Зарегистрируйтесь и откройте для себя мир пневматического оружия
Регистрация

Войти

Меню
Просм.: 1795|Ответить: 0

Химические и электрохимические методы обработки деталей.

[Скопировать ссылку]
Опубликовано 2012-4-8 22:02:05 | Показать все сообщения |Режим чтения

Зарегистрируйтесь сейчас, чтобы найти еще больше друзей, и получить полноценный доступ ко всем функциям сайта!

Для просмотра Вам необходимо авторизироваться.
Если Вы еще не зарегистрированы, перейдите по ссылке: Регистрация.

x
Эта тема  раскрывает техническую  сторону  электрохимической обработки металлов,

если  возникнут  вопросы  задавайте   ,   многие   решения описанные здесь  делаюстя с применение  едких  веществ,  будте предельно аккуратны в работе с ними   !! Также  соблюдайте технику безопасности при работе  с электрическим током!!!

Химические и электрохимические методы обработки деталейСодержание.
  • Общие сведения
  • Нанесение металлических покрытий на неметаллические материалы
  • Изготовление матриц и литейных форм из меди
  • Обезжиривание внешней поверхности деталей
  • Электрохимическое полирование поверхностей металлических деталей
  • Электрохимическое окрашивание металлических деталей
  • Декоративная отделка деталей из алюминия и его сплавов
  • Химическое фрезерование металлов
  • Химическое полирование металлов
Эти технологические процессы достаточно просты и позволяют даже начинающим моделистам добиться хорошего качества деталей модели корабля. Кроме того, они позволяют улучшить внешний вид металлических деталей и нанести металлическое покрытие на пластмассовые и даже на восковые детали.
В гальванотехнике применяются два метода - гальванопластика и гальваностегия. Гальванопластика - это электрохимический способ копирования. Этим способом можно изготавливать металлические сетки, ювелирные изделия, копии скульптур, гравюр, детали сложной конфигурации. Способ отличается высокой точностью воспроизведения формы изделия.
Гальваностегия - электрохимический процесс покрытия одного металла другим, более устойчивым в механическом и химическом отношении. К ней относятся хромирование, никелирование и т. п.
В принципе гальванопластика и гальваностегия одинаковы, но имеют свои особенности и отличаются прежде всего методами подготовки поверхности перед осаждением на нес металла. Для проведения этих процессов применяется довольно простое оборудование. В качестве гальванической ванны может быть использована любая стеклянная банка подходящего размера (рис. 1 и 2).
img_fn18n6796513106.gif
Рис. 1. Гальваническая ванна в четырехугольной банке
img_gt27s8945544530.gif
Рис. 2. Гальваническая ванна в круглой банке
Из толстой медной проволоки или медных трубок делаются поперечные перекладины, из которых две (рис. 1, а) служат для подвешивания металлических анодов, а третья (б) - для покрываемых металлом предметов (катод). Важно, чтобы покрываемые предметы были обращены к анодам своими наибольшими плоскостями.
Перекладины, к которым подвешиваются аноды и детали, необходимо снабдить клеммами для удобства и надежности соединения. Проволоки, прикрепляющие анод к перекладине, должны находиться выше уровня электролита. Анодные пластины включаются между собой параллельно и присоединяются обязательно к <плюсу> источника тока. Аноды и детали должны быть тщательно обезжирены.
Важным условием успешного проведения процесса является чистота. Если в электролите появляется легкая муть или образуется осадок, его необходимо профильтровать.
img_et22n6855309548.gif
Рис. 3. Схема включения ванны в электрическую цепь
На рис. 3 показана схема включения гальванической ванны. В качестве источника тока используют автомобильный аккумулятор или выпрямитель на 6-12 В.
К схеме необходимо подключить вольтметр и амперметр. (Если площадь поверхности покрываемого предмета меньше 2 кв. дм, можно использовать миллиамперметр на 500 мА.) Сопротивление реостата - 8-10 Ом.
Ток, проходящий в цепи, не должен превышать определенного предела и зависит от площади поверхности предмета. Поэтому в гальванотехнике используется понятие <плотность тока>.
Если деталь имеет заостренные части, плотность тока надо уменьшить в два-три раза. Детали погружают в ванну под напряжением! Реостат при этом включается на полное сопротивление. Затем, уменьшая сопротивление реостата, доводят ток до нормы.
Во время проведения процесса деталь два-три раза вынимают из ванны и осматривают. Если металл откладывается неравномерно, изменяют ее положение. Тонкий слой металла откладывается на детали за 20-30 мин, толстый слой - за несколько часов. Деталь, вынутая из ванны, всегда имеет матовую поверхность. Для придания блеска ее полируют зубным порошком.

Нанесение металлических покрытий на неметаллические материалы


Основой для такой технологии служит графитовая смазка, которую можно изготовить самому. На мелкозернистой шкурке необходимо сточить несколько грифелей (для цангового карандаша или циркуля) или стержень от батарейки типа КБС-Л для получения мелкозернистого порошка графита. Этот порошок нужно просеять через марлю для удаления кусочков графита и шкурки.
Для того чтобы покрыть слоем металла пластмассовую деталь, в графит капают спирт или водку, размешивают и этой густой кашицей при помощи кисточки покрывают де­таль. После высыхания излишки графита удаляют. Можно деталь покрыть лаком или разведенным в бензине воском. В это покрытие мягкой кистью втирается графит. После высыхания покрытия деталь обдувается воздухом.



Изготовление матриц и литейных форм из меди




Рассмотрим процесс изготовления металлической матрицы для штамповки пластмассовой детали. Для этого применяют следующую восковую композицию:
  • воск - 20 весовых частей;
  • парафин - 3 весовые части;
  • графит - 1 весовая часть.

Если матрицу изготавливают из диэлектрика (воск, пластилин, парафин, гипс), ее поверхность покрывают электропроводящим слоем - втирают мягкой волосяной кистью графит в поверхность матрицы.
Гальваническое покрытие легко отделяется от матрицы, покрытой графитом. Подготовленную модель погружают в ванну, схема которой находится под током. Сначала проводят <затяжку> (покрытие) проводящего слоя при малой плотности тока в растворе следующего состава:
  • медный купорос - 150-200 г;
  • серная кислота - 7-15 г;
  • этиловый спирт - 30-50 мл;
  • вода - 1000 мл.
Рабочая температура электролита - 18-25°, плотность тока - 1-2 А/дм2. Спирт необходим для лучшей смачиваемости поверхности.
После того как вся поверхность <затянется> слоем меди, матрицу переносят в электролит, предназначенный для гальванопластики. Его состав:
  • медный купорос - 340 весовых частей;
  • серная кислота - 2 весовых части;
  • вода - 1000 весовых частей.
Температура электролита - 25-28°, плотность тока - 5-8 А/дм2.
Этим способом можно делать очень точные копии не только вогнутых, но и выпуклых деталей, если в форме сделать отпечаток внешней поверхности такой детали.
Для изготовления литейной формы моделисту придется делать две полумодели литой детали, а потом тщательно их подгонять. Если деталь не объемная и поверхность разъема представляет собой плоскость, то задача значительно упрощается. Таким способом можно изготовить металлические литейные формы для элементов барельефа, украшающего парусное судно. После их отливки в полученной форме из гипса эти элементы монтируются прямо на модель без всякой обработки, так как поверхность гипсовой детали точно соответствует литейной модели.

Обезжиривание внешней поверхности деталей


Как уже указывалось, перед нанесением гальванического покрытия деталь необходимо тщательно обезжирить. Сначала ее очищают бензином или ацетоном, затем поверхность тщательно обрабатывают моющими средствами: стиральными порошками, пастами, жидкостями и т. д. После промывки деталь непосредственно перед началом процесса окунают на 20-30 с в 10-20 %-ный раствор серной кислоты, а затем быстро промывают в воде и погружают в ванну. Естественно, если деталь сделана из воска, парафина, пластилина и подобных материалов и покрыта слоем графита, то обезжиривание не проводится. Замечу, что к кислотам, щелочам и другим химическим веществам надо относиться уважительно и соблюдать все правила техники безопасности при обращении с ними!

Электрохимическое полирование поверхностей металлических деталей



Полируемые детали подвешивают в электролитической ванне как аноды, то есть к ним подводят <плюс> источника питания. Катодом служит лист нержавеющей стали. Можно использовать электролиты следующего состава:
1. Для полирования стали:
  • серная кислота концентрированная - 300 мл;
  • ортофосфорная кислота концентрированная - 600 мл;
  • вода - 100мл
Электролит готовят в стеклянной или фарфоровой посуде. Температура ванны - около 70°, плотность тока 60- 70 А/дм2. Процесс длится 1-5 мин. Отполированные детали после извлечения из ванны промываются в проточной воде, погружаются в 10 %-ный раствор углекислого натрия (соды) и снова промываются в проточной воде. Сушатся они в струе теплого воздуха от бытового пылесоса (фена). 2. Для полирования меди, латуни и бронзы:
  • серная кислота концентрированная - 10 г;
  • уксусная кислота - 12,5 г;
  • хромовый ангидрид - 12,5 г;
  • двухромовокислый натрий (хромпик) - 37,5 г;
  • вода - 1000 мл.
Рабочая температура электролита - 60-70°, плотность тока - 25-50 А/дм2. 3. Для полирования алюминиевых сплавов:
  • этиловый спирт денатурированный - 576 мл;
  • хлористый аммоний - 40 г;
  • хлористый цинк - 180 г;
  • бутиловый спирт - 64 г;
  • вода - 128 мл.
Полирование производится при напряжении 20-24 В. Рекомендуется через 1 мин вынуть деталь из ванны и снова погрузить, повторив это в течение процесса полирования несколько раз.
Электрохимическое окрашивание металлических деталейДля электрохимического окрашивания металлических деталей из стали, латуни и меди необходимо собрать гальваническую ванну и электрическую схему (рис. 4). img_arz9p9347892168.gif Рис. 4. Простейшая гальваническая ванна для окрашивания деталей Электрод, подключенный к <плюсу>, делают из листовой меди. <Минус> подключают к окрашиваемой детали. Необходимо следить, чтобы детали не касались медной пластинки. В банку запивают специальный электролит и замыкают электрическую цепь. Через 2-3 мин начнется окрашивание. Сначала деталь станет коричневой, потом фиолетовой и т. д. Цвет зависит от времени: 2 мин - коричневый; 3 мин - фиолетовый; 3-5 мин - синий; 5-6 мин - голубой; 8-12 мин - желтый; 12-13 мин - оранжевый; 13-15 мин - красный; 17-21 мин - зеленый.На 1 л электролита необходимо:
  • медного купороса - 60 г;
  • сахара-рафинада - 90 г;
  • едкого натра - 45 г.

Приготавливается электролит в строгой последовательности: растворяется купорос в 200-300 мл воды, в него добавляется сахар. Отдельно в 250 мл воды растворяется едкий натрий. К нему небольшими порциями, при постоянном помешивании, подливается раствор медного купороса с сахаром. Затем добавляется вода, чтобы получился 1 л раствора.
При работе с едким натром, также как и с кислотами, надо соблюдать осторожность. Чтобы цвета были более контраст­ными, в готовый электролит добавляется 20 г безводной соли углекислого натрия. После окрашивания деталь промыва­ют водой, сушат и покрывают бесцветным лаком.

Декоративная отделка деталей из алюминия и его сплавов


Этот металл можно также окрасить в любой цвет. С этой целью детали, изготовленные из алюминия, подвергаются анодному оксидированию с последующей адсорбционной окраской различными красителями.
Делают это так. Отполированные до зеркального блеска детали обезжиривают обыкновенным хозяйственным мылом с теплой водой. Их тщательно моют щетинной щеткой в течение 10 мин. Обезжиренные детали промывают в холодной воде, затем для удаления пленки окислов погружают на 2-3 мин в 50 %-ную азотную кислоту. После этого детали снова тщательно промывают сильной струей воды и немедленно помещают в ванну для анодирования.
Очень хорошим является электролит, приготовленный из бисульфата натрия (натрий сернокислый кислый), 250-300 г которого растворяют в 1 л воды. Рабочая температура электролита не более 20°. Для катодов при анодировании применяется листовой свинец, анодом служит обрабатываемая деталь, которую подвешивают между двумя свинцовыми катодами на расстоянии 70-80 мм от них. Электролиз длится 40-50 мин, плотность постоянного тока - 1-1,5 А/дм2. Подвеска для деталей изготавливается только из алюминия! Все соединения и контакты должны быть надежными. Загружать детали в ванну и выгружать их следует только под током.
После пребывания деталей в ванне их тщательно промывают холодной водой и опускают в водный раствор анилинового красителя, подогретый до 50 - 60°. Раствор красителя следует предварительно профильтровать, так как его небольшие нерастворившиеся крупинки могут дать пятна на поверхности металла. Цвет окраски зависит от времени пребывания детали в красителе, но оно не должно превышать 15-20 мин.
Анилиновые красители можно приобрести в хозяйственных магазинах или на рынке. Для окрашивания применяют 5-10 %-ные водные растворы следующих красителей:
  • черный цвет - анилиновый черный М или анилиновый прямой черный-3 (торговое название);
  • коричневый цвет - основной коричневый;
  • золотисто-желтый цвет - прямой желтый 2Ж или ализариновый красный;
  • красный цвет - красный ализариновый или кислотный рубиновый;
  • синий цвет - кислотный синий антрахиноновый или прямой синий М;
  • голубой цвет-анилиновый голубой или метиленовый голубой;
  • зеленый цвет - прямой зеленый ЖХ или основной ярко-зеленый;
  • фиолетовый цвет - основной фиолетовый;
  • белый цвет - применяется неорганический краситель (сначала деталь помещается в ванну с 10 %-ным раствором уксуснокислого свинца, а затем переносится в ванну с 10 %-ным раствором глауберовой соли (сульфата натрия);
имитация под золото - окраска получается прочной и светостойкой. Состав для окрашивания готовят так: 1 г красителя оранжевого 2Ж растворить в 0,5 л горячей воды, в раствор добавить 0,1 г красителя желтого-3 и 0,5 г кальцинированной соды (каустика). После охлаждения раствор профильтровать. Отдельно в 0,5 л горячей воды растворить 0,1 г красителя черного М и также раствор профильтровать. Перед окрашиванием оба раствора смешать и нагреть до 50-60 градусов. В зависимости от времен пребывания деталей в этом растворе можно получить окраску под любую пробу золота.

Химическое фрезерование металлов

Надписи на металлических пластинках, уменьшение толщины стенок металлических деталей, увеличение диаметра отверстий или уменьшение диаметра стержней и многое другое можно делать методом химического фрезерования (травления). Поверхность металла полируют, промывают водой и сушат. Затем на нее наносятся надписи или рисунок любым спиртовым лаком, после чего деталь подвергается травлению Там, где был нанесен лак, травления не происходит.Алюминий и его сплавы лучше травить в 10-15 %-ном растворе едкого натра. Следует помнить, что химическое фрезерование происходит очень медленно При нагревании раствора до 60-80° за 20 мин растворится слой металла толщиной всего 1 мм. После травления деталь тщательно промывают водой и полируют.
Латунные детали травят в 20 %-ном растворе азотной кислоты. Рисунок наносится горячим парафином, затем острием иглы и кончиком перочинного ножа парафин удаляется с тех мест, где затем произойдет травление металла. С азотной кислотой необходимо работать под вытяжкой или на открытом воздухе. После травления деталь тщательно промывается и нагревается в воде до температуры 90°, чтобы удалить парафин, и протирается сухой тряпочкой с мелом.
Протравленные детали для защиты от окисления покрываются лаком.
Медь травят в 70 %-ном растворе хлорного железа с добавлением 0,3-0,35 %-ной соляной кислоты, цинк - в 8-12 %-ном спиртовом растворе соляной кислоты. К недостаткам этого метода относятся невозможность получения глубокого рельефа и невертикальность стенок обработанной детали, поскольку едкие жидкости начинают разъедать металл не только вглубь, но и вширь, под слоем лака или парафина . img_ip29p2552836999.gif

Рис. 5. Воздействие едкого раствора на поверхность детали

Химическое полирование металлов



Полировать металлы можно простым погружением детали в ванну с химическим раствором без применения электричества. Раствор состоит из следующих веществ:
  • фосфорная кислота концентрированная - 350 мл;
  • азотная кислота концентрированная - 50 мл;
  • серная кислота концентрированная - 100 мл;
  • сернокислая или азотнокислая медь - 0,5 г.
Рабочая температура ванны - 100-110°. Время полирования - 0,5-4 мин. При полировании выделяются удушливые пары, поэтому ванна должна находиться в вытяжном шкафу или на открытом воздухе!
Все данные по режиму полирования приведены для алюминия. Для других металлов время полирования и температура должны быть другими. Латунь и детали из нее на воздухе быстро тускнеют. Поэтому после полировки их покрывают лаком. Но можно получить на латуни стойкое блестящее покрытие. Для этого ее погружают для обезжиривания в 10-15 %-ный раствор какой-либо щелочи и промывают. Затем деталь опускается в раствор бисульфита натрия, промывается в воде и опускается в раствор уксуснокислой меди, подогретый до 36-40°. В зависимости от времени, в течение которого деталь находится в растворе, латунь окрашивается от светло-золотистого цвета до цвета червонного золота. За цветом окраски надо следить, время от времени вынимая деталь из раствора. Потом деталь промывается водой и сушится. Концентрация раствора уксуснокислой меди - 1-5 %. Чтобы окрасить латунь и другие медные сплавы в черный цвет (вороненого металла), деталь погружают на 1-3 мин в следующий раствор:
  • 25 %-ный нашатырный спирт - 500 мл;
  • двууглекислая (или углекислая) медь - 60 г;
  • опилки латунные - 0,5 г.
После смешивания компонентов раствор необходимо два-три раза энергично взболтать. После окрашивания деталь промывается теплой водой, сушится и покрывается бесцветным лаком.









Я люблю Airgunstyle.ru !
Чтобы ответить, вам надо авторизироваться в системе Вход | Регистрация

Правила начислений

Магазин|Связь с дилером|Темный угол|Мобильная версия|Архив|Карта|AIRGUNSTYLE.ru Яндекс.Метрика

Сайт может содержать контент, запрещенный к просмотру лицам до 18 лет!

GMT+3, 2019-11-23 05:33 , Processed in 0.128553 second(s), 19 queries .

Copyright © 2013 airgunstyle.ru | foundcore studio

Powered by Makray on Discuz X3.1 Licensed

Быстрый ответ Вернуться к началу Назад к списку