Galvanické pokovování: Jak si doma vyrobit měděné šperky.

Určitě jste již někde viděli nevšední ozdoby v podobě listů, peříček a květin z kovu. Jsou překvapivě podobné těm skutečným, jako by někdo mávnutím kouzelného proutku proměnil živou rostlinu v měď nebo stříbro. A do jisté míry je to pravda – tyto brože, přívěsky a vlásenky jsou vytvořeny pomocí galvanického zpracování. Pojďme zjistit, jak se vyrábějí a co je galvanoplastika.

Abych vysvětlil jednoduchými slovy, elektrotyp je metoda vytváření přesných kopií jakýchkoliv předmětů nanesením vrstvy kovu v důsledku elektrochemické reakce. Obrobek (ze kterého je kopie vyrobena) je umístěn v nádobě s elektrolytem a kovovou deskou. Hraje roli katody („plus“). Záporný pól – anoda – je deska. Při vystavení elektrickému proudu se kovové ionty z desky přenesou na katodu. Po dokončení reakce dosáhne kovová vrstva 0,2–2 mm a přesně opakuje tvar původního produktu.

Když kovová vrstva naroste na požadovanou tloušťku, je odstraněna z elektrolytu a oddělena od obrobku. V jiných případech se obrobek stává základem výrobku a po dokončení procesu zůstává uvnitř – tento typ galvanoplastiky se nazývá galvanoplastice.

K galvanickému pokovování se používá především měď, nikl, stříbro, zlato, chrom, olovo, wolfram, železo a různé slitiny.

Kde se galvanoplastika používá?

V polovině 19. století ruský vědec Boris Semenovič Jacobi provedli experimenty s galvanickým článkem a všimli si, že tenký kovový plech vytvořený na zkoumaném produktu přesně opakuje všechny nepravidelnosti a drsnosti svého prototypu. Jacobi se o tento fenomén začal zajímat a začal hledat možné oblasti jeho uplatnění.

Nyní, téměř o dvě století později, je galvanické pokovování široce používáno v průmyslu – tato metoda se používá k výrobě instalatérských zařízení, rádiových komponentů, nejkvalitnějších prvků domácích spotřebičů a dokonce se používá při výrobě raket, vrtulníků a letadel!

Neméně populární je umělecká galvanoplastika. Touto technikou se vyrábí sochy, figurky a jejich jednotlivé části, basreliéfy, mince a emblémy.

Metodou galvanoplastiky vznikají vlásenky, brože, přívěsky, náušnice z přírodních materiálů – větvičky, listy, květy, peříčka a hmyz. Takové dekorace se získávají „jako by byly živé“, protože na jejich povrchu jsou zachovány všechny přirozené linie, žíly a ohyby.

Zařízení a materiály pro galvanoplastiku

Pro výrobu šperků technikou galvanického pokovování budete muset sestavit sestavu, jejíž hlavní součásti jsou zdroj elektrického proudu, nádoba s elektrolytem, ​​kovová konstrukce (její části hrají roli anody a katody) a propojovací vodiče. všechny prvky k sobě navzájem.

To vše se prodává v stavebnicích na tržištích a specializovaných webech, ale zkušení řemeslníci tvrdí, že je levnější použít nabíječku autobaterií a sestavit instalaci z improvizovaných prostředků.

Složení elektrolytu pro výrobky vyrobené z různých kovů je různé, stejně jako materiály použité k vytvoření elektrického obvodu. Chcete-li provést instalaci pro pokovování mědi, budete potřebovat měděnou anodu („mínus“), pro stříbření tedy stříbrnou, pro zlacení zlatou.

Při výrobě šperků doma je nejoblíbenější galvanické pokovování mědí a niklování kvůli relativní levnosti surovin a jednoduchosti stříbření. Technologie chromování je mnohem složitější a skládá se z více stupňů, proto není mezi řemeslníky tolik rozšířená.

Mistrovská třída výroby šperků z přírodních materiálů

Řekneme vám, jak si můžete vyrobit měděné šperky z přírodních materiálů pomocí galvanického pomědění. Proces není tak rychlý, jak bychom chtěli, ale připravené materiály a činidla vydrží dlouho. A výsledek práce vás jistě potěší, protože každý výrobek je jedinečný a zachovává si svou nedotčenou krásu vtisknutou do kovu.

Montáž galvanické instalace pro pomědění

Budeme potřebovat:

• zdroj proudu (laboratorní zdroj nebo nabíječka autobaterií). Je důležité, aby bylo možné regulovat sílu proudu;
• sada vodičů s krokosvorkami (obvykle součástí nabíječky, ale lze je zakoupit samostatně);
• plastová nádoba s víkem, objem 1,2–1,5 l;
• měděný drát – cívka velmi tenkého drátu o průměru 0,3 mm, 50–70 cm drátu o průměru 1 mm a silnější kus 25–30 cm – o průměru 2 mm nebo více;
• 2 měděné desky (je přijatelné použít cívky drátu, ale je pohodlnější desky odizolovat). Lze je zakoupit v železářství;
• nůžky na drát;
• brusný papír na čištění kovů;
• měřená kapacita;
• kuchyňské váhy;
• elektrolyt.

Galvanická lázeň je vyrobena z plastové nádoby: uzavřený rám je tvořen drátem o tloušťce 1 mm. Instaluje se po obvodu nádoby tak, že protilehlé strany sestupují do nádoby 2–2,5 cm pod její okraj a další dvě jsou umístěny stejným způsobem venku.

Poté se vnitřní strany drátěného rámu očistí, naproti sobě se k nim připevní měděné pláty – měděné plátování tak bude na obou stranách jednotné (můžete je omotat tenkým drátem nebo jednoduše ohnout okraje plátů a pověsit je na rám). Část desky, která je v kontaktu s drátem, musí být také očištěna. Anoda je připravena, můžete začít s instalací katody.

Pro „plus“ použijte měděný drát o tloušťce 2 mm nebo více. Musí být upevněn vodorovně v horní části vany rovnoběžně s deskami. Nejjednodušší způsob, jak to udělat, je vyříznout dva otvory proti sobě ve stěnách nádoby a vložit do nich drát. Na něm jsou zavěšeny obrobky, které byly předtím zabaleny drátem o průměru 0,3 mm. Volný konec drátu je ohnutý jako háček – poslouží jako upevňovací prvek.

Poté se nádoba naplní předem připraveným elektrolytem a vodiče ze zdroje se připojí ke galvanické lázni. Svorky jsou zapojeny takto: červená („plus“) jde na anodu (rám) a černá („mínus“) jde na katodu (tlustý drát).

Složení elektrolytu pro povlakování obrobku mědí:

• síran měďnatý (lze nalézt v železářství) – 200 g;
• elektrolyt pro baterie s hustotou 1,27–1,28 g/cm³ (hledejte v obchodě s automobilovými potřebami) – 180 g;
• ethylalkohol 95 % – 10 ml;
• destilovaná voda – přidejte ji do směsi po značku 1 litr.

Při delším používání se může v elektrolytu objevit sediment. Poté se opatrně, bez třepání, přelije do jiné nádoby a sediment a nečistoty se neutralizují roztokem sody, zředí se vodou a teprve poté se zlikvidují.

Příprava modelu pro pomědění

Při pomědění nekovových obrobků se nejprve odmastí, připevní na tenký drát a pokryje vodivou vrstvou. Zkušení řemeslníci doporučují zakoupit grafitový sprej pro tento účel, jiní používají měděný nebo bronzový prášek smíchaný s lakem Tsapon. Upevnění na vlásenky a spony, ozdobné prvky – kamínky, kamínky, korálky – se před poměděním nalepí na model a pečlivě zakryjí plastelínou, aby se na nich neusazovaly kovové částice.

Aktuální výpočet

Jaké indikátory nastavit na zdroji proudu závisí na oblasti produktu potaženého mědí. Není těžké to vypočítat ani pro předměty nepravidelného tvaru – stačí si zapamatovat školní osnovy a použít paletu (můžete ji nakreslit na kus průhledného plastu nebo polyethylenu, měli byste získat mřížku o velikosti buňky 1 * 1 cm).

Aktuální síla se vypočítá podle vzorce:

• I je současná síla v ampérech;
• D – proudová hustota. Pro měď se bere hodnota od 1 do 2, průměr je 1,5 A/dm²;
• S je plocha našeho produktu v dm².

Řekněme, máme javorový list o ploše 20 cm², který potřebujeme potáhnout mědí. Výpočty ve vzorci jsou uvedeny ve čtverečních decimetrech, takže převedeme plochu listu na decimetry. Dopadne to takto:

Toto číslo vynásobíme 2, protože obě strany listu jsou podrobeny galvanickému ošetření:

Výsledná čísla dosadíme do vzorce:

Podle toho je zdroj proudu nastaven na 0,6 Ampér.

Proces pokovování mědí

Když jsou dokončeny všechny přípravné fáze a model je řádně připraven, je ponořen do elektrolytu zavěšený na tenkém drátu od katody (stejně silný drát připojený k černé svorce). Poté nastavte požadovanou sílu proudu a nádobu uzavřete víkem, abyste nevdechovali toxické výpary elektrolytu. Po 5–10 minutách můžete zkontrolovat, jak proces probíhá, vytažením obrobku. Mělo by získat slabý růžový nádech.

Poté se galvanická lázeň nechá 5–15 hodin uzavřená, aby se na povrchu modelu získala kovová vrstva požadované tloušťky. Poté se hotový výrobek vytáhne a důkladně umyje ve vodě.

Zpracování hotových výrobků

Aby měď dodala různé odstíny, je patinována. Existuje mnoho způsobů aplikace patiny: parní směs čpavku a síry (tmavě šedá barva) nebo čpavku (tmavě modrá barva), sirná mast (černá patina) nebo galvanizace v zahřáté směsi síranu měďnatého, louhu, rafinovaného cukru, destilované voda a soda. Druhá metoda dává veselejší odstíny – zlaté, modré, růžové, nazelenalé – a duhové odstíny, a pokud si „hrajete“ se současnou silou, můžete získat zcela neočekávanou barvu.

Poslední fází je leštění zubním práškem nebo čističem šperků pro lesk a hladkost a nátěr lakem na kov. Bez povlaku měď rychle oxiduje a ztrácí barvu.

Opatření pro pokovování mědí

Pokud se rozhodnete pro galvanické pokovování, měli byste si zapamatovat bezpečnostní opatření, abyste se nepopálili reagenciemi nebo neotrávili jejich výpary:

• pracovat pouze v dobře větraném prostoru nebo s nasazenou kapucí, v nepřítomnosti dětí a zvířat;
• zásobte se věcmi, které vám nevadí, zástěrou nebo pracovním pláštěm – elektrolyt a kyseliny zanechávají skvrny nejen na oblečení, ale mohou vypálit díry do látky;
• nezapomeňte na osobní ochranné prostředky – brýle, rukavice, respirátor nebo masku;
• Pokud se elektrolyt dostane na pokožku, neutralizuje se roztokem jedlé sody v poměru 1 čajová lžička na sklenici vody a poté se opláchne velkým množstvím vody. Pokud se dostanete do kontaktu se síranem měďnatým, důkladně jej omyjte mýdlem a vodou.

• 2 mistrovské kurzy: jak vyrobit houpací síť pro letní dům
• Původem z východu: co je batika
• Tufting: jak vytvořit koberec

Ne každý dokáže vyrobit krásné věci vlastníma rukama. Proto se galvanické pokovování doma stane oblíbeným koníčkem pro ty, kteří rádi kutí a nebojí se obtíží. Tato činnost bude vyžadovat speciální vybavení a dodržování bezpečnostních opatření. Výsledkem však bude exkluzivní produkt s neobvyklým designem.

Funkce procesu

Pro dosažení vysoce kvalitního povlaku je třeba zvolit správný proud a napětí. Pokud je proud příliš slabý, kov se bude usazovat příliš dlouho. Pokud jsou překročeny standardní parametry proudu a napětí, kov se bude usazovat ve vločkách. Dalším bodem je nákup kapaliny do elektrolytu. Je snazší použít roztok do autobaterie a specializované chemikálie, jako je kyselina sírová, je pro běžného člověka obtížné koupit. Nejčastěji tato metoda zpracování zahrnuje mědění výrobků. Pokud je však v ní drahý kov, můžete obrobek postříbřit nebo zlacit.

Zlacení plátkovým zlatem vypadá krásně, ale jeho cena je mnohem vyšší než u pozlacených předmětů v maloobchodě. Čím větší je díl, tím větší je elektroda a dodávaný proud. Proto se velké předměty v běžném životě nepodrobují galvanizaci. Proces galvanizace začíná sestavením zařízení. Plus ze zdroje proudu je přiveden k desce a mínus k výrobku. Aby se zabránilo reakci vodičů během galvanizace, místo, kde se připojují k desce, se utěsní plastelínou. Plocha s kladným nábojem by měla být větší než plocha obrobku, nejlépe alespoň dvakrát. Pro nastavení optimálního proudu na zařízení se používá jednoduchý vzorec. Plocha desky se vynásobí hustotou proudu. Obvykle se bere hodnota hustoty 1-2 A na čtvereční decimetr. Po dokončení výpočtů se pokračuje ve zpracování. Odmaštěný obrobek se připevní k zápornému kontaktu pomocí lepidla a měděného drátu. Pokud materiál není vodivý, je nutné výrobek ošetřit grafitovým sprejem. Pokud budoucí dekorace napodobuje šperky, měly by být všechny kameny a sklo utěsněny plastelínou. Tento materiál nedovolí změnu barvy kamene. Pro výrobu šperků je vhodné použít sklo nebo kameny odolné vůči agresivnímu prostředí.

Vrstva získaná za dvě hodiny se liší od vrstvy vyrobené za jeden den větší tloušťkou a pevností. Je důležité vzít v úvahu, že pro dosažení kvalitního výsledku musí lázeň s elektrolytem a výrobky stát mnoho hodin v klidu. Hotový produkt nevypadá jako železo, bude se třpytit narůžovělým měděným leskem. Tento výsledek naznačuje, že proces byl úspěšný.

Materiály a zařízení

K přípravě roztoku pro galvanické pokovování doma budete potřebovat následující:

• Napájecí zdroj je zdrojem stejnosměrného proudu.
• Elektrolyty z autobaterie nebo kyselina sírová, podle toho, co se snáze koupí.
• Síran měďnatý – měď se z této látky usazuje přímo na předmětech.
• Destilovaná voda pro správnou koncentraci roztoku.
• Lékařský líh – zlepšuje kvalitu roztoku.
• Grafitový sprej – používá se k nátěru předmětů, které nemají elektrickou vodivost.
• Plastelína – bude potřeba jak pro připevnění desky k drátu, tak pro izolaci částí výrobku, které by neměly být pokryty vrstvou kovu.
• Měděný plech – pro přímou elektrolýzu.

Klasický recept zahrnuje použití kyseliny sírové, ale ta se prodává pouze chemickým laboratořím a ne každý má možnost si ji sehnat. K přípravě elektrolytického roztoku pro galvanické pokovování doma budete potřebovat:

• 250 gramů síranu měďnatého;
• 60 gramů kyseliny sírové;
• 1 litru vody.

Síran měďnatý se zředí v 500 ml vody. Po smíchání složek se do vody pomalu nalije kyselina sírová. Pokud uděláte opak, žíravina bude stříkat. Po smíchání postupně přidávejte vodu, abyste dosáhli požadovaného objemu. Doma bude příprava roztoku elektrolytu po několika pokusech bezchybná. Můžete použít hotový elektrolyt z baterie. V tomto případě je pro stejné množství síranu měďnatého potřeba 15 ml alkoholu a 145 ml roztoku elektrolytu.

Bezpečnostní požadavky

Pokud provádíte galvanoplastiku doma, je třeba zvážit mnoho faktorů. Během procesu by se lázeň měla nacházet v izolované místnosti. Do této místnosti by se neměly vpouštět děti a zvířata, která by mohla vše převrhnout. Pravidelně kontrolujte, zda zdroj stejnosměrného proudu splňuje jmenovité charakteristiky. Je lepší pracovat v rukavicích a ochranných brýlích a také si obléknout zástěru nebo pracovní plášť.

Fantazie a dovednost pomohou realizovat odvážné umělecké nápady. Povlak můžete aplikovat nejen na kovové vodivé výrobky, ale i na plastové, pokryté grafitovým sprejem. Není to levné potěšení, ale náklady se vyplatí potěšením z tvůrčího procesu.