Занимательная гальванотехника: Пособие для учащихся - Николай Одноралов

Скорость осаждения никеля в таком растворе составляет 10–12 мкм/ч. Можно взять раствор, содержащий в 30 г сульфата никеля 10 г гипофосфата натрия при (pH 5). Процесс химического никелирования можно вести или до полной выработки раствора и его замены, или с регулярным введением в раствор израсходованных компонентов. Хорошее качество покрытия и прочность его сцепления с основным металлом во многом зависят от тщательности предварительной подготовки поверхности изделий.

Перед никелированием изделия из алюминия и его сплавов вначале промывают в чистом бензине, подвергают 3—5-минутному травлению в 1—2-процентном растворе гидроксида натрия при 60–70 °C, затем осветляют в азотной кислоте (300–400 г кислоты на 1 л воды) в течение 2–3 мин при комнатной температуре, а затем промывают в воде. После промывки изделия немедленно погружают в раствор для никелирования.

При никелировании латунных и бронзовых изделий подготовка включает тщательное обезжиривание в чистом бензине, промывку в холодной воде и травление в смеси серной и азотной кислот. Для этого составляют раствор из 72 мл азотной кислоты, 4 мл хлорводородной кислоты, 544 мл воды и 380 мл серной кислоты (вливается в раствор последней, при этом тонкой струей).

Изделия лучше всего погружать в раствор для никелирования на хлорвиниловой ленте или трубке; никелирование производят в стеклянной или эмалированной посуде. Подогрев ванны для никелирования можно осуществлять на водяной бане. Никелированные детали промывают в воде и сушат в древесных опилках нехвойных пород.

ДЕКОРАТИВНАЯ ОТДЕЛКА ИЗДЕЛИЯ «КРИСТАЛЛИТОМ»

Этот способ декоративной отделки является комбинированным — гальваническим и термическим.

Получение «кристаллита» основано на декоративном эффекте, получаемом при выявлении кристаллов олова при тонком его нанесении на поверхность изделий.

Предварительно изделия покрываются оловом гальваническим способом.

Для этого готовят электролит следующего состава (г/л):

Сульфат олова… 54

Серная кислота (ρ —1,84)… 50—80

Сульфат натрия… 50

Фенол или крезол… 2—10

Столярный клей… 2—3

Температура раствора 15–20 °C. Плотность тока 2 А/дм2. Анод оловянный. После нанесения пленки олова изделия промывают в холодной проточной воде, а затем в горячей и высушивают.

Затем изделия помещают в электропечь для получения кристаллов олова. Температура нагрева изделий 300–350 °C, время выдержки изделий в печи 15–20 мин.

Медленное остывание изделий после нагрева дает более крупные размеры кристаллов, быстрое — более мелкие. Резкое охлаждение отдельных частей поверхности изделия, например дутье через трубку на поверхность расплавленной пленки олова, дает красивые искусственные центры кристаллов, напоминающие причудливые цветы, звезды и т. п. орнаменты.

После термической обработки оловянной пленки производят выявление кристаллов, что осуществляют в этом же электролите, завешивая изделия на 5—10 мин на анод. При этом плотность тока должна быть 0,2–0,5 А/дм2. Повышенная плотность тока может вызвать «затухание» игры кристаллов. Изделия с проявленным кристаллическим рисунком тщательно промывают в холодной, а затем в горячей воде, высушивают и покрывают цветным прозрачным нитролаком.

ДЕКОРАТИВНАЯ ОТДЕЛКА ИЗДЕЛИЙ, ИМИТИРУЮЩАЯ АГАТ

Перед декоративным покрытием изделие должно быть отполировано до блеска. После этого изделие тщательно обезжиривают и обрабатывают в электролите следующего состава (г/л):

Оксид хрома (VI)… 30-400

Ацетат бария… 5-10

Ацетат цинка… 2-5

Ацетат кальция… 4-8

По существу указанный процесс является разновидностью хромирования.

Хромирование в указанном электролите происходит при температуре 22–40 °C, плотностью тока — 30—100 А/дм2.

Указанная плотность тока является очень высокой для тех источников тока, которыми располагают школы, а тем более в домашних условиях, поэтому этим способом можно отделывать изделия небольших размеров — в 2–3 см2.

Продолжительность обработки 10–20 мин. После хромирования поверхность изделия имеет темно-синий цвет с рисунком в виде волнообразно расположенных серо-голубых полос, напоминающих текстуру агата, при этом общий фон покрытия подернут легкой матовой дымкой. Для получения блестящей поверхности изделия покрывают тонким слоем прозрачного лака.

ДЕКОРАТИВНАЯ ОТДЕЛКА ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Декоративная отделка изделий из алюминия и его сплавов в настоящее время очень распространена.

Этим способом отделывают разнообразные галантерейные изделия, броши, серьги, браслеты, а также хлебницы, коробки различного назначения: для папирос, табака, ниток, корпуса от часов и т. п. Наиболее распространенным видом отделки является их окраска, имитирующая золото. Но часто изделия окрашивают и в другие, самые разнообразные цвета.

Этот вид обработки алюминия часто называют анодированием, потому что изделия завешивают в электрическую ванну не на катод, как обычно, а на анод. На катод завешивают свинцовую пластинку. Наиболее хорошо обрабатываются этим способом изделия из чистого алюминия, но можно качественно обработать и сплавы алюминия, которые после обработки лучше окрашиваются в темные цвета — черный, синий, коричневый и т. п.

Для обработки алюминия и его сплавов обычно производят три основные операции: вначале подготовленные, как обычно, изделия полируют химическим или электрохимическим способом, затем анодируют, после чего окрашивают в анилиновых красителях, применяемых для окраски шерстяных материй. При анодировании следует придерживаться следующей технологической схемы.

Обезжиривание. Для обезжиривания изделий применяется следующий состав (в г/л):

Гидроксид натрия… 10—15

Тринатрийфосфат… 20—30

Карбонат натрия… 20—25

Температура состава 80–90 °C. Изделия выдерживают в ванне 1–2 мин. Ванна для этого процесса может быть изготовлена из железа.

Для удаления щелочи изделия после обезжиривания промываются в горячей воде (70–80 °C), затем в холодной проточной.

При обезжиривании изделий возможно растравление их поверхности. Причиной этого могут быть передержка изделий в ванне, перегрев ванны или перенасыщение обезжиривающего состава щелочью. Для устранения дефекта следует соответственно сократить время выдержки изделий в ванне, понизить температуру ванны или ослабить концентрацию щелочи в составе.

Осветление. Обезжиренные и промытые изделия обычно имеют матово-серый цвет, для удаления этого налета изделия осветляют, выдерживая в 50-процентном растворе технической азотной кислоты (ρ — 1,32) в стеклянном или керамическом сосуде в течение 1–2 мин при температуре 18–20 °C.

Для удаления азотной кислоты с поверхности изделия промывают в холодной проточной воде. Обе операции-обезжиривание и осветление — следует производить в вытяжном шкафу, так как во время обработки выделяются вредные пары.

Полирование. Предварительно изделия, имеющие на поверхности грубую шероховатость, забоины, царапины и т. п. дефекты, следует отшлифовать мелкой шкуркой, а затем отшлифовывать электрохимическим или химическим способом. При отсутствии указанных дефектов изделия полируют электрохимическим или химическим способом.

Приведем химический способ, как наиболее простой.

Готовят смесь кислот следующего состава (в г):

Ортофосфорная кислота (ρ — 1,71)… 300 г

Серная кислота (ρ — 1,84)… 600 г

Азотная кислота (ρ — 1,50)… 70—100 г

Температура смеси 115–120 °C. Ванны для химической полировки изготовляют из свинца или из нержавеющей стали. Полирование следует вести в вытяжном шкафу или под интенсивной вытяжкой. Время выдержки изделий в ванне 1–2 мин. После химического полирования изделия промывают горячей, а затем холодной проточной водой и завешивают в ванну анодирования.

Анодирование (оксидирование) производят, как указывалось, на аноде. Предварительно к изделию плотно прикрепляют алюминиевую проволоку для электрического контакта и загружают его в ванну. Ванна анодирования состоит из 18—20-процентного раствора серной кислоты. Плотность свежеприготовленного электролита при температуре 20 °C—1,13—1,14. Напряжение тока должно быть не ниже 7–8 В. Плотность тока 0,8–1,2 А/дм2.

Время анодирования 15–20 мин. Температура раствора не должна быть выше 25 °C. Расстояние между изделием и завешенной на катод свинцовой пластинкой 150–200 мм. Корректируют электролит добавлением соответствующего количества серной кислоты до получения указанной выше плотности электролита. При составлении ванны и корректировании следует осторожно обращаться с серной кислотой. Серную кислоту можно вливать только в воду, а не наоборот. При этом вливать серную кислоту нужно осторожно тонкой струей. Для поддержания температуры электролита не выше 25 °C ванну с электролитом можно поместить в бак с водой для охлаждения.