Химическая металлизация — реагенты, технология выполнения в домашних условиях

Тех, кто интересуется защитой сплавов и декоративным напылением, наверняка интересует вопрос, осуществима ли химическая металлизация в домашних условиях? Поговорим об этом подробнее.

Виды металлизации

Металлизация изделий, как понятно из названия данного процесса, заключается в том, что на их поверхность наносится тонкий металлический слой. Подвергаться такой обработке может не только металл, но также пластик, древесина, стекло и другие материалы. Наиболее популярными и известными видами такого процесса являются металлизация хромом (хромирование), покрытие поверхности изделия слоем цинка (цинкование), менее известным – алитирование, в процессе которого на поверхность наносится слой алюминия.

Химическая металлизация. Рама для зеркала

В зависимости от того, какое оборудование и какая технология используются для металлизации, данная обработка подразделяется на различные виды. Так, на сегодняшний день хорошо отработаны и активно применяются следующие способы нанесения металлического покрытия:

1. гальваническая металлизация, выполняемая в ваннах со специальным электролитом;
2. электродуговая металлизация, при которой покрытие на обрабатываемую поверхность наносится посредством электродугового плавления металлического электрода и последующего распыления расплавленного металла при помощи струи сжатого воздуха;
3. газоплазменное напыление, при которой, как и при осуществлении дуговой технологии, металл наносится на поверхность изделия в расплавленном мелкодисперсном состоянии (как и электродуговая металлизация, газоплазменное напыление является достаточно сложным технологическим процессом, поэтому их применяют преимущественно в производственных условиях);
4. плакирование – нанесение на поверхность слоя металла и его последующая горячая прокатка;
5. диффузионная металлизация, суть которой заключается в том, что атомы наносимого металла под воздействием высокой температуры проникают в поверхностный слой обрабатываемого изделия;
6. горячая металлизация – формирование покрытия при погружении изделия в ванну с расплавленным металлом;
7. химическая металлизация.

На последней технологии стоит остановиться подробнее, так как она оптимально подходит для того, чтобы наносить металлические покрытия на различные изделия своими руками в домашних условиях.

Зачем нужна

Способ часто применяют автолюбители для увеличения срока эксплуатации автомобиля. Второе применение – интерьерное. Некоторым поверхностям и элементам квартиры или дома можно придать декоративный блеск. Задачи и функции процесса:

• Защита от резких температурных перепадов и окисления, путем повышения устойчивости к коррозии.
• Эстетичность – внешний слой даже старого металлического элемента приобретает блеск.
• Увеличение длительности эксплуатационного периода, чтобы поверхность дольше сопротивлялась истиранию.
• Отражение. Отличный вариант, чтобы машина в темное время суток была заметнее на дороге.

2 Назначение химической металлизации и ее особенности

Проводится металлизация с различными целями, чаще всего это получение декоративного покрытия. Еще подобным способом можно устранить такие мелкие дефекты, как микротрещины, поры и т. д. Однако это далеко не единственная задача, с помощью хим металлизации иногда производят и восстановление деталей, правда, достаточно редко. Основное же назначение покрытия из определенного металла – улучшение свойств основного материала. Таким образом достигаются великолепные антикоррозионные характеристики, повышается стойкость, увеличивается твердость, осуществляется защита от эрозии. В общем, можно сказать, что с помощью хим металлизации появляется возможность получения покрытий с заданными свойствами.

Итак, выше уже были рассмотрены разные способы нанесения защитных покрытий, осталась без внимания только хим металлизация. На ней сейчас и остановимся более подробно. Данная технология заключается в том, чтобы обеспечить идеальные условия для протекания окислительно-восстановительных реакций. В этом случае атомы, у которых окислительно-восстановительный потенциал находится на более высоком уровне, вырываются наружу. На видео мы не увидим явного процесса перехода, но отчетливо заметим изменение цвета детали.

Технология проведения химической металлизации заключается в следующем: на поверхность наносятся специальные реагенты, которые вступают в реакцию между собой, в результате чего образуется покрытие. Причем последнее может иметь самые разные цвета, при необходимости создаются даже такие покрытия, которые сочетают в себе несколько оттенков, плавно переходящих друг в друга.

Примерно так осуществляется, например, каталитическое хромирование. Если обратить внимание на соответствующие видео процесса хим металлизации, то можно заметить, что метод довольно прост в исполнении, в принципе его можно сравнить с простым нанесением краски.

Условия для проведения процедуры

Процесс преображения невзрачных деталей в зеркальные предметы сопряжён с использованием химических реагентов. Жилая комната или кухня не подойдут для хромирования в домашних условиях. Для такого опыта стоит создать импровизированную лабораторию в гараже или другом изолированном помещении. Опасные испарения реагентов могут повысить риск возникновения онкологических заболеваний, поэтому выбранная комната должна быть оборудована вентиляцией, а мастер снаряжен защитной одеждой, очками и маской.

Подготовка рабочего места – очень ответственная часть работы, при проведении которой нужно учесть некоторые особенности технологии.

В каких условия безопасно проводить хромирование

Базовое оборудование

К основным инструментам, используемым при обработке металла, относят следующие компоненты:

• электрохимическая ванна или стеклянная ёмкость;
• выпрямитель тока;
• нагревательный элемент;
• термометр.

Схема электрохимической ванны для хромирования

Для химической обработки разных металлов предназначена гальваническая ванна. Объёма изолированной ванны хватит для того, чтобы подвергнуть серебрению крупногабаритный металл. Хромирование своими руками мелких деталей можно провести в небольших ёмкостях из стекла.

С помощью обычного термометра можно выдержать нужную для процедуры температуру. Химические реагенты являются основными участниками процесса серебрения металла. Основной компонент – оксид хрома, который в определённой дозировке считается смертельным ядом. К использованию этого вещества стоит отнестись предельно внимательно.

Применение оксида хрома

Химические реагенты

Самостоятельное хромирование также подразумевает поиск надёжных поставщиков, торгующих нужными веществами. Большинство химических компонентов можно приобрести на складах медицинского оборудования, а остальные – купить в аптеке. В стартовый набор включены следующие вещества:

• AgNO3 – азотнокислое серебро – 2 г;
• SnCl2 – двухлористое олово – 2,5 г;
• Глюкоза – 2,5 г;
• NaOH – гидроксид натрия – 22 г;
• NH4OH (аммиак) – 5 мл;
• HCl – соляная кислота – 20 мл;
• Формалин 37% – 0,45 л;
• Дистиллированная вода –2 л.

С помощью кухонных весов или мерных стаканов можно выполнить дозировку каждого препарата. А для самого процесса хромирования своими руками понадобятся одноразовые шприцы и бытовые распылители.

3 Химическая металлизация – необходимые материалы и оборудование

Некоторые из процессов хим металлизации можно выполнить в домашних условиях, правда, нужно быть очень осторожными, чтобы не навредить здоровью, ведь работать придется с химией, иногда весьма агрессивной. А вот если у вас есть еще и более-менее специализированное оборудование, то можно обрабатывать элементы, имеющию самую различную сложную форму и размеры, начиная от пуговицы и заканчивая огромной статуей, напыление получается не хуже заводского.

Что же насчет материалов, так для химической металлизации понадобятся реактивы со свойствами активатора и восстановителя. Кроме них необходима еще и грунтовка, которой предварительно обрабатывается поверхность изделия, а также лаковое покрытие. Последнее выполняет защитную функцию и является завершающим аккордом в процессе хим металлизации. Оно обладает довольно высокой твердостью и износостойкостью.

Для того чтобы получить какой-то определенный цвет, технология предусматривает добавление еще и красящего тонера. Чтобы повысить адгезионные свойства перед тем как наносить защитный слой металла, поверхность покрывают специальным грунтом. Если эксперимент не удался, и полученный результат далек от ожидаемого, то без труда удалить такое покрытие можно с помощью специального смывочного вещества.

Как захромировать деталь в домашних условиях: начните с очистки

На поверхности не должно остаться ничего лишнего, а именно:

• грязь, пыль убираем с помощью воды с моющим средством;
• лакокрасочное покрытие снимаем с помощью наждачной бумаги или растворителя;
• бензином можно убрать масляные пятна, остатки смазки;
• все очаги ржавчины также следует устранить.

Если все сделали правильно, получится чистая исходная заготовка. Если вы работали крупной наждачкой или металлической щеткой, то лучше пройтись шкуркой с мелкой фракцией абразивов, чтобы не осталось крупных царапин, дефектов, так как они могут некрасиво выделяться через хром.

Обезжиривание

Можно ограничиться бензином или растворителем, но если жирные пятна все же остались, эффективнее всего замочить предмет на 20-60 минут. Состав жидкости:

• 1 л воды, нагретой до 80-90 градусов.
• Гидроксид натрия – 150 г.
• Клей «жидкое стекло» – 5 г.
• Карбонат натрия (техническая сода) – 50 г.

Факторы хромирования

Постоянная температура электролита должна быть не менее 50 и не более 55 градусов. Сперва поместите вещь в емкость, а только затем подавайте электричество, чтобы металл нагрелся до температуры воды.

Подготовка изделия

Обстоятельства, в которых находится деталь, необходимо приблизить к стерильным. Обращаем внимание, что от чистоты и ровности верхнего слоя будет зависеть качество покрытия. Поэтому предусмотрите искусственную вентиляцию и чистое рабочее место.

Процесс покрытия хромом своими руками в домашних условиях

К изделию присоединяется катод. Лучше использовать зажимы типа «крокодилы». Их используют для зарядки аккумулятора автомобиля. Анод опускается в раствор. Напряжение подается в течение 20 минут и более – если поверхность простая, то этого достаточно, а если на ней много шероховатостей, углублений, углов, то можно продлить вплоть до часа. Не забудьте поддерживать герметичность, плотно прикрывайте крышку.

После обработки вытащите заготовку щипцами, не прикасаясь к ней руками. Ополосните в чистой воде. После завершения процедуры заготовку оставьте сохнуть на 2,5-3 часа в чистом помещении с хорошей вентиляцией и плюсовой температурой воздуха.

Методы проведения

Знание взаимодействия химических элементов и наличие базового оборудования поможет беспроблемно провести хромирование своими руками. Существует 3 способа проведения данной процедуры.

Гальванический

Электрохимический метод серебрения металла подразумевает наличие прокаливающего элемента – катода, среды химической реакции – электролита, обрабатываемой детали – анода. Электролит представляет собой смесь очищенной воды, серной кислоты и хромового ангидрида (CrO3). Погружение объекта металлизации в электролит производится при температуре воды 60-80оС. В результате реакции, на стенках предмета оседают катионы хрома, и деталь покрывается зеркальной плёнкой.

Схема электрохимического устройства

Каталитический

Химический способ обработки металла основывается на взаимодействии реагентов с поверхностью изделия. Атомы с высоким потенциалом поднимаются на верхний слой покрытия в результате реакции с реагентами. Полученное покрытие полируют и доводят до зеркального оттенка.

Диффузионный

Такой метод хромирования сохраняет базовые принципы напыления хрома, но сама процедура проводится с помощью гальванической установки. Этот тип хромирования своими руками избавляет от необходимости сооружать громоздкую электролитическую ванну. Гальваническая установка представляет собой специальную кисть, в которую заливается электролит, трансформатор и шнур, соединяющий катод и анод. Вместо привычной ворсистой кисти можно использовать пористую губку.

Причины появления изъянов на поверхности деталей

Опытные мастера выделяют несколько основных причин, влияющих на качество хромирования в домашних условиях.

Способы устранения изъянов на поверхности деталей

Превышение силы тока.  Избыточный ток, пропущенный через объект, может привести к неравномерному окрашиванию предмета.

Несоблюдение технологии. При нарушении оптимальных температурных показателей и дозировки реактивов металл не обретёт желаемый зеркальный блеск.

Некачественная подготовка изделия-основы. Плохое обезжиривание не позволит катионам хрома равномерно осесть на поверхности предмета, а также уменьшит срок его эксплуатации.

Видео по теме: Химическая металлизация (хромирование)

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.

Нюансы, с которыми можно столкнуться после процедуры

К сожалению, домам не всегда является полностью санитарной средой для проведения химических реакций, а также бывает трудно найти качественные компоненты, поэтому могут появиться затруднения, мы представили их для вас в форме таблицы.

Возможные дефекты и их причины при хромировке деталей в домашних условиях

Недостаток	Происхождение
Неравномерный блеск поверхности	Скорее всего, имела место плохая обработка – участки остались не обезжиренными или не отшлифованными. Вторая возможность – слишком большой ток. Третья – неравномерный нагрев электролита.
Отсутствие блеска	Неправильные пропорции при создании раствора.
Коричневые пятна на хромировке	Мало H2SO4 или слишком много хрома.
На покрытии небольшие раковинки	Плохая полировка, следы оставленного водорода.
Неравномерность слоя	Превышение силы тока.
Мягкая поверхность, плохое высыхание	Обратная ситуация, нужно было дать больше электричества
Отслоение	Либо не было достигнуто идеально ровное покрытие при шлифовке, либо были сбои в подаче напряжения.

Как сделать хромированную деталь: что нужно учесть

Подробнее поговорим о нюансах проведения процедуры.

Помещение

Подойдет гараж или мастерская с принудительной вентиляцией. На крайний случай – балкон. Исключено проведение операции в жилых помещениях и на улице. В первом случае это опасно, во втором – много загрязнений.

Подготовительные мероприятия

Проводятся в закрытом помещении за 2-3 часа до процедуры. Можно оборудовать специальное место с теплым воздухом, чтобы сушка прошла быстрее. На рабочем месте ничто не должно мешать процессу и нарушать технику безопасности. Следите, чтобы к оборудованию для хромирования не могли подойти посторонние, в особенности – дети и животные.

Оборудование

Аккумулятор нужно брать «с запасом» мощности, но обычно на трехлитровую банку раствора достаточно 18 А. Внимательно выбирайте емкость без сколов и трещин. В противном случае, при нагреве оно может лопнуть.

Технология

Основное затруднение, с которыми сталкиваются любители, это трудность подбора ингредиентов для электролита,, их чистота и концентрация. Поэтому при использовании любого из трех способов сперва сделайте пробное хромирование. Это позволит отрегулировать подачу электричества и поменять состав.

Итоги

Мы рассказали вам, как покрыть металл хромом своими руками в домашних условиях, и все тонкости, которые с этим связаны. В качестве завершения статьи посмотрим ещё одно видео по теме:

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...