Занимательная гальванотехника: Пособие для учащихся - Николай Одноралов

Металл обычно закрывают в формах изолирующим слоем при помощи расплавленного парафина. Такая изоляция имеет существенное значение для регулирования толщины отлагаемого слоя.

Края формы и все ее детали, имеющие достаточную толщину, следует по мере наращивания металла тщательно закрывать изолирующим слоем, чтобы избежать образования отдельных дендритов в плохо закрытых изоляцией местах.

Другой способ регулирования отложения металла заключается в разделении монолитных форм на отдельные пояса, не связанные между собой проводящим слоем. На рисунке 25 изображена такая форма: ее пояса снабжены самостоятельными питающими проводниками, которые постепенно подключают к источнику тока таким образом, что после достаточного наращивания металла на данном поясе соответствующий проводник отключают и подключают соседний.

Рис. 25. Способ наращивания с секционированием по поясам:

а, б, в, г, д, е, ж — пояса: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 — проводники.

При изготовлении такой формы предварительно устанавливают и закрепляют проводники, служащие контактами, к проводящему слою данного пояса.

Просушенную и затем пропитанную восковой композицией форму подготовляют к нанесению электропроводящего слоя. При этом форму разделяют внутри обычными электроизоляционными лентами, которые плотно наклеивают на внутреннюю полость формы, разделяя ее таким образом на отдельные пояса а, б, в и т. д.

Пояса должны быть непременно горизонтальными. Таким же образом можно изолировать и отдельные глубоко профилированные детали формы, снабжая их самостоятельными проводниками для питания.

Подготовленную форму покрывают проводящим слоем, после чего наклеенные изоляционные ленты снимают; в результате пояса или отдельные углубленные элементы формы, оказываются изолированными друг от друга, так как вместе с лентами удаляют проводящий слой.

Наращивание начинают с наиболее углубленных деталей формы, в данном примере с пояса а, включая питающий проводник 7: по отложении в этом поясе требуемой толщины металла питающие проводники его отключают и включают проводник 6 и т. д. После отложения металла на участках а и б форму из ванны вынимают и наносят проводящий слой на место, где была наклеена изоляционная лента, затем сращивают два пояса формы. После этого включают следующий пояс и таким образом последовательно наращивают металл на всю форму.

Для получения изолирующего слоя в процессе наращивания металла на сложнопрофилированные формы (в особенности при изготовлении бесшовных бюстов в монолитных формах) применяется способ изоляции уже наращенных мест (где не требуется дальнейшего отложения металла) при помощи тетрахлорметана, который заливают в форму, пользуясь тем, что его плотность больше плотности электролита, так как он находится под слоем электролита, не смешиваясь и не реагируя с ним.

Для получения в процессе гальванопластики равномерного слоя металла можно применять периодическое изменение направления постоянного тока. Такое реверсирование тока препятствует росту металла на выступающих и острых элементах форм вследствие того, что анодное растворение металла в период подключения его к аноду происходит наиболее интенсивно именно на остриях и выступающих частях.

Ток переключают так, чтобы в течение 2—40 с отлагался металл на катоде, а затем в течение 0,5–5 с растворялся отложенный металл. Таким образом, при реверсировании тока наращиваемая форма включается в качестве анода только на короткие промежутки времени и в течение продолжительного времени остается катодом.

Анодное включение катода прерывает процесс роста кристаллов, что отражается на характере последующего роста кристаллов: вместо крупнозернистой столбчатой получается мелкокристаллическая структура меди.

Реверсирование тока сопровождается повышением рассеивающей способности электролита, а отложения металла становятся более светлыми, плотными, без шероховатостей.

Для реверсирования тока применяют реле времени для периодического переключения тока.

Правильное расположение анодов в процессе наращивания металла на глубоко профилированные формы является одним из активных средств для получения равномерного отложения металла в форме.

Обычно в дополнение к основному устанавливают специальные вспомогательные аноды. Их вводят в глубоко профилированные места и в поднутрения, т. е. в такие места формы, куда электрические силовые линии от удаленных анодов в достаточной степени не проникают. Вспомогательные аноды должны быть из прокатанной высококачественной меди марки М-0 или М-1 (ОСТ ЦМ 21–39), чтобы избежать образования шлама, засоряющего форму. Кроме того, аноды следует помещать в шламозадерживающие мешки из тонкой капроновой или стеклянной ткани.

Подготовка анодов перед установкой на место и сама установка осуществляется в следующем порядке.

К аноду, вырубленному по ширине и изогнутому в соответствии с профилем данного места формы, припаивают многожильный электропровод с плотной хлорвиниловой изоляцией, так, чтобы изоляция провода была возможно ближе к аноду.

Оголенную часть провода, припаянную к аноду, покрывают изоляционным лаком или парафином, поверх которого наносят плотный слой озокерита толщиной по крайней мере 3–4 мм. Такая изоляция необходима для защиты анода в месте контакта от растворения в процессе электролиза.

Вспомогательные аноды обычно устанавливают после наращивания металла необходимой толщины; их располагают перед углублениями, не затянувшимися металлом, или там, где отложение металла имеет недостаточную толщину.

Аноды прикрепляют озокеритом к просушенному металлу, отложившемуся в форме. Приклеивание анода озокеритом должно быть надежным и может производиться в нескольких местах; края озокеритовой массы должны плотно прилегать к металлу на форме. До крепления анодов на них надевают шламозадерживающие чехлы.

На рисунке 26 показаны примеры расположения вспомогательных анодов, в открытых формах — для барельефов (а, б, г) и в закрытых формах — для объемной скульптуры (б, д, е, ж).

Рис. 26. Примеры специальных случаев расположения анодов:

1 — свинцовая трубка: 2 — озокерит.

Число разнообразных случаев, которые могут представиться на практике, огромно. Для рационального подхода к вопросу об улучшении распределения силовых линий путем экранирования или введения дополнительных анодов нельзя ограничиваться выбором одного из указанных типичных случаев. Необходимо иметь возможность измерять распределение силовых линий.

Декоративная отделка изделий

Декоративная отделка изделий производится тонированием — оксидированием, т. е. созданием химическим способом тончайших пленок на поверхности металла, которые изменяют его цвет.

Другой метод декоративной отделки осуществляется гальваническим способом путем нанесения пленок другого металла на поверхность отделываемых изделий. Тот и другой способы отделки являются завершающим процессом.

Тонирование — оксидирование изделий — уменьшает первоначальный блеск чистого металла, смягчает переходы от выпуклостей к углублениям, но одновременно может подчеркнуто выделить формы, делая рельефную поверхность изделия более выразительной.

Часто прибегают к комбинированной отделке изделий, применяя гальваническую, декоративную отделку в цвет бронзы, серебра или других металлов с последующим химическим оксидированием. По окончании декоративной отделки изделие следует покрыть прозрачным лаком — нитролаком, который готовят растворением кинопленки (предварительно смыв эмульсию в горячей воде) в ацетоне. Для этого сухую кинопленку режут на мелкие кусочки, которые засыпают в ацетон. Примерно на 100 г ацетона берут 250–300 мм обычной кинопленки.

Покрывать изделие можно мягкой кисточкой или погружая его в нитролак. Можно применять и другой способ покрытия, заключающийся в натирании поверхности изделия шерстяной тряпочкой раствором пчелиного воска в скипидаре.

Основным условием для получения качественной декоративной отделки как при химическом, так и при электрохимическом способах является безукоризненная предварительная подготовка изделий перед покрытием.

Подготовку изделий перед покрытием всегда следует проводить по такой технологической схеме: предварительно с изделий удалить грубые налеты жира, машинного масла, особенно с изделий, полученных техникой гальванопластики, так как они всегда имеют следы воска, гипса, графита, остающиеся от гальванопластических форм. Для удаления грубых налетов жира и различных загрязнений изделия промывают в бензине или ацетоне, после чего их следует опустить в горячий раствор (80–90 °C) гидроксида натрия или гидроксида калия, который предварительно растворяют в холодной воде, из расчета 10–15 г на 1 л. Обезжирив изделия в горячей щелочи, их промывают в горячей воде, а затем в холодной проточной воде в посуде под водопроводным краном.