Технология выполнения цинкования в домашних условиях

Те, кто хорошо помнит школьную программу по курсу «Химия», сразу ответят на вопрос, что такое гальваника. Тем, кто немного подзабыл, напомним, что это раздел электрохимии, так называют процесс, когда на практически любое изделие наносится покрытие из металла. Этот процесс применяется и в промышленных масштабах, например, как при оцинковке или хромировании металлических изделий, так и при изготовлении декоративных предметов.

Процесс оседания электролитов на нужную поверхность достаточно сложный, требует соблюдения техники безопасности и определенных навыков обработки дома. Гальваника в домашних условиях не позволит вам усилить прочность металлического изделия (для этого нужны промышленные мощности), но может использоваться для декорирования отдельных предметов.

Особенности процесса

Гальваника, в том числе в домашних условиях, очень похожа на электролиз (где используется электричество для разделения химического раствора), что является обратной процедурой, при которой батареи производят электрические токи.

Схема электролиза

Необходимо использовать для гальваники в домашних условиях правильные электроды и электролитный раствор, предопределив химическую реакцию или реакции, которые будут протекать, когда электрический ток начнет действие. Атомы, которые присоединяются к изделию, поступают из электролита. Поэтому, если происходит процесс гальваники для покрытия из меди вам нужен медный электролит, а для золотого покрытия вам необходим электролит на основе золота.

Мастеру во время гальваники необходимо убедиться, что изделие, которое будет использоваться, полностью чистое. В противном случае, когда на него будут поступать атомы из электролита, они не образуют хорошей связи, и элементы могут просто выпасть в осадок. Как правило, очистка проводится путем погружения электрода в сильный кислотный или щелочной раствор, или путем (короткого) подключения цепи гальванопокрытия в обратном направлении. Если электрод действительно чист, атомы от металлизации соединяются в очень сильную кристаллическую структуру.

Обработанные золочением предметы

Гальваника выполняемая в домашних условиях включает пропускание электрического тока через электролит. Это делается путем погружения в электролит двух клемм, называемых электродами, и подключения их к цепи с батареей или другим источником питания. Электроды и электролит изготавливаются из тщательно отобранных элементов или соединений. Когда электричество протекает через контур, электролит расщепляется, и некоторые из атомов материала, которые он содержит, осаждаются в тонком слое поверх одного из электродов. Таким образом, реализуется гальванопластика дома Все виды металлов могут быть покрыты таким образом, включая золото, серебро, олово, цинк, меди, кадмия, хрома, никеля, платины и свинца.

Чтобы получить ровное гальваническое покрытие, мастер должен сначала очистить поверхность вашего металлического предмета и подготовить необходимое оборудование. Грязь и масла на поверхности могут помешать донорскому элементу покрывать поверхность. Начните с обезжиривания, моющим средством (мыло для посуды), а затем протрите металл абразивным кислотным очистителем, чтобы поверхность была очень чистой.

Немного химии

Холодное цинкование заключается в покрытии конструкций слоем цинка, который препятствует взаимодействию железа с атмосферным кислородом.

Цинк – химический элемент группы металлов, серебристо-белого цвета, довольно хрупкий в чистом виде.

В результате этого на поверхности соприкосновения получается оксид цинка, представляющий собой очень прочное, практически нерастворимое химическое соединение, покрывающее конструкцию сплошной пленкой.

Кроме этого, электрохимический потенциал цинка почти вдвое меньше, чем у железа, поэтому в паре с железом цинк будет являться анодом, а железо соответственно катодом.

И в результате электрохимической реакции в присутствии влаги из атмосферы чистый цинк превращается в карбонат цинка.

Карбонат цинка, как и его оксид, очень слабо растворяется, покрывая внешнюю поверхность изделия устойчивой пленкой.

Видео:

Таким образом, цинк обеспечивает защиту металлоконструкций сразу по двум типам: барьерному и электрохимическому.

Особенностью цинкового покрытия является также то, что при повреждении слоя образующийся карбонат цинка «залечивает» дефект, моментально устраняя вероятность коррозии основной конструкции.

Материалы для технологии

Необходимое оборудование если проводится гальванопластика дома

1. Металлический объект, подлежащий покрытию (должен быть стальным).
2. Блок питания (3v-6v).
3. Сульфат цинка / гидроксид цинка / хлорид цинка.
4. Вода.
5. Стакан (вместо стеклянного или пластикового объекта).
6. Цинк (может быть найден внутри батареек Zn-C).
7. Песочная бумага (120).
8. Гальваническая ванна, сделанная своими руками или подобная емкость.
9. Тканевая бумага.
10. Провода.
11. Чистое рабочее место достаточное для гальваники.
12. Необходим источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подходит.

Гальваническая установка

Что нужно для приготовления электролита в домашних условиях? Для различных изделий требуются различные составы раствора. Для раствора используют воду с кислотами и другими важными включениями солей, металлов. Гальваника своими руками позволить обработать многие детали и инструменты для декора или повышения износостойкости. Температура электролита в различных операциях играет разную роль. Например, при хромировании чем температура выше, тем ярче выражается покрытие.

Как подготовить изделие

Собрав вес необходимых компонентов, подготовив емкости, систему подогрева и источник тока, переходим к подготовке изделия, которое хотим обработать.

Чтобы металл из электролита ровным слоем осел на предмет, его нужно очень хорошо очистить, иначе гальваническое покрытие в домашних условиях получится неровным и непрочным. Некоторые предметы достаточно будет просто обезжирить, некоторые потребуют чистки наждачной бумагой и шлифовки, чтобы удалить с поверхности коррозию и «заусенцы».

Важно! Качественное обезжиривание обеспечивает раствор ацетона, спирт и даже бензин.

Стальные изделия держат несколько минут в растворе фосфорнокислого натрия, разогретого до 90 градусов. Цветные металлы обезжиривают тоже в растворе натрия, только без подогрева.

Материалы, которые чистящие химикаты не могут удалить

Есть некоторые материалы, которые химические средства не могут удалить или делают это с большим трудом, для процесса гальваники. Вот список наиболее распространенных из этих материалов:

• сварной шлак и другие остатки сварочного флюса;
• разбрызгивание и брызги;
• заусенцы (могут включать чрезмерно шероховатые края от резки пламени);
• мельничные покрытия, такие как лаки или лаки, присутствующие на некоторых типах труб;
• эпоксидные, виниловые и асфальтовые;
• песок и другие примеси на отливки;
• масляные краски и маркеры;
• маркеры карандашей;
• очень тяжелые или толстые отложения воска или жира.

Эти материалы должны быть удалены с поверхности до его доставки на завод по гальванизации или в случае домашних условий.

Поверхность до и после зачистки и нанесения гальваники

Существуют различные общепринятые стандарты для абразивоструйной очистки, очистки руками и очистки электроинструментом, эффективные при удалении этих материалов. Абразивоструйная обработка обычно необходима для отливок, для удаления песка и других примесей из процесса литья. В качестве альтернативы можно использовать различные продукты, которые совместимы с процессом гальваники, чтобы уменьшить необходимость в струйной обработке или чистке электроинструментом. Использование непокрытых электродов позволяет избежать проблемы осаждения флюса во время сварки вредные при операции. Доступны маркеры, которые легко растворяются в ваннах, используемых в процессе гальванизации.

Техника безопасности

Прежде чем начинать процесс гальванизации, не забудьте о технике безопасности. Гальваника своими руками не подразумевает проведения манипуляций, например, на кухне. Речь идет скорее о гараже или сарае, нежилом месте с хорошей вентиляцией, где можно организовать заземление.

Важно! Не отравитесь ядовитыми испарениями! Гальванизация может нанести реальный вред здоровью. Организуйте вытяжку и закройте лицо маской-респиратором.

На руки обязательны плотные резиновые перчатки. Глаза защитите очками. Перед началом манипуляций почитайте специальную литературу. При каких-либо проявлениях недомогания незамедлительно обратитесь к врачу.

Гальваника в домашних условиях с муриевой кислотой

Для настройки системы гальваники в домашних условиях понадобится вода, соляная кислота, батарея 6-вольтового фонаря, пара зажимов для проводов, кусок меди, металлическое изделие для обработки, и контейнер, куда поместятся компоненты, которые используются во время гальванического покрытия в среде жидкости. 6-вольтовая батарея имеет два контакта, которые облегчают подключение к системе. Допустимо использование менее мощного источника питания.

1. Крокодилы фиксируют кусок меди (в качестве источника элемента ионы, которые будут использоваться для покрытия) и главной заготовки. Сталь и никель — это два элемента, которые могут быть легко покрыты медью.
2. После очистки поверхности материала различными моющими средствами необходимо создать гальванический раствор.
3. 5 частей воды смешивают с 1 частью соляной кислоты. Нельзя добавлять воду непосредственно в кислоту! Такие действия вызывают бурную реакцию с возможными взрывами.
4. Всегда поддерживайте соотношение 5:1. Например, если вам нужно больше 5 чашек, измерьте 10 чашек воды и добавьте 2 чашки кислоты. Для перемешивания применяйте пластиковые инструменты, так как кислота разрушает металл. Верхняя часть контейнера начнет нагреваться в следствии реакции кислоты с водой.
5. Подсоедините зажим аллигатора к клеммам источника энергии. Батарея будет передавать ток, необходимый для процесса гальванопокрытия. Прикрепите один зажим к одному крокодилу, а второй — ко второму контакту аккумулятора.
6. Подключите медь к положительной клемме аккумулятора. Используя аллигатор, прикрепленный к положительной клемме источника, закрепите другой конец металлическим куском меди. При прочем сценарии гальваника не сможет работать.
7. Подключите к схеме деталь, которая будет подсоединяется к отрицательной клемме аккумулятора. Прикрепите клип по возможности в месте где нет необходимости в гальванизации. Если для прикрепления клипа нет свободного места, вам нужно будет изменить расположение крокодила во время процесса, чтобы изделие не имело следов от использования зажимов, а покрытие был однородным по всей площади.
8. Если процесс не работает, удостоверьтесь, что у вас установлены правильные клеммы.
9. Погрузите оба элемента в подготовленную ванну с разбавленной соляной кислотой. Медный кусок не должен обязательно полностью погружаться в раствор, но изделие, которое обрабатывается полностью погружается в рабочую среду.
10. Для равномерного слоя рекомендуется периодически перемешивать раствор в емкости.
11. Две части необходимо держать на расстоянии друг от друга, чтобы избежать попадания пятен, где медь накапливается слишком быстро.
12. Использование этого метода затрудняет получение толстого слоя меди, но вы сможете получить тонкое напыление. Когда вас устраивает внешний вид материала, объект вытаскивают и просушивают.

Покрытие может занимать от нескольких минут до нескольких часов. После формирования желаемого слоя материал необходимо высушить.

Основные способы оцинковки

Защитное цинковое покрытие наносится двумя основными способами.

1. Горячий. Это заводской метод, когда кузов автомобиля, после очистки кислотами и нанесения флюса, окунают в ванну с расплавленным цинком. Он дорог и сложен, поэтому применяется далеко не всеми автопроизводителями, даже с мировым именем. Такое покрытие наиболее прочное и устойчивое к механическим воздействиям. Им обладают машины брендов Porsche, Volvo с 1975 года, Chevrolet Lachetti, некоторые модели Ford и Opel, а также ВАЗ 2110 (опционально).
2. Холодный. В свою очередь, он делится на гальванический и механический. Гальваника – это тоже достаточно надежно, но полностью кузов этим способом цинкуется только на заводах, поскольку связан с применением больших объемов агрессивных веществ – щелочей, кислот, аммиака. Им пользуются производители марок Mercedes, Skoda, Volkswagen, Toyota, Reno Logan. На ограниченных площадях его можно применять и для самостоятельной оцинковки. Механические способы нанесения защитного покрытия (покраска составами, содержащими цинк) наименее надежны, но они просты и дешевы.

Гальваника с раствором металлического ионного электролита в домашних условиях

Для гальваники в домашних условиях с помощью этого метода вам понадобится кусок меди, металл, который должен быть покрыт, уксус, перекись водорода, зажимы, батарея 6-вольтового фонаря, пластиковый контейнер.

Используйте контейнер, достаточно большой, чтобы затопить материал, который вы пытаетесь залить.

1. Смешайте и нагрейте равные части уксуса и перекиси водорода. Чтобы сделать четыре чашки раствора, добавьте две чашки уксуса в две чашки перекиси водорода. Сочетание уксуса и перекиси водорода делает перуксусную кислоту, с которой следует обращаться с осторожностью.
2. Следует растворить медную болванку в составе. Жидкость станет синей, что указывает на то, что в растворе содержатся ионы меди, которые можно использовать для гальванопокрытия материала.
3. Замачивайте медь до тех пор, пока раствор не станет голубым. Лучше, чтобы раствор имел слабую концентрацию, раствор не должен быть слишком темным.
4. Прикрепите зажимы к аккумулятору. Батарея обеспечивает ток, необходимый для транспортировки металлов от донора к получателю. Подсоедините один зажим-аллигатор к положительной клемме аккумулятора и другой зажим к отрицательной клемме.
5. Очистите металл в домашних условиях, подлежащий гальваники. Перед запуском метода гальванизации вы должны убедиться, что металл чист, поэтому новые атомы могут образовывать твердую связь с металлом-реципиентом.
6. Подключите положительный зажим к медной части.
7. Подключите отрицательный аллигатор к металлическому покрытию. Постарайтесь прикрепить аллигатор в неприметном месте. Если вы прикрепляете металл к положительному полюсу, гальваника не будет работать.
8. Погрузите элементы в медную жидкость. Как только оба металла будут подключены, погрузите их в голубой медный раствор, приготовленный ранее. Поскольку они подключены к аккумулятору, ток протекает через цепь. Процедура длится до удовлетворительного уровня покрытия.

Все необходимое для изготовления электролита

Термический термодиффузионный способ оцинковки

Термический способ заключается в помещении обрабатываемого элемента в ванну с горячим цинковым раствором, где под воздействием температуры защита тонким слоем ложится на металл. Отдельные производители автомобилей практикуют нанесение цинка на листы стали, из которой изготавливается кузов, еще в процессе ее проката. Данный способ немного уступает по эффективности гальваническому, однако также служит отличной защитой от ржавчины. Первыми производить автомобили с горячей оцинковкой кузова начали американцы, но уже через несколько лет технология распространилась и на Европу.

Особенности гальванизации с различными металлами в домашних условиях

Вариант нанесения тонкого слоя на металлический предмет в домашних условиях может нести декоративную функцию, или обеспечивать коррозионную стойкость деталей, возобновлять рабочие характеристики. Никелирование представляет собой процесс осаждения никеля на металлическую часть. Декоративный яркий никель используется в широком спектре применений. Он обеспечивает высокую степень блеска, защиту от коррозии и износостойкость. В автомобильной промышленности яркий никель можно найти на бамперах , ободах, выхлопных трубах и отделке. Он также используется для яркой работы на велосипедах и мотоциклах.

Никелирование в домашних условиях

Хромированный слой в домашних условиях может быть декоративным, обеспечивать коррозионную стойкость, облегчать процедуры очистки или повышать твердость поверхности. Иногда для эстетических целей может использоваться менее дорогой имитатор хрома. Гальваническое хромирование в домашних условиях также может проводиться в домашних условиях.

Меднение своими руками

Меднение практикуется для производства защитного слоя или повышения электропроводности материала. Для создания такого слоя используют ядовитые цианиды опасные для жизни. Такая операция в домашних условиях не проводится. Изначально стальные изделия никелируются и лишь потом покрываются медью.

Цинкование в домашних условиях

Цинкование считается самым простым способом гальваники изделий. Электролит состоит из сернокислого цинка (200 г), сернокислого аммония (50 г), уксусного натрия (15 г) из расчета на 1 л воды. В таком растворе цинк растворится и затем успешно покрывает заготовку.

Покрытие изделия после латунирования

Латунирование применяют в декоративных целях для фурнитуры. Для операции в электролите необходимы содержаться медные соли и цинка перемешанные в растворе цианида. Гальваническое покрытие латунью в домашних условиях также не приветствуется.

Серебрение и золочение нашли использование в промышленности в качестве проводника и декоративного слоя. Изделие предварительно покрывают никелем после чего наносится покрытие серебром или золотом. Для проведения операции электролит должен содержать хлористое серебро, железо цианистый калий, и кальцинированную соду. Такую жидкость следует подогреть до 20 градусов, где анодом можно применить материал из графита.

Серебрение

Гальванопластика в домашних условиях может использоваться для создания точных копий металлических деталей, пластинок или схем. Также применение технологии позволит усилить рабочие свойства заготовки. Для таких целей используют золото серебро, никель, хром или подобные металлы.

Каковы преимущества холодного цинкования

• Простота.
  Вы легко осуществите оцинковку своими руками, даже если ранее этим никогда не занимались. К тому же, раствор очень быстро сохнет – в большинстве случаев достаточно получаса.
• Универсальность.
  Холодное цинкование применяется для обработки труднодоступных деталей. Кроме этого, раствор можно наносить любым удобным для вас способом: валиком, кистью, краскопультом. Некоторые детали небольших размеров можно даже погружать в цинкосодержащий раствор. К тому же, материал взаимодействует с любым растворителем (сольвентом, ксилолом). Помните, что именно этот способ можно использовать для обработки влажного металла.
• Долговечность.
  Холодная оцинковка держится примерно в три раза дольше, чем термическая обработка.

Суть и назначение серебрения

Серебрение металлов, произведенное в любых условиях, имеет не только декоративное, но и практическое назначение:

• серебро обладает высокой твердостью (до 90 кг/мм²);
• хорошо проводит электрический ток;
• устойчиво к образованию окислов и ржавчины.

К достоинствам металла также можно отнести теплопроводность и отражение света.

Серебро обладает устойчивостью к щелочным растворам и кислотам органического происхождения. Даже серная кислота сильной концентрации может растворить серебряное покрытие только при 100 °C.

Одним словом, серебрение металлов предупреждает преждевременное разрушение материала, и под слоем серебра сплавы менее подвержены различным влияниям внешней среды.

Гальванический способ

Гальваническая оцинковка подразумевает помещение его (или отдельного его элемента) в емкость с определенным электролитом. Корпус емкости подключается к положительному электроду источника питания, а обрабатываемый элемент — к отрицательному. Глубоко не погружаясь в электрохимические процессы, описать технологию простым языком можно так. Частички цинка, находящиеся в электролите, под воздействием электричества ускоряются и начинают двигаться от анода к катоду, т.е. к кузову, и покрывают его тонким, но сплошным слоем. Технология гальванической оцинковки по праву считается наиболее эффективным способом противостояния коррозии, поскольку деталь покрывается защитным слоем со всех сторон.

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.