На самом деле, меднение в домашних условиях проводят многие умельцы в первую очередь для того, чтобы подготовить поверхность металла к последующей обработке различными защитными слоями.
Данной операции можно подвергать поверхности самых разных металлов и неметаллов, в том числе, стали, латуни, никеля и так далее.
Человечество используется в своих целях медь на протяжении многих тысячелетий и связано это, прежде всего с тем, что данный металл находится в природе в самородном состоянии, а кроме этого, обладает рядом уникальных свойств.
В настоящее время медь и самые разные сплавы на ее основе востребованы во многих промышленных сферах.
Без нее не может обойтись авиастроение, автомобилестроение, приборостроение и многие другие отрасли.
Медь и ее многочисленные сплавы достаточно распространены и в бытовой сфере.
Следует отметить и то, что добавки меди в различных сочетаниях позволяют эффективно защитить поверхности многих металлов, например, стали, латуни или никеля от различных агрессивных сред.
Один из наиболее распространенных способов покрыть тонким слоем металлическую поверхность — это выполнить нанесение меди.
В условиях дома в большинстве случае выполняется химическое меднение, причем существует несколько различных способов, каждый из которых имеет как свои плюсы, так и минусы.
Один из способов выполнить гальваническое нанесение меди в условиях дома, показан на видео ниже.
Как уже было сказано выше, в природе медь, как правило, находится в виде небольших самородков.
Это уникальное вещество представляет собой достаточно тяжелый металл, который на вид напоминает самородок яркого розово-красного оттенка.
Этот металл обладает относительной мягкостью и высокой ковкостью, кроме этого, имеет температуру плавления порядка тысячи ста градусов по Цельсию.
Он великолепно проводит не только тепло, но и электрический ток, что и объясняет повышенный спрос на данный металл в электротехнике и приборостроении.
В большинстве случаев в природе медь находится не в чистом состоянии, а с различными примесями.
Всевозможные природные добавки в зависимости от различных факторов в металле могут варьироваться и различаться приблизительно от десяти до пятидесяти раз.
Для данного металла большое значение имеет содержание в нем кислорода, и в зависимости от количества этого элемента в состав меди, разработана определенная классификация.
Так, медь может быть бескислородной и рафинированной.
Кроме этого, бывает медь с большим содержанием кислорода в своем составе, а также общего назначения, когда содержание кислорода максимальное.
Помимо данного элемента в этом металле также может находиться водород, попадающий туда за счет электролиза или отжига.
Медь имеет определенную кристаллическую решетку, и атомы водорода занимают в ней пространство в междоузлиях, а это значит, что на ее свойства они не оказывают практически никакого влияния.
Если медь в своем составе содержит в определенном количестве кислород, то водород имеет свойство определенным образом взаимодействовать, но только при достаточно высоких температурах с медной закисью, и в этом конкретном случае начинает формироваться водяной пар, который имеет достаточно высокие показатели давления.
Это оказывает негативное влияние на металл в целом и может привести в некоторых случаях к образованию вздутий, а также трещинам и разрывам.
Такое отрицательное воздействие у химиков получило название водородная болезнь.
На изменении показателей пластичности у меди в худшую сторону могут оказать влияние присутствие железа, сурьмы.
Те примеси, которые относятся к группе малорастворимых, понижают хрупкость этого металла, но только при достаточно высоких внешних температурах, а это значит, что для меди крайне нежелателен процесс обработки горячим давлением.
На видео выше показано химическое меднение данного металла.
Особенности меднения
Для выполнения меднения на поверхности стали, никеля, либо каких-то других металлов, применяется гальваника, при которой образуется тонкий медный слой.
Гальваническое нанесение меди представляет собой достаточно сложное химическое меднение, которое оказывает влияние на состав материала.
Гальваническое нанесение является предварительным, перед тем, как на поверхность никеля или другого металла будет нанесен различный защитный состав.
Гальваническое меднение свинца и других материалов, как правило, выполняется перед тем, как будет произведено хромирование, никелирование и так далее.
В данном случае медь выступает в качестве своеобразного припоя или другими словами — дополнительной добавки.
О том, как самостоятельно выполняется гальваника, показано на видео ниже.
Нанесенная таким образом медь в качестве припоя на поверхность никеля или какого-либо иного металла, способна достаточно прочно держаться, а кроме этого, способствует устранению некоторых дефектов.
На обработанную таким образом поверхность достаточно хорошо осаждаются многие другие материалы в качестве припоя.
Такие медные покрытия в качестве припоя практически не меняют состав исходного металла и характеризуются высоким сцеплением, хорошей электропроводностью, а также пластичностью.
Медь — это своеобразный блескообразователь в виде припоя, который практически не меняет исходный состав металла и выступает в качестве своеобразной добавки.
Основным методом нанесения данного металла (припоя) на поверхность никеля, стали и так далее является гальваника, и о том, как это сделать в домашних условиях, рассказывает видео ниже.
Способы нанесения
Для выполнения меднения в условиях дома не нужно обладать какими-то специфическими знаниями, достаточно только знать курс школьной химии.
За счет меднения, поверхности никеля или других материалов не меняют свой основной состав, так как оно выступает в качестве своеобразного припоя.
Для меднения в условиях дома потребуются достаточно примитивные материалы, которые можно приобрести в любом специализированном магазине.
Процедуру покрытия медью в качестве припоя можно выполнить с погружением в электролиты для меднения (раствор) и без погружения.
И в том, и в другом случае перед тем, как приступить к меднению, обрабатываемую деталь необходимо правильно подготовить.
Для этого она проходится наждачной бумагой, тщательно протирается щеткой с металлической щетиной и промывается под проточной водой.
Кроме этого, к меднению следует переходить после того, как заготовка будет обезжирена, для чего используют раствор на основе соды в подогретом состоянии.
Между данными анодами размещают подлежащую обработке деталь, которую подключают к минусу, соответственно, аноды к плюсу источника постоянного тока.
Также для меднения в цепь обязательно необходимо включить реостат.
После этого для выполнения меднения в условиях дома готовят специальный состав электролита, раствор с медным купоросом, серной кислотой и водой в определенных пропорциях.
После выполнения меднения сернокислое соединение сливают, заготовку промывают и тщательно высушивают.
На видео ниже показан процесс меднения в домашних условиях.
Меднение алюминия, меднение стали или цинка проводят способом без погружения в состав электролита.
В этом случае деталь также подготавливают к меднению путем тщательной обработки и промывки.
На проводе для удобства делают ручку и один из его концов подключают к плюсу постоянного источника тока.
После этого для выполнения меднения готовят специальный электролит — раствор с добавлением медного купороса и выливают его в емкость.
После этого раствор подключают к напряжению и при помощи кисти начинают обрабатывать деталь, нанося таким образом блескообразователь.
Процессу меднения подвергают всю заготовку (раствор) в течение нескольких минут.
По завершению меднения, раствор убирают, деталь промывают и тщательно высушивают. Процесс меднения без погружения в электролит показа на видео ниже.
Подвергнуть меднению можно практически любой металл, наложив, таким образом, на его поверхность защитное покрытие в виде слоя меди.
Видео:
Кому-то может будет интересно, как провести процесс омеднения в домашних условиях. Этому обучает нас видео из Ютуба, загруженное ютубером TOKARKA.
Кому может пригодится этот урок? Я думаю многие умельцы из Самоделкина захотят украсить свои предметы путем омеднения. Вот несколько способов применения на фото.
Теперь, когда вы загорелись желанием быстрее узнать как это делается, посмотрите видео и потом пошагово изучим технологию.
В первую очередь определимся, что необходимо для проведения процесса омеднения:
1) Туалетный утенок или другое чистящее средство в составе которого имеется соляная кислота.
2) Медные провода, самого мелкого сечения,кусочки меди, монеты,содержащие медь.
3) олово
4) пластиковая бутылка с водой
5) железный предмет для омеднения
В пластиковую бутылочку с водой заливается жидкость из "Туалетного утенка". Делается раствор.
В бутылочку помещается медный провод.
Закупоривается бутылочка и взбалтывается.
После этого тара ставится в теплое место примерно на месяц, чтобы произошли химические реакции. Скорость реакции зависит от концентрации раствора, количества меди и тепла.
Пока раствор готовится,надо подготовить предмет металлический для омеднения.
Металлическая поверхность очищается от пыли, грязи, ржавчины, масляных пятен, которые остаются от прикосновения пальцами.
Это достигается кипячением в растворе щелочи или в растворе пищевой соды, которая имеется в любой кухне.
Перед омеднением необходимо зашкурить поверхность наждачной бумагой N100, чтобы поверхность была шероховатой. Чем больше шероховатости, тем лучше пройдет процесс омеднения.
После зачистки шлифшкуркой идет обезжиривание, средство против обезжиривания тоже есть на кухне.
Заготовка берется заранее приготовленной салфеткой.
В пластмассовую посуду, которая выбирается по размеру заготовки, заливается раствор,предварительно размешанная в бутылке.
Хирургическим зажимом, пинцетом или даже щипчиками для ощипывания бровей заготовка опускается в раствор.
Во время омеднения емкость лучше покачивать для лучшего и быстрого прохождения реакции.
Переворачивать заготовку время от времени.
Примерно через полтора часа или больше можно уже увидеть воочию, что происходит с погруженным в раствор предметом.
На поверхности обычной стали омеднение держится очень хорошо.
Теперь говорим "спасибо" нашему мастеру TOKARKA за урок. Что дает омеднение в двух словах. Улучшается электропроводность металлических предметов, болты не пригорают к поверхности, особенно где имеются большие температуры (коллектор, глушитель и тд.) Можно применить омеднение одноразовых болтов, особенно на иномарках, когда необходимо собрать узел, а необходимых болтов нет негде. В декоративных целях.Остальное зависит от вашей фантазии. Пользуйтесь.
Процесс меднения металлических изделий называется гальваностегией. Он основан на осаждении на поверхность деталей другого металла, растворимого в специальной жидкости.
Технология омеднения включает изготовление раствора и создание разноименных электродов. В процессе гальваностегии, ионы меди, растворенные в электролите, притягиваются отрицательным полюсом (обрабатываемая деталь) на свою поверхность.
Омеднение различных деталей в промышленных масштабах применяется не только, как конечный процесс обработки поверхности металлических изделий. Он может использоваться для подготовки деталей к следующей операции, например, никелированию, серебрению или хромированию изделий.
Эти металлы плохо осаждаются на поверхность стальных деталей, а на омедненную поверхность ложатся очень хорошо. В свою очередь медь, осевшая на стальные детали, держится прочно и способствует выравниванию различных дефектов на ее поверхности.
Видео урок по меднению пули своими руками
Меднение деталей в растворе с электролитом
Для металлических деталей можно выполнить меднение в домашних условиях. Рассмотрим меднение, с опусканием детали в раствор с электролитом. Для этого необходимо иметь:
- небольшие медные пластины,
- несколько метров токопроводящей проволоки;
- источник тока, с напряжением до 6 В;
- рекомендуется также использовать реостат, для регулирования тока и амперметр.
Порядок работы
Меднение детали, без опускания в раствор
Второй способ меднения в домашних условиях металлических изделий, подразумевает выполнение этого процесса без опускания обрабатываемой детали в раствор электролита.
Этот вариант подходит для нанесения покрытия на цинковые и алюминиевые изделия.
Порядок работы
- Для этого способа меднения потребуется многожильный медный провод, с двух концов которого, необходимо снять изоляцию. С одной стороны мягкий провод нужно растеребить. Таким образом получается изделие в виде кисточки. Чтобы удобнее в дальнейшем было работать, к этому концу провода нужно привязать твердый предмет в виде рукоятки. Второй очищенный конец провода нужно соединить к положительной клемме источника электрического тока. Напряжение не должно превышать 6 В.
- Ранее описанным способом нужно приготовить электролит, размешанный с медным купоросом. В этом методе меднения деталей, раствор можно наливать в любую посуду. Рекомендуется выбрать широкую тару , чтобы было удобно макать медную кисточку из проволоки. Далее необходимо небольшую металлическую деталь положить в эту посуду, с невысокими краями. Предварительно ее нужно очистить, прокипятить в жидкости со стиральным порошком, и промыть. Эту деталь нужно соединить с помощью провода к отрицательной клемме источника тока, с напряжением 6 В.
- Процесс меднения происходит следующим образом. Растеребленный конец медной проволоки нужно периодически обмакивать в растворе электролита, с медным купоросом и проводить вдоль детали, не прикасаясь «кистью» к ее поверхности. Но нужно предусмотреть, чтобы между концом кисти и деталью был небольшой слой раствора (катод и анод должны быть всегда смочены электролитом). В процессе меднения отрицательно заряженная деталь притягивает ионы меди и ее поверхность покрывается небольшим красным слоем. После нанесения покрытия, изделие нужно высушить и натереть до блеска.
Для того чтобы подготовить металлический предмет к дальнейшей обработке, его нужно покрыть медью — такой процесс называют гальваностегией. Принцип его действия заключается в осаждении на поверхность обрабатываемой детали из другого металла, который растворен подходящим средством. Из данной статьи вы узнаете, как покрыть медью металл в домашних условиях, чтобы реализовать все последующие свои задумки с заготовкой.
Для чего это нужно?
Технология гальваностегии включает в себя создание раствора и образование различных электродов. Во время этого процесса медные ионы, которые растворены в электролите, притягиваются минусовым полюсом обрабатываемой детали на свою поверхностную точку.
Гальваностегия металлических деталей в промышленности применяется не только как завершающий обрабатывающий процесс. Она может применяться для того, чтобы подготовить детали к последующей операции (к примеру, хромированию, никелированию, серебрению каких-либо предметов).
В домашних условиях чаще всего проводится химическое меднение деталей. Также стоит заметить, что есть множество способов проведения такой процедуры, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Сферы использования гальваностегии
Покрывать медью металл в домашних условиях в последнее время стало очень полезно. Чаще всего к такой процедуре подходят в следующих целях:
- В декоративных. Например, таким способом состаривают различные детали для того, чтобы придать винтажный вид.
- В гальванопластике. Очень часто наносят медный слой на сувениры, ювелирные украшения.
- В отрасли техники. Это связано с низкой стоимостью омеднения.
- Для нанесения защитно-декоративной прослойки того или иного изделия.
- Для того чтобы реставрировать или восстанавливать какие-либо детали.
Гальваностегия электролитным раствором
Таким способом можно покрыть медью сталь в домашних условиях, а также другие детали за исключением алюминия и цинка.
Для дальнейшей процедуры необходимо подготовить следующие материалы:
- Небольшие пластины из меди.
- Токопроводящая проволока (лучше запастись несколькими метрами).
- Источник тока, напряжение которого не должно быть более, чем 6 В.
- Реостат, чтобы регулировать ток.
- Амперметр.
- Электролит.
Важно! Последний компонент можно приобрести в специальном магазине, а можно и изготовить самостоятельно. Для этого нужно сделать раствор серной кислоты и дистиллированной воды при соотношении 2/100 мл. Нужный раствор получится, когда вы добавите к составу не больше 20 г медного купороса.
Суть работы заключается в следующем:
- Очистить обрабатываемую деталь наждачной бумагой — это нужно для того, чтобы снять оксидную пленку. Далее покрыть медью металл в домашних условиях будет не так трудно.
- Обезжирить металлическим предмет горячим раствором соды, промыть его чистой водой.
- В подходящую по объему емкость из стекла налить приготовленный электролит.
- Опустить в жидкость две пластины из меди на подготовленных токопроводящих проводках. Между двумя пластинками из меди подвешивается уже обезжиренная деталь на таком же проводке.
Важно! Проследите за тем, чтобы пластины из меди были полность погружены в электролит.
- Далее концы проводов от пластин из меди присоединяются к положительной клемме источника тока, а деталь — к отрицательной. Далее в созданную электросеть нужно подключить амперметр с реостатом. После того, как ток подключится к цепи, реостатом нужно установить его примерно 15 мА на 1 см площади детальной поверхности.
- Далее деталь выдерживается примерно 15-20 минут.
- По истечении времени нужно отключить электропитание и вытащить обрабатываемый металл из раствора.
В конечном итоге вы заметите, что смогли покрыть медью металл в домашних условиях, ведь он полностью покроется тонкой блестящей пленкой.
Важно! Толщина медного слоя будет зависеть от того, как долго была выдержана деталь в электролите.
Гальваностегия другим способом
Данный способ отлично подойдет для металлов-исключений, что были названы ранее — цинка и алюминия.
Алгоритм работы:
- Вооружиться многожильным проводом из меди, снять изоляцию с обоих его концов.
- Растеребить мягкий провод с одной стороны, получив имитированную кисточку. Привязать к этому концу предмет, похожий на рукоятку.
- Противоположную сторону провода необходимо соединить к плюсовой клемме источника электротока.
Важно! Напряжение должно быть не более, чем 6 В.
- Подготовить электролит описанным выше способом, вылить его в широкую тару — это нужно для удобства макания туда “кисточки”.
- Положить внутрь подготовленной емкости небольшую деталь из металла. Соединить ее, используя при этом провод, к отрицательной клемме токового источника также с напряжением 6 В.
Важно! Деталь должна быть предварительно очищена и обезжирена.
- Процесс покрытия алюминия медью в домашних условиях заключается в следующем: кистообразный конец провода нужно промакивать электролитным раствором и проводить им по поверхности обрабатываемого металлического предмета, не касаясь его. Дальше — отрицательно заряженный металл притянет к себе медные ионы и ее поверхность приобретет медную пленку.
Важно! Следите за тем, чтобы между концом растеребленной проволоки и металла был маленький слой электролитного раствора (и катод, и анод обязательно должны быть смочены этим раствором).
Медные покрытия, как правило, не применяются в качестве самостоятельного покрытия ни для декоративных целей, ни для защиты стальных деталей от коррозии. Это связано с тем, что медь в атмосферных условиях легко окисляется, покрываясь налетом окислов.
Однако благодаря хорошему сцеплению осажденной меди с различными металлами медное покрытие применяется в многослойных защитно-декоративных покрытиях в качестве промежуточного подслоя, а также для защиты стальных деталей от цементации. В гальванопластике медные осадки применяются для изготовления металлических копий, барельефов, волноводов и матриц.
Электролиты меднения подразделяют на кислые и щелочные. Из кислых электролитов используют сернокислые и борфтористоводородные. Наибольшее применение нашли сернокислые электролиты, отличающиеся простотой состава, устойчивостью и высоким выходом по току (до 100%). Недостатком этих электролитов является невозможность непосредственного покрытия стальных и цинковых деталей вследствие контактного выделения меди, имеющей плохое сцепление с основным металлом. Поэтому перед меднением стальных детален в кислых электролитах их предварительно меднят в цианистых электролитах или осаждают тонкий подслой никеля. К недостаткам сернокислых электролитов относятся также их незначительная рассеивающая способность и более грубая: структура осадков по сравнению с другими электролитами.
К щелочным электролитам меднения относятся цианистые, пирофосфатные и другие электролиты. Цианистые медные электролиты обладают высокой рассеивающей способностью, мелкокристаллической структурой осадков, возможностью непосредственного меднения стольных деталей. К недостаткам относятся низкая плотность тока и неустойчивость состава вследствие карбонизации свободного цианида под действием двуокиси углерода воздуха. Кроме того, цианистые электролиты характеризуются пониженным выходом по току (не более 60-70%).
Будьте внимательны! Компания «ЛВ-Инжиниринг» не предоставляет услуги по нанесению гальванических покрытий! Наша организация осуществляет проектирование гальванических производств, изготовление гальванических ванн и линий из полипропилена, монтаж и пусконаладочные работы по данному направлению.
Кислые электролиты меднения
Медь сернокислая - 150-250 г/л
Никель хлористый - 50-70 г/л
Температура = 18-25°С
Плотность тока = 1-4 А/дм 2
При перемешивании электролита сжатым воздухом можно довести катодную плотность тока до 6-8 А/дм 2 .
Для приготовления сернокислого электролита меднения растворяют медный купорос, фильтруют его в рабочую панну и при непрерывном помешивании добавляют серную кислоту.
При нанесении медных покрытий из сернокислого электролита медные аноды растворяются в основном с образованием двухвалентных ионов, которые, разряжаясь на катоде, осаждаются в виде металлической меди. Однако наряду с этими процессами происходят п другие, нарушающие нормальное течение электролиза. Возможно также анодное растворение с образованием одновалентных ионов, хотя и в меньшей степени.
В электролите, омывающем металлическую медь, идет также химический обратимый процесс: Cu + Cu 2+ = 2Cu + .
Накопление в растворе ионов одновалентной меди в больших количествах приводит к сдвигу реакции влево, в результате чего выпадает металлическая губчатая медь.
В растворе, кроме того, происходит окисление сернокислой одновалентной меди за счет кислорода воздуха н серной кислоты, особенно при воздушном перемешивании: Cu 2 SO 4 + 1/2O 2 + H 2 SO 4 = 2CuSO 4 + H 2 O. На катоде процесс заключается в разряде двухвалентных и одновалентных ионов меди, но в связи с тем, что концентрация ионов одновалентной меди приблизительно в 1000 раз меньше концентрации ионов двухвалентной меди, катодный процесс выглядит так: Cu 2+ + 2е - = Cu. Выход по току составляет 100%.
Для получения плотного гладкого осадка в электролите необходимо присутствие сорной кислоты. Серная кислота выполняет ряд функций: значительно повышает электропроводность электролита; понижает активность ионов меди, что способствует образованию мелкозернистых осадков; предотвращает гидролиз сернокислой закисной меди, который сопровождается образованием рыхлого осадка закиси меди.
Дефекты при эксплуатации сернокислого электролита меднения и способы их устранения
| Дефект | Причина дефекта | Способ устранения |
| Грубая крупнокристаллическая структура осадков | Недостаток кислоты | Добавить кислоту |
| Высокая плотность тока | Снизить плотность тока | |
| Шероховатые осадки | Загрязнение электролита механическими примесями | Отфильтровать электролит |
| Черные и коричневые полосы на покрытии | Присутствие в электролите примесей тяжелых металлов, мышьяка, сурьмы | Проработать электролит, при большом содержании примесей электролит заменить |
| Пористые, рыхлые осадки | Наличие в электролите солей железа | |
| Светлые блестящие полосы на покрытии, осадки хрупкие | Присутствие в электролите органических примесей | Отфильтровать электролит, проработать его током |
Борфтористоводородный электролит обладает несколько более высокой рассеивающей способностью, чем сернокислый. Кроме того, в борфтористоводородных электролитах можно применять высокие плотности тока. Состав электролита (г/л) и режим меднения:
Медь борфтористоводородная - 35-40 г/л
Кислота борная - 15-20 г/л
Кислота борфтористоводородная - 15-20 г/л
Никель хлористый - 50-70 г/л
Температура = 18-25°С
Плотность тока = до 10 А/дм 2
Электролит перемешивают сжатым воздухом или механической мешалкой.
Для приготовления борфтористоводородного электролита в борфтористоводородную кислоту небольшими порциями вводят свежеосажденную углекислую медь. Раствор углекислой меди готовят подливанием подогретого концентрированного раствора соды к раствору сернокислой меди при перемешивании. Полученный осадок декантируют, промывают и растворяют в борфтористоводородной кислоте. В приготовленный раствор добавляют свободную борфтористоводородную и борную кислоту до требуемого значения рН (1-1,5). В ванну с полученным электролитом доливают воду до рабочего уровня.
