Часто, беря в руки блестящий металлом предмет, удивляешься его малому весу, и понимаешь, что это пластик или дерево с металлическим покрытием. Получить зеркальное или матовое никелевое, хромовое, медное или алюминиевое покрытие на обычном черном металле или неметаллической поверхности помогает химическая металлизация. Технология, доступная не только на производстве, но и в домашних условиях.
Технология процесса
Электролитами называют вещества, способные под воздействием электротока отдавать ионы – заряженные частицы. Именно на этом основан принцип гальваники. В нашем случае в качестве электролита будет использоваться хромовый ангидрид. Выделяемые частички, которые будут осаждаться на обрабатываемом изделии, образуя пленку – молекулы хрома.
Чтобы захромировать деталь в домашних условиях, ее необходимо погрузить в ванну с раствором и подсоединить к минусовому проводу. Плюсовой анод опускают в электролит. Под действием силы тока молекулы в электролите начнут двигаться. Положительно заряженные к минусу (катоду), отрицательные – к плюсу. Причем часть молекул образуют пленку, а часть проникнет в верхний слой, в результате чего хром прочно закрепится на поверхности. Этим гальваника существенно отличается от обычного окрашивания.
Подобным способом производится не только хромирование, но и никелирование, покрытие изделий медью, цинком. Принцип обработки в любом случае будет одинаков. Толщина напыления будет зависеть от силы тока, температуры нагрева, времени обработки, вида металла.
В домашних условиях реально провести и химическое хромирование. Специального оборудования тут не требуется. Образование металлической пленки на поверхности в этом случае происходит за счет химических реакций, реагентом в которых служит гипофосфит натрия. Но подобное покрытие менее прочно – его используют лишь в декоративных целях.
Это интересно: КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс): характеристики и особенности
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.
Требуемое оборудование
Гальваника (хромирование) в домашних условиях возможна при наличии следующего вида оборудования:
- блока питания: на выходе он должен показывать 1А и оснащаться регулятором напряжения; для небольших объемов работ достаточно выпрямителя тока; сечение проводки зависит от размера обрабатываемой детали (минимум 6,25 мм);
- проводов: плюсовой будет погружаться в электролит, минусовой, с держателем-«крокодильчиком», находиться на конце к обрабатываемой детали;
- анодов из сплавов олова, свинца или сурьмы;
- емкости подходящего размера из химически стойкого материала, не проводящего ток; идеальный вариант – пластиковая ванна; для хромирования небольшого размера деталей достаточно стеклянной банки;
- деревянного ящика с теплоизоляцией из стекло- или минеральной ваты, в который будет помещаться емкость; использовать в качестве утеплителя можно также обычный песок;
- герметичной крышки: изготовить ее можно из куска фанеры или деревянных досок;
- тэна, мощность которого достаточна для обогрева жидкости в выбранной емкости до температуры 60-80°С;
- контактного термометра или терморегулятора;
- полой формы для заливки электролита с краном или кистью на конце; для ее изготовления используется пучок медной проволоки, закрепленный и обвязанный свинцовым проводом.
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.
Что понадобится для хромирования
О помещении уже сказано. Теперь об оборудовании и материалах.
Источник постоянного напряжения
Технология металлизации предполагает использование различных электролитов и емкостей, соразмерным габаритам обрабатываемого образца. Следовательно, если речь не идет лишь о хромировании одной-единственной детали, то должна быть возможность регулировки силы тока. Простейший самодельный блок питания, использующийся в домашних условиях – трансформатор + выпрямитель + реостат.
Элементы эл/схемы
В основном это касается сечения проводов. Практика показывает, что 3-х «квадратов» при домашнем хромировании деталей вполне достаточно. Необходимо также приготовить зажимы, которыми они будут скрепляться с электродами. В продаже есть типа «крокодил». Стоимость – копеечная, а удобство работы с ними – максимальное.
Как обеспечить постоянство температуры в ванночке? Способов два. Первый и самый простой – использовать термометр, а корректировать значение силы тока вручную. Второй более сложный в реализации, так как придется устанавливать элемент автоматики – терморегулятор. Его включение в цепь избавит от необходимости контроля над процессом.
Примерное время хромирования известно, поэтому постоянное присутствие рядом с резервуаром не обязательно. Но для этого придется собирать небольшую электронную схему. Для тех, кто в этом не понимает, данный вариант неприемлем.
Ванночка
Ее материал должен быть нейтрален по отношению к жидкостям, тем более агрессивным. Поэтому лучше всего подходит стекло. Но это касается в основном малогабаритных деталей, которые смогут поместиться, скажем, в стандартной 3-литровой банке. Как вариант – емкости от промышленных аккумуляторов, с толстыми стенками. В таких любители аквариумов часто выращивают мальков. Но достать эти сосуды довольно сложно.
«Внешняя» емкость
Исходить нужно из того, что в нее будет устанавливаться выбранный стеклянный сосуд, который снаружи обкладывается утеплителем. Что можно использовать? Например, бочку, бидон, короб или ящик (даже деревянный).
Материал для теплоизоляции
Выбор большой, в зависимости от размеров емкостей – опилки, минвата, песок, стеклоткань. Задача – добиться эффекта «термоса». Поэтому необходимо изготовить крышку, которая должна полностью закрывать «внешний» резервуар. Если это ящик, то подойдет фрагмент, вырезанный из ФК, ОСВ или чего-то подобного. Нужно лишь предусмотреть гидроизоляцию крышки с внутренней стороны, если она из материала, в состав которого входит древесина. Что учесть? Из чего-бы крышка ни делалась, она не должна быть токопроводящей!
Нагревательный элемент
Чтобы упростить себе задачу, его можно приобрести. Ассортимент ТЭН достаточно большой, так что подобрать по конфигурации, размеру и мощности – не проблема.
Электроды
Могут быть пластинчатыми или стержневыми (например, из латуни, меди). В качестве «минусового» в домашних условиях обычно используется зажим, удерживающий обрабатываемый образец.
Кронштейн
Без этой «детали» не обойтись. Заготовка, которая помещается в электролит для металлизации, должна находиться в подвешенном состоянии. В противном случае та еее часть, которая будет примыкать к дну сосуда, останется необработанной. Конструкция кронштейна, способ его фиксации выбирается самостоятельно, в зависимости от условий проведения работы.
Сушильный шкаф
На последнем этапе металлизации деталь необходимо подвергнуть термообработке. Иначе не добиться характерного (и желаемого) блеска.
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.
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.
Хромирование поэтапно
Из-за высокой токсичности свободного хрома все работы необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном вентиляцией. Смывать отходы гальваники в канализацию строжайше запрещено. Для них следует подготовить специальную химически стойкую емкость из стекла или пластика.
- Анод погружается в ванну. Минусовой катод подсоединяется к трансформатору.
- Обрабатываемая деталь подвешивается на некотором расстоянии от стенок емкости. Она не должна их касаться.
- Подключается ток.
- Цвет покрытия будет зависеть не только от типа электролита, но и температуры его нагрева. Если она ниже 35°С, пленка будет матовой. Добиться блеска можно подъемом температуры до 35-55°С. Молочное хромирование получается при нагревании свыше 55°С.
- Время выдержки зависит от толщины будущего покрытия. Средняя продолжительность составляет 2-3 минуты.
- Хромирование пластика своими руками в домашних условиях мало чем отличается от гальваники других видов материалов. Деталь помещается в емкость с электролитом и подключается к минусовому проводу.
- Так как хром способен держаться не на всех видах металлов (лишь на латуни, никеле и меди), для покрытия стальных изделий требуется создание слоя-подложки.
- Начинают процесс с «толчка» тока. В первые 20-60 секунд его плотность должна быть в 2 раза выше рабочей. Это позволяет лучше обработать углубленные участки. Затем плотность тока устанавливают на рекомендуемую величину и обрабатывают деталь еще 1-1,5 минуты.
- В течение всего времени температура должна поддерживаться на одном уровне.
- Последний этап – двойная промывка водой. После первой производится нейтрализация электролита с помощью щелочи (обычной пищевой соды).
- Готовое изделие следует отполировать с помощью пасты.
Итак, хромирование деталей своими руками – процесс реальный. Конечно, получить износостойкое покрытие в домашних условиях будет проблематично – для этого потребуются токи до 100 А. Но тонкая прочная пленка из хрома вполне способна защитить детали и узлы от влаги и коррозии. Гальваника позволяет создавать и оригинальные предметы для украшения интерьера.
Это интересно: Токарная обработка металла — все о технологии токарных работ
Хромирование конструкций и деталей в домашней мастерской
Для защиты деталей разнообразных механизмов или частей металлических конструкций от коррозии, придания им дополнительной износоустойчивости, твердости и улучшения эстетического вида применяются хромирование либо никелирование. Эти способы подразумевают нанесение на поверхности конструкций химически инертного покрытия из хрома или никеля, улучшение эстетичности. Нанесение такой пленки – процесс энергозатратный. Технологически он сложен, но является защитой не на один десяток лет без ощутимых потерь для внешнего вида.
Нередко появляется необходимость в покрытии декоративной пленкой тех изделий, которые изначально не подвергались процессу хромирования. Таким образом при желании можно, к примеру, изменить вид скульптуры, сделать современным интерьер любого жилого помещения. Можно украсить по своему вкусу автомобиль или мотоцикл. Сделать это совсем не трудно даже собственными руками, то есть, не применяя усложненных технологий. Нанести пленку из хрома можно даже на конструкции со сложным рельефом, а не только выпуклые, плоские либо вогнутые.
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.
Рецепт раствора для активации диэлектриков
В этой статье я вам расскажу вам как приготовить простой раствор для активации печатных плат или каких либо других диэлектриков. Также покажу на примере порядок работы с данным активатором диэлектриков.
Приготовление активатора
Рецепт раствора на 0,5 литра
Серебро — 0,1..0,2 гр Кальцинированная сода — 1,5..2 гр Азотная кислота (конц.) — 1 мл Аммиак 25% — 5 мл (или аптечный 10% — 15 мл) Дистиллированная вода — 500 мл
Берем серебро, так как я взял ювелирную цепочку, то в ней содержится медь, поэтому было взято 0,24 грамма. Если серебро чистое, то берите 0,1..0,2 грамма. На весах не отображается 0, поэтому кажется что взято 7,24 грамма, не обращайте внимания.
Растворяем серебро в разбавленной 1:1 азотной кислоте (1 мл кислоты + 1 мл воды).
Взвешиваем 1,5 грамма кальцинированной соды.
Растворяем кальцинированную соду в 5 мл воды, затем набираем раствор в шприц и добавляем его к раствору растворенного серебра в азотке. Добавляем потихоньку, так как в результате реакции выделяется углекислый газ и происходить бурное шипение.
После добавления кальцинированный соды к серебру, получаем вот такой мутный раствор. К данному раствору приливаем 5 мл 25% аммиака или 15 мл аптечного 10% аммиака.
В результате реакции с аммиаком, раствор станет прозрачным и бесцветным (если использовалось чистое серебро). Из за того было применено ювелирное серебро, то в составе его присутствует медь, она то и дала раствору этот синий оттенок. Присутствие меди в растворе, никак не влияет на его активирующие способности, можно не обращать на это внимание.
Наливаем в емкость 500 мл воды и переливаем туда получившийся аммиачный комплекс серебра. Хорошо перемешиваем и активатор готов к применению.
Приготовление раствора сенсибилизации
Сенсибилизатор — это неотъемлемая часть процесса химической металлизации. Раствор сенсибилизации приготавливается на основе хлорида олова и соляной кислоты.
Так как раствор хлорида олова долго не живет, в нем двухвалентное хлорное олово окисляется до четырехвалентного буквально за короткое время, то его нужно модернизировать и исключить процесс окисления.
Для этого в раствор хлорида олова добавляется соль NaCL с избытком.
Рецепт устойчивого раствора сенсибилизации:
SnCl2*2H2O (хлорид олова) — 25 гр NaCL — 110 гр HCL (конц) — 25 мл Дистиллированная вода — 500 мл
Взвешиваем 110 грамм хлорида натрия (NaCL) и растворяем его в 500 мл воды.
Берем 25 грамм хлорида олова, растворяем его в 25 мл соляной кислоты. Ставим раствор на водяную баню и держим на ней до того момента, когда он станет прозрачным.
Затем смешиваем оба раствора и получаем стабильный раствор сенсибилизации, который будет использоваться в процессе химической металлизации при изготовлении печатных плат или металлизации каких либо диэлектриков, пластмасс и т.д. Время жизни этого раствора 3 года и более.
На следующих фото видно две емкости, одна с активатором на основе аммиачного комплекса серебра и вторая это раствор сенсибилизации. В растворе сенсибилизации на дне видно не растворившуюся соль NaCL. Избыток соли в растворе как раз и способствует прекращению окислению хлорида олова и долгой жизни данного раствора.
Данная статья опубликована на сайте . Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу
Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.
Преимущество
Цели металлизации разнообразны, в большинстве случаев это придание или увеличение определенных качеств:
- устойчивости к коррозионным процессам;
- устойчивости к механическим повреждениям;
- износоустойчивости;
- декоративности.
Качество пленки зависит от состава металла:
самое дешевое цинковое покрытие повышает антикоррозионные качества, активно используется в строительстве для защиты закладных деталей, цинком покрывают стальной лист перед покрытием пластиками и профилированием;
- хром увеличивает твердость, придает жаропрочность, делает изделия привлекательными внешне;
- алюминиевым покрытием защищают детали оборудования, работающего при повышенной температуре (до 900°С);
- покрытие медью или оловом придает благородный вид даже пластиковым предметам;
- серебро образует зеркальный блеск.
При проведении работ основное условие для получения результата — соблюдение технологии.
Суть технологии
Технология химической металлизации может применяться для достижения самых различных целей, большая часть из них связана с изменением декоративных качеств поверхности. Кроме этого данный метод обработки позволяет скрыть основные дефекты металла или другого материала: микроскопические трещины и поры, другие нарушения структуры. В некоторых случаях технология применяется для восстановления покрытия.
Суть технологии заключается в нанесении металла тонким слоем. Особенности процесса нанесения вещества зависит от конкретной технологии, которых достаточно много.
Металлизация позволяет предать детали определенные эксплуатационные качества. Среди достигаемых характеристик обрабатываемого изделия отметим следующее:
- Повышается твердость. Металл обладает большей прочностью, нежели пластик. Покрывая им поверхность пластиковых или деревянных изделий можно защитить основу от механического воздействия.
- Увеличиваются декоративные свойства. Металлическое глянцевое покрытие выглядит весьма привлекательно.
- Улучшаются износостойкие качества поверхности. Металлизация проводится зачастую для того, чтобы снизить трение между соприкасающимися деталями.
Детали после выполненной химической металлизации
Детали, которые обладают высокой твердостью и износостойкостью применяются в самых различных сферах. Однако обеспечить высокие эксплуатационные качества можно только при условии соблюдения всех рекомендаций.
Классическая технология металлизации имеет следующие особенности:
- Проводится нанесение нескольких реагентов, которые вступают в реакцию для образования поверхностного слоя с определенными эксплуатационными свойствами. Существует много различных методов переноса реагентов на обрабатываемые детали, каждый обладает своими особенностями, достоинствами и недостатками.
- В результате проведения металлизации на подложке формируется защитный слой. При этом между покрытием и подложкой образуется надежная связь, которая сохраняется на протяжении длительного периода.
- Получаемое покрытие может быть самых различных оттенков. При необходимости можно создать переход от одного цвета к другому без четкой границы. В некоторых случаях, когда нужно получить поверхность с особыми декоративными качествами, при металлизации добавляется краситель.
Химическая металлизация разных цветов
Провести рассматриваемую химическую обработку можно в домашней мастерской, несмотря на то, что металлизация считается сложным технологическим процессом. Как правило, дома обрабатываемую деталь подвергают каталитическому хромированию. За счет этого покрытие становится привлекательным и обретает защиту от воздействия влаги.
Востребована химическая металлизация металла также по причине того, что может применяться в домашних условиях. Работа проводится по следующему алгоритму действий:
- Выполняется очищение детали от загрязняющих веществ. Между поверхностным слоем и основанием не должно быть никакой прослойки, так как это существенно снизит эксплуатационные характеристики.
- Проводится обезжиривание. Оно проводится при использовании специального щелочного раствора или специального моющего средства, которые могут удалить с поверхности загрязнения органического происхождения.
- Обезжиренную поверхность дополнительно промывают чистой водой. Подобным образом можно удалить с поверхности ранее используемые составы при обезжиривании.
- Участки поверхности, которые не должны быть подвержены воздействию химического вещества, обрабатываются свинцом. Проведенные тесты указывают на то, что свинец не реагирует на воздействие электролитического раствора.
- К ванной с раствором подводится проводка для подачи электричества, после чего деталь опускается в подготовленные реагенты.
- После прохождения требуемого срока изделие извлекается из раствора, и оно просушивается, а после этого охлаждается. Если покрытие качественное, то оно полируется.
Для проведения рассматриваемого процесса в домашних условиях можно приобрести специальную мини-установку, предназначенную для проведения химической металлизации, которая работает от небольшого компрессора.
Рассматриваемый процесс должен проводится исключительно при соблюдении нижеприведенных рекомендаций:
- Перед погружением детали в ванную и подачей электричества нужно проверить, чтобы все контакты были подведены надежно и смогли выдержать нагрузку.
- Помещение, в котором будет проводиться рассматриваемая работа, должно проветриваться. Для этого проводится установка вентиляционной системы. Данная рекомендация связана с тем, что при процессе металлизации металла выделяются газы, которые могут негативно отражаться на зрении и дыхании.
Детали, подвергнутые химической металлизации
Для соблюдения технологии металлизации следует обладать достаточным количеством опыта. Не стоит ожидать, что впервые проводя сложную операцию переноса одного материала на другой получиться результат, который можно достигнуть при использовании специального промышленного оборудования.
Технологические особенности
У химической металлизации различные цели. Основная — это улучшенные декоративные характеристики изделия после проведения процедуры. Кроме этого, химическая металлизация скрывает дефекты обрабатываемых поверхностей, например, микротрещины и мелкие поры. Иногда с помощью данной технологии восстанавливают поверхность. Общей целью можно считать улучшение характеристик обрабатываемого изделия, а точнее материала, из которого оно изготовлено.
Как правило, происходит улучшение следующих характеристик:
- Декоративных свойств.
- Коррозийной устойчивости.
- Твердости.
- Износоустойчивости и т. д.
Самой важной задачей в выполнении данного процесса является обеспечение оптимальных условий для того, чтобы окислительно-восстановительные реакции протекали правильно. Это сложный химический процесс с вылетом атомов. Конечно, контроль этого процесса провести визуально довольно сложно, но в результате цвет обрабатываемой поверхности изменится — так сразу будет заметна химическая металлизация.
Технология химического способа металлизации следующая: изделие покрывается специальными химическими реагентами, которые вступают в реакции между собой. В результате поверхность покрывается тонким слоем металла. Такое металлическое покрытие может быть не только определенного цвета, но и с несколькими оттенками, с плавными переходами между этими оттенками. Если понаблюдать за химической металлизацией, то можно сделать вывод, что метод не сложный. Сам процесс выглядит как простая покраска поверхности.
Химическая металлизация
Химическая металлизация — образование тонкой пленки металла на обрабатываемой поверхности под действием различных химических реактивов. Данным методом можно получить покрытие цинком (цинкование), хромом (хромирование), алюминием (алитирование) и другие. При помощи этой технологии возможно получение ровного слоя металла на материалах с различными видами поверхности: гладкими — стекло, фарфор, полированный камень, или пористыми: дерево, пластик, гипс.
Металлизация серебром
Выполнение химической металлизации в домашних условиях вполне возможно, но требует тщательной подготовки.
Рабочее место и оборудование
В результате химической реакции выделяется газ, негативно влияющий на слизистые оболочки дыхательных путей, поэтому процесс необходимо проводить в помещении с принудительной вентиляцией или на открытом пространстве.
Из оборудования понадобится:
- эмалированная ванна;
- мерные стаканы емкостью 1 л и 250 мл;
- 3 бутылки по 100 мл;
- одноразовые шприцы на 5, 20, 50 мл3;
- одноразовые стаканы по 50 мл;
- кухонные электронные весы.
Не забудьте обзавестись резиновыми перчатками, респиратором, губками, комплектом спецодежды, так как при работе с концентрированной соляной кислотой требуется осторожность, иначе ожоги неизбежны.
Реактивы
В зависимости от материала обрабатываемого изделия и вида покрытия приобретаются реактивы. Для химической металлизации серебром понадобятся реактивы:
- соляная кислота;
- азотнокислое серебро;
- двухлористое олово;
- гидроксид натрия;
- аммиак;
- глюкоза;
- формалин;
- дистиллированная вода.
Приготовление растворов для:
- активации поверхности — двухлористое олово, соляная кислота, дистиллированная вода;
- восстановления — глюкоза, формалин, дистиллированная вода;
- серебрения — азотнокислое серебро, гидроксид натрия, аммиак, дистиллированная вода.
Подготовка поверхности
поверхность готовят в несколько этапов. Пористые и окрашенные изделия ошкуриваются, снимается старый окрасочный слой, поверхность очищается от пыли, промывается и обезжиривается. Обезжирить можно уайт-спиритом, ацетоном или раствором гидроксида натрия в воде t= +40…+60°С. Поверхности протираются губкой с составом для обезжиривания, затем другой губкой промываются дистиллированной водой. Подготовленная поверхность должна полностью смачиваться водой, без сухих пятен — в этих местах дефекты будут неизбежны.
Покрытие изделия активирующим составом
Обрабатываемый предмет равномерно по всей поверхности поливают двухлористым оловом в течение 1 минуты, затем 3 минуты промывают дистиллированной водой.
Металлизация
Для получения равномерной металлической пленки на изделие одновременно и в равном объеме напыляется раствор восстановителя и серебрения. Так как полученная зеркальная пленка очень тонка и не прочна, ее можно упрочнить защитным лаком — прозрачным или тонированным.
Описанный метод напоминает процесс окраски. Существует другой, более сложный способ выполнения работ — электрохимическая металлизация.
Основные методы хромирования
- Процесс химической металлизации.
- Гальванизация.
- Вакуумное напыление.
- Высокотемпературная диффузия.
Два последних метода применяются только на предприятиях промышленности. Дома эти процессы выполнить не получится, поскольку для них необходимы технически сложные установки и повышенные энергетические затраты. А вот химическая металлизация и гальванизация – это как раз те самые процессы, которые могут производиться и в личной мастерской. Рассмотрим подробно, как это делается.
Химическая металлизация поверхностей и деталей
В процессе этой работы используются химические реактивы, компрессор и краскопульт. Выполняются практически те же самые операции, что и при покраске поверхностей акриловым лаком либо эмалью. При хромировании таким способом на детали и конструкции наносится не защитная полимерная пленка, а зеркальный тонкий слой металла. Толщина его в пределах 0,075-0,25 миллиметров. Химико-физические характеристики такого покрытия сопоставимы с теми, что получаются при вакуумном напылении.
Как выполнить химическую металлизацию
1-й метод. Поверхность покрывается специальными химикатами. В результате химической реакции образуется осадок, представляющий собой прочный металлический слой. Покрытие можно делать не только из хрома, но также из серебра.
2-й метод. В процессе восстановительной химической реакции из солей образуется слой хрома. Приготовьте набор из уксусной кислоты, хлористого хромила, хлористого хрома, уксуснокислого хрома, гипософита натрия, едкого натра, фосфата хрома. При этом необходимо помнить, что эти вещества очень ядовиты и опасны для здоровья. И потому следует внимательно проштудировать учебник химии, если уж вы решили провести процесс хромирования этим методом. Но достичь высокого качества очень трудно, даже при наличии подробной инструкции. При всех существующих минусах этот метод используется для хромирования поверхностей в домашних мастерских чаще всего.
Очень удобно проводить процесс покрытия с помощью готовых пробных наборов химических препаратов для хромирования. Их предлагает компания Fusion Technologies. Удобство таких наборов заключается в том, что покрытие можно нанести на любой из перечисленных материалов: металл, керамику, дерево, стекло, пластик. Гальванических установок и специальной сложной техники не потребуется. Все, что вам нужно, это просторное помещение, дистиллированная вода, компрессор, распылитель и набор химических препаратов. Кроме этого нужно приготовить газовую горелку с баллоном газа.
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.
Процесс химической и гальванической металлизации
Чтобы правильно сделать металлизацию отверстий в печатных платах или покрыть диэлектрик металлом, нужно придерживаться определенного порядка выполнения всех процедур в процессе металлизации, о котором пойдет речь ниже.
Химическая металлизация или металлизация диэлектриков включает в себя:
- Обезжиривание
- Сенсибилизация
- Активация
- Ускорение
- Химическое меднение
- Гальваническое меднение
Обезжиривание поверхности печатной платы
Обезжириваем печатную плату в растворе обезжиривания, как пользоваться и рецепт которого можно посмотреть в этой статье по этой ссылке
Сенсибилизация поверхности
После обезжиривания, промываем плату в воде и делаем микротравление меди в растворе персульфата аммония и серной кислоты. Это делается для того, чтобы после гальваники медью, была хорошая адгезия гальванической меди к меди, которая была на текстолите.
После сенсибилизации промываем плату в проточной воде.
Активация и ускорение поверхности печатной платы
После промывки в воде, погружаем плату в раствор активации, затем промываем в воде и погружаем в раствор ускорения.
Состав раствора ускорения:
NaOH — 20 гр Дистиллированная вода — 1 литр
После ускорения промываем плату в проточной воде. На этом этап активации диэлектрика можно считать завершенным.
Химическое меднение и гальваническое меднение
После активации диэлектрика, нужно сделать химическое меднение, рецепт раствора можно посмотреть в этой статье.
Затем нужно сделать гальваническое меднение в специальном электролите. Как сделать такой раствор можно посмотреть по этой ссылке.
Ванну для гальваники можно сделать самому, посмотреть как ее сделать можно тут.
В данном видео показан процесс химического и гальванического меднения печатной платы после ее активации в аммиачном комплексе серебра.
Фото после химического меднения, декапирование в 10% серной кислоте перед гальваникой и плата после гальванического меднения.
Несколько фото, демонстрирующее качество металлизации отверстий
Общий вид печатной платы с металлизацией отверстий, тест на отслоение меди (адгезию) и увеличенный вид отверстий диаметром 0,4 мм.
Контактное выделение серебра на меди
В данном видео показано как серебро контактно выделяется (осаждается) на поверхность меди. Многие боятся этого, мотивируя тем, что потом серебро будет мигрировать в диэлектрик и тем самым уменьшать сопротивление переходов.
Решать вам, делать платы этим активатором или нет, но я нигде не нашел обширного исследования подобной миграции серебра и ухудшение качества печатной платы из за этого. Тем более, платы (медь) покрывают серебром и ни чего никуда не мигрирует и это при том, что слой серебра там намного толще.
