1

Тема: Химическая и электрохимическая обработка металлов

Здесь делимся способами химической и электрохимической обработки металлов - травление, хромирование, никелирование, оксидирование и т.п.

2

Re: Химическая и электрохимическая обработка металлов

Из книги Л.А. Ерлыкина "Мастерская рыболова", 1988 г.

Сталь. В практике изготовления рыболовных снастей сталь используется как один из основных металлов. Большинство деталей рыболовных снастей и инструмент рыболова — все изготовлено из стали.
Естественно, что важной задачей в рыболовной практике является борьба с коррозией (ржавчиной) стали. Это достигается правильной окраской, фосфатированием, оксидированием, никелированием стальных деталей.
Углеродистые стали обыкновенного качества маркируются двумя буквами и цифрой    (Ст. 1 — Ст. 7); цифра показывает примерное содержание углерода в десятых долях процента.
В марках углеродистых качественных сталей (Ст. 08, Ст. 30 и т. п.) и автоматных сталей (А12, АЗО и т. п.) цифры показывают примерное содержание углерода в сотых долях процента. А у углеродистых инструментальных сталей (У7, У8 и т. п.) — в десятых долях процента.
Легированные стали кроме цифр в маркировке имеют еще и буквы, которые обозначают те или иные присадки в стали, например: X — хром, Н — никель, В — вольфрам, К — кобальт, Г (или Мг) — марганец, М — молибден, Ю — алюминий, Ф (или Ва) — ванадий, С — кремний.
Если маркировка стали имеет в конце букву Ц, значит, она цементируется, если букву А, то содержит уменьшенное количество вредных примесей (серы и фосфора).
Например, маркировка нержавеющей стали 14Х19Н9А расшифровывается так: сталь содержит 0,14% углерода, 19% хрома, 9% никеля, имеет пониженное содержание вредных примесей.
Медь и ее сплавы являются основным материалом для изготовления многих искусственных рыболовных приманок, особенно всевозможных блесен и мормышек. Это объясняется тем, что медь и ее сплавы очень хорошо обрабатываются режущим инструментом, легко штампуются, выбиваются, вытягиваются и т. п. Кроме того, медь и ее сплавы хорошо полируются, отлично покрываются никелем, серебром, химически окрашиваются в различные оригинальные цвета.
Бронза очень редко применяется для изготовления приманок, так как она плохо штампуется и обрабатывается. Лишь для некоторых морских блесен применяют бронзу (блесны литые) из-за ее высокой коррозионной стойкости в морской воде. Обычно берется бронза марки Бр.ОЦСН-3-7-5-1 или ей подобная.
Некоторые марки бронзы (фосфористые, берилловые) в виде проволоки идут на пружины и противозацепные устройства.
Сплавы никеля. Выбор никелевых сплавов для изготовления рыболовных приманок существенно ограничен. Это объясняется тем, что в продажу поступает (через магазины Художественного фонда) небольшой ассортимент таких сплавов. Здесь можно приобрести нейзильбер марки МНЦ 15—20 и мельхиор НМ81, НМЗО.
Алюминий и его сплавы. Роль алюминия и его сплавов в изготовлении всевозможных рыболовных приманок возрастает год от года. Легкость обработки, возможность наносить разнообразные покрытия и другие достоинства говорят за то, чтобы алюминий еще шире применялся рыболовами-спортсменами в их практике.
Термообработка цветных металлов заключается в их отжиге, хотя известно, что некоторые из них можно закаливать. Отжиг позволяет снизить твердость и увеличить пластичность металлической детали, которая ранее была механически обработана, в результате чего в ней возникли внутренние напряжения (они и придают детали дополнительную твердость и малую пластичность). Отжиг меди проводят при температуре до 650°, охлаждая деталь в воде. Отжиг латуни Л96 проводят при температуре до 600°. Охлаждают латунь на открытом воздухе. Мельхиоры отжигают при температуре до 700=, нейзильберы — до 750°; охлаждают на открытом воздухе. Твердые сорта алюминия и дюралей отжигают при температуре до 500°; охлаждают на открытом воздухе.

3

Re: Химическая и электрохимическая обработка металлов

Хромирование деталей в домашних условиях.
 
С пластмассовыми деталями поступают так. Сначала напильником пилят медную проволоку (чем мельче – тем лучше). Затем на пластмассовую деталь наносят слой быстросохнущего клея и обильно посыпают его стружкой. Когда клей начинает схватываться, подходящим предметом уплотняют слой стружки – чтобы обеспечить надёжный электрический контакт между её частицами. После этого гальваническим способом покрывают деталь слоем меди. Слой должен быть толстым – чтобы покрыть все неровности. Он выполняет в этом случае ту же роль, что и шпатлёвка перед покраской. После этого шлифуют и полируют деталь. К полировке отнеситесь серьёзно: слой хрома в точности повторит все дефекты медного. А когда деталь приобретёт нужную форму и заблестит, может смело её хромировать. Покрытие получается надёжным и красивым.

  1
Один из наиболее простых способов хромирования стальных деталей
Для того, чтобы покрыть хромом какую-либо деталь обычно несут ее на какой-нибудь ближайший оборонный завод или конструируют самодельные гальванические установки. Здесь же предложен, на мой взгляд один из наиболее простых и дешевых способов хромирования. Принцип действия основан на химической реакции без воздействия на реагирующие вещества электрическим током.
Итак, чтобы отхромировать стальные детали, их сначала нужно покрыть слоем меди. Для этого надо приготовить раствор из следующих веществ:
Сернокислая медь – 8 – 50 г
Серная кислота концентрированная – 5- 8 г
Вода дистиллированная – 1 л
Рабочая температура – 18 – 20 С
После тщательной чистки и обезжиривания детали погружают на несколько секунд в раствор. Детали, покрытые медью, извлекают из раствора, промывают водой и сушат. Теперь можно приступать непосредственно к хромированию. Для этого нужен раствор, в состав которого входят:
Фтористый хром – 14 г
Гипофосфат натрия – 7 г
Лимоннокислый натрий – 7 г
Уксусная кислота ледяная – 10 мл
Едкий натрий (20%-ный раствор) – 10 мл
Вода дистиллированная – 1 л
Рабочая температура – около 80 С
Очищенные и обезжиренные детали хромируют в течение 3-8 ч. Затем хромированные детали вынимают, промывают в воде и сушат.

2
Как показала практика, подобные требования вполне удовлетворяет покрытие хромом или сплавами на его основе. Хорошие результаты позволяет получить, в частности, гальваностегия - электрохимический процесс покрытия деталей в гальванической ванне, заполненной, например, разбавленным сульфатным электролитом. В качестве ванны может быть использована любая стеклянная емкость (скажем, банка) подходящего размера, чтобы хромируемый предмет свободно в ней размещался и при этом не находился бы слишком близко от анодных пластин. Электролит же рекомендуется следующего состава: Cr2О3 - 150 г/л и H2SO4 - 1,5 г/л.
Готовить его предпочтительнее на дистиллированной воде. Можно применять и водопроводную, но только после кипячения и отстоя.
В любом случае воду нагревают до 60—70°С и в 2/3 объема растворяют Сг2Оз. Затем доливают воду и перемешивают.
Желательно провести анализ раствора на содержание в нем ионов SO4, поскольку в двуокиси хрома (особенно в технической) они присутствуют обычно в виде примесей. В противном случае трудно будет рассчитывать на высококачественное покрытие в силу того, что добиться требуемой концентрации ионов SO4 в электролите, когда в него “на глазок” вливается серная кислота, крайне сложно.
После добавления необходимого количества H2SO4 электролит необходимо “проработать”. Операция эта проводится при температуре 45 - 50°С. Катодная плотность тока - от 4 до 6 А/дм2. Время проработки – 4-6 ч, что вполне достаточно для накопления в растворе требуемого количества ионов Cr. Электролит при этом меняет окраску от темно-красной до темно-коричневой. В качестве катода здесь используется стальная пластинка. Анод же выполняется из свинца.
За проработкой идет процесс отстаивания электролита. И лишь через сутки можно приступать к пробному хромированию. Электролит нагревают до 50-52°С, выдерживают при этой температуре 2-3 часа. Затем завешивают пробную деталь (обычно латунную). Особенность здесь та, что завешивание латунных, а равно и алюминиевых деталей проводится только под током.
Пробное хромирование обычно ведут час, после чего идет непременно проверка качества покрытия. Прежде всего визуально. Главные критерии — мелкокристаллическая структура хромовых осадков, равномерность покрытия. Кристаллики должны быть блестящими, не “молочными”. А механические свойства покрытия таковы, что если взять инструмент из быстрорежущей стали и попытаться, не продавливая нанесенного слоя, процарапать им отхромированную поверхность, никакого следа на последней не останется. Ну а если покрытие получилось мягким, необходимо провести дополнительную проработку электролита в течение двух часов. Естественно, с последующим повторным пробным хромированием детали.
Опыт свидетельствует: для подбора наилучших параметров хромирования (плотности, температуры) практически не обойтись без 5-6 пробных покрытий с длительностью каждого процесса 30-40 минут. Желательно, чтобы пробы эти делались для разных режимов, позволяя быстрее выходить на оптимальный вариант.
Каждый здесь убеждается: всякой конструкции оправки соответствует строго своя, оптимальная плотность тока. Для гильз ДВС, 1,5 см3, например, она составляет 45 А/дм2 при температуре 50°С. Скорость осаждения чистого хрома при таком режиме примерно 0,04 мм/ч.
После хромирования гильзы подлежат обязательному кипячению в течение .1-1,5 ч в большом объеме (2-3 л) воды, лучше дистиллированной. Затем их на 2-3 часа помещают в сушильный шкаф, где в это время поддерживается температура 120-130°С. Последнее важно для гильз - из БрБ-2 и алюминиевых сплавов. И особенно - для стальных деталей: поршневых пальцев, коленвалов, золотников.
По окончании хромирования следует обычно механическая обработка, шлифование и окончательная доводка детали (изделия).

3
В ремонтной и любительской практике с успехом можно использовать миниатюрную безванновую гальваническую установку (см рис). Она состоит из специальной кисти со щетиной (диаметр кисти 20— 25 мм, корпус ее выполнен из органического стекла, внутрь которого заливается электролит), понижающего трансформатора на напряжение 12 В и ток 0,8—1 А или аккумулятора и соединительного шнура. Щетину кисти обматывают свинцовым (в крайнем случае облуженным медным) проводом. Полупроводниковый диод типа ДЗОЗ—Д305 устанавливают на корпусе кисти. Один из проводов понижающей обмотки трансформатора соединяют с анодом диода, другой с помощью зажима «крокодил» — с покрываемой деталью. Катод диода соединяют с проводом обмотки кисти. Если применяется аккумулятор, диод не нужен.
Покрываемые детали очищают от ржавчины, грязи и жира, протирают сухой чистой тканью и обезжиривают в растворе, содержащем 100— 150 г едкого натра, 40—50 г кальцинированной соды и 3—5 г жидкого стекла (силикатный клей) на 1 л. В зависимости от степени загрязнения детали выдерживают в обезжиривающем составе, нагретом до 80— 100° С, от 15 мин до 1 ч. Чем ровнее и чище поверхность, тем прочнее будет гальваническое покрытие. Подготовленную деталь соединяют с обмоткой трансформатора, в кисть заливают электролит и включают питание. Равномерно перемещая кисть по поверхности детали, покрывают ее металлом, осаждающимся из электролита. Для получения покрытия достаточной толщины необходимо пройти кистью по одному и тому же месту 20—25 раз. Электролит доливают в кисть по мере его расходования. После нанесения покрытия деталь промывают в проточной воде и полируют в смоченной воде тканью, затем еще раз промывают и сушат. Для каждого вида покрытия приготовляют специальный электролит, составленный по следующим рецептам (в граммах на 1 л раствора):
Электролит для меднения
Медный купорос (сернокислая медь) 200
Серная кислота 50
Этиловый спирт или фенол 1-2

Электролит для никелирования
Сернокислый никель 70
Сернокислый натрий 40
Борная кислота 20
Хлористый натрий 5

Электролит для хромирования
Хромовый ангидрид 250
Серная кислота (уд. в. 1,84) 2,5

Электролит для цинкования
Сернокислый цинк 300
Сернокислый натрий 70
Алюминиевые квасцы 30
Борная кислота 20

Электролит для серебрения
Хлористое серебро свежеосажденное 3—15
Железосинеродистый калий 6—30
Сода кальцинированная 20—25

Электролит для золочения
Хлорное золото 2,65
Железосинеродистый калий 45—50
Сода кальцинированная 20—25
В 200—300 мл дистиллированной воды растворяют первое по порядку вещество, потом второе, третье и т. д., а затем доливают воду до 1 л.
Следует иметь в виду, что, хотя растворы и не содержат сильно ядовитых веществ, обращаться с ними во избежание ожогов и отравления следует с осторожностью. Растворы лучше всего хранить в темной стекляняной посуде с притертой пробкой.
Необходимо также учитывать, что не все покрытия хорошо ложатся на различные металлы. Например, для того чтобы покрыть никелем стальную деталь, ее предварительно покрывают тонким слоем меди, хром же хорошо сцепляется с никелированной поверхностью. Подслой меди перед никелированием или серебрением желательно осадить и на деталях, изготовленных из бронзы. Медные и латунные детали серебрят без подслоя меди.

4 (2014-01-25 19:43:31 отредактировано al101)

Re: Химическая и электрохимическая обработка металлов

На днях-столкнулся с проблемой.
Нужно было в лезвии ножа просверлить
отверстие,что бы ручку закрепить в двух местах.
Попробовал эл.дрелью-не берёт сверло.
Пробовал нагреть до красна-думал отпустится метал.Не получилось.
Маленькое лезвие-быстро остывает.
Начал лопатить инет.Нашёл инфу.

Закрасил краской для поплавков кончик,оставив
не крашенным кружок с двух сторон.
Под отверстие.
Навёл солевой раствор.
+40вольт к лезвию, минус-щуп латунный в раствор.
Через две-три минуты  -готово отверстие.
Не ждал-что так быстро.Правда толщина лезвия
где то 0,2мм.

Личная связь со мной осуществляется только через личные сообщения.

5

Re: Химическая и электрохимическая обработка металлов

al101 пишет:

Нужно было в лезвии ножа просверлить
отверстие,что бы ручку закрепить в двух местах.
Попробовал эл.дрелью-не берёт сверло.

Электроэрозионный рулит! Делается на раз! Лишь бы  материал проводящий был. Электроды - медные, угольные. Ровненько получается. А свёрла.. сверла разные бывают -  когда то на свой бухлобус диск сцепления от 51-ого ставил - что бы забыть о сцеплении... Победитовыми просверлился.. штуки четыре  все же убил...

Нас невозможно сбить с пути! Нам по фигу - куда идти!

6

Re: Химическая и электрохимическая обработка металлов

Кто -нибудь пробовал данную обработку для нержавеющих бузбар и стоек?