчатый графит размалывают в фарфоровой шаровой мельнице с водой или растирают в фарфоровой ступке; наиболее мелкий графит — коллоидный — измельчают в коллоидной мельнице. Из размолотого графита удаляют содержащиеся в нем обычно оксиды железа, для чего его замешивают с водой в сметанообразную массу и добавляют хлор водородную кислоту; через сутки графит осаждается на дно сосуда [7]. Воду сливают, графит многократно промывают водой до полного удаления кислоты, затем сушат, растирают шпателем и просеивают через тонкое металлическое или шелковое сито с числом отверстий не менее 400 на 1 см2. Наиболее мелкий графит используется для небольших и очень точных копий; для копий большого размера можно применять более крупный графит, так как он обладает повышенной электропроводностью.

Следует отметить, что графит имеет значительное удельное сопротивление. При небрежном графитировании омическое сопротивление графита может возрасти. Его следует наносить плотным слоем, чтобы частицы графита хорошо соприкасались между собой.

Особенности нанесения графита на различные формы. Графитирование всегда производят с большой осторожностью. При нанесении графита на формы, имеющие тонкий рельеф, надо применять кисть из мягкого, но не очень длинного волоса, чтобы пользоваться торцом кисти. На кисть следует надевать резиновую трубку, чтобы защитить форму от возможного соприкосновения с металлической оправкой кисти.

Для графитирования обычно применяют акварельные колонковые кисти от № 8 до № 14, а также более жесткие кисти, употребляемые в масляной живописи. Кроме того, пользуются ватными тампонами, главным образом для натирания гипсовых форм.

Гипсовые формы, пропитанные воском, или восковые формы лучше графитировать, когда они еще не совсем остыли: сцепляемость частиц графитовой пудры с воском значительно повышается. Для этого производят графитирование в два приема. Предварительно еще теплую форму осторожно припудривают ватным тампоном, нанося графит в избытке; затем после охлаждения форму окончательно графитируют. Если форма сделана из мягкой восковой композиции, и в особенности из пластилина, следует пользоваться мягкими беличьими кистями или ватными тампонами. Затем стенки полости гипсовой формы следует дополнительно графитировать довольно жесткой кистью, обращая главное внимание на узкие или глубокие детали рельефа. При графитировании ватным тампоном необходимо часто осматривать его рабочую поверхность: она может навощиться и повредить рельеф формы.

Наиболее трудно графитируются парафиновые формы, так как графит чрезвычайно плохо сцепляется с их поверхностью, вследствие чего требуется длительное графитирование. Парафиновые формы лучше графитировать кистью, а не тампоном, потому что парафин хрупок и при натирании склонен к отслаиванию.

При нанесении графита на пластилиновые формы или непосредственно на пластилиновые рельефы, а также на объемные скульптуры из пластилина их следует предварительно покрывать шеллачным лаком или нитролаком для создания тонкой пленки, предохраняющей поверхностный слой пластилина от повреждений при графитировании и от размывания электролитом.

Следует изготовлять пластилиновые барельефы на пластмассовой или стеклянной доске, создающей плоский фон.

Объемные скульптуры из пластилина, на которые наращивается металл, надо изготовлять на алюминиевых каркасах. Если опора каркаса выходит наружу, ее следует покрывать парафином или воском. По выступающую часть каркаса следует оставлять до конца гальванопластического процесса, так как каркасом можно пользоваться для подвески скульптуры в ванну. Только по окончании процесса выступающую часть каркаса отрезают ножовкой, а надрез плотно замазывают пластилином, покрывают электропроводящим слоем и затем наращивают металл в электролите.

Для нанесения графита на стеклянные, пластмассовые и другие материалы, на которые металл наращивают преимущественно в декоративных целях, можно пользоваться следующим приемом. Графитируемый материал предварительно покрывают тонким каучуковым или восковым слоем, для чего готовят 0,2–0,3-процентный раствор каучука или воска в чистом бензине и наносят его пульверизатором или кистью. После этого мягкой кистью тщательно наносят графит.

При наращивании металла на гигроскопичные материалы, например дерево, кружево, бумагу и т. п., предварительно пропитывают их парафином или воском.

Иногда приходится производить дополнительное подграфичивание форм, уже частично наращенных металлом. Дело в том, что в процессе гальванопластического осаждения металла на неметаллические формы иногда часть поверхности не затягивается металлом. Это может происходить по ряду причин: недостаточно плотное нанесение графита, неполное смачивание электролитом всей формы, смывание графита электролитом при загрузке форм, выделение пузырьков воздуха на форме и пр.

Обычно не покрываются металлом небольшие участки. Если, не устранив неполноту затяжки форм, вести дальнейшее наращивание, могут получиться значительные поры в толще металла Чтобы не допустить этого, формы следует заранее вынуть из электролита, промыть в проточной водяной ванне или в слабой струе воды и просушить незатянувшиеся места формы струей теплого воздуха или фильтровальной бумагой. Затем незатянувшиеся места надо подграфитить мягкой кистью, лучше торцовой, которая дает возможность производить графитирование не только поверхности формы, но и стенок небольших отверстий.

Применение ватных и марлевых тампонов для подграфичивания совершенно неприемлемо, так как волокна ваты или марли налипают на форму, что делает металл при дальнейшем наращивании шероховатым.

Формы, покрытые графитовым электропроводящим слоем, необходимо тщательно обдувать для удаления лишнего, не связанного с формой графита. Особенно тщательно следует обдувать формы со сложным глубоким рельефом.

 

МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ФОРМ

Бронзирование

Способ образования электропроводящего слоя нанесением бронзового порошка менее распространен, чем графитирование, так как бронзовый порошок непрочно пристает к материалам, из которых обычно изготовляют формы для гальванопластики (за исключением пластилина или подогретых восковых композиций).

При помощи кисти натирают форму, затем 15—25-процентным раствором спирта полностью смачивают всю ее поверхность. Немедленно после смачивания сливают спирт с формы и наливают на нее подогретый до 30–35 °C раствор, состоящий из 6 г нитрата серебра и 50 г тиосульфата натрия. Когда окраска поверхности формы изменится, раствор сливают и наливают свежий.

После того как форма приобретет серый цвет, который больше уже не изменяется, последнюю порцию раствора сливают и форму тщательно промывают водой.

 

Серебрение

По другому способу для повышения смачиваемости форму предварительно промывают не менее 1–2 мин спиртом, затем 2–5 мин раствором следующего состава:

Хлорид олова [8] … 5 г
Хлорводородная кислота (р — 1,19) … 40 мл
Дистиллированная вода … 1 л

Промыв затем форму дистиллированной водой, приступают к серебрению. Предварительно готовят два раствора:

№ 1. Нитрат серебра … 40 г
Дистиллированная вода … 1 л

№ 2. Пирогаллол … 7 г
Лимонная кислота … 4 г

Перед работой смешивают 1 ч. массы раствора № 1 и 5 ч. массы раствора № 2 и наливают на форму. После того как раствор примет бурый цвет, его сливают, форму промывают дистиллированной водой и повторяют операцию серебрения вторично. По окончании серебрения форму сушат.

Можно покрывать форму и сульфидом серебра. Для этого обработанную хлоридом олова форму обливают (или смазывают кистью) раствором аммиачного серебра:

Нитрат серебра … 10 г
Аммиак 25-процентный … 25 мл
Спирт этиловый … 30 мл
Дистиллированная вода … 20 мл

Смоченную форму просушивают и помещают в камеру с сероводородом или обдувают сероводородом в вытяжном шкафу.

Для получения паров сероводорода в фарфоровую чашечку насыпают кусочки сульфида железа и обливают хлорводородной кислотой. При обдувании форм из пульверизатора на дно пузырька наливают сульфат аммония и вставляют пульверизатор так, чтобы отводная трубка его была на некотором расстоянии от жидкости.

Под действием сероводорода на нанесенном слое аммиачного серебра образуется тонкая пленка сульфида серебра, обладающего довольно высокой электропроводностью.

Применяют также способ образования пленки сульфида серебра на поверхности шеллачного лака. Для этого форму покрывают тонким слоем лака и после просушки погружают в раствор (можно также наносить раствор кистью), состоящий из 4 ч. массы нитрата серебра и 6 ч. массы спирта. Влажную форму помещают в камеру с сероводородом или обдувают струей сероводорода.

Спиртовой раствор нитрата серебра размягчает поверхностный слой шеллака, благодаря чему серебро лучше держится на поверхности формы.

 

Меднение

Металлическую медь наносят на форму иными способами. Так, можно предварительно графитированную форму облить сперва 50-процентным раствором спирта для улучшения смачиваемости формы, затем 20-процентным раствором сульфата меди с добавлением 15-процентного раствора спирта ректификата. Обработанную таким образом еще влажную поверхность формы посыпают порошкообразными железными опилками, которые перемешивают мягкой кистью. Процесс повторяют 2–3 раза.

Другой способ заключается в контактном осаждении из аммиачного раствора глицератов меди. Для этого изделия обезжиривают, затем несколько уменьшают гладкость поверхности (стекло, например, обрабатывают шкуркой или травят плавиковой кислотой), чтобы улучшить сцепляемость с осаждаемым металлом. Для изделий из пластмассы рекомендуется протирка зубным порошком или оксидом магния, замешанными на 10—15-процентном растворе карбоната калия или другой щелочи. Для фарфоровых или стеклянных изделий рекомендуется погружение на 1–2 мин в слабый раствор плавиковой кислоты. После подготовки изделия тщательно промывают струей воды, погружают в 1-процентный раствор нитрата серебра на 5 мин и высушивают при 40–50 °C.

Предварительно изделие покрывают медным слоем, погружая его на 10–20 мин в подогретый до 25–35 °C состав, состоящий из раствора меди, 400 мл 3-процентного раствора гидроксида натрия, 200 мл восстановителя и, наконец, 800 мл формалина. Раствор имеет следующий состав:

Сульфат меди 3%-ный … 1 л
Аммиак концентрированный … 20 мл
Глицерин … 70–80 мл

Для приготовления восстановителя 100 г сахара растворяют при нагревании в 250 мл воды и прибавляют 0,5 мл концентрированной азотной кислоты. Раствор подвергают продолжительному нагреванию, пока он не приобретет янтарный цвет. Затем его разбавляют водой до объема 1250 мл.

Изделие или формы, покрытые медью, тщательно промывают водой и загружают в электролитическую ванну.

 

 

Практическое пособие «Занимательная гальванотехника» подготовлена специально для "Энциклопедии Технологий и Методик".

Автор: Одноралов Николай Васильевич
http://patlah.ru

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

Loading...

 

оооооооооооооооооооооооо

Загрузка...