Как обмеднить алюминий своими руками

Меднение алюминия в домашних условиях: виды и технологии

Меднением называется процесс нанесения слоя меди на поверхность различных металлов (алюминий, сталь, никель, латунь). Покрытие медью придает металлам внешнюю привлекательность, которая может использоваться в различных дизайнерских проектах. Также слой меди способен улучшать электрическую проводимость металлических изделий, что существенно увеличивает возможность дальнейшей поверхностной обработки.

Освоить технологию меднения алюминия в домашних условиях может любой человек, который хоть немного знаком с азами химических реакций.

История открытия меди

Медь является первым металлом, который покорился человеку и сыграл самое большое значение в истории развития цивилизации. Произошло это событие за несколько тысячелетий до нашей эры, причем точной даты начала использования этого уникального металла установить не удалось.

В древние времена медные самородки применялись в основном для создания оружия и инструментов быта. Красно-зеленые самородки металла поначалу использовались так же, как и обычные камни. В дальнейшем опытным путем люди заметили, что обработка этого материала молотком придает ему особые свойства. Так зародилась холодная ковка металла.

Еще позже было обнаружено, что металл плавится и после остывания приобретает иные формы и свойства. Этот этап стал начальным в развитии горячего формования металлов.

Характеристика и состав меди

Медь является тяжелым металлом розово-красного цвета, который обладает высокой мягкостью и плавится при температуре более 1080 ℃. Электрическая проводимость медного покрытия в 1,7 раза выше, чем алюминия. Также медь имеет высокую теплопроводность.

Многие специфические свойства металла обусловлены наличием в его составе различных примесей. Так, по кислороду, который есть в составе меди, металл делится следующим образом:

• медь без кислорода имеет в своем составе примеси менее 0,001 %;
• рафинированная медь содержит кислорода 0,001–0,01 %;
• чистая медь содержит кислорода около 0,03–0,05 %;
• медь общего назначения имеет в своем составе 0,05–0,08 % кислорода.

Наличие в составе меди свинца или висмута уменьшают свойства пластичности материала. Малорастворимые примеси (сера, свинец, висмут) увеличивают хрупкость металла.

В процессе электролиза, кроме кислорода, в состав сплавов меди может поступать водород.

Физические свойства

Основным качеством меди является низкое удельное сопротивление и, как следствие, высокая электропроводность. Увеличение примесей различных металлов в медном сплаве существенно снижает электрическую проводимость материала.

Высокая теплопроводность чистой меди значительно уменьшается при добавлении в ее состав разнообразных легирующих веществ.

Также часто используется в промышленности медные изделия, обладающие высокой стойкостью к коррозии в различных средах, кроме органических кислот, аммиака и солей аммония. Увеличение количества примесей в составе меди приводит к существенному снижению коррозийной стойкости сплавов.

Практическое применение омеднения металлов

Процедура меднения алюминия и других металлов имеет довольно широкое практическое применение не только в бытовом использовании, но и в промышленных масштабах. На многие металлы покрытие из меди может наноситься как в качестве основного самостоятельного слоя, так и в роли подслоя для эффективного сцепления следующего главного покрытия с основным металлом изделия.

В большинстве случаев меднение алюминия в домашних мастерских производится для следующих целей:

декорирования ювелирных украшений;

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.

В обоих этих случаях активация вещества для химического меднения алюминия осуществляется электрическим способом, что требует использования источника постоянного напряжения.

Оборудование для меднения погружением

Для качественного выполнения технологических операций меднения алюминия необходимо подготовить несложное оборудование. Соответствующие инструменты и материалы можно как приобрести в торговой сети, так и изготовить самостоятельно.

Для выполнения работы понадобятся следующие материалы и приспособления:

Блок питания постоянного напряжения на 6-8 вольт, имеющий устройство плавной регулировки тока и амперметр. Если регулировка отсутствует, то в схему желательно включить реостат и амперметр. Они понадобятся для контроля процесса. Если стационарное устройство питания отсутствует, то можно применять батарейку питания типа «Крона».

Приготовление раствора для меднения

Найти готовый раствор для меднения алюминия в торговой сети сложно. Обычно производители разрешают продажу готового вещества после предъявления соответствующих документов. Поэтому большая часть людей изготавливает самостоятельно раствор для меднения алюминия в домашних условиях из медного купороса.

Для этих целей понадобится:

• медный купорос;
• дистиллированная вода;
• соляная кислота.

Приготовить раствор можно только при правильном соблюдении рецептуры. Для этого необходимо медный купорос (20 г) растворить в 1 литре воды. Затем тонкой струйкой добавить 2-3 мл кислоты. Состав тщательно перемешивают до полного растворения всех кристаллов.

Готовый электролит для меднения алюминия медным купоросом должен быть без запаха и иметь ярко-синий цвет.

Технология меднения методом погружения

Меднение металла алюминия методом полного погружения заготовки в электролит выполняется по следующей технологии:

1. Поверхность обрабатываемой детали очищается наждачной бумагой или щеткой, затем обезжиривается в горячем растворе соды и промывается под струей воды.
2. В приготовленную емкость подвешиваются два электрода, которые подключаются к положительной клемме источника питания.
3. Между электродами помещается заготовка, которая подсоединяется к отрицательной клемме блока питания.
4. Приготовленный электролит заливается в рабочую емкость. Уровень раствора должен быть выше верхнего края электродов.
5. С помощью устройства регулировки устанавливается рабочее значение силы тока. Величина параметра осуществляется из расчета 10-15 мА на 1 см 2 площади обрабатываемой заготовки.
6. Через 20 минут питание отключается, и заготовка вынимается из ванночки.
7. Остатки электролита смываются водой, и деталь высушивается.

Время выполнения процесса указано ориентировочно, его можно контролировать визуально по цвету покрытия и равномерности его распределения. Чем дольше подключено питание, тем толще будет слой меднения алюминия.

Приспособления для меднения без погружения

Работы по омеднению металлических заготовок без погружения в электролит проводятся на больших изделиях, которые невозможно погрузить полностью в ванночку. Также этот способ отличается большей эффективностью при обработке отдельных частей изделия.

Для выполнения технологических операций по меднению без погружения в электролит понадобятся следующие приспособления:

Кисточка для нанесения химического состава изготавливается из медного многожильного провода. Для этой цели нужно снять изоляцию на одном конце провода, затем немного разделить отдельные проводники. Чтобы удобно было держать кисточку, ее лучше привязать к деревянной палочке или карандашу.

Нанесение медного слоя без погружения

Технология выполнения работы по меднению алюминия без погружения заготовки в электролит выглядит следующим образом:

1. Кисточка, подготовленная заранее, подсоединяется к плюсовой клемме блока питания.
2. Электролитный раствор, который аналогичен по рецептуре составу, используемому в случае с погружением детали, заливается в емкость для смачивания кисти.
3. Заготовка, предварительно зачищенная и обезжиренная, помещается в пустую емкость. С помощью разъема деталь подключается к минусу источника питания.
4. Кисточка окунается в электролит и водится по месту, где необходимо нанести медный слой. При этом очень важно, чтобы кисть не касалась поверхности детали.
5. После нанесения слоя меди заготовка промывается под струей воды и высушивается.

В процессе выполнения работы нужно следить, чтобы между заготовкой и кисточкой всегда был слой электролита. Для этого кисть нужно постоянно окунать в емкость с раствором.

Техника безопасности при выполнении работ

Все работы с химическими реактивами и источником электрического тока должны проводиться с соблюдением необходимых мер предосторожности.

Выполнение меднения алюминия в жилом помещении категорически запрещено. Для этих целей лучше использовать подсобное помещение, гараж или мастерскую. Электрическое оборудование должно быть заземлено.

Для защиты здоровья человека необходимо выполнять следующие рекомендации:

• для защиты органов дыхания нужно пользоваться респиратором;
• чтобы химические вещества не попали в глаза, необходимо работать в защитных очках;
• все работы следует проводить в специальной одежде (резиновые перчатки, клеенчатый фартук, специальная обувь).

Процесс покрытия алюминиевых изделий слоем меди не представляет особой сложности даже для человека, мало знакомого с течением химических реакций. Купить или изготовить соответствующее оборудование также не вызовет особых проблем. Зато многие изделия, казалось бы, потерявшие привлекательный внешний вид, приобретут вторую жизнь.

Источник

Покрытие металла медью в домашних условиях. Гальванопластика

Меднение – это процесс нанесения на поверхность медного слоя гальваническим способом.

Медный слой придает изделию внешнюю привлекательность, что позволяет использовать прием гальванического покрытия медью в дизайнерских проектах. Также он придает металлу высокую электропроводность, что позволяет подвергать изделие дальнейшей поверхностной обработке.

Меднение можно использовать в качестве основного процесса для создания поверхностного слоя, а также как промежуточную операцию для дальнейшего нанесения другого металлического слоя. К такому способу можно отнести, например, процесс серебрения, хромирования или никелирования.

Меднение можно проводить в домашних условиях. Это дает возможность решить много бытовых проблем.

Гальваника в домашних условиях: оборудование и материалы

Чтобы выполнить покрытие медным слоем самостоятельно, нужно приобрести необходимое для процесса оборудование и материалы.

Прежде всего, нужно подготовить источник электрического тока. Разные домашние мастера советуют использовать силу тока, разброс которой в большом диапазоне. Работа должна проводиться на постоянном токе.

В качестве источника тока можно взять батарейку КБС-Л напряжением 4,5 вольт или новую батарейку марки «Крона» с рабочим напряжением 9 вольт. Можно также вместо нее использовать выпрямитель малой мощности, дающий напряжение не более 12 вольт, или автомобильный аккумулятор.

Обязательным является использование реостата для регулировки напряжения и плавного выхода из процесса.

Для раствора электролита должна быть заготовлена нейтральная емкость, например из стекла, а также пластиковая широкая посуда, имеющая достаточные размеры для размещения в ней детали. Емкости должны выдерживать температуру не менее 80оС.

Также понадобятся аноды, обеспечивающие покрытие всей поверхности детали. Они предназначены для подведения тока в электролитный раствор и его распределение по всей площади детали.

Для проведения гальваники в домашних условиях понадобятся также химреактивы для приготовления раствора:

• медный купорос,
• соляная или другая кислота,
• дистиллированная вода.

Заготовив все необходимое, можно приступать к работе.

Меднение стальных изделий

Меднение стали медным купоросом является одним из основных процессов в области гальваники потому, что оно используется для предварительного покрытия медью. Она отличается высокой адгезией к стальной поверхности, в отличие от других металлов, которые не обладают хорошим сцеплением со сталью. Медный слой при соблюдении технологии держится на стальных изделиях прекрасно.

Есть две технологии нанесения покрытия: с погружением изделия в электролитный раствор и способ неконтактного покрытия поверхности медью без помещения в жидкий электролитный раствор.

Меднение путем погружения в раствор

Процесс выполняется с соблюдением следующих этапов:

1. С поверхности стальной детали удаляется окисная пленка с помощью наждачной бумаги и щетки, а затем деталь промывается и обезжиривается содой с финишной промывкой водой.
2. В стеклянную банку помещаются две медные пластины, подсоединенные к медным проводникам, которые служат анодом. Для этого их соединяют вместе и подводят к положительной клемме прибора, используемого в качестве источника тока.
3. Между пластинами свободно подвешивается обрабатываемая деталь. К ней подводится отрицательный полюс клеммы.
4. В цепь встраивается тестер с реостатом, чтобы регулировать силу тока.
5. Готовится электролитный раствор, в состав которого обычно входит медный купорос – 20 грамм, кислота (соляная или серная) – от 2 до 3 мл, растворенная в 100 мл (лучше дистиллированной) воды.
6. Готовый раствор заливается в подготовленную стеклянную банку. Он должен покрыть помещенные в банку электроды полностью.
7. Электроды подключаются к источнику тока. С помощью реостата устанавливается ток (10-15 мА должны приходиться на 1см2 площади детали).
8. Через 20-30 минут ток отключается, и деталь, покрытая медью, достается из емкости.

Покрытие медью без помещения в электролитный раствор

Такой способ используется не только для стальных изделий, но и алюминиевых предметов и изделий из цинка. Процесс осуществляется так:

1. Берется многожильный медный провод, с одного конца которого снимается изоляционное покрытие, а проводкам из меди придается вид своеобразной кисточки. Для удобного использования «кисть» закрепляют на ручке — держателе (можно взять деревянную палку).
2. Другой конец провода без кисти подсоединяется к положительной клемме используемого источника напряжения.
3. Готовится электролитный раствор на основе концентрированного медного купороса с добавлением небольшого количества кислоты. Он наливается в широкую емкость, необходимую для удобного окунания кисти.
4. Подготовленная металлическая деталь, очищенная от оксидной пленки и обезжиренная, помещается в пустую ванночку и подсоединяется к отрицательной клемме.
5. Кисть смачивается приготовленным раствором и водится вдоль поверхности пластины, не прикасаясь к ней.
6. После достижения необходимого медного слоя, процесс заканчивается, а деталь промывается и сушится.

Между поверхностью детали и импровизированной медной кистью всегда должен быть слой из раствора электролита, поэтому кисть необходимо обмакивать в электролит постоянно.

Меднение алюминия медным купоросом

Нанесение на поверхность меди – отличный способ обновления алюминиевых столовых приборов и других изделий из алюминия, используемых дома.

Меднение алюминия медным купоросом можно провести самостоятельно. Упрощенный вариант для демонстрации процесса – это покрытие медью алюминиевой пластинки простой формы.

На этом примере можно потренироваться. Выполнение процесса происходит так:

1. Поверхность пластинки необходимо сначала зачистить, а затем обезжирить.

2. Затем нужно нанести на нее немного концентрированного раствора сернокислой меди (медного купороса).

3. Следующим действием является подсоединение к алюминиевой пластинке провода, подсоединенного к отрицательному полюсу. Подсоединять провод к пластинке можно с помощью обычного зажима.

4. Положительный заряд подается на устройство, состоящее из оголенного медного провода с диаметром от 1 до 1,5 мм, конец которого распределяется между щетинами зубной щетки.

Во время работы этот конец провода не должен касаться поверхности алюминиевой пластины.

5. Обмакнув щетину в раствор медного купороса, начинают водить щеткой в подготовленном для покрытия медью месте. При этом не нужно допускать замыкания цепи, прикасаясь к поверхности алюминиевой пластины концом медного провода.

6. Омеднение поверхности сразу становится визуально заметно. Чтобы слой был качественным, с окончанием процесса не нужно торопиться.

7. После завершения работы слой меди нужно выровнять дополнительной очисткой, удалив остатки медного купороса и протерев поверхность спиртом.

Гальванопластика в домашних условиях

Гальванопластикой называют процесс электрохимического воздействия на изделие с целью придания ему необходимой формы осаждаемым на поверхности металлом.

Обычно эту технологию используют для покрытия металлом неметаллических изделий. Широко применяют ее в ювелирной области и дизайне бытовых предметов.

Покрытие рабочего изделия должно обладать электропроводящими свойствами. При отсутствии такого слоя сначала предмет покрывают графитом или бронзой.

Основными металлами, используемыми для гальванопластики, являются медь, никель, серебро и хром. Также используют металлизацию поверхностей сплавами из стали.

Гальванопластика в домашних условиях особенно популярна среди мастеров. Чтобы создать нужную форму, с копии делается ее слепок. Для этого используют легко плавящийся металл, графит и гипс.

После изготовления формы предмет подвергают покрытию металлом с использованием электролита.

Источник