Секреты производственных технологий никелирования в домашних условиях.
Помимо
гальванического способа можно пользоваться еще следующим, весьма
несложным способом для хромирования стали или покрытия полированной
стали или железа тонким, но весьма прочным слоем никеля. Для этого
берут 10%-ный раствор чистого хлористого цинка и постепенно добавляют к
раствору сернокислого никеля, пока жидкость не окрасится в ярко-зеленый
цвет, затем ее медленно нагревают до кипения, лучше всего в фарфоровом
сосуде. Могущая при этом появиться муть при хромировании не оказывает
никакого влияния на никелирование, которое производится следующим
образом: когда вышеупомянутая жидкость будет доведена до кипения, в нее
опускают предмет, подлежащий никелированию, причем последний
предварительно должен быть тщательно очищен и обезжирен перед
хромированием. Предмет кипятят в растворе около часа, добавляя время от
времени дистиллированной воды по мере ее выпаривания . Если во время
кипения будет замечено, что цвет жидкости вместо ярко-зеленого стал
слабо-зеленым, то добавляют понемногу сернокислый никельво время
хромирования до получения первоначального цвета. По истечении
означенного времени предмет вынимают из раствора, промывают в воде, в
которой распущено небольшое количество мела, и тщательно просушивают
после хромирования. Полированное железо или сталь, покрытые указанным
способом никелем, весьма прочно держат это покрытие как хромированные.
Внимание: соблюдайте технику безопасности.
Платинирование металлов.
Секреты производственных технологий.
Медные
и латунные предметы покрываются тонким слоем платины в следующем
растворе, нагретом до кипения: 1 часть нашатырной платины
(хлороплатината аммония), 8 частей нашатыря и 40 частей воды. После
платинирования предметы чистят мелом. Для той же цели предметы можно
натирать смесью, состоящей из равных частей нашатырной платины и
винного камня. Стальные и железные предметы можно платинировать, покрывая их раствором хлорной платины в эфире. Для
платинирования мелких галантерейных вещей может служить доведенный до
кипения раствор 10 частей хлорной платины и 200 частей поваренной соли
в 1000 частях воды, к которому добавляют немного едкого натрия до
щелочной реакции. В этом растворе можно платинировать также и с
цинковым контактом, т.е. приводя металлическую поверхность в
соприкосновение с цинковой палочкой. Внимание: соблюдайте технику безопасности.
Анодирование аллюминиевых деталей.
Анодирование,
электрохимическое оксидирование, образование защитной оксидной плёнки
на поверхности металлических изделий электролизом. При анодировании
изделие, погруженное в электролит, соединяют с положительно заряженным
электродом источника тока (анодом).
Обычно анодирование
производится в 20% растворе серной кислоты, что представляет собой
некоторые неудобства, так как для этого необходимо наличие самой серной
кислоты, которую не всегда легко достать, необходимо иметь ареометр для
измерения плотности раствора, наконец, агрессивность раствора влечет
необходимость соблюдения определенных мер безопасности.
Однако
анодирование может производиться без серной кислоты, с использованием
таких всегда имеющихся в домашнем хозяйстве химических соединений, как
кислый углекислый натрий (питьевая сода) и хлористый натрий (поваренная
соль).
Для приготовления электролита готовят раздельно два
насыщенных раствора питьевой соды и поваренной соли в кипяченой воде
комнатной температуры. Для получения насыщенных растворов количество
соды и соли берется избыточное, растворение ведут не менее получаса,
время от времени помешивая растворы стеклянной палочкой. Затем
растворам дают отстояться в течение десяти минут и сливают их с избытка
нерастворившихся соды и соли, после чего целесообразно их
профильтровать. Электролит готовится из девяти объемных частей раствора
соды и одной объемной части раствора соли с тщательным их
перемешиванием. Приготовление электролита ведется в стеклянной посуде.
При
изготовлении детали, подлежащей анодированию, необходимо оставить на
ней небольшую площадку. Это — так называемый технологический контактный
лепесток, который после анодирования удаляется. В нем сверлится
отверстие диаметром 3,3 мм под винт МЗ. Деталь тщательно зачищается
мелкой шкуркой, обезжиривается в любом стиральном порошке и промывается
в проточной водопроводной воде, после чего к ее поверхности не следует
прикасаться руками. Винтом с гайкой к лепестку детали присоединяется
провод, предназначенный для ее подключения к положительному полюсу
источника тока. Лепесток, винт с гайкой и конец провода покрывают слоем
пластилина, чтобы исключить их взаимодействие с электролитом. После
этого вся деталь протирается ватой, смоченной ацетоном, и подвешивается
в ванночку. Для подвески можно использовать изоляционный стержень из
текстолита или оргстекла, положенный на борта ванночки. Ванночка должна
быть выполнена из алюминия и соединяется с минусом источника тока через
последовательно включенный амперметр (можно использовать авометр в
режиме амперметра) и переменный резистор для регулирования тока.
Подвешенная деталь не должна касаться ванночки, а минимальное
расстояние между ними должно быть порядка 10 мм. В ванночку заливается
электролит до такого уровня, чтобы им была покрыта вся деталь, и деталь
соединяется с плюсом источника тока. В процессе анодирования видно, что
вся поверхность детали начинает покрываться пузырьками газа и легким
серым налетом, что указывает на начало процесса. Ориентировочная
плотность тока составляет 10...20 мА/см2. Эту плотность тока нужно
умножить на площадь поверхности детали, выраженную в квадратных
сантиметрах, и полученное значение тока поддерживается переменным
резистором по амперметру. Продолжительность анодирования составляет от
одного до полутора часов, ее можно определять и визуально. Когда вся
деталь покроется ровным голубовато-серым налетом, процесс анодирования
можно считать законченным. В качестве источника тока можно использовать
автомобильный аккумулятор или выпрямитель, рассчитанный на напряжение
12..15В и ток порядка 1,5 А. Если будет использоваться регулируемый
источник тока, необходимость в переменном резисторе отпадает.
После
окончания анодирования деталь промывается в проточной воде, а затем при
помощи ватного тампона, смоченного теплым раствором марганцовокислого
калия, очищается от продуктов электрохимической реакции. Поверхность
детали после этого становится гладкой и приобретает светло-серый
оттенок. Раствор марганцовки должен быть густо темным, но в нем не
должно быть нерастворившихся крупинок. Затем деталь вновь промывается в
проточной воде и высушивается. Высушенную деталь можно покрыть тонким
слоем бесцветного лака. После анодирования и промывки деталь может быть
также окрашена в самые различные цвета. Для этого ее погружают в
нагретый до температуры 50...60 °С десятипроцентный раствор анилинового
красителя. Насыщенность окраски зависит от времени пребывания детали в
красителе, но не должно превышать 20 минут. Анилиновые красители
(порошки для окраски шерстяных тканей) продаются в магазинах хозтоваров
или бытовой химии. После окраски деталь промывают в проточной воде,
высушивают и покрывают бесцветным лаком.
Анодирование алюминия и его сплавов.
Детали
и изделия из алюминия и его сплавов на воздухе окисляются, в результате
чего на поверхности образуются серые пятна, которые портят внешний вид.
Дюралюминии (алюминий) станет более красивым, если его подвергнуть
анодированию, в результате которого на поверхности образуется тонкий
пассивный слой, препятствующий дальнейшему окислению.
Анодированная
поверхность имеет приятный серый цвет. Кроме того, после анодирования
алюминиевое изделие может быть легко окрашено в любой цвет обычными
анилиновыми красителями.
Сначала готовят раздельно два
насыщенных раствора - питьевой соды и поваренной соли - в кипяченой
воде при комнатной температуре. Для получения насыщенного раствора
растворение необходимо вести не менее получаса, периодически помешивая
раствор. После этого растворы должны отстояться в течение 15 минут, и
их нужно профильтровать.
Затем готовят электролит путем
смешивания девяти объемных частей раствора питьевой соды и одной
объемной части раствора соли (9:1).
Электролит хорошо перемешивают в стеклянной посуде.
Перед
анодированием деталь тщательно зачищают Мелкой наждачной бумагой,
обезжиривают (можно в горячем растворе стирального порошка) и промывают
в проточной воде, после чего к ней не следует прикасаться руками. Затем
анодируемую деталь погружают в раствор электролита, который должен
находиться в алюминиевой посуде. В качестве источника тока можно
использовать регулируемый выпрямитель на напряжение 12 В и ток до 2 А
или автомобильный аккумулятор.
"Плюс" источника тока
присоединяют к детали, "минус" - к алюминиевой емкости с электролитом.
Плотность тока должна составлять около 15 мА/см2. Для выполнения этого
условия требуемую плотность тока нужно умножить на площадь поверхности
детали в квадратных сантиметрах. Рассчитанное таким образом значение
тока поддерживают регулировкой источника тока.
Анодирование
длится около 90 мин - до тех пор, пока деталь не покроется
голубовато-серым налетом. Процесс анодирования можно наблюдать по
выделению пузырьков воздуха и появлению легкого серого налета на
поверхности анодированной детали.
После окончания анодирования
деталь промывается в проточной воде и очищается хлопчатобумажным
тампоном, смоченным в растворе марганцовки, от продуктов
электрохимической реакции. После этого поверхность детали становится
гладкой, со светло-серым оттенком Деталь еще раз промывают в проточной
воде и высушивают на воздухе.
При желании деталь после
анодирования можно окрасить в растворе анилинового красителя. Красящий
раствор содержит 15 г красителя и 1 мл уксусной кислоты на 1 л воды.
Окрашивание
производят в подогретом до 60...80°С растворе. Длительность выдержки в
растворе зависит от необходимой насыщенности цвета и обычно составляет
10...15 мин. Для закрепления окраски покрашенную деталь выдерживают в
кипящей дистиллированной воде в течение 1...1,5 мин.
Для предохранения детали от механических повреждений ее полезно покрасить бесцветным мебельным лаком (НЦ).
Литература:
* Плотников В. Радиолюбительская технология.-М.: Энергия, 1978. - 198 с. * В помощь радиолюбителю. Вып. 108. - М.: Советский патриот. - 80 с.
Нанесения специальных защитных покрытий на поверхность металла.
Полезные советы радиолюбителю радиотехнику.
Стремление
предотвратить коррозию поверхности металла, а также улучшить внешний
вид изделия — вот основные причины, объясняющие необходимость нанесения
специальных покрытий на поверхность металла. Назначение и свойства
таких покрытий далеко не одинаковы, а в некоторых случаях покрытия
могут нести сразу несколько функций. Иногда роль защитного покрытия
играет стойкая окисная пленка на поверхности металла (например, в
случае воронения стали). Наибольшие заботы в смысле необходимости
наносить защитные покрытия доставляет, разумеется, сталь. Цветные
металлы более стоики к коррозии, и изделия из них имеют достаточно
хороший внешний вид. Чтобы их поверхность сохраняла блеск или приятный
оттенок, их подвергают лишь некоторой дополнительной обработке, не
нанося специального покрытия.
Панели, изготовленной из
дюралюминия, можно придать, например, приятный матовый оттенок,
обработав в 5%-ном растворе едкого натра. Для этого готовую панель
предварительно тщательно полируют мелкой шкуркой, промывают в воде с
мылом или содой, прополаскивают теплой водой и затем погружают в
раствор едкого натра на 5 мин. После такой обработки шасси промывают в
теплой воде и сушат при комнатной температуре. Посуда, в которой
производится травление, должна быть из не окисляющегося материала
(пластмассовой, эмалированной, луженой).
Достаточно просто можно
посеребрить медные детали. В радиолюбительской практике часто серебрят,
например, медные шины. Этим не только достигается хороший внешний вид,
но и уменьшается сопротивление проводника, особенно при повышении
частоты тока. Для серебрения следует приготовить пасту по следующему
рецепту:
в 300 мл воды растворить 2 г азотно- кислого серебра
(ляписа) и к раствору подливать 10%-ный раствор поваренной соли до тех
пор, пока не прекратится выпадение осадка хлористого серебра. Этот
осадок промыть 5 — 6 раз в проточной воде.
Отдельно в 100 мл
воды растворить 20 г гипосульфита (фотореактив) и 2 г хлористого
аммония. Затем в образовавшийся раствор небольшими дозами добавлять
хлористое серебро до тех пор, пока оно не прекратит растворяться.
Полученный раствор отфильтровать и смешать с мелко размолотым мелом (до
густоты сметаны).
Заранее обезжиренную деталь натереть пастой с
помощью ваты или марли до образования на ее поверхности плотного слоя
серебра. Далее деталь промывают во¬дой и протирают сухой ветошью. Пасту
эту рекомендуется использовать в тех случаях, когда нельзя применить
.способ электролитического серебрения.
Чтобы покрытие было
ровным, при серебрении необходимо пользоваться дистиллированной водой
(можно снеговой, дождевой или из конденсата — «ледяной шубы»,
образующейся в холодильнике). Если это условие не соблюдать, то на
поверхности посеребренной детали могут получиться некрасивые серые
пятна.
Следует помнить, что посеребренные детали не должны
соприкасаться с деталями из резины и эбонита, содержащими серу, так как
при соприкосновении с ними на по¬верхности серебра образуется пленка
сернистого серебра, не только ухудшающая внешний вид покрытия, но и
увеличивающая переходное сопротивление в местах соединений.
Нанесение металлических покрытий на поверхность детали ведется чаще всего гальваническим путем в ванне с электролитом.
Этим
способом можно никелировать детали любой конфигурации из самых
различных материалов: стали, меди и медных сплавов, причем толщина слоя
никеля на всей поверхности детали, в том числе и на внутренней, будет
одинакова. Перед никелированием медных деталей их необходимо
сконтактировать со стальной деталью — подержать на ней. 0,5 — 1 мин.
Свинец и кадмий, а также сплавы, содержащие более 1 — 2% этих металлов,
химическому никелированию не поддаются.
Поверхность детали перед
никелированием нужно отшлифовать, отполировать, а затем обезжирить в
растворе, на 1 л воды в котором должно приходиться едкого натра или
едкого кали 20 — 30 г, соды кальцинированной — 25 — 50 г, жидкого
стекла (силикатного клея) — 5 — 10 мл. Детали из меди и медных сплавов
обезжиривают в растворе из тринатрий-фосфата — 100 г и жидкого стекла —
10 — 20 г на литр воды. Обезжиривание в растворе при температуре около
20° С длится 40 — 60 мин. При нагревании раствора до 75 — 85° С процесс
обезжиривания значительно ускоряется.
Затем деталь тщательно
промывают в проточной воде и помещают для декапирования на 0,5 — 1 мин
в 5%-ный раствор соляной кислоты, температура которого не долж¬на
превышать 20° С. После этого деталь тщательно промывают и сразу же
переносят в раствор для никелирования (на воздухе деталь быстро
покрывается окислом).
Для никелирования используют следующий раствор:
В литре воды, нагретой до температуры 60° С, растворяют 30 г хлористого никеля и 10 г уксуснокислого натрия.
После
этого температуру раствора доводят до 80° С, добавляют 15 г гипофосфата
натрия и погружают в раствор никелируемую деталь. Раствор с деталью
продолжают подогревать, пока температура не достигнет 90 — 92° С. На
этом уровне температуру поддерживают до конца никелирования, так как
при температуре раствора ни¬же 90° С процесс никелирования сильно
замедляется, а при нагревании выше 95° С раствор может испортиться.
Детали,
на которые предполагается наносить покрытия, должны предварительно
тщательно очищаться от грязи, жира, краски, ржавчины и т. д. Ржавчину
удаляют в этом случае травлением в кислоте, а остатки краски —
шлифовкой наждачной бумагой. После этого поверхность металлической
детали протирают чистой тряпкой и обезжиривают специальным раствором.
Чем ровнее и чище поверхность, Тем прочнее будет покрытие.
Предварительно
в зависимости от степени загрязнения покрываемые предметы выдерживают в
обезжиривающем составе от 15 мин до одного часа при температуре состава
+80.... +100°
Воду, как всегда при нанесении металлических
покрытий, необходимо применять дистиллированную или в самом крайнем
случае кипяченую.
Следует иметь в виду, что, хотя растворы и не
содержат сильно ядовитых, веществ, обращаться с ними во избежание
ожогов и отравлений следует с осторожностью. Хранить их лучше всего в
темной стеклянной посуде с притёртой пробкой.
Существуют еще
многие другие способы обработки деталей, в результате чего их
поверхностный слой становится более стойким к коррозии, а сами детали
приобретают красивый декоративный вид. К ним относятся, например,
оксидирование, пассивирование, анодирование, воронение и т. п.
Устойчивую защитную пленку, похожую на позолоту, можно получить, подвергнув латунную деталь пассивированию.
Делают это следующим образом.
Предварительно
зачищенную, отполированную и обезжиренную деталь из латуни помещают на
1 с в раствор, приготовленный из 1 части азотной и 1 части серной
кислоты. После этого деталь сразу же на 10 — 15 мин помещают в крепкий
ра¬створ двух-хромовокислого калия (хромпика). Затем деталь промывают и
сушат.
Воронение, как и оксидирование, представляет собой
сравнительно простую операцию. Оно заключается в создании на
поверхности стальной детали пленки окислов, предотвращающих коррозию
металла. Вороненые детали имеют приятный цвет — от синих до черных
тонов. В отличие от оксидирования пленка эта создается при высокой
температуре.
При воронении деталь шлифуют и, если надо,
полируют, затем тщательно обезжиривают, промывают в горячей воде со
стиральным порошком. Если деталь невелика по размерам, то ее можно
протереть бензином, используя марлевый тампон (не следует при этом
дотрагиваться до детали рукой). Затем деталь, нагретую до температуры
220 — 325° С, протирают ветошью, смоченной в конопляном масле (другие
растительные масла дают менее приятные цвета воронения).
При
анодировании на поверхность металла наносится защитная и одновременно
декоративная пленка разных цветов. Используется этот способ обычно при
обработке деталей из алюминиевых сплавов.
Предварительно
отполированную деталь из алюминиевого сплава (дюралюминия) протирают
ацетоном и погружают в химический обезжиривающий состав. Затем ее
подвергают электролитическому или химическому полированию и только
после этого погружают в 20%-ный раствор серной кислоты, служащий
электролитом при анодировании. Напряжение на электродах должно
составлять 10 — 15 В. Нужно иметь в виду, что листы из алюминиевых
сплавов, выпускаемые промышленностью, в некоторых случаях для повышения
коррозионной стойкости покрываются тонким слоем чистого алюминия —
плакируются. Плотность тока при использовании плакированного
дюралюминия должна быть 1,5 — 2 А/дм2, для не плакированного — 2 — 3
А/дм2. Время анодирования — 25 — 30 мИн. В качестве отрицательного
электрода используют свинцовую пластину.
Вынутую из электролита
и промытую деталь опускают после этого на 10 — 15 мин в предварительно
проце¬женный водный раствор анилинового красителя нужного цвета,
нагретый до температуры 50 — 60° С. Затем окрашенную деталь кипятят в
воде в течение 15 — 20 мин для уплотнения пор пленки. И наконец,
обработанную и высушенную деталь покрывают бесцветным лаком. На этом
процесс анодирования заканчивается.
Обезжирить деталь можно, выдержав ее в течение 3 — 5 мин в нагретом до 50° С растворе едкого натра (50 г/л).
Химическое
полирование детали производят в течение 5 — 10 мин в нагретом до 90 —
100° С растворе, состоящем (по объему) из: ортофосфорной кислоты — 75
частей, серной кислоты — 25 частей.
После полирования деталь можно считать окончательно подготовленной к основной операции — анодированию, описанному нами ранее.
При
отсутствии источника постоянного тока анодирование можно производить,
используя переменный ток на¬пряжением 10 — 15 В. Предварительная
обработка, окрашивание, уплотнение пленки при этом не отличаются от
операций при анодировании постоянным током.
При анодировании
переменным током две детали, изготовленные так, как описывалось выше,
помещают в ванну. В случае если анодируется одна деталь, она должна
быть первым электродом. В качестве второго электрода служит
соответствующим образом обработанная дюралюминиевая болванка (лист).
Подключения электродов должны быть выполнены алюминиевыми проводами; их, лучше всего присоединять к деталям клепкой или пайкой.
Электролитом, как и при анодировании постоянным током, служит 20%-ный раствор серной кислоты. Режимы анодирования следующие.
Для
плакированного дюралюминия плотность тока составляет 1,5 — 2 А/дм2 при
напряжении- 10 — 12В. Вре¬мя выдержки под током — 30 — 35 мин,
температура электролита — не выше 25° С.
Для не плакированного
дюралюминия плотность тока должна быть больше — до 2 — 3 А/дм2 при
напряжении 12 — 15 В. Время выдержки под током — 25 мин, температура
электролита — около 20° С.
Иногда может возникнуть необходимость
чернения дюралюминиевых деталей. Так, для повышения эффективности
работы транзисторов, теплоотводам придают темный цвет.
Чтобы
произвести чернение, такую деталь необходимо обработать в растворе
хлорного железа (равные по объему части порошка хлорного железа и
воды). Деталь выдерживает в растворе 5 — 10 мин. Поверхность ее при
этом приобретает темно-серый цвет. Операцию можно производить только в
хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе.
Как изготовить гальванический элемент?
Любителям
научных курьезов можно сообщать рецепт изготовления гальванического
элемента из лимона, описанный еще в 1909 году в журнале "Природа и
люди" №28.
Разрежьте лимон острым ножом поперек,
стараясь по возможности не сминать и не разрывать тех тонких
перегородок, которые делят лимон на гнезда. Затем в каждое гнездо
воткните попеременно по кусочку (2 см.) медной и цинковой проволоки и
соедините их концы последовательно тонкой проволокой. Соединять нужно
все медные кусочки - одним проводом, цинковые - вторым. У вас
получиться маленькая гальваническая батарея, дающая хотя очень слабый,
но оказывающий некоторое физиологическое действие (проба на язык дает
характерное покалывание).
Радиолюбительская технология
Гальваническое
покрытие хромом (хромирование) Прежде всего, необходимо тщательно
очистить предмет! Очищенное изделие подвешивается в гальванической
ванне, где оно будет служить в качестве катода.
В 100 мл.
воды растворить 40 г ангидрида хромовой кислоты CrO3 и 0.5 г серной
кислоты (ни в коем случае не больше!). Процесс протекает при плотности
тока 0.1А/см2, а в качестве анода используется свинцовая пластина,
площадь которой должна быть несколько меньше площади хромируемой
поверхности. Температура 30-35 градусов. Проводить под вытяжкой или на
открытом воздухе из-за выделений хромовой кислоты.
Радиолюбительская технология.
Гальваническое покрытие никелем (никелирование).
Прежде
всего необходимо тщательно очистить предмет! Очищенное изделие
подвешивается в гальванической ванне, где оно будет служить в качестве
катода. В 450 г. воды растворить 25 г. кристаллического сульфата
никеля 10 г борной кислоты или цитрата натрия (цитрат натрия можно
приготовить нитрализовав 10 г лимонной кислоты раствором соды).
Плотность тока при никелировании не должна превышать 0.005 А/см2.
Температура 30-35 градусов.
