Η επιμετάλλωση χαλκού είναι η διαδικασία εφαρμογής ενός στρώματος χαλκού στην επιφάνεια διαφόρων μετάλλων (αλουμίνιο, χάλυβας, νικέλιο, ορείχαλκος). Η επιμετάλλωση χαλκού δίνει στα μέταλλα μια οπτική γοητεία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια ποικιλία σχεδίων. Επίσης, το στρώμα χαλκού μπορεί να βελτιώσει την ηλεκτρική αγωγιμότητα των μεταλλικών προϊόντων, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη δυνατότητα περαιτέρω επεξεργασίας της επιφάνειας.
Όποιος είναι τουλάχιστον λίγο εξοικειωμένος με τα βασικά των χημικών αντιδράσεων μπορεί να κατακτήσει την τεχνολογία της επιμετάλλωσης χαλκού αλουμινίου στο σπίτι.
Ιστορία της ανακάλυψης του χαλκού
Ο χαλκός είναι το πρώτο μέταλλο που κατέκτησε τον άνθρωπο και έπαιξε τον μεγαλύτερο ρόλο στην ιστορία της ανάπτυξης του πολιτισμού. Αυτό το γεγονός έλαβε χώρα αρκετές χιλιετίες π. Χ. και η ακριβής ημερομηνία έναρξης της χρήσης αυτού του μοναδικού μετάλλου δεν ήταν δυνατό να καθοριστεί.
Στην αρχαιότητα, τα ψήγματα χαλκού χρησιμοποιούνταν κυρίως για τη δημιουργία όπλων και οικιακών εργαλείων. Το κόκκινο-πράσινα ψήγματα μετάλλου χρησιμοποιήθηκαν αρχικά με τον ίδιο τρόπο όπως οι συνηθισμένες πέτρες. Στο μέλλον, εμπειρικά, οι άνθρωποι παρατήρησαν ότι η επεξεργασία αυτού του υλικού με ένα σφυρί του προσδίδει ιδιαίτερες ιδιότητες. Έτσι γεννήθηκε το μέταλλο ψυχρής σφυρηλάτησης.
Ακόμα αργότερα ανακαλύφθηκε ότι το μέταλλο λιώνει και αφού κρυώσει αποκτά άλλες μορφές και ιδιότητες. Αυτό το στάδιο ήταν το αρχικό στην ανάπτυξη της θερμής διαμόρφωσης μετάλλων.
Χαρακτηριστικά και σύνθεση του χαλκού
Ο χαλκός είναι ένα ροδοκόκκινο βαρύ μέταλλο που είναι πολύ μαλακό και λιώνει σε πάνω από 1080℃. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα της επίστρωσης χαλκού είναι 1,7 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αλουμινίου. Ο χαλκός έχει επίσης υψηλή θερμική αγωγιμότητα.
Πολλές συγκεκριμένες ιδιότητες ενός μετάλλου οφείλονται στην παρουσία διαφόρων ακαθαρσιών στη σύνθεσή του. Έτσι, σύμφωνα με το οξυγόνο, το οποίο είναι στη σύνθεση του χαλκού, το μέταλλο χωρίζεται ως εξής:
- χαλκός χωρίς οξυγόνο περιέχει λιγότερο από 0,001% ακαθαρσίες;
- εξευγενισμένος χαλκός περιέχει 0,001–0,01% οξυγόνο,
- καθαρός χαλκός περιέχει περίπου 0,03–0,05% οξυγόνο,
- Ο χαλκός γενικής χρήσης έχει 0,05-0,08% οξυγόνο.
Η παρουσία μολύβδου ή βισμούθιου στον χαλκό μειώνει τις ιδιότητες πλαστικότητας του υλικού. Ελαφρώς διαλυτές ακαθαρσίες (θείο, μόλυβδος, βισμούθιο) αυξάνουν την ευθραυστότητα του μετάλλου.
Στη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης, εκτός από το οξυγόνο, το υδρογόνο μπορεί να εισέλθει στη σύνθεση των κραμάτων χαλκού.
Φυσικές ιδιότητες
Η κύρια ποιότητα του χαλκού είναι η χαμηλή ειδική αντίσταση και, ως αποτέλεσμα, η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η αύξηση των ακαθαρσιών διαφόρων μετάλλων στο κράμα χαλκού μειώνει σημαντικά την ηλεκτρική αγωγιμότητα του υλικού.
Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του καθαρού χαλκού μειώνεται σημαντικά όταν προστίθεται μια ποικιλία ουσιών κράματος στη σύνθεσή του.
Επίσης συχνά χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία προϊόντα χαλκού που είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη διάβρωση σε διάφορα περιβάλλοντα, εκτός από οργανικά οξέα, αμμωνία και άλατα αμμωνίου. Η αύξηση της ποσότητας των ακαθαρσιών στη σύνθεση του χαλκού οδηγεί σε σημαντική μείωση της αντοχής στη διάβρωση των κραμάτων.
Πρακτική εφαρμογή χαλκού επιμετάλλωσης μετάλλων
Η διαδικασία χαλκού επιμετάλλωσης αλουμινίου και άλλων μετάλλων έχει μια αρκετά ευρεία πρακτική εφαρμογή όχι μόνο στην οικιακή χρήση, αλλά και σε βιομηχανική κλίμακα. Σε πολλά μέταλλα, μια επίστρωση χαλκού μπορεί να εφαρμοστεί τόσο ως κύρια ανεξάρτητη στρώση όσο και ως υποστρώμα για αποτελεσματική πρόσφυση της επόμενης κύριας επίστρωσης στο βασικό μέταλλο του προϊόντος.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, η επιμετάλλωση αλουμινίου σε οικιακά εργαστήρια γίνεται για τους εξής σκοπούς:
- διακοσμητικά κοσμήματα;
- προστασία μεταλλικών μερών από διάβρωση και ενανθράκωση;
- εξάλειψη ζημιών και επιφανειακών ελαττωμάτων προϊόντων με περίπλοκο σχήμα και ανάγλυφο;
- παραγωγή αντιγράφων προϊόντων από διάφορα υλικά;
- δημιουργία μαξιλαριών για συγκόλληση αλουμινίου χωρίς χρήση όξινης σύνθεσης;
- προκαταρκτική προετοιμασία επιφάνειας εξαρτημάτων πριν από την επιχρωμίωση,επάργυρη, επινικελωμένη.
Τύποι επιμετάλλωσης χαλκού μεταλλικής επιφάνειας
Η διαδικασία για την επιμετάλλωση αλουμινίου στο σπίτι δεν είναι δύσκολη να γίνει μόνος σας. Δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε ειδικό εξοπλισμό και ενεργά χημικά. Η επίστρωση υψηλής ποιότητας εξασφαλίζεται με την αυστηρή τήρηση της τεχνολογίας επιμετάλλωσης χαλκού αλουμινίου και τη γνώση των συνεχιζόμενων διαδικασιών.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι επιμετάλλωσης χαλκού για μεταλλικές επιφάνειες:
- Με την εμβάπτιση του τεμαχίου εργασίας στον ηλεκτρολύτη, στον οποίο το προϊόν βυθίζεται μερικώς ή πλήρως σε λουτρό με χημικό αντιδραστήριο. Η χρήση αυτής της μεθόδου δικαιολογείται στην περίπτωση που απαιτείται να εφαρμοστεί μια στρώση χαλκού ομοιόμορφα σε ολόκληρο το προϊόν.
- Επιμετάλλωση χαλκού χωρίς βύθιση του εξαρτήματος σε χημικό διάλυμα. Αυτή η μέθοδος είναι πιο δύσκολη στην εκτέλεση. Η χρήση του είναι πολύ αποτελεσματική εάν απαιτείται να γίνει επιχάλκωση συγκεκριμένης περιοχής του προϊόντος.
Και στις δύο αυτές περιπτώσεις, η ενεργοποίηση του χημικού παράγοντα χαλκού από αλουμίνιο πραγματοποιείται ηλεκτρικά, κάτι που απαιτεί τη χρήση πηγής σταθερής τάσης.
Dip Copper Equipment
Για την υψηλής ποιότητας απόδοση των τεχνολογικών εργασιών της επιμετάλλωσης χαλκού αλουμινίου, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε απλό εξοπλισμό. Τα κατάλληλα εργαλεία και υλικά μπορούν είτε να αγοραστούν από το δίκτυο διανομής είτε να κατασκευαστούν ανεξάρτητα.
Για να ολοκληρώσετε την εργασία θα χρειαστείτε τα παρακάτω υλικάκαι αγώνες:
- Τροφοδοτικό συνεχούς ρεύματος 6-8 volt με συσκευή ομαλής ρύθμισης ρεύματος και αμπερόμετρο. Εάν δεν υπάρχει ρύθμιση, τότε είναι επιθυμητό να συμπεριλάβετε έναν ρεοστάτη και ένα αμπερόμετρο στο κύκλωμα. Θα χρειαστούν για τον έλεγχο της διαδικασίας. Εάν δεν υπάρχει σταθερή παροχή ρεύματος, τότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί μπαταρία τύπου Krona.
- Ειδικό μπάνιο κατασκευασμένο από υλικό που δεν υπόκειται σε ηλεκτρολυτική επίθεση (γυαλί, πλαστικό). Οι διαστάσεις του δοχείου επιλέγονται σύμφωνα με τις διαστάσεις του τεμαχίου εργασίας.
- Ηλεκτρόδια χαλκού, τα οποία χρησιμεύουν για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος στον ηλεκτρολύτη κατά την επιχάλκωση του αλουμινίου και επίσης αναπληρώνουν την απώλεια μετάλλου κατά την αντίδραση.
- Ένας ηλεκτρολύτης του οποίου η σύνθεση εξαρτάται από το υλικό του αρχικού τεμαχίου εργασίας.
Προετοιμασία διαλύματος επιμετάλλωσης χαλκού
Η εύρεση έτοιμης λύσης για επιμετάλλωση χαλκού αλουμινίου στο δίκτυο διανομής είναι δύσκολη. Συνήθως, οι κατασκευαστές επιτρέπουν την πώληση της τελικής ουσίας μετά την προσκόμιση των σχετικών εγγράφων. Ως εκ τούτου, οι περισσότεροι άνθρωποι φτιάχνουν το δικό τους διάλυμα επιμετάλλωσης αλουμινίου στο σπίτι από θειικό χαλκό.
Για αυτούς τους σκοπούς θα χρειαστείτε:
- μπλε βιτριόλι;
- απεσταγμένο νερό;
- υδροχλωρικό οξύ.
Μπορείτε να προετοιμάσετε ένα διάλυμα μόνο εάν ακολουθήσετε σωστά τη συνταγή. Για να γίνει αυτό, ο θειικός χαλκός (20 g) πρέπει να διαλυθεί σε 1 λίτρο νερού. Στη συνέχεια, προσθέστε 2-3 ml οξέος σε ένα λεπτό ρεύμα. Η σύνθεση αναμειγνύεται καλά μέχρι να διαλυθούν πλήρως όλοι οι κρύσταλλοι.
Ο έτοιμος ηλεκτρολύτης για την επιμετάλλωση αλουμινίου με θειικό χαλκό πρέπει να είναι άοσμος και να έχει έντονο μπλε χρώμα.
Τεχνολογία εμβάπτισης χαλκού
Η επιμετάλλωση μεταλλικού αλουμινίου με τη μέθοδο της πλήρους εμβάπτισης του τεμαχίου εργασίας στον ηλεκτρολύτη πραγματοποιείται σύμφωνα με την ακόλουθη τεχνολογία:
- Η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας καθαρίζεται με γυαλόχαρτο ή βούρτσα, στη συνέχεια απολιπαίνεται σε ζεστό διάλυμα σόδας και πλένεται με τρεχούμενο νερό.
- Δύο ηλεκτρόδια αιωρούνται στο προετοιμασμένο δοχείο, τα οποία συνδέονται στον θετικό ακροδέκτη της πηγής ρεύματος.
- Μεταξύ των ηλεκτροδίων τοποθετείται ένα κενό, το οποίο συνδέεται στον αρνητικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού.
- Ο παρασκευασμένος ηλεκτρολύτης χύνεται στο δοχείο εργασίας. Το επίπεδο του διαλύματος πρέπει να είναι πάνω από την κορυφή των ηλεκτροδίων.
- Χρησιμοποιώντας τη συσκευή ρύθμισης, ορίζεται η τιμή ρεύματος λειτουργίας. Η τιμή της παραμέτρου βασίζεται στον υπολογισμό των 10-15 mA ανά 1 cm2 της επιφάνειας του επεξεργασμένου τεμαχίου.
- Μετά από 20 λεπτά, η παροχή ρεύματος απενεργοποιείται και το τεμάχιο εργασίας αφαιρείται από το μπάνιο.
- Τα υπολείμματα ηλεκτρολυτών ξεπλένονται με νερό και το μέρος στεγνώνει.
Ο χρόνος εκτέλεσης της διαδικασίας είναι κατά προσέγγιση, μπορεί να ελεγχθεί οπτικά από το χρώμα της επίστρωσης και την ομοιομορφία της κατανομής της. Όσο περισσότερο είναι συνδεδεμένο το ρεύμα, τόσο πιο παχύ θα είναι το στρώμα χαλκού αλουμινίου.
Εργαλεία επιμετάλλωσης Dipless
Εργασίες επιμετάλλωσης χαλκούΤα μεταλλικά κενά χωρίς βύθιση στον ηλεκτρολύτη πραγματοποιούνται σε μεγάλα προϊόντα που δεν μπορούν να βυθιστούν πλήρως στο λουτρό. Επίσης, αυτή η μέθοδος είναι πιο αποτελεσματική κατά την επεξεργασία μεμονωμένων μερών του προϊόντος.
Για την εκτέλεση τεχνολογικών εργασιών για επιμετάλλωση χαλκού χωρίς εμβάπτιση σε ηλεκτρολύτη, θα χρειαστούν οι ακόλουθες συσκευές:
- Η χημική βούρτσα είναι κατασκευασμένη από σύρμα χαλκού. Για το σκοπό αυτό, πρέπει να αφαιρέσετε τη μόνωση στο ένα άκρο του σύρματος και, στη συνέχεια, να διαχωρίσετε λίγο τους μεμονωμένους αγωγούς. Για να είναι βολικό να κρατάτε τη βούρτσα, είναι καλύτερα να τη δέσετε σε ένα ξύλινο ραβδί ή μολύβι.
- Είναι καλύτερα να τοποθετήσετε το κενό για εργασία σε οποιοδήποτε δοχείο χωρίς ψηλές πλευρές. Είναι βολικό να χρησιμοποιείτε ένα συνηθισμένο πιάτο από πορσελάνη ή γυαλί. Επιπλέον, θα χρειαστείτε ένα δοχείο για τον ηλεκτρολύτη, στο οποίο θα βυθίζεται συνεχώς η βούρτσα. Για το σκοπό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ποτήρι.
- Το τροφοδοτικό δεν διαφέρει σε παραμέτρους από το τροφοδοτικό που χρησιμοποιείται στην τεχνολογία εμβάπτισης.
Επίστρωση χαλκού χωρίς εμβαπτίσεις
Η τεχνολογία για την εκτέλεση εργασιών σε επιμετάλλωση χαλκού αλουμινίου χωρίς βύθιση του τεμαχίου εργασίας στον ηλεκτρολύτη είναι η εξής:
- Η βούρτσα, προετοιμασμένη εκ των προτέρων, συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού.
- Διάλυμα ηλεκτρολύτη, το οποίο είναι παρόμοιο στη σύνθεση με τη σύνθεση που χρησιμοποιείται στη θήκη εμβάπτισης εξαρτημάτων, χύνεται στο δοχείο διαβροχής με βούρτσα.
- Κενό,προηγουμένως καθαρισμένο και απολιπανμένο, τοποθετημένο σε άδειο δοχείο. Χρησιμοποιώντας το βύσμα, το εξάρτημα συνδέεται στο μείον της πηγής ρεύματος.
- Η βούρτσα βυθίζεται στον ηλεκτρολύτη και οδηγείται πάνω από το σημείο όπου πρόκειται να εφαρμοστεί το στρώμα χαλκού. Είναι πολύ σημαντικό το πινέλο να μην αγγίζει την επιφάνεια του εξαρτήματος.
- Μετά την εφαρμογή ενός στρώματος χαλκού, το τεμάχιο εργασίας πλένεται με τρεχούμενο νερό και στεγνώνει.
Κατά τη διαδικασία εκτέλεσης της εργασίας, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι υπάρχει πάντα ένα στρώμα ηλεκτρολύτη μεταξύ του τεμαχίου εργασίας και της βούρτσας. Για να γίνει αυτό, η βούρτσα πρέπει να βυθίζεται συνεχώς σε ένα δοχείο με διάλυμα.
Ασφάλεια κατά την εργασία
Όλες οι εργασίες με χημικά και την ηλεκτρική πηγή πρέπει να εκτελούνται με τις απαραίτητες προφυλάξεις.
Απαγορεύεται αυστηρά η επιχάλκωση αλουμινίου σε κατοικημένη περιοχή. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα βοηθητικό δωμάτιο, γκαράζ ή εργαστήριο. Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός πρέπει να είναι γειωμένος.
Για την προστασία της ανθρώπινης υγείας, θα πρέπει να ακολουθούνται οι ακόλουθες συστάσεις:
- πρέπει να χρησιμοποιείται αναπνευστική προστασία;
- για να μην εισχωρούν χημικά στα μάτια, είναι απαραίτητο να εργάζεστε με γυαλιά·
- όλες οι εργασίες πρέπει να εκτελούνται με ειδικά ρούχα (λαστιχένια γάντια, λαδόπανα, ειδικά παπούτσια).
Η διαδικασία επίστρωσης προϊόντων αλουμινίου με ένα στρώμα χαλκού δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη ακόμη και για ένα άτομο που είναι ελάχιστα εξοικειωμένο με την πορεία των χημικών αντιδράσεων. Αγοράστε ήΗ κατασκευή του κατάλληλου εξοπλισμού επίσης δεν θα προκαλέσει ιδιαίτερα προβλήματα. Όμως πολλά προϊόντα που φαίνεται να έχουν χάσει την ελκυστική τους εμφάνιση θα αποκτήσουν δεύτερη ζωή.
