Покрытие бронзой в домашних условиях. Гальванические ванны – что это такое, принцип действия, конструкция

Гальваника — это процесс который подходит для домашних условий, используемый для покрытия одного металла элементами другого металла.

Гальваника является пропусканием электрического тока через раствор, называемый электролитом. Это делается путем погружения в электролит двух клемм, называемых электродами, и подключением их к цепи с батареей или другим источником питания. Электроды и электролит являются отобранными элементами. Когда электричество течет через контур, электролит начинает расщепляется, и часть атомов металла, из его состава, осаждаются в тонком слое на поверхности одного из электродов. Все виды металлов могут обрабатываться таким образом, включая золото, серебро, олово, цинк, медь, кадмий, хром, никель, платину и свинец.

Итальянский изобретатель Луиджи В. Бругнателли изобрел искусство гальваники в 1805 году. Он соединил проволоку между вольтовой (батареей) и раствором золота.

Провод, соединенный с металлическим предметом, заземлял цепь, и по мере того, как ток протекал, золото становилось прикрепленным к поверхности металлического предмета, чтобы сделать гладкое блестящее покрытие.

Гальваника стала важным коммерческим процессом в 1840-х годах, когда Джон Райт (Англия), обнаружил, что золото или серебро можно растворить в цианиде калия для использования в гальванопокрытии. Одной из первых компаний, использующих новый процесс, была английская фирма Elkington & Mason, которая открыла производство серебра и изготовляла оправы для очков, перья и другие мелкие металлические изделия, которые можно было бы наносить крупными партиями.

В течение многих лет гальваника использовалась в основном для производства дорогих предметов из недорогих материалов.
В XIX веке в национальных церквях использовались, например, тысячи религиозных иконок, покрытых золотом или серебром. Однако в более поздние годы компании использовали гальваническое покрытие для создания объектов, которые не могли быть легко дублированы даже при использовании дорогостоящих материалов. Классическим примером является автомобильный бампер.
Особенности процесса
Гальваника, в том числе в домашних условиях, очень похожа на электролиз (где используется электричество для разделения химического раствора), что является обратной процедурой, при которой батареи производят электрические токи.
Необходимо использовать для гальваники в домашних условиях правильные электроды и электролитный раствор, предопределив химическую реакцию или реакции, которые будут протекать, когда электрический ток начнет действие. Атомы, которые присоединяются к изделию, поступают из электролита. Поэтому, если происходит процесс гальваники для покрытия из меди вам нужен медный электролит, а для золотого покрытия вам необходим электролит на основе золота.
Мастеру во время гальваники необходимо убедиться, что изделие, которое будет использоваться, полностью чистое. В противном случае, когда на него будут поступать атомы из электролита, они не образуют хорошей связи, и элементы могут просто выпасть в осадок. Как правило, очистка проводится путем погружения электрода в сильный кислотный или щелочной раствор, или путем (короткого) подключения цепи гальванопокрытия в обратном направлении. Если электрод действительно чист, атомы от металлизации соединяются в очень сильную кристаллическую структуру.
Гальваника выполняемая в домашних условиях включает пропускание электрического тока через электролит. Это делается путем погружения в электролит двух клемм, называемых электродами, и подключения их к цепи с батареей или другим источником питания. Электроды и электролит изготавливаются из тщательно отобранных элементов или соединений. Когда электричество протекает через контур, электролит расщепляется, и некоторые из атомов материала, которые он содержит, осаждаются в тонком слое поверх одного из электродов. Таким образом, реализуется гальванопластика дома Все виды металлов могут быть покрыты таким образом, включая золото, серебро, олово, цинк, меди, кадмия, хрома, никеля, платины и свинца.
Чтобы получить ровное гальваническое покрытие, мастер должен сначала очистить поверхность вашего металлического предмета и подготовить необходимое оборудование. Грязь и масла на поверхности могут помешать донорскому элементу покрывать поверхность. Начните с обезжиривания, моющим средством (мыло для посуды), а затем протрите металл абразивным кислотным очистителем, чтобы поверхность была очень чистой.
Материалы для технологии
Необходимое оборудование если проводится гальванопластика дома
Металлический объект, подлежащий покрытию (должен быть стальным).
Блок питания (3v-6v).
Сульфат цинка / гидроксид цинка / хлорид цинка.
Вода.
Стакан (вместо стеклянного или пластикового объекта).
Цинк (может быть найден внутри батареек Zn-C).
Песочная бумага (120).
Гальваническая ванна, сделанная своими руками или подобная емкость.
Тканевая бумага.
Провода.
Чистое рабочее место достаточное для гальваники.
Необходим источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подходит.

Что нужно для приготовления электролита в домашних условиях? Для различных изделий требуются различные составы раствора. Для раствора используют воду с кислотами и другими важными включениями солей, металлов. Гальваника своими руками позволить обработать многие детали и инструменты для декора или повышения износостойкости. Температура электролита в различных операциях играет разную роль. Например, при хромировании чем температура выше, тем ярче выражается покрытие.
Предварительные действия
Как подготовить изделие из стали или иного материала до того, как начнется процесс в домашних условиях?
Многие из защитных покрытий включают специальные положения для подготовки поверхности для гальваники, во время нанесения покрытия своими руками.
Материалы, которые чистящие химикаты не могут удалить
Есть некоторые материалы, которые химические средства не могут удалить или делают это с большим трудом, для процесса гальваники. Вот список наиболее распространенных из этих материалов:
сварной шлак и другие остатки сварочного флюса;
разбрызгивание и брызги;
заусенцы (могут включать чрезмерно шероховатые края от резки пламени);
мельничные покрытия, такие как лаки или лаки, присутствующие на некоторых типах труб;
эпоксидные, виниловые и асфальтовые;
песок и другие примеси на отливки;
масляные краски и маркеры;
маркеры карандашей;
очень тяжелые или толстые отложения воска или жира.

Эти материалы должны быть удалены с поверхности до его доставки на завод по гальванизации или в случае домашних условий.
Существуют различные общепринятые стандарты для абразивоструйной очистки, очистки руками и очистки электроинструментом, эффективные при удалении этих материалов. Абразивоструйная обработка обычно необходима для отливок, для удаления песка и других примесей из процесса литья. В качестве альтернативы можно использовать различные продукты, которые совместимы с процессом гальваники, чтобы уменьшить необходимость в струйной обработке или чистке электроинструментом. Использование непокрытых электродов позволяет избежать проблемы осаждения флюса во время сварки вредные при операции. Доступны маркеры, которые легко растворяются в ваннах, используемых в процессе гальванизации.
Гальваника в домашних условиях с муриевой кислотой
Для настройки системы гальваники в домашних условиях понадобится вода, соляная кислота, батарея 6-вольтового фонаря, пара зажимов для проводов, кусок меди, металлическое изделие для обработки, и контейнер, куда поместятся компоненты, которые используются во время гальванического покрытия в среде жидкости. 6-вольтовая батарея имеет два контакта, которые облегчают подключение к системе. Допустимо использование менее мощного источника питания.
Крокодилы фиксируют кусок меди (в качестве источника элемента ионы, которые будут использоваться для покрытия) и главной заготовки. Сталь и никель — это два элемента, которые могут быть легко покрыты медью.
После очистки поверхности материала различными моющими средствами необходимо создать гальванический раствор.
5 частей воды смешивают с 1 частью соляной кислоты. Нельзя добавлять воду непосредственно в кислоту! Такие действия вызывают бурную реакцию с возможными взрывами.
Всегда поддерживайте соотношение 5:1. Например, если вам нужно больше 5 чашек, измерьте 10 чашек воды и добавьте 2 чашки кислоты. Для перемешивания применяйте пластиковые инструменты, так как кислота разрушает металл. Верхняя часть контейнера начнет нагреваться в следствии реакции кислоты с водой.
Подсоедините зажим аллигатора к клеммам источника энергии. Батарея будет передавать ток, необходимый для процесса гальванопокрытия. Прикрепите один зажим к одному крокодилу, а второй — ко второму контакту аккумулятора.
Подключите медь к положительной клемме аккумулятора. Используя аллигатор, прикрепленный к положительной клемме источника, закрепите другой конец металлическим куском меди. При прочем сценарии гальваника не сможет работать.
Подключите к схеме деталь, которая будет подсоединяется к отрицательной клемме аккумулятора. Прикрепите клип по возможности в месте где нет необходимости в гальванизации. Если для прикрепления клипа нет свободного места, вам нужно будет изменить расположение крокодила во время процесса, чтобы изделие не имело следов от использования зажимов, а покрытие был однородным по всей площади.
Если процесс не работает, удостоверьтесь, что у вас установлены правильные клеммы.
Погрузите оба элемента в подготовленную ванну с разбавленной соляной кислотой. Медный кусок не должен обязательно полностью погружаться в раствор, но изделие, которое обрабатывается полностью погружается в рабочую среду.
Для равномерного слоя рекомендуется периодически перемешивать раствор в емкости.
Две части необходимо держать на расстоянии друг от друга, чтобы избежать попадания пятен, где медь накапливается слишком быстро.
Использование этого метода затрудняет получение толстого слоя меди, но вы сможете получить тонкое напыление. Когда вас устраивает внешний вид материала, объект вытаскивают и просушивают.

Покрытие может занимать от нескольких минут до нескольких часов. После формирования желаемого слоя материал необходимо высушить.
Гальваника с раствором металлического ионного электролита в домашних условиях
Для гальваники в домашних условиях с помощью этого метода вам понадобится кусок меди, металл, который должен быть покрыт, уксус, перекись водорода, зажимы, батарея 6-вольтового фонаря, пластиковый контейнер.
Используйте контейнер, достаточно большой, чтобы затопить материал, который вы пытаетесь залить.
Смешайте и нагрейте равные части уксуса и перекиси водорода. Чтобы сделать четыре чашки раствора, добавьте две чашки уксуса в две чашки перекиси водорода. Сочетание уксуса и перекиси водорода делает перуксусную кислоту, с которой следует обращаться с осторожностью.
Следует растворить медную болванку в составе. Жидкость станет синей, что указывает на то, что в растворе содержатся ионы меди, которые можно использовать для гальванопокрытия материала.
Замачивайте медь до тех пор, пока раствор не станет голубым. Лучше, чтобы раствор имел слабую концентрацию, раствор не должен быть слишком темным.
Прикрепите зажимы к аккумулятору. Батарея обеспечивает ток, необходимый для транспортировки металлов от донора к получателю. Подсоедините один зажим-аллигатор к положительной клемме аккумулятора и другой зажим к отрицательной клемме.
Очистите металл в домашних условиях, подлежащий гальваники. Перед запуском метода гальванизации вы должны убедиться, что металл чист, поэтому новые атомы могут образовывать твердую связь с металлом-реципиентом.
Подключите положительный зажим к медной части.
Подключите отрицательный аллигатор к металлическому покрытию. Постарайтесь прикрепить аллигатор в неприметном месте. Если вы прикрепляете металл к положительному полюсу, гальваника не будет работать.
Погрузите элементы в медную жидкость. Как только оба металла будут подключены, погрузите их в голубой медный раствор, приготовленный ранее. Поскольку они подключены к аккумулятору, ток протекает через цепь. Процедура длится до удовлетворительного уровня покрытия.

Особенности гальванизации с различными металлами в домашних условиях
Вариант нанесения тонкого слоя на металлический предмет в домашних условиях может нести декоративную функцию, или обеспечивать коррозионную стойкость деталей, возобновлять рабочие характеристики.
Никелирование представляет собой процесс осаждения никеля на металлическую часть. Декоративный яркий никель используется в широком спектре применений. Он обеспечивает высокую степень блеска, защиту от коррозии и износостойкость. В автомобильной промышленности яркий никель можно найти на бамперах, ободах, выхлопных трубах и отделке. Он также используется для яркой работы на велосипедах и мотоциклах.
Хромированный слой в домашних условиях может быть декоративным, обеспечивать коррозионную стойкость, облегчать процедуры очистки или повышать твердость поверхности. Иногда для эстетических целей может использоваться менее дорогой имитатор хрома. Гальваническое хромирование в домашних условиях также может проводиться в домашних условиях.
Меднение практикуется для производства защитного слоя или повышения электропроводности материала. Для создания такого слоя используют ядовитые цианиды опасные для жизни. Такая операция в домашних условиях не проводится. Изначально стальные изделия никелируются и лишь потом покрываются медью.
Цинкование считается самым простым способом гальваники изделий. Электролит состоит из сернокислого цинка (200 г), сернокислого аммония (50 г), уксусного натрия (15 г) из расчета на 1 л воды. В таком растворе цинк растворится и затем успешно покрывает заготовку.
Латунирование применяют в декоративных целях для фурнитуры. Для операции в электролите необходимы содержаться медные соли и цинка перемешанные в растворе цианида. Гальваническое покрытие латунью в домашних условиях также не приветствуется.
Серебрение и золочение нашли использование в промышленности в качестве проводника и декоративного слоя. Изделие предварительно покрывают никелем после чего наносится покрытие серебром или золотом. Для проведения операции электролит должен содержать хлористое серебро, железо цианистый калий, и кальцинированную соду. Такую жидкость следует подогреть до 20 градусов, где анодом можно применить материал из графита.
Гальванопластика в домашних условиях может использоваться для создания точных копий металлических деталей, пластинок или схем. Также применение технологии позволит усилить рабочие свойства заготовки. Для таких целей используют золото серебро, никель, хром или подобные металлы.
Меры предосторожности при работе с опасными химическими веществами
Следует надеть надлежащее защитное оборудование при работе в домашних условиях. При гальванике металлов человек имеете дело с кислотами и другими химическими веществами, от которых необходимо защищаться. Необходимы защитные очки, перчатки и лабораторные халаты. Приветствуется одежда, которую не жалко повредить во время процедуры гальванизации металла.

Для того чтобы создать однородное покрытие на материале, используется гальванический процесс, в котором применяется электрический ток. Предлагаем рассмотреть, что такое гальванические ванны, их принцип действия, конструкцию, а также мы предоставим чертеж для создания подобного устройства своими руками.

Что такое гальваника?

Гальваника – это процесс, в котором используется электрический ток, чтобы уменьшить растворенные катионы металла настолько, что они образуют единое покрытие на металле электрода. Этот термин также применяется для характеристики электрических окислений из анионов на твердой подложке, например, в формировании хлорида серебра на серебряной проволоке, хлоридно-серебреные электроды. Гальваника в основном используется для изменения свойств поверхности объекта:

Устранения физических повреждений и увеличения износостойкости;
Повышения защиты от коррозии, снижения уровня скольжения;
Улучшения эстетических качеств;
Также гальванические процессы применяются для увеличения толщины на низкорослых частях объекта или формирования плотностей.

Процесс, в котором используется гальваническое травление, называется электроосаждением. Он противоположен гальваническому воздействию. С его помощью можно осуществить как электроочистку детали, так и нанести на нее гальваническое покрытие. Это зависит от того, к чему подключается деталь (к аноду или катоду). Емкость гальванической ванны наполняется электролитом, содержащим одну или несколько растворенных солей металлов, что увеличивает прохождение электрического тока и способствует образованию ионов.

Фото – Гальванические установки

После того, как постоянный ток подключен к аноду, составляющие его атомы металла окисляются и растворяются в электролите. На катоде наблюдается обратный процесс – растворенные ионы металла начинают осаждаться, образовывая покрытие. Скорость, с которой растворяется анод, зависит от площади поверхности катода, по которой движется электрический ток. Таким образом работают гальванические четырехкамерные автоматизированные ванны.

Чем дольше объект остается в электрической среде ванны, тем толще станет слой покрытия. Например, после гальванического воздействия позолоченный металлический слой может быть толщиной от 10 мкм для настоящего золота и 20 мкм или более для посеребренных приборов.

Фото – Гальваническая ванна чертеж

Форма и контур объекта может повлиять на толщину покрытия. Металлические предметы, имеющие острые углы и ребра, как правило, имеют более толстое покрытие на углах и более тонкое в углублениях. Это происходит потому, что постоянный ток протекает более плотно вокруг внешнего края объекта, чем в углублениях. Такие предметы, как часы с острыми гранеными углами, перстни, трудно обработать равномерно. Из-за такого соответствия приходится использовать разные уровни тока и углы воздействия.

Фото – Гальванизация

За редким исключением, гальванические процессы не смогут скрыть существовавшие ранее дефекты поверхности (например, царапины и вмятины), напротив, они даже могут их сделать более заметными. Поэтому необходимо затереть или обработать физическими методами любую поверхность перед нанесением покрытия.

В результате гальванического воздействия внутренняя структура материала остается неизменной. Для глубинного воздействия используются различные технологии, например, химические методики, дробеструйное производство и прочее.

Применение

Как правило, гальваника используется для декоративной отделки металлов в ювелирном деле и декоративно-металлургической отрасли. Самые популярные металлы для покрытия: палладий, золото, серебро, родий, рутений.

Существует и другие гальванические процессы, в которых используются неплавящиеся аноды, такие как свинец или углерод. В этих методах применяются ионы металла, после золочения их нужно постоянно обновлять, т.к. золото быстро разъедается солями. Чаще всего подобные технологии используются для ювелирного производства, оцинковки деталей механизмов, хромирования, обезжиривания и никелирования.

Фото – Колокольная гальваническая ванна

Гальваника в домашних условиях – пошаговая инструкция

Теперь мы предлагаем рассмотреть, как самому провести гальванизацию металлов.

Что нам понадобится :

стеклянный контейнер;
медный купорос (сульфат меди является ядовитым веществом – будьте осторожны) ;
осветлитель;
медный электрод (лист меди или гибкие медные диски);
зажимы «крокодилы»;
блок питания с возможностью регулировки выходного напряжения.

Конечно, камерная гальванизация дома не проводится, но для покрытия медью украшений, столовых приборов, промывки или очистки деталей можно использовать такую процедуру.

Выберите объект, на который нужно нанести гальваническое покрытие. Если он сделан из природного материала, скажем, дерева или ракушняка, то необходимо покрыть его эмалью, иначе эффект не будет достигнут, а сам предмет – испорчен. Дома можно использовать лак для ногтей, краску или герметики.

Готовим ванну к применению

Нужно залить в стеклянную тару сульфат меди (это вещество может разъедать пластиковые контейнеры, хотя им выполняется футеровка производственных ванн) до уровня, чтобы в емкости полностью помещался объект гальванизации. Взять медный анод (+), согнуть его так, как показано на фото. Следите за тем, чтобы электрод не переломался. Проверьте, насколько свободно помещается в ванной деталь и не соприкасается ли она с анодом.

Фото – Домашняя ванна для гальванизации

Если хотите использовать очень низкое напряжение постоянного тока, менее одного вольта, то нужно организовать большую площадь воды. Желательно предварительно провести расчет покрытия и количества жидкости, чтобы размеры емкости соответствовали параметрам тока.

Фото – Анод

Питание

Положительный выход блока питания (+) подключается к медному аноду, проследите, чтобы он выступал над поверхностью раствора. К катоду, на котором размещается деталь, подается отрицательный заряд (-). Поместите объект в ванну, убедитесь в том, что части объекта не касаются меди. После чего можно включать блок питания. Следите за образованием пузырей, если они появились, то напряжение слишком высокое и его следует убавить. Также смотрите на показания вольтметра, чаще всего достаточно 1-го вольта.

Фото – Схема гальванизации

Весь процесс займет несколько минут, но нужно регулярно проверять покрытие, если медный налет стал тускнеть, добавьте в раствор немного отбеливателя.

Полоскание

Сразу после удаления объекта из гальванической ванны, промойте его водой, чтобы удалить остатки раствора медного купороса, а затем вытрите насухо. Обработанные места должны быть сияющими и гладкими. После работы можно провести анализ дозировки купороса и уровня желаемого напряжения.

Фото – Гальванизация медным купоросом

Эта схема отлично подойдет для создания собственной бижутерии, освежения старых аксессуаров, а также изготовления гравировки своими руками. Для покрытия медью более крупных деталей потребуется увеличить мощность устройства. Данным прибором, конструкция и чертежи которого даны выше, можно выполнить омеднение (покрыть медью) практически любых небольших деталей для создания домашних сувениров.

Обзор цен

Самостоятельное производство позолоченных и медных деталей – очень затратное занятие, ведь гальванические ванны не так просто купить, да и цена на них высокая. Предлагаем рассмотреть, сколько стоят эти устройства в различных городах России, Беларуси и Украины (прайс взят средним по странам и отдельным регионам):

Продажа осуществляется либо с заводов-производителей, либо в специализированных магазинах. Обязательно перед покупкой проверяйте ГОСТ, сертификат и паспорт прибора. На ванны продавцы часто предоставляют гарантию 12 месяцев.

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

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

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

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

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

Рецепты электролитов

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

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

Для матового эластичного покрытия на 1 л раствора потребуется:

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

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

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

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

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

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

Гальваническое травление. Безопасный способ

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

Процесс травления:

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

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

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

Гальваника – наука, изучающая осаждение электролитов на металлических поверхностях. Этим словом также называют процедуру, позволяющую наносить металлическое покрытие на различные изделия. К примеру, если требуется защита от коррозии, применяется цинкование или хромирование. Гальваника в домашних условиях – довольно непростая задача, поэтому для успешного ее выполнения следует знать некоторые нюансы, о которых ниже.

Что такое гальваника

Гальванопластика в домашних условиях осуществляется разными способами, так как полученное покрытие бывает технологическим, декоративным и защитным. Процедура дает возможность создания на поверхности изделия тонкого металлического слоя, имеющего привлекательный эстетический вид (с помощью золота или серебра) или антикоррозийные свойства (при использовании цинка или меди). Обрабатываемые поверхности, как правило, сделаны из металла или пластика.

Если рассматривать общие черты, то гальваника своими руками – процесс несложный. В специальную ванну с электролитом помещаются аноды, которые подключают к «плюсу». Между ними располагают деталь, служащую катодом, и подключают ее к «минусу». Как результат электрическая цепь замкнется, а металл, содержащийся в электролите, начнет осаждаться на катод, то есть обрабатываемое изделие.

Необходимое оборудование

Для выполнения любой задачи требуются не только определенные инструменты, но и оборудование. С поиском последнего также не должно быть сложностей, так как его можно сделать своими руками. Изначально следует позаботиться об источнике питания, ведь процедура требует действия электротока. Если рассматривать показатели тока, то здесь нет четкого диапазона – каждый мастер пользуется своими значениями.

Важно! Ключевое условие – использование регулятора напряжения, при помощи которого плавно изменяется выходная мощность.

Не менее важен постоянный ток. По этой причине источником может служить специальный выпрямитель, который приобретается или делается своими руками. Многие умельцы в качестве прибора пользуются сварочным аппаратом.

Под электролит нужно отыскать специальную емкость (ванночку), изготовленную из химически нейтральных компонентов. Гальваническая ванна своими руками делается просто: берется обычная посудина из пластика или стекла определенного размера, чтобы в ней легко располагались деталь и электролит. Применяется прочная и стойкая к высокой температуре (до +80 градусов Цельсия) емкость.

Также потребуются аноды, площадью более, нежели деталь. Используя их, в электролит подводится электрический ток, равномерно распределяемый по детали. Также их задача – возместить убыль сплава в электролите, так как он будет выделяться при обработке. Аноды хороши и для определенных окислительных задач.

Что касается нагревательных приборов, необходимых для подогрева электролита, лучше, чтобы они позволяли регулировать тепловые режимы, так как показатель температуры играет большое значение при процедуре. К примеру, чтобы гальваника прошла успешно, не подойдет бытовая газовая плитка. А вот электроплита или утюг с регулировкой температуры подошвы подходят.

Из чего делать электролит

Чтобы хранить химические реактивы и электролиты, требуется воспользоваться посудой из стекла, имеющей притертую крышку.

Приготавливать электролиты следует внимательно: каждый элемент отмеряется вплоть до грамма, что делается при помощи соответствующих весов. Достать их не проблема, а при желании весы можно сделать самостоятельно, где гирьками выступают советские монетки, так как их номинал равен массе.

Гальванизация на дому – процедура приготовления электролита, а ему, в свою очередь, требуется наличие химических реактивов. Существуют специальные фирмы, занимающиеся распространением этих высококачественных веществ, однако, их действия подконтрольны и не каждый желающий может их приобрести, даже имея особые разрешительные документы. Частным лицам опасные химические вещества и вовсе недоступны.

Особенности цинкования металла

Каждое изделие из металла, каким бы качественным оно ни было, рано или поздно будет отравлено коррозией. Бороться с коррозией можно разнообразными способами, где каждый имеет свои сильные и слабые стороны. Процедура гальванического цинкования – простой метод, считающийся оптимальным по соотношению цена-качество.

Цинкование в домашних условиях сделать реально, тем более что эта процедура позволяет обезопасить материал от негативных внешних воздействий. Цинк ценится тем, что, взаимодействуя с кислородом, образует прочную и качественную пленку, защищающую изделие от влияния окружающей среды.

Для оцинковки металла есть следующие способы:

Термодиффузный метод;
Холодная оцинковка;
Гальваническая оцинковка;
Горячее цинкование;
Газо-термическое напыление.

Для цинковки изделия используется как один метод, так и несколько – комплексные работы. Следует отталкиваться от условий эксплуатации детали и необходимых защитных качеств. Выбирая способ обработки, учитывается желаемая толщина цинка, а от этого зависит температура и продолжительность работ.

Важно! Оцинкованные поверхности имеют ограничение – прямое механическое воздействие им противопоказано.

Наиболее популярный метод цинкования – горячий, так как полученное покрытие получается максимально стойким. Однако, на дому он не получил широко распространения, так как не безопасен с экологической стороны, трудный и невыгодный. Для этого метода требуется дорогостоящее и сложнодоступное оборудование, поэтому на нем не будем заострять внимания.

Газо-термический метод обработки металла – это своеобразное напыление. Актуален тогда, когда требуется обработка больших плоскостей в немалых масштабах. В ином случае это нерентабельная процедура. Процесс выглядит так: распыляется порошкообразный цинк. Применяют способ в тех ситуациях, когда деталь крупногабаритная и попросту не поместится в специальной ванне с жидким цинком. Стоит отметить прочностные качества полученного металла – изделие легко сохранится даже в условиях соленой воды в течение 25-35 лет.

В домашних условиях наиболее популярен метод гальванической оцинковки, в результате которого на поверхности появляется гладкий и равномерный слой определенной толщины. Покрытие, в среднем, имеет толщину не более 40 мкм, но в плане эстетики – это наиболее удачный метод.

Что касается самой процедуры оцинковки, она аналогична прочим процессам электрохимического характера, где положительно заряженные частицы с цинка оседают на поверхность детали.

Наиболее доступный метод цинкования – холодная оцинковка, напоминающая обычную покраску. Для этого используется особый цинкосодержащий грунтовочный материал, где 90% – цинк. Как было сказано выше, метод – самый доступный, практически в 10 раз дешевле предыдущих, да и заниматься им можно практически в любых условиях, даже в небольших мастерских. Однако, по сравнению с иными методами, холодная оцинковка не может похвастаться высокой стойкостью.

Особенности гальванического серебрения

Гальваническим серебрением занимаются многие мастера, работающие не только с сувенирной, но и ювелирной продукцией. Серебряные покрытия также нередко применяются в технической области.

Как и в случае с цинкованием, необходимо обзавестись специальными электролитами. Серебро можно наносить на разные металлы, но в каждом случае поверхность последних нужно тщательно подготавливать. Если будет допущена хоть малейшая ошибка, то слой серебра плохо «прилипнет» к детали, а то и вовсе частично отслоится. Эффективно решать эту проблему следует, применяя электролиты предварительного серебрения. Серебро – это мягкий металл, который легко может подвергнуться истиранию. Серебрение в домашних условиях реально, но следует знать определенные нюансы. Например, снизить износостойкость металла позволяют электролиты, осаждающие сплавы, с содержанием сурьмы или палладия.

Серебро является более доступным, по сравнению с золотом, металлом, поэтому, чтобы изделие не протиралось при носке, электрохимическое покрытие наносится более толстым слоем. Увеличить твердость и износостойкость посеребренной детали, например, можно, введя в состав серебра легирующие добавки (сурьма).

Известно, что серебро может потемнеть, что случается под влиянием сероводорода. Бороться с подобными явлениями можно методами палладирования и родирования. Однако конечный вид изделия будет иной, так как данные металлы характеризуются отличным от серебра цветом. Некоторые мастера наносят на серебряное изделие хром.

Важно! Хромирование серебра делается с той целью, если предмет гальваники не контактирует с руками. К примеру, если изделие лежит на прилавке. После начала эксплуатации проходит примерно месяц, как защитный слой истирается.

Гальваническое серебрение пользуется большим спросом в различных промышленных отраслях, так как серебро характеризуется отличными электротехническими, физико-механическими и декоративными свойствами.

Серебряные покрытия характеризуются высокой стойкостью к химическим веществам, яркостью и электропроводностью. Гальваническое серебрение может выполняться с большой толщиной, при этом сохраняется его эластичность, а соединение остается надежным. По этой причине данной технологией нередко пользуются в ювелирной промышленности и при производстве радиотехнических элементов.

Благодаря особым физико-химическим характеристикам покрытия определяется конкретный метод серебрения. Такой вид покрытия широко популярен, независимо от того, что металл достаточно дорогой и довольно дефицитный. Серебрение позволяет:

Повысить отражательные характеристики;
Понизить переходное сопротивление;
Повысить стойкость к коррозионным процессам;
В декоративных целях (ювелирное мастерство).

Гальваника пользуется большой популярностью, так как позволяет не только придать иной вид металлу, но и защитить его от пагубных воздействий окружающей среды. В особенности метод окисления сплавов пользуется спросом и за счет того, что доступен в домашних условиях при наличии специальных реагентов и материалов. Однако следует помнить, что этот процесс не самый простой и требует определенных знаний и умений, без наличия которых процедура может быть опасной. Чаще всего, если речь идет о гальванике, используется серебрение, цинкование, никелирование и так далее.

Видео

Гальваника - это раздел электрохимии, который занимается изучением нанесения электролитов на поверхность металлического изделия. Гальванический метод представляет собой процесс, при котором на изделие наносится металлическое покрытие в целях защиты от коррозии либо иного вида внешних воздействий. Однако в последнее время широкую популярность получила декоративная гальваника. И, несмотря на достаточно сложный технологический процесс, гальваника осуществляется в домашних условиях.

Этот процесс требует не только наличия определенных знаний в области химии и физики, но и оборудования, которое можно сделать самому.

Для этого необходимо:

Технологическая особенность и сложность гальванического хромирования , меднения, серебрения или иного покрытия заключается в многоэтапном процессе. На начальном этапе необходимо подготовить среду из вышеперечисленных материалов и приготовить электролит. Для его приготовления необходимы химические реактивы, отмеренные в определенных пропорциях с точностью до грамма. Разумеется, для достижения столь высокой точности нужны специальные весы (лучше всего электронные).

Затем можно приступать к следующему этапу: приготовленный электролит наливают в емкость, в нее опускают аноды и подключают к «+», а между ними помещают изделие, которое подключается к «-«, таким образом цепь замыкается, и высвобождаемый металл в электролите осаждается на поверхность изделия.

Подготовка изделия

Перед тем как приступить к нанесению покрытия на изделие, необходимо тщательно очистить его поверхность . Это очень важно, поскольку именно от этого этапа будет зависеть качество и долговечность покрытия. В этих целях изделие проходит через несколько этапов очистки: начиная от обезжиривания и кончая шлифовкой и пескоструйной обработкой . Для обезжиривания изделия могут использоваться любые вещества органического содержания, например, ацетон, растворитель, бензин или спирт. Однако раствор может быть и иным в зависимости от материала изделия.

В последнее время гальванические ванны получили широкое распространение, для придания декоративного эффекта ванны из чугуна и стали начали покрывать медью и никелем. Поэтому для обезжиривания изделий из таких материалов используются специальные горячие растворы из едких натров, жидкого стекла, натрия, окисленного фосфорной кислотой, или кальцинированной соды. Или же, если изделие изготовлено из цветного металла, используют раствор с хозяйственным мылом. Таким образом, изделие обезжиривают, начищают и шлифуют . А затем опускают в емкость с электролитом и анодами, где и происходит нанесение покрытия на поверхность.

Меры предосторожности при работе с химическими веществами

Прежде всего важно помнить, что гальваника - очень опасный процесс, поскольку вещества, используемые для приготовления электролита, очень токсичны, а особенно при нагреве, который необходим, неправильное обращение с химическими веществами может вызвать сильные ожоги или заболевания дыхательных путей. Поэтому специалисты рекомендуют не пренебрегать правилами безопасности:

Меднение представляет собой процесс нанесения токопроводящего слоя меди на поверхность изделия. В каких целях проводят меднение в домашних условиях? Как уже было сказано выше, гальваника проводится как в защитных, так и в декоративных целях . Меднение как раз можно отнести ко второму. Изделия из черных металлов смотрятся очень оригинально после меднения, более того, оно защищает их от коррозии, что немаловажно. Однако, как утверждают специалисты, меднение чугунных изделий может быть смертельно опасно, поэтому перед процессом изделия покрывают слоем никеля, а затем и медью.

Для меднения используют электролит с медным купоросом и раствором серной кислоты и воды, нагретый до комнатной температуры (18−20 градусов). Каждое изделие перед меднением или никелированием проходит через тщательную очистку, методы которой подбираются относительно металла, из которого изготовлено изделие. Например, изделия из алюминия должны быть предварительно очищены от оксидной пленки, этот процесс еще называется декапированием, а затем их промывают в специальном оксидном растворе из воды и серной кислоты.

Гальваническое хромирование и серебрение

Хромирование проводится в целях повышения стойкости и защиты от внешнего воздействия, однако не стоит забывать и о том, что хромированные изделия смотрятся довольно эффектно. Особенно если это колесные диски крутого элитного авто или детали мотоцикла. Итак, что касается самого процесса, перед хромированием проводится меднение или никелирование, как более нейтральный и универсальный способ. Либо изделие покрывают сначала никелем, потом медью и только после этого приступают к хромированию.

В качестве электролита используют такие вещества, как свинец, олово и сурьму в следующих пропорциях: 85×11×4%. В отличие от меднения или никелирования в процессе хромирования можно регулировать оттенок покрытия и цвет, они зависят от температуры и состава электролита. Например, чтобы добиться блестящего оттенка, необходимо нагреть электролит до температуры 35−55 градусов, молочного оттенка - температура должна превысить 55 градусов, матового оттенка - быть ниже 35 градусов.

А цвет может меняться от темно-голубого, агатового, синего до черного. После нанесения покрытия изделие промывают в содовом растворе и полируют специальными пастами.

Изделие перед серебрением, так же, как и в двух первых случаях, покрывается сначала никелем. Электролит изготавливается из хлористого серебра, кальцинированной соды, железно-цианистого калия и дистиллированной воды. Температура электролита не должна превышать комнатную, а в качестве анода используются пластины из графита.