Гальваника своими руками в домашних условиях: технология и оборудование

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.

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.

Это интересно: Особенности сварки алюминия инвертором в домашних условиях

Гальванопластика и гальваностегия

Что такое гальванопластика? Это метод, который применяется для изготовления точных копий изделий, метод копирования. Его применяют, когда необходимо сделать копию с предметов тончайшей конфигурации – пластинок, чипов и схем. Гальваностегия позволяет усилить механические свойства одного металла путем нанесения на него слоя другого металла, например, хромирование и никелирование стали, никелирование меди и т.д.

Гальванопластика и гальваностегия имеют схожую природу, отличаются лишь способом подготовки металла перед обработкой. При осуществлении гальваностегии поверхность металла должна быть максимально подготовленной для сцепления с наносимым металлом. Метод гальванопластики, наоборот, подразумевает свободное отделение наносимого металла.

Для гальванопластических процессов применяют чаще всего медь, никель и серебро, а в гальваностегических – практически все виды металлов. Гальванопластика в домашних условиях проводится на том же оборудовании, что и другие гальванические процессы.

Под гальванопластическую ванну прекрасно подойдет большая стеклянная емкость.Её размеры зависят от величины гальванизируемого предмета, поскольку он не должен располагаться слишком близко от анодной пластины.

Гальванопластика дома может применяться для изготовления копий предметов небольшого размера по предварительно отлитым из легкоплавких металлов формам.

Мастер-класс по гальванике (1 видео)

Предметы с гальваническим покрытием (17 фото)

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.

Что нужно для приготовления электролита?

Как сделать электролит дома? Сначала выберем правильную посуду для хранения: это должна быть емкость из неактивного вещества (стекла или пластика), прочная, плотно закрывающаяся крышкой, чтобы избежать доступ кислорода для электролита.

Совет! Выпрямитель для гальваники своими руками легко получается из обычного автомобильного аккумулятора.

Химия – наука точная. Каждое используемое вещество придется отмерять с точностью до сотых грамма. Вам потребуется качественное весовое оборудование, удобнее всего электронное. Если возможности или желания купить весы нет – берите мелочь советского периода, монеты тогда имели точный вес.

Самое труднодоступное для простого гражданина – приобретение реактивов для изготовления электролита. Многие вещества запрещены к продаже физическим лицам, только промышленным предприятиям при наличии особого разрешения. Простым людям опасные реактивы не продадут!

На видео: Ток 60А в домашних условиях или кустарная гальваника.

Технология процесса

Электролитами называют вещества, способные под воздействием электротока отдавать ионы – заряженные частицы. Именно на этом основан принцип гальваники. В нашем случае в качестве электролита будет использоваться хромовый ангидрид. Выделяемые частички, которые будут осаждаться на обрабатываемом изделии, образуя пленку – молекулы хрома.

Чтобы захромировать деталь в домашних условиях, ее необходимо погрузить в ванну с раствором и подсоединить к минусовому проводу. Плюсовой анод опускают в электролит. Под действием силы тока молекулы в электролите начнут двигаться. Положительно заряженные к минусу (катоду), отрицательные – к плюсу. Причем часть молекул образуют пленку, а часть проникнет в верхний слой, в результате чего хром прочно закрепится на поверхности. Этим гальваника существенно отличается от обычного окрашивания.

Подобным способом производится не только хромирование, но и никелирование, покрытие изделий медью, цинком. Принцип обработки в любом случае будет одинаков. Толщина напыления будет зависеть от силы тока, температуры нагрева, времени обработки, вида металла.

В домашних условиях реально провести и химическое хромирование. Специального оборудования тут не требуется. Образование металлической пленки на поверхности в этом случае происходит за счет химических реакций, реагентом в которых служит гипофосфит натрия. Но подобное покрытие менее прочно – его используют лишь в декоративных целях.

Это интересно: Как варить нержавейку полуавтоматом в среде углекислого газа: видео, советы

Патинирование и оксидирование изделий из латуни

Изделия из латуни также подвергают оксидированию с целью окрашивания поверхности или создания художественных композиций, стилизованных под старину. На латунных изделиях получают оксидные пленки со множеством цветов и оттенков – желтый, оранжевый, красный, синий, черный и т. д., при этом возможно получение как глянцевой, так и матовой поверхности.

Чернение латуни

Одним из способов чернения латуни является способ, при котором на поверхность изделия наносят хлористую сурьму. Реактив наносят кистью или валиком, а затем втирают плотной тканью или щеткой. В зависимости от концентрации раствора получают оттенки от серого до черного.

Получение цветных окисных пленок на латуни

Цветные оксидные пленки на латуни получают несколькими способами. Самый простой – оксидирование в растворе азотной кислоты. Погруженная в раствор латунная деталь покрывается слоем азотнокислой меди и окрашивается в зелено-голубой цвет. Процесс происходит при постепенном нагреве. Цвет пленки меняется в процессе нагрева, завершается процесс окрашиванием поверхности в черный цвет.

В качестве раствора оксидирования можно использовать обычный фиксаж для фотопечати (триосульфат натрия или гипосульфит). В раствор фиксажа (40-60 г/л) добавляется небольшое количество азотной кислоты (подкисляют раствор). В результате проходит химическая реакция с выделением сернистого газа и отложением серы, а раствор приобретает мутно желтый или желто-зеленый оттенок. Готовят раствор непосредственно перед обработкой латуни, раствор активен в течение 15-20 минут. Цвет меняется со временем выдержки имеет синеватый или фиолетовый оттенок. Емкость для раствора выбирают таким образом, чтобы поверхность изделия была видна. Изделие погружают в емкость на непродолжительное время, затем извлекают и промывают в горячей воде. Затем поверхность изделия наносят слой песка и протирают щеткой или плотной тканью. Окончательный оттенок изделие приобретает после повторного погружения в раствор. После извлечения из раствора поверхность обрабатывают пемзой, стирая темный налет, сушат и покрывают слоем прозрачного лака.

Еще один способ цветного оксидирование латуни осуществляется в растворе тиосульфата натрия (130-150 г/л) и уксусного или азотнокислого свинца (35-40 г/л). Раствор нагревают до 80-900С. Процесс требует постоянного визуального контроля, т к. цвет пленки меняется быстро и непрерывно – желтый, красный, фиолетовый, синий и, по окончании процесса, черный. При получении нужного оттенка изделие быстро извлекают из емкости, промывают и сушат.

Для всех перечисленных способов оксидирования латуни справедливо общее правило – реакцию можно остановить на любой стадии процесса, при получении нужного оттенка изделие извлекается из раствора. Если осуществляется предварительный нагрев изделия – прервать реакцию можно остановив нагрев. Фиксируют оттенок просто промыв поверхность водой. Осветление отдельных участков изделия производится бензином.

Точных рецептов приготовления растворов оксидирования и режимов процесса не существует, результаты художественного цветного оксидирования зависят от множества факторов – чистоты исходных компонентов, степени нагрева детали или раствора, способа обработки изделия по окончании процесса.

Большинство из перечисленных способов оксидирования и патинирования серебра, меди или латуни могут быть проведены в домашних условиях или гаражной мастерской, при соблюдении основных правил техники безопасности, которые справедливы для любого процесса нанесения гальванических или химических покрытий где используются концентрированные кислоты или производится нагрев активного раствора с выделением газообразных веществ.

Требуемое оборудование

Гальваника (хромирование) в домашних условиях возможна при наличии следующего вида оборудования:

• блока питания: на выходе он должен показывать 1А и оснащаться регулятором напряжения; для небольших объемов работ достаточно выпрямителя тока; сечение проводки зависит от размера обрабатываемой детали (минимум 6,25 мм);
• проводов: плюсовой будет погружаться в электролит, минусовой, с держателем-«крокодильчиком», находиться на конце к обрабатываемой детали;
• анодов из сплавов олова, свинца или сурьмы;
• емкости подходящего размера из химически стойкого материала, не проводящего ток; идеальный вариант – пластиковая ванна; для хромирования небольшого размера деталей достаточно стеклянной банки;
• деревянного ящика с теплоизоляцией из стекло- или минеральной ваты, в который будет помещаться емкость; использовать в качестве утеплителя можно также обычный песок;
• герметичной крышки: изготовить ее можно из куска фанеры или деревянных досок;
• тэна, мощность которого достаточна для обогрева жидкости в выбранной емкости до температуры 60-80°С;
• контактного термометра или терморегулятора;
• полой формы для заливки электролита с краном или кистью на конце; для ее изготовления используется пучок медной проволоки, закрепленный и обвязанный свинцовым проводом.

Особенности независимой процедуры

Чтобы правильно и надёжно осуществлять процесс нанесения хрома своими руками, следует принимать во внимание все характерные черты химических и физиологических преображений, которые совершаются. Большая часть химических элементов, участвующих в хромировании, представлена особенно опасными элементами, следовательно, прежде чем приступать к проведению эксперименты с хромированными покрытиями, тщательно изучить необходимо теоретическую сторону процесса.

Хром придаёт плоскости замечательный наружный вид, благодаря которому продукция приобретает весьма изящный вид. Гальваника открывает большие возможности для усовершенствования декоративных, физиологических и химических качеств материалов. Хром чрезвычайно устойчив к воздействию агрессивных сред, он не темнеет под воздействием окружающей среды, благодаря этому он отыскал обширное применение при конструировании частей кузовов автомобилей и частей элементов, работающих в сложных условиях. Толщина блестящего напыления весьма мала: от 0,075 до 0,25 миллиметров.

В отличие от никеля, в основной массе случаев хром не используют к металлу. Для этого применяют лёгкий слой оцинковки. Такого рода слой состоит из меди и требует применения технологических воздействий, усложняя и без того трудный процесс.

Ещё одна проблема, которая может остановить на пути к осуществлению задачи — получение реактивов. Главным компонентом является соединение хрома (CrO3), иное наименование — ангидрид хрома. Неприятной чертой его применения является то, что оксид хрома является самым мощным ядом, смертельная доза которого — 6 г. Это соединение имеет небольшой оборот, который строго контролируется государством.

Остатки, возникающие в результате завершения хромирования, должны быть утилизированы в соответствии со специальным порядком, а не поступать в канализацию или в почву. Элемент является сильным канцерогеном: если он появляется на коже, будет очень сильное раздражение, в том числе экзема и дерматит, может сформироваться опухоль.

Индустриальный мир

Медь — достаточно дорогой металл. Поэтому в промышленности используется сплав меди с цинком, называемый латунью. Содержание цинка может колебаться от 10 до 42%. Этот металл более прочный и обладает высокой проводимостью. Классификация. 1. альфа-латуни, (альфа+бета) — материалы, пластичные в любом состоянии и бетта-латуни — материалы, пластичные в горячем состоянии. 2. двойные (простые), которые содержат 88 — 97% Cu называются томпаками; те, которые содержат 79 — 86% Cu — называются полутомпаками. 3. медно-цинковые сплавы, со вставками одного или нескольких элементов, называют специальными латунями. Называют их по доминантному элементу: латунь со свинцом называются свинцовой. 4. простые обозначают буквой «Л», после неё указывается процент содержаниея меди. Далее идёт заглавная буква доминирующего элемента, а затем через тире указывают содержание введённых элементов в процентах. Применение. Морская (CZ112) — использовалась в оборудование довоенных лодок. Коррозионно-стойкая (CZ132) — водозаборная и трубная арматура. Высокопрочная (CZ114) — такелажные скобы, гребные винты, лебедки. Обычная (CZ108) — используется во внутреннее оборудовании. В том числе в машиностроении, она используется в роли шурупов во внутренней обстройке, но не в основных деталях. В медицине используются латунные и графитовые электроды. На такой металлической поверхности практически не задерживаются возбудители болезней, а медь, входящая в её состав, обладает небольшим бактерицидным действием. В гальванике преимущественно используются: медно-цинковые элементы, угольно-цинковые элементы, щелочные элементы (анод из MnO2 и цинковый катод), ртутные (катод-смесь цинка и ртути), серебряные (катод), литиевые (анод) элементы. Латунь в качестве электрода не используется. Данный сплав в гальванике используется только при латунировании в качестве латунной пластинки. Изделия, покрываемые данным сплавом, соединяются с отрицательным полюсом источника тока гальванического элемента, а положительный полюс соединяется с латунной пластинкой. Латунирование — нанесение на внешнюю поверхность металлических (в основном стальных) изделий слоя латуни толщиной в несколько мкм (примерный состав: 70 % меди и 30 % цинка). Защитно — декоративная отделка используется и при обработки монет, применяется для защиты изделий от коррозии. Латунирование применяют для улучшения свойств титана, для покрытия стальных деталей, подлежащих обклейке резиной. Данное покрытие улучшает сцепление резины со сталью. В настоящее время широко используется латунирование на основе блестящего никеля. Блеск никеля сохраняется за счёт латуни. Латунное гальваническое покрытие — что-то среднее между меднением и цинкованием. Реактивы, используемые при меднении и цинковании применяют для латуни. Предметы из данного сплава металлов покрывают тонким слоем платины. Источник: alta-t.ru — нефтеловушка для металлургических предприятий.

Защита установок для гальваники в домашних условиях

Как уже было ранее отмечено, обеспечение надежной защиты — важнейшее условие, которое позволит избежать многих проблем при проведении гальванотехнических процедур. Если гальваническая ванна была изготовлена из пластика, то дополнительной защиты практически не потребуется. Но если планируются более масштабные объемы работы и ванна под электролит выполнена из металла, обязательно нужно будет защитить ее от коррозии, разрушительных процессов при контакте с растворами, а также искажения электрического поля. Сделать это несложно — потребуется провести футеровку установки с применением листовых полимеров посредством горячей сварки.

Автор материалов: Гордиенко Анастасия Вадимовна Должность: главный технолог ООО «6 микрон» Образование: высшее Опыт работы в гальванике: 11 лет

Как сделать домашнюю ванну для гальваники своими руками

В домашних условиях обычно проводятся более простые работы, включающие в себя нанесение на поверхность меди или никеля, поэтому гальваническая ванна с легкостью собирается даже из подручных средств. Но и в этом случае важно соблюдать ряд условий:

• емкость для ванны должна быть жесткой, устойчивой к химическим реагентам, не пропускающей через себя электричество;
• в помещении для гальваники в домашних условиях должна находиться вытяжка;
• требуется постоянный доступ к чистой воде (даже самый легкий процесс потребует как минимум 5 промывок);

Самый популярный вариант, используемый многими мастерами в домашних условиях — сделать ванну из пластиковой канистры. Для этого нужно будет срезать крышку с горловиной, а ее боковины усилить армирующим материалом. На стенки полученной установки по линии среза надеваются уплотнители (для окон или автомобилей). Далее нужно будет закрепить крышку. Финальным этапом будет проделка отверстий для контактных штанг. Сами штанги можно изготовить в домашних условиях из медной шины, диаметр каждой –до 10 мм. В концах с обеих сторон просверливают отверстия, чтобы можно было подключать полюса от источника питания. На расположенные по краям готовой гальванической ванны штанги навешиваются анодные пластины, подключенные к электричеству. На центральную штангу надета катодная деталь, подключенная к отрицательному полюсу. Ток и напряжение определяются, исходя из объема ванны и планируемых к проведению работ.

Схемы самодельных ванн и гальванических установок

Классическая схема гальванической ванны, сделанной своими руками, включает 2 основные операции:

• подготовительный этап;
• гальваническое покрытие металлом;

Подготовительный этап подразумевает подготовку обрабатываемого предмета или детали, которые чистят и обезжиривают. На этапе нанесения покрытия изделие приобретает «товарный» вид, после этого оно требует тщательной промывки поверхности в холодной, а затем горячей воде. Сам процесс гальванизации в домашних условиях можно описать следующим алгоритмом. Обрабатываемое изделие подсоединяют к «минусовому» проводу устройства, далее опускают в электролитный раствор. «Плюсовой» провод подключают к аноду, который также опускают в гальваническую ванну.

Гальваническая лаборатория на дому

Для организации процесса вам потребуется:

1. Гальваническая ванна своими руками – банка (из стекла или прочной пластмассы, достаточна большая, чтобы поместилось обрабатываемое изделие, термостойкая) с раствором электролита.
2. Провод, разделенный на анод («плюс») и катод («минус»). При этом аноды должны быть по площади больше, чем обрабатываемое изделие. Они проводят ток в электролит и замещают убыль металла в нем, того, что будет оседать на гальванируемом изделии.
3. Оборудование для взвешивания, например, точные электронные весы.
4. Источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подойдет.
5. Электроплитка с обязательной регулировкой температурного режима.

Сам процесс нанесения гальванического покрытия в домашних условиях достаточно прост: в емкости развести электролит, нагреть, погрузить туда аноды, подключенные к «плюсу», на расстоянии закрепить гальванируемое изделие (в нашем случае – катод), который подключают к «минусу». При подключении к источнику тока металл из электролита начинает оседать на «минусе», то есть на изделии.

Основные методы хромирования

• Процесс химической металлизации.
• Гальванизация.
• Вакуумное напыление.
• Высокотемпературная диффузия.

Два последних метода применяются только на предприятиях промышленности. Дома эти процессы выполнить не получится, поскольку для них необходимы технически сложные установки и повышенные энергетические затраты. А вот химическая металлизация и гальванизация – это как раз те самые процессы, которые могут производиться и в личной мастерской. Рассмотрим подробно, как это делается.

В процессе этой работы используются химические реактивы, компрессор и краскопульт. Выполняются практически те же самые операции, что и при покраске поверхностей акриловым лаком либо эмалью. При хромировании таким способом на детали и конструкции наносится не защитная полимерная пленка, а зеркальный тонкий слой металла.

1-й метод. Поверхность покрывается специальными химикатами. В результате химической реакции образуется осадок, представляющий собой прочный металлический слой. Покрытие можно делать не только из хрома, но также из серебра.

2-й метод. В процессе восстановительной химической реакции из солей образуется слой хрома. Приготовьте набор из уксусной кислоты, хлористого хромила, хлористого хрома, уксуснокислого хрома, гипософита натрия, едкого натра, фосфата хрома. При этом необходимо помнить, что эти вещества очень ядовиты и опасны для здоровья.

И потому следует внимательно проштудировать учебник химии, если уж вы решили провести процесс хромирования этим методом. Но достичь высокого качества очень трудно, даже при наличии подробной инструкции. При всех существующих минусах этот метод используется для хромирования поверхностей в домашних мастерских чаще всего.

Очень удобно проводить процесс покрытия с помощью готовых пробных наборов химических препаратов для хромирования. Их предлагает компания Fusion Technologies. Удобство таких наборов заключается в том, что покрытие можно нанести на любой из перечисленных материалов: металл, керамику, дерево, стекло, пластик.

Получение бракованного покрытия не должно пугать начинающего гальваника. Некачественный слой хрома можно снять в растворе соляной кислоты (100-200 г/л). После этого детали промываются в воде, а процесс хромирования можно повторить.

Чаще всего встречается несколько основных дефектов:

• Отслаивание хромовой пленки. Главной причиной является плохая адгезия (сцепляемость) из-за недостаточного обезжиривания. После снятия покрытия поверхность заново очищается и активируется.
• Наросты (дендриты) хрома на острых краях и углах. Этот дефект свидетельствует о высокой плотности тока на острых гранях. Если можно, края лучше закруглить или установить экраны в проблемных зонах.
• Матовое покрытие. Чтобы добиться блеска, необходимо повысить температуру раствора, снизить силу тока или добавить хромовый ангидрид.

Чернение (патинирование) меди

Процесс оксидирования меди, в результате которого медное изделие приобретает темный цвет называют чернением или патинированием меди.

Чернение (патинирование) меди проводят в растворе серной печени. В результате взаимодействия ионов серы с металлом на поверхности медного изделия образуются пленка сульфида меди – соль черного цвета нерастворимая в воде и неконцентрированных кислотах.

Для чернения меди используют следующие варианты растворов:

• серная печень (10-20 г/л) доводится до кипения;
• серная печень (6-10 г/л), хлористый аммоний (40 г/л) при температуре 800С;
• едкий натр (9 г/л), персульфат аммония (3 г/л) при температуре 1000С.

Реакция оксидирования проходит быстро, медное изделие приобретает темный благородный оттенок (под старину). Таким способом часто патинируют медные чеканки – в результате в углублениях медь приобретает черный цвет, на наклонных поверхностях оттенок светлее и на выпуклых поверхностях изделие сохраняет блестящий красный цвет. Перед погружением в раствор чеканку нагревают.

Художественное патинирование медных пластин

В художественных мастерских для обработки чеканок и различных украшений из меди часто используется способ оксидирования меди без погружения в раствор. Для этого на поверхность изделия аккуратно наносят слой концентрированной азотной кислоты, после чего изделие нагревают. Цвет меди меняется в зависимости от температуры от зеленовато-синего до черного. Затем изделие остужают, промывают водой и осветляют выпуклые части композиции с помощью плотной ткани, смоченной в бензине.

Еще один способ цветного оксидирования меди, при котором получают различные оттенки поверхности изделия в одном и том-же растворе, проводится в смеси серноватокислого натрия (130 г/л) и ацетата свинца (35 г/л) при температуре 800С. Поверхность изделия под воздействием раствора может приобретать желтый, оранжевый, красный или фиолетовый цвет. Оттенок оксидной пленки постоянно меняется при раскачивании, при достижении необходимого результата изделие вынимают из раствора сушат и наносят лак. При этом практически невозможно получить два идентичных изделия, каждая художественная композиция будет неповторима.

Удаление окисной пленки с меди

Снятие темной патинирующей пленки с поверхности изделия проводится в растворе (10-15%) кислот – серной и азотной.

Внимание: При смешивании концентрированной серной и азотной кислоты происходит реакция с выделением большого количества тепла. Следует использовать только специальную тонкостенную химическую посуду. При растворении кислот следует вливать кислоту в воду медленно, небольшими порциями. Следует помнить, что соли меди ядовиты, все работы проводить в вытяжном шкафу.

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.

Электрохимическое и химическое оксидирование серебра

Серебряные изделия подвергают химическому оксидированию для окрашивания поверхности и защиты от окисления (потемнения поверхности). Оттенок оксидированного серебра может быть серым, фиолетовым, синим, черным и зависит как от времени выдержки изделия в растворе. Оттенок меняется в процессе выдержки в растворе и определяется визуально, изделие извлекают при достижении необходимого оттенка. В ювелирном деле есть прием, при котором раствор наносится на отдельные участки серебряного изделия. Таким образом получают изделия с различной цветовой гаммой, например, прокрашивают впадины и углубления в темный оттенок как бы выделяя выступающие части.

Процесс химического оксидирования серебра проводят в растворе серной печени с добавлением, в зависимости от необходимого оттенка, хлористого аммония (40 г/л) или углекислого алюминия (20 г/л). Процесс проходит при температуре 70-900С. Серная печень представляет собой раствор поташа (углекислый калий K2CO3) и сульфида калия K2S или серы.

Соотношение поташа и серы в расплаве могут быть различными, обычно одну часть серы смешивают с двумя частями поташа. Сплавление компонентов происходит в течение 15-25 минут. Затем расплав разбавляют в дистиллированной воде. При приготовлении раствора с использованием поташа и сульфида калия компоненты растворяют в воде, смешивают и медленно нагревают до температуры 80-900С.

Перед погружением в раствор поверхность изделия обезжиривают бензином или спиртом. По окончанию процесса поверхность протирают фетровой салфеткой (иногда на поверхность предварительно наносят мел), затем изделие полируют.

Гальванической процесс оксидирования не отличается от процессов электрохимического осаждения металлов (хромирования, никелирования, цинкования или меднения). Электролит для гальванического оксидирования серебряных изделий содержит в своем составе:

• сернистый натрий (20-30 г/л);
• сернокислый натрий (15-20 г/л);
• серную кислоту (5-10 г/л);
• ацетон (3-5 г/л).

Процесс проходит при цеховой температуре, плотности тока 0,1-0,5 А/дм2 в течение 1-5 минут.

Обработанные таким образом серебряные изделия не темнеют под воздействием атмосферы, покрытие сохраняет свои декоративные и защитные свойства несколько лет.

Причины дефектов покрытия

Существует несколько дефектов:

• Неравномерный блеск – слишком большая сила тока или низкая температура раствора.
• Отсутствие блеска – недостаточное количество серной кислоты или ангидрида.
• Появление коричневых пятен – недостаток серной кислоты или избыток хромового ангидрида.
• Низкая прочность покрытия – низкая сила тока или завышенная температура электролита.

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.

Варианты обработки

Никелирование

Нанесение покрытия из никеля на металлические предметы – несложный процесс, в результате которого ваши изделия получат роскошный блестящий вид, станут более стойкими к дождю и прочим явлениям.

От вас потребуется:

1. Приготовить электролит для гальваники, смешав сульфат никеля, натрий, магний, хлористый натрий (поваренная соль) и борную кислоту. Проверьте рН, он должен быть в диапазоне 4–5.
2. Разогрейте электролит до 25 градусов.
3. Поместите в емкость изделие и подключите ток 1,2 А/кв. дм.
4. Примерное время – около получаса.

Указанное время зависит от таких факторов, как размер изделия, плотность тока и температура электролита. Чем больше время, тем толще получится слой наносимого никеля. По окончании промойте предмет и отполируйте любой полировочной мазью.

На видео: химическое никелирование.

Хромирование

Один из самых популярных способов придания прочности и внешнего вида изделиям из металла – хромирование. Пусть дома добиться высокой прочности не удастся, для этого нужен ток плотностью 100 А/кв. дм., декоративное покрытие нанести вы все же сможете.

Покрытие из хрома пористое. Перед его применением предмет покрывают медью или никелем. Зато домашнее хромирование позволяет добиться большего разнообразия оттенков, что достигается разной температурой электролита: чем она выше, тем более блестящим получится покрытие.

Процесс хромирования в домашних условиях выглядит следующим образом:

1. Аноды из свинца, олова и сурьмы (85%/11%/4%).
2. Погрузите изделие в электролит нужной вам температуры и подождите около получаса.
3. Промойте в слабом растворе пищевой соды, просушите, отполируйте.

На видео: декоративное хромирование в домашних условиях.

Меднение

Покрытие поверхностей металлов медью в домашних условиях применяют для создания слоя, который будет впоследствии проводить ток, или для защиты от коррозии.

Сделать гальванику медью дома на черных металлах в домашних условиях невозможно, поскольку для этого используются смертельно опасные цианиды. Первоначально стальные и чугунные предметы надо никелировать, а затем уже проводить гальванизацию меднением с использованием солей медного купороса, разведенных в серной кислоте. Покрытие медью алюминиевых изделий потребует первоначальной очистки последних от окиси в электролите, содержащем серную кислоту, а потом гальванизируют также, как и сталь.

На видео: гальваническое меднение.

Цинкование

Самый простой в домашнем исполнении метод гальванизации – это обработка цинком. Его используют для защиты предметов из металла (электропроводящих и неэлектропроводящих) от появления коррозии. При цинковании в электролит в качестве анода погружают пластинку из цинка, соответствующую по площади оцинковываемому предмету, и подключают к источнику тока.

В состав электролита входит: сернокислый цинк (200 г), сернокислый аммоний (50 г), уксусный натрий (15 г) из расчета на 1 л воды. Примерно за полчаса анод растворится и его молекулы плотным слоем покроют обрабатываемый предмет.

На видео: оцинковка металла в домашних условиях.

Латунирование

Самый декоративный метод гальваники – латунирование (нанесение пленки из сплава меди и цинка). Покрытые латунью изделия используют для мебельной фурнитуры, в качестве дверных ручек и т.д. Латунь придает предметам благородный золотой цвет и насыщенный блеск.

Электролит для латунирования должен содержать соли меди и цинка, растворенные в растворе цианида. Данный вид гальванизации также не рекомендуется для применения в домашних условиях из-за возможности отравления цианидами.

Каким бы ни был увлекательным процесс гальванизации, повторять его дома без предварительной подготовки не рекомендуется – может быть опасно для жизни. Оборудование стоит денег, а некоторые необходимые для изготовления электролитов реагенты вы просто не сможете приобрести. Затевать процесс, например, для хромирования одной детали того не стоит – дешевле будет обратиться в специализированные предприятия.

Серебрение и золочение

Гальваническое нанесение серебра на изделия имеет не только декоративное предназначение, оно также защищает от появления коррозии и образует электропроводящее покрытие. Как и в случае с медью, чугунину и сталь предварительно покрывают никелем, затем серебрят.

Электролит для серебрения содержит:

• хлористое серебро;
• железноцианистый калий;
• кальцинированную соду;
• дистиллированную воду.

Электролит необходимо подогреть до температуры до 20 градусов. Высокой мощности не требуется – хватит 0,1 А/кв. дм. Анодом станет пластина из графита, размером, соответствующем размеру гальванизируемого изделия.

Гальваника золотом — наиболее декоративный метод.

Для этого потребуется подогретый раствор золота в пропорциях 5 г на 1 л воды, смешанный с синеродистым калием. Можно использовать и холодный электролит, но тогда золота необходимо будет в 3 раза больше.

Будьте крайне аккуратны – испарения синеродистой кислоты крайне опасны, как в горячем виде, так и в холодном. Не пренебрегайте вентиляцией, не допускайте попадания ее на открытые участки кожи. При возможности замените её на железистосинеродистый калий.

Предварительно тщательно очистите изделие. Если оно выполнено из черного металла, покройте сначала медью, затем золотите. Чтобы золото лучше «приставало», окуните изделие в азотнокислую ртуть.

На видео: гальваническое золочение серебряной ложки.

Главное правило: аккуратно при использовании тока – он должен быть не мощнее 1 А/кв. дм. Более сильный ток приведет к тому, что золото будет черными хлопьями падать на дно емкости, а гальванизируемый предмет вместо золотого превратится в бурый. После окончания процесса изделие просушивают и полируют с применением полировочной мази.