- Общие сведения
- Технология гальванопластики
- Создание формы
- 2. Технология гальванопластики.
- 2.1 Изготовление формы.
- 2.2 Создание токопроводящего слоя на неметаллические формы.
- 2.3 Нанесение разделительного слоя на металлическую часть формы.
- 2.4 Затяжка и гальваническое наращивание.
- 2.5 Отделение готового изделия от формы и финишные операции.
- Сферы применения
- Необходимое оборудование
- Подготовка материала
- Сфера применения
- Требования техники безопасности
- Виды металлов для гальванопластики
- Никелирование
- СОБЫТИЯ В РОССИЙСКОЙ ГАЛЬВАНОТЕХНИКЕ
- Материалы, которые чистящие химикаты не могут удалить
- Процесс изготовления
- Хромирование
- Классификация
- 3. Применение гальванопластики в промышленности.
- 3.1 Изготовление бесшовных труб разного профиля и сложности.
- 3.2 Производство волноводов.
- 3.3 Получение сильфонов.
- 3.4 Гильзы с кумулятивным зарядом.
- 3.5 Пресс-формы и штампы.
- 3.6 Художественная гальванопластика.
- 3.7 Другие области применения гальванопластики.
- 3.7.1 Тонкослойные изделия.
- 3.7.2 Трубчатые изделия.
- 3.7.3 Дублирующие пластины.
- 3.7.4 Формы и оснастка.
- 3.7.5 Оптика.
- Металлизация неметаллических предметов, способы и советы
- Работа с раствором металлического ионного электролита
Общие сведения
Гальваника может быть технологической или декоративно-защитной. Это тонкий тонкий металлический слой, который в зависимости от электрохимических ячеек может выполнять эстетические функции. Гальваника не увеличивает прочности изделия, так как в этом случае требуются большие производственные мощности, но для красоты и придания «свежести» вполне подходит.
Гальванические реакции происходят с использованием постоянного электрического тока. Раствор наливается в специальную диэлектрическую емкость — электролит, в которую погружены два анода. Аноды должны быть из металла, который будет осаждаться на покрываемом объекте.
Заготовку подключают к отрицательной клемме и помещают между анодами. Он действует как катод. Аноды, в свою очередь, подключаются к положительной клемме источника питания. Они становятся частью цепи, проводят ток в электролите и придают ему свои металлические элементы. Электролит переносит на заготовку необходимые частицы, постепенно обволакивая ее тонким слоем. Площадь анодов должна в несколько раз превышать размер детали.
Другими словами, гальванизация — это перенос молекул металла в растворе к изделию при прохождении через них электрического тока.
Любой гальванический процесс можно разделить на общие этапы:
- Монтаж гальванической системы.
- Приготовление раствора электролита.
- Обработка и подготовка проб.
- Начало процесса гальваники.
Технология гальванопластики
Технология создания точной копии предмета или художественного изделия методом гальваники состоит из нескольких этапов:
- Изготовление рельефного слепка из воска или другого пластического материала. При этом необходимо учитывать, что поверхность копируемого изделия должна обладать свойством проводить электрический ток. Если модель изготовлена из непроводящих материалов, электропроводящее покрытие наносят различными способами. Часто измельченную гранитную пыль натирают о восковую основу или используют метод химического восстановления металлов на поверхности оригинала.
- Создание оттиска в электролите: готовая модель помещается в специальную емкость с раствором электролита.
- Проведение процедуры электролиза, в ходе которой при пропускании тока через раствор расплавленного металла на поверхности отпечатка образуется достаточно толстый металлический слой, который равномерно заполняет все неровности отпечатка.
- Отделение отпечатка от металлического слоя в конце процесса электролиза. Копия отделяется от оригинала предварительно нанесенным барьерным слоем или путем химического растворения (плавления) оригинала.
Создание формы
Снимаем отпечаток с копируемого продукта. Для этого понадобится какой-нибудь легкоплавкий металл, пластилин, гипс или воск. Если используется металл, скопированный объект обрабатываем мылом и помещаем в картонную коробку. Далее заливаем туда легкоплавкий сплав.
Когда отливка завершена, мы извлекаем продукт, и полученная форма сначала обезжиривается, а затем превращается в электролит. Чтобы избежать отложений металла на незапечатанных сторонах, растворите металл в кипящей воде, чтобы образовалась матрица. Заполните форму мелом. При выходе получаем копию.
Для создания матрицы потребуется следующий состав:
- воск — 20 частей;
- парафин — 3 части;
- графит — 1 часть.
Если форма изготовлена из диэлектрического материала, на ее поверхность наносится электропроводящее покрытие. Электропроводящий слой наносится восстановлением металла или механическим способом, что означает нанесение чешуйчатого графита кистью.
Перед обработкой поверхности измельчите графит в ступке и просейте через сито. Лучшая адгезия графита наблюдается с пластилином. Формы из гипса, дерева, стекла и пластика, а также папье-маше наиболее эффективно обрабатываются раствором бензина и воска. Когда поверхность еще не высохла, наносим на нее порошок графита и сдуваем налипшее вещество прямой струей воздуха.
Оцинкованное покрытие легко отделяется от матрицы. Если форма металлическая, мы создаем на поверхности электропроводящую оксидную или сульфидную пленку. Например, на серебре это будет хлорид, на свинце — сульфид. Фольга поможет легко отделить форму от покрытия. В случае меди, серебра и свинца покройте поверхность 1% -ным раствором сульфида натрия для образования нерастворимых сульфидов.
2. Технология гальванопластики.
Процесс изготовления детали методом гальванопластики состоит из нескольких этапов. К ним относятся: изготовление форм (металлических, неметаллических и комбинированных); подготовка и нанесение токопроводящего слоя на неметаллические формы, в случае металлической формы — нанесение на нее разделительного слоя; электроспиннинг — электроосаждение толстого слоя металла или сплава, отделение готового изделия от формы.
Прежде чем мы рассмотрим каждый из этих шагов, давайте рассмотрим некоторые концепции, используемые в гальванопластике.
Форма — специально созданный образец, спроектированный и изготовленный для изготовления копии с использованием технологии гальванопластики.
Одна копия — это заготовка, полученная на этапе электропрядения. Копия повторяет поверхность и рельеф формы, отделяется от формы и обрабатывается механически, после чего может использоваться как изделие или как составная часть изделия.
2.1 Изготовление формы.
Правильно выполненная форма оказывает огромное влияние на конечный продукт, поскольку форма определяет точность, размер, конфигурацию и качество поверхности конечного продукта. Материалы, из которых изготавливаются формы, могут быть разными: металлы (медь, сталь, алюминий, цирконий, свинец, титан и т.д.), Неметаллы (пластик, дерево, гипс, стекло, воск, пена и т.д.). Формы можно классифицировать по материалу исполнения: металлические, неметаллические, комбинированные. А также по времени использования: многоразовые (неразрушаемые) и одноразовые (растворимые, обожженные, расплавленные).
Важное требование к формам: они не должны разрушаться, терять первоначальный вид под воздействием всех условий процесса электропрядения, небольших механических воздействий.
Формы могут быть цельными (не складывающимися) или составными (из нескольких частей). Дизайн формы должен обеспечивать, чтобы копию можно было легко отделить от формы, не повредив копию.
2.2 Создание токопроводящего слоя на неметаллические формы.
Перед нанесением токопроводящего слоя необходимо подготовить поверхность (механическая обработка, травление, обезжиривание). Выбор конкретного метода подготовки поверхности зависит от природы, материала используемой формы и типа загрязнения.
После этапов подготовки поверхности необходимо нанести токопроводящий слой (для непроводящих материалов). То есть важным условием является электропроводящая поверхность материала.
Нанести токопроводящий слой можно несколькими способами:
- Механический метод — напыление (металлический порошок, графит); нанесение электропроводящих покрытий, содержащих порошки металлов или графита.
- Химический метод — меднение; никелирование; кобальт; напыление пленок PbS, PbSe, CdS, оксидных пленок SnO2, ZnO, PbO и др.
- Термический метод — парофазное разложение металлоорганических соединений.
- Напыление металла под вакуумом.
2.3 Нанесение разделительного слоя на металлическую часть формы.
На металлическую форму наносится разделительный слой. Основная особенность гальванопластики заключается именно в отделении копии от формы по разделительному слою. Поэтому эта операция очень важна, потому что при нарушении разделительного слоя его качество будет плохим, сделать точную копию будет невозможно, и, как следствие, возможно повреждение оригинала.
Выбор уровней разделения основан на том факте, что во время расширения копия не может самопроизвольно отделиться от формы, а также не должно потребоваться много усилий для отделения копии от формы.
Слои разделителя могут быть неорганическими (оксиды, соли) и органическими (пленка, золь). Возможен процесс самопроизвольного образования оксидных разделительных слоев. Это явление наблюдается на формах из титана, рения, никеля, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов.
2.4 Затяжка и гальваническое наращивание.
Выбор материала для изготовления копий основывается на нескольких условиях: требования к механическим, физическим и химическим свойствам материала, а также с учетом экономической и технической целесообразности. В процессе электроосаждения толстых слоев выбранные материалы должны сохранять электропроводность, легко отделяться от формы, не деформировать ее, оставаться стабильными в агрессивных средах и допускать механическую обработку.
Материалы, из которых изготовлены копии: медь; никель; Ni-Co сплавы; Ni-Fe; Ni-Mn; композитные покрытия на основе никеля, наполненные вольфрамовым порошком.
При гальванопластике важно учитывать несколько факторов при выборе электролита и режима электролиза. К таким факторам относятся: скорость процесса, возможность получения мелкозернистого осадка с низкими внутренними напряжениями, распределение осадка должно быть равномерным по толщине.
В промышленном гальванике чаще всего используются следующие электролиты: сульфатный электролит меднения, сульфаминовый электролит или сульфат хлорид никелирования. Электролит для сульфаминового никелирования характеризуется высокой способностью к диспергированию, что приводит к образованию отложений с минимальным внутренним напряжением и работой при высоких плотностях тока.
2.5 Отделение готового изделия от формы и финишные операции.
В случае гальванопластики отделения копии от формы не происходит, и на этом процесс обычно заканчивается.
По окончании процесса гальванопластики и перед разделением формы необходимая операция — это промывка формы. Затем с помощью механических усилий, гидравлического давления путем нагрева, нагрева, охлаждения, откачки или подачи сжатого воздуха копия отделяется от формы. Например, легкоплавкие металлы плавятся в горячем песке, а формы алюминия растворяются в щелочах или кислотах.
Отделочные операции включают полировку, функциональные покрытия, художественное мастерство.
Сферы применения
Чаще всего гальванику используют при изготовлении украшений: копий монет, орденов, украшений, статуэток. Медь — один из наиболее часто используемых материалов в рабочем процессе.
Если работа велась с соблюдением технологических этапов на хорошем оборудовании, отличить готовую копию от оригинала будет сложно. Различия видны только в барьерном слое.
Вы можете делать работу дома. Перед проведением технологического процесса необходимо убедиться, что поверхность заготовки, с которой будет сделана копия, проводит электричество. В противном случае его необходимо покрыть слоем бронзы или графита. Чтобы добиться желаемого результата, человек должен разбираться в гальванике.
Браслет Ёжик (Фото: Instagram / moreleslaboratorium)
Необходимое оборудование
Гальванику своими руками можно выполнить качественно даже на самом простом оборудовании, которое есть в арсенале многих мастеров. В первую очередь следует выбрать источник постоянного тока, который должен быть оборудован регулятором выходного напряжения. Наличие такого регулятора необходимо для того, чтобы можно было легко и широко изменять мощность вашего самодельного устройства для цинкования.
в качестве источника питания в домашних условиях очень удобно использовать выпрямитель электрического тока, который можно собрать самостоятельно (или купить серийную модель). Многие мастера, занимающиеся гальваникой в домашних условиях, в качестве источника питания используют серийные сварочные аппараты.
Для бытовой гальваники подойдет блок питания с регулируемым напряжением (1,5-12 В)
Даже гальваническую ванну своими руками можно сделать без особых проблем. В качестве такой ванны можно использовать любую стеклянную или пластиковую емкость, при этом необходимо учитывать, что в такую емкость для гальваники необходимо помещать как заготовку, так и необходимое количество электролита. Также очень важно, чтобы резервуар был достаточно прочным, чтобы выдерживать высокие температуры, которые могут достигать 80 ° C°.
Аноды, используемые для гальваники в домашних условиях, выполняют одновременно несколько важных функций:
- к электролиту подводится электрический ток, который равномерно распределяется по обрабатываемой поверхности;
- компенсировать потерю нанесенного на изделие металла, который расходуется химическим составом электролита;
- способствуют протеканию некоторых окислительных процессов.
Выбирая аноды для своего гальванического аппарата, следует соблюдать одно важное правило: их площадь должна быть больше площади обрабатываемой поверхности.
Гальванику в домашних условиях невозможно сделать без использования нагревательного прибора, с помощью которого электролит доводится до необходимой рабочей температуры. Очень удобно, когда интенсивность нагрева, обеспечиваемого таким устройством, можно регулировать. Если ориентироваться на опыт домашних мастеров, уже имеющих опыт нанесения гальваники в домашних условиях, можно порекомендовать в качестве нагревательного прибора небольшую электроплиту или обычный утюг с регулируемым нагревом плиты.
Подготовка материала
После того, как необходимые вещества собраны, емкости найдены, смонтирована электрическая цепь с питанием и подготовлена система обогрева, можно приступать к очистке заготовки.
Если деталь не очищена в достаточной степени, гальваническая пластина осядет неплотно или будет неровной. Иногда достаточно просто обезжирить объект. Раствор ацетона или спирта может хорошо обезжирить поверхность, можно использовать бензин.
Некоторые мастера хранят изделия из стали в растворе фосфата натрия, нагретом до 90 градусов Цельсия. Цветные металлы можно очищать в том же растворе, не нагревая его.
Если на изделии есть коррозия или другие дефекты, поверхность заготовки шлифуется наждачной бумагой.
Сфера применения
Метод гальванопластики применяется для изготовления металлических деталей самой сложной конфигурации. Такие детали сложно или даже невозможно создать с помощью металлообработки или обычного литья. Поэтому в таких случаях метод гальванопластики — единственный выход.
Однако наибольшее распространение технология гальванопластики получила при производстве следующих видов продукции:
- Художественные копии скульптур
- Копии барельефов и горельефов
- Фигурная посуда
- Ювелирный магазин
- Пластинки для граммофона
- Рулоны печати
- Металлические изделия с микронными параметрами
- Памятные доски
- Памятные доски
- Торговые марки
- Монеты
- Гербы
- Медали
- Эмблемы
- Логотипы
- Декоративная символика
- Бюсты
- Портреты
- Окрашен в металл
- Декоративные панели
- Иконки
- Заработная плата за иконы
- Короны для икон
- Мебельные вставки
- Цветочный горшок
- Цветочный горшок
- Ажурные и декоративные элементы, орнаменты и мотивы
Метод гальванопластики широко применяется в реставрационных работах или при создании предметов интерьера.
Электроотип
Требования техники безопасности
При работе с электролитом для гальваники в домашних условиях необходимо соблюдать ряд требований. Опасны следующие факторы:
- выделение вредных паров при нагревании электролита и его химических реакциях;
- опасность поражения электрическим током, когда оборудование не заземлено;
- разрушение пластиковых ванн при воздействии температур.
Для защиты работы нужно проводить в отдельном проветриваемом помещении. Обязательно используйте защитные очки, фартук, резиновые перчатки и респиратор. Употребление еды и воды во время занятий запрещено.
Виды металлов для гальванопластики
Для изготовления точных копий предметов или покрытия их тонким слоем металла используются следующие типы металлов:
- Медь
- Никель
- Хром
- Серебряный
- Золото
- Железо
- Жестяная банка
- Родий
К этому можно добавить, что медь чаще всего используется в качестве промежуточного слоя в процессах никелирования, хромирования, серебряного и золотого покрытия. Кроме того, именно медь часто выступает в качестве единственного и основного металлического слоя в процессе гальванопластики.
это интересно: Плита — с пользой используем отходы производства — виды, производство, применение, расчет параметров
Никелирование
Покрытие металла слоем никеля в домашних условиях можно произвести в качестве отделки или перед хромированием. Этот процесс называется «гальваническим», так как слой никеля, нанесенный на поверхность изделия, увеличивает его устойчивость к негативным факторам окружающей среды. Никелевый слой помимо высоких защитных свойств отличается еще и декоративной привлекательностью.
Температура электролита при никелировании не превышает 25 °, а плотность тока находится в пределах 1,2 А / дм2. Электролит, кислотность которого должна быть в пределах 4-5 pH, представляет собой водный раствор, содержащий такие химические элементы, как сульфат никеля, магний, натрий, пищевая соль, борная кислота.
После завершения процесса гальваники изделие вынимают из раствора электролита, промывают водой, тщательно просушивают и полируют.
СОБЫТИЯ В РОССИЙСКОЙ ГАЛЬВАНОТЕХНИКЕ
Объявления
- Календарь выставок и конференций 2020
- Курсы повышения квалификации в 2021 году
Новости и анонсы
- Вебинар «Особенности нанесения защитной жидкой сварочной маски методом напыления» 02.07.2020
- НПО Процесс производит оборудование для дезинфекции и дезинфекции верхней одежды
- Холодное фосфатирование стали: технологический процесс, испытание покрытия (видео-рекомендации «Югреактив»)
- Вакансия в Краснодаре: Химик-технолог (инженер-химик)
- ExpoElectronica и ElectronTechExpo в Мюнхене
- 17-я международная выставка ExpoCoating Moscow прошла с 22 по 24 октября 2021 года в Москве
- Продается линия гальванического хромирования (новая, в оригинальной упаковке)
- Итоги ExpoElectronica и ElectronTechExpo 2019
- Продается гальванический комплекс для хромирования, никелирования и цинкования
Материалы, которые чистящие химикаты не могут удалить
Частицы другого материала или дефекты на подготовленном катоде не могут быть удалены химическими средствами. К ним относятся следующие элементы:
- остатки сварки и шлак;
- капли различных смол или их остаточные покрытия;
- глубокие повреждения в виде заусенцев или неровных краев;
- слои пригоревшего жира или остатки эмалей и красок.
недопустимо начинать работу с продуктом до полного удаления посторонних включений или покрытий.
Процесс изготовления
Берем кусок многополюсного кабеля примерно 20 сантиметров и снимаем с него провод. Защищаем изоляцию с обеих сторон провода, загибаем один конец под углом 90 градусов и приклеиваем к пластиковой детали моментальным клеем. Также клей БФ не подойдет, так как бронзовая краска его растворит.
Когда вещи высохнут, обезжириваем их с помощью бытовой химии (например, моющего средства). Далее промываем изделие в проточной воде или обрабатываем ацетоном.
Детали прочно прикреплены к проволоке. Теперь их можно по очереди окунуть в заранее приготовленную бронзовую краску или нанести кистью. Вся поверхность должна быть окрашена равномерно. Рекомендуется использовать изолированный от кабеля провод, иначе медь попадет в оголенный провод, что приведет к дополнительному расходу анода.
После высыхания поверхности в течение часа подкручиваем засохшие концы ниток. Детали не должны касаться друг друга. Далее подключаем изделия к положительному контакту и погружаем в ванную. Через несколько секунд после погружения начнется процесс меднения, заметный невооруженным глазом.
Толщина медного покрытия может варьироваться в зависимости от обстоятельств, но для небольших предметов она составляет примерно 0,05 мм. Партии находятся в ванне 15 часов. Сила тока регулируется перемещением контакта по нихромовому реостату в пределах 0,8-1,0 ампер. После меднения ток увеличиваем до 2 Ампера. По истечении срока старения деталей промываем их в проточной воде, сушим и обрезаем нить. Очищаем нить и подготавливаем к следующей процедуре.
Металлизация завершена. Далее берем серную мазь (ее можно купить в аптеке), наносим на поверхность и подносим деталь к огню газовой плиты. В этом случае медь сразу потемнеет.
Следующий этап — полировка. Для этого пригодится мотор, оснащенный круглой металлической щеткой. Эта работа требует определенных навыков. В результате у нас должна получиться поверхность, похожая на почерневшую бронзу с некоторыми блестящими участками. Если сразу добиться желаемого результата не удалось, нанесите серную мазь еще раз, прогрейте изделие на огне и отполируйте.
Тем, кто сомневается в эффективности вышеупомянутой процедуры, предлагаем пройти тест. Для этого вам понадобится емкость с электролитом, куда нужно сбросить немного меди. Одну деталь окрасить 2-3-х слойным пульверизатором в бронзовый цвет. Далее необходимо подключить аккумулятор без использования реостата. Адаптер считывателя также подойдет.
Помимо меди, на неметаллическую поверхность можно наносить и другие металлы, включая золото или серебро. Серебряное покрытие можно произвести двумя способами: химическим или электрохимическим способом. Химическое серебрение осуществляется путем погружения предмета в раствор, сваренный с серебром. Электрохимический процесс дает более надежный результат, так как покрытие становится более стойким из-за воздействия электрического тока. Серебрение широко применяется в ювелирном деле.
Значит, гальваника в домашних условиях вполне возможна. Процесс довольно трудоемкий и требует определенных навыков, но оно того стоит.
Хромирование
Гальваническое хромирование в домашних условиях или на производстве позволяет придать поверхностному слою изделия большую твердость, коррозионную стойкость и декоративный эффект. Поскольку хромирование отличается довольно высокой пористостью, оно выполняется после меднения детали (или никелирования). Для проведения данной технологической операции используются аноды из сплава свинца, олова и сурьмы.
Завод гальванического хромирования
На конечный результат хромирования, которое провести в домашних условиях достаточно сложно, так как для этого необходимо использовать токи большой плотности — до 100 А / дм2, влияют разные факторы. Наиболее значимые из них:
- температура используемого электролита — от этого параметра зависит оттенок образующегося покрытия, которое может быть непрозрачным (температура ниже 35 °), блестящим (35–55 °) и молочным (выше 55°);
- химический состав электролита, влияющий на защитные свойства формируемого покрытия, а также его цвет, который может быть темно-синим, синим, агатовым.
Завершающим этапом хромирования после удаления детали из раствора электролита является ополаскивание обработанной поверхности водой, последующая нейтрализация в растворе гидрокарбоната натрия, повторное ополаскивание, сушка и полировка специальными пастами.
Классификация
3. Применение гальванопластики в промышленности.
Классификация использования гальванопластики в промышленности в основном сводится к рассмотрению гальванопластики по отраслям или по технологии производства, инструменты и оборудование также выделяются отдельно. Далее я представлю примеры применения процесса гальванопластики в производстве конкретных деталей и изделий, которые, на мой взгляд, являются наиболее интересными.
3.1 Изготовление бесшовных труб разного профиля и сложности.
Процесс производства бесшовных тонкостенных труб методом гальванопластики был впервые внедрен в России. OНИ. Гальваникой Федоровский изготовлял прямые и сложные гнутые трубы с отводами разного диаметра и разной толщины стенки. Его метод заключался в следующем: трубки изготавливались путем осаждения меди на катод, который представлял собой вращающийся стержень из меди или железа; плотность тока в процессе составляла от 2 до 6 А / дм2; по валу двигался агатовый камень, разглаживая и уплотняя осадок (процесс извлечения трубки из формы не указывался).
На практике трубы изготавливают по-разному. Одним из таких методов является наплавка металла цилиндрической формы, расположенной горизонтально в ванне. Основания цилиндров покрыты изоляционным составом, чтобы медь не оседала на них. Валы деревянной формы помещены в стеклянные подшипники, и цилиндру передается вращательное движение. Скорость вращения — 40 об / мин, плотность тока 1,2 — 1,5 А / дм2. Медные аноды расположены внизу ванной комнаты. Трубка с толщиной стенки 3,2 мм растет за 144 часа. В конце процесса труба вместе с формой попадает в развальцовочную машину, а затем поднимается.
Трубки Вентури для измерения расхода жидкости подготавливаются следующим образом.
Первым делом нужно сделать форму из алюминиевого сплава. Их получают механическим способом или методом литья под давлением. Формы тщательно шлифуются, полируются, полируются, после чего обезжириваются в органическом растворителе, затем в щелочном растворе и окончательно промываются. Перед тем, как развесить формочки в ванной, их необходимо протравить в смеси азотной и плавиковой кислот. Этот шаг необходим для удаления оксидного слоя с поверхности алюминия, что, в свою очередь, улучшает адгезию и увеличивает скорость зажима.
Зажим алюминиевой формы должен выполняться в ванне с низкой концентрацией кислоты и высокой плотностью тока. Когда форма полностью затянута, ее переносят в строительную ванну. По окончании накопления форму растворяют в концентрированном гидроксиде натрия или соляной кислоте. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем серебра.
3.2 Производство волноводов.
Технологический процесс изготовления волноводных элементов состоит из следующих основных операций: подготовка поверхности формы (обезжиривание, нанесение разделительного или «защитного» слоя), электроосаждение тонкого слоя золота или серебра, нанесение основного слоя медь (или никель) толщиной 1,5-2,0 мм, извлекая форму из получившейся копии.
Если требуется прочная, но легкая конструкция, используется процесс обертывания электроосажденных металлических слоев пластиком.
При изготовлении волноводов используются как постоянные, так и композитные формы. Материалы формы подбираются в зависимости от ситуации. Следовательно, если конфигурация узла волновода не позволяет извлекать форму без ее разрушения, тогда форма изготавливается из алюминия и его сплавов, а иногда и из сплавов цинка. Формы этих материалов удаляются растворением. Для изготовления несъемных форм широко применяется коррозионно-стойкая сталь, что позволяет легко отделить металлический слой без специальной подготовки. Но из-за относительной мягкости она не всегда подходит для изготовления литейных форм, особенно небольшого сечения, а также уступает по механической стойкости хромовым и инструментальным сталям. При изготовлении волноводных узлов часто используются качественные стали 40Х13, 30Х13, 20Х13.
Для создания основных металлических слоев в волноводной технологии часто используются электролиты для гальванических покрытий из пирофосфата и сульфамата меди, а также электролиты для гальванических покрытий из сульфата и сульфамата никеля. В случае изготовления каналов сложной конструкции рекомендуется наносить никель из цитратного электролита. Этот электролит имеет лучшую диспергирующую способность, но менее стабилен в работе, чем сульфат и сульфамат, осаждение в нем никеля происходит с низкой скоростью. При использовании форм из конструкционной стали цитратный электролит не вызывает коррозии (pH = 7-8).
3.3 Получение сильфонов.
Сильфоны представляют собой тонкостенные гофрированные трубы различного диаметра.
Для изготовления форм используются алюминиевые сплавы, так как конструкция сильфона не позволяет использовать постоянные формы. Готовая форма из алюминиевой трубы представлена на рисунке 4.
Форма очищается от примесей и с помощью специального контактного устройства после ополаскивания гальваническим покрытием подвешивается в гальванической ванне. После наплавки металла форму травят в растворе соляной кислоты и получают изделие.
Чаще всего осаждение осуществляется сульфаматным электролитом никеля. При нанесении на форму, показанную на рисунке 5, наблюдается значительная разница в толщине осадка в углублениях и на выступах. По этой причине процесс лучше всего проводить при низких плотностях тока (ic = 1,0–1,5 А / дм2). За счет этого достигается более равномерное распределение никелевого осадка по форме.
3.4 Гильзы с кумулятивным зарядом.
Литые зарядные гильзы — это устройства, которые концентрируют химическую энергию взрыва для достижения заданного эффекта. Основное применение — в бронебойных снарядах и в качестве пенетраторов при бурении нефтяных скважин.
Обычно их делают несколькими способами. Например, прессование металла наиболее удобно. Однако для некоторых специальных применений требуется не только очень высокая точность (особенно концентричность), но и химические свойства. Также важно качество поверхности, как внутренней, так и внешней. Все эти параметры достигаются в процессе гальванопластики. Так изготавливаются алюминиевые формы. Они проходят стандартные этапы подготовки. Чаще всего используются кислые медные электролиты. Удаление плесени возможно механически и обработкой соляной кислотой.
3.5 Пресс-формы и штампы.
Гальванопластика используется как метод изготовления формовочных деталей (вставок) форм и штампов. Процесс изготовления вставок во многом определяется материалом формы. При использовании металлической формы технологическая схема более простая, но из-за большого объема механической обработки и доводки формы стоимость получаемых изделий значительно увеличивается. Процесс изготовления вставок для этого случая включает следующие основные этапы: подготовка поверхности формы, получение рабочего слоя (нанесение никеля и никель-кобальтового сплава), создание структурного слоя и закрепление вставок в матрице. При использовании неметаллических материалов поверхность формы необходимо металлизировать. В этом случае при массовом производстве рекомендуется сначала изготовить промежуточную мастер-форму, в которой можно отлить необходимое количество форм, необходимых для последующего использования при изготовлении форм. Основная форма изготавливается методом гальванопластики.
Ниже представлены различные приложения и примеры использования гальванопластики.
3.6 Художественная гальванопластика.
В этом случае рассматривается технология изготовления скульптур из составных копий, т.е копии частей для скульптур получают на отдельных формах — фрагментах скульптур.
Кратко технологию использования гипсовых форм можно описать следующим образом. Изначально скульптуры (первичная форма) изготавливаются из материала (обычно глины). Впоследствии скульптура разделяется на отдельные элементы и отмечаются границы между ними, что определяет качество скульптуры. Гипсовые копии (вторичная форма) отдельных элементов удаляются из первичной формы, с которой уже сделаны металлические копии электрохимическим способом.
Подготовленные гипсовые формы тщательно просушиваются и пропитываются. Пропитка может представлять собой восковой состав. После пропитки форму сушат и на нее наносят слой электропроводящего графита.
В случае электрохимического выращивания копии из формы в гальванической ванне меднения используются кислые сульфатные электролиты, иногда необходимо перемешать электролит (например, очищенный воздух).
Полученные по отдельности копии устанавливаются одна над другой, завершая процесс создания гальванической скульптуры. Монтажные работы включают в себя: изготовление рам для объемных скульптур, сварку отдельных копий между собой, зачистку швов после стыковки деталей и т.д.
Примеры статуй, созданных методом гальванопластики, показаны на рисунке 7.
3.7 Другие области применения гальванопластики.
3.7.1 Тонкослойные изделия.
Никелевая фольга: огнестойкие одеяла, бесшовные ленты, высокотемпературные прокладки (с графитом), фотоэлектрическая опора, солнечные поглотители.
Никелевая сетка: сетки для электронных микроскопов, сита для сахарных центрифуг, электробритва, экраны для батарей, трафаретная печать, сита для платиновых топливных элементов, маски для аэрозольной краски.
Медная фольга: печатные схемы.
Железный лист: упаковка.
3.7.2 Трубчатые изделия.
Никель: модные текстильные печатные цилиндры, капиллярные колонки для газовой / жидкостной хроматографии, никелированные алмазные наконечники, сверхточные компоненты для рентгеновских телескопов, сопла для струйных принтеров и принтеров для обогащения урана, сильфоны, волноводы, трубки Вентури.
Золото: ювелирные трубочки.
3.7.3 Дублирующие пластины.
Аналоговые и цифровые аудиовизуальные записи, линзы Френеля, голограммы, пластины для печати и тиснения.
3.7.4 Формы и оснастка.
Никель: формы низкого давления / низкой температуры для экструзии, литья под давлением пластмасс, резины, стекла, цинка. Инструменты для гальванопластики, включая прессы, литейные формы, алмазные ленты, шлифовальные листы и инструменты для электроэрозионной обработки меди.
Никель / кобальт, никель / марганец или никель-фосфор / карбид кремния: более твердые формы с более высокой термостойкостью.
Медь: формы, требующие хорошей теплопроводности.
3.7.5 Оптика.
Видеодиски и голографические марки; Рентгеновские телескопы; ассортимент металлической оптики, включая сложные асферические отражатели.
Металлизация неметаллических предметов, способы и советы
Чтобы сделать листья растения металлическими, свежие листья штампуются на восковую композицию следующим образом. Восковой состав заливают в плотную бумажную форму, оставляют охлаждаться до почти полного застывания, но так, чтобы ее поверхность была упругой. Затем листья прикладываются к поверхности воска и прижимаются стеклом.
Когда стекло и листья снимаются, на восковой композиции остается четкий отпечаток листа.
После полного затвердевания воска слепок тщательно графитизируется с помощью мягкой кисти. После установки кондукторов на обрешетку подвешивают нагрузку и опускают в гальваническую ванну.
Для покрытия насекомых (бабочек, жуков и т.д.) металлом их готовят соответствующим образом: насекомых выдерживают в 1,5% растворе хлористой ртути, сушат, покрывают лаком или тонким слоем воска. Затем поверхность необходимо сделать токопроводящей, для этого кисточкой промазать жидкой взвесью графита, разбавленной спиртом или водкой. После высыхания излишки графита удаляются.
Затем объект подвешивают на нескольких тонких медных проволоках диаметром 0,1-0,2 мм, многократно скручивая или связывая их в поперечном направлении (рис. 1), и помещают в гальваническую ванну. Для устранения плавучести в электролите бабочек
ку, жучок и т д прикрепляются парафином к стеклу или куску пластика. Металл начинает оседать в основном вокруг медных проводов, очень медленно растекаясь по остальной поверхности.
Поэтому в начале процесса сила тока должна быть в несколько раз ниже нормы, но когда вся поверхность «покрыта» металлом, приведите ее в норму. Процесс занимает несколько часов. Толщина покрытия может варьироваться от 0,1 до 2 мм.
Рис. 1. Подвешивание жука меднением (а). Металлический жук типа (б).
С помощью метода гальваники кружево можно металлизировать для декоративного и художественного оформления различных предметов.
Шнурок натягивается на каркас и пропитывается парафином. Затем их растягивают между листами бумаги, чтобы удалить излишки парафина. Далее наносится электропроводящий слой мелкодисперсного графита, излишки которого аккуратно сдуваются с шнурка.
Проложив жилы по краю шнурка, их прикрепляют к пластиковому каркасу или каркасу из толстой проволоки с ПВХ изоляцией, вместе с которым шнурок погружается в электролит.
Кружево, покрытое медью, расчесано латунной щеткой. Они спаяны оловом со свинцом. Гальваническая обработка металлического кружева заключается в нанесении декоративного слоя серебра или золота или оксидирования.
Работа с раствором металлического ионного электролита
При цинковании в домашних условиях мастер должен заранее определить, какая химическая реакция будет достигнута. От этого зависит материал, из которого изготовлен анод, и состав раствора электролита. Атомы, которые будут прикреплены к детали, должны быть частью электролита. Следовательно, для получения золотого или серебряного покрытия электролит должен иметь золотую или серебряную основу. В случае покрытий из драгоценных металлов свинец может действовать как анод, но электролит необходимо периодически обновлять.