процес міднення металевих виробів називається гальваностегія. Він заснований на осадженні на поверхню деталей іншого металу, розчинної в спеціальної рідини.

Технологія омеднения включає виготовлення розчину і створення різнойменних електродів. В процесі гальваностегії, іони міді, розчинені в електроліті, притягуються негативним полюсом (оброблювана деталь) на свою поверхню.

Обміднення різних деталей в промислових масштабах застосовується не тільки, як кінцевий процес обробки поверхні металевих виробів. Він може використовуватися для підготовки деталей до наступної операції, наприклад, нікелюванню, сріблення або хромуванню виробів.

Ці метали погано осідають на поверхню сталевих деталей, а на обміднений поверхню лягають дуже добре. У свою чергу мідь, осіла на сталеві деталі, тримається міцно і сприяє вирівнюванню різних дефектів на її поверхні.

Відео урок по меднением кулі своїми руками

Меднение деталей в розчині з електролітом

Для металевих деталей можна виконати меднение в домашніх умовах. Розглянемо меднение, з опусканням деталі в розчин з електролітом. Для цього необхідно мати:

• невеликі мідні пластини,
• кілька метрів токопроводящей дроту;
• джерело струму, з напругою до 6 В;
• рекомендується також використовувати реостат, для регулювання струму і амперметр.

Порядок роботи

Меднение деталі, без опускання в розчин

Другий спосіб міднення в домашніх умовах металевих виробів, має на увазі виконання цього процесу без опускання оброблюваної деталі в розчин електроліту.

Цей варіант підходить для нанесення покриття на цинкові і алюмінієві вироби.

Порядок роботи

1. Для цього способу меднения потрібно багатожильний мідний дріт, З двох кінців якого, необхідно зняти ізоляцію. З одного боку м'який дріт потрібно растеребіть. Таким чином виходить виріб у вигляді пензлика. Щоб зручніше надалі було працювати, до цього кінця проводу потрібно прив'язати твердий предмет у вигляді рукоятки. Другий очищений кінець дроту потрібно з'єднати до позитивної клеми джерела електричного струму. Напруга не повинно перевищувати 6 В.
2. Раніше описаним способом потрібно приготувати електроліт, розмішати з мідним купоросом. У цьому методі меднения деталей, розчин можна наливати в будь-який посуд. Рекомендується вибрати широку тару, Щоб було зручно вмочати мідну пензлик з дроту. Далі необхідно невелику металеву деталь покласти в цей посуд, з невисокими краями. Попередньо її потрібно очистити, прокип'ятити в рідини зі пральним порошком, І промити. Цю деталь потрібно з'єднати за допомогою дроту до негативної клеми джерела струму, з напругою 6 В.
3. Процес міднення відбувається наступним чином. Растеребленний кінець мідного дроту потрібно періодично вмочати в розчині електроліту, з мідним купоросом і проводити уздовж деталі, не торкаючись «пензлем» до її поверхні. Але потрібно передбачити, щоб між кінцем кисті і деталлю був невеликий шар розчину (катод і анод повинні бути завжди змочені електролітом). В процесі меднения негативно заряджена деталь притягує іони міді і її поверхня покривається невеликим червоним шаром. Після нанесення покриття, виріб потрібно висушити і натерти до блиску.

Мідь - це один із стародавніх металів: люди почали застосовувати її для створення знарядь праці ще в 4 тисячолітті до нашої ери. Таке широке поширення міді можна пояснити тим, що речовина зустрічається в природі в металевому самородном стані. І сьогодні мідь використовується повсюдно - в металургії, автомобільної промисловості, електротехніці і будівництві.

склад міді

Металева мідь являє собою важкий метал рожево-червоного кольору, ковкий і м'який, який плавиться при температурі більше 1080 градусів за Цельсієм, дуже добре проводить теплоту і електричний струм: Електропровідність міді вище в 1,7 рази, ніж алюмінію і більше в 6 разів вище, ніж заліза, і тільки трохи поступається електропровідності срібла.

Специфічні особливості міді визначаються змістом в металі конкретних домішок, кількість яких може відрізнятися приблизно в 10 - 50 разів. За змістом кисню прийнято використовувати таку класифікацію міді:

• бескислородная мідь з вмістом кисню менше 0,001%;
• мідь рафінована з вмістом кисню від 0,001до 0,01%, але зі збільшеним присутністю фосфору;
• мідь великий чистоти з вмістом кисню приблизно 0,03-0,05%;
• метал загального призначення з вмістом кисню 0,05 - 0,08%.

У міді крім кисню може бути присутнім водень, який в метал потрапляє в процесі електролізу або при скоєнні відпалу в атмосфері, яка містить водяну пару. при високій температурі водяна пара розкладається з формуванням водню, який в мідь легко дифундує.

Атоми водню в безкисневому міді розміщуються в междоузлиях кристалічної решітки і на властивостях металу особливо не позначаються. У кислородсодержащей міді водень здатний взаємодіяти при високих температурах з закисом міді, при цьому утворюється в товщі міді водяна пара, якій властиве високий тиск, Що призводить до здуття, тріщин і розривів. Це явище носить назву «воднева хвороба».

Залізо, вісмут, сурма і свинець погіршують пластичність міді. Домішки, що є малорозчинними в міді (свинець, кисень, сірка, вісмут), провокують крихкість при високій температурі, що ускладнює процес гарячої обробки тиском.

Фізичні властивості міді

Основна властивість міді, яке визначається її використання, - висока електропровідність або малий питомий електричний опір. Подібні домішки як залізо, фосфор, миш'як, олово і сурма, значно погіршують її електричну провідність. На величину електропровідності впливає механічний стан міді.

Друге важлива властивість міді - значна теплопровідність. Легуючі добавки і властивості зменшують теплопровідність міді, тому створені на мідній основі сплави самої міді значно поступаються за цим показником.

мідь при нормальних температурах є коррозіціонно стійкою в таких середовищах, як прісна вода, сухе повітря, морська вода при невеликій швидкості руху води, неокислювального кислоти і розчини солі при відсутності кисню, сухі галогенні гази, лужні розчини за винятком солей амонію і аміаку, органічні кислоти, фенольні смоли і спирти.

У аміаку, хлористом амонію, окислювальних мінеральних кислотах і розчинах кислих солей мідь не стійка. Її корозійні властивості також помітно погіршуються в деяких середовищах зі зростанням кількості домішок. Допускається контакт міді з її сплавами, з оловом, свинцем у вологому атмосфері, морській і прісній воді. У той же час контакт міді з цинком і алюмінієм не допускається внаслідок їх швидкого руйнування.

Мідь, її сплави і сполуки знайшли широке застосування в різних галузях промисловості. Мідь в електротехніці використовують в чистому вигляді у виробництві шин контактного і голого проводів, кабельних виробів, електрогенераторів, телефонного обладнання та радіоапаратури. З міді виготовляють вакуум-апарати, теплообмінники і трубопроводи.

Сплави міді з різними металами використовують в автомобільній промисловості і для виготовлення хімічних апаратів. Дріт з червоної міді виготовлення всіляких шнурів і вигинання найскладніших елементів. Високі властивості міді роблять її незамінною при виробництві ювелірних деталей.

процедура міднення

Меднением називають процедуру гальванічного нанесення міді, товщина шару якої становить 1 - 300 мкм і більше. Меднение стали є одним з найважливіших процесів в гальваніки, що застосовується в якості попереднього процесу при підготовці металевої поверхні для покриття іншими металами - при хромування, нікелювання і покритті сріблом, а також як закінчений самостійний процес.

Використання меднения як підготовчої маніпуляції пов'язано з тим, що цей метал здатний дуже міцно тримаються на стали, вирівнювати дефекти поверхні. Інші матеріали на мідь добре осідають, а ось на чисту сталь - не дуже.

Мідні покриття характеризуються високим зчепленням з різними металами, високу електропровідність і пластичністю. Їх прийнято наносити на сталеві, цинкові і алюмінієві деталі.

Тільки що нанесене покриття міді має яскраво-рожевий матовий або блискучий колір, залежно від технології нанесення. Мідні покриття в атмосферних умовах здатні легко окислюватися і покриватися нальотом окислів, набуваючи плями різних відтінків і райдужні розводи.

Використання міднення

Здебільшого гальванічне міднення металів використовують в таких випадках:

1. У декоративних цілях. Величезною популярністю в даний час користуються старовинні вироби з міді. Процедура меднения дозволяє наносити на метал мідні покриття, які як би «старіють» після спеціальної обробки і виглядають так, ніби виготовлені давним-давно.
2. У гальванопластике. Використовується гальванічне міднення заліза для створення металевих копій виробів різної форми і різних розмірів. Створюється пластикова або воскова основа, яку покривають електропровідним лаком і шаром міді. Подібну технологію меднения часто використовують при виготовленні ювелірних виробів, сувенірів, барельєфів, матриць і хвилеводів.
3. В технічних цілях. меднение металу велике значення має в електротехнічної галузі. Завдяки низькій вартості міднення в порівнянні з покриттями золотом або сріблом, мідні покриття знайшли застосування при виготовленні електротехнічних шин, електродів, контактів та інших елементів, які працюють під напругою. Меднение часто використовується як покриття під пайку.

Меднение застосовується в поєднанні з іншими гальванічними покриттями:

• При нанесенні багатошарового захисно-декоративного покриття. Як правило, мідь використовується в поєднанні з хромом і нікелем (3-шарове захисно-декоративне покриття) та іншими металами як проміжний шар для збільшення зчеплення з основним металом і отримання більш міцного і блискучого покриття.
• Для запобігання ділянки при цементації. Меднение свинцю здатне охороняти ділянки сталевих виробів від цементації - науглероживания. Покривають міддю виключно ті ділянки, які підлягають в майбутньому обробці різанням. Твердий науглероженного поверхневий шар не піддається подібним обробкам, а мідь може захистити покриті ділянки від процесу дифузії вуглецю в них.
• При відновленні і ремонті деталей. Меднение металу є важливою процедурою при роботах реставраційного характеру і відновленні хромованих частин мотто- і автомобільної техніки. Наносити прийнято значний шар міді - близько 100-250 мкм і більше, який закриває дефекти металу і пори і виконує функції нової основи для наступного покриття.

види міднення

Процедура меднения своїми руками доступна для виконання навіть новачками. Для цього достатньо лише знати її основні тонкощі. Існує два способи міднення в домашніх умовах: з зануренням в електроліт і без занурення.

З зануренням в електроліт

Металевий виріб обробляють наждачним папером для видалення оксидної плівки, протирають щіткою, промивають як слід водою, знежирюють в гарячому содовому розчині і промивають ще один раз. Після цього прийнято опускати в склянку або банку на мідних зволікання дві мідні пластинки, які є анодами.

Між пластинками підвішують на зволіканні деталь. Зволікання, що йдуть від мідних пластинок, з'єднують разом і підключають до плюса джерела струму, а деталь - до мінуса. Після цього в ланцюг включається реостат для регулювання струму і міліамперметр. Необхідний джерело постійного струму, який має напругу не більше 6 В.

Для міднення будинку потрібно приготувати наступний розчин електроліту. Візьміть 20 грам мідного купоросу і 2-3 мілілітра сірчаної кислоти на 100 мілілітрів води і налийте в посуд. Слідкуйте, щоб даний розчин повністю покрив електроди.

При використанні реостата потрібно встановити струм в межах 10 - 15 мА на кожен сантиметр квадратний поверхні деталі. Десь через 20 хвилин слід вимкнути струм і вийняти виріб, воно вже покрилося тонким мідним шаром. Чим довше буде йти процес, тим шар міді вийде товщі.

Без занурення в електроліт

Дану процедуру проводять для стали, алюмінію та цинку. З одного кінця багатожильного дроти знімають ізоляцію, потім необхідно растеребіть тонкі мідні дротики для отримання мідної кисті. Для зручності роботи необхідно прив'язати її до мідної кисті або дерев'яній паличці, А інший кінець потрібно під'єднати до плюса джерела струму.

Далі слід приготувати електроліт - розчин мідного купоросу, краще злегка підкисленою, і налити в широку склянку, в яку кисть буде зручно вмочати. Підготуйте металеву пластинку або якийсь інший маленький предмет з плоскою поверхнею. Його потрібно протерти за допомогою дрібного наждачного шкурки і знежирити за допомогою кип'ятіння в розчині пральної соди.

Потім необхідно покласти пластинку в кювету або ванночку і під'єднати її за допомогою дроту до мінуса джерела струму. Після того, як схема зібрана, вам слід тільки ввести електроліт. Умочіть в розчин мідного купоросу «кисть», якій слід провести уздовж пластинки, не торкатися до поверхні.

Рекомендується працювати так, щоб між пензлем і платівкою завжди розташовувався шар електроліту. Весь час роботи проводки повинні бути змоченими розчином. Платівка на очах буде покриватися шаром металевої міді червоного кольору. Для обробки маленької деталі знадобляться лічені хвилини.

Коли ви нанесли покриття, потрібно висушити на повітрі деталь і натерти матовий шар міді до блиску за допомогою полотняною або вовняний ганчірки. Процес міднення алюмінію, коли виріб велектролітичні ванну не опускають, а обробляють невеликими ділянками зовні, додаючи електроліт, застосовують в таких випадках, коли виріб настільки велике, що для нього не можна підібрати підходящу ванни.

ванни міднення

Установки для міднення від звичайних гальванічних ванн нічим не відрізняються. Електроліти для міднення досить просто отримати, якщо мати під рукою необхідні інгредієнти. Бувають два види мідних розчинів: лужні і кислі.

У кислих розчинах ви не зможете отримати добре зчеплені покриття з міді на цинкових і сталевих виробах, тому що цинк і залізо в цьому випадку розчиняються з міддю, і порушується зчеплення з захисним покриттям.

Для усунення даної особливості рекомендується перший тонкий мідний шар (2-3 мкм) створити в лужному розчині для міднення, а в майбутньому нарощувати покриття до заданої товщини в кислому електроліті, який є більш економічним. Цинкові вироби, що мають складну форму, Найкраще мідна в лужних електролітах.

Найпоширенішими кислими електролітами є борфтористоводородной і сірчанокислий. Найбільше використання знайшли сірчанокислий електроліти, які відрізняються простотою складу, високим виходом по току і значною стійкістю.

Перед меднением деталей зі сталі в кислих електролітах їх рекомендується попередньо мідний в ціанистим електроліті або брати в облогу тонкий подслой нікелю. Дані електроліти мають кілька недоліків.

Один з них полягає в неможливості безпосереднього покриття цинкових і сталевих деталей з-за контактного виділення міді, яка має хороше зчеплення з металом основи. Також електроліти незначну розсіюють здатність і більш грубу структуру опадів у порівнянні з іншими електролітами.

Серед лужних електролітів міднення відомі пірофосфатних і ціанисті електроліти.
Ціанисті електроліти з міді характеризуються високими розсіюючими здібностями, можливістю проведення меднения столярних виробів та мелкокристаллической структурою опадів.

До недоліків лужних електролітів відносять низьку щільність струму і нестійкість розчину внаслідок карбонізації під дією двоокису вуглецю вільного ціаніду. Крім цього, ціанисті електроліти відрізняються зменшеним виходом по току - максимум 60-70%.

Таким чином, мідь є металом, який використовується повсюдно: в автомобільній промисловості, електротехніці і будівництві. А в гальванопластике відома технологія меднения для підготовки металевої поверхні під покриття іншими металами або як самостійний процес.

Мідні покриття, як правило, не застосовуються в якості самостійного покриття ні для декоративних цілей, ні для захисту сталевих деталей від корозії. Це пов'язано з тим, що мідь в атмосферних умовах легко окислюється, покриваючись нальотом окислів.

Однак завдяки гарному зчепленню обложеної міді з різними металами мідне покриття застосовується в багатошарових захисно-декоративних покриттях як проміжний підшар, а також для захисту сталевих деталей від цементації. У гальванопластике мідні опади застосовуються для виготовлення металевих копій, барельєфів, волноводов і матриць.

Електроліти міднення поділяють на кислі і лужні. З кислих електролітів використовують сірчанокислий і борфтористоводородной. Найбільше застосування знайшли сірчанокислий електроліти, що відрізняються простотою складу, стійкістю і високим виходом по току (до 100%). Недоліком цих електролітів є неможливість безпосереднього покриття сталевих і цинкових деталей внаслідок контактного виділення міді, що має погане зчеплення з основним металом. Тому перед меднением сталевих детальний в кислих електролітах їх попередньо мідний в ціаністих електролітах або осаджують тонкий подслой нікелю. До недоліків сірчанокислих електролітів відносяться також їх незначна рассеивающая здатність і грубіша: структура опадів у порівнянні з іншими електролітами.

До лужних електролітів міднення відносяться ціанисті, пірофосфатних і інші електроліти. Ціанисті мідні електроліти мають високу розсіює здатністю, мелкокристаллической структурою опадів, можливістю безпосереднього меднения княжих деталей. До недоліків відносяться низька щільність струму і нестійкість складу внаслідок карбонізації вільного ціаніду під дією двоокису вуглецю повітря. Крім того, ціанисті електроліти характеризуються зниженим виходом по току (не більше 60-70%).

Будьте уважні! Компанія «ЛВ-Інжиніринг» не надає послуги з нанесення гальванічних покриттів! Наша організація здійснює проектування гальванічних виробництв, виготовлення гальванічних ванн і ліній з поліпропілену, монтаж і пусконалагоджувальні роботи по даному напрямку.

Кислі електроліти міднення

Мідь сірчанокисла - 150-250 г / л
Нікель хлористий - 50-70 г / л
Температура \u003d 18-25 ° С
Щільність струму \u003d 1-4 А / дм 2

При перемішуванні електроліту стисненим повітрям можна довести катодний щільність струму до 6-8 А / дм 2.

Для приготування сірчанокислого електроліту міднення розчиняють мідний купорос, фільтрують його в робочу панну і при безперервному помішуванні додають сірчану кислоту.

При нанесенні мідних покриттів з сірчанокислого електроліту мідні аноди розчиняються в основному з утворенням двовалентних іонів, які, разряжаясь на катоді, осідають у вигляді металевої міді. Однак поряд з цими процесами відбуваються п інші, що порушують нормальний перебіг електролізу. Можливо також анодне розчинення з утворенням одновалентних іонів, хоча і в меншій мірі.

У електроліті, що омиває металеву мідь, йде також хімічний оборотний процес: Cu + Cu 2+ \u003d 2Cu +.

Накопичення в розчині іонів одновалентних міді в великих кількостях приводить до зрушення реакції вліво, в результаті чого випадає металева губчаста мідь.

У розчині, крім того, відбувається окислення сернокислой одновалентних міді за рахунок кисню повітря н сірчаної кислоти, особливо при повітряному перемішуванні: Cu 2 SO 4 + 1 / 2O 2 + H 2 SO 4 \u003d 2CuSO 4 + H 2 O. На катоді процес полягає в розряді двовалентних і одновалентних іонів міді, але в зв'язку з тим, що концентрація іонів одновалентних міді приблизно в 1000 разів менше концентрації іонів двухвалентной міді, катодний процес виглядає так: Cu 2+ + 2е - \u003d Cu. Вихід по току становить 100%.

Для отримання щільного гладкого осаду в електроліті необхідна присутність бур'янів кислоти. Сірчана кислота виконує ряд функцій: значно підвищує електропровідність електроліту; знижує активність іонів міді, що сприяє утворенню дрібнозернистих опадів; запобігає гідроліз сернокислой закисной міді, який супроводжується утворенням пухкого осаду закису міді.

Дефекти при експлуатації сірчанокислого електроліту міднення і способи їх усунення

борфтористоводородной електроліт має дещо вищою розсіює здатністю, ніж сірчанокислий. Крім того, в борфтористоводородной електролітах можна застосовувати високі щільності струму. Склад електроліту (г / л) і режим міднення:

Мідь борфтористоводородной - 35-40 г / л
Кислота борна - 15-20 г / л
Кислота борфтористоводородной - 15-20 г / л
Нікель хлористий - 50-70 г / л
Температура \u003d 18-25 ° С
Щільність струму \u003d до 10 А / дм 2

Електроліт перемішують стисненим повітрям або механічною мішалкою.

Для приготування борфтористоводородной електроліту в борфтористоводородной кислоту невеликими порціями вводять свіжоосадженого вуглекислу мідь. Розчин вуглекислої міді готують підливання підігрітого концентрованого розчину соди до розчину сірчанокислої міді при перемішуванні. Отриманий осад декантирують, промивають і розчиняють в борфтористоводородной кислоті. У приготовлений розчин додають вільну борфтористоводородной і борну кислоту до необхідного значення рН (1-1,5). У ванну з отриманим електролітом доливають воду до робочого рівня.

У цьому цікавому відео-уроці розглянемо, як можна зробити розчин, який буде виконувати функції електроліту для омеднения будь-яких предметів з металу, наприклад, алюмінію за допомогою туалетного каченяти.

Що потрібно для процесу.

Для цього нам знадобиться пластикова пляшка з водою, мідний дріт без ізоляції. Бажано, брати дріт мінімального перетину, щоб площа реакції була максимально великий. Якщо немає мідного дроту, підійдуть монетки, до складу яких входить мідь НЕ жовтого кольору. Замість дроту або монеток можна використовувати абсолютно будь-яку мідну стружку, обрізки, відходи, в які входить мідь. Також потрібно додати невеликий шматочок олова.

Як предмет для омеднения в даному відеоуроці буде виступати сталева рукоятка ножа. Крім туалетного каченяти може підійти і інше засіб для чищення, до складу якого входить соляна кислота, яка входить в реакцію з міддю і розчиняє її.

Приготуємо складу розчину для міднення.

Отже для початку зробимо наступне. Вміст туалетного каченяти необхідно влити в пляшку з водою, щоб отримати розчин, в який буде занурена мідь. Тепер в розчин кладемо мідний дріт і шматочок олова. Після цього цей розчин необхідно залишити, бажано, в теплому місці на якомога більш довгий термін. Концентрація соляної кислоти, яка міститься в утерке, вимагає тримати баночку для розчинення міді протягом одного місяця. Ось і весь склад розчину.

Обробка заготовки для покриття міддю.

Бажано металеву заготовку очистити від іржі та бруду кип'ятінням в розчині лугу або, на худий кінець, звичайний шкіркою.

Коли очищення і шліфування закінчена, необхідно заготовку знежирити, так як пальці рук людини містять жир.

Перед використанням розчину для омеднения, його потрібно добре струснути, щоб солі міді змішалися з рідиною. Тепер можна помістити заготовку в меднящій розчин. Бажано під час омеднения ємність з електролітом іноді похитувати, і перевертати заготовку, щоб створити приплив свіжого розчину до неї.

Минуло вже півтора години, можна подивитися, як пройшов процес. Добре видно, що заготовка покрилася міддю. Її потрібно обов'язково промити водою. Мідь на ній тримається дуже добре. Дуже красиво вийшло, але краще не покривати рукоять ножа міддю, так як вона має властивість окислюватися і бруднити, відповідно, руку. можна зробити і не тільки це.