После публикации моей предыдущей идеи — Серьезный бизнес на гальванике — пришло столько вопросов о технологическом процессе, что я решил объединить свои ответы в отдельной идее.

Технологическое оборудование для гальваники

1. ванна сернокислотная
2. ванна холодной воды
3. ванна горячей воды
4. ванна железнения
5. ванна холодной воды
6. стол рабочий на колесах
7. корзины и бутыли с кислотами
8. сварочный трансформатор
9. балластные реостаты.

Технологический цикл

Включает в себя следующие операции:
1. Предварительная подготовка.
2. Сернокислотное пассивирование.
3. Промывка в холодной воде.
3. Промывка в горячей воде.
4. Железнение.
5. Промывка в холодной воде.
6. Дальнейшая обработка.

Предварительная подготовка

Состоит в следующем. Поступивший вал обтирают ветошью от остатков масла, из шпоночных пазов удаляется грязь. Затем снимаются размеры шейки в местах максимальной выработки и невыработанные размеры. Это необходимо для установления толщины необходимого покрытия и определения времени железнения. Если вал убитый (большой эллипс, конус), то для восстановления правильной геометрии его подвергают шлифовке, но снимают не более 0,5 процента от общего диаметра шейки. Таким образом выясняется толщина необходимого покрытия.

Н(мм) = Нв(выработки) + 3Нм.ш.(минимальный шлиф станка)

величину 3Нм.ш можно задать и больше

Для определения рабочих токов необходимо знать катодную (покрываемую) площадь. Для этого измеряется диаметр шейки и её ширина И затем по формуле

S = π · D · A,

где А — ширина шейки.

Площадь рассчитывается в квадратных дециметрах.

Таким образом, выяснив площадь и умножив её на рекомендуемую плотность тока (А\кв.дм), мы будем знать величину общего необходимого тока.

Время, необходимое для железнения, находят по формуле:

Т(часов)=7400*Н / Ic*n,

где:
Ic= I катодный — Iанодный А/дм.
n- выход железа по току, определяется практически, но можно использовать эмпирическую формулу: n = 47(Ic)0,2

Сернокислотное пассивирование

После того, как все расчеты выполнены, начинаем процесс.

В масляные каналы забивают резиновые пробки.

Для того, чтобы подготовить поверхность вала к железнению, применяется метод сернокислотной пассивации. Применяют различные режимы (переменным током, асимметричным током), но самым быстрым и производительным является режим травления на аноде, позволяющий одновременно с пассивацией производить очистку поверхности от масляных и лаковых пленок.

Для этого вал помещают в сернокислый 20-30% раствор и подключают его к + шине, катод выполняется из листового свинца и его площадь должна превышать площадь детали не менее 10 раз. Затем включается ток плотностью до 50А\кв.дм. Время – 1 мин. Ток постоянный (выпрямленный).

За это время поверхность детали приобретает ровный матово- темносерый оттенок. На этом операция пассивирования закончена.

Промывка в горячей и холодной воде

Железнение

Если вам необходимо восстановить определенный участок, а не всю деталь, применяют маскирование — участок, не подлежащий железнению, закрашивают нитролаком или нитрокраской. Так как нитро покрытия очень пористые, окраску следует производить не менее, чем в два слоя, с промежуточной сушкой.

Процесс железнения ведется при температуре 18-25°С. Аноды из стали Ст.3…..Ст.20. Легированные стали в качестве анодов не применяются, т.к. ионы хрома затрудняют процесс и снижают качество покрытия.

Собственно сам процесс железнения разбит на несколько этапов. Первые этапы служат для создания равномерного первичного слоя, прочно скрепленного с основой. Последний этап служит для наращивания рабочего слоя с требуемой твердостью.

1. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 15,5 А\кв.дм. Время — 15 сек. Твердость покрытия 180 кгс\кв.мм.

2. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 10 А\кв.дм. Время — 60 сек. Твердость покрытия 270 кгс\кв.мм.

3. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 5 А\кв.дм. Время — 60 сек. Твердость покрытия 400 кгс\кв.мм.

4. Ток катодный — 20 А\кв.дм, анодный — 3,5 А\кв.дм. Время — 30 сек. Твердость покрытия 540 кгс\кв.мм.

5. Ток катодный — 30 А\кв.дм, анодный — 3,5 А\кв.дм. Время — 30сек. Твердость покрытия 630 кгс\кв.мм.

На этом процесс «затяжки» заканчивается и далее идет наращивание рабочего слоя до заданных размеров.

6. Ток катодный — 30 А\кв.дм, анодный — 3 А\кв.дм. Время — расчётное. Твердость покрытия 630 кгс\кв.мм.

Промывочную воду из ванны 2 и 5 используют для доливки в ванну железнения. В процессе работы с анода выделяется шлам, который после отстаивания необходимо удалять.

И ещё одна деталь. Перед началом железнения нужно «проработать» электролит. Для этого к катоду подвешивают ненужный кусок металла и включают катодный ток не более 10 А, на один, два часа. Это необходимо для очистки раствора от примесей и для удаления 3 валентного железа. Осаждается железо с валентностью 2.

Если у вас был перерыв в работе длительностью более суток, электролит необходимо также проработать.

Если вам не удалось раздобыть соль чистотой Ч или ЧДА, и вы используете садово–огородный химикат, то процесс проработки электролита следует вести самым минимальным катодным током, анодный ток не используется. Величину тока устанавливают «на грани» начала газообразования на катоде.

Само собой разумеется, этот процесс будет длиться значительно дольше, нежели при работе с чистыми реактивами.

Состав электролита:
хлористое железо — 400-440 г\л
серная кислота — 0,8-1 мл\л
иодистый калий — 5-10 г\л
соляная кислота — до рН= 1–1,2

Кислотность определяется лакмусом или индикаторной бумагой.

Твердость покрытия определяется «Роквеллом» или «Бринелем».

Для начала не стоит гнаться за твердостью и производительностью, попробуйте поработать на 1 и 2 режиме, попробуйте восстановить какую-нибудь деталь, что можно будет потом обработать напильником, резцом или сверлом. Когда у вас начнет что-то получаться, постепенно перейдёте к сложнопрофильным деталям и повышению твердости.

Я далек от мысли, что гальваника асимметричным током — панацея от всех бед и решение всех проблем. Это всего лишь инструмент. И так же, как и всякий инструмент, он не может быть универсальным, на все случаи жизни. Традиционная гальваника ничуть не хуже, просто она другая.

Целью публикации было привлечь внимание к тому, что благодаря изменению цен на электроэнергию и металл на внутреннем и внешнем рынках стало возможным получать из этого процесса неплохую материальную выгоду.

Если в советские времена свет стоил 2 коп., а кг железа 12-16 коп., то сегодня разница в цене выше: свет 2,86 тг, а металл более 50 тг за кг. Если раньше себестоимость такого ремонта не превышала 60% от первоначальной стоимости, то сегодня эта цифра значительно ниже. И это только про железо. Я уже не говорю о ценах на «пищевое» олово. Кому интересно, посмотрите биржевые цены. В каждой консервной банке от сгущенки или тушенки его содержится от 0,75 г до 2 г. А процесс снятия гальваникой этого покрытия занимает не более 4-5 мин. Занимайся — не хочу. Под эту шару можно прикинуться борцом за экологию (оставаясь в душе идейным борцом за денежные знаки) и если не откосить от налогов, то уж попробовать их уменьшить. О залежах этого сырья и трудовых резервах находящихся там же, а иногда и проживающих прямо на этих копях, думаю, никому не нужно рассказывать. В больших городах эти полигоны, в большинстве своем, электрифицированы. Во всяком случае, в вагончике директора свет есть. Никто не мешает….., кроме ворон. :-))))

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

Основной задачей гальванического покрытия медью в домашних условиях или по-другому меднения является подготовка поверхности металла к его дальнейшей обработке. Такой операции могут подвергаться различные металлы, и не металлы, среди которых следует выделить:

  • сталь,
  • латунь,
  • никель и другие.

Использование меди

Благодаря своим многочисленным преимуществам данный металл получил широкое распространение. На сегодняшний день медь и ее многочисленные сплавы широко используются в промышленности. Металл актуальный для авиастроения, автомобилестроения, приборостроения и других отраслей. Не меньшей популярностью металл и изделия из него пользуются и в бытовой сфере. Меднение само по себе является одним из лучших способов покрытия тонким слоем металлической поверхности. В домашних условиях меднение можно выполнить нескольким способами.

Гальваническое меднение в домашних условиях

Для этого понадобится:

  • Вода;
  • Соляная кислота в чистом виде.


Гальваническое меднение в домашних условиях

Приготовления раствора

Делаем насыщенный раствор медного купороса, после чего нужно будет добавить 1/3 этого раствора в соляную кислоту. После приготовления раствора медного купороса его следует тщательно размешать, чтобы не было частиц. Далее нужно соляную кислоту тонкой струйкой добавить в этот раствор. Не следует забывать про технику безопасности и использовать перчатки и защитные очки. После того, как вы добавили в раствор соляную кислоту, его следует тщательно перемешать.

Итак, раствор готов и можно приступать к меднению в домашних условиях. Для этого нужно взять металлическую деталь, на которую вы собрались наносить слой меди и подготовить ее к работе. Подготовка включает в себя ее обработку наждачной бумагой. Данная процедура позволяет не только зачистить металлическую поверхность, но и обезжирить ее. Такая же процедура будет актуальна и для детали из латуни или свинца. После этого, покрытие нужно тщательно промыть в растворе кальцинированной соды. Это позволит более тщательно обезжирить материал.

Кальцинированная соды для обезжиривания материала

Далее поверхность нужно погрузить в раствор медного купороса и соляной кислоты. Следует обратить внимание на то, что первый слой меди является очень тонким и слабым, поэтому его желательно снять при помощи металлической щетки. После того, как вы это сделали, поверхность стали или свинца следует повторно промыть в растворе кальцинированной соды и опять погрузить в раствор для меднения. Данные манипуляции приведут к тому, что слой меди в домашних условиях на поверхности будет гораздо толще и гораздо крепче, поскольку его убрать можно будет с предмета, только используя наждачную бумагу, а не металлическую щетку как прошлый раз.

Этот способ позволяет сделать очень качественное медное покрытие, которое можно снять только наждачкой. Для улучшения медного покрытия в домашних условиях следует деталь еще раз погрузить в раствор. Указанный способ отличается своей простотой и высокой эффективностью в том числе и для изделий из свинца.

Процедура меднения

Меднением принято называть процедуру гальванического нанесения меди, толщина слоя меди в таких случаях может составлять-от 300 мкм и больше. Меднение стали это один из наиболее важных процессов в гальванике, поскольку используется, как дополнительный процесс перед нанесением других металлов для хромирования, никелирования, покрытие серебром.

Слой меди прекрасно держится на стали и способен выравнивать различные дефекты на поверхности.

Для медных покрытий характерно высокое сцепление с другими поверхностями, изделиями из свинца особенно металлическими, а также высокая электропроводность и пластичность. Нанесенное недавно покрытие имеет ярко-розовый матовый или же блестящий цвет. Под воздействием влияний атмосферы медные покрытия могут окисляться, покрываться налетом окислов с различными пятнами радужного вида.

Сферы использования омеднения

Как правило, гальваническое омеднение может использоваться:

  • В декоративных целях. С учетом огромной популярности в нынешнее время старинных изделий из меди. Существуют методы искусственного состаривания изделий из стали;
  • В гальванопластике. Широко распространена в ювелирной сфере, среди сувенирной продукции, для изготовления барельефов и т.д;
  • В технической отрасли. Меднение металла очень важно в электротехнической области. Низкая стоимость меднения по сравнению с покрытиями из золота или серебра позволяет снизить расходы на изготовление электродов, электротехнических шин, контактов и других элементов из сталии свинца.

Меднение происходит вместе с нанесением других гальванических покрытий

  • Если нужно нанести многослойное защитно-декоративное покрытие на слой стали. В подавляющем большинстве случаев здесь медь используют вместе с никелем и хромом. Это позволяет улучшить сцепление с основным металлом и получить блестящее покрытие высокой прочности;
  • Во избежание цементации участка. Меднение свинца позволит избежать появления углероживания на стальных участках. Для нанесения медного слоя используют только те участки, на которых будет проводиться обработка резанием;
  • При выполнении реставрационных и восстановительных работ. Данный метод наиболее часто используется для восстановления хромированных частей автомобилей и мотоциклов. Для этих целей наносится довольно толстый слой меди, порядка 100-250 мкм и более того, что позволяет закрыть все дефекты и повреждения металла для нанесения последующих покрытий;

Разновидности меднения

  • Используя погружение в электролит;
  • Без погружения в электролит.

Первый способ предполагает обработку металлического изделия наждачной бумагой, щеткой и промывки водой. После чего обезжиривания в горячем содовом растворе с повторной промывкой. Далее в стеклянную емкость опускают на медных проволочках две медные пластины –аноды. Между пластинками на проволоке подвешивают деталь, после чего пускается ток.

Второй способ актуальный для изделий из стали, алюминия и цинка.

Домашнее омеднение

Данная процедура актуальна для различных случаев, поскольку нанесение слоя меди может использоваться для алюминиевых столовых приборов, сувениров, подсвечников и т. д. Неповторимый эффект оказывают изделия не из металла, на которые был нанесен слой меди. Это могут быть стебли растений, листья и др. Ввиду того, что в покрываемых предметах отсутствует токопроводящий слой, вместо него используется специальный электропроводный лак, который наносят на поверхности.

В состав лака входит ряд органических растворителей, пенкообразователей и тонкодисперсионный графитовый порошок, благодаря которому создается электропроводность. Лак наносят тонким слоем на сухую поверхность, и после высыхания через час можно приступать к омеднению. При желании можно меди придавать различные цветовые оттенки, используя для этого специальные способы. Высокое качество и уникальность таких изделий вполне заслуженно приравнивается к настоящим ювелирным украшениям.

Видео: Меднение в домашних условиях

Гальваника – это и раздел прикладной науки «Электрохимия», в котором изучаются процессы, протекающие при осаждении катионов металла на катоде, помещенном в электролитический раствор, и технологический процесс. Гальваника в домашних условиях или выполняемая на производстве позволяет наносить на поверхность обрабатываемого изделия тонкий слой металла, который может выступать в роли защитного или декоративного покрытия.

Методы реализации такого технологического процесса, отличающегося достаточно высокой сложностью, уже хорошо отработаны, поэтому сегодня его активно используют не только производственные предприятия, но и многие домашние мастера.

Особенности процесса

Покрытие, формируемое на обрабатываемой детали при помощи гальваники, может наноситься в технологических целях либо выполнять декоративные, защитные или сразу обе функции. В декоративных целях создают тонкий слой золота или серебра, а чтобы обеспечить надежную защиту поверхности обрабатываемой детали от коррозии, выполняют цинкование или гальваническое меднение.

Сделать гальванику даже в домашних условиях несложно. Выполняют такую процедуру следующим образом.

  • В диэлектрическую емкость с электролитом опускают два анода, подключаемые к плюсовому контакту источника электрического тока. Материалом изготовления таких анодов должен быть металл, слой из которого необходимо сформировать.
  • Само обрабатываемое изделие, подключаемое к минусовому контакту источника электрического тока и, таким образом, выступающее в роли катода, помещается в электролите между анодами.
  • Гальванизация, то есть процесс переноса молекул металла с электролита на изделие-катод, начинает происходить в тот момент, когда замыкается полученная электрическая сеть.
В результате на обрабатываемой поверхности формируется тонкий и однородный слой металла, который изначально содержался в химическом составе электролита.

Необходимое оборудование

Гальваника своими руками может быть качественно выполнена с использованием даже самого простейшего оборудования, которое есть в арсенале многих мастеров. В первую очередь следует подобрать источник постоянного тока, который обязательно должен быть оснащен регулятором выходного напряжения. Наличие такого регулятора необходимо для того, чтобы иметь возможность плавно и в широких пределах изменять мощность вашего самодельного устройства для гальваники.

В качестве источника питания в домашних условиях очень удобно использовать выпрямитель электрического тока, который можно собрать самостоятельно (или приобрести серийную модель). Многие умельцы, выполняющие нанесение гальванического покрытия в домашних условиях, в качестве источника тока применяют серийные сварочные аппараты.

Гальваническая ванна своими руками также может быть изготовлена без особых проблем. В качестве такой ванны можно использовать любую емкость из стекла или пластика, при этом необходимо учитывать, что в такую емкость для гальваники должна помещаться как обрабатываемая деталь, так и требуемое количество электролита. Очень важно также, чтобы ванна была достаточно прочной и могла выдерживать высокую температуру, величина которой может доходить до 80°.

Аноды, используемые для осуществления гальваники в домашних условиях, выполняют сразу несколько важных функций:

  • подводят в электролит электрический ток и обеспечивают равномерное распределение последнего по обрабатываемой поверхности;
  • возмещают убыль наносимого на изделие металла, расходуемого из химического состава электролита;
  • способствуют протеканию некоторых окислительных процессов.
Выбирая аноды для своего гальванического аппарата, следует соблюдать одно важное правило: их площадь должна быть больше, чем площадь обрабатываемой поверхности.

Гальваника дома не может быть осуществлена без использования нагревательного прибора, при помощи которого электролит доводится до требуемой рабочей температуры. Очень удобно, когда интенсивность нагрева, обеспечиваемого таким устройством, может регулироваться. Если ориентироваться на опыт домашних умельцев, которые уже имеют опыт нанесения гальванических покрытий в домашних условиях, можно порекомендовать использовать в качестве нагревательного прибора небольшую электроплитку или обычный утюг с регулировкой степени нагрева подошвы.

Что потребуется для приготовления электролита

Чтобы безопасно хранить в домашних условиях химические реактивы, из которых будет готовиться электролит для гальваники, а также сам готовый раствор, вам потребуется стеклянная посуда с притертыми крышками. Количество химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор, необходимо отмерять с точностью до одного грамма. Для решения такой задачи в домашних условиях подойдут даже недорогие электронные весы, которые можно приобрести в любом хозяйственном магазине.

Если вы решили заняться нанесением гальванических покрытий на различные изделия в домашних условиях, то наверняка столкнетесь с проблемой приобретения химических реактивов, из которых готовится электролитический раствор. Дело в том, что организации, производящие и реализующие такие химические вещества, могут продавать их только тем, кто имеет соответствующие разрешительные документы. Приобрести такие химические реактивы частному лицу или даже организации, не обладающим такими документами, проблематично.

Как правильно подготовить изделие к процедуре

После того как вы изготовили свой гальванический аппарат, нашли все необходимое оснащение и химические составляющие, можно приступать к такому важному процессу, как подготовка изделия, которое будет подвергаться гальванике. Важность такого процесса очень сложно переоценить, так как именно от качества его выполнения во многом зависит то, какими характеристиками будет обладать готовое покрытие.

В большинстве случаев подготовка изделия к гальванике не ограничивается только очисткой его поверхности от загрязнений и ее обезжириванием. Выполняются также и последующая шлифовка с использованием наждачной бумаги и специальных паст.

Гальваническое покрытие выделяет все недостатки поверхности, поэтому обрабатываемая деталь должна быть идеально подготовлена, то есть устранены все сколы, царапины и раковины

Для того чтобы обезжирить обрабатываемую поверхность перед гальваникой, можно использовать органические растворители в чистом виде или приготовить для этих целей специальный раствор. В частности, для эффективного обезжиривания стали или чугуна в домашних условиях готовят растворы, в состав которых входят едкий натр, жидкое стекло, карбонат натрия и фосфат натрия. Обезжиривание изделий из таких металлов выполняют в нагретом до 90° растворе. Цветные металлы можно эффективно обезжирить растворами, содержащими в своем составе хозяйственное мыло и фосфорнокислый натрий.

Чтобы получить качественное гальваническое покрытие как в домашних, так и в производственных условиях, с обрабатываемой поверхности необходимо также удалить окисную пленку, для чего используют специальные декапирующие растворы с серной или хлороводородной кислотой.

Требования техники безопасности

Любая гальваническая операция (цинкование, хромирование, никелирование, меднение и др.) является опасным технологическим процессом, поэтому при ее выполнении в домашних условиях необходимо строго следовать требованиям техники безопасности. Опасной гальванику делают как токсичные химические вещества, так и высокая температура нагрева электролита, а также риски, связанные с любыми электрохимическими процессами.

Для проведения гальваники в домашних условиях лучше отвести нежилое помещение, в качестве которого может выступать гараж или мастерская. В нем обязательно должна быть организована качественная вентиляция. Все электрическое оборудование, которое вы будете использовать для того, чтобы сделать гальванику, необходимо заземлить.

Личная безопасность – самое важное правило, которого следует строго придерживаться при осуществлении гальваники в домашних условиях. К мерам, которые способны обеспечить такую безопасность, следует отнести:

  • использование респиратора для защиты дыхательных путей;
  • защита рук при помощи мягких и прочных резиновых перчаток;
  • использование при работе клеенчатого фартука и обуви, способной защитить от ожогов кожу ног;
  • защита органов зрения при помощи специальных очков.

Кроме того, во время процедуры гальваники не следует ничего есть и пить, чтобы случайно не наглотаться и вредных испарений.

Чтобы быть готовым к любым неожиданностям, которые могут возникнуть в процессе выполнения такой операции, лучше предварительно почитать специальную литературу или даже посмотреть обучающее видео на данную тему.

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/дм 2 . 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.

После завершения процесса гальваники изделие извлекают из электролитического раствора, промывают в воде, тщательно просушивают и полируют.

Хромирование

Гальваническое хромирование в домашних условиях или на производственном предприятии позволяет придать поверхностному слою обрабатываемого изделия более высокую твердость, устойчивость к коррозии, а также декоративность. Поскольку хромовое покрытие отличается достаточно высокой пористостью, его выполняют после гальванического нанесения меди на обрабатываемую деталь (либо никелирования). Для выполнения такой технологической операции используют аноды, которые изготовлены из сплава свинца, олова и сурьмы.

На конечный результат хромирования, выполнить которое в домашних условиях достаточно сложно, так как для этого необходимо использовать токи высокой плотности – до 100 А/дм 2 , оказывают влияние различные факторы. К наиболее значимым из них следует отнести:

  • температуру используемого электролита – от данного параметра зависит оттенок формируемого покрытия, которое может быть матовым (температура ниже 35°), блестящим (35–55°) и молочным (выше 55°);
  • химический состав электролита, оказывающий влияние на защитные свойства формируемого покрытия, а также на его цвет, который может быть темно-голубым, синим, агатовым.

Заключительным этапом хромирования после извлечения детали из электролитического раствора является промывка обработанной поверхности водой, последующая нейтрализация в растворе пищевой соды, еще одна промывка, просушка и полировка с использованием специальных паст.

Меднение

Меднение с использованием гальваники в домашних условиях необходимо для того, чтобы создать на поверхности обрабатываемого изделия токопроводящий слой, отличающийся небольшим значением электрического сопротивления, а также для того чтобы защитить деталь от негативного воздействия внешней среды.

Наносить слой меди на стальные и чугунные изделия, предварительно не покрыв их слоем никеля, смертельно опасно, так как для этого необходимо использовать цианистый электролит.

После предварительного никелирования металл покрывают слоем меди с использованием раствора сернокислой меди, концентрированной серной кислоты и воды комнатной температуры.

В 1840 году российский учёный-физик немецкого происхождения, Мориц Герман, который после переезда в Российскую империю сменил имя и фамилию на Борис Якоби, пишет работу под длинным названием: «Способ производить, по данным образцам, из медных растворов медные изделия с помощью электричества или Гальванопластика для прикладных искусств». С этого научного труда начинается история гальваники не только в России, но и в мире.

В своих исследованиях Якоби опирался на более ранние работы итальянского физика Луиджи Гальвани, поэтому и назвал процесс гальванопластикой, а емкость в которой происходит сие чудо — гальванической ванной.

В настоящее время гальваника является разделом электрохимии и изучает осаждение электролитов на поверхности металлов. В свою очередь, гальваника разделятся на два больших подотдела:

  • Гальванопластика: электрохимический способ копирования. С его помощью наносят достаточно толстый слой металла и как следствие получают точную копию копируемого предмета. В частности, посредством этого метода изготавливают виниловые пластинки и лазерные компакт-диски.
  • Гальваностегия: электрохимическая технология покрытия подложки слоем металла, с целью получения более прочного или более декоративного слоя. Часто эти две задачи совмещают.

Посредством процесса гальваностегии можно покрыть слоем металла, захромировать практически любую поверхность: металлическую, пластиковую, деревянную, кожаную. Хромированные сапоги или никелированные ботинки — вещь вполне реальная, но не совсем практичная. Гораздо более востребовано покрытие одного металла другим с целью повышения антикоррозийных, прочностных и эстетических характеристик. Такие процессы, как хромирование, никелирование, меднение, цинкование давно стали обычной практикой крупного промышленного производства.

Химическая металлизация своими руками в домашних условиях. Гальваника в домашних условиях вещь вполне реальная, конечно, при соблюдении определённых требований. Из всех видов домашней гальваники хромировка является, пожалуй, самым сложным видом гальваностегии по двум причинам:

  • Техническая сложность процесса.
  • Крайняя опасность химических компонентов для здоровья.

Первая техническая сложность

Сложность хромирования состоит в том, что предъявляются очень жёсткие требования к режиму функционирования гальванической ванны. Малейшие отклонения от требуемой плотности тока, температуры и концентрации электролита приводят к резкому изменению качества хромового покрытия, вплоть до брака.

Способность хрома сильно меняться в качественном отношении, в зависимости от температуры электролита и силы тока, активно используется на производстве для получения хромовых покрытий с разной степенью блеска, окрашенности и прочности.

  • При температуре электролита от 30−60 градусов поверхность готового изделия будет блестящей.
  • Выше 60 градусов — хромовое покрытие будет иметь молочный оттенок.
  • Ниже 30 градусов — поверхность матовая.

От концентрации состава электролита хром меняет цвет, а вместе с цветом меняются и прочностные характеристики. Цвет меняется от обычного светлого, до темно-голубого, агатового, синего и, наконец, до практически чёрного. По мере изменения цвета меняется и прочность хромового покрытия. Самый мягкий хром имеет обычный светлый цвет, для его получения требуется комнатная температура и сила тока порядка 5 А/кв.дм. Самое прочное хромовое покрытие соответствует хрому чёрного цвета. Но для получения чёрного хрома необходима сила тока 100 А/кв.дм, что в условиях домашнего производства сделать технически невозможно.

Вторая техническая сложность

Вторая сложность состоит в том, что хром не может непосредственно соединяться со сталью, алюминием, чугуном или железом. Поэтому всегда перед хромированием проводят процесс никелирования. Часто с целью получения более качественного результата проводят несколько последовательных нанесений слоёв: никель, медь, снова никель и только в заключение наносят слой хрома.

При этом нужно иметь в виду, что само по себе хромовое покрытие обладает достаточно противоречивыми характеристиками. С одной стороны, хром обладает высокой механической прочностью (намного выше, чем у никеля), химической инертностью и очень ярким блеском. Но одновременно с этим он очень хрупок и обладает пористой структурой. Поэтому подложка из никеля для слоя хрома является необходимой даже в том случае, если хромирование осуществляется на поверхность металла, с которым у хрома хорошая сцепка, например, медь или латунь.

Таким образом, процесс хромирования в домашних условиях автоматически подразумевает проведение как минимум двух последовательных технологических процессов: никелирования и хромирования.

Опасность для здоровья

Основной компонент электролита для хромирования — оксид хрома (CrO3) или, как его ещё называют, хромовый ангидрид. Так уж получилось, что хромовый ангидрид является сильнейшим ядом и одновременно одним из самых сильных канцерогенов. Смертельная доза для человека при приёме внутрь составляет приблизительно 4−6 грамм, в зависимости от веса индивида. При попадании на открытые участки кожи чистого оксида хрома или его растворов возникают химические ожоги, которые затем переходят в дерматиты и экземы, с последующим перерождением в рак кожи.

При соединении оксида хрома с веществами, имеющими органическую природу, такими как технические растворители, бензин, керосин, происходит мгновенное возгорание и взрыв.

Понятно, что такое «прекрасное» химическое вещество невозможно просто взять и купить в магазине хим. реактивов. Оборот хромового ангидрида жёстко регулируется государством и продажа разрешена только юридическим лицам, имеющим лицензию на соответствующий род деятельности.

Необходимое оборудование

Хромирование на кухне жилой квартиры способен проводить только потенциальный самоубийца. Для того чтобы начать процесс хромирования фары, необходимо иметь для этого специальное помещение, максимально удалённое от жилых построек. Лучше всего для этих целей подойдёт просторная мастерская или гараж. Обязательно наличие хорошей принудительной вентиляции. Предварительно из помещения должны быть удалены все ёмкости с бензином, красками, лаками и прочими растворителями. В обязательном порядке приобретается хороший огнетушитель и прорабатывается вариант запасного выхода из помещения в случае возникновения нештатной ситуации.

Для хромирования необходимо иметь:

  • Гальваническая ванна. Либо из стекла, либо из прочного пластика, способного выдерживать повышение температуры до 100 градусов.
  • Выпрямитель. Источник постоянного тока с возможностью регулировать выходное напряжение. Параметры — 12В/50А. Если речь идёт о мелких деталях, то можно использовать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
  • Нагреватель. Должен выдерживать долговременное пребывание в агрессивной кислой среде. Например, керамический тэн. Обычный тэн не подойдёт.
  • Термометр. С делениями от 0 до 100 градусов. Оптимальная температура для проведения процесса составляет 45−55 градусов.

Нужно иметь в виду, что для оптимизации процесса необходимо оборудовать как минимум две такие установки, одна для хромирования, а вторая для никелирования. В противном случае придётся постоянно менять реактивы в одной ёмкости, что крайне неудобно и затратно.

Три составляющие гальванического процесса

Гальваника в домашних условиях, хромирование — это гальванический процесс. Поэтому для его проведения необходимо наличие трёх составляющих: катода, анода и электролитической среды, в которой будет происходить перенос заряженных частиц металла.

  • Катод. Пластина чистого свинца либо сплав свинца с оловом. Необходимо помнить, что площадь катода должна быть больше площади анода. Катод подсоединяется к положительному выходу выпрямителя.
  • Анод. Это и есть сама хромируемая деталь. Он должен висеть в среде электролита таким образом, чтобы не касаться стенок и дна емкости. Кроме того, анод ни в коем случае не должен касаться катода.
  • Электролит. Для хромирования требуется особо тщательная подготовка электролита.

Приготовление электролита

В набор электролитической жидкости для хромирования входят следующие компоненты:

  • Хромовый ангидрид: 250 гр/л.
  • Серная кислота: 2−3 гр/л. Химически чистая, концентрированная. Техническая серная кислота не годится.
  • Вода дистиллированная.

Вода нагревается до температуры 60−80 градусов. После этого в ней растворяется ангидрид. Раствор чуть охлаждается и затем в него добавляется тонкой струйкой необходимое количество серной кислоты.

Подготовка поверхности хромируемого изделия

Состоит из трёх этапов:

  • Механическая очистка, шлифовка и полировка.
  • Обезжиривание.
  • Никелирование.

Особенностью хромирования является то, что оно, наоборот, подчёркивает все имеющиеся неровности, сколы и трещины на поверхности изделия. Поэтому с поверхности хромируемой детали предварительно должны быть удалены следы старой краски, ржавчина, сколы, трещины и прочие дефекты. Подготовка хромируемой поверхности состоит из следующих этапов:

  • Пескоструйная обработка.
  • Полировка мелкой шкуркой.
  • Шлифовка мягкими материалами и полировочной пастой.

Для обезжиривания нельзя использовать бензин или Уайт Спирит. В противном случае будут проблемы с качеством хромирования. Оптимальный вариант — приготовить специальный раствор:

  • Натр едкий: 150 гр/л;
  • Сода, кальцинированная: 50 гр/л;
  • Клей силикатный: 5 гр/л.

Раствор подогревается до 90 градусов. После этого в него опускают деталь и выдерживают 20−40 минут, в зависимости от площади и рельефа поверхности детали.

Никелирование является последним этапом подготовки детали к хромированию. Процесс никелировки производят в специальной гальванической ванне. Катодом в этом случае является металлический никель, а в качестве электролита выступает раствор серной кислоты и солей никеля.

Этапы хромирования

Непосредственно хромирование состоит из ряда последовательных этапов:

  • Процесс начинается с поднимания температуры электролита в ванне до 50−54 градусов.
  • Помещается хромируемая деталь с предварительным присоединением к ней катодного выхода.
  • После этого выдерживают некоторое время, не подавая напряжения в систему. В течение этого времени температура детали и электролита должны выровняться.
  • После подачи напряжения обрабатываемая деталь находится в растворе как минимум 20 минут. В некоторых случаях хромирование может продолжаться 2−3 часа. Всё решается в индивидуальном порядке в зависимости от размера детали и необходимых конечных характеристик хромированного покрытия.
  • После окончания процесса деталь достаётся из раствора, промывается и помещается в сушильный шкаф на 2−3 часа.

В интернете очень много видеоуроков по гальванике, в частности, по хромированию металлов. Поэтому все детали этого процесса можно почерпнуть там.