Pentru a pregăti un obiect metalic pentru prelucrare ulterioară, acesta trebuie acoperit cu cupru - acest proces se numește galvanizare. Principiul funcționării sale este de a depune pe suprafața piesei de prelucrat dintr-un alt metal, care este dizolvat cu un mijloc adecvat. Din acest articol veți învăța cum să acoperiți metalul cu cupru acasă pentru a vă realiza toate ideile ulterioare cu piesa de prelucrat.
Pentru ce este?
Tehnologia de galvanizare presupune crearea unei soluții și formarea diverșilor electrozi. În timpul acestui proces, ionii de cupru, care sunt dizolvați în electrolit, sunt atrași de polul negativ al piesei de prelucrat către punctul lor de suprafață.
Galvanizarea pieselor metalice în industrie este folosită nu numai ca proces final de prelucrare. Poate fi folosit pentru pregătirea pieselor pentru operațiunile ulterioare (de exemplu, cromarea, placarea cu nichel, placarea cu argint a oricăror obiecte).
Placarea chimică cu cupru a pieselor se realizează cel mai adesea acasă. De asemenea, merită remarcat faptul că există multe modalități de a efectua o astfel de procedură, fiecare dintre ele având propriile avantaje și dezavantaje.
Domenii de utilizare ale galvanostegiei
Acoperirea metalului cu cupru acasă a devenit recent foarte utilă. Cel mai adesea, această procedură este abordată în următoarele scopuri:
- În decorativ. De exemplu, diverse părți sunt îmbătrânite în acest fel pentru a da un aspect vintage.
- În galvanoplastie. Foarte des un strat de cupru este aplicat suvenirurilor și bijuteriilor.
- În industria tehnologiei. Acest lucru se datorează costului scăzut de placare cu cupru.
- Pentru aplicarea unui strat protector și decorativ al unui anumit produs.
- Pentru a restaura sau restaura orice piese.
Galvanizare cu soluție de electrolit
În acest fel, puteți acoperi acasă oțelul cu cupru, precum și alte piese, cu excepția aluminiului și zincului.
Pentru procedura ulterioară, este necesar să pregătiți următoarele materiale:
- Plăci mici de cupru.
- Sârmă conductivă (este mai bine să vă aprovizionați cu câțiva metri).
- O sursă de curent a cărei tensiune nu trebuie să fie mai mare de 6 V.
- Reostat pentru reglarea curentului.
- Ampermetru.
- Electrolit.
Important! Ultima componentă poate fi achiziționată de la un magazin special, sau o puteți face singur. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți o soluție de acid sulfuric și apă distilată într-un raport de 2/100 ml. Soluția dorită va fi obținută atunci când adăugați în compoziție nu mai mult de 20 g de sulfat de cupru.
Esența lucrării este următoarea:
- Curățați piesa de prelucrat cu șmirghel - acest lucru este necesar pentru a îndepărta pelicula de oxid. În plus, acoperirea metalului cu cupru acasă nu va fi atât de dificilă.
- Degresați un obiect metalic cu o soluție de sifon fierbinte și clătiți-l cu apă curată.
- Se toarnă electrolitul preparat într-un recipient de sticlă de volum adecvat.
- Înmuiați două plăci de cupru pe fire conductoare pregătite în lichid. Între două plăci de cupru, o piesă degresată este suspendată pe același cablu.
Important! Asigurați-vă că plăcile de cupru sunt complet scufundate în electrolit.
- În continuare, capetele firelor de pe plăcile de cupru sunt conectate la borna pozitivă a sursei de curent, iar piesa este conectată la borna negativă. Apoi, trebuie să conectați un ampermetru cu un reostat la rețeaua electrică creată. După ce curentul este conectat la circuit, reostatul trebuie setat la aproximativ 15 mA pe 1 cm de suprafață detaliată.
- În continuare, piesa se păstrează aproximativ 15-20 de minute.
- După ce timpul a trecut, trebuie să opriți sursa de alimentare și să îndepărtați metalul care este prelucrat din soluție.
În cele din urmă, veți observa că ați reușit să cupru placa de metal acasă, deoarece va fi complet acoperită cu o peliculă subțire, strălucitoare.
Important! Grosimea stratului de cupru va depinde de cât timp a fost păstrată piesa în electrolit.
Galvanostegy într-un alt mod
Această metodă este perfectă pentru metalele de excepție care au fost menționate mai devreme - zinc și aluminiu.
Algoritm de lucru:
- Braţ sârmă toronată din cupru, îndepărtați izolația de la ambele capete.
- Clătiți firul moale pe o parte pentru a crea o perie simulată. Legați în acest scop un obiect similar cu un mâner.
- Partea opusă a firului trebuie conectată la borna pozitivă a sursei de curent electric.
Important! Tensiunea nu trebuie să fie mai mare de 6 V.
- Pregătiți electrolitul în modul descris mai sus, turnați-l într-un recipient larg - acest lucru este necesar pentru confortul scufundării „periei” în el.
- Puneți o bucată mică de metal în interiorul recipientului pregătit. Conectați-l, folosind un fir, la borna negativă a sursei de curent, tot cu o tensiune de 6 V.
Important! Piesa trebuie mai întâi curățată și degresată.
- Procesul de acoperire a aluminiului cu cupru la domiciliu este următorul: capătul în formă de perie al firului trebuie șters cu o soluție de electrolit și trecut pe suprafața piesei de prelucrat. obiect metalic fără a-l atinge. Mai mult, metalul încărcat negativ va atrage ioni de cupru și suprafața sa va dobândi o peliculă de cupru.
Important! Asigurați-vă că există un strat mic de soluție de electrolit între capătul firului ciufulit și metal (atât catodul, cât și anodul trebuie umeziți cu această soluție).
Placarea cu cupru este procesul de aplicare a unui strat de cupru pe suprafață folosind o metodă de galvanizare.
Stratul de cupru conferă produsului un aspect vizual, ceea ce face posibilă utilizarea tehnicii galvanizare cupru în proiecte de proiectare. De asemenea, conferă metalului o conductivitate electrică ridicată, ceea ce permite produsului să fie supus unui tratament suplimentar de suprafață.
Placarea cu cupru poate fi utilizată ca proces principal pentru a crea un strat de suprafață și, de asemenea, ca o operație intermediară pentru aplicarea ulterioară a unui alt strat de metal. Această metodă include, de exemplu, procesul de argintare sau nichelare.
Placarea cu cupru se poate face acasă. Acest lucru face posibilă rezolvarea multor probleme de zi cu zi.
Pentru a efectua singur acoperirea cu cupru, trebuie să achiziționați echipamentul și materialele necesare procesului.
În primul rând, trebuie să pregătiți o sursă curent electric. Diferiți meșteri acasă sfătuiesc să folosească puterea curentului, care variază într-o gamă largă. Lucrările trebuie efectuate pe curent continuu.
Ca sursă de curent, puteți lua o baterie KBS-L cu o tensiune de 4,5 volți sau baterie noua marca „Krona” cu o tensiune de funcționare de 9 volți. Puteți folosi și o placă de îndreptat putere redusă, furnizând o tensiune de cel mult 12 volți sau o baterie de mașină.
Este obligatoriu să folosiți un reostat pentru a regla tensiunea și ieșirea ușoară din proces.
Pentru soluția de electrolit, trebuie pregătit un recipient neutru, de exemplu, din sticlă, precum și vase largi de plastic, care sunt suficient de dimensionate pentru a găzdui piesa. Containerele trebuie să reziste la temperaturi de cel puțin 80°C.
Veți avea nevoie și de anozi pentru a asigura acoperirea întregii suprafețe a piesei. Ele sunt proiectate să furnizeze curent soluției de electrolit și să o distribuie pe întreaga zonă a piesei.
Pentru a efectua galvanizarea acasă, veți avea nevoie și de substanțe chimice pentru a pregăti soluția:
- sulfat de cupru,
- acid clorhidric sau alt acid,
- apa distilata.
După ce ați pregătit tot ce aveți nevoie, puteți începe să lucrați.
Placarea cu cupru a produselor din oțel
Placarea cu cupru a oțelului cu sulfat de cupru este unul dintre principalele procese din domeniul galvanoplastiei, deoarece este folosită pentru preplacarea cuprului. Are aderență ridicată la suprafața oțelului, spre deosebire de alte metale care nu au o aderență bună la oțel. Dacă tehnologia este urmată, stratul de cupru aderă perfect la produsele din oțel.
Există două tehnologii de acoperire: cu imersarea produsului într-o soluție de electrolit și o metodă de acoperire fără contact a suprafeței cu cupru fără a-l plasa într-o soluție de electrolit lichid.
Placare cu cupru prin imersie
Procesul se desfășoară urmând următorii pași:
- Filmul de oxid este îndepărtat de pe suprafața piesei de oțel folosind șmirghelși perii, iar apoi piesa este spălată și degresată cu sifon și o clătire finală cu apă.
- ÎN Borcan de sticlă se pun două plăci de cupru, conectate la conductoare de cupru, care servesc drept anod. Pentru a face acest lucru, acestea sunt conectate împreună și conectate la borna pozitivă a dispozitivului folosit ca sursă de curent.
- Piesa de prelucrat este suspendată liber între plăci. Polul negativ al terminalului este conectat la acesta.
- Un tester cu un reostat este încorporat în circuit pentru a regla curentul.
- Se prepară o soluție de electrolit, care include de obicei sulfat de cupru - 20 de grame, acid (clorhidric sau sulfuric) - de la 2 până la 3 ml, dizolvat în 100 ml apă (de preferință distilată).
- Soluția preparată se toarnă într-un borcan de sticlă pregătit. Ar trebui să acopere complet electrozii plasați în borcan.
- Electrozii sunt conectați la o sursă de curent. Folosind un reostat, curentul este setat (10-15 mA ar trebui să fie pe 1 cm2 de suprafață).
- După 20-30 de minute, curentul este oprit, iar partea placată cu cupru este îndepărtată din recipient.
Placare cu cupru fără scufundare în soluție de electrolit
Această metodă este folosită nu numai pentru produse din oțel, dar și articole din aluminiu și produse din zinc. Procesul decurge astfel:
- Se ia un fir de cupru toronat, stratul izolator este îndepărtat de la un capăt, iar firele de cupru au aspectul unui fel de perie. Pentru o utilizare convenabilă, „peria” este atașată la un suport pentru mâner (puteți lua un băț de lemn).
- Celălalt capăt al firului fără perie este conectat la borna pozitivă a sursei de tensiune utilizată.
- Se prepară o soluție de electrolit pe bază de sulfat de cupru concentrat cu adăugarea unei cantități mici de acid. Se toarnă într-un recipient larg, necesar pentru scufundarea convenabilă a periei.
- Pregătit piesa metalica, curățat de peliculă de oxid și degresat, se pune într-o baie goală și se conectează la borna negativă.
- Peria este umezită cu soluția preparată și mutată de-a lungul suprafeței plăcii fără a o atinge.
- Odată ce stratul de cupru necesar a fost atins, procesul se încheie și piesa este spălată și uscată.
Ar trebui să existe întotdeauna un strat de soluție de electrolit între suprafața piesei și peria de cupru improvizată, astfel încât peria trebuie să fie înmuiată constant în electrolit.
Placarea cu cupru a aluminiului cu sulfat de cupru
Acoperirea cu cupru este o modalitate excelentă de a actualiza tacâmurile din aluminiu și alte produse din aluminiu folosite în casă.
Placarea cu cupru a aluminiului cu sulfat de cupru se poate face independent. O opțiune simplificată pentru a demonstra procesul este acoperirea unei plăci de aluminiu de formă simplă cu cupru.
Puteți exersa cu acest exemplu. Procesul decurge astfel:
1. Suprafața discului trebuie mai întâi curățată și apoi degresată.
2. Apoi trebuie să aplicați puțină soluție concentrată de sulfat de cupru (sulfat de cupru).
3. Următoarea acțiune este de a conecta un fir conectat la polul negativ la o placă de aluminiu. Puteți conecta firul la placă folosind o clemă obișnuită.
4. Dispozitivului i se aplică o sarcină pozitivă, constând dintr-un gol sârmă de cupru cu un diametru de 1 până la 1,5 mm, al cărui capăt este distribuit între perii periuței de dinți.
În timpul funcționării, acest capăt al firului nu trebuie să atingă suprafața plăcii de aluminiu.
5. După ce ați scufundat perii într-o soluție de sulfat de cupru, începeți să mutați peria în locul pregătit pentru acoperirea cu cupru. În acest caz, nu este nevoie să închideți circuitul atingând suprafața plăcii de aluminiu cu capătul firului de cupru.
6. Placarea cu cupru a suprafeței devine imediat vizibilă vizual. Pentru ca stratul să fie de înaltă calitate, nu este nevoie să vă grăbiți să finalizați procesul.
7. După finalizarea lucrării, stratul de cupru trebuie nivelat prin curățare suplimentară, îndepărtarea sulfatului de cupru rămas și ștergerea suprafeței cu alcool.
Galvanoplastie la domiciliu
Galvanoplastia este procesul de acțiune electrochimică asupra unui produs pentru a-i da forma necesară prin depunerea metalului la suprafață.
De obicei, această tehnologie este utilizată pentru acoperirea metalică a produselor nemetalice. Este utilizat pe scară largă în bijuterii și designul articolelor de uz casnic.
Acoperirile de cupru, de regulă, nu sunt utilizate ca acoperire independentă, fie în scopuri decorative, fie pentru a proteja piesele din oțel împotriva coroziunii.
Acest lucru se datorează faptului că cuprul se oxidează ușor în condiții atmosferice, devenind acoperit cu un strat de oxizi.
Cu toate acestea, datorită bunei aderențe a cuprului depus la diverse metale Acoperirea cu cupru este utilizată în straturile de protecție și decorative multistrat ca substrat intermediar, precum și pentru a proteja piesele din oțel de carburare.
În galvanizare, depozitele de cupru sunt folosite pentru a realiza copii metalice, basoreliefuri, ghiduri de undă și matrice.
Electroliți de placare cu cupru divizat in acide si alcaline. Dintre electroliții acizi, se folosesc sulfat și hidrofluorura. Cei mai folosiți sunt electroliții de acid sulfuric, caracterizați prin simplitatea compoziției, stabilitatea și eficiența ridicată a curentului (până la 100%). Dezavantajul acestor electroliți este imposibilitatea acoperirii directe a pieselor din oțel și zinc din cauza precipitării prin contact a cuprului, care are o aderență slabă la metalul de bază.
Prin urmare, înainte de placarea cu cupru a pieselor de oțel în electroliți acizi, acestea sunt mai întâi placate cu cupru în electroliți de cianură sau se depune un substrat subțire de nichel. Dezavantajele electroliților de acid sulfuric includ, de asemenea, capacitatea lor scăzută de disipare și o structură mai grosieră a sedimentelor în comparație cu alți electroliți.
LA alcalin Electroliții de placare cu cupru includ cianura, pirofosfatul și alți electroliți.
Electroliții de cupru cu cianuri au o capacitate mare de disipare, o structură fin-cristalină a depozitelor și posibilitatea de placare directă cu cupru a pieselor mesei. Dezavantajele includ densitatea scăzută de curent și instabilitatea compoziției din cauza carbonizării cianurii libere sub influența dioxidului de carbon atmosferic. În plus, electroliții de cianură se caracterizează printr-o eficiență de curent redusă (nu mai mult de 60-70%).
Electroliți de placare cu cupru acid
Sulfat de cupru - 150-250 g/l
Clorura de nichel - 50-70 g/l
Temperatura = 18-25°C
Densitatea curentului = 1-4 A/dm2
Prin agitarea electrolitului cu aer comprimat, densitatea curentului catodic poate fi crescută la 6-8 A/dm2.
Pentru a pregăti electrolitul de sulfat de cupru, dizolvați sulfatul de cupru, filtrați-l într-o baie de lucru și adăugați acid sulfuric cu agitare continuă.
Când se aplică acoperiri de cupru Din electrolitul acidului sulfuric, anozii de cupru se dizolvă în principal cu formarea de ioni divalenți, care, atunci când sunt descărcați la catod, se depun sub formă de cupru metalic.
Cu toate acestea, împreună cu aceste procese, apar și altele care perturbă cursul normal al electrolizei. Este posibilă și dizolvarea anodică cu formarea de ioni monovalenți, deși într-o măsură mai mică.
În spălarea cu electrolit metalic are loc și un proces chimic reversibil: Cu + Cu2+ = 2Cu+.
Acumularea ionilor de cupru monovalenți în soluție în cantități mari duce la o deplasare a reacției spre stânga, având ca rezultat precipitarea cuprului metalic burete.
În soluție, în plus, oxidarea sulfatului de cupru monovalent are loc datorită oxigenului aerului și acidului sulfuric, în special cu agitarea aerului: Cu2SO4 + ½O2 + H2SO4 = 2CuSO4 + H2O.
La catod, procesul constă în descărcarea ionilor de cupru divalenți și monovalenți, dar datorită faptului că concentrația ionilor de cupru monovalenți este de aproximativ 1000 de ori mai mică decât concentrația ionilor de cupru divalenți, procesul catodic arată astfel: Cu2+ + 2e- = Cu. Ieșirea curentă este de 100%.
Pentru a obține un depozit dens, neted în electrolit, este necesară prezența acidului sulfuric.
Placare cu cupru și galvanizare la domiciliu
Acidul sulfuric îndeplinește o serie de funcții:
crește semnificativ conductivitatea electrică a electrolitului;
reduce activitatea ionilor de cupru, ceea ce favorizează formarea de sedimente cu granulație fină;
previne hidroliza sulfatului de cupru, care este însoțită de formarea unui precipitat liber de oxid de cupru.
Defecte în timpul funcționării electrolitului sulfat de placare cu cupru și metode de eliminare a acestora
|
Cauza defectului |
Remediu |
|
|
Structura cristalină grosieră grosieră a sedimentelor |
Lipsa acidului |
Adăugați acid |
|
Densitate mare de curent |
Reduceți densitatea de curent |
|
|
Sedimente aspre |
Contaminarea electrolitului cu impurități mecanice |
Filtrați electrolitul |
|
Dungi negre și maro pe acoperire |
Prezența impurităților metalelor grele, arsenic, antimoniu în electrolit |
Lucrați prin electrolit; dacă există un conținut ridicat de impurități, înlocuiți electrolitul |
|
Sedimente poroase, libere |
Prezența sărurilor de fier în electrolit |
|
|
Dungi stralucitoare usoare pe acoperire, depuneri fragile |
Prezența impurităților organice în electrolit |
Filtrați electrolitul și aplicați-i curent |
Hidrofluoroborat electrolitul are o capacitate de disipare ceva mai mare decât sulfatul.
În plus, în electroliții fluorhidric pot fi utilizate densități mari de curent. Compoziția electroliților (g/l) și modul de placare cu cupru:
Fluorura de cupru – 35-40 g/l
Acid boric – 15-20 g/l
Acid fluorhidric – 15-20 g/l
Clorura de nichel – 50-70 g/l
Temperatura = 18-25°C
Densitatea curentului = până la 10 A/dm2
Electrolitul este amestecat cu aer comprimat sau cu un agitator mecanic.
Pentru a prepara electrolitul de acid fluorhidric, carbonat de cupru proaspăt precipitat este introdus în acid fluorhidric în porții mici.
O soluție de carbonat de cupru se prepară prin adăugarea unei soluții concentrate încălzite de sodă la o soluție de sulfat de cupru în timp ce se agită. Precipitatul rezultat este decantat, spălat și dizolvat în acid fluorhidric. Adăugați fluorhidric liber și acid boric la valoarea pH-ului cerută (1-1,5). Se adaugă apă în baie cu electrolitul rezultat până la nivelul de funcționare.
(Decantarea, decantarea - în practica de laborator chimic și tehnologia chimică, separarea mecanică a fazei solide a unui sistem dispersat (suspensie) de lichid prin scurgerea soluției din sediment.)
proces electrochimic - tip electro, acesta este. depunerea unui strat mai gros și mai masiv de metal pe suprafața unui obiect a cărui formă urmează să fie răspândită, copiată sau distribuită suficient. De exemplu, electroformarea este utilizată în cazurile în care piesa metalică are un foarte formă complexăși este greu sau imposibil de realizat în modurile obişnuite(turnare sau prelucrare).
Astfel, sculpturile sunt uneori reproduse din mostre (mașina Apollo de pe piedestalul Teatrului Bolșoi a fost realizată prin galvanizare).
Procesul este relativ simplu și poate fi reprodus cu ușurință acasă.
Sigiliul este copiat dintr-un articol sau articol de copiat, adică din metal ușor, ceară, plastic sau ipsos. Se adaugă subiectul de copiat, spălat cu săpun cutie de cartonși este turnat ca un aliaj cu punct de topire scăzut din lemn sau alte aliaje.
După turnare, obiectul este îndepărtat și matrița rezultată este degresată și lovită prin turnare într-o baie electrolitică.
Pentru a evita depunerea metalului pe părțile laterale ale matriței, unde nu există amprentă, acestea sunt periate cu ceară topită sau parafină. După turnarea cuprului, metalul cu punct de topire scăzut este dizolvat în apă clocotită pentru a forma o matrice. Matricea este umplută cu ipsos sau plumb, iar copia este gata. Următoarea compoziție de ceară este utilizată pentru a face matrițe:
Ceară……………20 de secole.
Galvanic. Acoperire Baker din aluminiu.
ora
Parafină………3 v. ora
Grafit……….. 1 v. ora
Dacă matrița este din dielectric (ceară, plastic, parafină, gips), suprafața acesteia
acoperit cu un strat conductiv electric.
Stratul de transfer poate fi depus pentru a extrage anumite metale (argint, cupru, nichel) sau prin mijloace mecanice- prin frecarea suprafetei cu grafit sub forma de frunze de la o perie moale de par.
Grafitul se zdrobește bine într-o soluție de porțelan, se cerne printr-o sită sau tifon și se aplică pe suprafața produsului cu o perie moale sau vată. Grafitul ține mai bine argila. Formele de ipsos, lemn, sticlă, plastic și papier-mâché sunt acoperite cu o soluție de ceară în benzină. Pe o suprafață care nu are timp să se usuce, pune grafitul în pulbere și exces, fără a controla grafitul.
Galvanizarea este pur și simplu separată de matrița de grafit. Dacă matrița este realizată din metal, este necesar să se creeze o folie conductoare dintr-un oxid, sulfură sau altă sare insolubilă, cum ar fi clorură de argint-argint-sulfură de plumb, pentru a asigura o bună eliberare de acoperire.
Suprafețele de cupru, argint și plumb sunt tratate cu o soluție de sulfură de sodiu 1%, ceea ce are ca rezultat formarea de sulfuri insolubile.
Depuneri de metal pe suprafața matriței. Matrița finită este scufundată într-o baie galvanică, al cărei circuit este alimentat astfel încât filmul care este îndepărtat să nu se dizolve. În primul rând, „etanșarea” (acoperirea) stratului conductor de cupru este efectuată la o densitate scăzută de curent într-o soluție a acestui
compus:
Sulfat de cupru (sulfat de cupru) ... 150-200 g.
Acid sulfuric 7-15 g
Alcool etilic 30-50 ml
Apă…………………………………………. 1000 ml
Temperatura de funcționare a electrolitului este de 18-25 ° C, densitatea de curent este de 1 - 2 A / dm2.
Alcoolul este necesar pentru
crește umecbilitatea suprafeței. Când întreaga suprafață este „împinsă” de stratul de cupru, matrița este transferată în electrolitul destinat electroformării. La galvanizare (cupr), se recomandă următoarea compoziție:
Cupru acid în serie (sulfat de cupru)…..
340 c. ora
Acid sulfuric 2 v. ora
Apă…………………………………………. .1000 v. ora
Temperatura electrolitului este de 25-28 ° C. Densitatea de curent este de 5-8 A / dm2.
Folosind metoda de electroformare, puteți lua dantelă metalică pentru a decora diverse articole. Dantela este intinsa pe cadru si impregnata cu parafina.
Apoi le freci între ele foi de hârtie pentru a elimina excesul de parafina. Se aplică apoi un strat conductiv electric de grafit subțire, iar excesul este îndepărtat cu grijă cu dantelă. Traseul firului este marginea dantelei, este atașat de un cadru de plastic sau de un cadru de sârmă groasă cu clorură de vinil izolată împreună cu șiretul scufundat în electrolit.
Lacul acoperit cu cupru este prelucrat cu o perie de alamă. Lipiți-le cu lipire cu plumb.
Prelucrare specială galvanică a dantelă metalică - utilizarea unui strat decorativ de argint sau aur sau oxidare.
<<<Вернуться назад
Tehnologii -> brutar
brutar
Acoperire rezervor
Acoperirile de cupru nu sunt utilizate de obicei ca acoperire independentă în scopuri decorative sau pentru a proteja piesele din oțel împotriva coroziunii. Acest lucru se datorează faptului că cuprul în condiții atmosferice se oxidează ușor și devine acoperit de oxidare.
Cu toate acestea, datorită bunei aderențe a cuprului depus la diferite metale, placarea cu cupru este utilizată în acoperiri de protecție și decorative multistrat ca tălpi intermediare, precum și pentru a proteja piesele din oțel de gazeificare.
Pentru electrofilare, nanotuburile de cupru sunt folosite pentru a produce replici metalice, modele de bază, ghiduri de undă și matrice.
Electroliții de cupru sunt împărțiți în acizi și alcalini.
Electroliții acizi sunt utilizați de electroliții sulfat și fluorhidric. Cea mai mare aplicație a fost disponibilă pentru electroliții de sulfat, caracterizați prin compoziția lor simplă, stabilitate și putere mare a curentului (până la 100%).
Dezavantajul acestor electroliți este imposibilitatea utilizării directe a pieselor din oțel și zinc pentru a separa contactele de cupru care nu se leagă bine de metalul de bază.
Prin urmare, înainte ca cuprul să fie aplicat pe piesele de oțel în electroliți acizi, ele sunt pre-conservate în electroliți de cianură sau plăci subțiri de nichel aplicate. Dezavantajele electroliților cu sulfat sunt, de asemenea, puterea lor de disipare scăzută și structura de depunere mai aspră în comparație cu alți electroliți.
Electroliții alcalini de cupru sunt acoperiți cu cianură, pirofosfat și alți electroliți.
Electroliții de cianura-cupru au capacitate mare de dispersie, structură de depunere fin-cristalină, posibilitatea de a direct obiecte de masă de cupru. Dezavantajele includ densitatea scăzută de curent și instabilitatea compoziției din cauza carbonizării cianurii libere sub influența dioxidului de carbon din aer.
Acumulare rapidă de cupru.
În plus, electroliții de cianură se caracterizează printr-o putere de curent redusă (nu mai mult de 60-70%).
Atenție! Firma „LV-Engineering” nu prestează servicii de galvanizare! Organizația noastră realizează proiectarea produselor galvanice, producția de băi galvanice și linii de polipropilenă, lucrări de instalare și punere în funcțiune în această direcție.
Electroliți acizi
Sulfat de cupru – 150-250 g/l
Clorura de nichel – 50-70 g/l
Temperatura = 18-25°C
Densitatea de curent este de 1-4 A/dm2
Când electrolitul este amestecat cu aer comprimat, densitatea fluxului catodic poate fi conectată la 6-8 A/dm2.
Pentru a pregăti electrolitul de sulfat de cupru, dizolvați sulfatul de cupru, strecurați într-o pantera de lucru și adăugați acid sulfuric cu agitare continuă.
Când plăcile de cupru sunt depuse dintr-un electrolit de sulfat, anozii de cupru se dizolvă mai întâi pentru a forma ioni divalenți, care sunt depuși ca cupru metal atunci când sunt descărcați în catod.
Cu toate acestea, alături de aceste procese, există și altele care interferează cu fluxul normal de electroliză. Dizolvarea anodică este posibilă și cu formarea de ioni monovalenți, deși într-o măsură mai mică.
În electrolitul care îndepărtează metalul de cupru, există și un proces reversibil chimic: Cu + Cu2 + = 2Cu +.
Acumularea de ioni de ioni într-o soluție în cantități mari face ca reacția să se deplaseze spre stânga, ceea ce înseamnă că cuprul îi aparține.
Soluția oxidează și sulfații de cupru datorită acidului sulfuric atmosferic N, în special aerul în timpul amestecării: Cu2SO4 + 1/2O2 + H2SO4 = 2CuSO4 + H2O.
La catodul din proces, ionii de cupru divalenți și monovalenti sunt descărcați, dar datorită faptului că concentrația ionilor de cupru monovalenți este de aproximativ 1000 de ori mai mică decât concentrația ionilor de cupru divalenți, metoda de electrodepunere catodică este următoarea: Cu 2 + + 2e = Cu. Ieșirea curentă este de 100%.
Prezența acidului sorbic este necesară pentru a obține un sediment dens și neted în electrolit.
Acidul sulfuric îndeplinește multe funcții: crește semnificativ conductivitatea electrică a electrolitului; reduce activitatea ionilor de cupru, ceea ce favorizează formarea de boabe mici; previne hidroliza sulfatului feros, care este însoțită de formarea unui precipitat liber de oxid de cupru.
Erori la electrolitul de sulfat de cupru și cum să le rezolvi
| eroare | Motivul erorii | mijloace |
| Structura brută a sedimentelor grosiere | Deficitul de acid | Adăugați acid |
| Densitate mare de curent | Reduceți densitatea de curent | |
| Ciorne brute | Contaminarea electrolitului cu impurități mecanice | Filtrul electrolitului |
| Linii negre și maro pe coperta | Prezența metalelor grele, arsenului, antimoniului în impuritățile electrolitice | Verificați electrolitul pentru un conținut ridicat de impurități, înlocuiți electrolitul |
| Depozite poroase, libere | Prezența sărurilor de fier în electrolit | |
| Pe capac există linii strălucitoare, care sunt fragile | Prezența impurităților organice în electrolit | Filtrați electrolitul și încărcați-l cu electricitate |
Borofluorohidroeter are putere de atomizare ceva mai mare decât acidul sulfuric.
În plus, fluxurile de înaltă densitate pot fi utilizate în electroliții cu fluorură de bor. Compoziția electroliților (g/l) și metoda de aplicare a cuprului:
Clorhidrat de borofluorura de cupru – 35-40 g/l
Acid boric – 15-20 g/l
Acid clorhidric – 15-20 g/l
Clorura de nichel – 50-70 g/l
Temperatura = 18-25°C
Densitatea curentului = până la 10 A/dm2
Electrolitul este amestecat cu aer comprimat sau cu un agitator mecanic.
Cupru de cărbune proaspăt mărunțit a fost introdus în porții mici pentru a prepara un electrolit de hidrocarbură în acid borofluoric.
Soluția de carbon de cupru este preparată prin încălzirea unei soluții de sulfat de sodiu concentrat încălzită într-o soluție de sulfat de cupru prin amestecare. Precipitatul rezultat este decantat, spălat și dizolvat în acid borofluoric. La soluția dorită se adaugă acid boronic liber și acid boric până la valoarea pH-ului dorită (1-1,5). Adăugați apă pe suprafața de lucru în baia de electrolit.
Dacă vă confruntați cu sarcina de a placa cu cupru orice piese dintr-o mașină, atunci se dovedește că este foarte posibil să o faceți acasă. Acest lucru nu necesită cunoștințe și abilități speciale, iar toate materialele și reactivii pot fi găsite în magazine sau în propriile provizii. Ei bine, să vedem cum se poate face placarea cu cupru.
Când se face placarea cu cupru și poate fi folosită pentru acoperirea împotriva coroziunii?
Înainte de a vorbi despre procesul în sine, aș vrea să spun câteva cuvinte despre pragmatismul unei astfel de operațiuni.
Mulți pasionați de mașini care nu sunt în mod special familiarizați cu chimia vor vorbi acum despre necesitatea de a placa cu cupru tot ceea ce pot pune mâna, dar vă avertizăm împotriva acestui lucru! De ce!? Da, pentru că toate metalele formează un cuplu galvanic între ele. Un astfel de cuplu galvanic se formează chiar și atunci când apa intră, iar dacă mediul este și acid, procesul va merge de multe ori mai repede.
Esența procesului într-un cuplu galvanic este următoarea. Cu cât metalul mai activ își renunță electronii, iar metalul mai puțin activ acceptă. Așa se formează cea mai simplă „baterie” în care curge curentul electric.
Să aruncăm acum o privire la potențialele standard ale electrodului:
— pentru cupru E0(Cu2+/Cu)=0,34V;
— pentru fier E0(Fe2+/Fe)=-0,44V.
Drept urmare, nu totul se dovedește atât de bine.
Într-adevăr, într-o astfel de pereche galvanică, fierul are un potențial de electrod mai activ. Din nou, cuprul are un potențial electrod mai pozitiv decât fierul, deci va fi mai puțin activ.
Ca rezultat, electronii vor curge din fier în cupru, provocând corodarea fierului.
Am spus toate acestea pentru a însemna că nu este recomandat să acoperiți fără gânduri tot ce puteți pune mâna pe o mașină cu cupru. Într-adevăr, în acest caz puteți scurta semnificativ ciclul de viață al multor părți din fier (dispozitive de fixare, părți ale corpului).
Placare cu cupru galvanic
Nu degeaba zincul este folosit pentru conservarea fierului; acolo situația cu potențialele electrozilor este inversă.
Cu toate acestea, placarea cu cupru poate fi utilizată pentru finisarea decorativă a fierului dacă stratul de acoperire este menținut uscat.
Cuprul poate fi folosit si in cazurile in care este necesara asigurarea transmiterii curentului electric intre contacte. Din nou, trebuie să le monitorizați curățenia.
Cuprul poate fi utilizat în aplicații cu abur cu frecare de alunecare scăzută. Toate acestea sunt, în general, opțiuni viabile. Aceasta înseamnă că placarea cu cupru are încă șanse de a fi realizată.
Atunci nu vom mai ezita; vă vom spune direct despre procesul de placare cu cupru.
Procesul de placare cu cupru a pieselor la domiciliu (calculul stratului de acoperire la un anumit curent)
Placarea cu cupru are loc în soluție. În esență, acest proces este inversul unui cuplu galvanic, adică despre ceea ce am vorbit în paragraful de mai sus.
Pentru soluție avem nevoie de acid; putem lua electrolit folosit pentru baterii. Apă și sulfat de cupru.
Pentru a face o soluție, luați 100 ml de electrolit la 20 ml de apă și adăugați 20 g de sulfat de cupru.
În calitate de donator de cupru, puteți lua plăci de cupru sau sârmă de cupru obișnuită, dezbrăcate anterior de izolație. Deci, tocmai în această soluție plasăm cuprul. În acest caz, conectăm sursa de curent continuu la cupru (+) și fier (-). Am setat curentul de pe sursa de alimentare la cea la care intenționăm să depunem un anumit strat de cupru într-o anumită perioadă de timp. Aceasta este deja o problemă în programa școlară de chimie.
Și totul iese așa...
I= (densitatea cuprului (8920 kg/m3)*aria părții (să zicem 0,1 m3)*(stratul necesar (să zicem 0,0001 m, adică 0,1 mm))/ (echivalentul electrochimic pentru cupru este 6,6 *〖10〗^(-7)
* timpul dorit, să zicem 3 ore – 10800 secunde). Noi gândim...
I=8920*0,1*0,0001/0,0000066*10800=0,0892/0,07128=1,25 A
Adică în 3 ore la un curent de 1,25 A vom avea o acoperire de 0,1 mm pe o piesă cu suprafața de 0,1 m3. Acesta este modul în care numărăm toate variațiile similare.
Și da, nu uitați să amestecați soluția din când în când, astfel încât procesul să decurgă uniform.
După ce placarea cu cupru este finalizată, scoatem piesele din soluție și le spălăm bine cu alcali, adică cu săpun.
Dacă există bavuri sau abateri de la formă, atunci acestea pot fi șlefuite și lustruite.
De fapt, acum nu știți mai puțin cum să efectuați placarea cu cupru a unei suprafețe.
Trebuie spus că galvanizarea și cromarea se efectuează folosind același principiu... Ca urmare, prin înțelegerea principiului procesului care are loc, este posibil să se transfere procesul de acoperire a suprafeței către alte metale.
Starea curentului electric în soluțiile de cianură de cupru diferă semnificativ de cele considerate cele mai favorabile în soluțiile acide. Deoarece se formează ioni complecși puternici și viteza foarte scăzută de disociere, activitatea ionilor de cupru într-o soluție de cianură este atât de mică încât potențialul de aproximativ 1 V devine mai negativ decât o soluție de acid sulfuric.
Prin creșterea densității curentului, potențialul catodic al cuprului din electroliții cu cianură, spre deosebire de acid, se modifică foarte mult în direcția valorilor electronegative (Fig.
84), care determină condițiile de cristalizare și distribuție a metalului pe suprafața catodului; Din acest punct de vedere, condițiile din electroliții de cianuri sunt extrem de favorabile.
Dar tocmai pentru că potențialul catodului crește rapid cu densitatea curentului, acesta nu poate fi crescut semnificativ, altfel curentul de ieșire al metalului poate fi redus la zero.
Orez. 84. Curbele de polarizare ale electroliților de cupru:
electrolit 1-sulfat 1,5-n. CuSO4 + 1,5-n.
H2S04; Compoziție electrolit 2-cianur 0,25-n.
CuCN + 0,6-n. NaCN + 0,25-n. Na2C03; 3 - același electrolit la 45 ° C; 4 reprezintă același electrolit în prezența Na2S2O3
O altă diferență importantă în aciditatea electroliților cu cianură ar trebui luată în considerare ca modificări semnificative ale caracteristicilor cuprului în funcție de concentrația de cianură liberă, în timp ce acidul sulfuric liber are un efect foarte mic asupra caracteristicilor cuprului din electroliții acizi.
Dacă într-o soluție care conține 9 g de cupru pe litru sub formă de sare de cianură (0,1 m.
Galvanizare la domiciliu: tehnologii și echipamente
CuCN) și 13 g/l KCN, potențial de cupru -0,60 V, în prezența a 26 g/l KCN acest potențial este de -0,964 V și în prezența a 65 g/l -1,169 V.
Polarizarea catodică este, de asemenea, puternic dependentă de concentrația de săruri de cupru din electrolit, în timp ce electroliții acizi au un efect redus.
Procesul anodic în electroliții cu cianură este, de asemenea, însoțit de o polarizare semnificativă, a cărei dimensiune este determinată în principal de conținutul de cianură liberă.
Absența anodului de cianură este inactivă până când dizolvarea lor este complet dizolvată. Astfel, conținutul de cianură liberă are un efect diametral opus asupra proceselor catodice și anodice; În primul rând, este necesar conținutul minim de cianură liberă (densitatea curentului catodic poate fi mai mare, cu cât cianura este mai mică în electrolit), al doilea este cel mai mare (anodul de pasivare începe cu cea mai mare densitate de curent, cu atât conținutul de cianură este mai mare) .
Acest lucru limitează semnificativ alegerea concentrației de cianură, care este componenta principală a electrolitului de sare de cupru.
Pentru majoritatea cianurilor, electroliții nu pot utiliza pe deplin metode care le permit să utilizeze densități de curent crescute, cum ar fi amestecarea sau creșterea semnificativă a temperaturii, din motivul că aceste procese accelerează hidroliza cianurii. Chiar și în repaus la temperatura camerei, cianura electrolitului se descompune mai repede decât acidul, ceea ce duce la absorbția dioxidului de carbon din aer.
Electroliții de cianura de cupru depuși pe extractul catodic din ioni monovalenți, adică, la 1 Ah, teoretic se obține de două ori mai mult cupru decât în electroliții acizi, unde cuprul este prezent sub formă de ioni divalenți.
Faptul că potențialul de echilibru electrolitic de cianură al cuprului este puternic negativ, cu un potențial de densitate de curent mai mare mutat de la cantitățile electrice, servește ca bază pentru evaluarea imposibilității depunerii de cupru din electroliții de cianură la densități mari de curent (ordonate 10 A/dm2) la sau aproape. fluxul de ieșire teoretic teoretic.
De fapt, acest lucru este valabil numai pentru electroliții de cianură diluați care nu suferă de agitare și încălzire. În anumite condiții, cuprul poate fi eliberat pe electroliții cu catod de cianură, în special atunci când conținutul de cianuri libere din electrolit este scăzut la temperaturi ridicate și atunci când este amestecat la o densitate de curent suficient de mare și o eficiență a curentului apropiată de cea teoretică.
Puteți stăpâni tehnologia de acoperire galvanică a materialelor cu metale destul de repede; acest lucru nu necesită cunoștințe extinse de fizică sau chimie, dar este totuși recomandabil să aveți o idee despre ceea ce doriți să obțineți "out" :)
Principiul însuși al placarii cu cupru este depunerea cuprului pe suprafața unui obiect de bază folosind prelucrarea electrochimică a unui semifabricat.
În general, există o singură modalitate accesibilă de a acoperi matrițele cu cupru.
Tehnologia de placare cu cupru a diferitelor obiecte nemetalice se numește „galvanoplastie” („electroformarea” este analogul occidental al numelui). Este foarte posibil să se producă o mare varietate de piese de bijuterii folosind metoda galvanoplastică.
O condiție necesară pentru obținerea unui strat de cupru de înaltă calitate este respectarea strictă a tehnologiei de placare cu cupru. Deci, să trecem la crearea unei instalații de placare cu cupru.
Placarea cu cupru (placarea cu cupru) se realizează în recipiente care sunt de obicei rotunde sau dreptunghiulare. O altă formă de recipient, de asemenea, nu va interfera cu procesul. Volumul recipientului este determinat de mărimea și numărul de produse (obiecte) care urmează să fie placate cu cupru. Cele glazurate sunt destul de potrivite recipiente din ceramică, sticlă sau plastic.
Vei avea nevoie sursă DC de joasă tensiune(de la 2 la 6V). Redresoarele pentru încărcarea bateriilor sunt ideale pentru acest lucru, iar dacă nu aveți unul în gospodărie, atunci bateriile reîncărcabile sau bateriile (bateriile) vor fi potrivite.
Puterea curentă poate fi reglat folosind un reostat glisor (nu vă alarmați, îl puteți vedea cu un rezistor variabil adecvat, arată ca un control al volumului, ca un buton sau un glisor).
Veți avea nevoie și de multimetrul pentru monitorizarea curentului (de la 0 la 3-5 amperi) și pentru măsurarea tensiunii. De regulă, un ampermetru este încă prezent pe încărcătoare și nu trebuie achiziționat separat.
Pentru a crea electrolit stoc sulfat de cupruȘi acid sulfuric. În loc de acid sulfuric, un electrolit, care este de obicei folosit pentru a umple bateriile auto, este ideal.
Pentru a aplica un strat conductiv pe suprafața unei piese care urmează să fie placată cu cupru, veți avea nevoie lac conductiv.
La fel de anod poate fi folosit plăci de cupru, iar în absența unui astfel de - obișnuit sârmă de cupru- un miez extras dintr-un cablu de alimentare obișnuit, care poate fi cumpărat de la orice magazin de produse electrice. Suprafața acestei plăci sau sârmă ar trebui să fie aproximativ egală cu suprafața obiectului acoperit cu cupru, în orice caz - cu cât este mai mare, cu atât mai bine. Sarcina anodului este să se dizolve încet, eliberând cuprul în soluție.
De asemenea, va fi necesar pentru placarea cu cupru etanol.
Electrolitul se prepară după cum urmează:
Pentru 1 litru de apă luați 230-250 de grame de sulfat de cupru și 40-50 ml. acid sulfuric (acidul sulfuric poate fi achiziționat sub formă de compoziție numită „Electrolit” în magazinele auto și hardware).
* Aveți grijă când manipulați electrolitul - vă poate deteriora pielea, ochii și chiar îmbrăcămintea.
* Trebuie reținut că, deși soluțiile nu conțin substanțe foarte toxice, acestea trebuie totuși manipulate cu oarecare precauție pentru a evita otrăvirile sau arsurile.
* Este recomandabil să depozitați soluțiile într-un recipient de sticlă închisă la culoare, cu un capac bine închis (dar o sticlă obișnuită de plastic va funcționa foarte bine).
Cuprul este unul dintre metalele antice: oamenii au început să-l folosească pentru a crea unelte încă din mileniul IV î.Hr. O distribuție atât de largă a cuprului se explică prin faptul că substanța apare în natură într-o stare nativă metalică. Și astăzi cuprul este folosit peste tot - în metalurgie, industria auto, inginerie electrică și construcții.
Compoziția de cupru
Cuprul metalic este un metal greu de culoare roz-roșu, maleabil și moale, care se topește la temperaturi de peste 1080 de grade Celsius, conduce foarte bine căldura și electricitatea: conductivitatea electrică a cuprului este de 1,7 ori mai mare decât aluminiu și de peste 6 ori mai mare decât fier și este doar puțin inferioară conductivității electrice a argintului.
Caracteristicile specifice ale cuprului sunt determinate de conținutul de impurități specifice din metal, a căror cantitate poate varia de aproximativ 10 până la 50 de ori. Pe baza conținutului de oxigen, se obișnuiește să se utilizeze următoarea clasificare a cuprului:
- cupru fără oxigen cu un conținut de oxigen mai mic de 0,001%;
- cupru rafinat cu un conținut de oxigen de 0,001 până la 0,01%, dar cu o prezență crescută a fosforului;
- cupru de înaltă puritate, cu un conținut de oxigen de aproximativ 0,03-0,05%;
- metal de uz general cu un conținut de oxigen de 0,05 - 0,08%.
Pe lângă oxigen, cuprul poate conține hidrogen, care intră în metal în timpul electrolizei sau în timpul recoacerii într-o atmosferă care conține vapori de apă. La temperaturi ridicate, vaporii de apă se descompune pentru a forma hidrogen, care se difuzează cu ușurință în cupru.
Atomii de hidrogen din cuprul fără oxigen sunt localizați în interstițiile rețelei cristaline și nu afectează în mod deosebit proprietățile metalului. În cuprul care conține oxigen, hidrogenul este capabil să interacționeze la temperaturi ridicate cu oxidul cupros, iar vaporii de apă se formează în grosimea cuprului, care se caracterizează prin presiune ridicată, ceea ce duce la umflături, fisuri și rupturi. Acest fenomen se numește „boala hidrogenului”.
Fierul, bismutul, antimoniul și plumbul afectează ductilitatea cuprului. Impuritățile care sunt slab solubile în cupru (plumb, oxigen, sulf, bismut) provoacă fragilitate la temperaturi ridicate, ceea ce complică procesul de tratare la presiune la cald.
Proprietățile fizice ale cuprului
Principala proprietate a cuprului, determinată de utilizarea sa, este conductivitatea electrică ridicată sau rezistivitatea electrică scăzută. Impuritățile precum fierul, fosforul, arsenul, staniul și antimoniul îi afectează semnificativ conductivitatea electrică. Starea mecanică a cuprului are o mare influență asupra conductivității electrice.
A doua proprietate importantă a cuprului este conductivitatea termică semnificativă. Aditivii și proprietățile de aliere reduc conductivitatea termică a cuprului, astfel încât aliajele create pe o bază de cupru sunt semnificativ inferioare în acest indicator.
Cuprul la temperaturi normale este rezistent la coroziune în medii precum apă dulce, aer uscat, apă de mare la viteze scăzute ale apei, acizi neoxidanți și soluții sărate în absența oxigenului, gaze halogen uscate, soluții alcaline cu excepția amoniului și amoniacului. săruri, acizi organici, rășini fenolice și alcooli.
Cuprul nu este stabil în amoniac, clorură de amoniu, acizi minerali oxidanți și soluții de săruri acide. Proprietățile sale corozive se deteriorează considerabil în unele medii cu cantități tot mai mari de impurități. Este permis contactul cuprului cu aliajele sale, cu staniu, plumb în atmosferă umedă, mare și apă dulce. În același timp, contactul cuprului cu zincul și aluminiul nu este permis din cauza distrugerii rapide a acestora.
Cuprul, aliajele și compușii săi sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii. Cuprul în inginerie electrică este utilizat în forma sa pură în producția de bare colectoare de contact și sârmă goală, produse prin cablu, generatoare electrice, echipamente telefonice și echipamente radio. Dispozitivele de vid, schimbătoarele de căldură și conductele sunt fabricate din cupru.
Aliajele de cupru cu diferite metale sunt folosite în industria auto și pentru fabricarea de aparate chimice. Sârmă roșie de cupru pentru realizarea a tot felul de cabluri și îndoirea celor mai complexe elemente. Proprietățile ridicate ale cuprului îl fac indispensabil în producția de piese filigranate.
Procedura de placare cu cupru
Placarea cu cupru este procedura de galvanizare a cuprului, a cărui grosime a stratului este de 1 - 300 de microni sau mai mult. Placarea cu cupru a oțelului este unul dintre cele mai importante procese de galvanizare, care este utilizat ca proces preliminar în pregătirea unei suprafețe metalice pentru acoperirea cu alte metale - pentru cromare, nichelare și placare cu argint, precum și ca proces complet independent. .
Utilizarea placajului cu cupru ca manipulare pregătitoare se datorează faptului că acest metal este capabil să adere foarte ferm la oțel și să netezească defectele de suprafață. Alte materiale se depun bine pe cupru, dar nu atât de bine pe oțel pur.
Acoperirile de cupru se caracterizează prin aderență ridicată la diferite metale, conductivitate electrică și ductilitate ridicate. Ele sunt de obicei aplicate pe piesele din oțel, zinc și aluminiu.
Stratul de cupru nou aplicat are o culoare roz strălucitor mat sau strălucitor, în funcție de tehnologia de aplicare. Acoperirile de cupru în condiții atmosferice se pot oxida cu ușurință și se pot acoperi cu un strat de oxizi, dobândind pete de diferite nuanțe și pete de curcubeu.
Utilizarea placajului cu cupru
În cele mai multe cazuri, placarea galvanică cu cupru a metalelor este utilizată în următoarele cazuri:
- În scop decorativ. Produsele antice din cupru sunt în prezent foarte populare. Procedura de placare cu cupru vă permite să aplicați acoperiri de cupru pe metal, care par să „îmbătrânească” după un tratament special și arată ca și cum ar fi fost făcute cu mult timp în urmă.
- În galvanoplastie. Placarea galvanică cu cupru a fierului este utilizată pentru a crea copii metalice ale produselor de diferite forme și dimensiuni. Se creează o bază de plastic sau ceară, care este acoperită cu lac conductiv electric și un strat de cupru. O tehnologie similară de placare cu cupru este adesea folosită la fabricarea de bijuterii, suveniruri, basoreliefuri, matrice și ghiduri de undă.
- În scopuri tehnice. Placarea cu cupru a metalului este de mare importanță în domeniul electric. Datorită costului scăzut al placarii cu cupru în comparație cu acoperirile cu aur sau argint, acoperirile de cupru și-au găsit aplicație în fabricarea de bare electrice, electrozi, contacte și alte elemente care funcționează sub tensiune. Placarea cu cupru este adesea folosită ca acoperire pentru lipire.
Placarea cu cupru este utilizată în combinație cu alte acoperiri galvanice:
- La aplicarea unui strat protector și decorativ cu mai multe straturi. De obicei, cuprul este utilizat în combinație cu crom și nichel (acoperire de protecție și decorativă cu 3 straturi) și alte metale ca strat intermediar pentru a crește aderența la metalul de bază și a produce o acoperire mai durabilă și mai strălucitoare.
- Pentru a proteja zona în timpul cimentării. Placarea cu cupru cu plumb poate proteja zonele produselor din oțel de carburare - carburare. Numai acele zone care sunt supuse procesării viitoare de tăiere sunt acoperite cu cupru. Stratul de suprafață dur carburizat nu se pretează la astfel de tratamente, iar cuprul poate proteja zonele acoperite de procesul de difuzie a carbonului în ele.
- La restaurarea și repararea pieselor. Placarea cu cupru a metalului este o procedură importantă pentru lucrările de restaurare și restaurarea pieselor cromate ale echipamentelor moto și auto. Se obișnuiește să se aplice un strat semnificativ de cupru - aproximativ 100-250 de microni sau mai mult, care închide defectele metalice și porii și servește ca o nouă bază pentru acoperirile ulterioare.
Tipuri de placare cu cupru
Procedura de placare cu cupru DIY poate fi efectuată chiar și de către începători. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să cunoașteți subtilitățile sale de bază. Există două metode de placare cu cupru la domiciliu: cu imersie în electrolit și fără scufundare.
Cufundat în electrolit
Produsul metalic este tratat cu șmirghel pentru a îndepărta pelicula de oxid, șters cu o perie, spălat bine cu apă, degresat într-o soluție fierbinte de sifon și spălat din nou. După aceasta, se obișnuiește să coboare două plăci de cupru, care sunt anozi, într-un pahar sau borcan pe fire de cupru.
Piesa este suspendată pe un fir între plăci. Firele care provin de la plăcile de cupru sunt conectate între ele și conectate la plusul sursei de curent, iar partea la minus. După aceasta, un reostat este conectat la circuit pentru a regla curentul și un miliampermetru. Este necesară o sursă de curent continuu care are o tensiune de cel mult 6 V.
Pentru a placa cupru acasă, trebuie să pregătiți următoarea soluție de electrolit. Luați 20 de grame de sulfat de cupru și 2-3 mililitri de acid sulfuric la 100 de mililitri de apă și turnați într-un bol. Asigurați-vă că această soluție acoperă complet electrozii.
Când utilizați un reostat, trebuie să setați curentul între 10 - 15 mA pentru fiecare centimetru pătrat de suprafață a piesei. După aproximativ 20 de minute, trebuie să opriți curentul și să îndepărtați produsul; acesta este deja acoperit cu un strat subțire de cupru. Cu cât procesul durează mai mult, cu atât stratul de cupru va fi mai gros.
Fără scufundare în electrolit
Această procedură se efectuează pentru oțel, aluminiu și zinc. Izolația este îndepărtată de la un capăt al sârmei, apoi este necesar să rupeți firele subțiri de cupru pentru a obține o perie de cupru. Pentru ușurință în funcționare, trebuie să-l legați de o perie de cupru sau un băț de lemn, iar celălalt capăt al cablului trebuie conectat la plusul sursei de curent.
Apoi, ar trebui să pregătiți un electrolit - o soluție de sulfat de cupru, de preferință ușor acidificat, și să-l turnați într-o sticlă largă în care va fi convenabil să scufundați peria. Pregătiți o placă de metal sau un alt obiect mic cu o suprafață plană. Trebuie șters cu șmirghel fin și degresat prin fierbere într-o soluție de sifon de spălat.
Apoi trebuie să puneți placa într-o cuvă sau o baie și să o conectați cu un fir la minusul sursei de curent. După ce circuitul este asamblat, trebuie doar să introduceți electrolitul. Înmuiați o „perie” în soluția de sulfat de cupru, care trebuie trasă de-a lungul plăcii fără a atinge suprafața.
Este recomandat să lucrați în așa fel încât să existe întotdeauna un strat de electrolit între perie și placă. Cablajul trebuie să fie umezit cu soluție în orice moment în timpul funcționării. În fața ochilor tăi, placa va fi acoperită cu un strat de cupru metalic roșu. Procesarea unei piese mici va dura câteva minute.
După ce ați aplicat stratul, trebuie să uscați piesa la aer și să frecați stratul mat de cupru până când devine strălucitor folosind o cârpă sau o cârpă de lână. Procesul de placare cu cupru a aluminiului, atunci când produsul nu este scufundat într-o baie electrolitică, ci este tratat în zone mici din exterior, adăugând electrolit, este utilizat în cazurile în care produsul este atât de mare încât este imposibil să selectați un adecvat. baie pentru ea.
Băi de placare cu cupru
Instalațiile pentru placarea cu cupru nu sunt diferite de băile galvanice obișnuite. Electroliții pentru placarea cu cupru sunt destul de ușor de obținut dacă aveți ingredientele necesare la îndemână. Există două tipuri de soluții de cupru: alcaline și acide.
În soluțiile acide, nu veți putea obține acoperiri de cupru bine adezive pe produse din zinc și oțel, deoarece zincul și fierul în acest caz se dizolvă cu cuprul, iar aderența la stratul de protecție este afectată.
Pentru a elimina această caracteristică, se recomandă crearea primului strat subțire de cupru (2-3 microni) într-o soluție alcalină pentru placarea cu cupru și, în viitor, creșterea acoperirii la o anumită grosime într-un electrolit acid, ceea ce este mai economic. . Produsele din zinc care au o formă complexă sunt cel mai bine placate cu cupru în electroliți alcalini.
Cei mai comuni electroliți acizi sunt fluorhidratul și sulfatul. Cei mai folosiți sunt electroliții de acid sulfuric, care se disting prin compoziția lor simplă, eficiență ridicată a curentului și stabilitate semnificativă.
Înainte de placarea cu cupru a pieselor de oțel în electroliți acizi, se recomandă mai întâi să le placați cu cupru într-un electrolit de cianură sau să depuneți un substrat subțire de nichel. Acești electroliți au mai multe dezavantaje.
Una dintre ele este imposibilitatea acoperirii directe a pieselor de zinc și oțel din cauza precipitării de contact a cuprului, care are o aderență slabă la metalul de bază. De asemenea, electroliții au o capacitate de disipare scăzută și o structură sedimentară mai grosieră în comparație cu alți electroliți.
Dintre electroliții alcalini de placare cu cupru sunt cunoscuți electroliții de pirofosfat și cianuri.
Electroliții de cianuri din cupru se caracterizează prin abilități mari de disipare, posibilitatea de placare cu cupru a tâmplăriei și structura fin-cristalină a depozitelor.
Dezavantajele electroliților alcalini includ densitatea scăzută de curent și instabilitatea soluției din cauza carbonizării cianurii libere sub influența dioxidului de carbon. În plus, electroliții de cianuri au o eficiență de curent redusă - nu mai mult de 60-70%.
Astfel, cuprul este un metal care este folosit peste tot: în industria auto, electrotehnică și construcții. Și în galvanoplastie, tehnologia de placare cu cupru este cunoscută pentru pregătirea unei suprafețe metalice pentru acoperirea cu alte metale sau ca proces independent.