Химическая гальваника в домашних условиях. Гальваническое покрытие в домашних условиях

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

Что такое гальваника?

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

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

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

Фото – Гальванические установки

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

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

Фото – Гальваническая ванна чертеж

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

Фото – Гальванизация

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

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

Применение

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

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

Фото – Колокольная гальваническая ванна

Гальваника в домашних условиях – пошаговая инструкция

Теперь мы предлагаем рассмотреть, как самому провести гальванизацию металлов.

Что нам понадобится :

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

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

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

Готовим ванну к применению

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

Фото – Домашняя ванна для гальванизации

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

Фото – Анод

Питание

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

Фото – Схема гальванизации

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

Полоскание

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

Фото – Гальванизация медным купоросом

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

Обзор цен

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

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

Хочу освежить уже опубликованную ранее идею (Гальваника). Эта технология в России называется гальванопластика, на Западе — электроформинг. Суть ее вкратце — покрытие металлом неметаллических предметов при помощи гальванизации. Способы покрытия все примерно одинаковы и их описания есть на многих сайтах Рунета. Освоить эту технологию возможно за очень короткое время, не имея никаких особых технических талантов.

Теперь сама суть, как на этом заработать деньги. На любом рынке или в магазине игрушек вы можете приобрести пакеты с набором зверушек, сделанные из резины или пластика. Как правило — это производство КНР, и стоят они буквально копейки. Наиболее дешевый вид покрытия — медь. Можно без разбора покрывать всех представителей животного мира, но наиболее ходовым товаром являются животные, символизирующие знаки зодиака. После покрытия и соответствующей обработки (чернение, полировка) их следует наклеить на какую-нибудь подставку. Рекомендую обыкновенный щебень, для изготовления бетона. Камешки предварительно подбирают по величине, желательно с плоским основанием. Их промывают и сушат. Все, продукт готов! Не знаю случая, чтобы его нельзя было сбыть за 20-30 рублей, при себестоимости — 5-7. Все, что надо для этого — это первоначальный капитал…ну, максимум в сто баксов и один — полтора квадратных метра в ванной или на балконе (летом).

Этим бизнесом несколько лет занимался мой сын с невесткой. Он — техническая сторона, она сбыт и доставка материалов. У нее, конечно, физических нагрузок несколько больше. Чистой прибыли в неделю (минимально) — 450-500 долларов США. Сейчас они перешли на изготовление более фундаментальной продукции, что-то типа парковой скульптуры, поэтому с легкостью открываю секреты этого бизнеса.

Технология гальванопластики

Электролит — 150-180 гр медного купороса и 40-50 миллилитров серной кислоты на 1 литр воды.
Источник постоянного тока - идеально подходит устройство для зарядки аккумуляторов автомобиля.
Токопроводящий слой для окрашивания фигурок - в бронзовый порошок добавляем несколько капель бесцветного нитролака (можно для волос) и разжижаем ацетоном до состояния жидкой краски.
Реостат - нихромовую проволоку наматываем в один ряд на любую керамическую пластину (очень хорошо подходит спираль от обогревателя).
Амперметр - желательно от нуля до 3-5 ампер (как правило, на зарядных устройствах амперметр уже присутствует).
Ванна - любая пластмассовая ванночка от 3 до 50 литров (все зависит от ваших аппетитов).
Анод - любая медная пластина (любые отходы меди), площадь которой примерна равна площади всех покрываемых изделий.

Технология изготовления

Из кусков длиной 15-20 см телефонного или другого многожильного кабеля вынимаем отдельные проволочки. С обоих концов зачищаем изоляцию, один кончик загибаем под углом 90 градусов и приклеивам к пластиковой фигурке пятисекундным клеем (где-нибудь снизу, в менее заметном месте). Клей БФ не годится, его будет растворять бронзовая краска.

После просушки, несколько будущих изделий (количество зависит от объема ванны) обезжириваем в стиральном порошке с последующей промывкой или в ацетоне.

Фигурки на проволочках держатся довольно крепко, их по одной можно обмакивать в приготовленную бронзовую краску или красить кисточкой. Все места должны быть закрашены, без пропусков. Желательно применять изолированные проволочки от телефонных кабелей, в противном случае, медь будет оседать на «голый» проводок — это лишний расход материала — анода.

После просушки (около часа) зачищенные кончики проводков скручиваются вместе, фигурки не должны касаться друг друга. Весь этот «букет» подвешивается к плюсовому контакту и опускается в ванну. Через несколько секунд начнется процесс и фигурки начнут покрываться медью. Это сразу будет заметно.

Толщина покрытия зависит от нескольких факторов, обычно для мелких вещей — 0.05 мм. В ванне они висят 12-15 часов. Ток регулируем (передвигая контакт по нихромовому реостату) в пределах 0.8 — 1.0 Ампер. Как только фигурки полностью покроются медью, ток увеличиваем до 2.0 ампер.

После окончания покрытия, промываем в проточной воде, просушиваем, проволочки откусываем. Проволочки зачищаем и готовим их к следующей партии.

Все, у нас фигурки полностью металлизированы. В аптеке продается серная мазь. Обмазываем фигурку мазью и буквально проводим над огнем (газовая плита). Медь чернеет.

После этого процесс полировки. Идеально — любой двигатель, но с металлической щеткой-кругом. Называется крацовка. Этот процесс требует некоторого навыка, т.к. придает нашему изделию вид черненной меди-бронзы с блестящими (в нужных местах) деталями. Не бойтесь испортить, опять серную мазь, огонь и полировка.

Теперь наклеиваем на какую-нибудь подставку (можно гальку, гранитные камешки, которые для бетона) и очень красивая штучка получается.

Еще одна рекомендация для сомневающихся и далеких от этого процесса. Сделайте пробу в маленькой пол-литровой баночке, приготовьте электролит, опустите кусочек меди, одну фигурку покрасьте бронзовой краской из баллончика-спрея (красить 2-3 раза) и подсоединитесь к батарейке без всяких реостатов. Можно использовать адаптер для плеера.

Довольно часто, многие мастера, хотят защитить какую то деталь автомобиля или мотоцикла от коррозии. Можно конечно это сделать с помощью грунтовки и краски. Ну а что делать мастеру, если например разболталось (выработалось) посадочное место под подшипник в картере двигателя или коробки передач и его проворачивает. Как восстановить изношенную поверхность и нарастить её размер (диаметр)? Краска здесь не поможет.

Всё вроде бы довольно просто. Нужно нарастить поверхность детали гальваническим способом, то есть наложением тонкого слоя какого то металла, и если накладывать несколько тонких слоёв, то можно восстановить довольно глубокую выработку поверхности основного металла. Для покрытия металлической поверхности хромом или никелем, требуется сложное заводское оборудование, а так же куча вытяжных и вентиляционных систем, так как наложение этих блестящих металлов очень вредное для здоровья.

Предлагаю способ намного проще, который можно осуществить даже дома на кухне, и к тому же он безвредный. Не смотря на то, что этот способ не такой блестящий как никель или хром, зато он позволяет осуществить две важные функции. Это защита от коррозии стальной детали и восстановление её размера (если она изношена). Этим способом может воспользоваться каждый, даже двоечник по химии.

Для осуществления этого способа покрытия, необходимо купить в автомагазине немного обыкновенного электролита для аккумуляторов. Затем потребуется собрать немного металла, которым будет наноситься гальваническое покрытие. Этот металл стоек к коррозии и очень распространён — это цинк. Где его взять? Да везде. Вспомните сколько вы видели отработавших и валяющихся где попало батареек у себя и у друзей. Пособирайте их, и причём чем старее год выпуска батарейки, тем лучше у них цинк и проще его изъять. С помощью острого ножа, надрежьте корпус батарейки, и осторожно снимите цинк, как кожуру у мандарина, а затем промойте обрезки водой.

Теперь можно начинать сам химический процесс. Налейте в стеклянную или фарфоровую банку грамм 100- 150 электролита, а затем начинайте потихоньку (чтобы реакция проходила не слишком бурно) засыпать в него обрезки цинка. Вы увидите, что тут же начнётся химическая реакция, и в результате этого, образуется раствор сульфата цинка, который вам понадобится, а так же гремучий газ, состоящий из водорода и кислорода. Такой же газ выделяется и при зарядке аккумулятора и он очень взрывоопасен, поэтому проводите работы подальше от открытых источников огня и гоните курильщиков подальше. Если кому то лень возиться с электролитом, то можно поискать готовый сульфат цинка в магазинах химреактивов.

При добавлении кусочков цинка в электролит, он будет растворяться, и добавлять цинк нужно будет до тех пор, пока он не перестанет реагировать с кислотой (перестанет растворяться), то есть кислота расходуется на реакцию полностью и полностью «насытится» цинком. Так же, следует подготовить к покрытию металлические детали, которые вы собираетесь покрыть цинком. Очистите их от грязи и ржавчины, а если деталь декоративная, то желательно отполировать её до блеска, ведь любое гальваническое покрытие, в точности повторяет рельеф поверхности покрываемого металла. И если на поверхности есть царапины, то после покрытия, не важно чем, хоть хромом или никелем, все эти царапины будут видны на поверхности ещё лучше.

Кстати удалить всё ржавчину с поверхности металла можно не механическим, а химическим способом. Для этого следует опустить ржавую деталь в аккумуляторный электролит, соляную кислоту, можно даже в обыкновенный уксус. Но не в коем случае не в преобразователь ржавчины, как могут посоветовать местные знатоки, так как к образовавшейся от преобразователя плёнке фосфатов, цинк, да и хром тоже, никогда не пристанут. Преобразователем ржавчины следует пользоваться только тогда, когда вы хотите просто загрунтовать и покрасить деталь.

Продолжим работу. Подготовленный раствор сульфата цинка налейте в стеклянный или фарфоровый сосуд, размер которого зависит от размера детали, которую вы собираетесь покрыть цинком. Но если со стеклом или фарфором у вас проблемы, то можно использовать подходящее корытце, вырезанное из капроновой канистры.

Источник электропитания лучше всего использовать с регулировкой тока (переменным резистором) и амперметром, глядя на который удобно регулировать силу тока (Амперы). Большинство зарядных устройств имеют и амперметр и регулировку тока, поэтому можно использовать зарядное устройство и даже для зарядки аккумуляторов мотоцикла, так как ток для работы потребуется небольшой.

А как проверить необходимую величину силы тока? При нормальной величине тока, должно получится цинковое покрытие серого цвета. Если получается рыхлое покрытие чёрного цвета, то следует сразу уменьшить регулятором силу тока. Ну а если получается светло-серая поверхность детали, то следует немного увеличить силу тока. По опыту скажу, что обычно хватает силы тока всего в 0,5 — 1 Ампер.

В качестве индикатора тока и простейшего стабилизатора напряжения можно использовать обыкновенную лампочку на 12 вольт, которая при натирании детали не должна светиться слишком ярко. Лампочка подсоединяется в разрыв плюсового провода (наглядно это показано в видеоролике под статьёй). Если лампа светит слишком ярко, то следует немного ослабить силу тока.

После нанесения гальванического покрытия, готовую деталь хорошенько промойте водой. Ну а если вы использовали раствор сульфата цинка не от электролита, а от серной кислоты, то советую готовую деталь сначала ополоснуть раствором питьевой соды, чтобы нейтрализовать серную кислоту, а затем уже промыть деталь в воде.

Ну а как же восстановить размеры посадочного отверстия деталей? Ведь часто из-за этого многие выбрасывают картер, а картер или блок мотора — это номерная деталь, и восстановление её крайне важно. И если в блоке провернуло подшипник и посадочное отверстие потеряло размер (диаметр), то восстановить место подшипника в чугунном блоке, не составит труда описанным выше способом с помощью цинка, обёрнутого марлей.

Но корпуса коробок передач, всегда изготавливали из алюминиевого сплава, и блоки моторов новых автомобилей начали лить тоже из алюминия (гильзы цилиндров покрыты никасилем),который не так то просто чем либо покрыть. Существуют способы, но они дорогие и сложные, применимые только в заводских условиях. Но на то и существует этот сайт, чтобы любому мастеру можно было обойтись без сложного заводского оборудования. Выход есть всегда, и я всегда говорил, что металл не хуже пластилина и лепить из него можно всё что угодно.

С восстановлением посадочных отверстий под подшипники в стальных или чугунных корпусах (картерах) проблем не возникает, так как цинк на сталь или чугун накладывается хорошо. И подробно о восстановлении посадочного отверстия в передней бабке своего токарного станка ТВ- 4, я подробно показал в видеоролике чуть ниже.

Ну а отверстие в алюминиевом картере покрыть не удастся, так как цинк на алюминий не ляжет, и ведь у нас же нет в арсенале супер дорогого напылителя металлов, или как я уже говорил, сложного гальванического оборудования, для покрытия алюминия. Оно нам и не нужно. Зато можно легко покрыть слоем, или слоями цинка наружную обойму подшипника. И если вы купите подшипник не какого то левака, а авторитетной фирмы (о правильном выборе подшипников ), то он переживёт несколько кап-ремонтов мотора.

Чтобы раствор сульфата цинка не попал внутрь подшипника к шарикам или сепаратору, нужно закрыть подшипник с двух сторон резиновыми прокладками, и наложенными на них текстолитовыми пластинами (толщина 3 — 5 мм), и затем стянуть этот «бутерброд» болтом с гайкой, а потом подвести к наружной обойме подшипника минус источника постоянного тока.

Пластины должны быть именно из диэлектрика (текстолита, пластика и т.п.), а не из металла, иначе цинк будет расходоваться и на покрытие металлических пластин, и вам не хватит металла цинка. Так же советую купить подшипник закрытого типа, так больше гарантии, что кислота не попадёт внутрь к шарикам.

А затем покрыв подшипник цинком, перед установкой его в блок мотора, при желании всегда можно удалить острым ножом закрывающие подшипник герметичные шайбы, и подшипник в итоге станет открытого типа (это нужно, чтобы он смазывался маслом изнутри блока двигателя).

А можно не погружать подшипник в ванну, а покрыть его наружную обойму вторым более простым способом, с помощью натирания кусочком цинка, обёрнутого марлей и подключенного к плюсу источника постоянного тока.

Хочу так же заметить, что для восстановления размера детали (например обоймы подшипника), можно использовать медное покрытие. Как антикоррозийное покрытие медь использовать нельзя, а вот для восстановления размера — легко. К тому же сейчас в кастомайзинге мотоциклов, пошло модное направление, называемое олдскул (старая школа).

Так вот, для покрытия всевозможных трубок масло или бензо-проводов, различных мелких деталей, не только можно, а ещё и нужно использовать медное покрытие. После полировки таких деталей, ваш мотоцикл будет выглядеть не просто круто, а супер круто!!!

Ладно, я немного отвлёкся, кастомайзинг для меня больная тема, оно и понятно — творческих границ не существует. Вернёмся к банальному восстановлению размера деталей. Одно из достоинств медного покрытия, это то, что вам не потребуется возиться с кислотой. Так как медный купорос, а кто помнит из курса школьной химии, он же сульфат меди, из которого приготавливается раствор, очень легко найти и купить в хозяйственном магазине.

Ну и второе ощутимое достоинство при покрытии медью, это то, что вам не нужно будет разыскивать бэушные батарейки для анода. Ведь можно использовать медную пластинку, или просто пучок медных проводов, свёрнутых в кабель. В воде (лучше дистиллированной) нужно будет растворить максимальное количество порошка медного купороса. Силу тока подбирайте так же как я описал выше, при нанесении цинкового покрытия.

Как вы поняли, ничего сложного в такой науке как химия и нанесении гальванического покрытия в домашних условиях нет. И теперь для вас не существует проблема восстановления изношенной детали, и вы сможете восстановить любой картер, или просто защитить многие детали от коррозии. А мотоциклисты смогут довольно ярко освежить внешний вид своего мотоцикла. Ведь я согласен, что хром есть хром, но пора вносить разнообразие в дизайн.

Кстати, кто хочет восстановить цинковое покрытие оцинкованного кузова своего автомобиля, то читаем об этом вот , удачи всем и творческих успехов!

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.

Гальваника представляет собой раздел электрохимической науки, которая изучает осаждение некоторых элементов на любую поверхность. С помощью гальваники в домашних условиях или в промышленности можно нанести на изделие тонкий слой металла, который будет выступать в роли защитного слоя или выполнять декоративные функции. В последнее время декоративное покрытие набирает популярность у тех, кто хочет сделать оригинальный подарок своим друзьям и родным.

Общие сведения

Покрытие гальваникой бывает технологическим или декоративно-защитным. Это тонкий металлический тонкий слой, который в зависимости от гальванических элементов может выполнять эстетические функции. Гальванопластика не увеличивает прочность изделия, поскольку в этом случае требуются большие производственные мощности, но для красоты и придания «свежести» вполне подойдет.

Гальванические реакции происходят с помощью постоянного электрического тока. В специальную емкость-диэлектрик наливают раствор - электролит, в который погружают два анода. Аноды должны быть изготовлены из металла, который будет осаждаться на покрываемом изделии.

Обрабатываемая деталь присоединяется к минусовому выводу и помещается между анодами. Она выполняет роль катода. Аноды, в свою очередь, присоединяются к плюсовому контакту источника питания. Они становятся частью цепи, проводя ток в электролит и отдавая ему свои металлические элементы. Электролит передает необходимые частицы обрабатываемой детали, они постепенно обволакивают её тонким слоем. Аноды по площади должны превышать в несколько раз размер заготовки.

Другими словами, гальванизация представляет собой перенос молекул металла раствора на изделие в момент протекания через них электротока.

Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:

Сборка гальванической установки.
Подготовка электролитного раствора.
Обработка и подготовка образца.
Запуск гальванического процесса.

Оборудование можно подготовить самостоятельно. Сначала подбирается подходящий источник питания. Это может быть батарейка (для обработки изделий небольшого размера) или аккумулятор. Подойдет понижающий блок питания, который выдает на выходе постоянный ток до 12 вольт. Иногда используют инвертор от сварочного аппарата. Подбирается реостат для регулирования силы тока.

Из нейтрального, устойчивого к химически агрессивным веществам материала подбирается широкая и глубокая ванночка. Надо учитывать, что электролитический раствор при гальваническом процессе может нагреваться до девяноста градусов по Цельсию.

Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.

Для нагрева ёмкости с электролитом нужен электрический прибор с возможностью плавной регулировки температурного режима. Чаще всего используют подошву утюга или небольшую электроплитку. С их помощью происходит нагрев раствора до необходимой температуры и ускорение реакции.

Химические реактивы необходимо хранить в плотно закупоренной стеклянной посуде. Желательно каждый предмет подписывать.

Потребуются весы для точного измерения массы веществ, поскольку необходимая точность веса компонентов составляет один грамм. Такие весы можно приобрести, а можно сделать самостоятельно, используя вместо гирек старые советские монеты. Вес «желтых» монет точно соответствует их номиналу.

После того как собраны необходимые вещества, найдены ёмкости, собрана электрическая схема с питанием и подготовлена система подогрева, можно заняться чисткой заготовки.

Если недостаточно хорошо почистить деталь, гальваническое покрытие непрочно осядет или будет неравномерным. Иногда хватает простого обезжиривания предмета. Раствор ацетона или спирта может хорошо обезжирить поверхность, можно использовать бензин.

Некоторые мастера держат изделия из стали в разогретом до 90 градусов по Цельсию растворе фосфорнокислого натрия. Цветные металлы можно очищать в том же растворе, не нагревая его.

Если на изделии есть коррозия или другие изъяны, то поверхность заготовки шлифуется наждачной бумагой.

Иногда про технику безопасности при различных работах в домашних условиях рассказывают вскользь. Но при выполнении любых гальванических работ нужно строго соблюдать безопасность.

Опасность заключается в использовании токсичных химических веществ, высокой температуре нагрева раствора и повышенными рисками, которые сопровождают электрохимические реакции.

Лучше всего гальванические работы проводить в гараже или мастерской при обязательном проветривании или вентилировании помещения. Особое внимание следует уделить заземлению оборудования. Нужно соблюдать меры личной безопасности, а именно:

Дыхательные пути следует защитить респиратором.
Руки и запястья должны быть спрятаны в высокие и прочные резиновые перчатки.
Обувь должна защищать от ожогов, а одежда прикрыта клеенчатым фартуком.
Обязательно ношение специальных защитных очков.

Перед началом работ по меднению в домашних условиях нужно подготовить необходимые материалы и оборудование. Надо позаботится об источнике напряжения и постоянного тока. Существует много рекомендаций касательно силы тока, разброс которого может быть большим. Поэтому желательно иметь реостат с возможностью плавной регулировки напряжения и для постепенного завершения процесса. Источником может служить автомобильный аккумулятор или выпрямитель с напряжением на выходе не больше 12 вольт. Для первых опытов будет достаточно обычной батарейки от 4.5 до 9 вольт.

Затем выбирается ёмкость для электролитического раствора, лучше всего из жаропрочного стекла. В любом случае все ёмкости для электролиза должны быть диэлектриками и выдерживать температуру не менее, чем 80 градусов по Цельсию.

В качестве анодов подойдут два больших медных листа. Они должны перекрывать по размеру заготовку. Из химических реактивов потребуются:

Купорос медный.
Кислота соляная либо серная.
Вода дистиллированная.

Меднение в домашних условиях пользуется заслуженной популярностью, поскольку очень хорошо и надежно держится на стальных изделиях. Главное условие - правильно соблюдать технологию процесса.

Имеется два способа нанесения меди на поверхность:

Помещение заготовки в раствор электролита.
Неконтактный способ. В этом случае изделие не погружается в раствор.

Подготавливается и обрабатывается поверхность изделия при помощи тонкого наждака и щеточки. После этого деталь моется в проточной воде, обезжиривается и еще раз промывается.

Этапы процесса омеднения следующие:

Два медных анода подключают в сеть к положительным контактам и размещают их в стеклянную банку.
К обработанному изделию подводят контакт с отрицательным значением напряжения и свободно подвешивают между анодами.
Подключают реостат согласно электрической схеме для возможности регулирования силы тока.
Подготавливается раствор в правильных пропорциях. На 100 г дистиллированной воды надо 20 г медного купороса и 2−3 г соляной кислоты. Вместо соляной кислоты можно использовать другую.
Раствор выливается в посуду с медными пластинами и деталью таким образом, чтобы они полностью скрылись под поверхностью раствора.
Подключается источник напряжения. Реостатом добиваются необходимой силы тока из примерного расчета 10−15 миллиампер на каждый квадратный сантиметр площади детали.

Весь процесс занимает примерно 15−20 минут. После обязательного выключения источника питания и остывания раствора готовое изделие с медным слоем на поверхности вынимается из банки.

Этот метод интересен тем, что его можно использовать для обработки не только стальных предметов, но и сделанных из других материалов. Например, алюминия и цинка. Порядок процесса следующий:

Из многожильного медного провода изготавливается «кисточка». Конец провода оголяется. Из медных проводков создается подобие кисточки, чтобы затем прикрепить ее к деревянной ручке-держателю.
Второй конец провода подключается к плюсовому контакту электрической цепи.
В широкую ёмкость заливается стандартный электролитный раствор из медного купороса и соляной кислоты.
Предварительно очищенная и промытая металлическая заготовка присоединяется к отрицательному контакту и размещается в пустой ёмкости.
Импровизированная кисточка окунается в раствор электролита и проводится по поверхности заготовки без контакта. Это действие повторяется до получения результата.

Когда деталь полностью покроется слоем меди, выключается блок питания и процесс завершается. Деталь ополаскивается в воде и просушивается.

Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:

Гальванопластика - это электрохимический способ придания предмету определенной формы с помощью осаждения на него металла. Чаще всего этот метод используют при обработке металлом неметаллических предметов или при изготовлении копий ювелирных изделий.

Если при гальванопластике изделие не обладает электропроводящими свойствами, то его предварительно покрывают графитом, иногда бронзой. Затем мастер делает с копии слепок и начинает гальванический процесс. В качестве материала слепка используют гипс, графит или легко плавящийся металл.

Гальваника - это очень интересный и познавательный процесс, но он связан с активными веществами, которые могут навредить здоровью и нанести вред имуществу или окружающей среде. Поэтому перед тем как начинать гальванику своими руками, нужно принять все меры безопасности, изучить немного теории процесса и особенности поведения химических реактивов.