Гальваника в домашних условиях - самый быстрый способ заработать. Технология выполнения цинкования в домашних условиях

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

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

Особенности процесса

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

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

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

В результате на обрабатываемой поверхности формируется тонкий и однородный слой металла, который изначально содержался в химическом составе электролита.

Необходимое оборудование

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

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

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

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

• подводят в электролит электрический ток и обеспечивают равномерное распределение последнего по обрабатываемой поверхности;
• возмещают убыль наносимого на изделие металла, расходуемого из химического состава электролита;
• способствуют протеканию некоторых окислительных процессов.

Выбирая аноды для своего гальванического аппарата, следует соблюдать одно важное правило: их площадь должна быть больше, чем площадь обрабатываемой поверхности.

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

Что потребуется для приготовления электролита

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

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

Как правильно подготовить изделие к процедуре

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

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

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

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

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

Требования техники безопасности

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

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

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

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

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

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

Никелирование

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

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

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

Хромирование

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

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

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

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

Меднение

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

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

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

Гальваника – наука, изучающая осаждение электролитов на металлических поверхностях. Этим словом также называют процедуру, позволяющую наносить металлическое покрытие на различные изделия. К примеру, если требуется защита от коррозии, применяется цинкование или хромирование. Гальваника в домашних условиях – довольно непростая задача, поэтому для успешного ее выполнения следует знать некоторые нюансы, о которых ниже.

Что такое гальваника

Гальванопластика в домашних условиях осуществляется разными способами, так как полученное покрытие бывает технологическим, декоративным и защитным. Процедура дает возможность создания на поверхности изделия тонкого металлического слоя, имеющего привлекательный эстетический вид (с помощью золота или серебра) или антикоррозийные свойства (при использовании цинка или меди). Обрабатываемые поверхности, как правило, сделаны из металла или пластика.

Если рассматривать общие черты, то гальваника своими руками – процесс несложный. В специальную ванну с электролитом помещаются аноды, которые подключают к «плюсу». Между ними располагают деталь, служащую катодом, и подключают ее к «минусу». Как результат электрическая цепь замкнется, а металл, содержащийся в электролите, начнет осаждаться на катод, то есть обрабатываемое изделие.

Необходимое оборудование

Для выполнения любой задачи требуются не только определенные инструменты, но и оборудование. С поиском последнего также не должно быть сложностей, так как его можно сделать своими руками. Изначально следует позаботиться об источнике питания, ведь процедура требует действия электротока. Если рассматривать показатели тока, то здесь нет четкого диапазона – каждый мастер пользуется своими значениями.

Важно! Ключевое условие – использование регулятора напряжения, при помощи которого плавно изменяется выходная мощность.

Не менее важен постоянный ток. По этой причине источником может служить специальный выпрямитель, который приобретается или делается своими руками. Многие умельцы в качестве прибора пользуются сварочным аппаратом.

Под электролит нужно отыскать специальную емкость (ванночку), изготовленную из химически нейтральных компонентов. Гальваническая ванна своими руками делается просто: берется обычная посудина из пластика или стекла определенного размера, чтобы в ней легко располагались деталь и электролит. Применяется прочная и стойкая к высокой температуре (до +80 градусов Цельсия) емкость.

Также потребуются аноды, площадью более, нежели деталь. Используя их, в электролит подводится электрический ток, равномерно распределяемый по детали. Также их задача – возместить убыль сплава в электролите, так как он будет выделяться при обработке. Аноды хороши и для определенных окислительных задач.

Что касается нагревательных приборов, необходимых для подогрева электролита, лучше, чтобы они позволяли регулировать тепловые режимы, так как показатель температуры играет большое значение при процедуре. К примеру, чтобы гальваника прошла успешно, не подойдет бытовая газовая плитка. А вот электроплита или утюг с регулировкой температуры подошвы подходят.

Из чего делать электролит

Чтобы хранить химические реактивы и электролиты, требуется воспользоваться посудой из стекла, имеющей притертую крышку.

Приготавливать электролиты следует внимательно: каждый элемент отмеряется вплоть до грамма, что делается при помощи соответствующих весов. Достать их не проблема, а при желании весы можно сделать самостоятельно, где гирьками выступают советские монетки, так как их номинал равен массе.

Гальванизация на дому – процедура приготовления электролита, а ему, в свою очередь, требуется наличие химических реактивов. Существуют специальные фирмы, занимающиеся распространением этих высококачественных веществ, однако, их действия подконтрольны и не каждый желающий может их приобрести, даже имея особые разрешительные документы. Частным лицам опасные химические вещества и вовсе недоступны.

Особенности цинкования металла

Каждое изделие из металла, каким бы качественным оно ни было, рано или поздно будет отравлено коррозией. Бороться с коррозией можно разнообразными способами, где каждый имеет свои сильные и слабые стороны. Процедура гальванического цинкования – простой метод, считающийся оптимальным по соотношению цена-качество.

Цинкование в домашних условиях сделать реально, тем более что эта процедура позволяет обезопасить материал от негативных внешних воздействий. Цинк ценится тем, что, взаимодействуя с кислородом, образует прочную и качественную пленку, защищающую изделие от влияния окружающей среды.

Для оцинковки металла есть следующие способы:

• Термодиффузный метод;
• Холодная оцинковка;
• Гальваническая оцинковка;
• Горячее цинкование;
• Газо-термическое напыление.

Для цинковки изделия используется как один метод, так и несколько – комплексные работы. Следует отталкиваться от условий эксплуатации детали и необходимых защитных качеств. Выбирая способ обработки, учитывается желаемая толщина цинка, а от этого зависит температура и продолжительность работ.

Важно! Оцинкованные поверхности имеют ограничение – прямое механическое воздействие им противопоказано.

Наиболее популярный метод цинкования – горячий, так как полученное покрытие получается максимально стойким. Однако, на дому он не получил широко распространения, так как не безопасен с экологической стороны, трудный и невыгодный. Для этого метода требуется дорогостоящее и сложнодоступное оборудование, поэтому на нем не будем заострять внимания.

Газо-термический метод обработки металла – это своеобразное напыление. Актуален тогда, когда требуется обработка больших плоскостей в немалых масштабах. В ином случае это нерентабельная процедура. Процесс выглядит так: распыляется порошкообразный цинк. Применяют способ в тех ситуациях, когда деталь крупногабаритная и попросту не поместится в специальной ванне с жидким цинком. Стоит отметить прочностные качества полученного металла – изделие легко сохранится даже в условиях соленой воды в течение 25-35 лет.

В домашних условиях наиболее популярен метод гальванической оцинковки, в результате которого на поверхности появляется гладкий и равномерный слой определенной толщины. Покрытие, в среднем, имеет толщину не более 40 мкм, но в плане эстетики – это наиболее удачный метод.

Что касается самой процедуры оцинковки, она аналогична прочим процессам электрохимического характера, где положительно заряженные частицы с цинка оседают на поверхность детали.

Наиболее доступный метод цинкования – холодная оцинковка, напоминающая обычную покраску. Для этого используется особый цинкосодержащий грунтовочный материал, где 90% – цинк. Как было сказано выше, метод – самый доступный, практически в 10 раз дешевле предыдущих, да и заниматься им можно практически в любых условиях, даже в небольших мастерских. Однако, по сравнению с иными методами, холодная оцинковка не может похвастаться высокой стойкостью.

Особенности гальванического серебрения

Гальваническим серебрением занимаются многие мастера, работающие не только с сувенирной, но и ювелирной продукцией. Серебряные покрытия также нередко применяются в технической области.

Как и в случае с цинкованием, необходимо обзавестись специальными электролитами. Серебро можно наносить на разные металлы, но в каждом случае поверхность последних нужно тщательно подготавливать. Если будет допущена хоть малейшая ошибка, то слой серебра плохо «прилипнет» к детали, а то и вовсе частично отслоится. Эффективно решать эту проблему следует, применяя электролиты предварительного серебрения. Серебро – это мягкий металл, который легко может подвергнуться истиранию. Серебрение в домашних условиях реально, но следует знать определенные нюансы. Например, снизить износостойкость металла позволяют электролиты, осаждающие сплавы, с содержанием сурьмы или палладия.

Серебро является более доступным, по сравнению с золотом, металлом, поэтому, чтобы изделие не протиралось при носке, электрохимическое покрытие наносится более толстым слоем. Увеличить твердость и износостойкость посеребренной детали, например, можно, введя в состав серебра легирующие добавки (сурьма).

Известно, что серебро может потемнеть, что случается под влиянием сероводорода. Бороться с подобными явлениями можно методами палладирования и родирования. Однако конечный вид изделия будет иной, так как данные металлы характеризуются отличным от серебра цветом. Некоторые мастера наносят на серебряное изделие хром.

Важно! Хромирование серебра делается с той целью, если предмет гальваники не контактирует с руками. К примеру, если изделие лежит на прилавке. После начала эксплуатации проходит примерно месяц, как защитный слой истирается.

Гальваническое серебрение пользуется большим спросом в различных промышленных отраслях, так как серебро характеризуется отличными электротехническими, физико-механическими и декоративными свойствами.

Серебряные покрытия характеризуются высокой стойкостью к химическим веществам, яркостью и электропроводностью. Гальваническое серебрение может выполняться с большой толщиной, при этом сохраняется его эластичность, а соединение остается надежным. По этой причине данной технологией нередко пользуются в ювелирной промышленности и при производстве радиотехнических элементов.

Благодаря особым физико-химическим характеристикам покрытия определяется конкретный метод серебрения. Такой вид покрытия широко популярен, независимо от того, что металл достаточно дорогой и довольно дефицитный. Серебрение позволяет:

• Повысить отражательные характеристики;
• Понизить переходное сопротивление;
• Повысить стойкость к коррозионным процессам;
• В декоративных целях (ювелирное мастерство).

Гальваника пользуется большой популярностью, так как позволяет не только придать иной вид металлу, но и защитить его от пагубных воздействий окружающей среды. В особенности метод окисления сплавов пользуется спросом и за счет того, что доступен в домашних условиях при наличии специальных реагентов и материалов. Однако следует помнить, что этот процесс не самый простой и требует определенных знаний и умений, без наличия которых процедура может быть опасной. Чаще всего, если речь идет о гальванике, используется серебрение, цинкование, никелирование и так далее.

Видео

Метод цинкования – один из самых распространенных для создания надежной защиты для металла от коррозии. Он отличается простотой и дешевизной. Поэтому такой способ обработки можно выполнять в домашних условиях, для чего необходимо лишь соблюдать определенные условия.

Цинкование как распространенный способ коррозийной защиты металлов

При создании качественных и долговечных металлических покрытий чаще всего применяют именно технологию цинкования. Это объясняется невысокой стоимостью расходных материалов и отличным результатом. Само цинкование происходит по простейшей технологии. Для ее осуществления не нужны дополнительные расходы и много усилий, что позволяет проводить подобную обработку в домашних условиях.

Цинковое покрытие формируется в результате того, что цинк вступает в реакцию окисления с кислородом, находящимся в составе воздуха. В последующем на поверхности обрабатываемого металла образуется прочная защитная пленка, которая ограждает его от негативного воздействия внешней среды.

Цинк является более активным металлом, чем железо или сталь. Поэтому он в первую очередь взаимодействует с кислородом и водой, предотвращая коррозию. Даже если на поверхности изделий из металла присутствует хоть часть покрытия, оно защищает его от разрушения.

Проведение цинкования в домашних условиях

Технологический процесс цинкования подразумевает под собой осаждение катионов металла на аноде. Подобная химическая реакция протекает в ванне с электролитом при воздействии электрического тока.

Где найти электролит

В качестве электролита можно использовать любой раствор солей цинка. Самыми популярными и легкодоступными считаются хлорид цинка и соляная кислота. Также электролит с необходимыми свойствами можно получить методом травления цинка в серной кислоте. Эту реакцию следует проводить очень осторожно. Она сопровождается выделением большого количества тепловой энергии и взрывоопасного водорода.

Травление цинка в серной кислоте с выделением водорода и получением солей цинка

Как получить цинк

Для цинкования в домашних условиях необходимо подготовить цинк, который можно получить следующими способами:

• используя обычные солевые батарейки;
• плавкие предохранители времен Советского Союза;
• любые детали с цинковым покрытием;
• чистый металл, который можно найти в соответствующих магазинах, где продаются химические реактивы.

Подготовка к выполнению процедуры

Для создания качественного металлического покрытия следует выполнить несколько подготовительных операций:

• подготавливают гальваническую ванну. Ее роль может выполнять любая стеклянная или пластиковая тара;
• устанавливают штативы для анода и катода;
• электролит не должен содержать в составе нерастворенные кристаллы соли , для чего дополнительно вводят дистиллированную воду;
• роль анода выполняет цинковая пластина. Чем больше ее площадь, тем качественнее получится покрытие;
• к аноду присоединяется плюс от источника питания. Данных элементов при желании может быть несколько;
• к катоду присоединяется минус. На его поверхности будут осаждаться частицы цинка;
• катод должен быть очищен от ржавчины и любых загрязнений. Перед обработкой его дополнительно окунают в раствор кислоты;
• катод должен находиться на одном расстоянии от анода, чтобы получилось равномерное покрытие со всех сторон;
• в качестве источника питания применяют любой аккумулятор или блок питания с постоянным током на выходе;
• чем больше сила тока и вольтаж, тем быстрее будет происходить реакция и тем рыхлее получится защитная пленка;
• при использовании автомобильного аккумулятора в цепь включают лампочку накаливания до 20 Вт для снижения силы тока.

Устройство для цинкования в домашних условиях

Технология создания цинковой пленки

Для создания качественного защитного покрытия на поверхности металла после проведенных подготовительных операций источник тока подключают к сети, а катод окунают в гальваническую ванну. Данный процесс должен проходить без бурного кипения. Если такое наблюдается, можно заподозрить слишком большую силу тока в системе. Чтобы снизить ее, в электрическую цепь присоединяют несколько дополнительных потребителей.

Постепенно на поверхности катода будет формироваться металлическое покрытие. Чем дольше протекает этот процесс, тем больше будет толщина защитного слоя на металле.

Популярные методы

Существует много эффективных химических способов выполнения цинкования, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В любом случае созданное покрытие будет служить долго, если не подвергать его механическим воздействиям и правильно выбрать толщину защитного слоя с учетом особенностей эксплуатации изделий.

Горячий метод

Данный способ цинкования является одним из самых эффективных. После проведения подобной обработки удается создать надежное покрытие, которое надолго остается на поверхности металлических изделий. Недостатком горячего метода является его вредность для окружающей среды.

Для выполнения данной обработки необходимо придерживаться следующей технологии:

• подготовка. Поверхность металла обезжиривают, проводят травление;
• после выполнения подготовительных процедур деталь промывают и высушивают;
• изделий из металла опускают в емкость с цинковым раствором.

Такой метод цинкования не подходит для обработки больших по площади деталей и требует определенной подготовки, поиска подходящих емкостей.

Холодный метод

Данный метод обработки подразумевает окраску металлоизделий специальными смесями. Они содержат в составе цинк, что позволяет в кратчайшие сроки сформировать на поверхности надежное покрытие. Наносят такую краску обычным способом – валиком, кистью, краскопультом. Такой метод обработки идеален для деталей, которые невозможно покрыть защитным слоем обычным горячим цинкованием.

Гальваническое цинкование

Схема гальванического цинкования

Такое цинкование в домашних условиях проводится с применением электрохимических воздействий на металл. При его выполнении на поверхности металла образуется тонкая защитная пленка, которая эффективно защищает металл от внешнего негативного воздействия.

Для обработки изделие помещают в специальную емкость, где находится цинковая пластина. После этого подводится электричество. Именно оно переносит частицы цинка с пластин на поверхность обрабатываемых изделий.

Основным недостатком данного метода называют его дороговизну. Также в процессе обработки металла остаются опасные яды, которые требуют специальной утилизации.

Термодиффузионное цинкование

При выполнении термодиффузионного цинкования создается среда, которая характеризуется наличием высоких температурных показателей. Примерно при +2600°С цинк расщепляется на мелкие частицы, которые оседают на поверхности металлических изделий. Основным преимуществом данного метода цинкования является то, что в результате его выполнения образуется особенно толстый защитный слой.

Процесс нанесения защитного покрытия на изделия из металла осуществляется в специальной камере закрытого типа. Вначале на поверхность детали наносится порошковый цинк, после чего она подвергается нагреву. Данная технология применяется исключительно в промышленных условиях. Дома ее использовать очень сложно, дорого и небезопасно.

Преимуществом термодиффузионного цинкования называют его безопасность для окружающей среды. Создаваемое покрытие имеет значительную толщину, что обеспечивает отличные защитные качества.

Нанесение цинка осуществляется при помощи интенсивного газового потока. После выполнения подобной обработки поверхность обязательно окрашивают. Несмотря на особенности подобной технологии, она обеспечивает высокое качество и долгий срок службы обрабатываемых деталей.

Гальваника – это раздел науки под названием «Электрохимия», в котором изучается осаждение электролитов на поверхности металлов. Так же называется и собственно процесс нанесения металлического покрытия на любое изделие. Для защиты от коррозии, например, используется цинкование или хромирование.

Несмотря на то что процесс нанесения электролитов достаточно сложный и небезопасный, сегодня становится популярной декоративная, то есть предназначенная для украшения и защиты гальваника в домашних условиях.

Есть и другое толкование этого термина, но об этом позднее.

Общее представление о гальванике

Гальваническое покрытие может быть как технологическим, так и декоративно-защитным. Оно представляет собой тонкий поверхностный слой металла, обладающего хорошим эстетичным видом (золото, серебро) или антикоррозионными свойствами (цинк, медь) на металлических или пластмассовых изделиях.

В общих чертах гальваника металла в домашних условиях выглядит несложно. В ванночку с электролитом опускаются аноды, которые подключаются к «плюсу», а между ними - в качестве катода - обрабатываемая деталь, подключенная к «минусу». Когда электрическая цепь замыкается, металл, который содержится в электролите, осаждается на катод, то есть изделие.

Оборудование для гальваники

В домашних условиях и оборудование можно сделать своими руками. В первую очередь нужен источник питания, так как процесс протекает под действием электрического тока. В показателях силы тока домашние мастера расходятся, называя их в очень большом диапазоне. Но обязательным условием является наличие регулятора напряжения для плавного изменения выходной мощности. Ток должен быть постоянным, поэтому в качестве источника называют выпрямитель собственного или заводского изготовления.

Умельцы приспосабливают сварочный аппарат для гальваники в домашних условиях.

Для электролита нужна емкость (ванночка) из химически нейтрального материала. Это может быть стеклянная или пластиковая посудина достаточных размеров, чтобы в нее помещалась для обработки деталь и необходимое количество электролита. Она должна выдерживать высокую, до 80 °С, температуру и быть достаточно прочной.

Еще нужны аноды, площадь которых должна быть больше площади детали. Они служат для подвода электрического тока в электролит и его равномерного распределения по детали. Кроме того, они должны в электролите возмещать убыль металла, который выделяется при покрытии изделий, и выполнять некоторые окислительные процессы.

Нагревательные приборы для доведения электролита до нужной температуры лучше использовать с возможностью регулирования тепловых режимов. Например, бытовая газовая плита для этой цели не подходит. Обычно используют маленькую электроплитку и утюг, в котором можно установить необходимую температуру подошвы.

Оборудование для приготовления электролита

Для хранения химических реактивов и электролитов нужна стеклянная посуда с притертыми крышками.

Для приготовления электролитов необходимые вещества нужно отмерять с точностью до одного грамма. Для этого нужны соответствующие весы. Их можно приобрести или изготовить самостоятельно, используя в качестве гирек советские монетки, номинал которых точно соответствует массе.

Гальваника в домашних условиях – это и приготовление электролита из добытых непростым путем химических реактивов. Специализированные фирмы, торгующие такими высококачественными веществами, не редкость, но их деятельность подконтрольна, и работа с ними требует наличия специальных разрешительных документов даже для юридических лиц. Частным лицам опасные химические вещества не продают.

Подготовка изделия к гальванике

Собрав все необходимое (найдя в гараже, закупив и смонтировав своими руками), можно приступать к подготовке детали. Этот этап работ очень ответственный. Успешная гальваника в домашних условиях требует тщательной очистки детали. От подготовки поверхности зависит и качество гальванического покрытия. Поэтому, в зависимости от желаемого результата, деталь не только обезжиривают. Во многих случаях требуется пескоструйная обработка, затем шлифовка с помощью наждачной бумаги и шлифовочных паст.

Для обезжиривания детали промывают либо в чистых органических растворителях, ацетоне, спирте или бензине, либо в подготовленных растворах. Например, для обезжиривания стальных или чугунных деталей используются горячие, до 90 °С, растворы с едким натром, кальцинированной содой, жидким стеклом, фосфорнокислым натрием.

А изделия из цветных металлов обрабатываются в растворах с хозяйственным мылом и тем же фосфорнокислым натрием.

Окисную пленку снимают в специальных декапирующих растворах с соляной или серной кислотой.

Техника безопасности при работах

Гальваника в домашних условиях (хромирование, меднение, никелирование) - процесс опасный. Во-первых, из-за токсичности используемых веществ. Во-вторых, из-за необходимости нагрева растворов до высоких температур. А в-третьих, из-за риска, с которым связаны любые электрохимические процессы.

Не стоит воспринимать термин «в домашних условиях» буквально. Лучше заниматься гальваникой в гараже или другом нежилом помещении с хорошей вентиляцией. Используемое электрическое оборудование нужно обязательно заземлять.

И очень важно позаботиться о личной безопасности. Ни в коем случае нельзя что-либо пить или есть во время процесса, чтобы не наглотаться заодно и вредных испарений.

Работать нужно в респираторе, резиновых, прочных и мягких перчатках, плотном клеенчатом фартуке и обуви, защищающей кожу ног. Нужно беречь глаза, чтобы в них не попали мелкие брызги реактивов. Не будет лишним и перечитать специальную литературу по этой теме, чтобы подготовиться к возможным неожиданностям.

Никелирование металлических изделий

Никелирование может быть финишным или промежуточным (перед хромированием) покрытием. Этот процесс не вызывает особых сложностей, поверхности имеют красивый внешний вид, стойки к атмосферным воздействиям.

Температура электролита не выше 25 °С при плотности тока до 1,2 А/кв. дм.

В электролит входят водные растворы сернокислого никеля, натрия и магния, чистая поваренная соль (хлористый натрий) и борная кислота.

Необходимую кислотность электролита – 4-5 рН – проверяют лакмусовой бумагой. Она должна окраситься в красный цвет. Процесс занимает около получаса в зависимости от плотности тока и толщины наносимого покрытия.

После окончания процесса изделие нужно промыть в воде, высушить и отполировать на войлочном круге с полирующей пастой.

Хромирование изделий из металла

Хромируют металлические детали для повышения их твердости и стойкости к коррозии, для получения декоративного эффекта. Из-за пористости хромового покрытия перед его нанесением сначала выполняется гальваника медью в домашних условиях или никелирование, а то и поочередное нанесение этих покрытий.

Стабильный процесс хромирования обеспечивают аноды, изготовленные из сплава свинца с оловом и сурьмой в пропорциях 85%:11%:4% соответственно.

Как гальваника в домашних условиях, хромирование сложней и многообразней никелирования. Во-первых, от температуры электролита зависит оттенок покрытия. При температурах в диапазоне от 35 до 55 °С оно блестящее, выше 55 °С – молочное, ниже 35 °С – матовое.

Во-вторых, от состава электролита зависит цвет и физические параметры хромового покрытия. Оно может быть обычным защитным, темно-голубым, агатовым, синим или даже черным декоративно-защитным.
Износостойкое защитное покрытие в домашних условиях выполнить сложно, так как нужны токи высокой плотности – до 100 А/кв. дм.

При комнатной температуре и плотности тока до 5 А/кв. дм получается декоративное мягкое покрытие.

После завершения гальванического процесса хромирования деталь промывают в воде, затем нейтрализуют в легком растворе обычной пищевой соды, опять тщательно промывают, сушат и полируют со специальными пастами.

Меднение металлических изделий

Для чего еще может понадобиться гальваника в домашних условиях? Меднение производят для нанесения на поверхность тонкого токопроводящего слоя с малым сопротивлением или для защиты основного металла детали.

Наносить медь на черные металлы в домашних условиях, так как в этом процессе используются цианистые электролиты, смертельно опасно. Поэтому стальные или чугунные детали сначала никелируют, а только потом покрывают медью в электролитах из раствора медного купороса и концентрированной серной кислоты в воде комнатной температуры. Плотность тока при этом невысокая – до 2 А/кв. дм.

Алюминиевые детали тоже требуют предварительной подготовки. Их сначала декапируют (очищают от окисной пленки), затем оксидируют в электролите из водного раствора серной кислоты, затем тщательно промывают. Только потом выполняется гальваника в домашних условиях - меднение в электролите из медного купороса и водного раствора серной кислоты при достаточно низких температурах, до 20 °С, и низкой плотности тока. В качестве анода используется обычная медная пластина подходящей площади.

Серебрение и золочение изделий

Гальваническое серебрение – это не только декоративное, но и защитное, и электропроводящее покрытие с хорошей отражающей способностью. Изделия из черных металлов предварительно покрываются никелем, на который уже осаждается серебро.

Электролит для серебрения состоит из хлористого серебра, железноцианистого калия, кальцинированной соды и дистиллированной воды. Рабочая температура электролита не выше 20 °С, не требуется и высокая мощность тока – она не больше 0,1 А/кв. дм. В качестве анода используются графические пластины.

Наиболее декоративная и потому соблазнительная гальваника в домашних условиях - золочение. Процесс производят в горячих растворах золота (до 5 г на литр воды) с синеродистым калием. В холодных растворах количество металла нужно увеличивать втрое. Пары синеродистой кислоты очень ядовиты, поэтому процесс золочения в горячем растворе необходимо производить только в помещениях с мощной принудительной вытяжкой.

При работе с холодным раствором с синеродистой кислотой тоже нужно соблюдать предельную осторожность: не склоняться над ванной, не совать в нее руки, особенно со свежими ссадинами или царапинами.

Еще лучше ядовитую кислоту заменить желтой кровавой солью, то есть железистосинеродистым калием. Перед приготовлением электролита обычное золото превращают в хлорное при помощи царской водки, если, конечно, нет возможности приобрести готовое.

Как сделать гальванику в домашних условиях? Нужно тщательно очистить изделие. Затем, если оно выполнено из свинца, олова, железа, цинка или стали, его нужно предварительно покрыть медью. Затем для того, чтобы облегчить приставание золота, предмет нужно окунуть в раствор азотнокислой ртути.

Плотность тока должна быть не выше 1 А/кв. дм, так как при более сильных токах золото из электролита оседает на дно ванны в виде черного порошка, а позолота на изделии становится буроватого цвета.

Для того чтобы была красивой позолота, нужно у анода подвесить достаточно большой листик золота. После завершения гальванического процесса позолоченное изделие нужно просушить в опилках и отполировать.

Гальваника в домашних условиях

Подводя итоги о возможности нанесения гальванического покрытия в домашних условиях, можно сказать, что человеку, не разбирающемуся в электрохимии хотя бы на начальном уровне, организовывать процесс не стоит – слишком опасно. Кроме информации на различных сайтах и форумах, нужно обязательно читать специальную литературу. К тому же частное лицо не имеет доступа к реактивам. Поэтому, если нужно восстановить хромирование на одной детали, значительно дешевле обратиться к специалистам.

Ну а если уж очень хочется освоить новое производство самостоятельно, то тоже нужно попросить о помощи профессионалов, которые подберут необходимое безопасное оборудование (ведь производство не должно быть совсем уж кустарным), блоки питания, электролиты, не содержащие токсичных веществ, рассчитают параметры ванн и анодов. А также обучат процессам нанесения металлического покрытия, всем тем процедурам (их ведь не так много), которые приводят к желаемому результату.

Гальваника для лица в домашних условиях

После всего описанного выше такое название звучит несколько угрожающе. На самом же деле это всего лишь глубокое очищение кожи с помощью гальванических токов малой мощности. Под воздействием этих токов кожные жиры растворяются и выходят на поверхность лица, покрытого специальным составом, взаимодействуя с которым, превращаются в мыло.

Гальванические токи в медицине используются для усиления работы ионов. Это активно заряженные частицы, отвечающие за многие рабочие процессы в клетках. Под воздействием постоянного тока ионы перемещаются, улучшается проницаемость клеточных мембран, запускается выработка волокон коллагена и эластина, увеличивая прочность, упругость и эластичность кожи.

Гальванические токи проводят в глубокие слои дермы косметические средства с собственным электрическим зарядом. То есть процесс оздоровления кожи проходит изнутри, исчезают глубокие морщины, сужаются расширенные поры, кожа усиленно насыщается кислородом.

Аппарат «Гальваника + микротоки» в домашних условиях M365 Gezatone на сегодня наиболее доступная модель косметологического прибора нового поколения. Он помогает избавиться от угрей, разгладить морщины на увядающей коже, снизить проявления сосудистой сеточки, укрепить сосуды, улучшить контуры лица, убрать второй подбородок.

Процедура гальванической чистки лица

До начала процедуры кожу очищают обычными средствами: молочком или гелем. Затем наносят щелочной состав. Затем начинается непосредственно гальваника в домашних условиях. Gezatone Beauty Lifting - специальный аппарат для процедуры не только гальванической чистки, но и для введения в кожу питательных веществ под действием тех же токов. Процедура длится около пятнадцати минут – только круговые движения наконечником вдоль массажных линий лица, и ничего более – затем образовавшееся при реакции жиров со щелочью мыло смывается теплой водой.

Но токи есть токи, даже с приставкой «микро». Запрещено проходить процедуру гальванической чистки людям с вживленным кардиостимулятором, онкологическими заболеваниями, невротическими состояниями, болезнями кожи.

В заключение можно сказать, что гальваника в домашних условиях – это не только опасный для здоровья процесс нанесения металлического покрытия на изделия, который в собственно жилом помещении осуществлять не стоит, но и современная безболезненная, безопасная и достаточно эффективная процедура омоложения кожи лица, шеи и зоны декольте.

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

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

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

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

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

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

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

Первая техническая сложность

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

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

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

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

Вторая техническая сложность

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

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

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

Опасность для здоровья

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

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

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

Необходимое оборудование

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

Для хромирования необходимо иметь:

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

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

Три составляющие гальванического процесса

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

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

Приготовление электролита

В набор электролитической жидкости для хромирования входят следующие компоненты:

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

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

Подготовка поверхности хромируемого изделия

Состоит из трёх этапов:

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

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

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

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

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

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

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

Этапы хромирования

Непосредственно хромирование состоит из ряда последовательных этапов:

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

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