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METHODE DE PEINTURE GALVANIQUE

Ilya Loskutov

Une collection de méthodes pour la fabrication de secrets technologiques pour toutes les occasions

Glossaire

a | b | dans | g | d | w-et | à | l | m | n | à propos de | n | p | s | t y | f-c | sh-i

Travailler avec des électrolytes de cuivre a ses propres spécificités. Commençons par le point principal du dépôt direct des revêtements de cuivre: afin d'éviter une extraction par contact du cuivre à la surface des ébauches, ceux-ci ne peuvent être chargés dans l'électrolyte que sous un courant, sinon une forte adhérence des boues au matériau de base n'est pas assurée. La densité de courant initiale joue également un rôle très important dans cette situation. Cela est dû au fait qu’à une intensité de courant excessivement élevée, il se forme également des précipités cristallins denses mais grossiers qui conduisent en outre, dans le cas choisi, à l’obtention de revêtements ondulants ou collants d’une épaisseur imprévisible. Lorsque la densité de courant est extrêmement faible, la vitesse de formation du revêtement galvanique sera inférieure à la vitesse de libération du cuivre séparé par contact, ce qui entraînera par la suite l’exfoliation du revêtement.

Pour chaque type d'électrolyte de cuivre, il existe sa propre densité de courant optimale strictement définie. Pratiquement, la densité de courant optimale est choisie en fonction de l'aspect du revêtement obtenu et de la rapidité de son éducation. S'il existe une compétence relativement petite, acquise très rapidement, un moyen similaire de contrôler l'avancement du processus fournit des revêtements de très haute qualité. Lorsque le procédé de galvanoplastie est correctement sélectionné, la couche de cuivre déposée a une peinture de corps de couleur unie, une structure cristalline fine uniforme. Avec des densités de courant excessivement impressionnantes, une couche de cuivre est obtenue avec des grains de métal grossiers, également caractérisés par une couleur rouge brique. Sur le défaut final, il est habituel d’exprimer ce qui entraîne la «brûlure» du revêtement. L'excès de courant, en plus de l'apparition de brûlures, peut conduire à la passivation des anodes.

En même temps, à la surface de celui-ci, se trouve une plaque effaçable, blanchâtre, bleu verdâtre ou brune, qui s'efface facilement et empêche le processus normal de dissolution du métal. En même temps, les sels de cuivre contenus dans l'électrolyte sont consacrés à la formation du revêtement, ce qui entraîne une instabilité de sa composition chimique.

Donc, pour la source, il est nécessaire de préparer l'électrolyte. À 1 litre d' électrolyte est nécessaire:

  • Sulfate de cuivre - 60 g ;

  • Sucre raffiné - 90 g ;

  • Soude caustique - 45 g ;

  • Alcool - 5-10 ml .

L'électrolyte est préparé dans un ordre strict: le sulfate de cuivre se dissout dans 200 à 300 ml d' eau, du sucre y est ajouté. L’hydroxyde de sodium est dissous séparément dans 250 ml d’ eau. Ensuite, une solution de sulfate de cuivre avec du sucre est ajoutée à la solution de soude caustique par petites portions sous agitation constante. De l'eau est ensuite ajoutée jusqu'à l'obtention d'un litre de solution. Pour la dissolution choisie des composants, il est préférable de chauffer l'eau jusqu'à une température de 35-40 degrés. En tant que bain galvanique, vous pouvez utiliser un pot ordinaire. Après avoir préparé l'électrolyte principal, 5 à 10 ml d' alcool y sont ajoutés. La présence d'alcool améliore considérablement la qualité du cuivre déposé, ce qui rend la structure du revêtement plus dense et réduit considérablement le grain du métal. L'électrolyte fini a une peinture bleu-vert saturée sombre (cette peinture ne peut être vue qu'avec un très petit nombre d'électrolyte sur le bas et à la lumière, mais il semble qu'elle soit à peu près noire).

Ces proportions sont extraites du chapitre "Méthodes chimiques et électrochimiques de traitement des pièces" du livre "L'Alphabet de la modélisation navale" (Dregalin A.N. Polygon, S.-P. 2003) . Mais je pense que vous pouvez expérimenter avec la composition de l'électrolyte.
Pour la préparation de l'électrolyte, il est fortement recommandé de ne pas utiliser d'eau du robinet mais du distillat. Il est également préférable de ne pas utiliser de sulfate de cuivre technique (engrais), mais la qualification chimiquement propre du sulfate de cuivre cristallin (le même sulfate de cuivre) n’est pas inférieure à 4 . Ceci est vendu dans les magasins de produits chimiques. La soude caustique peut être là.

La maintenance des électrolytes est également un problème très important. Avec le passage de pores dans la composition de l'électrolyte, des boues se forment, altérant de manière significative ses caractéristiques. Par conséquent, il est nécessaire de faire passer périodiquement la solution à travers le filtre de 2 couches de tissu avec une mince serviette entre elles. Il est recommandé de faire la même chose à la fois après la préparation de l'électrolyte. Pendant les pauses, le bain doit être fermé avec un couvercle hermétique afin d’éviter les particules de poussière, les débris, l’évaporation de l’eau (et, comme une conséquence, une violation de la concentration des composants).

Ensuite, récupérez le circuit électrique. L'électrode connectée au «+» (anode) agit à partir d'une feuille de cuivre pour une coloration uniforme de la pièce vrillée dans le cylindre (voir les figures). L'électrode connectée au "-" (cathode) est connectée à la partie peinte. Pour supprimer les paramètres du circuit électrique, vous pouvez activer l'ampèremètre et un voltmètre. Le schéma de principe est présenté sur la figure.

Схема соединения цепи

Schéma de connexion du circuit

Катод - окрашиваемая деталь

Cathode - Partie peinte

Анод

Anode

Как это выглядит на практике

À quoi ça ressemble dans la pratique

Pour recouvrir une pièce d'une couche de cuivre, il est nécessaire de fournir la densité de courant requise d'environ 0,5 (1-2) A / dm 2 (dans différentes sources de différentes manières). Là encore, la densité de courant dépend de plusieurs facteurs, tels que la taille de la pièce, la composition, la température de l'électrolyte, la pureté de la réaction (la pureté de l'eau correspond également à des réactifs organiques), le temps de réaction. Par conséquent, très probablement, tout le monde devra choisir la force actuelle en utilisant une résistance variable. Pour ce faire, dans le circuit entre la source de courant et l'anode, il est nécessaire de prévoir une résistance alternative (trimmer ou rhéostat, ce qui est préférable). En tant que source de courant, vous pouvez utiliser n’importe quelle source de courant constant avec une tension de sortie jusqu’à 10 volts . Cet exemple utilise l'ancien chargeur pour le téléphone portable Philips avec des caractéristiques de sortie de 4,2 V et 770 mA .

La densité de courant est calculée par la formule: i = I / S

Dans quelle pièce: I - courant d’alimentation; S est la surface totale de la pièce peinte.

Avec l'intensité du courant, tout est plus clair ou moins clair - il est défini par les paramètres de sortie de la source de courant également par une résistance variable.

Trouvez la surface totale de la pièce peinte. Considérez une copie précédemment faite d'un canon de 24 kg pour la corvette «Olivuts» .

Сложная фигура пушки

Dans ce cas, la figure complexe du canon se compose de plusieurs figures simples - cônes tronqués et cylindres. Mais il n’est pas non plus difficile de calculer la surface exacte de sa surface - vous pouvez l’imaginer simplement comme un cylindre de diamètre moyen et calculer également la surface approximative, suffisante pour notre travail.
Toutefois, vous pouvez également effectuer des calculs plus précis en décomposant la pièce en primitives géométriques, en tenant également compte de la surface de chaque surface.

  • La surface totale du cône est obtenue par la formule suivante: S = 3,14 * (R 2 + r 2 + 1 * (R + r)) ;

  • L'aire de la surface latérale du cône: S = 3.14 * l * (R + r) ;

  • La surface totale du cylindre: S = 2 * 3,14 * r * (r + h) ;

  • L'aire de la surface latérale du cylindre: S = 2 * 3.14 * r * h ;

Площадь поверхности конуса

Площадь поверхности цилиндра

En substituant les dimensions dans les formules, nous obtenons l’aire de notre pièce 0,03 dm 2 .

Par conséquent, la puissance requise du courant: I = i * S = 0,5 (densité de courant requise) * 0,03 (surface partielle) = 15 mA

Et à partir de là, nous acquérons la résistance requise du circuit: R = U / I = 4,2V / 15mA = 280 Ohm

Mais ici, la résistance interne de l'électrolyte n'est pas prise en compte. Par conséquent, en pratique, la résistance externe doit être inférieure à celle calculée. Dans mon cas, les caractéristiques optimales du circuit se sont révélées comme suit: source de courant indiquée ci-dessus, l'opposition dans le circuit anodique est égale à 220 ohms . Le temps pour colorer la pièce est de 17 minutes . En tant que bain galvanique, un bocal en verre de bébé d’une capacité de 150 ml , une surface de plaque de cuivre (anode) = 49 cm 2 et une température d’électrolyte de la pièce ( 18-22 ° C ) ont été utilisés.

Si vous ne possédez pas d'ampèremètre ou si vous avez une résistance variable impossible à déterminer avec une précision d'au moins 10 ohms , vous pouvez déterminer l'intensité du courant nécessaire sous forme d'un œil: avec un courant extrêmement fort, de l'hydrogène est libéré à la cathode sous forme de bulles clairement visibles (appelée "). Ces bulles empêchent le dépôt de cuivre à l'anode. Dans ce cas, le détail est recouvert d'une patine brun foncé, facilement gommable par les doigts. Par conséquent, il est nécessaire de diminuer le courant (augmenter la résistance) jusqu'à ce que la libération d'hydrogène devienne si évidente (l'hydrogène est libéré à n'importe quel courant), c'est-à-dire comme si seules les bulles ne devenaient pas visibles du tout, il est possible de s'attarder sur ce courant et de le modifier davantage (si nécessaire) en regardant l’aspect de la pièce.
Ensuite, comme si la pièce avait été retirée de l’électrolyte, elle devait être soigneusement rincée à l’eau courante. En conséquence, nous obtenons un morceau peint de couleur cuivre mat.

De plus, afin de faire briller le détail, nous le poudrons soigneusement avec un chiffon avec de la pâte GOI ou de la craie fine (poudre de dent). Encore une fois, lavez (éliminez les restes de craie et de pâte de GOI ) pour obtenir le résultat final.

Quelques astuces sur la qualité de surface de la pièce peinte. Pour un dépôt plus uniforme du cuivre, la surface de la pièce doit être lisse et dégraissée. Il est connu que lors de la coulée, la pièce présente une surface microporeuse - ces micropores doivent également être éliminés. Si le matériau de la pièce moulée est souple (par exemple, de l’étain), vous pouvez le faire avec une aiguille en acier, en l’enroulant ou en l'enroulant le long de la pièce, comme indiqué sur la figure.

Предварительная отделка заготовки

Enfin, je pense qu’il est nécessaire de décrire les perspectives de cette technologie. Avec cette technologie, le placage de cuivre peut être utilisé pour fabriquer des pièces de cuivre creuses, telles que la cloche d'un navire. Pour ce faire, vous pouvez créer à partir de tout matériau à bas point de fusion, le flan de la cloche revient tout simplement à le recouvrir de cuivre (mais avec une couche épaisse). La prochaine étape est la fusion scrupuleuse des ébauches de matériaux. Mais, parallèlement, une couche de cuivre plus complète est également nécessaire, ce qui prendra beaucoup plus de 17 minutes .

Cette technologie peut également être utilisée pour recouvrir diverses sculptures, en or, en cuivre ou en bronze. Dans cette méthode de galvanoplastie, presque toutes les couleurs peuvent être obtenues - vous devez juste expérimenter avec la composition de l'électrolyte et l'ampérage.

Créateur: Ilya Loskutov