Гальваническое покрытие медью: омеднение металла электролитическим способом, доступное в домашних условиях

Технология процесса меднения

В общем виде процесс гальванического меднения состоит из следующих этапов, которые в зависимости от технических условий могут быть дополнены другими видами обработки:

• механическая очистка (с помощью металлической щетки, шкурки и электроинструмента);
• промывка проточной водой;
• обезжиривание (химическое или электролитическое);
• промывка и сушка;
• проверка качества поверхностей;
• погружение изделия в электролит;
• подача тока и контроль процесса;
• промывка и сушка готового изделия.

Основой для подавляющего большинства электролитов является раствор медного купороса (сернокислой меди), в который в зависимости от условий обработки добавляют различные химические реагенты.

Технология гальванического меднения основана на использовании расходуемых анодов, которые служат источником анионов меди, осаждаемых в виде тонкого слоя на поверхности катода-изделия. В роли катодов выступают пластины меди любой чистоты.

Особенности процесса в быту

Омеднение металлических предметов носит название – гальваностегия. Принцип заключается в погружении предмета в раствор электролита с осажденным медным купоросом. Мало кто знает, что гальванизацию можно проводить и в домашних условиях, для этого не требуется наличие специального оборудование. Данная операция способствует подготовке поверхности к последующим обработкам либо служит промежуточной стадией при нанесении никеля, хрома, латуни.

Изделия, обработанные таким способом, с добавлением в медь других металлов, весьма устойчивы к агрессивным факторам. Меднение не предполагает особых навыков и профессиональных знаний, однако есть несколько нюансов, которые необходимо учитывать.

На видео: принцип меднения металлических предметов.

Приготовление раствора для домашнего меднения

Для выполнения гальваники в домашних условиях, кроме электрического оборудования (источник постоянного тока, реостат, амперметр), необходимо приготовить раствор электролита, в котором будет проходить процесс. Для приготовления такого раствора понадобятся:

• CuSO₄ – медный купорос;
• кислота – HCl (соляная), или HNO₃ (азотная), или H₂SO₄ (серная);
• дистиллированная вода.

В зависимости от требуемого количества электролита готовится раствор в пропорции на 100 миллилитров дистиллированной воды:

• медный купорос – 20 грамм;
• кислота любая – от двух до трех миллилитров;
• дистиллированная вода – 100 миллилитров.

Для получения большего количества раствора количество ингредиентов пропорционально увеличивается.

Никелирование

Покрытие металла слоем никеля в домашних условиях могут выполнять в качестве финишной обработки или перед хромированием. Такой процесс получил название «гальваностегия», так как наносимый на поверхность изделия слой никеля повышает ее устойчивость к негативным факторам внешней среды. Кроме высоких защитных свойств, никелевый слой отличается и декоративной привлекательностью.

Температура электролита при выполнении никелирования не превышает 25°, а плотность тока находится в пределах 1,2 А/дм2. Электролит, кислотность которого должна находиться в пределах 4–5 pH, представляет собой водный раствор, в состав которого входят такие химические элементы, как сульфат никеля, магний, натрий, пищевая соль, борная кислота.

Расчет концентрации реактивов сернокислого электролита меднения

Определение концентрации серной кислоты 

Для определения концентрации серной кислоты используется метод титрования. Для анализа потребуются следующие приборы:  бюретка на 200 мл, пипетка на 1-2 мл., стеклянная палочка и два стеклянных стаканчика. Потребуются следующие реактивы: раствор 0,2н (нормальный раствор) гидроксида натрия NaOH или гидроксида калия KOH и 0,1%-ный раствор индикатора — метилового оранжевого. Нормальный раствор готовится по плотности гидроксида, например, при плотности гидроксида натрия равной 1,01 н. раствор будет равен 0,238.

Анализ начинают с отбора проб из разных мест гальванической ванны. Из колбы берут 20 мл электролита и разбавляют водой в два-три раза. В разбавленный электролит с помощью стеклянной палочки вносят 1 каплю индикатора и приступают к титрованию щелочью. Цвет раствора меняется с розового до желто-лимонного. Затем производится расчет содержания серной кислоты по формуле:

• где x — количество свободной серной кислоты;
• А — количество гидроксида, затраченного на титрование пробы, мл.
• В — количество электролита, взятое для анализа, мл.
• н. — нормальность раствора гидроксида.
• 0,049 — коэффициент перерасчета на содержание серной кислоты.
• 1000 — коэффициент перерасчета на 1 л.

Проведите титрование и внесите количество гидроксида (А) в форму расчета.

Определение содержания меди

Самый простой способ определения содержания меди в растворе сернокислого электролита основан на том, что плотность раствора сульфата меди и серной кислоты при одинаковой концентрации равны, а при их смешении плотность раствора не меняется. Таким образом, измерив плотность электролита при определенной температуре и зная содержание в растворе серной кислоты, можно определить количество сульфата меди. Потребуются следующие приборы: ареометр, термометр, цилиндр. Определите плотность раствора электролита при температуре 25С. и внесите данные в форму расчета.

Влияние концентрации исходных компонентов на качество гальванического покрытия

При недостаточной концентрации серной кислоты и (или) сульфата меди слой меди на поверхности основного металла имеет низкую прочность. Поверхность сыпучая, недостаточно гладкая и имеет ярко выраженную кристаллическую структуру. Добавление серной кислоты и сульфата меди по результатам анализа позволяет решить эту проблему. Если осадок меди имеет темный равномерный цвет, то скорее всего, помимо повышенной плотности тока причина заключается в недостаточной концентрации серной кислоты, т. к. серная кислота предупреждает образование на катоде окиси меди, которая имеет темный цвет и, внедряясь в отложение делает его шершавым.

Конверсионные процессы (Химическое оксидирование , Анодирование, химическое фосфатирование).

Главное отличие этих процессов – Вы не наносите покрытие поверх изделия, а производите его из самого металла изделия. Грубо говоря, на поверхности образуется защитная корочка. Поэтому после покрытия размеры изделия практически не увеличиваются (защитная пленка растет вовнутрь)

Еще важное отличие – полярность. Для обычных покрытий изделие цепляют на «-», а аноды на «+»

Здесь же все наоборот. Изделие будет «+» и будет растворяться в процессе, а аноды должны быть на «-».

Химическое оксидирование (Хим.окс) применятся для стальных или алюминиевых изделий. После покрытия на поверхности образуется очень тонкая защитная корочка. (2-3мкм).

Анодирование (Ан.окс) – для алюминия. В этом случае защитная корочка толще (20-40мкм).

Фосфатирование (Хим.фос) – для стальных изделий. На поверхности образуется пленка из соли железа (фосфаты, 20-40мкм).

Рисунок 2 — Анодирование

Рисунок 3 — Химическое оксидирование

Рисунок 4 — Химическое фосфатирование

Покрытия отличаются относительно низкой стоимостью. (особенно Хим.окс)

Состав растворов для химического меднения.

Для осуществления процесса химического меднения рекомендуется много разнообразных растворов. В целом состав раствора химического меднения обычно включает в себя:

• соль двухвалентной меди (сульфат меди);

• комплексообразователь;

• восстановитель;

• ускоряющие и стабилизирующие добавки;

• гидроксид натрия для регулирования рН.

Виды растворов меднения различают по тому, какой используется комплексообразователь: виннокислый (тартратный), трилонатный (этилендиаминтетрауксусный), лимоннокислый, глицериновый и т.д.

Наибольшее распространение получил виннокислый раствор химического меднения. Он содержит тартрат калия-натрия, который образует с ионами меди прочный комплексный анион [CuC₄H₄O₆(OH)₂]2-. Значительное распространение получили также трилонатные растворы, содержащие комплексообразователь трилон Б (ЭДТА). Остальные растворы применяются ограниченно.

Кроме формалина в качестве восстановителей в процессе химического меднения могут использоваться гипофосфит, гидразин, боргидрид, однако растворы меднения на их основе уступают растворам с формалином по выраженности автокаталитических свойств у осаждаемой меди, а также по стабильности, и, поэтому, не нашли практического применения.

Стабилизаторами в растворе могут выступать различные тиосоединения: тиосульфат натрия, тиомочевина, сульфид свинца, цистин, роданин, 2-меркаптобензотриазол, диэтилдитиокарбамат, а также цианистые соединения, роданиды, фенантролины и их производные, полисульфиды, соединения селена, ртути, некоторые окислители (в т.ч. кислород), высокомолекулярные вещества. На виннокислые растворы химического меднения стабилизирующее действие оказывают аммиак и углекислый натрий.

Химические основы процесса

Покрытие металлов медью выполняется на основе двух базовых методов. Гальваническое меднение выполняется с помощью электрического тока, химическое меднение обходится без электричества. Оба метода требуют применения электролита на основе медного купороса. При химическом меднении включается каталитический механизм, который ускоряет протекание химической реакции осаждения меди на поверхности другого металла. Но при химическом методе покрывающий слой меди имеет малую толщину, зато процедура покрытия довольно проста и дёшева. При химическом методе меднения   движение анионов меди происходит за счёт разной электроотрицательности металлов. Формула комплексного аниона покрытия выглядит так: анион [CuC₄H₄O₆(OH)₂]2- .

Внешняя электрическая энергия на этот процесс не тратится, поэтому слой покрытия тонкий. Но этим методом можно создавать тонкие декоративные плёнки не только на металлах, но и на других материалах – пластике, стекле, листьях растений и даже насекомых.

ФОТО: avatars.mds.yandex.netСтальная посуда, покрытая медью

Приготовление раствора для домашнего меднения

Для выполнения гальваники в домашних условиях, кроме электрического оборудования (источник постоянного тока, реостат, амперметр), необходимо приготовить раствор электролита, в котором будет проходить процесс. Для приготовления такого раствора понадобятся:

• CuSO4 – медный купорос;
• кислота – HCl (соляная), или HNO3 (азотная), или H2SO4 (серная);
• дистиллированная вода.

В зависимости от требуемого количества электролита готовится раствор в пропорции на 100 миллилитров дистиллированной воды:

• медный купорос – 20 грамм;
• кислота любая – от двух до трех миллилитров;
• дистиллированная вода – 100 миллилитров.

Для получения большего количества раствора количество ингредиентов пропорционально увеличивается.

Особенности проведения в бытовых условиях

Гальваностегия – именно так называется процедура обмеднения изделий из металла. Ее суть в том, что обрабатываемый предмет погружается в электролит с осаженным медным купоросом. Не всем известно, что гальванизация может проводиться своими руками дома и при этом не потребуется специальных приспособлений и умений. Благодаря ей можно готовить поверхность к следующей стадии обработки или провести промежуточную стадию перед нанесением хрома, никеля или латуни.

Металл после такой обработки повышает свою устойчивость к агрессивным воздействиям.

В домашних условиях, как правило, проводится химическая гальванизация незначительных деталей, т.к. при этом не потребуются серьезные траты и дополнительные приспособления.

Характеристики металла

Как уже было сказано выше, в природе медь, как правило, находится в виде небольших самородков.

Это уникальное вещество представляет собой достаточно тяжелый металл, который на вид напоминает самородок яркого розово-красного оттенка.

Этот металл обладает относительной мягкостью и высокой ковкостью, кроме этого, имеет температуру плавления порядка тысячи ста градусов по Цельсию.

Он великолепно проводит не только тепло, но и электрический ток, что и объясняет повышенный спрос на данный металл в электротехнике и приборостроении.

Всевозможные природные добавки в зависимости от различных факторов в металле могут варьироваться и различаться приблизительно от десяти до пятидесяти раз.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Убираем ржавчину с металла — как и чем?

Для данного металла большое значение имеет содержание в нем кислорода, и в зависимости от количества этого элемента в состав меди, разработана определенная классификация.

Так, медь может быть бескислородной и рафинированной.

Кроме этого, бывает медь с большим содержанием кислорода в своем составе, а также общего назначения, когда содержание кислорода максимальное.

Помимо данного элемента в этом металле также может находиться водород, попадающий туда за счет электролиза или отжига.

Медь имеет определенную кристаллическую решетку, и атомы водорода занимают в ней пространство в междоузлиях, а это значит, что на ее свойства они не оказывают практически никакого влияния.

Видео:

Если медь в своем составе содержит в определенном количестве кислород, то водород имеет свойство определенным образом взаимодействовать, но только при достаточно высоких температурах с медной закисью, и в этом конкретном случае начинает формироваться водяной пар, который имеет достаточно высокие показатели давления.

Это оказывает негативное влияние на металл в целом и может привести в некоторых случаях к образованию вздутий, а также трещинам и разрывам.

На изменении показателей пластичности у меди в худшую сторону могут оказать влияние присутствие железа, сурьмы.

Те примеси, которые относятся к группе малорастворимых, понижают хрупкость этого металла, но только при достаточно высоких внешних температурах, а это значит, что для меди крайне нежелателен процесс обработки горячим давлением.

На видео выше показано химическое меднение данного металла.

Характеристики омедненных металлов

Под воздействием атмосферных факторов оно достаточно быстро разрушается, и даже в домашних условиях его обычно покрывают лаком. В то же время подслой из меди значительно улучшает характеристики многослойных покрытий в части механической прочности и коррозионной стойкости.

Нержавеющие стали обычно защищают от коррозии трехслойным покрытием из хрома, никеля и меди. При этом меднение проводится первым, чтобы при использовании изделия в условиях переменных нагрузок обеспечить пластичность всего составного слоя.

Точно такую же роль меднение играет в покрытиях металлопроката и листового железа, из которых изготавливают профильные изделия, эксплуатируемые в условиях морского климата и агрессивных сред. Омедненные провода и контакты из алюминия легко паяются и имеют более низкое сопротивление, особенно на высоких частотах.

Технические условия электролиза позволяют при меднении металлов в декоративных целях окрашивать поверхностные слои меди в различные цвета и придавать им дополнительный блеск (на фото ниже – меднение по нержавейке).

Особенности процесса меднения

Меднение без электрического тока заключается просто в покрытии изделия раствором медного купороса с помощью малярной кисти. Обязательным условием является тщательное очищение детали наждачной шкуркой и промывка водой.  Чем лучше будет очищено изделие, тем качественнее получится меднение его поверхностей.

Медный купорос должен быть максимально чистым, содержание сульфата меди − не ниже 97–98 %. При покрытии медью алюминия нужно работать быстро, так как поверхность алюминия быстро окисляется.

Сырая водопроводная вода для приготовления электролита не годится, так как в ней содержится много хлора. Воду нужно прокипятить и дать долго отстояться.

Видео: Меднение в домашних условиях

В этой инструкции я расскажу, как за несколько простых шагов покрыть медью металлическую шайбу. У вас будет обширное поле для экспериментов: вы можете поменять время, напряжение и состав кислот. Я пройдусь лишь по базовым шагам омеднения электролитическим способом, объясняя «как это сделать», но не вдаваясь в подробности «почему так происходит».

Кратко об эксперименте в домашних условиях: его цена варьируется в пределах 50-150 рублей, эксперимент займёт у вас 1 — 3 часа, а его сложность, в зависимости от ваших навыков гальванического меднения варьируется от лёгкой до средней.

Осторожно! Проводите эксперимент по меднению металла в хорошо вентилируемом помещении, а если вы молоды, то попросите взрослого помочь вам. Что вам понадобится:

Что вам понадобится:

• Медь — 2 небольших кусочка (в видео я использую медную проволоку, но в принципе подойдёт любой медный объект)
• Металлический объект, который мы будем покрывать медью (я взял шайбу)
• Стеклянный контейнер с крышкой
• Провода с зажимами-крокодилами x2
• Источник питания (предпочтительно с регулируемым напряжением)
• Уксус (который будет выступать в качестве кислоты)
• Инструмент для полировки (если хотите отполировать объект после омеднения)

Для этой инструкции я записал видео. В нём я прошелся по всем шагам омеднения, которые описаны ниже.

Технология меднения

Порядок действий при нанесении покрытия:

Схема гальванического меднения

• Надо удалить тонкую пленку окислов с поверхности детали, подлежащей обработке. Используется наждачная бумага, металлическая щетка или иные абразивные материалы. Необходимо действовать очень аккуратно, поскольку сильные повреждения металла останутся заметными. В идеале, поверхность должна быть отполирована.
• Затем изделие тщательно промывается в горячем растворе кальцинированной соды. Это действие позволяет обезжирить поверхность.
• Подготовленное изделие подключается к отрицательному электроду от источника питания и помещается в раствор электролита.
• В раствор электролита опускаются медные пластины с присоединенным к ним положительным электродом от источника питания (анод). Необходимо следить, чтобы анод и катод не соприкасались. В идеале, расстояние между ними должно быть во всех участках одинаковым, но на практике этого сложно добиться.
• Меднение металла производится в несколько приемов. Первый слой покрытия, полученный в течение нескольких минут, рекомендуется удалить и вновь промыть деталь в содовом растворе. Это усилит сцепление слоя омеднения с основным металлом. Деталь выдерживается в растворе около 20–30 минут. Толщина слоя покрытия может достигать 300 мкм.

Схема осаждения металла

Нередко бывает необходимо удалить слой покрытия с хромированных частей. Для этого на деталь подается отрицательный заряд, а на положительный электрод наматывается тряпочка, смоченная в растворе серной кислоты (5%). Ею протирается поверхность детали, слой хромирования снимается. При выполнении процедуры необходимо защищать кожу, органы зрения и дыхания от паров кислоты.

Техника безопасности при меднении в домашних условиях

Несмотря на возможность гальваники в домашних условиях (меднения), процесс остается опасным. В любом гальваническом процессе задействованы токсичные вещества, способные сильно нагреваться

Поэтому нужно неукоснительно соблюдать меры предосторожности

Первое правило гальваники медью в домашних условиях – работайте только в нежилом, хорошо проветриваемом помещении. Подойдут такие места, как мастерская или гараж. Второе правило – применяемое оборудование нужно заземлить. Третье – это соблюдение личной безопасности.

Для обеспечения собственной защиты при меднении в домашних условиях нужно:

• Постоянно быть в респираторе, чтобы обезопасить дыхательные пути. лучше всего использовать вытяжку.
• Защитить руки прочными прорезиненными перчатками.
• Надеть специальную форму или клеенчатый фартук, противоожоговую обувь.
• Не забыть очки для безопасности зрительных органов.
• Не приносить в помещение еду и питье.

Перед меднением лучше заранее озаботиться прочтением специализированной литературы по данной теме. Желательно посоветоваться со специалистами данного профиля.

Способы меднения металлов

С помощью химического метода нельзя получить покрытия большой толщины, но оно проще, дешевле и может выполняться в крайне простых условиях. С помощью него легко получить тонкие декоративные пленки не только на металлах, но и на пластике, стекле, керамике и пр.

К примеру, химическое меднение стали происходит за несколько десятков секунд путем простого погружения в медный купорос.

Погружение в электролитный раствор

Оба метода могут применяться с полным погружением детали в раствор электролита. При гальваническом методе анионы меди отрываются от анода и движутся к катоду под воздействием электрического тока, а при химическом их движение происходит за счет разной электроотрицательности металлов.

Поэтому в первом случае при прочих равных условиях за одну и ту же единицу времени осаждается гораздо большее количество меди, но при этом затрачивается электрическая энергия.

Меднение алюминия рекомендуется производить только методом погружения, которое необходимо выполнять сразу после обезжиривания и травления в кислоте, иначе на его поверхности быстро образуется прочная оксидная пленка.

В видеоролике ниже подробно рассказывается об условиях, которые необходимо соблюдать для качественного меднения алюминия.

Без помещения в электролитный раствор

В первом случае необходимо изготовить медную кисточку из обрезка кабеля с большим количеством мягких медных жил. Ее подсоединяют к плюсу источника, а минус подают на изделие. Затем, постоянно обмакивая кисточку в электролит, «красят» подготовленную поверхность, подбирая по ходу условия и скорость меднения.

Во втором варианте изделие просто покрывают раствором медного купороса с помощью малярной кисти, очищая и обмывая его после каждого слоя. Толщина обмеднения в этом случае будет небольшой и зависит от условий обработки и количества наложенных слоев.

Этот метод хорошо подходит для меднения стали, к которой медь «липнет» даже при условии не очень хорошей подготовки поверхности. А при нанесении таким способом медного купороса на поверхность алюминия достаточно сложно добиться устойчивого результата из-за его склонности к быстрому окислению.

Использование медного купороса

Если на медном купоросе садово-огородного назначения не указан состав, то для электролита он не годится, т. к. может содержать различные добавки, влияющие на гальванический процесс.

При приготовлении электролита в домашних условиях не следует применять сырую водопроводную воду, поскольку она содержит недопустимые при меднении соединения хлора. Перед использованием ее следует отстоять и прокипятить или же просто приобрести дистиллированную.

Необходимые инструменты для меднения в домашних условиях

«Ингредиенты», без которых меднение не состоится, но которые реально подготовить в домашних условиях. Наши гальваники утверждают, что прежде всего, нужны:

• Источник постоянного тока.Выбирается в зависимости от размера изделия.
• Аноды. Анодные пластины выполняют несколько функций. В первую очередь, они подводят в электролит ток, во-вторых, они возмещают убыль металла, уходящего на покрытие изделия.
• Рабочий электролит. Кислотный, щелочной или пирофосфорный раствор. Состав электролита выбирается в зависимости от исходного металла. Необходимо помнить, что любой электролит не универсален и подойдет не для всех работ.

Процесс меднения без применения раствора

Схема простого устройства для меднения без раствора

Обрабатываемая деталь очищается от окисной пленки, обезжиривается, к ней зажимом «крокодил» подсоединяется проводник, соединенный с минусом источника тока.

Медный провод диаметром в полтора миллиметра зачищается от изоляции и продевается в щетину зубной щетки так, чтобы он находился внутри щетины. Второй конец подключается к плюсовой клемме источника тока. Включается ток, щетка смачивается в растворе, после чего щеткой водят по поверхности обрабатываемого изделия.

Периодически щетку снова смачивают в растворе. Операцию проводят до тех пор, пока предмет полностью не покроется медью.

Стабильность растворов для химического меднения.

Увеличение стабильности растворов химического меднения можно применять следующие способы:

• Поддерживать кислотность и концентрацию стабилизаторов в установленных пределах;

• Не допускать превышение оптимальной плотности загрузки;

• Не допускать присутствия в растворе металлических поверхностей, кроме покрываемых;

• При химическом омеднении диэлектриков исключить возможность заненсения активатора в ванну химического меднения;

• Удалять механические примеси из раствора механическим фильтрованием;

• Перекачивать раствор в конце смены в запасную емкость, после чего очищать старую;

• Использовать перемешивание раствора химического меднения сжатым воздухом;

• Использовать покачивание штанг с омедняемыми деталями.;

• Исключать образование газовых мешков на в омедняемых деталях;

• Удалять металлические остатки с подвесок.

Использование меднения

Покрытие медью различных заготовок в последнее время часто проводится в домашних условиях. В большинстве случаев технология применяется для достижения следующих целей:

1. Декорирование металла или пластика. Меднение металла в домашних условиях часто проводится для того, чтобы получить старинные на вид изделия, которые пользуются большой популярностью. Специальная процедура состаривания позволяет создать эффект длительного использования изделия. Кроме этого, медь после нанесения напоминает золото. Именно поэтому небольшой слой можно нанести для получения статуэтки или сувенира.
2. Гальванопластика. Меднение стали подобным образом также может проводиться в домашних условиях. Суть технологии заключается в создании восковой или пластиковой основы, которая покрывается слоем рассматриваемого сплава. Гальванопластика часто применяется для получения ювелирных изделий или сувениров, матриц и волноводов. Применение специальных материалов позволяет существенно повысить качество покрытия.
3. Получение деталей, используемых при создании различных механизмов. Меднение чугуна или другого металла проводят на производственных площадках при различных технологий. Покрытие заготовки медью позволяет существенно повысить электротехнические качества. Подобным образом можно получить клеммы или прочие подобные элементы, которые будут эксплуатироваться под напряжением. Изделия из чистой меди обходятся очень дорого. Именно поэтому часто применяется рассматриваемая технология.

Меднение стали

Меднение пластика в домашних условиях проводится крайне редко, так как подобный материал не выдерживает воздействие высокой температуры. Кроме этого, пластичность основания приводит к появлению структурных трещин.

Гальваника медью в домашних условиях

Техника безопасности

Медный купорос является малотоксичным веществом и в целом неопасен для здоровья

Но при попадании на кожу и в глаза он может вызвать раздражение, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать определенную осторожность. Более опасна серная кислота, которая при меднении используется для обезжиривания и в качестве добавки к электролиту

Поэтому в домашних условиях все работы по приготовлению электролита и химической обработке изделия необходимо выполнять в резиновых перчатках и клеенчатом фартуке, а при больших объемах использовать респираторы и защитные очки. Сам по себе медный купорос не требует какой-либо обработки перед утилизацией, но, поскольку электролиты на его основе содержат серную кислоту, ее необходимо нейтрализовать с помощью щелочи или соды.

Оборудование и материалы

Для меднения в домашних условиях требуется минимальный набор оборудования и реактивов. В качестве гальванической ванны можно использовать любую пластиковую или стеклянную емкость. Для приготовления электролита для меднения необходим только медный купорос и чистая вода, а источником тока может служить старая зарядка для телефона или пара батареек. Другие материалы и инструменты также немногочисленны и доступны в бытовых условиях. В первую очередь это серная кислота (жидкость для аккумуляторов), сода, обрезки медных изделий (труб, шинок, контактов) и наждачка на матерчатой основе.

Рецепт простого раствора

В состав самого простого электролита, используемого для меднения в домашних условиях, входят всего два реагента: сернокислая медь (медный купорос) в количестве 180÷220 г/л и серная кислота (жидкость для аккумулятора) — 40÷60 г/л. В качестве блескообразующих добавок к такому электролиту домашние мастера используют желатин и декстрин (0.5÷1.0 г/л).

В каких случаях применяется?

Можно выделить несколько ситуаций, в которых требуется меднение:

• Декорирование. С помощью технологии можно придавать поверхностям особый «состаренный» вид.
• Гальваническое обмеднение. Этот метод применяется при производстве копий определенный деталей из меди разнообразной формы и габаритов. Предполагается создание восковых или пластиковых основ, которые в последующем покрываются электролитами и медными слоями. Техника активно используется во время создания сувениров, ювелирных продуктов, декоров.
• Электротехника. Благодаря невысокой стоимости технология выгодно выделяется на фоне покрытия золотом или серебром. Омедненые элементы используются в качестве контактов или электродов.

Технология может совмещаться с разнообразными задачами при гальванизации:

• Во время создания многослойных декоров с незначительной защитой. Как правило, применяется медь совместно с хромом и никелем. Благодаря этому повышается уровень сцепления с основой поверхностью.
• В процессе формирования защиты определенных участков деталей при цементации.
• При реставрации. Восстанавливая детали омеднением, создаются промежуточные слои, служащие впоследствии базой для напыления более прочных хромированных и никелированных покрытий.

Гальванопластика

Процесс гальванопластики

Покрытие медью может быть выполнено не только на металлических предметах. Широко распространена гальванопластика, когда меднение выполняется по различным засушенным растениям, насекомым и прочим неметаллическим предметам.

Технология нанесения покрытия мало отличается от обычной, только вначале процесса на поверхность надо нанести электропроводный лак. После засыхания лакового покрытия производятся обычные действия по нанесению слоя меди. Полученные изделия обладают высокими декоративными или художественными качествами и высоко оцениваются зрителями.

Меднение без ванночки

Данным способом можно наносить металлическое покрытие на любые материалы. Суть заключается в «обмазке» (без прямого контакта) заготовки электролитом специальной кисточкой, щетинки которой – медные проволочки. Недостаток этой технологии в том, что добиться качественного меднения рельефных поверхностей вряд ли удастся. По крайней мере, понадобится много времени и усилий, чтобы тщательно обработать все «щели» и «выбоины».

Особенности подготовительного этапа

Кисточка. В домашних условиях ее делают из многожильного медного проводника. Снять изоляцию и «распушить» один его конец – не проблема. Чтобы было удобнее работать, стоит подумать, из чего изготовить рукоятку кисточки. Ею придется водить по поверхности образца, а с учетом того, что провода гибкие, такое меднение станет испытанием для мастера. Как вариант – подвязать «рабочую часть» к карандашу, пластиковому корпусу шариковой ручки. Догадаться несложно.

Тара. Деталь перед меднением укладывается на любую подходящую посуду. Для удобства работы она не должна иметь высоких бортиков. Оптимальный вариант – тарелка. Плюс к этому – емкость, в которой будет электролит. В нее придется постоянно опускать кисточку, поэтому и здесь выбор не затруднен. Подойдет и стакан, если образец небольшой и раствора понадобится немного. Соответственно, вся тара предварительно обрабатывается – моется, чистится, кипятится, обезжиривается.

Сборка схемы. Аналогично предыдущему способу. Кисточка выполняет функцию анода, поэтому ее к «+» БП, а покрываемая деталь является катодом (к «–»).

Процесс меднения

Для обеспечения неразрывности электрической цепи в посуду наливается электролит, так, чтобы его уровень превышал высоту детали. Кисточкой, которая периодически также обмакивается в растворе (для этого он и заливается в отдельную тару), необходимо водить по-над образцом. В результате его поверхность покрывается слоем меди. По сути, производится ее напыление.

Понятно, что такой процесс в исполнении более сложный, так как проводится в «ручном» режиме. Необходимо постоянно следить, чтобы между кистью и обрабатываемой основой был небольшой зазор. Но и это не главное. Его неизменность – одно из условий равномерности покрытия.

В каких случаях целесообразно использовать такой способ меднения

• Если материал образца не является токопроводящим.
• При больших габаритах детали. Подобрать в домашних условиях ванночку соответствующих размеров, к примеру, для люстры, вряд ли получится.

Цель меднения металлов и сферы их применения

Медь обладает совокупностью свойств, которые определяют условия ее применения при меднении металлов и неметаллических материалов. Она пластична, легко поддается полировке, а гальванический слой после меднения практически не имеет пор.

По этой причине медные покрытия очень часто используют в качестве подслоя при хромировании и никелировании изделий, которые эксплуатируются в условиях постоянных сжатий и растяжений. Пластичность меди является идеальным условием для ее применения в гальванопластике.

Толстослойное меднение художественных изделий и сложных моделей позволяет создавать их абсолютно точные копии, которые не трескаются и не деформируются при снятии с оригинала.

Медь обладает лучшей среди недрагоценных металлов электропроводностью и хорошо паяется. Поэтому меднение стальных изделий широко используется в радиотехнике и электротехнике при изготовлении проводников, контактов, деталей антенн и волноводов.

В условиях применения высокочастотных сигналов на медное покрытие приходится большая плотность тока (скин-эффект), что снижает общее сопротивление проводника.

Разновидности процессов меднения

Покрытие поверхностей слоем меди – процесс, который может выполняться не только на промышленных установках, но и в домашней мастерской. Меднение металла в домашних условиях может быть выполнено на самом высоком уровне. Нужно только изучить основные особенности технологии и соблюдать технику безопасности. Существует две технологии меднения поверхности предметов.

Первая технология – «погружная», с применением электролитного раствора. По этой технологии обрабатываемая деталь погружается в электролит между двумя медными электродами. После этого на электроды и на заготовку подается напряжение. Через некоторое время деталь покрывается тонким слоем меди. Чем дольше будет выдерживаться изделие под напряжением, тем толще будет медный слой на ее поверхности.

Вторая технология – без погружения обрабатываемого предмета в электролит. Этот технологический процесс более сложный, чем меднение стали или любого другого металла погружным способом, но, тем не менее, дает отличное качество покрытия поверхности медной пленкой.

Похожие записи:

Ст сэв 505-77микросхемы интегральные цифровые. серия ттлк155ла2, к155лаз, к155тм2 Ловля на пружину Дверь своими руками Дренаж и просеивание земли. старинные приемы Мбор Установка рулонных штор на пластиковое окно своими руками