Электролит блестящего латунирования Советский патент 1989 года по МПК C25D3/58 

Латунирование, это просто

Введение

Иногда, некоторым деталям, помимо функциональности, хочется придать красивый внешний вид. Бывает, что железные детали, просто необходимо защитить от воздействия воды, воздуха и прочих агрессивных воздействий. Самым простым, дешёвым и распространённым способом решения таких задач является покраска. Но у этого метода есть много минусов и ограничений. А иногда, просто хочется нечто лучшего. Качества иного порядка. А речь пойдёт, конечно, о гальваническом методе нанесения металла.

Как-то раз, мне в руки попал самый настоящий паровозный чугунный свисток, который я восстанавливал для своего парового мотоцикла. Конечно, самым простым способом было бы покрыть его черной краской. Но, как говорится, мы не ищем легких путей. Захотелось чего-то особенного. В итоге я покрыл его латунью, гальваническим способом. От части мне хотелось выдержать стиль «Стимпанк», в своём паровом мотоцикле, а отчасти захотелось освоить новую технологию и поэкспериментировать.

Когда я начал разбираться с технологией нанесения латуни, оказалось что есть несколько различных способов, но информация довольно скупая. Нет достаточно подробных описаний со всеми тонкостями, нюансами и спрятанными «подводными камнями». Поэтому пришлось взять базовую информацию и путём долгих экспериментов понять всё самому. Теперь, когда цель успешно достигнута, я с радостью поделюсь со всеми своими знаниями и опытом.

Подготовка

Ну что ж… Давайте подробнейшим образом разберемся, как покрывать латунью железные детали. Для начала, конечно, ваша деталь должна быть качественно подготовлена, ведь гальваника это не краска, которая заливает все щели и ухабы. Поэтому, перед нанесением латуни, ваша деталь должна быть уже тщательно ошкурена, и отполирована до блеска. Далее, очень важно подобрать правильно емкость для электролиза. Тут главное правило — емкость не должна быть металлическая! Иначе она непременно прореагирует до дыр. Далее нашу емкость следует обложить, так называемой, жертвенной латунью. Почему жертвенной? Потому что, именно она будет участвовать в процессе, и в итоге наноситься на нашу деталь. И тут есть одна очень важная тонкость!

Ёмкость обложена жертвенной латунью (анод)

Вы должны сделать все таким образом, чтобы расстояние между вашей деталью и латунью было от 3 до 10 сантиметров, и было приблизительно одинаково на всех участках. Это очень важно соблюсти для того, чтобы плотность тока была на всех участках приблизительно одинаковой и равномерной, так как именно плотность тока будет определять оттенок покрытия.

Электролит

Поскольку речь идет об электролизе в домашних или гаражных условиях, огромное значение имеет доступность компонентов. Я нашел несколько разных рецептов, и практически во всех них используется какая-то трудно выговариваемая химия, которую, я не знаю, откуда они берут и, где в обычной жизни она может применяться. Поэтому для создания своего электролита я решил воспользоваться, так сказать «дедовским методом». Химикаты для которого, можно было бы достать в радиусе 1 — 2 километров от любого дома. Этот метод практиковался ещё в советские времена, был забыт, но по моему мнению, не потерял актуальность и в наше время.

Лимонная кислота

И так, первый компонент, который понадобится для нашего электролита — это лимонная кислота. Она широко используется в кулинарии и как антинакипин. Продаётся почти во всех продуктовых магазинах и отделах бытовой химии. 80г. приблизительно стоит 40-50р.

Раствор аммиака (нашатырь)

Второй компонент, это аммиачная вода, или как её ещё называют, нашатырный спирт. С ним тоже у вас не возникнет никаких проблем, так как он продается практически в каждой аптеке.

Для создания электролита вам потребуется: на 1 литр воды, лимонной кислоты 60 грамм и аммиачной воды приблизительно 80 ml. Почему приблизительно, объясню чуть ниже. Высчитаете по пропорции, сколько вам потребуется ингредиентов, и закупите необходимое количество химикатов. Когда все приготовления и закупки будут сделаны, можем начинать готовить электролит.

Вообще, в этом старом дедовском способе использовался еще один химикат который называется «Трилон Б» (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты). Этот компонент выполняет две функции. Восстановление металлов и, как выражаются отцы, растворение нерастворимого. Его потребуется 6-10 г. на литр воды.

Раньше, в советские времена его можно было найти практически везде. Он использовался и как удобрения, и как чистящее средство, как восстановитель ржавчины и даже в медицине. Но в наше время, я почему-то его нигде не нашёл. В принципе, можно делать и без него. «Трилон Б», в данном случае, больше сказывается не на качестве покрытия, а на экономичности и скорость процесса.

И так. Приступим к изготовлению электролита. Для начала, в отдельную посуду, наливаем горячую воду. В горячей воде гораздо лучше растворяются все ингредиенты. Затем, высыпаем в это ведро всю, отмеренную заранее, приготовленную лимонную кислоту и тщательно перемешиваем до полного растворения осадка. А вот с аммиаком, уже всё не так просто. Аммиачную воду нужно добавлять потихонечку, небольшими порциями, периодически помешивая и постоянно контролируя запах электролита, а если имеется pH-индикаторная бумажка, контролируем по цвету. Как только электролит начнет пахнуть аммиаком (цвет начнёт меняться с красного на бесцветный), значит достаточно. Хочу сразу предупредить, что делать это нужно в защитных очках и в проветриваемом помещении! Смешавшись с кислой средой, аммиак нейтрализуется, и перестаёт быть столь опасным. Но практика показывает, что электролиз идёт гораздо лучше, если pH электролита немного смещено в щелочную сторону. По этому, лучший электролит будет чуть-чуть пахнуть нашатырём (лакмус начнёт синеть), а значит, все работы лучше проводиться в защитных очках.

Чтобы электролит был готов и начал правильно функционировать, не достаточно просто перемешать компоненты. Нужно ещё его приготовить электрическим способом, проводя через него повышенный ток. И поскольку электрохимическое приготовление электролита плавно перетекает в сам электролиз, делать его будем, как говорится, по ходу дела.

Тщательнейшим образом обезжириваем нашу деталь ацетоном, переливаем электролит в приготовленное металлизированное ведро, и погружаем туда деталь.

Далее, нам понадобится блок питания постоянного тока. Очень важно, чтобы он был снабжен амперметром! Именно по его-то показаниям мы и будем настраивать режим. Сразу должен предупредить, что просто электричество из розетки вам не подойдёт! Присоединяем плюс (анод) к фольге, а минус (катод) к детали и включаем блок питания. Ток выставляем таким образом, чтобы на детали активно начал выделяться водород. Если ваша деталь достаточно велика, а блок питания слабый, вы можете использовать несколько блоков питания в параллель. Как, собственно, мне и пришлось сделать. Для своего чугунного, 5 килограммового свистка я выставил ток 15 ампер, и набрал я его с помощью двух блоков питания.

И теперь ждем. Некоторое время никакого осаждения металла происходить не будет. Электролит должен приготовиться. И первым сигналом того, что электролит у нас готов, будет сильное почернение вашей детали. Не пугайтесь это нормально! Чистыми, обезжиренными руками тщательно отмываем нашу деталь в теплой воде. Далее начинается самая сложная и самая тонкая работа. Нужно правильно подобрать ток электролиза.

Электролиз

Латунь — это сплав меди и цинка. И физика электролиза такова, что при малых токах преимущественно осаждается медь, а значит, цвет вашего покрытия будет уходить в розовый и даже в красный. Если тока слишком много, по большей части будет осаждаться цинк, а значит, цвет покрытие будет светлеть, и даже белеть. Иными словами, если не хватает тока, будет красно, а если его слишком много, будет бело.

Оттенок можно создавать на свой вкус

Зная это, вы легко сможете подобрать любой интересующий вас оттенок. В инструкциях пишут конкретную плотность тока, 0,1…0,3 А на Дм2, но на практике эти значения не сработают, так как требуемы ток для нужного вам оттенка зависит от многих факторов. Температура, плотность электролита, расстояние от детали до Электрода (латуни) и пр. Поэтому, ориентируйтесь на получаемый цвет детали. Именно для моих габаритов детали и моей плотности электролита, идеальным током оказалось 11 ампер. Чем больше площадь поверхности вашей детали, тем больше вам понадобится ток.

Итак, вот как по моему мнению должен выглядеть самый правильный процесс электролиза. Погружаем деталь в электролит (30-50*С), выставляем приблизительные параметры тока, и ждем 15 минут. По истечению этого времени, вытаскиваем деталь, тщательно отмываем, и контролируем цвет покрытия. Корректируем ток в нужную сторону и повторяем процесс следующие 15 минут. И такими вот 15-ти минутными этапами, добиваемся требуемого оттенка и нужной толщины покрытия. И тут я должен рассказать об одном очень важном и опасном нюансе, который вас поджидает! Со временем ваш электролит будет, так сказать, вырождаться. А значит требуемый для вашего оттенка ток, будет уменьшаться. Поэтому-то и важно постоянно контролировать оттенок и корректировать ток.

Конечно, электролит легко можно восстановить, добавив туда еще немножечко аммиачной воды, но не рекомендую вам так делать! Потому что, тогда полностью собьются все ваши настройки оттенка и тока. И придется подбирать все заново. У меня ушло шесть часов электролиза, чтобы понять все эти тонкости и нюансы. Так что,воспользуйтесь моими советами и не повторяйте моих ошибок. Еще «старожилы» говорят, что на процесс электролиза хорошо сказываются ПАВ. В нашем случае это будет малюсенькая капелька «Фэри». Но, честно говоря, я попробовал и «Фэри», и «Комнат», и какой-то особенной разницы не заметил. Но, тем не менее, если будете экспериментировать, такой вот информацией делюсь.

Ну а далее друзья, все на ваше усмотрение. Можете оставить свое изделие матовым, можете покрыть лаком, а если вам хватило терпения наложить достаточно толстый слой, то можно его заполировать до зеркала, что, собственно, я и решил сделать.

Заключение

Данный способ очень прост, дёшев, и легкодоступен в плане компонентов. Но сразу хочу предупредить, что таким способом можно покрыть латунью только железные детали, с трудом ложится на нержавейку, и совершенно не подходит для алюминия, хрома и большинства других металлов и их сплавов.

Для большей наглядности, я сделал специальное 9-минутное видео, где рассказываю обо всех тонкостях и нюансах.

Ну, вот друзья, все что знал, рассказал, всем что было, поделился. Если вы воспользуетесь этим рецептом, пишите, делитесь своим опытом, присылайте фото своих деталей. Надеюсь благодаря этой статье, на свет появится много красивых и уникальных шедевров.

Ссылки на статьи про паровой мотоцикл:

Энергия старого мира

Взгляд в прошлое. Технология 18 века

Использование меди

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

Сферы использования омеднения

Как правило, гальваническое омеднение может использоваться:

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

Меднение происходит вместе с нанесением других гальванических покрытий

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

Домашнее омеднение

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

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

Гальваническое меднение в домашних условиях

• Медный купорос;
• Вода;
• Соляная кислота в чистом виде.

Гальваническое меднение в домашних условиях

Приготовления раствора

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

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

Кальцинированная соды для обезжиривания материала

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

Заказать вывоз латуни

нажимая на кнопку «Отправить» я соглашаюсь с обработкой моих персональных данных

Опт и розница

Осуществляем продажу оптом и в розницу. В каталоге Химснаб-СПБ можно заказать широкий спектр веществ различных квалификаций: «Технический» («тех.»); «Чистый» («ч.»); «Чистый для анализа» («ч.д.а.»); «Химически чистый» («х.ч.»); «Особо чистый» («ос.ч.»); имп.: неорганические реактивы, органические реактивы, особо чистые вещества, растворы (буферные растворы, растворы для очистки и хранения электродов, растворы для кондуктометров), химическое сырье и компоненты. Продукции для лабораторных исследований.

Термическая обработка цветных сплавов

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕДИ И ЛАТУНИ

Это наиболее распространенный в технике и промышлен­ности цветной металл, обладающий высокой пластичностью, теп­лопроводностью и электропроводимостью. На основе меди образо­вывают технические сплавы — латунь и бронзу.

Медь применяют для производства листов, ленты, проволоки методом холодной деформации. В процессе деформации она теря­ет пластичность и приобретает упругость. Потеря пластичности затрудняет прокалку, протяжку и волочение, а в некоторых слу­чаях делает невозможной дальнейшую обработку металла.

Для снятия иагартовки или наклепа и восстановления пласти­ческих свойств меди проводят рекристаллизационный отжиг по режиму: нагрев до температуры 450—500° С со скоростью 200—220° С/ч, выдержка в зависимости от конфигурации и массы изделия от 0,5 до 1,5 ч, охлаждение на спокойном воздухе. Струк­тура металла после отжига состоит из равноосных кристаллов, прочность σв=190 МПа, относительное удлинение δ = 22%.

Сплав меди с цинком называют латунью. Различают двухкомпонентные (простые) латуни, состоящие только из меди, цинка и некоторых примесей, и многокомпонентные (специальные) латуни, в которые вводят еще один или несколько легирующих элементов (свинец, кремний, олово) для придания сплаву тех или иных свойств.

Двухкомпонентныелатуни в зависимости от способа обработки подразделяют на деформируемые и литейные.

деформируемые двухкомпонентные латуни (Л96, Л90, Л80, Л63 и др.) обладают высокой пластичностью и хорошо обрабаты­ваются давлением, их используют для изготовления листов, лен­ты, полос, труб, проволоки и прутков разного профиля.

Литейные латуни применяют для отливки фасонных деталей. В процессе холодной обработки давлением двухкомпонентные ла­туни, как и медь, получают наклеп, вследствие которого возраста­ет прочность и падает пластичность. Поэтому такие латуни под­вергают термической обработке — рекристаллизационному отжигу по режиму: нагрев до 450—650° С, со скоростью 180—200° С/ч, выдержка 1,5—2,0 ч и охлаждение на спокойном воздухе. Проч­ность латуни после отжига σΒ = 240-320 МПа, относительное уд­линение δ = 49-52%·

Латунные изделия с большим внутренним напряжением в ме­талле подвержены растрескиванию. При длительном хранении на воздухе на них образуются продольные и поперечные трещины. Чтобы избежать этого, изделия перед длительным хранением под­вергают низкотемпературному отжигу при 250—300° С.

Наличие в многокомпонентных (специальных) латунях легирующих элементов (марганца, олова, никеля, свин­ца и кремния) придает им повышенную прочность, твердость и высокую коррозионную стойкость в атмосферных условиях и мор­ской воде. Наиболее высокой устойчивостью в морской воде обла­дают латуни, легированные оловом, например ЛО70-1, ЛА77-2 и ЛАН59-3-2, получившие название морской латуни, их применяют в основном для изготовления деталей морских судов.