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PROCÉDÉ DE REVÊTEMENT GALVANIQUE

Ilya Loskutov

Collection de façons de faire des secrets de technologie pour toutes les occasions

Glossaire des termes

a | b | dans | g | d | ж-и | à | l | m | n | à propos de n | rs | t-y | fc | ш-я

Travailler avec des électrolytes de cuivre a ses propres spécificités. Commençons par la position de base de l'application directe des revêtements de cuivre: afin d'éviter la séparation par contact du cuivre à la surface des pièces, celles-ci ne peuvent être chargées que sous courant, sinon une forte adhérence de la boue au matériau de base n'est pas garantie. La densité de courant initiale joue également un rôle très important dans cette situation. Cela est dû au fait qu’à des intensités excessivement élevées, il se forme des précipités denses, mais cristallins, qui conduiront à l’avenir, dans le cas choisi, à des couvertures ondulantes ou tubulaires d’épaisseur imprévisible. Avec une densité de courant extrêmement faible, la rapidité de la formation du revêtement de galvanoplastie est en retard sur la vitesse de libération du cuivre séparé par contact, ce qui provoque ensuite le décollement du revêtement.

Pour chaque variété d'électrolytes de placage de cuivre, il existe une densité de courant spécifique, strictement définie, optimale. En pratique, la densité de courant optimale est choisie en fonction de l'apparence du revêtement reçu et de la vitesse de son éducation. Avec un savoir-faire relativement réduit, acquis très rapidement, un moyen similaire de contrôle de la progression du processus assure la production de revêtements de très haute qualité. Lorsque le processus galvanique est correctement sélectionné, la couche de cuivre déposée a une couleur solide, une structure cristalline fine uniforme. Avec des densités de courant excessivement impressionnantes, la couche de cuivre est obtenue avec des grains grossiers de métal, également une couleur rouge brique caractéristique. Il est d'usage d'exprimer un défaut final qui est le "bronzage" du revêtement. Le dépassement de l'intensité du courant, en plus de l'apparition de la dégradation, peut entraîner la passivation des anodes.

En même temps, à la surface de celle-ci, il y a une plaque blanche comme de la neige, du bleu verdâtre ou du marron, qui efface et efface facilement, ce qui empêche le processus normal de dissolution du métal. Dans le même temps, les sels de cuivre contenus dans l'électrolyte sont consommés lors de l'éducation du revêtement, ce qui entraîne une instabilité de sa composition chimique.

Donc, pour la source, vous devez préparer un électrolyte. Sur 1 litre d' électrolyte il faut:

  • Vitriol de cuivre - 60 g ;

  • Sucre raffiné sucre - 90 g ;

  • Soude caustique - 45 g ;

  • Alcool - 5-10 ml .

L'électrolyte est préparé en séquence stricte: le sulfate de cuivre est dissous dans 200 à 300 ml d' eau, du sucre y est ajouté. Séparément, dans 250 ml d' eau, l'hydroxyde de sodium se dissout. En outre, dans une solution de soude caustique en petites portions sous agitation constante, une solution de sulfate de cuivre avec du sucre est ajoutée. De l'eau est ensuite ajoutée jusqu'à l'obtention d'une solution de 1 litre . 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 préparation de l'électrolyte de base, 5 à 10 ml d' alcool sont ajoutés. La présence d'alcool améliore de manière significative la qualité du cuivre déposé, ce qui rend la structure de revêtement plus dense et réduit également de manière significative le grain du métal. L'électrolyte fini a une peinture bleu-vert saturée et sombre (cette peinture ne peut être vue qu'avec une très petite quantité d'électrolyte sur le fond, même sur la lumière, mais il semble qu'elle soit approximativement noire).

Ces proportions sont extraites du chapitre "Méthodes chimiques et électrochimiques de traitement des détails" du livre "ABC du sudomodélisme" (Dregalin AN Poligon S.-P. 2003) . Mais je pense que vous pouvez expérimenter avec la composition de l'électrolyte.
Pour préparer l'électrolyte, il est fortement recommandé d'utiliser non pas de l'eau ordinaire du robinet, mais du distillat. Il est également préférable de ne pas utiliser de sulfate de cuivre technique (engrais), mais le sulfate de cuivre cristallin chimiquement pur (le même sulfate de cuivre) n’est pas inférieur à 4 . Ceci est vendu dans les magasins de réactifs chimiques. La soude corrosive peut être trouvée au même endroit.

L'entretien des électrolytes est également un problème très important. Avec le passage des pores, une boue est formée dans la composition de l'électrolyte, ce qui aggrave considérablement ses caractéristiques. Par conséquent, passer périodiquement la solution à travers un filtre de 2 couches de tissu avec une serviette mince entre eux. Il est recommandé de faire la même chose immédiatement après la préparation de l'électrolyte. Dans les interruptions du travail, le bain doit être fermé avec un couvercle scellé pour éviter la poussière, les débris, l’évaporation de l’eau (et, par conséquent, la concentration des composants).

Ensuite, nous collectons le circuit électrique. L'électrode connectée au "+" (anode) agit à partir de la feuille de cuivre, pour une coloration uniforme de la partie tordue dans le cylindre (voir figures). L'électrode connectée à la "-" (cathode) est connectée à la partie peinte. Pour supprimer les paramètres du circuit électrique, vous pouvez également éteindre l'ampèremètre et le voltmètre. Le diagramme schématique est montré sur la figure.

Схема соединения цепи

Schéma de connexion du circuit

Катод - окрашиваемая деталь

Cathode - partie peinte

Анод

Anode

Как это выглядит на практике

A quoi cela ressemble dans la pratique

Pour couvrir la 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). Encore une fois, 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 est également des réactifs organiques), le temps de réaction. Par conséquent, très probablement, chacun devra choisir le courant lui-même à l'aide d'une résistance variable. Pour ce faire, dans le circuit entre la source de courant et l'anode, il est nécessaire de fournir une résistance alternative (résistance d'accord 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 pouvant atteindre 10 volts . Dans cet exemple, nous avons utilisé un ancien chargeur pour le téléphone portable Philips avec des caractéristiques de sortie de 4,2 V 770 mA .

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

dans quelle pièce: I - puissance actuelle; S est la surface totale de la pièce peinte.

Avec la force du courant est de moins en moins clair - il est défini par les paramètres de sortie de la source de courant également par la résistance variable.

Trouvons la surface totale de la partie peinte. Considérez une copie faite précédemment de la caronade de canon de 24 livres pour la corvette "Olivuţa" .

Сложная фигура пушки

Dans ce cas, la figure complexe du pistolet se compose de plusieurs figures simples - les cônes tronqués aussi des cylindres. Mais il est également difficile de calculer exactement l’aire de sa surface - vous pouvez l’imaginer simplement sous la forme d’un cylindre de diamètre moyen et calculer également la surface approximative, ce qui, pour notre travail, sera suffisant.
Mais il est également possible d'effectuer des calculs plus précis en divisant la pièce en primitives géométriques et en calculant également l'aire de la surface extérieure de chacune.

  • La surface totale du cône est déterminée par la formule: S = 3,14 * (R 2 + r 2 + l * (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 des dimensions dans la formule, on obtient l'aire de notre pièce 0,03 dm 2 .

D'où la puissance actuelle requise: I = i * S = 0,5 (densité de courant requise) * 0,03 (zone partielle) = 15 mA

Et à partir de là, nous obtenons la résistance de circuit requise: R = U / I = 4.2V / 15mA = 280 Ohm

Mais la résistance interne de l'électrolyte n'est pas prise en compte ici, donc en pratique, la résistance externe doit être inférieure à celle calculée. Dans mon cas, les caractéristiques optimales du circuit étaient les suivantes: la source de courant mentionnée ci-dessus, la contraction dans le circuit d'anode égale à 220 ohms . Il est temps de peindre la pièce pendant 17 minutes . Comme bain galvanique, on utilisait un bocal en verre de 150 ml , la surface de la plaque de cuivre (anode) = 49 cm 2 , la température de la chambre d'électrolyte ( 18-22 0 C ).

Si vous ne possédez pas d'ampèremètre ou si la résistance ne peut pas être déterminée avec une précision d'au moins 10 ohms , vous pouvez déterminer le courant nécessaire sur l'oeil: pour un courant extrêmement fort, de l'hydrogène est libéré sous forme de bulles visibles "). Ces bulles empêchent le dépôt de cuivre à l'anode. Cette partie est recouverte d'un revêtement brun foncé, frotté facilement les doigts. Par conséquent, il est nécessaire de réduire le courant (augmenter la résistance) jusqu'à ce que le dégagement d'hydrogène devienne sensiblement le même (l'hydrogène est libéré à n'importe quelle intensité de courant), c'est-à-dire Comme si seules les bulles n'étaient pas visibles, vous pouvez vous arrêter sur cette force pour la modifier (si nécessaire) en vous concentrant sur l'apparence de la pièce.
Une fois la pièce retirée de l'électrolyte, elle doit être soigneusement lavée à l'eau courante. En conséquence, nous obtenons une partie peinte de couleur cuivre laiton.

Ensuite, pour fixer un détail du gloss, nous le broyons soigneusement avec un chiffon en pâte GOI ou en craie crayeuse (poudre de dent). On rince à nouveau (on enlève aussi les restes de craie de la pâte GOI ) et on obtient le résultat final.

Quelques conseils sur la qualité de la surface de la pièce peinte. Pour un dépôt plus uniforme du cuivre, la surface de la pièce doit également être lisse et dégraissée. Il est connu que la pièce a une surface microporeuse lors de la coulée - ces micropores doivent également être éliminés. Si le matériau de la pièce coulée est tendre (par exemple de l'étain), cela peut être fait avec une aiguille en acier, en la faisant rouler ou en roulant 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 de cuivrage, des pièces creuses en cuivre, telles qu'une cloche de navire, peuvent être fabriquées. Pour cela, il est possible de fabriquer un matériau à bas point de fusion, la capsule de la cloche est également très semblable à la recouvrir de cuivre (mais avec une couche épaisse). L'étape suivante est la fusion scrupuleuse de la matière du porc. Mais, sans aucun doute, cela nécessite une couche de cuivre plus complète, et cette fois, cela prendra beaucoup plus de 17 minutes .

Cette technologie peut également être utilisée pour couvrir diverses sculptures, or, cuivre ou bronze. Dans cette méthode de galvanisation, vous pouvez presque n'importe quelle couleur - il vous suffit d'expérimenter la composition de l'électrolyte et du courant.

Créateur: Ilya Loskutov