Что такое металлизация химическая? Химическая металлизация своими руками

Химическая металлизация своими руками в домашних условиях

Если вы впервые выполняете химическую металлизацию в домашних условиях, то стоит заранее изучить теоретические материалы, просмотреть видео по данной теме. Конечно, нужно подготовить оборудование и расходные материалы. В процессе химической металлизации применяются опасные химические реактивы, с которыми нужно обращаться очень аккуратно, соблюдать требования техники безопасности. Сама химическая металлизация, как уже говорилось выше, не сложный метод, и ее без труда можно провести в домашних условиях. Несмотря на все достоинства метода, не стоит забывать, что даже в домашних условиях достаточно дорого обходится химическая металлизация. Цена заводского покрытия еще выше и будет зависеть от площади покрытия поверхности.

Виды металлизации

Металлизация — это нанесение на поверхность тонкого металлического слоя. Так могут обрабатываться не только металлические изделия, но также пластиковые, деревянные, стеклянные и другие. Самые популярные и известные виды этого процесса — хромирование (то есть металлизация хромом) и цинкование (когда поверхность изделия покрывают слоем цинка). Менее известный вид — это алитирование (нанесение на поверхность слоя алюминия).

В зависимости от оборудования и технологии различают несколько разновидностей металлизации:

• Гальваническая. Выполняется в специальном электролите, который наливают в ванны.
• Металлизация электродуговая. Покрытие здесь наносится следующим способом: применяется электродуговое плавление металлического электрода.
• Газоплазменное напыление по технологии похоже на электродуговую металлизацию, когда расплавленный, мелкодисперсный металл наносится на поверхность. Газоплазменное напыление, как и электродуговая металлизация — это достаточно сложный технологический процесс, поэтому применяется он в основном в производстве.
• Плакирование. При этом методе слой металла наносят на поверхность изделия, после чего применяется горячая прокатка.
• Металлизация диффузная. Высокая температура заставляет атомы наносимого металла проникать в поверхность обрабатываемого изделия.
• Горячий вид металлизации. Покрытие формируется во время погружения изделия в расплавленный металл.
• Металлизация химическая. Данный вид отлично подходит для применения в домашних условиях.

Хромирование деталей: поэтапная инструкция

Технология хромирования не отличается особой сложностью.

Для того чтобы приготовить электролит для небольшого изделия, нужно взять обычную стеклянную банку необходимых размеров или пластмассовое ведро и поставить его в специальный резервуар. Для этих целей можно воспользоваться бидоном. Чтобы электролиз был качественным, его, бидон, нужно теплоизолировать. А именно, взять ящик из дерева или коробку, утеплить его стеклотканью или пенопластом, а также дополнительно минеральной или стекловатой, песком и поставить резервуар туда.

Внутрь резервуара поместить элемент для подогрева и термометр. Сверху накрыть листом влагостойкой фанеры, которая выступит в роли герметизирующей крышки, и присоединить электроды. К изделию присоединить катод, анод (стержневой или пластинчатый) погрузить в емкость с образцом.

Деталь в банке должна удерживаться с помощью кронштейна, чтобы обеспечить хромирование со всех сторон.

Приготовление электролитного раствора

Чтобы осуществить хромирование деталей в домашних условиях, необходимо приготовить специальный раствор, состоящий из ангидрида хрома (250 г на литр дистиллированной воды) и серной кислоты (2,5 г на литр воды).

Для начала нужно налить до половины емкости нагретую воду (около шестидесяти градусов по Цельсию). Добавить необходимое количество (из расчета на общий литраж) ангидрида хрома, размешать, чтобы полностью растворился, и долить воду для получения нужного объема. Потом засыпать серную кислоту, перемешивая жидкость.

Полученный раствор необходимо проработать в течение трех с половиной часов, пропуская через него энергию тока (на 1 литр около 6 А). Когда электролит станет темно-коричневого цвета, его нужно будет отстоять не меньше суток.

Процедура подготовки образца

Прежде, чем подготовить деталь, нужно прогреть электролитный раствор до шестидесяти градусов по Цельсию и дать постоять ему три часа.

За это время необходимо:

1. Очистить деталь от грязи, ржавчины, краски.
2. Провести обезжиривание с помощью специального раствора, рецептов которого существует несколько. Например, он может состоять из 150 г едкого натра, 5 г силикатного клея, 50 г кальцинированной соды. Все брать на литр воды. Ингредиенты смешать, нагреть до девяноста градусов по Цельсию, опустить изделие и держать не меньше двадцати минут, а иногда и дольше, в зависимости от величины и степени очищения.

Непосредственное хромирование

Во время процедуры хромирования необходимо сохранять температурный режим электролитного раствора в среднем 53 С° (плюс-минус два градуса). Изделие поместить в электролит и через минуту, для выравнивания температур образца и раствора, подать напряжение. Вынуть деталь и просушить не меньше двух с половиной часов

Возникновение дефектов

При хромировании в домашних условиях могут возникнуть такие дефекты как:

1. Поверхность блестит неравномерно. Происходит из-за большого тока или низкой температуры электролитного раствора.
2. Отсутствие блеска – из-за неправильного количества ангидрида хрома, завышения тока, недостатка серной кислоты.
3. Наличие коричневых пятен – переизбыток ангидрида хромового, мало кислоты.
4. Слой неравномерный. Избыточность тока.
5. Размягченность покрытия – высокая температура раствора, низкий ток.
6. Хромировка отваливается – нестабильное напряжение, плохо проведенное обезвоживание, низкая температура раствора.

Хромирование в домашних условиях – это процесс, который требует определенной сноровки и четкого следования правилам и инструкциям. Любое нарушение может привести к некачественной хромировке. Поэтому стоит детально изучить технологию данного процесса и только тогда приступать к его осуществлению.

Химическое хромирование

Три составляющие гальванического процесса

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

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

Приготовление электролита

В набор электролитической жидкости для хромирования входят следующие компоненты:

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

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

Подготовка поверхности хромируемого изделия

Состоит из трёх этапов:

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

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

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

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

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

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

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

Адгезионный грунт и пигменты в декоративном хромировании

Хочу поведать вам о таком важном средстве для работы по декоративному хромированию, как адгезионный грунт-лак и пигментов для придания цвета зеркалу, например по золото и других цветов. Покажу состав грунта которым пользуюсь и способах его применения

Итак для чего же он нужен этот адгезионный грунт-лак с таким длинным экзотическим названием. Все видно из названия адгезионный значит хорошо липнет к поверхности лак значит прозрачный грунт значит в качестве не финишнего покрытия, а перед ним. С названием разобрались. Наносят грунт уже после металлизации на зеркало в качестве первого слоя, а на него уже финишный лак. А собственно в чем проблема, можно ведь просто финишный лак нанести на зеркало и делу конец. Можно и без грунта просто авто лак… но держаться будет хренова-то, как-то и вот почему. Обычные авто лаки двухкомпонентные, не рассчитаны на металл и поэтому со временем начнёт отколупываться.

Использование

Применение хрома в черной металлургии велико — это около 2/3 общей выплавки металла. Производство хромированных сплавов выгодно — даже небольшие добавки лигатуры сообщают сплаву лучшие качества стойкого металла.

Рекомендуем: МЕДЬ — фундамент цивилизации

Оставшаяся треть в основном идет на хромирование. Покрытие хромом может быть функциональным, декоративным, или совмещать оба качества.

Хромированные диски

Сантехническая продукция просто создана для хромирования. Жара, влага, химические вещества не испортят ни смеситель, на душ, ни аксессуары для ванной.

Познавательно: часто защитный слой наносят на предварительно созданную «грунтовку» из меди и никеля.

Слой функционального хромирования защищает детали от коррозии, его толщина достигает нескольких миллиметров.

Декоративное хромирование — для красоты, его слой тоненький, всего 0,2-0,7 мкм.

Хромирование бывает:

• электролитическим;
• химическим;
• вакуумным;
• диффузным.

Интересно: разработан способ газоплазменного напыления, делающий процесс хромирования безопасным.

Преимущества технологии

Металлизация химическая – это очень простой процесс. Наносить покрытие технологически несложно. Для этого достаточно иметь стандартные распылители. Это позволяет наносить покрытие на любые изделия: от корпуса телефона до автомобильного капота или статуи. Хромированию могут быть подвержены любые материалы: пластмасса, керамика, дерево, гипс и проч. Степень отражения покрытия зависит от количества нанесенных слоев.

Металлизация химическая придает изделию дополнительную прочность и твердость. Мало того, покрытие обладает высокой износостойкостью. За прочность здесь отвечает защитный лак, который способен выдержать любой эксплуатационный износ. Для процесса хромирования размеры не имеют значения. Напылению может подвергнуться любая площадь поверхности в короткое время. Это одно из главных отличий от вакуумного процесса металлизации или гальванического электроосаждения.

Рекомендации

Для получения качественного металлического слоя на изделиях и для того, чтобы не навредить своему здоровью, нужно обязательно выполнять следующие рекомендации:

• до начала процедуры проверяются все электрические контакты на надежность;
• в процессе металлизации нужно обязательно использовать резиновые перчатки, чтобы защитить руки от ожогов;
• помещение следует обязательно проветривать, так как в процессе выделяются газы, раздражающие слизистую оболочку органов дыхания.

Удаление некачественного покрытия

Удалить некачественный хром можно двумя способами. Первый – химическое растворение, проводится в 50% растворе серной кислоты. Изделия помещают в емкость с серной кислотой и выдерживают до полного растворения покрытия. Второй – способ анодного растворения, проводится в гальванической ванне. Изделия, погружаются в ванну с 20%-ным раствором едкого натра и подключаются в качестве анода, в качестве катода используются стальные листы или детали. Процесс проходит при температуре 70-80С и анодной плотности тока 20-25 а/дм2 до полного растворения хрома. Перед повторным хромированием, изделия прогревают в течение 1,5 часов при температуре 150-200С для удаления водорода.

Составы растворов химического меднения

Разработано много рецептов растворов химического меднения с формальдегидом в качестве восстановителя. В общем виде состав этих растворов следующий :

• соль меди (II) — 2-600 (чаще 20-150) ммоль/л;
• донор лигандов — в 1-4 раза больше, чем содержание Сu (II); СН20 — 30-400 моль/л;
• щелочь — до рН = 11-14;
• отношение концентраций CH20/Cu (II) — 1-50 (чаще 3-12);
• стабилизатор и другие добавки.

Из солей меди наиболее часто используют сульфат меди, но можно применять нитрат, хлорид, карбонат, тартрат, глюконат.

В качестве донора лигандов используют тартраты (тартрат натрия-калия, так называемая сегнетова соль, или соль Рошеля), этилен-диаминтетраацетат (ЭДТА, или трилон Б). Лиганды связывают медь (II) в комплексы и таким образом удерживают их в щелочном растворе.

Формальдегид в раствор химического меднения обычно вводят в виде водного раствора — формалина. В растворах меднения можно применять параформ, триоксан, полио-ксиметиленгликоли, которые в щелочных растворах распадаются с образованием СН20.

Подготовка детали к металлизации

Пока электролит отстаивается, самое время заняться этим.

Удаление загрязнений

Чтобы хромирование было качественным и недорогим, покрывающий деталь слой должен быть однородным и тонким. Этого можно добиться, если поверхность зачищена до самой основы. Чем удалять инородные фракции и обезжиривать, решается самостоятельно. Для образцов с ровными гранями достаточно, как правило, «шкурки». В остальных случаях придется подумать, как и чем удалить грязь и ржавчину.

Обезжиривание

Это второй подготовительный этап. Ограничиваться лишь традиционными средствами – бензином, уайт-спиритом, растворителем «666» или чем-то подобным – значит, не добиться качественной металлизации. Хромировка на такой поверхности долго не продержится.

Дополнительная обработка производится в растворе, который специально готовится для этих целей. Рецептов много, но наиболее популярный при металлизации на дому следующий:

150 (едкий натр) + 50 (кальцинированная сода) + 5 (силикатный клей).

*Из расчета г/л воды.

Предварительно обработанная заготовка погружается в этот раствор, который должен быть доведен до температуры 85 (±5) ºС. Время выдержки зависит от рельефности детали и степени ее остаточного загрязнения (от ⅓ до 1,5 часов).

Особенности процесса хромирования

Схема «установки» с полярностью включения напряжения показана на рисунке (см. выше).

• Подача тока после погружения образца в электролит производится с некоторой задержкой. Почему? Качественная металлизация произойдет, только если температуры детали и раствора выровняются. Поэтому придется немного подождать. Это время можно и сократить, если образец предварительно нагреть градусов до 40 – 50. Например, перед рефлектором.
• Рекомендуемый ток в пределах 55 ºС.
• После того, как вся деталь покроется слоем хрома, без «проплешин» (определяется визуально), ее необходимо просушить в эл/шкафу (минимум 2,5 – 3 часа).

Прежде чем закончить статью, автор с большим сожалением должен добавить пару «ложек дегтя». Тем, кого не пугают перечисленные трудности, нужно учесть и еще ряд проблем, с которыми придется столкнуться.

Некоторые – например, обеспечение высокого качества полировки, соблюдение абсолютной точности рецептуры, сложность определения оптимальных габаритов и формы электродов, выдержка неизменного режима по току – покажутся незначительными на фоне всего лишь одной.

Где взять ангидрид и «чистую» кислоту? Первый в продаже есть, но только для юр/лиц, с оформлением соответствующих документов. Магазинная H2SO4, которую приобретают с целью приготовления электролита для АКБ, не подходит. Она недостаточно «чистая», поэтому не обеспечит качественной хромировки.

Статья получилась достаточно полной. А заняться или нет металлизацией на дому, решать только вам, уважаемый читатель.

Порядок приготовления электролита

Методик, как и используемых реагентов, довольно много. Для хромирования в домашних условиях наиболее распространенный вариант электролита – на основе серной кислоты и хромового ангидрида. Соотношение компонентов: 2,5 г H2SO4 + 250 г CrO3 на 1 л чистой воды.

• Сначала наполняется ванночка. Вода (самая лучшая – дистиллированная) заливается примерно на ½. Ее оптимальная температура 60 – 65 ºС. В таких условиях растворение соединения хрома произойдет быстрее.
• Загрузка CrO3 и тщательное перемешивание до исчезновения всех крупиц.
• Если необходимо, доливается еще определенное количество воды (до требуемого объема), далее – серная кислота.

После перемешивания полученного раствора он подвергается «проработке». Она заключается в том, что через него пропускается постоянный ток. Его сила рассчитывается из соотношения: 1л – 6,5 А. Визуально готовность электролита можно определить по его оттенку. Он должен приобрести окрас темно-коричневый. После этого раствор отстаивается в темном и прохладном месте не менее 24 часов.

Подбирая емкость по объему, нужно ориентироваться на мощность блока питания. Соответственно, и он должен выбираться, исходя из размеров деталей, подлежащих металлизации. Это еще одна причина, по которой в домашних условиях хромирование крупногабаритных образцов нецелесообразно и затруднительно.

Основные проблемы при хромировании и методы их решения

1. Отсутствие покрытия на углубленных участках изделия – возникает из-за низкой плотности тока в углубленных местах, избытке серной кислоты в составе электролита.

Решение: использовать фигурные аноды, начало процесса хромирования (1-2 минуты) проводить при вдвое повышенной плотности тока – дать толчок тока, снизить содержание серной кислоты – добавить в электролит воды или хромового ангидрида.

1. Покрытие матовое или пригорелое (обычно на выступающих частях изделий) – возникает из-за высокой плотности тока при данной температуре, пассивирования анодов или недостаточного прогрева деталей перед процессом.

Решение: корректировать соотношение плотности тока и температуры, увеличить расстояние между анодами и катодами, очистить аноды, контролировать прогрев деталей перед погружением в ванну хромирования.

1. Темные разводы, полосы, точки на поверхности изделий – недостаточная концентрация в растворе электролита серной кислоты

Решение: добавить в раствор серной кислоты.

1. Темный цвет покрытия – высокое содержание трехвалентного хрома, недостаток кислоты, низкая температура электролита в процессе хромирования.

Решение: кроме прогрева электролита и добавления серной кислоты следует проработать электролит током.

1. Покрытие отслаивается – некачественное обезжиривание поверхности изделия, резкое повышение плотности тока при снижении температуры.

Решение: откорректировать температурный режим хромирования, улучшить подготовку поверхности изделия.

1. Зернистость или вздутия – наличие в электролите твердых частиц и (или) некачественная подготовка изделия к гальванической обработке.

Решение: фильтрация электролита и контроль качества подготовки деталей.

Ход действий

Чтобы сделать хромирование в домашних условиях с помощью специальной гальванической кисточки, можно воспользоваться следующей схемой действий:

1. Ворсинки плотно обматывают свинцовым проводом.
2. Обмотанную щетину помещают в прозрачный цилиндр (желательно из оргстекла). Сверху емкость прикрывается крышкой, оснащенной отверстием для заливки и контактом из металла. К этому контакту напаивается один из концов сделанной свинцовой обмотки.
3. В пенопластиковой мембране, расположенной выше щетины, нужно проделать небольшие сквозные отверстия.
4. В качестве выпрямителя используется 12-ватный трансформатор. Плюс подается к контакту, который прикреплен к крышке, минус фиксируется на обрабатываемом элементе.
5. Электролит, находящийся в цилиндре, проникает на щетину через сделанные в мембране отверстия.

При использовании любого способа пригодится компрессор или хороший пылесос для удаления пыли.

Приготовление электролита

Для расчета объема ингредиентов электролита следует придерживаться следующих соотношений, измеряемых в граммах, на один литр чистой воды:

1. Ангидрид хрома — 250 гр;
2. Серная кислота — 2,5 гр.

Сосуд из стекла наполняют наполовину отстоявшейся и прокипяченной водой, температура которой должна быть примерно 60 градусов. Затем в емкость помещают хромовый ангидрид. Раствор мешают до растворения вещества, после чего аккуратно наливают в него серную кислоту.

Затем состав нужно выдержать под током в течение трех с половиной часов. Если расчеты произведены верно, то электролит станет темно-коричневым. Обесточив состав, его нужно оставить на одни сутки в каком-нибудь прохладном и темном месте.

Подготовка детали

Перед тем как делать хромирование своими руками в домашних условиях, ее нужно подготовить. С поверхностей, которые подлежат обработке, следует предварительно удалить ржавчину, лак, грязь и краску. После завершения зачистки можно приступать к обезжириванию.

Эксперты обращают внимание на то, что бензин и уайт-спирит нежелательно применять для этой цели, потому что эти составы негативно скажутся на обработке. Лучше использовать специальную смесь на основе едкого натра, кальцинированной соды и силикатного клея

Раствор нужно нагреть до 90 градусов Цельсия и опустить в него деталь примерно на полчаса. Если элемент обладает сложной конфигурацией, то можно увеличить время выдержки.

Процесс хромирования пластика

Хромированием называется процедура получения зеркальных поверхностей за счёт напыления химических компонентов на пластиковую, стеклянную, деревянную или металлическую основу. Этот процесс популярен в кругах автолюбителей, так как помогает придать пластмассовым деталям более эстетичный внешний вид.

Покрытые хромом элементы автомобильных кузовов и мотоциклов, принадлежности ванных комнат и кухонь, предметы декора и детали наружной обшивки домов являются с каждым годом более востребованными. Хромировать пластиковые элементы можно и дома с помощью подсобных средств.

Хромирование пластиковых деталей используется в декоративных целях. Благодаря хромированию скрываются несущественные повреждения поверхностей базового материала и улучшаются его характеристики. Оптимизируются такие свойства, как:

Цели металлизации пластмасс

• стойкость к негативным воздействиям окружающей среды;
• твердость базового материала;
• устойчивость к высоким температурам;
• износостойкость;
• привлекательность внешнего вида.

Процесс химического хромирования требует внимательного и ответственного подхода в области техники безопасности.

Место проведения работы в домашних условиях должно хорошо проветриваться, потому что во время осуществления хромирования в воздухе могут оказаться химически активные элементы, способные навредить здоровью. В качестве помещения для проведения хромирования подойдёт гараж или, в летние месяцы, навес на улице, а также открытая веранда с крышей. На крайний случай можно использовать балкон.

Прямое попадание на кожу применяемых во время хромирования реактивов может привести к серьёзным химическим ожогам. К тому же, нередки отравления организма.

Подготовительные работы

Для выполнения хромирования необходим гальванический аппарат, который можно собрать собственноручно.

1. Нужно выбрать кисть с густой щетиной.
2. Затем сама щетина и ручка удаляются, а мембрана кисти обматывается свинцовым проводом.
3. Далее на кисть изготавливается и устанавливается ручка с полым корпусом из оргстекла. Это позволит наполнять кисточку электролитом.
4. В качестве источника тока должен выступать мощный трансформатор, к которому будут подключены анод и катод (можно применить автомобильный аккумулятор, но в схеме будет отсутствовать диод).
5. К изготовленной ранее специальной кисти подключается диод, а анод подключается к кабелю, ведущему к понижающей обмотке трансформатора.
6. Катод устанавливается на элементе, который необходимо хромировать.
7. Затем устанавливается ёмкость для хромирования и готовится специальный состав с равными пропорциями едкого натра, кальцинированной соды, силикатного клея и воды. Раствор тщательно перемешивается и доводится до кипения.
8. Деталь, которая должна пройти процесс хромирования, помещается в готовый раствор для обезжиривания.
9. Готовится специальный электролит с использованием хромового ангидрида, серной кислоты и воды.
10. Прежде чем начать хромирование пластика самостоятельно, необходимо переодеться в спецодежду, защитить кожу рук, глаза и органы дыхания специальными средствами (очки, резиновые перчатки, респиратор).

Подготовка поверхностей для химической металлизации

Перед началом процедуры металлизации нужно обязательно подготовить поверхность изделия. Изначально ее очищают, а потом избавляют от остатков жира. Чем ответственнее подойти к этим процедурам, тем прочнее и долговечнее будет будущее металлизированное покрытие. Чтобы выполнить данные процедуры, нужно правильно подобрать оборудование. Эффективно удалить ненужные слои лакокрасочного покрытия, ржавчину, а также различные загрязнения можно с помощью функционального пескоструйного аппарата.

Если случай не такой запущенный, то поверхность поможет очистить крупнозернистая наждачная бумага. Вся эта процедура совсем не сложная, и ее легко можно выполнить в домашних условиях. Главное, подойти к этому ответственно.

Область применения

Электродуговой метод металлизации в сочетании с последующей покраской металлических конструкций относится к гибридным покрытиям, срок работы которых значительно превышает сумму сроков эксплуатации каждого из слоев отдельно благодаря эффекту синергии. Такие покрытия применяются для долговременной антикоррозионной защиты изделий, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных факторов внутри и снаружи сооружений, в жидкостях. Покрытия, сформированные в результате электродуговой металлизации, применяются для предохранения:

• металлических конструкций;
• железобетонных опор путепроводов, мостов;
• хранилищ топлива и нефти;
• трубопроводных магистралей;
• оборудования предприятий нефтехимической промышленности, теплосетей.

Основные закономерности процесса химического меднения

Для протекания реакции восстановления необходимо присутствие в растворе достаточно сильного и активного восстановителя. Выбор возможных восстановителей тем шире, чем положительнее стандартный потенциал металла. Необходимым является также автокаталитический характер реакции восстановления, то есть способность образующегося металла катализировать восстановление. Это обеспечивает преимущественное осаждение металла на требуемой поверхности и получение компактного покрытия значительной толщины.

Степень автокатализа зависит и от природы металла, и от природы восстановителя. В отсутствие автокатализа реакция восстановления протекает во всем объеме раствора и приводит к образованию порошкообразного металла.

Движущей силой автокаталитического процесса восстановления является окисление восстановителя, эффективность действия которого может оцениваться по его окислительно-восстановительному потенциалу.

Для получения осадка металла в виде сплошного слоя разность между потенциалами восстановителя и восстанавливаемого металла не должна быть слишком велика, так как в противном случае происходит быстрое, иногда почти мгновенное, образование высокодисперсного продукта восстановления. Чтобы предотвратить быстрое протекание реакции, в состав растворов вводят лиганды, образующие достаточно прочные комплексы с ионами восстанавливаемого металла и приводящие к уменьшению разности потенциалов за счет сдвига редокс-потенциала пары ион металла — металл в более отрицательную область (табл. 1). Лиганды выполняют и другую функцию: они предотвращают образование гидроксидов металлов в щелочной среде.

Таблица 1. Нормальные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых металлов в водных растворах при температуре 25 °С

Практически единственным восстановителем, используемым в растворах химического меднения, является формальдегид. Он доступен, дешев и позволяет получить медные покрытия при комнатной температуре. Восстановление меди формальдегидом является автокаталитическим процессом. Потенциалообразующая реакция для формальдегида следующая:

Величина потенциала в зависимости от рН при стандартных условиях описывается уравнением

Значения потенциала окисления формальдегида при различных значениях рН представлены в таблице 2.

Таблица 2. Зависимость потенциала окисления формальдегида от рН

Каталитическая реакция на поверхности меди протекает при комнатной температуре при рН > 10,0-10,5. Для начала этой реакции на активированной поверхности диэлектрика обычно необходимы более высокие значения рН: 11-11,5 при 1-2 моль/л СН20 и 12,0-12,5 при 0,1-0,5 моль/л СН20.

Последовательность действий в процессе химической металлизации

Несмотря на то что данный процесс является несложным, важно выполнять все действия в строгой последовательности:

• Сначала проводится тщательная очистка обрабатываемой поверхности.
• Затем осуществляется обезжиривание. Это очень важный этап, так как от него зависит качество результата.
• Обезжиренная поверхность промывается водой.
• Если металлизируют не все изделие, то те участки, которые должны остаться без покрытия, нужно заизолировать свинцом (он устойчив к электролитическому раствору).
• Изделие закрепляется на проводе, через который подается электрический ток, и опускается в электролитический раствор. Здесь его нужно выдержать определенное время.
• По прошествии времени изделие нужно достать, просушить, остудить и отполировать.

Обезжиривание поверхности

Обезжиривание очень важный этап подготовки поверхности к металлизации. На сколько тщательно поверхность будет обезжирена, на столько качественно ляжет металлический слой.

Для примера покроем зеркалом стеклянный стакан из Икеи. Для начала надо его обезжирить.

Состав обезжиривания прост: вода 50-60 °С и гидроксид натрия столовая ложка на литр. Тщательно размешиваем.

Берём обычную губку для мытья посуды и очень старательно протираем поверхность обезжиривающим раствором. Далее смываем водой. Поливать можно садовым распылителем и протираем деталь уже другой чистой губкой, чтобы убрать весь обезжириватель.

Важно чтоб поверхность полностью смачивалась водой. Если при смачивании образуются сухие «острова», то серебро на этом месте не прилипнет.

Основные реагенты

Все реактивы для химической металлизации должны быть приготовлены на специально отфильтрованной воде. Благодаря этому достигается высокая светостойкость и минимальная толщина покрытия (до 0,4 мк)

Важно, чтобы в растворе была максимальная концентрация реактива. Реагенты для химической металлизации не должны содержать канцерогены и вещества, раздражающие дыхательные пути

Комплект на 20 кв. м должен вмещать реактивы в следующем объеме: связующий грунт – 3,3 л, защитный лак – 1,6 л, модификатор – 1 л, активатор – 1 л, восстановитель – 1 л, отвердитель – 0,5 л, пигментные тонеры – 40 мл. Стоимость такого набора составит около 20 тысяч рублей.

Основы хромирования

Современная технология химической металлизации позволяет использовать для разработки напыления специальные лакокрасочные материалы и реагенты. В результате этого покрытие будет блестеть и отражать окружающие предметы. Кроме того, именно металлизация химическая позволяет достичь высшей степени адгезии

Важно, что процесс нанесения покрытия осуществляется без помощи каких-либо едких веществ или взрывоопасных компонентов. Канцерогенные составляющие хромирования сводятся к абсолютному минимуму

Химическая металлизация не имеет ограничений по форме и размеру изделия. Также не требуется помещать предмет в жидкую кислотную среду или прибегать к сильному нагреву.

Подготовка поверхности к хромированию аналогична процессу перед нанесением краски. Благодаря этому зеркальные покрытия могут покрывать любые основы, но лучше, чтобы они были металлическими. Подобная химическая обработка не требует значительных денежных вливаний. Достаточно приобрести специальную установку и реагенты. В итоге владелец оборудования получит возможность наносить «серебряное зеркало» даже на пористые или органические материалы. Никакие другие технологии не смогут дать подобных результатов. На сегодняшний день хромирование составляет мощную конкуренцию прочим процессам металлизации.

Как определить марку стали

Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения стали, каждая марка характеризуется своими определенными особенностями. Если производитель не провел маркировку, то узнать особенности металла можно только при самостоятельном проведении различных тестов. Об этом далее поговорим подробнее.

Как определить марку стали

Методы определения марки стали

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как определить марку стали. Выделяют несколько распространенных методов:

1. Первый предусматривает снятие стружки с поверхности, для чего может использоваться зубило. При высокой концентрации углерода она будет короткой и ломкой. Снижение показателя становится причиной повышения пластичности. Однако, точно определить марку подобным методом не получится.
2. Второй метод предусматривает закалку изделия, после чего приходится проводить надпилы. Если до закалки и после материал пилится просто, то в составе небольшое количество углерода. За счет повышения концентрации углерода после обработки поверхность становится слишком твердым.
3. Определение марки стали по искре основывается на визуальном осмотре искр, которые образуются при обработке поверхности точильным кругом. С увеличением размеров искр и их количества повышается показатель твердости, который зависит непосредственно от концентрации углерода. Подобный тест не дает на точный результат, так как от силы нажатия и некоторых других моментов зависят основные характеристики отлетающей стружки. Можно встретить таблицы, по которым проводится расшифровка качеств материала по стружке.

Метод искровой пробыПрибор для определения марки стали

Определить марку можно также по цвету образующихся искр. Для этого были составлены специальные таблицы. В домашних условиях провести тест можно только в случае правильного освещения.

Однако, точно идентифицировать материал подобным образом нельзя.

Вариант с легирующими элементами идентифицировать можно и по другим эксплуатационным характеристикам, к примеру, устойчивости к воздействию повышенной влажности или сильному магнетизму.

На территории СНГ применяемые стандарты обозначений характеризуются тем, что могут использоваться для указания основных элементов. При рассмотрении вопроса расшифровки марки отметим следующие моменты:

1. Часто проставляется сокращение «Ст». В других случаях и вовсе не ставится никаких сокращений, только цифры.
2. В большинстве случаев первая цифра указывает на концентрацию углерода. Последующие могут применяться для указания количества легирующих компонентов.
3. В состав могут включаться легирующие компоненты, которые существенно изменяют свойства материала. Примером можно назвать включение хрома, за счет чего повышается устойчивость к воздействию повышенной влажности.

Классификация сталей по назначению

Расшифровка маркировки проводится при использовании таблиц, в которых указывается обозначение химического элемента.

Маркировка сталей по международным стандартам и стандартам СНГ

Для того чтобы провести расшифровку марки можно использовать самые различные стандарты. Некоторые сплавы обозначаются определенными символами, которые указывают на предназначение металла.

Примером можно назвать нижеприведенные моменты:

1. Буква «Ш» применяется для обозначения металлов, которые применяются для изготовления подшипников. Они характеризуются повышенной устойчивостью к износу.
2. Качественные легированные заготовки обозначаются буквой «Л». Зачастую символ указывается в конце.
3. Для обозначения термоупрочненного проката применяется «Т».
4. Высокую коррозионную устойчивость заготовки определяют по букве «К».
5. Если в состав включается медь, то при указании марки используется символ «Д».
6. Инструментальные можно определить по букве «У». Они зачастую применяются при изготовлении различных инструментов, которые характеризуются высокой износоустойчивостью.
7. Символ «Р» указывается для обозначения сплавов, в состав которых включается вольфрам. Подобное вещество существенно повысить жаропрочность структуры.

Путем расшифровки марки можно определить то, какие химические элементы включены в сплав. Цифры в большинстве случаев указывают на концентрацию, символы тип сплава и конкретные химические элементы.

Европейская система маркировки сталейМарки углеродистых сталей по ГОСТу и по международным стандартам ИСО

В заключение отметим, что в продаже встречается просто огромное количество изделий, во многих случаях марка проставляется производителем. Самостоятельно определить состав без использования специального оборудования практически невозможно.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Используемые химические реактивы

Химическая металлизация технология предусматривает применение различных веществ, которые в связке образуют защитное покрытие после прохождения химической реакции. Применяя активатор и реактивы при химической металлизации можно обойтись без специального оборудования, однако метод не подходит для больших деталей.

Для проведения рассматриваемой обработки понадобятся:

• Восстановитель является основным компонентом. Химическая металлизация реагенты должны хранится согласно рекомендациям, которые размещают производители.
• Активатор также является важным реагентом, который определяет эксплуатационные качества поверхности. Реактивы химической металлизации имеют этикетки, на которых указывается название металла. Примером назовем золото, мель и хром.
• Грунтовка накладывается на поверхность для обеспечения наиболее благоприятных условий обработки. Она существенно повышает адгезию наносимого металла.
• Лак защищает наносимое покрытие от химического и механического воздействия.
• Для того чтобы придать поверхности определенный цвет используются специальные тонеры. На упаковке тонеров указывается конкретный оттенок.

Реактивы для химической металлизации

Стоит учитывать, что при самостоятельном выполнении работ обеспечить высокое качество поверхности достаточно сложно. В некоторых случаях приходится пользоваться помощью специальных очистительных составов.

Рассматривая минусы химической металлизации отметим, что при проведении данной процедуры используются вредные химические реактивы, работа с которыми должна проходить при строгом соблюдении техники безопасности. Данная технология довольно проста в исполнении, напоминает метод покрытия поверхности лакокрасочным веществом.

Хромирование в реально домашних условиях

Хочется поделиться опытом декоративного хромирования в реально домашних условиях. Осуществить это можно с помощью вот такого стартового набора реагентов для создания зеркала под хром, золото, медь и другой любой оттенок на любой поверхности. В состав набора входят реагенты, которые недоступны в обычных магазинах. Это азотнокислое серебро, двухлористое олово, гидроксид натрия, глюкоза и тиосульфат натрия. Все остальное можно купить в обычных магазинах и доступно каждому, это уксусная кислота 70% (в продуктовых магазинах), аммиак или нашатырный спирт 10% (в аптеке), дистиллированная вода (в авто запчастях). Ещё понадобится весы до 300 гр. (магазины радиодетали), мерные стаканы (подойдут и для пищевых продуктов), одноразовые стаканы, ложки, шприцы и ручные распылители. Для получения зеркала под хром, нужно пройти 4 этапа: приготовление растворов обезжиривание поверхности активация поверхности металлизация Начну с рецепта декоративного хромирования, который так тщательно охраняют, в недрах своих мастерских, люди прекрасно владеющие мастерством хромирования.

Условия безопасности

Химическая металлизация (хромирование) — это опасный для здоровья процесс, поэтому важно выполнять требования по технике безопасности. Сам процесс должен проходить в помещении, которое хорошо проветривается. Хорошо, если в этом помещении установлена качественная принудительная вентиляция. Приступая к химической металлизации в домашних условиях, важно позаботиться о средствах защиты органов дыхания, зрения, кожных покровов, то есть специальных очках, респираторе, закрытой одежде, фартуке, перчатках.

Для приготовления необходимых растворов используется только дистиллированная вода. Также стоит подумать о реагентах — они должны быть чистыми, высокого качества, с маркировкой «Ч». Посуда для реагентов тоже имеет значение — емкости должны быть стеклянными или эмалированными.