Химическая металлизация

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.