Раствор для меднения в домашних условиях

В этой статье я расскажу вам как правильно приготовить раствор химического меднения, который является одним из этапов металлизации отверстий в печатных платах.

Приготовление раствора химической металлизации

Для приготовления раствора потребуются недорогие реактивы. Их можно купить в интернет магазинах, которых сейчас стало много и они работают с частными лицами. Трудностей с приобретением возникнуть не должно, было бы желание.

Состав раствора следующий:

CuS04*5H2O (медный купорос) — 30 гр.NiCL2*6H2O (хлористый никель) — 4 гр.NaOH (гидроокись натрия, едкий натр) — 50 гр.Na2CO3 (карбонат натрия, кальцинированная сода) — 20 гр.Трилон Б — 85 гр.K3[Fe(CN)6] (калий железосинеродистый, красная кровяная соль) — 0,1 гр.KNCS (калий роданистый) — 0,003 гр.Формалин 20 мл/л.

Дистиллированная вода — 1 л.

Порядок смешивания реактивов

1. Взвешиваем 30 гр. — медного купороса и 4 гр. — хлористого никеля. Наливаем в емкость 0,4 литра дистиллированной воды и растворяем эти реактивы в ней.

  • Раствор для меднения в домашних условиях
  • Раствор для меднения в домашних условиях
  • Раствор для меднения в домашних условиях
  • Раствор для меднения в домашних условиях

2. Взвешиваем 50 гр. — едкого натра, 20 гр. — кальцинированной соды и 85 гр. — трилона Б.

  1. Раствор для меднения в домашних условиях
  2. Раствор для меднения в домашних условиях
  3. Раствор для меднения в домашних условиях

3. Наливаем в другую емкость 0,4 литра воды и растворяем реактивы в следующей последовательности.

Сначала едкий натр, затем кальцинированная сода и последним трилон Б.

  • Раствор для меднения в домашних условиях
  • Раствор для меднения в домашних условиях
  • Раствор для меднения в домашних условиях

4. Смешиваем эти растворы путем вливания раствора медного купороса с никелем, в раствор с трилоном Б, содой и едким натром. Хорошо перемешиваем и доводим объем раствора водой до 1 литра. Даем постоять 5..10 минут, если будет небольшой осадок, то фильтруем раствор.

5. Взвешиваем 1 гр. калия железосинеродистого (красная кровяная соль), растворяем его в 100 мл. дистиллированной воды. Затем берем шприцем 10 кубиков этого раствора — это будет 0,1 гр. этого реактива и добавляем его в только что приготовленный раствор раствора хим. меднения.

6. Взвешиваем 1 гр. калия роданистого и растворяем его в 100 мл. дистиллированный воды. Затем берем шприцем 0,3 кубика этого раствора — это будет 0,003 гр. и также добавляем его к основному раствору.

Калий железосинеродистый и калий раданистый являются ядовитыми веществами. При работе с ними соблюдайте элементарную технику безопасности. Не нюхайте, не пробуйте на вкус и т.п. При размешивании раствора, работайте в резиновых перчатках!!!

7. Хорошо перемешиваем раствор хим. меднения, теперь он готов к применению.

    Хранение раствора и добавление формалина

    В таком состоянии, то есть без формалина, раствор хранится очень долго, можно сразу размешать раствор на 5 литров, слить его в канистру и пользоваться им отливая нужное количество для меднения, добавляя в него формалин.

    Для примера покажу как это делается.

    Берем 20 мл. раствора химического меднения. По рецепту смотрим, что на 1 литр раствора нужно добавить 20 мл. формалина, произведем небольшой расчет.

    https://www.youtube.com/watch?v=3kZkTop6CtU

    Посчитаем сколько нужно формалина на 1 мл. раствора химического меднения.

    20/1000 = 0,02 мл.

    Так как мы взяли 20 мл. раствора хим. меднения, то..

    20*0,02 = 0,4 мл. (0,4 кубика в шприце) формалина нужно добавить.

    После добавления формалина, накрываем емкость крышкой. Накрываем что бы не нюхать запах формалина, берегите свое здоровье (формалин является канцерогеном!)

    Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/himmedag

    Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

    Тестирование раствора химического меднения

    Чтобы протестировать как работает раствор химического меднения, берем активированный активатором диэлектрик (как активировать отверстия в печатных платах, читайте в этой статье) и опускаем в емкость. Буквально на глазах текстолит начинает темнеть и покрываться химической медью.

    Процесс химического меднения должен длиться от 15 до 30 минут, и это время зависит от результата и качества покрытия, за которым вы должны следить. В процессе меднения идет газовыделение, плату нужно постоянно покачивать и переворачивать для равномерного распределения раствора по поверхности.

    Прошло 20 минут, результат работы раствора на лицо, весь диэлектрик, включая отверстия, покрылся тонким 1 мкм. слоем меди и он готов к дальнейшему этапу — гальванике, этот этап подробно описан в этой статье.

      Не фольгированный текстолит был взят для примера, некоторые подумают, таким образом можно не покупать фольгированный текстолит, а наращивать медь на голый диэлектрик и делать таким образом платы.

      Сразу хочу «обломать» вас, что бы наращивать медь на диэлектрик, нужно хорошо подготавливать поверхность, что в домашних условиях реализовать очень трудно.

      Так что не мучайтесь и делайте платы обычным способом, то есть, активируйте фольгированный текстолит.

      Емкость раствора по меди

      В заключении еще хотел добавить, расход этого раствора химического меднения берем из расчета 50 мл. раствора на 1 дм.кв. печатной платы. То есть 50 мл. раствора хватит омеднить двухстороннюю плату размером 10*10 см.

      Раствор после добавления формалина будет еще жить дней 5, затем испортится.

      Советую, если делаете ответственные платы, то лучше размешать с формалином свежую порцию раствора химического меднения.

      Еще один рецепт раствора для химической металлизации

      Можно приготовить другой рецепт химического меднения по порядку растворения присланной пользователем psychos с форума РадиоКот, где реактивов берется меньше и не добавляется кальцинирования сода. Калий железосинеродистый и роданистый берутся тоже по другому.

      Состав раствора:

      CuS04*5H2O (медный купорос) — 15 гр.NiCL2*6H2O (хлористый никель) — 2 гр.NaOH (гидроокись натрия, едкий натр) — 15 гр.Трилон Б — 30 гр.K3[Fe(CN)6] (калий железосинеродистый, красная кровяная соль) — 0,01 гр. (разводим 1 гр. реактива в 100 мл.

      воды, затем берем шприцем 1 мл. этого раствора — это будет 0,01 гр.)KNCS (калий роданистый) — 0,01 гр. (разводим 1 гр. реактива в 100 мл. воды, затем берем шприцем 1 мл. этого раствора — это будет 0,01 гр.)Формалин 20 мл/л.

      Дистиллированная вода — 1 л.

      Порядок растворения:

      K3[Fe(CN)6] и KNCS в этом видео берутся не по рецепту, который выше. Оговорюсь, их можно добавлять как по рецепту и как в видео.

      Расход раствора

      Этот раствор тоже хорошо работает, расход также 50 мл. на 1 дм.кв. платы, стабильность раствора после смешивания с формалином 5..7 дней. Работает немного помедленней, но это ни как не сказывается на качестве покрытия.

      Заключение

      • Пробуйте оба раствора и какой посчитаете лучшим для себя, тот и используйте.
      • В данной статье также были использованы изыскания пользователя mial по теме Металлизации отверстий с форума Радиокот.
      • Всем удачных металлизированных отверстий.
      • Автор статьи: Admin Whoby.Ru

      Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.

      Искусство гальваники. Покрываем медью всё что плохо лежит!

      Сегодня поговорим о гальванике — покрытии медью при помощи физики и химии, а также затронем патинирование. Вся информация как обычно в видео, но пройдёмся по основным моментам.

      Покрытие заготовки токопроводящим слоем. Это можно сделать при помощи графитового спрея, например GRAPHIT, либо нанести графитовый порошок на изделие при помощи клея БФ2/БФ4.

      Раствор для меднения в домашних условиях Раствор для меднения в домашних условиях

      • Далее нужно приготовить электролит. На 1 литр раствора:
      • — Медный купорос: 200г
      • — Серная кислота: 180г
      • — Тиомочевина: 0.07г
      • — Соль пищевая: 0.07г

      Тиомочевина позволяет получить ровное блестящее покрытие! Если делать без неё, то соль тоже не нужна. Также готовим ванночку для проведения процесса, медные электроды и блок питания, желательно с контролем тока.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      1. — «Плюс» на электроды, «минус» на заготовку
      2. — Ток 10-20 мА на см2 поверхности
      3. — Фильтровать электролит и чистить электроды при загрязнении
      4. — Если напряжение растёт при постоянном токе (было 0.5В а стало 10В) — чистить электроды
      5. — Если электролит не «засоряется», а заготовка перестала наращивать блеск — подсыпать тиомочевины
      6. — Вода испаряется из электролита, а купорос начинает выпадать в осадок. Аккуратно подливаем воды и поддерживаем объём
      Читайте также:  Что такое кинематическая схема станка

      Раствор для меднения в домашних условиях Раствор для меднения в домашних условиях

      Я проводил процесс по следующему алгоритму: сначала на низком токе ждал покрытия всей заготовки слоем меди, после этого увеличивал ток до 2А на дм2 и ждал окончания «полировки». В итоге получается блестящее медное покрытие.

      Раствор для меднения в домашних условиях Раствор для меднения в домашних условиях

      Можно оставить изделия как есть, а можно сделать патинирование, т.е. искусственное состаривание.

      Вариант первый — закрыть изделие в ёмкости с налитым нашатырным спиртом, контакта с жидкостью быть не должно. Для ускорения процесса можно добавить в нашатырь обычной пищевой соли. Процесс проводится по визуальному контролю, за полтора часа медь темнеет примерно вот так:

      Раствор для меднения в домашних условиях Раствор для меднения в домашних условиях

      После чего шлифуем стальной мочалкой и вуаля!

      Раствор для меднения в домашних условиях

      • Второй вариант: электрохимическое патинирование. Готовим электролит (на 1 литр):
      • — Медный купорос: 60г
      • — Сахар: 90г
      • — Едкий натр: 45г
      • — Кальцинированная сода: 20г
      • Примечания:
      • — «Плюс» на электроды, «минус» на заготовку
      • — Электролит держать горячим (~80 С)

      — Напряжение 1-1.5В в зависимости от размера заготовки. Вообще можно попробовать ориентироваться по току!

      — Повысить напряжение, чтобы очистить патину

      В процессе на изделии нарастает оксидный слой, цвет которого зависит от времени проведения реакции. При плавном окунании можно получить градиенты от жёлтого до фиолетового:

      Химическое и гальваническое меднение: состав и подготовка

      Современная техника выдвигает жесткие требования к характеристикам конструктивных элементов, во многих случаях эти задачи решает химическое меднение. Использование специальных покрытий поверхностей деталей выгодно экономически, так как гальваническое меднение позволяет понизить металлоемкость изделий из дорогостоящих металлов.

      Физико-механические характеристики меди и сферы использования меднения

      Плотность меди 8,96 г/см3, атомная масса 693,54, удельное электрическое сопротивление 1,68×10-8 Ом×м, температура плавления +1083°С.

      На открытом воздухе в присутствии агрессивных химических соединении медь окисляется, при контакте с сернистыми соединениями покрывается пленкой сульфида меди темно-коричневого или серого оттенков.

      Под влиянием углекислоты и влаги пленка приобретает зеленый цвет, верхний слой состоит из гидрокарбонатов. Медь легко растворяется в растворе азотной кислоты, разбавленная серная кислота на химическое меднение негативного влияния почти не оказывает.

      Но наличие кислорода увеличивает скорость протекания химических реакций. При наличии открытых пор в покрытии образуется гальванопара, что нужно учитывать при меднении. Железо в этом случае является анодом, коррозионные процессы протекают очень интенсивно.

      В связи с такими особенностями, процесс меднения в большинстве случаев должен завершаться дополнительной обработкой поверхностей. Покрытия шлифуются или полируются до зеркального блеска. Медь имеет высокую адгезию с различными металлами: алюминий, серебро, цинк, никель, свинец, хром и т. д.

      В связи с этими особенностями химическое меднение часто используется для создания подслоя при серебрении, никелировании, хромировании поверхностей деталей. Меднение получило широкое распространение в качестве метода эффективной защиты отдельных участков деталей от появления эффекта науглероживании при процессе цементации.

      В зависимости от назначения деталей или изделий гальваническое нанесение меди может иметь следующую толщину:

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Толщина слоя меди на поверхности обрабатываемых деталей

      Сравнительные показатели растворов

      В процессе меднения используется большое количество специальных технологических растворов, разделяемых на две большие группы:

      • Простой кислый электролит. Из простых применяется фторборатный, кремнефторидный, сульфатный, хлоридный и сульфамидный раствор.
      • Комплексный электролит. Преимущественно щелочные, медь присутствует как положительно или отрицательно заряженные комплексные ионы.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      График поляризационных кривых осаждения меди из различных типов электролитов

      Процесс осаждения в кислых электролитах происходит при высокой плотности по току, они устойчивы, просты по химическому составу.

      Главными составляющими являются соответствующие кислоты и соли, осадки меди из них достаточно плотны и имеют крупнокристаллическую структуру.

      Недостатки – непосредственное меднение стали, цинковых сплавов и иных металлов происходит с более низким отрицательным потенциалом, чем медь.

      Обработка деталей в комплексных электролитах выполняется за счет комплексных ионов, для них требуется высокая катодная поляризация. Выход по току меньше, что способствует более равномерному осаждению, структура мелкокристаллическая. Используются пирофосфатные, цианидные, аммонийные, триполифосфатные, цитратные и другие растворы.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Способность рассеивания электролитов для меднения

      Простые кислые составы

      1. Сульфатные. Главные компоненты серная кислота и сульфат меди. Сернокислое соединение отличается невысокой электропроводимостью, для повышения параметра добавляется серная кислота. Выход меди по току достигает 100%, на катоде не выделяется водород. За счет повышения концентрации кислоты уменьшается растворимость сульфата, что понижает верхний предел максимально допустимой плотности тока.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Влияние содержания серной кислоты на электропроводность электролита

      При перемешивании увеличивается концентрация медных ионов на катодном слое. При повышении температуры возрастает растворимость сульфата меди, электролит повышает кислотность, что приводит к получению мелкокристаллических осадков.

      Для улучшения катодной поляризации в электролит добавляются поверхностно активные вещества. Дополнительно они уменьшают образование наростов на острых краях.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Режимы и состав сульфатных электролитов для меднения

      Для образования блестящего покрытия используются аноды АМФ, не допускающие образование шлама, или аноды из особо чистой рафинированной меди.

      Влияние концентрации меди на плотность тока с перемешиванием (1) и без перемешивания (2). Электролит фторборатный.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Электролит фторборатный.

      Для недопущения попадания шлама аноды помещаются в чехлы, изготовленные из кислотоустойчивого материала, дополнительно раствор постоянно фильтруется.

      1. Фторборатные. Отличаются высокой устойчивостью, гальваническое нанесение получается плотным и мелкокристаллическим, рассеивающие показатели такие же, как при сульфатном меднении. За счет большой растворимости увеличивается плотность тока, осаждать медь непосредственно на детали нельзя.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Состав и режим работы фторборатных электролитов

      При непрерывном перемешивании допускается повышать плотность тока. Контроль технологически параметров меднения осуществляется измерением кислотности раствора. Для повышения качества меднения используется карбонат натрия, для понижения медный купорос.

      1. Нитратные. Электролит используется при гальванопластике, обеспечивает повышенное качество осадка.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Режимы и состав нитратных электролитов

      Комплексные электролиты

      1. Цианидные. Условия обработки значительно отличаются от осаждения из кислых, в них медь существует в виде комплексных ионов, что заметно понижает ее активность. Увеличение плотности тока принуждает катодный потенциал резко смещаться в поле отрицательных значений. Но процесс меднения нельзя производить при увеличенной плотности тока в связи с тем, что выход меди может падать до нуля. Главными компонентами раствора являются свободный цианид натрия и комплексный цианид калия. Во время работы содержание меди понижается из-за недостаточной их растворимости.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Режим и состав цианидных электролитов для меднения

      1. Пирофосфатные. Медные осадки имеют мелкокристаллическую структуру, гладкие, блестящие или полублестящие. Для улучшения качества обработки и повышения катодной и анодной плотностей может добавляться медный купорос. Катодный потенциал в пирофосфатных растворах имеет более отрицательные параметры, чем у кислотных.

      Раствор для меднения в домашних условиях

      Режим и состав пирофосфатных электролитов

      1. Этилендиаминовые. Процесс меднения может осуществляться непосредственно по поверхности стали, при низких плотностях тока катодная поляризация достигает больших значений. Рассеивающие характеристики выше, чем у сульфатных, но ниже, чем имеет цианидный раствор.

      Режим и состав этилендиаминовых электролитов

      Загрузка и выгрузка деталей должна выполняться при минимальной силе тока, в первые 40–50 секунд дается толчок тока, в три раза превышающий рабочие значения меднения.

      1. Полиэтиленполиаминовые. Во время обработки деталей потенциалы смещаются в поле отрицательных значений, электролит применяется вместо цианидных.

      Режим работы и составы полиэтиленполиаминовых электролитов

      1. Аммонийные. В состав входит аммиак, сульфат аммония и сульфат меди. При невысоких плотностях тока уменьшается выход по току, улучшение меднения осуществляется за счет добавления нитрата аммония. Осадки равномерные по толщине, плотные и полублестящие.

      Режимы работы и состав аммонийного электролита

      Читайте также:  Самое большое сверло по металлу

      Без специальной обработки поверхностей медные осадки имеют недостаточную адгезию, причина – пассивирование стали раствором аммиака. Улучшение параметров покрытия достигается введением в раствор нитрата меди.

      Устройство ванны медненияЛинейные параметры и конструктивные особенности должны отвечать требованиям ГОСТ 23738-85.

      Гальваническая ванна изготавливается из модифицированных особо устойчивых пластиков, конкретные марки подбираются с учетом параметров технологических процессов.

      Ванна без кармана. Наиболее простая конструкция, применяется как в отдельности, так и на производственных линиях.

      Ванна без кармана

      Ванна с карманом. Обработка может выполняться с одновременными процессами удаления верхнего загрязненного слоя электролита.

      Ванна с карманом

      Конкретный выбор ванны меднения осуществляется в зависимости от особенностей предприятия, характеристик подлежащих меднению деталей и общих производственных мощностей.

      Во время проектирования рассчитываются максимальные нагрузки с учетом объема раствора, длина, высота и ширина может изменяться по желанию заказчиков.

      При необходимости на ванны меднения устанавливается дополнительное оборудование и водопроводная арматура. За счет специальных механизмов улучшается качество процесса меднения.

      Используемые пластики адаптируются к химическому составу электролита и температурным режимам меднения.

      Механическая подготовка поверхностей

      Перед меднением с поверхности должна удаляться окалина, заусеницы и раковины. Качество обработки регламентируется положениями действующего ГОСТа 9.301-86. Конкретные параметры шероховатости устанавливаются в зависимости от назначения покрытия.

      После механической обработки деталей с поверхности должны быть удалены все дефекты, оказывающие негативное влияние на качество меднения.

      В обязательном порядке удаляется техническая смазка и эмульсия, металлическая стружка, продукты коррозионных процессов и пыль.

      Подготовка к меднению производится при следующих технологических операциях:

      1. Шлифование. Верхний слой деталей снимается абразивными элементами, может быть тонким, декоративным или грубым.
      2. Полирование. Во время операции сглаживаются мельчайшие выступы, поверхность блестящая зеркальная.
      3. Крацевание. Для очистки поверхностей применяются металлические щетки.
      4. Галтовка. Детали обкатываются в специальных колоколах.
      5. Химическое и электрохимическое обезжиривание. Для обработки используют органические и неорганические растворы.

      От качества предварительной подготовки поверхностей во многом зависит процесс меднения и физические показатели осадков.

      Если вас интересует стоимость изготовления продукции, отправьте нам техническое задание на почту info@plast‑product.ru или позвоните по телефону 8 800 555‑17‑56

      Производство печатных плат: очистка электролитов меднения от органических загрязнений

      Сегодня я хотел бы показать очень простой и доступный способ меднения металла в домашних условиях, без применения электролиза. Процесс меднения достаточно простой и очень быстрый, а все ингредиенты доступны и стоят не дорого.

      В отличие от гальванического меднения, химическое меднение происходит практически моментально, ну и у такого меднения много плюсов, к сожалению есть и минусы, но некоторые из них можно подкорректировать! В общем мне идея понравилась, надеюсь вы тоже оцените!

      Для процедуры меднения металла нам понадобится следующие реактивы:

      • Медный купорос
      • Электролит
      • Вода дистиллированная
      • Растворитель.
      • Я взял обычный болт и шайбу для демонстрации процесса меднения, посмотрим как медь пристанет к внутренней резьбе болта.
      • Итак, для начала нужно отмерить примерно 450 мл обязательно дистиллированной воды, нам не нужны посторонние примеси которые могут пристать к металлу вместе с медью.
      • Также, отмеряем примерно 100 грамм медного купороса, можно даже немного больше.
      • Электролита понадобится тоже 100 грамм.
      • Теперь нужно смещать все реактивы, для этого высыпаем и выливаем из в пластиковую бутылку и хорошо взбалтываем, пока медный купорос полностью не растворится.

      Виды меднения металлической поверхности

      Процедуру меднения алюминия в домашних условиях не сложно выполнить самостоятельно. При этом не обязательно использовать специальное оборудование и активные химические реактивы. Качественное покрытие обеспечивается благодаря строгому соблюдению технологии меднения алюминия и знанию протекающих процессов.

      Существует два основных вида меднения металлических поверхностей:

      • С погружением заготовки в электролит, при котором изделие частично или полностью погружается в ванну с химическим реагентом. Применение такого метода обоснованно в случае, когда требуется нанести слой меди равномерно на все изделие.
      • Меднение без погружения детали в химический раствор. Этот способ более сложен в исполнении. Использование его очень эффективно, если требуется произвести меднение определенного участка изделия.
      • В обоих этих случаях активация вещества для химического меднения алюминия осуществляется электрическим способом, что требует использования источника постоянного напряжения.

      Процесс меднения металла

      Металлические детали желательно хорошо отшлифовать и обезжирить при помощи растворителя или ацетона, если это сделать, то медь пристанет к металлу очень хорошо и не отвалится. А ещё важно чтобы на детали не было грязи, следов масла и прочего!

      В моём случае болт и шайба били покрыты каким-то напылением, которое очень мешало провести процесс меднения, честно сказать, не лучшие детали я выбрал. Мне пришлось поместить их в электролит чтобы удалить лишнее напыление, а затем протереть и обезжирить в ацетоне.

        Песок для пескоструйного аппарата

      Приготовленный раствор необходимо налить в какую нибудь пластиковую ёмкость, а затем пометить в него деталь. Медь практически мгновенно начинает покрывать поверхность металла, на фото ниже, можно посмотреть что получилось, детали побывали в растворе буквально пару секунд.

      Обратите внимание, чем дольше деталь находится в растворе медного купороса, тем толще слой меде на ней будет. Не забывайте, что деталь обязательно должна быть обезжирена, очищена от грязи и не иметь других напылений, как говорил выше, идеально будет если её хорошо отшлифовать!

      С помощью такого способа можно восстанавливать посадку подшипника, так как медь идеально покрывает деталь ровным слоем, со всех сторон, чем дольше она находится в растворе, тем толще слой покрытия. Так что вот такой простой и доступный способ, пользуйтесь, надеюсь вам понравилось! ))

      На моём сайте Вы найдёте множество полезных самоделок и радиосхем. Подпишитесь на мой канал в Яндекс.Дзен, чтобы первыми узнавать о новых публикациях! Ссылка на мой канал: zen.yandex.ru/sdelaysamodelku

      Автор публикации

      не в сети 3 часа

      Гальваническое меднение

      Современная техника выдвигает жесткие требования к характеристикам конструктивных элементов, во многих случаях эти задачи решает химическое меднение. Использование специальных покрытий поверхностей деталей выгодно экономически, так как гальваническое меднение позволяет понизить металлоемкость изделий из дорогостоящих металлов.

      Физико-механические характеристики меди и сферы использования меднения

      Плотность меди 8,96 г/см3, атомная масса 693,54, удельное электрическое сопротивление 1,68×10-8 Ом×м, температура плавления +1083°С. На открытом воздухе в присутствии агрессивных химических соединении медь окисляется, при контакте с сернистыми соединениями покрывается пленкой сульфида меди темно-коричневого или серого оттенков.

      Под влиянием углекислоты и влаги пленка приобретает зеленый цвет, верхний слой состоит из гидрокарбонатов.

      Медь легко растворяется в растворе азотной кислоты, разбавленная серная кислота на химическое меднение негативного влияния почти не оказывает.

      Но наличие кислорода увеличивает скорость протекания химических реакций. При наличии открытых пор в покрытии образуется гальванопара, что нужно учитывать при меднении.

      Железо в этом случае является анодом, коррозионные процессы протекают очень интенсивно.

      В связи с такими особенностями, процесс меднения в большинстве случаев должен завершаться дополнительной обработкой поверхностей. Покрытия шлифуются или полируются до зеркального блеска. Медь имеет высокую адгезию с различными металлами: алюминий, серебро, цинк, никель, свинец, хром и т. д.

      В связи с этими особенностями химическое меднение часто используется для создания подслоя при серебрении, никелировании, хромировании поверхностей деталей. Меднение получило широкое распространение в качестве метода эффективной защиты отдельных участков деталей от появления эффекта науглероживании при процессе цементации.

      В зависимости от назначения деталей или изделий гальваническое нанесение меди может иметь следующую толщину:

      Толщина слоя меди на поверхности обрабатываемых деталей

      Сравнительные показатели растворов

      В процессе меднения используется большое количество специальных технологических растворов, разделяемых на две большие группы:

      • Простой кислый электролит. Из простых применяется фторборатный, кремнефторидный, сульфатный, хлоридный и сульфамидный раствор.
      • Комплексный электролит. Преимущественно щелочные, медь присутствует как положительно или отрицательно заряженные комплексные ионы.

      График поляризационных кривых осаждения меди из различных типов электролитов

      Процесс осаждения в кислых электролитах происходит при высокой плотности по току, они устойчивы, просты по химическому составу.

      Главными составляющими являются соответствующие кислоты и соли, осадки меди из них достаточно плотны и имеют крупнокристаллическую структуру.

      Недостатки – непосредственное меднение стали, цинковых сплавов и иных металлов происходит с более низким отрицательным потенциалом, чем медь.

      Обработка деталей в комплексных электролитах выполняется за счет комплексных ионов, для них требуется высокая катодная поляризация. Выход по току меньше, что способствует более равномерному осаждению, структура мелкокристаллическая. Используются пирофосфатные, цианидные, аммонийные, триполифосфатные, цитратные и другие растворы.

      Способность рассеивания электролитов для меднения

      Простые кислые составы

      1. Сульфатные. Главные компоненты серная кислота и сульфат меди. Сернокислое соединение отличается невысокой электропроводимостью, для повышения параметра добавляется серная кислота. Выход меди по току достигает 100%, на катоде не выделяется водород. За счет повышения концентрации кислоты уменьшается растворимость сульфата, что понижает верхний предел максимально допустимой плотности тока.

      Влияние содержания серной кислоты на электропроводность электролита

      При перемешивании увеличивается концентрация медных ионов на катодном слое. При повышении температуры возрастает растворимость сульфата меди, электролит повышает кислотность, что приводит к получению мелкокристаллических осадков.

      Для улучшения катодной поляризации в электролит добавляются поверхностно активные вещества. Дополнительно они уменьшают образование наростов на острых краях.

      Режимы и состав сульфатных электролитов для меднения

      Для образования блестящего покрытия используются аноды АМФ, не допускающие образование шлама, или аноды из особо чистой рафинированной меди.

      Влияние концентрации меди на плотность тока с перемешиванием (1) и без перемешивания (2). Электролит фторборатный.

      Электролит фторборатный.

      Для недопущения попадания шлама аноды помещаются в чехлы, изготовленные из кислотоустойчивого материала, дополнительно раствор постоянно фильтруется.

      1. Фторборатные. Отличаются высокой устойчивостью, гальваническое нанесение получается плотным и мелкокристаллическим, рассеивающие показатели такие же, как при сульфатном меднении. За счет большой растворимости увеличивается плотность тока, осаждать медь непосредственно на детали нельзя.

      Состав и режим работы фторборатных электролитов

      При непрерывном перемешивании допускается повышать плотность тока. Контроль технологически параметров меднения осуществляется измерением кислотности раствора. Для повышения качества меднения используется карбонат натрия, для понижения медный купорос.

      1. Нитратные. Электролит используется при гальванопластике, обеспечивает повышенное качество осадка.

      Режимы и состав нитратных электролитов

      Комплексные электролиты

      1. Цианидные. Условия обработки значительно отличаются от осаждения из кислых, в них медь существует в виде комплексных ионов, что заметно понижает ее активность. Увеличение плотности тока принуждает катодный потенциал резко смещаться в поле отрицательных значений. Но процесс меднения нельзя производить при увеличенной плотности тока в связи с тем, что выход меди может падать до нуля. Главными компонентами раствора являются свободный цианид натрия и комплексный цианид калия. Во время работы содержание меди понижается из-за недостаточной их растворимости.

      Режим и состав цианидных электролитов для меднения

      1. Пирофосфатные. Медные осадки имеют мелкокристаллическую структуру, гладкие, блестящие или полублестящие. Для улучшения качества обработки и повышения катодной и анодной плотностей может добавляться медный купорос. Катодный потенциал в пирофосфатных растворах имеет более отрицательные параметры, чем у кислотных.

      Режим и состав пирофосфатных электролитов

      1. Этилендиаминовые. Процесс меднения может осуществляться непосредственно по поверхности стали, при низких плотностях тока катодная поляризация достигает больших значений. Рассеивающие характеристики выше, чем у сульфатных, но ниже, чем имеет цианидный раствор.

      Режим и состав этилендиаминовых электролитов

      Загрузка и выгрузка деталей должна выполняться при минимальной силе тока, в первые 40–50 секунд дается толчок тока, в три раза превышающий рабочие значения меднения.

      1. Полиэтиленполиаминовые. Во время обработки деталей потенциалы смещаются в поле отрицательных значений, электролит применяется вместо цианидных.

      Режим работы и составы полиэтиленполиаминовых электролитов

      1. Аммонийные. В состав входит аммиак, сульфат аммония и сульфат меди. При невысоких плотностях тока уменьшается выход по току, улучшение меднения осуществляется за счет добавления нитрата аммония. Осадки равномерные по толщине, плотные и полублестящие.

      Гальваника медью в домашних условиях

      В домашних условиях гальваническое меднение чаще всего используют в декоративно-прикладных целях или для нанесения медного подслоя перед никелированием и хромированием.

      Обычно медью покрывают мебельную фурнитуру, предметы кухонной утвари, элементы светильников, бижутерию, а также части инструментов и ножей. Подбор параметров гальванизации домашними мастерами обычно делается опытным путем по цвету и качеству покрытия.

      Те, кто занимается меднением серьезно, в том числе и в коммерческих целях, используют в своих установках регулируемые источники тока или реостаты, с помощью которых устанавливается необходимая плотность тока и скорость осаждения.

      Для тех, кто не хочет возиться с самостоятельным подбором химических компонентов, интернет-магазины предлагают наборы для приготовления разнообразных электролитических растворов, в том числе и для меднения пластиков и органических материалов.

      А одно из самых популярных направлений современной домашней гальваники — это покрытие медью высушенных растений, орехов, желудей и насекомых. Такие изделия выглядят впечатляюще и используются не только в декоративных целях, но и для изготовления бижутерии (см. ниже меднение и патинирование грецкого ореха).

        Различия между трубной и метрической резьбой

      Техника безопасности

      Медный купорос является малотоксичным веществом и в целом неопасен для здоровья. Но при попадании на кожу и в глаза он может вызвать раздражение, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать определенную осторожность. Более опасна серная кислота, которая при меднении используется для обезжиривания и в качестве добавки к электролиту.

      Поэтому в домашних условиях все работы по приготовлению электролита и химической обработке изделия необходимо выполнять в резиновых перчатках и клеенчатом фартуке, а при больших объемах использовать респираторы и защитные очки.

      Сам по себе медный купорос не требует какой-либо обработки перед утилизацией, но, поскольку электролиты на его основе содержат серную кислоту, ее необходимо нейтрализовать с помощью щелочи или соды.

      Оборудование и материалы

      Для меднения в домашних условиях требуется минимальный набор оборудования и реактивов. В качестве гальванической ванны можно использовать любую пластиковую или стеклянную емкость.

      Для приготовления электролита для меднения необходим только медный купорос и чистая вода, а источником тока может служить старая зарядка для телефона или пара батареек. Другие материалы и инструменты также немногочисленны и доступны в бытовых условиях.

      В первую очередь это серная кислота (жидкость для аккумуляторов), сода, обрезки медных изделий (труб, шинок, контактов) и наждачка на матерчатой основе.

      Рецепт простого раствора

      В состав самого простого электролита, используемого для меднения в домашних условиях, входят всего два реагента: сернокислая медь (медный купорос) в количестве 180÷220 г/л и серная кислота (жидкость для аккумулятора) — 40÷60 г/л. В качестве блескообразующих добавок к такому электролиту домашние мастера используют желатин и декстрин (0.5÷1.0 г/л).

      В Интернете можно найти рецепты электролитов с добавками, которые способствуют созданию медных покрытий с разнообразными эффектами (матовость, зеркальный блеск, различные оттенки).

      При этом, как правило, указывают только название химического вещества и условия его применения, а насколько оно доступно и где его взять — не пишут.

      Если вы знаете названия таких добавок, которые можно свободно приобрести в хозяйственном магазине или аптеке, поделитесь, пожалуйста, информацией в х к этой статье.

      Ссылка на основную публикацию
      Для любых предложений по сайту: [email protected]