Гальваническое железнение в домашних условиях

Гальваническое железнение в домашних условиях

Гальваническое железнение в домашних условиях

Известно две разновидности гальваники изделий – гальваностегия и гальванопластика, их можно применять в домашних условиях. В первом случае получается несъемное гальваническое покрытие, которое изменяет характеристики деталей и предметов. В зависимости от преследуемых целей, обработанные в ваннах изделия приобретают новые свойства: декоративность, хорошую отражательную способность, устойчивость к механическому воздействию и коррозии, износостойкость. С помощью гальванопластики в домашних условиях или на производстве создают точные копии образцов (осажденный слой металла отделяется от матрицы).

Что нужно знать о гальванике в домашних условиях

Независимо от того, выполняется гальваника на производстве или же своими руками в домашних условиях, обработка осуществляется в емкости, наполненной токопроводящим раствором.Предмет помещается между двумя растворимыми или нерастворимыми анодами и подключается к отрицательному контакту. Аноды подсоединяются к плюсовому контакту. Оптимальное соотношение площадей катода/анода – 1:1.

Процесс гальваники запускается при замыкании электрической сети – с этого момента начинается перенос на отрицательно заряженное изделие (катод) ионов металла. В результате этого на предмете образуется покрытие нужной толщины.

Выбор покрытия для гальваники своими руками

Если в домашних условиях в приоритете решение технических задач (изменение электрической проводимости и антифрикционных свойств, повышение отражательной способности, прочности, устойчивости к коррозии), то применяются серебро, никель, медь. В декоративных целях в гальванике обычно используются драгоценные металлы: родий, золото, серебро, палладий.Такое разделение очень условно.

С помощью серебрения (золочения) удается получить качественное защитное покрытие, устойчивое к агрессивным средам. Меднение также находит применение в гальванике для декора изделий (такое покрытие подвергается дополнительной оксидной обработке).

Практика показывает: серьезно усилить прочность обрабатываемых заготовок путем гальваники поверхности своими руками не получится.

В домашней мастерской достичь необходимого результата сложно, поэтому работа мастеров в первую очередь направлена на повышение привлекательности предмета.

Подготовка к нанесению покрытия галиваники в домашних условиях

Качество (однородность, прочность) готового покрытия напрямую зависит от правильности проведения подготовки поверхности к гальванике. Во многих случаях удаления загрязнений и обезжиривания бывает недостаточно – может понадобиться пескоструйная обработка. Иногда требуется шлифовка специальными пастами или наждачной бумагой.

В домашних условиях для удаления жирной пленки и других загрязнений с поверхностей часто применяется спирт и другие органические растворители. Могут также использоваться обезжиривающие растворы.

При подготовке к гальванизации изделий из стали и чугуна применяется раствор, содержащий кальцинированную соду, каустик, силикатный клей (из расчета на 1 л – 50 г, 20 г и 5-15 г соответственно). Температура раствора – 70-90°С.

Для очищения предметов из цветных металлов используется раствор гидрофосфата натрия и хозяйственного твердого мыла (по 10-20 г/1 л). При проведении процедуры температура составляет 90°С.

Как сделать домашнюю ванну для гальваники своими руками

В домашних условиях обычно проводятся более простые работы, включающие в себя нанесение на поверхность меди или никеля, поэтому гальваническая ванна с легкостью собирается даже из подручных средств. Но и в этом случае важно соблюдать ряд условий:

  • емкость для ванны должна быть жесткой, устойчивой к химическим реагентам, не пропускающей через себя электричество;
  • в помещении для гальваники в домашних условиях должна находиться вытяжка;
  • требуется постоянный доступ к чистой воде (даже самый легкий процесс потребует как минимум 5 промывок);

Самый популярный вариант, используемый многими мастерами в домашних условиях — сделать ванну из пластиковой канистры. Для этого нужно будет срезать крышку с горловиной, а ее боковины усилить армирующим материалом. На стенки полученной установки по линии среза надеваются уплотнители (для окон или автомобилей). Далее нужно будет закрепить крышку. Финальным этапом будет проделка отверстий для контактных штанг.

Сами штанги можно изготовить в домашних условиях из медной шины, диаметр каждой –до 10 мм. В концах с обеих сторон просверливают отверстия, чтобы можно было подключать полюса от источника питания. На расположенные по краям готовой гальванической ванны штанги навешиваются анодные пластины, подключенные к электричеству. На центральную штангу надета катодная деталь, подключенная к отрицательному полюсу.

Ток и напряжение определяются, исходя из объема ванны и планируемых к проведению работ.

Осталивание в домашних условиях — Станки, сварка, металлообработка

В упрощенном виде процесс закаливания металла заключается в повышении температуры образца до больших значений, а потом его охлаждении. Но не все так просто. И это объясняется тем, что различные виды металлов отличаются своей структурой, и соответственно, специфическими свойствами. Поэтому для их закалки и применяются определенные методики (и температуры). О них, а также специфики проведения соответствующих операций мы и поговорим.

Прежде всего, стоит отметить, что термическая обработка (закалка) металлических изделий (или заготовок) производится в двух случаях.

Во-первых, при необходимости повысить прочность материала (в несколько раз). С этим в быту сталкиваются практически все. Например, для «усиления» режущих кромок кухонной утвари (ножи, топорики для рубки мяса) или инструмента (стамески, зубила и тому подобное).

Во-вторых, для придания металлу некоторой пластичности, что значительно облегчает дальнейшую работу с материалом («горячая» ковка). Об этом хорошо известно тем, кто занимается кузнечным делом. Рассмотрим все этапы технологии закаливания металлических изделий в домашних условиях.

Главное условие качественной закалки – его равномерность, без темных пятен на образце (синих или черных). Металл не должен нагреваться до «белого каления».

Признак оптимального разогрева – приобретение им ярко-малинового (красного) цвета. Источником тепла может быть что угодно – кузнечный горн, лампа паяльная, эл/плитка, газовая горелка, открытый огонь.

Его выбор зависит от той температуры, которой необходимо достичь для данного сорта стали.

Охлаждение

Существует несколько методик проведения данной технологической операции. Оно может быть как резким, так и постепенным, ступенчатым. Специфика определяется видом металла.

Струйная закалка

Используется, если необходимо подвергнуть обработке не весь образец, а отдельный участок поверхности. На него и направляется струя холодной воды.

С одним «охладителем»

Понятно, что предварительно устанавливается подходящая емкость (ведро, бочка, ванна). Как правило, применяется для заготовок из легированной или углеродистой стали.

В качестве «охладителя» используются среды с разной способностью понижать температуру материала. Поэтому процесс является двухступенчатым, так при этом обеспечивается и «отпуск» металла. Например, сначала охлаждение производится в воде, а потом – в масле (например, машинном или минеральном), так как от высокой температуры оно может воспламениться.

Есть и другие способы, но они, как правило, используются мастерами, которые работают на профессиональном уровне и хорошо разбираются в металлах. Например, закалка изотермическая. Нет смысла на них останавливаться подробно, так как сначала придется объяснять, что такое стали мартенситные и аустенитные.

Режимы закалки и отпуска стали

В чем охлаждать?

Мы уже упомянули, что чаще всего это делается при помощи холодной воды и масла. Но это не единственно возможные «охладители». Дело в том, что при такой закалке некоторые сорта стали становятся хрупкими. Поэтому на практике используются и другие среды, способные интенсивно понижать температуру металла.

Например, жидкий сургуч. Он более подходит для работы с плоскими заготовками, которые после доведения их температуры до требуемого значения в него полностью погружаются, причем последовательно, несколько раз подряд, пока масса сургуча полностью не отвердеет.

Мастера в качестве «охладителей» используют и такие вещества, как щелочи, растворы с сильной концентрацией соли и ряд других, даже расплавленный свинец.

Как проверить качество закалки? Есть довольно простой способ – при помощи обыкновенного напильника.

  • Если он при обработке заготовки буквально «отскакивает» от нее, то получилось «стекло». Такой металл является перекаленным и будет легко крошиться.
  • А вот «прилипание» инструмента свидетельствует о том, что металл получился мягким («пластилин»), недостаточно закаленным, и прочность изготовленной из него детали вызывает большие сомнения.

Практические рекомендации

  • Все металлические изделия, с которыми мы сталкиваемся на практике, по своему составу неоднородны. Существует несколько разновидностей стали, и не все их можно подвергать термическому воздействию. К примеру, малоуглеродистая не закаляется.
  • Если в быту необходимо придать прочности столовому ножу или топору, то не обязательны особые познания в области металлургии.

Но начинающему кузнецу стоит напомнить, что перед тем, как приступить к термической обработке заготовки, необходимо разобраться, какой это материал (сорт стали). В этом вам поможет соответствующая справочная таблица, в которой для каждого из них указаны и продолжительность термического воздействия, и температура, и оптимальная методика охлаждения.

Железнение бетона в домашних условиях

Как выглядит железнение бетона

Практически все строительные работы выполняются с применение бетонной массы.

Постоянные механические нагрузки и влияние таких природных факторов как дождь, снег, ветер, оказывают негативное воздействие на прочность материала, уменьшая тем самым срок его эксплуатации.

Однако для того, чтобы бетонная продукция или возводимое сооружение служило долгие годы, необходимо провести его укрепление. Дополнительная защита, которая носит название железнение бетона, позволит максимально усилить свойства поверхности.

Одним из признаков качества бетона является водонепроницаемость. Обеспечить железнение бетона своими руками могут все, кто желает завысить прочность бетонной поверхности.

арматура и черный металлопрокат

Правильно рассчитав оптимальное количество составляющих при замесе бетонной массы, конечно же, даст определенный показатель прочности заливаемой поверхности. Поскольку в дальнейшем застывшая смесь должна будет выдерживать расчетную нагрузку, приходится проводить дополнительные мероприятия, способствующие повышению показателя водонепроницаемости, а именно железнение поверхности бетона.

Существует несколько способов повысить плотность бетонной массы. Например, при замесе можно использовать песок, который имеет неоднородность размеров зерен. Либо более точно рассчитать необходимое количество гравия и щебня в составе бетонной смеси, которое не должно превышать массу песка более, чем в два раза.

Подобные методы позволяют укрепить плотность бетона изнутри. В то время как поверхность остается не защищённой от воздействия различных факторов:

  • постоянные механические нагрузки;
  • периодическое влияние химических реагентов;
  • природные явления в виде дождя, снега, ветра и т.п.;
  • перепады температурного режима, которые в свою очередь вызывают процесс замораживания, а затем оттаивания поверхностей.

В результате, бетонная поверхность начинает постепенно терять свои свойства и со временем расслаивается, дает трещины. Медленно, но уверенно проходит процесс разрушения бетонной массы. Для того, чтобы не допустить дальнейшего ухудшения состояния бетона, необходимо применить единственно правильный способ укрепления – железнение поверхности.

Читайте также  Чем пилить керамогранит в домашних условиях?

Гальваника в домашних условиях

Содержание статьи:

Известно две разновидности гальваники изделий – гальваностегия и гальванопластика, их можно применять в домашних условиях. В первом случае получается несъемное гальваническое покрытие, которое изменяет характеристики деталей и предметов. В зависимости от преследуемых целей, обработанные в ваннах изделия приобретают новые свойства: декоративность, хорошую отражательную способность, устойчивость к механическому воздействию и коррозии, износостойкость. С помощью гальванопластики в домашних условиях или на производстве создают точные копии образцов (осажденный слой металла отделяется от матрицы).

Что нужно знать о гальванике своими руками в домашних условиях

Независимо от того, выполняется гальваника на производстве или же своими руками в домашних условиях, обработка осуществляется в емкости, наполненной токопроводящим раствором.
Предмет помещается между двумя растворимыми или нерастворимыми анодами и подключается к отрицательному контакту. Аноды подсоединяются к плюсовому контакту. Оптимальное соотношение площадей катода/анода – 1:1.
Процесс гальваники запускается при замыкании электрической сети – с этого момента начинается перенос на отрицательно заряженное изделие (катод) ионов металла. В результате этого на предмете образуется покрытие нужной толщины.

Выбор покрытия для гальваники своими руками

Если в домашних условиях в приоритете решение технических задач (изменение электрической проводимости и антифрикционных свойств, повышение отражательной способности, прочности, устойчивости к коррозии), то применяются серебро, никель, медь. В декоративных целях в гальванике обычно используются драгоценные металлы: родий, золото, серебро, палладий.
Такое разделение очень условно. С помощью серебрения (золочения) удается получить качественное защитное покрытие, устойчивое к агрессивным средам. Меднение также находит применение в гальванике для декора изделий (такое покрытие подвергается дополнительной оксидной обработке).
Практика показывает: серьезно усилить прочность обрабатываемых заготовок путем гальваники поверхности своими руками не получится. В домашней мастерской достичь необходимого результата сложно, поэтому работа мастеров в первую очередь направлена на повышение привлекательности предмета.

Подготовка к нанесению покрытия гальваники в домашних условиях

Качество (однородность, прочность) готового покрытия напрямую зависит от правильности проведения подготовки поверхности к гальванике. Во многих случаях удаления загрязнений и обезжиривания бывает недостаточно – может понадобиться пескоструйная обработка. Иногда требуется шлифовка специальными пастами или наждачной бумагой.
В домашних условиях для удаления жирной пленки и других загрязнений с поверхностей часто применяется спирт и другие органические растворители. Могут также использоваться обезжиривающие растворы.
При подготовке к гальванизации изделий из стали и чугуна применяется раствор, содержащий кальцинированную соду, каустик, силикатный клей (из расчета на 1 л – 50 г, 20 г и 5-15 г соответственно). Температура раствора – 70-90°С. Для очищения предметов из цветных металлов используется раствор гидрофосфата натрия и хозяйственного твердого мыла (по 10-20 г/1 л). При проведении процедуры температура составляет 90°С.

Как сделать домашнюю ванну для гальваники своими руками

В домашних условиях обычно проводятся более простые работы, включающие в себя нанесение на поверхность меди или никеля, поэтому гальваническая ванна с легкостью собирается даже из подручных средств. Но и в этом случае важно соблюдать ряд условий:

  • емкость для ванны должна быть жесткой, устойчивой к химическим реагентам, не пропускающей через себя электричество;
  • в помещении для гальваники в домашних условиях должна находиться вытяжка;
  • требуется постоянный доступ к чистой воде (даже самый легкий процесс потребует как минимум 5 промывок);

Самый популярный вариант, используемый многими мастерами в домашних условиях — сделать ванну из пластиковой канистры. Для этого нужно будет срезать крышку с горловиной, а ее боковины усилить армирующим материалом. На стенки полученной установки по линии среза надеваются уплотнители (для окон или автомобилей). Далее нужно будет закрепить крышку. Финальным этапом будет проделка отверстий для контактных штанг.
Сами штанги можно изготовить в домашних условиях из медной шины, диаметр каждой –до 10 мм. В концах с обеих сторон просверливают отверстия, чтобы можно было подключать полюса от источника питания. На расположенные по краям готовой гальванической ванны штанги навешиваются анодные пластины, подключенные к электричеству. На центральную штангу надета катодная деталь, подключенная к отрицательному полюсу. Ток и напряжение определяются, исходя из объема ванны и планируемых к проведению работ.

Схемы самодельных ванн и гальванических установок


Классическая схема гальванической ванны, сделанной своими руками, включает 2 основные операции:

  • подготовительный этап;
  • гальваническое покрытие металлом;

Подготовительный этап подразумевает подготовку обрабатываемого предмета или детали, которые чистят и обезжиривают. На этапе нанесения покрытия изделие приобретает «товарный» вид, после этого оно требует тщательной промывки поверхности в холодной, а затем горячей воде.
Сам процесс гальванизации в домашних условиях можно описать следующим алгоритмом. Обрабатываемое изделие подсоединяют к «минусовому» проводу устройства, далее опускают в электролитный раствор. «Плюсовой» провод подключают к аноду, который также опускают в гальваническую ванну.

Техника безопасности при гальванике в домашних условиях

Опасность этого технологического процесса заключается в использовании токсичных химических компонентов. Усложняет ситуацию нагрев электролита до высоких температур. Вредные испарения поражают дыхательную систему, существует риск получения химических ожогов кожи и слизистой.

При операциях в гальванических ваннах и установках, мастер обязан соблюдать технику безопасности:

  • Работу необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном хорошей вентиляцией – в мастерской, пристройке, гараже. Требуется обеспечить заземление.
  • Глаза нужно защитить очками. Перчатки для рук должны быть достаточно мягкими, но прочными. Также понадобятся клеенчатый фартук и резиновая обувь.
  • Нельзя на рабочем месте пить или есть – велик риск оседания на продуктах вредных веществ, которые приведут к отравлению.
  • Перед началом работы с гальваническими ваннами и установками в домашних условиях стоит обязательно изучить специальную литературу с доступным описанием особенностей гальваники.

Защита установок для гальваники в домашних условиях

Как уже было ранее отмечено, обеспечение надежной защиты — важнейшее условие, которое позволит избежать многих проблем при проведении гальванотехнических процедур. Если гальваническая ванна была изготовлена из пластика, то дополнительной защиты практически не потребуется. Но если планируются более масштабные объемы работы и ванна под электролит выполнена из металла, обязательно нужно будет защитить ее от коррозии, разрушительных процессов при контакте с растворами, а также искажения электрического поля. Сделать это несложно — потребуется провести футеровку установки с применением листовых полимеров посредством горячей сварки.

Гальваническое железнение. Есть результат!

Есть изношенная деталь и ну очень нужно ее восстановить. Деталь железная. Нагрузка на стороне, которую буду восстанавливать — только ударная, трения нет. Нужно нарастить слой примерно 0,07 мм.

Собственно поискал в интернете. Хочу уточнить по элеткролитам: можно ли использовать раствор FeCl3 (тот, что используется для травления плат в радиотехнике), а если нельзя, то какой можно использовать электролит из доступных в свободной продаже?

  • Вход или Регистрация

Да, так же еще интересует, каких образом можно защитить те части детали, которые не нужно наращивать? Можно ли покрыть воском, нитролаком?

  • Вход или Регистрация

мне чет кажется , что хлорид железа лучше не использовать , по крайней мере при восстановлении чугуния и люминя , я ни разу не встречал FeCl3 ни в простых ни в сложных многокомпонентных электролитах .

  • Вход или Регистрация

Ok , ток не сёдня , потомучто сёдня я стал настоящим дядя pSicHo с большой буквы ( седня племянница неожиданно с утра родилась ) , так что теперь не знаю даже ка к ник переделать лаконичней 🙂

  • Вход или Регистрация

Нашел вот такой рецепт:

Электролит для железнения (твердое покрытие)
Сернокислый железоаммоний . 350 г
Серная кислота концентрированная . 0,25 г
Вода . до 1 л
Электролит используется при температуре 18-20°С, плотность тока 2 А/дм2

Что есть «Сернокислый железоаммоний» и где его можно приобрести?

  • Вход или Регистрация

Думается мне, имелись в виду железоаммонийные квасцы Fe(NH4)(SO4)2

Где найти — в Яндексе посмотри, кто из производителей-продавцов поближе.

  • Вход или Регистрация

моно просто сеенокислое железо FeSO4 пирменить , там кстати помоему все рецепты делаются на литр воды

  • Вход или Регистрация

Ну в основном везде советуется применять раствор FeCl2 c небольшим добавлением соляной кислоты.

  • Вход или Регистрация

Для восстановления рабочих поверхностей гнезд корпусов А. Н. Заикиной разработаны и проверены на гнездах коренных подшипников алюминиевых блоков двигателей Заволжского моторного завода (ЗМЗ) специальные электролит и анод , которые с успехом можно использовать. Конструкция анода (а. с. № 685727) показана на рис. 5.8. Как видно из рисунка, анод выполнен полым, облицован поролоном, имеет по наружной поверхности три косых среза. При работе чаша анода заполняется электролитом; свободный проход электролита и обильное смачивание адсорбирующего материала (поролона) обеспечиваются за счет трех рядов отверстий в каждом секторе электрода. Плоские срезы на наружной поверхности обеспечивают прерывистость электролитического процесса при вращении анода. Хорошее и равномерное смачивание поролона по всей его высоте и окружности и уменьшение угла контакта электродов за счет срезов способствуют равномерному распределению силовых линий электрического поля и образованию равномерного по толщине слоя покрытия поверхности отверстия восстанавливаемой детали. Электролит (а. с. № 755897) отличается некоторой сложностью (многокомпонентностью). Объясняется это тем, что блоки двигателей ЗМЗ, выполнены из алюминиевого сплава, а крышки коренных подшипников из ковкого чугуна. Состав электролита следующий (г/л):

Сернокислый цинк (ZnSO4) 225 ± 25
Сернокислый никель — аммоний [NiSO4·(NH4)2SO4] 35 ± 5
Сернокислый алюминий [Al2(SO4)3] 25 ± 5
Сернокислое закисное железо (FeSO4) 15 ± 5
Сернокислый натрий (Na2SO4) 1-3
Аскорбиновая кислота (Витамин С) 1-4
Фтористый натрий (NaF) 20 ± 5

Роль перечисленных компонентов в основном такая: фтористый натрий способствует разрушению окисных пленок и растравливанию алюминиевых поверхностей при анодной обработке; сернокислое железо (закисное), сернокислый натрий и аскорбиновая кислота обеспечивают хорошую адгезию с алюминиевой поверхностью и достаточную микротвердость и износостойкость нарощенного металла. Кроме того, сернокислый натрий способствует образованию мелкокристаллической структуры; сернокислый алюминий обеспечивает необходимую кислотность раствора; сернокислый цинк и сернокислый никель-аммоний введены в состав электролита потому, что цинк и никель характеризуются хорошей сцепляемостью со стальной или чугунной основой. Применительно к гнездам подшипников, выполненных только из алюминиевого сплава, содержание последних двух компонентов, вероятно, можно скорректировать. Рекомендуемый режим восстановления поверхностей в электролите приведенного состава: постепенное увеличение плотности тока с 7 до 70 А/дм2 в течение 10-15 мин с выдержкой на максимуме 5 мин; температура 20-25 °С; кислотность РН = 2-3; анодное травление в электролите в течение 1-2 мин.

Читайте также  Раствор для меднения в домашних условиях


Звягин А.А. и др. «Автомобили ВАЗ, изнашивание и ремонт» Л., Политехника, 1991, стр. 230-233

  • Вход или Регистрация

Износ устраняют натиранием.
С.Я. Ландо
Изношенные отверстия в корпусных деталях чаще всего ремонтируют методом постановки втулки. Процесс этот довольно трудоемкий, поэтому нередко такие детали заменяют новыми. Иногда для восстановления изношенных отверстий в деталях из чугуна и алюминиевых сплавов целесообразно применять электронатирание. Электронатирание — один из методов нанесения гальванических покрытий. Этот процесс относится к вневанным способам наращивания на поверхность гальванических покрытий. Сущность его заключается в том, что к детали (катоду) подключают провод, идущий от отрицательного полюса источника питания постоянным током. Анодом служит угольный или металлический стержень, который обертывают специальным адсорбирующим материалом, пропитывают электролитом и соединяют с положительным полюсом. Переход металла с электролита на восстанавливаемую деталь осуществляется во время перемещения анода по покрываемой поверхности. Материал, на который постоянно поступает электролит, служит как бы электролитической ванной, и при включенном токе начинается процесс электролиза. Положительно заряженные ионы металла, находящиеся в электролите, соприкасаясь с поверхностью отрицательно заряженной детали, восстанавливаются и отлагаются в виде атомов металла. Электронатиранием можно ремонтировать изношенные отверстия под подшипники в тех местах, где во время работы деталь не испытывает большие силовые нагрузки, например, в корпусах водяных насосов, крышках генераторов, картерах коробок передач и т. п. При восстановлении отверстий в таких деталях, как вращатель анодного приспособления, может быть использован вертикальносверлильный или какой другой станок, у которого шпиндель крутится со скоростью 22–28 об/мин, а в качестве источника тока применен любой выпрямитель или генератор постоянного тока напряжением не ниже 30 В. Анод изготавливают из стального круга. Его диаметр после обработки должен быть на 3–4 мм меньше диаметра восстанавливаемого отверстия. Конусная часть остова анода должна входить в шпиндель станка и прочно в нем удерживаться. На цилиндрическую часть остова анода плотно наматывают какуюнибудь ткань, хорошо впитывающую жидкость, например сукно. Диаметр анода с навернутым на него материалом должен быть таким же, как диаметр восстанавливаемого отверстия, т. е. при вращении анода в отверстии детали материал должен прилегать к его стенкам. Для перекачки электролита из поддона к месту электронатирания применяют насос. Технологический процесс восстановления изношенных отверстий гальваническим электронатиранием состоит из следующих операций: мойки деталей и зачистки поверхности отверстий шлифовальной лентой, обезжиривания отверстий 50%-ным раствором едкого натра, травления поверхности отверстия 20%-ным раствором соляной кислоты, декапирования, гальванического натирания,. обезжиривания ацетоном и промывки в горячей и холодной воде.
После соответствующей подготовки детали и отверстия ее закрепляют на стол станка, предварительно отцентрировав относительно шпинделя отверстие, опускают в него анод, включают насос подачи электролита, станок и источник тока. В начале процесса к детали подключают плюсовой провод от источника тока, при этом происходит декапирование поверхности отверстия. Через 30–50 сек переключают полярность источника тока на обратную, при которой положительный полюс подсоединен к вращающемуся аноду. С этого момента начинается осаждение на деталь металла. По окончании натирания выпрямитель и насос подачи электролита выключают, извлекают анод из отверстия детали и снимают ее со станка. Затем калибром проверяют диаметр восстановленного отверстия. Для натирания чугунных деталей применяют электролит следующего состава: сернокислый цинк 600 г/л, борная кислота 30 г/л. Для натирания деталей из алюминиевых сплавов электролит составляют из сернокислого цинка (600 г/л) и сернокислого алюминия (30 г/л). Вот режимы электронатирания деталей: температура электролита (°С) 18–23, кислотность электролита (рН) 3,5–4,5, плотность тока (А/дм2) 180–220, напряжение (В) 25–28. При этом режиме на поверхности отверстия отлагается слой металла толщиной: за 1–2 мин. 0,1–0,15 мм, за 2–3 мин. 0,15–0,20 мм, за 3–4 мин. до 0,3 мм. После восстановления отверстия гальваническим натиранием не требуется никаких дополнительных механических операций для обработки лишнего слоя, так как при запрессовке подшипника лишний металл снимается его обоймой. В заключение для сравнения добавим, чтобы восстановить деталь с изношенным отверстием методом постановки втулки, надо затратить в 6–8 раз больше времени, чем способом электронатирания.

С.Я. Ландо «Это Вы можете.» Московский рабочий 1987, стр. 82

Осталивание

По сравнению с хромированием процесс осталивания имеет ряд преимуществ: большую скорость нанесения покрытия, высокий выход, металла по току, возможность получения более толстых покрытий, использование более простых и дешевых электролитов. Осталиванием восстанавливают изношенные стержни клапанов, цилиндрические поверхности толкателей, валики масляных и водяных насосов, другие детали.

Технологический процесс восстановления деталей осталиванием состоит из подготовки восстанавливаемой поверхности к осталиванию, анодного травления, собственно осталивания, промывки и механической обработки.

Очищенную от загрязнений деталь сначала шлифуют до устранения следов износа, затем отправляют в гальванический цех для дальнейшей обработки. Здесь детали обезжиривают, для чего их монтируют на подвески и опускают в ванну с раствором следующего состава: 20 г/л едкого натра; 25 г/л соды углекислой или кальцинированной; 25 г/л тринатрийфосфата; 5 г/л растворимого (жидкого) стекла. Обезжиривание проводят в течение 56 мин при плотности тока 23 кА/м 2 . Температура раствора должна быть 7080 °С.

Обезжиренные детали промывают в горячей воде, поверхности, не подлежащие покрытию, изолируют полихлорвиниловой лентой или другим кислотостойким материалом. После такой обработки деталь еще раз обезжиривают венской известью с добавкой 5°/о кальцинированной соды и промывают проточной холодной водой.

Электролитическое анодное травление выполняют в ванне такого состава: 360.400 г/л серной кислоты; 10 20 г/л сернокислого железа. Плотность тока 2,5 3,0 кА/м 2 , температура 1520°С, продолжительность 1-2 мин. Детали, прошедшие анодное травление, промывают в горячей воде. Затем подвески с деталями загружают в ванну для осталивания.

Осталивание рекомендуется проводить в ванне следующего состава: 250300 г/л хлористого железа; 1,Of 1,5 г/л соляной кислоты; 10 г/л хлористого марганца;

Возможно применение и других составов.

Процесс осталивания рекомендуется начинать с малой плотности тока 0,5 кА/м 2 , 2 , пока его плотность не достигнет ЗА кА/м 2 Температуру электролита надо выдерживать в пределах 6090 °С.

После осталивания и промывки детали вместе с подиссками погружают в ванну обезжиривания и нейтрализации кислоты. Состав электролита: 2030 г/л едкого натра 1020 г/л жидкого стекла; 2530 г/л кальцинированной соды. Время обработки 34 мин, температура 60-70 °С.

Завершается восстановление детали механической обработкой.

Железнение

Железнением называется процесс получения прочных износостойких железных покрытий из электролитов. Этот процесс используется в ремонтном производстве для компенсации износа поверхностей деталей. Однако он может использоваться для исправления брака механической обработки, упрочнения рабочих поверхностей деталей из малоуглеродистой стали, не прошедших термическую обработку покрытия пластинок твердого сплава для облегчения прижатия их к резцам.

Химический состав электролитического железа зависит от состава исходных материалов, применяемых при электролизе. В обычных условиях электролиза с применением растворимых анодов железо осаждается с большим количеством примесей и по химическому составу напоминает малоуглеродистую сталь. Физико-химические свойства железных покрытий характеризуются следующими показателями: мелкокристаллическая структура, плотность г/см 3 , температура плавления 1535 °С, коэффициент линейного расширения 11,9 ] 10

° град- 1 , предел прочности неотожженного железа 735. 776 МПа, относительное удлинение 10. 50%, микрон твердость 1600. 7800 МПа в зависимости от условий электролиза. Основные физико-механические и связанные с ним эксплуатационные свойства железных покрытий (структура, твердость, плотность, износостойкость, внешний вид) изменяются в широких пределах в зависимости от условий электролиза. Износоустойчивость деталей, восстановленных твердым (4000. 600& МПа) электролитическим железом, не уступает износостойкости новых деталей. Таким образом, твердое электролитическое железо по химическому составу напоминает малоуглеродистую сталь, а по некоторым свойствам (твердость, прочность, износостойкость, коррозионная стойкость) среднеуглеродистую сталь. Процесс обладает следующими технико-экономическими показателями: исходные материалы и аноды недефицитны и дешевы, высокий выход металла по току (85. 95 %); высокая производительность скорость осаждения железа 0,2. 0,5 мм/ч; толщина твердого покрытия может достигать 0,8. 1,2 мм; возможность широких пределах регулировать свойства покрытий (микротвердость 1600. 7800 МПа) в зависимости от их назначения обусловливает универсальность процесса; достаточно высокая износостойкость покрытий, приближающаяся к износостойкости закаленной стали; покрытия хорошо хромируются, что позволяет при необходимости повышать износостойкость деталей нанесение более дешевого, чем хромового, комбинированного двухслойного покрытия «железо + хром>>; себестоимость восстановления деталей железнением составляет примерно 30. 50% стоимости новых деталей при равной износостойкости.

В ремонтном производстве наиболее часто применяют хлористые электролиты. Сернокислые электролиты по сравнению с хлористыми обладают меньшей химической агрессивностью и окисляемостью. Однако они уступают хлористым электролитам по производительности, качеству получаемых покрытий и другим показателям.

По температурному режиму электролиты разделяются на горячие и холодные. Первые характеризуются высокой температурой (60. 90°С), позволяющей проводить железнение при большей плотности тока и высокой производительности процесса.

Вторые (электролиз ведётся без нагревания) в большинстве допускают применение малых плотностей тока, и поэтому малопроизводительны.

Ниже приведены наиболее распространённые электролиты.

Параметры режимов железнения

Электролит 1 23

Температура электролита 70…80 70…80 70…80

Плотность тока. А/дм» 20. 4020. 5020. 60

Выход по току, %85. 9285. 9585. 95

Кислотность, рН0,8. 1,20,8. 1,20,8. 15

Электролит 4 56

Температура электролита, °С95. 9820. 5030. 50

Плотность тока, А/дм 2 10. 1510. 3020. 25

Выход по току, % 90 85. 9285. 92

Кислотность, рН -0,5. 1,30,6. 1,2

Таблица 3 — Состав электролитов

Процесс покрытия электролитическим железом обычно осуществляется с использованием растворимых анодов из малоуглеродистой стали 08 или 10. При растворении анодов образуется шлам, поэтому во избежание загрязнения электролита аноды помещают в чехлы из стеклоткани. В случае наращивания железного покрытия с применением нерастворимых (угольных) анодов возникает необходимость систематического корректирования состава электролита по мере сто истощения.

Электролит 1 позволяет получать плотные и гладкие покрытия плотностью 6500 МПа и толщиной до 1,0. 1,2 мм. Электролит2 обладает оптимальной концентрацией, не изменяемой при длительной работе ванны, и по своим показателям близок к электролиту 1 (применяется чаще, чем электролит 1).

Высококонцентрированный электролит 3 позволяет получать высококачественные покрытия толщиной до 3 мм. Этот электролит обычно применяют при нанесении покрытий на внутренние поверхности при вневанном железнении.

Электролиты 1 и 3 не стабильны по составу. Концентрация железа в электролите 1 постепенно увеличивается, а в электролите 3 уменьшается, стремясь к оптимальному значению, что вызывает определенные затруднения при эксплуатации ванны.

Читайте также  Как сделать позолоту в домашних условиях?

Электролит 4 в ремонтной практике не применяют. Наличие в эктролите 5 аскорбиновой кислоты предотвращает его окисление и образование гидроокиси железа, в результате чего возможно получение высококачественных покрытий при низкой температуре и достаточно высокой плотности тока.

Холодный сульфатно-хлористый электролит 6 обладает достоинствами хлористых и сернокислых электролитов: менее агрессивен и более устойчив к окислению, чем хлористые, и позволяет получать покрытия хорошего качества с высокой производительностью. Этот электролит находит применение в ремонтном производстве.

Схема типового технологического процесса электролитического железнения представлена в таблице 4.

Таблица 4 — Схема типового технологического процесса электролитического железнения

Последовательность операций в вариантах

Очистка деталей от грязи и масла

Промывка органическим растворителем (бензином, и др.)

Очистка покрываемых поверхностей

Изоляция поверхностей, не подлежащих покрытию, и монтаж деталей на подвесные приспособления

Промывка горячей водой (70. 80°С)

Травление анодное в электролите железнения

Промывка холодной водой

Обработка анодная в 30%-м растворе серной кислоты

Промывка, прогрев теплой водой (50. 60°С)

Промывка горячей водой (70. 80°С)

Промывка горячей водой (70. 80°С)

Демонтаж деталей с подвесок и снятие изоляции

Гальванопластика своими руками

Установку для гальванопластики в домашних условиях собрать несложно, оборудование и материалы для электрохимического осаждения меди находятся в свободном доступе. Исключение составляет серная кислота, приобретение и использование которой возможно только организацией, имеющей специальное разрешение.

В продаже есть готовые наборы для гальваники, но их покупка не всегда будет оправдана – гораздо дешевле собрать установку самостоятельно, используя доступное оборудование.

С помощью гальванической установки, о которой мы расскажем в данной статье, вы сможете получать копии художественных изделий, вне зависимости от материала из которого они изготовлены, а также имея навыки лепки из пластилина или глины, воспроизводить собственные произведения в металле. Кроме этого, с помощью метода гальванопластики можно реализовать множество интересных проектов, например, проводить металлизацию плетеных или вязанных кружев для изготовления ажурных композиций, изготавливать металлические гербарии из цветов и листьев, металлизировать фрукты, производить отделку изделий из стекла или фарфора, наращивая слой меди по ранее заданному рисунку, и многое другое.

Гальванопластика может быть отличным выбором не только в качестве интересного хобби, но и при правильном подходе и упорстве стать фундаментом для будущего бизнеса.

Оборудование для гальванопластики в домашних условиях

Гальваническое осаждение меди в домашних условиях проводят в емкостях любой геометрической формы. Размер гальванической емкости зависит от размера будущих изделий или репродуцируемых композиций. Материал может быть различным, подойдут емкости из стекла, керамики или пластмассы.

Вторым ключевым элементом гальванической установки является источник постоянного тока. Для проведения работ используют ток низкого напряжения в пределах 3-6 В. Можно использовать аккумулятор, или выпрямитель. Для измерения силы тока потребуется амперметр, для фиксации напряжения — вольтметр.

Для размещения формы и анодов в гальванической емкости необходимо предусмотреть подвесы. Форма подвешивается на проволоке из меди или латуни и помещается в емкость на расстоянии 15-20 мм от анода. Электроды, соединенные с положительной клеммой источника тока (анодом) подвешиваются также на меди или латуни, при этом проволочные крючки не погружают в электролит, в противном случае возможна деформация подвесов из-за разъедания крючка. Форма подключается к отрицательной клемме источника тока. В качестве анодов используют медные пластины толщиной от 3 мм. достаточных размеров. Площадь поверхности анодов должна превышать площадь поверхности формы.

Для контроля температуры электролита можно использовать обычный ртутный термометр.

Приготовления электролита для гальванопластики

Содержание медного купороса в растворе – 150-180 г/л. Порошок медного купороса растворяют в горячей воде и, после охлаждения и фильтрации, в него осторожно, небольшими порциями вливают серную кислоту из расчета 30-35 г/л. Если содержание медного купороса в растворе превышено, сульфат меди начинает кристаллизоваться на стенках гальванической емкости и на аноде, в этом случае необходимо, провести анализ электролита (см. «Анализ и корректировка электролита меднения») и, по результатам, добавить воды или кислоты.

Избыток серной кислоты в электролите может привести к тому, что осадки меди получатся хрупкие, непрочные. Недостаток кислоты вызывает осаждение рыхлого и пористого слоя.

Для повышения качества получаемых осадков меди, специалисты советуют добавить в электролит спирт в количестве 8-10 г/л. Спирт в небольшом количестве улучшает структуру покрытия, делает медь мелкокристаллической, более твердой и упругой.

На качество электролита и получаемого медного осадка может оказывать негативное влияние возможное наличие в растворе органических примесей. Для их устранения в подогретый раствор добавляют 2-3 г/л перманганата калия или такое-же количество измельченного активированного угля. После охлаждения до 18-20 0 С и фильтрации раствор можно использовать.

При интенсивном использовании электролит необходимо фильтровать для удаления шлама — порошкообразной меди, графита и пыли. Шлам постепенно накапливается в растворе, оседает на дне и стенках емкости, мелкодисперсные частицы образуют взвесь, которая может загрязнять получаемые осадки меди. На количество шлама влияет качество меди, использованной при изготовлении анодов, а также повышенная плотность тока в процессе.

В статье Анализ и корректировка электролита меднения рассмотрены метод определения содержания медного купороса и серной кислоты в растворе электролита, а также приведен расчет количества компонентов.

Процесс гальванопластики

Температура электролита в процессе гальванического осаждения меди составляет 18-20 0 С и может повышаться до 28 0 С за счет выделения тепла в процессе электролиза.

Начинают процесс при минимальной плотности тока, которую поддерживают до формирования слоя металла на поверхности. Рабочая плотность тока выставляется, только после того, как слой металла закрыл подключенные проводники. Максимальная плотность тока в процессе зависит от толщины проводников, которая в свою очередь зависит от размера будущей композиции и материала формы. В любом случае, чем выше плотность тока, тем интенсивней процесс металлизации.

Особенности процесса лучше разобрать на конкретных примерах использования метода гальванопластики в домашних условиях.

Копирование барельефов, чеканок, медалей, глиняных и пластилиновых изделий

Для снятия копий с подобных предметов используют гипсовые формы. Изготавливается гипсовая форма просто:

  • в воде разводят гипс до получения сметанообразной массы;
  • поверхность копируемого предмета смазывают раствором парафина в керосине (для легкого демонтажа формы после затвердевания гипса);
  • кистью наносят тонкий слой гипса на поверхность изделия (для предотвращения образования пор);
  • вокруг формы устанавливают бортик (для предотвращения растекания гипса);
  • заливают поверхность изделия гипсом (гипс быстро схватывается, поэтому делают это быстро);
  • извлекают форму после высыхания гипса;
  • подключают к форме проводники и устанавливаю ее в гальванической ванне (см. Что такое гальванопластика. Подключение форм к источнику тока ).

Металлизация кружев

Металлизация кружевных композиций — это интересный прием гальванопластики, при котором слоем металла покрывают плетенные или вязанные кружева, тюлевые кружева и другие композиции, изготовленные из нитей. Такие изделия могут выполнять роль декорирующих элементов различных художественных композиций, или применяться непосредственно для изготовления таких композиций.

Медь быстро темнеет на воздухе поэтому, как правило, металлизированные медью кружевные композиции дополнительно покрывают тонким слоем драгоценного металла методом гальваники. Гальваническое серебрение или золочение проводится в обычном режиме.

Изготовление металлической кружевной композиции происходит следующим образом:

  • кружева растягивают и крепят на рамке из проволоки (изолированной) или дерева;
  • пропитывают материал восковой композицией для гальванопластики;
  • помещают материал между двумя листами бумаги и проглаживают утюгом для удаления излишков воска;
  • наносят электропроводящий слой – мелкодисперсный графит или токопроводящий состав;
  • подключают тонкие медные проводники и устанавливают рамку в гальваническую емкость.
  • материал, покрытый слоем меди, извлекают из электролита, снимают с рамки и придают необходимую форму или монтируют на декорируемом изделии.
  • Наращенный слой меди покрывают слоем серебра (гальваническое серебрение) или оксидируют (см. статью Серебрение в домашних условиях ).

Изготовление металлических листьев или гербариев

Металлизация древесных листьев, не отличается от других приемов гальванопластики за исключением способа получения формы. Отпечаток с листа можно получить на восковой композиции.

Нагретый воск заливают в предварительно изготовленную обечайку, с невысокими бортиками и дают ему остыть до момента, когда поверхность восковой композиции затвердеет, но останется эластичной. Лист кладут на поверхность воска и прижимают стеклом. После чего стекло снимают вместе с листом. На поверхности восковой композиции должен остаться четкий отпечаток листа. Подобным образом делают отпечаток обратной стороны листа.

После полного остывания воска, мягкой кистью аккуратно наносят мелкодисперсный графит, подключают медные проводники, устанавливают грузики и помещают форму в гальваническую емкость.

Дальнейшая работа с металлическим отпечатком листа, это творческий процесс. В результате должен получится металлический лист, повторяющий форму образца и в точности копирующий его поверхность.

Покрытие медью изделий из дерева

Небольшие деревянные элементы декора покрывают слоем металла для придания им вида литых изделий.

Перед тем, как нанести слой токопроводящего вещества (графита) деревянные изделия пропитывают (проваривают) в восковой смеси, парафине, церезине или озокерите. В противном случае, из-за своей гигроскопичности дерево будет впитывать электролит. Затем на изделия наносят графит, подсоединяют проводники, грузы и опускают в электролит. Процесс ничем не отличается от металлизации гипсовых композиций.

Металлизация перьев птиц

Перья птиц погружают в расплавленную восковую композицию, парафин, церезин или озокерит, затем графитируют, прикрепляют тонкий медный провод, подвешивают груз и опускают в электролит.

Металлизация фруктов, растений и цветов

Для покрытия металлом растений и фруктов потребуется предварительно покрыть их тонким слоем серебра. Для этого растения сушат, обрабатывают спиртом или раствором хлорида натрия, бария или кальция. Потом готовят растворы:

  1. Гидроксид натрия 4 г на 100 мл дистиллированной воды.
  2. Нитрат серебра 4 г на 100 мл воды.
  3. Аммиак 7 г на 100 мл воды.
  4. Сахар 2,5 г на 85 мл воды.

Затем растворы вливают в емкость и погружают в раствор растение. Поверхность покрывается тонким слоем серебра (химическое серебрение). Затем растение или фрукт подвергают гальваническому меднению.

Описанные в статье способы металлизации различных изделий и форм являются примером применения методов гальванопластики в домашних условиях и условиях художественной мастерской. Процессы гальванического меднения подробно описаны в статьях: Гальваника в домашних условиях , Меднение и могут быть применены к изделиям, изготовленным из различных материалов, в том числе из диэлектриков, с нанесенным токопроводным слоем.