Из цветных металлов, нашедших применение, а технике гальванопластики, наибольшее распространение получила медь и ее сплавы. При работе с этими металлами возможно получение хороших результатов даже в домашних условиях. Они очень легко осаждаются на различные металлы и их сплавы, в т.ч. и на ферромагнитные, а это при изготовлении комбинированных многослойных экранов как раз то, что и требуется. Правда, в зависимости от материала основы имеются определенные тонкости осуществления процесса. Осаждение же других металлов, пригодных для наших целей (серебра или алюминия) в домашних условиях - занятие хлопотное и неблагодарное.

Итак, перед нанесением меди на железо либо его сплавы, а это может быть трансформаторная сталь, различные сорта пермаллоев, слои, полученные методом гальванопластики, необходимо произвести предварительную подготовку поверхности Она выполняется стандартными способами, которые были подробно описаны ранее Последующая обработка, осуществляемая после операции декапирования, зависит от особенностей применяемой технологии. В результате того, что медь является по отношению к железу более электроположительным металлом, при контакте железа или сплавов на его основе с растворами солей меди происходит контактное вытеснение последней, что приводит к недостаточно прочному сцеплению покрытия с основой. Чтобы избежать этого, требуется выполнение некоторых технологических особенностей. Чаще всего применяется нанесение меди по т.н. подслою (не более 1-3 мкм) никеля, препятствующему контактному выделению меди на стальной поверхности, благодаря чему обеспечивается прочное сцепление между слоями основного и осажденного металлов.

Проще всего осуществить в любительских условиях нанесение никеля чисто химическим методом, однако такой вид обработки требует очень большой аккуратности в работе, что связано со склонностью растворов химического никелирования к саморазряду. Саморазрядом раствора химической металлизации называется мгновенное выпадение металла в осадок из рабочего раствора, нередко сопровождаемое расплескиванием последнего. Для предотвращения саморазряда рабочая посуда должна быть тщательно вымыта. Кроме того, необходимо строго соблюдать рекомендуемые температурные режимы, применить химические реактивы квалификации не ниже - 4 - Обязательно использовать дистиллированную воду (в крайнем случае - дважды прокипяченную и отстоявшуюся) и, конечно, не допускать попадания в рабочую ванну примесей и загрязнений.

 

Табл.1.

В табл. 1 под номером 1 помещен многократно испытанный рецепт такого раствора. Его готовят в строго определенной последовательности.

Лучше всего все компоненты растворить по отдельности в индивидуальных емкостях в теплой воде.

Обьем воды, необходимый для растворения конкретного вещества, следует выбирать пропорционально весу последнего и разумеется с учетом растворимости реактивов.

Все запасные растворы, кроме раствора гипофосфита. сливают вместе. После этого раствор основных компонентов разогревают до рабочей температуры, переливают его в рабочую емкость, также предварительно прогретую до рабочей температуры.

В последнюю очередь вводят охлажденный до комнатной температуры раствор гипофосфита.

В качестве рабочей емкости следует брать сосуды, изготовленные только из стекла, кварца, фарфора или иной керамики, покрытых лазурью либо эмалями, термостойкой пластмассой. В крайнем случае, годится и эмалированная металлическая посуда но обязательно с неповрежденной эмалью поскольку в местах скола покрытия будет происходить интенсивное осаждение металла. Напоминаю: работать только. На открытом воздухе либо под тягой. Емкость сосуда, в котором вы собираетесь химически никелировать заготовки, должна быть примерно вдвое больше объема рабочего раствора: в момент введения восстановителя поверхность жидкости сильно вспенивается вследствие бурного газовыделения. И хотя через несколько секунд этот процесс стабилизируется, именно в данный период наиболее вероятен выброс горячего раствора со всеми возможными последствиями.

При нормальном протекании процесса химического никелирования по всему зеркалу жидкости наблюдается умеренное, но не бурное газовыделение, напоминающее игру шампанского, налитого в бокал. Слабое газовыделение является первым признаком недостаточной концентрации восстановителя и/или пониженной температуры рабочей ванны. Посветление раствора до светлого голубого (а нормальный цвет интенсивно голубой) свидетельствует о понижении содержания солей никеля, бурное газовыделение на стенках сосуда и отложение на них металлического никеля в виде темно-серого налета объясняется их недостаточной чистотой или перегревом емкости. Для предотвращения последнего ванну лучше всего нагревать в термошкафу, например, сушильном, либо на водяной бане, но ни в коем случае не на открытом пламени. Серый и темный слой никеля осаждается не поверхности деталей при недостаточном содержании веществ, стабилизирующих процесс выделения металла, т.е. всех прочих компонентов, кроме солей никеля и гипофосфита. И наконец, возможно и такое: раствор состав­лен вроде бы правильно, наблюдается нормальное газовыделение, а процесс осаждения никеля не идет. Это происходит чаще всего в двух случаях. Во-первых, когда материал детали вообще не способен к химическому никелированию (свинец, олово, кадмий, висмут и сплавы, содержащие более 50% указанных элементов). Во-вторых, данная неполадка служит признаком того, что в рабочий раствор попали посторонние соли тяжелых металлов

Поскольку в ходе обработки заготовок, а также во время хранения, растворы химического никелирования истощаются и разлагаются, готовить их необходимо непосредственно перед работой, а после использования выливать, даже в тех случаях, когда была отникелирована всего-навсего одна деталь.

Внешний вид никелированных покрытий из описанного раствора в значительной мере зависит от качества подготовки поверхности заготовки. На полированной детали осаждается светлый слой никеля от блестящего до полузеркального, что позволяет рекомендовать данную технологию и для по­лучения защитно-декоративного покрытия На шлифованных поверхностях осадок может иметь вид от светло-матового до темно-серого стального цвета в зависимости от глубины микрорельефа заготовки. Поскольку в нашем случае подслой никеля является функциональным покрытием, призванным обеспечить более прочное сцепление между различными металлами, а не декоративным, то имеется прямой расчет искусственно придать шероховатость поверхности за­готовки путем тонкого шлифования.

В таком случае - следствие увеличения контактирующих поверхностей улучшается сцепление между слоями металлов. Большое значение имеет и качество предварительной обработки заготовки. Недостаточное обезжиривание или плохое декапирование приводят к тому, что на поверхности детали остаются тонкие плёнки жиров, окислов и т.п. В результате этого осажденный слой имеет местные отслаивания и вздутия. Естественно, что говорить в таком случае о качестве сцепления с основой явно не приходится.

В тех случаях, когда требуется более прочное сцепление подслоя никеля с основой, необходимо воспользоваться гальваническим способом осаждения покрытия. И хотя электрохимический процесс обычно более сложен и - капризен в работе, а так­же требует наличия источников электропитания, никелевых анодов, он, помимо улучшенного сцепления пленки с материалом заготовки, обладает еще целым рядом положительных свойств. Главное из них - более высокая стойкость в хранении электролитов никелирования по сравнению с растворами химического восстановления. Благодаря этому нет нужды в приготовлении рабочего состава перед каждым покрытием деталей. Кроме того, за счет применения растворимых анодов для пополнения концентрации металла и внешнего источника энергии для осуществления химических реакций, электролит никелирования получается очень стабильным по составу. Это, в свою очередь, при условии выполнения ряда довольно простых требований. По эксплуатации ванны, позволяет использовать один и тот же раствор на протяжении ряда лет даже при очень интенсивной ежедневной работе.

Рассмотрим несколько главных правил эксплуатации ванн электролитического никелирования, невыполнение которых может свести на нет все основные преимущества гальванического процесса. Аноды необходимо тщательно вычистить от шлама стальными щетками и поместить в чехлы из льняной ткани. В качестве материалов для изготовления подвесных крюков внешних анодов и проводников к внутренним анодам нельзя применять медь и ее сплавы, так как при анодном растворении последней примеси загрязняют электролит, нарушая его нормальную работу. Для этих целей более пригодно железо либо, что еще лучше, коррозионно-стойкая сталь, особенно с большим содержанием никеля, изолированные полимерами или кислотоупорными мастиками. Важно выдержать нормальное отношение площади анодов к площади деталей, которое составляет не менее чем 2:1. Требования к их размещению относительно заготовок аналогичны изложенным при описании процесса железнения. Загрузку деталей в ванну следует выполнять быстро при включенных источниках тока, т.н. - загрузка под током с постепенным повышением силы тока до заданной величины в течение 10 % времени от общей длительности процесса. Не допускается выключение электрического тока и/или изъятие подвесок из ванны для осмотра в ходе процесса никелирования поскольку это приводит к отслаиванию покрытия. Поворачвание деталей в приспособлениях для перемещения точек контакта и другие исправления в расположении деталей можно выполнять только в резиновых перчатках. Это связано не только с требованиями правил техники безопасности при работе с химическими веществами, но и с тем, что при касании поверхностей заготовок незащищенными руками остаются жирные пятна.

Рецептура некоторых электролитов никелирования и режимы их работы помещены в табл.1. Состав №2 дешев, очень прост в приготовлении, не требует корректировки значения РН и может быть использован сразу же после, хранения. Однако, вследствие малой концентрации солей никеля и небольшой максимально допустимой плотности тока, имеет пониженную производительность. Раствор №3 - стандартный, очень стабильный в работе. В электролите №4 вместо довольно дорогого и дефицитного хлористого никеля введен хлорид натрия, а с целью компенсации снижения электропроводности - сернокислый магний. Более прост по составу и также не содержит каких-либо токсичных или особо дефицитных компонентов электролит №5. Он применяется дли покрытия сплавов железа с повышенным содержанием легирующих элементов, таких как хром, никель, кобальт, кремний и марганец. Последние, как известно, препятствуют прочному сцеплению пленки никеля с основой. Изделие из такого материала предварительно обрабатывают в указанном растворе в течение 5.. .15 ми­нут, после чего переносят в любую ванну никелирования. В связи с повышенной плотностью тока этот электролит требует перемешивания в процессе работы. Непрерывная фильтрация, как и в предыдущих случаях, не обязательна. Все описанные ранее электролиты никелирования относятся к растворам обычного типа и при правильной эксплуатации ванны позволяют получать светлые матовые мелкокристаллические пластичные осадки в широком диапазоне рабочих температур и плотностей тока. При их использовании в окружающую среду не выделяются токсичные, агрессивные пары и газы, что позволяет обойтись без принудительной вытяжки, вполне возможно ограничиться естественным проветриванием помещения.

Готовят рабочие растворы в такой последовательности. Вначале в отдельных емкостях в теплой воде растворяют необходимое количество основных солей и кислот, после чего жидкостям дают отстояться, а затем их фильтруют. Далее растворы сливают в рабочую ванну. Следует помнить, что сначала переливают растворы кислот, а потом вводят сульфат или хлорид никеля при непрерывном перемешивании. Посла тщательного перемешивания добавляют растворы хлорида натрия, далее сульфаты натрия и магния.

Уход за электролитами никелирования, в основном, заключается в проверке и корректировке величины РН, если это необходимо и предусмотрено технологией, а также пополнении объема раствора, убывающего уносом жидкости вместе с деталями. Кислотность раствора следует проверять по окончании работы, перед загрузкой каждой последующей партии заготовок и перед началом обработки. Унос электролита вместе с деталями составляет примерно 100-200 мл на каждые 100дм. Эта убыль компенсируется добавкой порции свежего электролита, который должен быть заранее полностью подготовлен к работе.

Перед нанесением слоя меди поверхность заготовки необходимо подвергнуть активации. В зависимости от материала деталей, типа используемого электролита, ваших возможностей применяется различная рецептура ванн и технология активации - химическая либо электрохимическая. Состав №1 предназначен для анодной электрохимической активации коррозионно-стойких металлов с большим содержанием легирующих добавок, в первую очередь хрома, кобальта, никеля, марганца. Особенно эффективна эта ванна для электротехнических железоникелевых сплавов типа пермаллоев. В качестве противоэлектродов завешивают листы из чистого никеля, свинца или коррозионно-стойкой стали. Рецепт №2 следует использовать при необходимости активации поверхности заготовок, выполненных из электролитического железа и/или низколегированных сталей типа ст.З, ст.20 перед непосредственным осаждением меди в хлоридно-ацетатной ванне. Активация осуществляется на аноде, а в качестве материала катода применяется свинец

Несмотря на весьма высокую эффективность, применение ванн электрохимической активации несколько ограничено. Это связано с тем, что для их нормальной работы необходима довольно большая плотность тока, которая в свою очередь требует повышенной мощности источников тока.

 

Табл.2.

Выполнение этого требования не всегда оказывается возможным. Поэтому, наряду с растворами для электрохимической обработки, широкое распространение получили и составы чисто химической активации. Их рецептура, а также режимы эксплуатации сведены в табл.2.

Растворы №3 и 4 универсальны. С их помощью возможна обработка различных сплавов железа, чистого железа, как металлургической так и электролитического, меди, её сплаве и медных покрытий, никеля, различных никелевых сплавов, в т.ч. электротехнических типа пермаллоев, никелевых пленок.

Состав №5 предназначен в первую очередь для активации никеля, его сплавов и покрытий. Pецепт №6 рекомендуется для тех же матерьялов перед получением на них покрытий на хлоридных и хлоридно-ацетатных составе. Трансформаторные стали содержат повышенное количество кремнии, поэтому их активация затруднена. Для обработки таких материалов воспользуйтесь рецептом №7. Плавиковая кислота, которую он содержит, способна разрушать стекло и керамику, поэтому емкость для работы сданным раствором должна быть сделана из эбонита, полихлорвинила, винипласта или свинца. И, наконец, раствор №8 используется при o6pаботке свежеосажденных медных покрытий. После активации детали быстро, не более 30 с, промывают в проточной воде, далее ополаскивают е течении 5...10 с в дисциллате и переносят в электролит меднения. Интервал времени между операцией активации и началом электролиза не должен превышать 1 мин.

Подавляющее большинство электролитов меднения готовят на основе кристаллогидратного сульфата меди. в обиходе именуемого медным купоросом , квалификации не ниже - 4, Использование технического медного купороса следует признать допустимым только в самых крайних случаях. Такая соль содержит значительное количество примесей, вследствие чего образуются осадки пониженного качества

Работа с электролитами меднения имеет свою специфику. Начнем с основного правила непосредственного нанесения медных покрытий на железо или его сплавы: во избежание контактного выделения меди на поверхности заготовок их загружать в электролит можно только под током, в противном случае прочное сцепление осадка с материалом основы не обеспечивается. Очень важную роль в данной ситуации имеет и первоначальная плотность тока. Это объясняется тем, что при чрезмерно высокой силе тока образуются хотя и плотные, но грубо кристаллические осадки, которые в дальнейшем приведут, в лучшем случае к получению волнистых или бугорчатых покрытий непредсказуемой толщины. При слишком малой плотности тока скорость образования гальванического покрытия будет отставать от скорости выделения комтактновыделенной меди, что в последующем вызывает отслаивание покрытия.

Для каждой разновидности электролитов меднения существует своя, строго определенная, оптимальная плотность тока. Практически же оптимальная плотность тока подбирается по внешнему виду получаемого покрытия и скорости его образования. При наличии сравнительно не­большого навыка, который приобретается очень быстро, подобный способ управления ходом процесса обеспечивает получение покрытий очень высокого качества. При правильно подобранном режиме гальванического процесса осажденный слой меди имеет телесный цвет и равномерную мелкокристаллическую структуру. При чрезмерно больших плотностях тока слой меди получается с грубыми зернами металла и характерным кирпично-красным цветом. О последнем дефекте принято говорить, что происходит “подгар” покрытия. Превышение силы тока, помимо возникновения подгара может привести к пассивации анодов.

При этом на поверхности последних наблюдается белый, зеленовато-голубой или коричневый мажущийся, легко стираемый налет, который препятствует нормальному процессу растворения металла. При этом на образование покрытия расходуются соли меди, содержащиеся в электролите, что приводит к неустойчивости его химического состава. Помимо завышенной плотности тока причиной пассивации анодов может быть и неправильный выбор соотношения катодной и анодной площадей. Для большинства электролитов меднения оптимальным является превышение активной поверхности анода в 2...2,5 раза против площади катода. Аноды выполняются из чистой меди, а требования к их расположению относительно заготовок аналогичны правилам, изложенным при описании процессов железнения и никелирования.

 

Табл.3.

Из всего разнообразия растворов меднения наибольшее распространение получили т.н. кислые сульфатные электролиты.

Они отличаются малой токсичностью, дешевизной и распространенностью используемых в них компонентов.

Рецептура такого электролита меднения помещена в табл.3 под №1. Он является электролитом меднения, получившим наиболее широкое распространение, как в промышленности, так и в лабораторной практике.

Отличается высокой стабильностью химического состава во время хранения и в процессе работы, большой гибкостью рабочих режимов. Изменением режимов электролиза и концентрации основных компонентов можно получать покрытия самого различного назначения.

Присутствующий в данном растворе этиловый спирт не является обязательным компонентом. Его наличие значительно улучшает качество осаждаемой меди, делая структуру покрытия более плотной и значительно уменьшает зерно металла, что позволяет вести электролиз при повышенных плотностях тока. Плотность тока не должна превышать 2 А/дм при эксплуатации ванны при комнатной температура без перемешивания и фильтрации, В ваннах, перемешиваемых сжатым воздухом, плотность тока можно поднять до 5 А/дм, а при нагреве раствора до 40 °С даже до 10 А/дм. Благодаря введению в электролит этилового спирта либо фенола максимально допустимая плотность тока воз­растает в 1,5.,.2 раза. Применив для раствора с такими добавками интенсивное перемешивание, непрерывную фильтрацию и подогрев жидкости до 40 °С можно довести катодную плотность тока до 30 А/дм, ускорив тем самым процесс электролиза.

Кислые сульфатные электролиты способны выручить в том случае, когда отсутствует возможность приготовления специальных растворов, предназначенных для непосредственного меднения железа и его сплавов. И хотя работа с сульфатным электролитом при отсутствии подслоя весьма затруднена, что связано с контактным выпадением меди на поверхности заготовки, при введении в раствор специальных органических добавок, тормозящих процесс контактного обмена, появляется возможность получения из таких составов покрытий, достаточно прочно сцепленных с материалом основы. Наиболее доступными органическими соединениями, пригодными для этой цели, являются желатин и столярный клей. Примером электролита данной разновидности является рецепт №2, От стандартного сульфатного раствора он, помимо наличия органической добавки, отличается пониженной концентрацией солей меди и повышенным содержанием серной кислоты. При отсутствии желатина его можно заменить тем же количеством любого коллагенового столярного клея; костного, мездрового или рыбьего. Перед приготовлением рабочего раствора указанные компоненты распускают в теплой воде до получения сиропообразной массы и уже в таком виде вливают в электролит. Вводить указанные добавки следует очень осторожно, малыми порциями и в суммарной концентрации не более 0,8-1 г/л. не забывая выполнять пробную обработку заготовок после каждой корректировки состава электролита.

Начать обработку деталей в предложенном растворе необходимо с толчке тока. Практически это осуществляется следующим образом. Вначале на электродах ванны устанавливается напряжение 5...7 В, после чего заготовки опускают в электролит. Далее очень быстро в течение 1...2 с напряжение повышают таким образом, чтобы катодная плотность тока превышала максимально допустимую для данного состава величину в 3...5 раз. Через 30.. .60 с, необходимых для полного затягивания поверхности деталей медью, силу тока плавно в течение 1,5...2 минут уменьшают до нижней допустимой границы. По мере наращивания толщины осадка плотность тока можно увеличить. Весьма прост по составу хлоридно-ацетатный электролит №3. предназначенный для непосредственного меднения железа и его сплавов. Электролит №4 применяется при необходимости получения полублестящих покрытий при комнатной температуре. Так же эксплуатируется электролит №6. Благодаря наличию в нем небольшого количества хромового ангидрида, который эффективно растворяет крупные кристаллы и наросты меди, появляется возможность получения плотных равномерных покрытий большой толщины при повышенных плотностях тока. Приличной производительностью обладает ванна №5. Покрытия, осаждаемые в ней, содержат небольшое количество никеля, Ее повышенная рабочая температура позволяет увеличивать плотность тока, которая при перемешивании раствора сжатым воздухом может достигать 10 А/дм.

Приготовление кислых сульфатных электролитов трудностей не представляет. Вначале необходимо растворить сульфат меди, причем делать это лучше всего в теплой или горячей воде. После охлаждения раствора до комнатной температуры жидкость фильтруют, а затем в нее осторожно вливают серную кислоту, тонкой струйкой и при непрерывном помешивании (иначе возможно быстрое разогревание жидкости и ее разбрызгивание, а это способно привести к тяжелым ожогам). Следует помнить, что растворимость медного купороса значительно снижается с увеличением концентрации кислоты. При повышенном содержании сульфата меди он выкристаллизовывается на стенках ванны и, что еще хуже, на аноде, затрудняя процесс электролиза. Вследствие этого получаемые осадки имеют крупнокристаллическую структуру. Для устранения данного явления следует уменьшить концентрацию солей меди в электролите, разбавив его водой. При недостаточном содержании серной кислоты получаются рыхлые, губчатые, легко стирающиеся осадки, совершенно непригодные для практических целей. Одновременно этим снижается рассеивающая способность ванны, а аноды покрываются тонким налетом. Этот налет имеет повышенное электрическое сопротивление, вследствие чего плотность тока снижается через насколько минут после начала процесса электролиза. В таком случае в электролит необходимо добавить чистой серной кислоты в количестве 10% от предписанного рецептурой.

Очень красивый внешний вид имеют покрытия из сплавов на основе меди. По сравнению с чисто медными осадками такие сплавы имеют более высокую механическую прочность и коррозионную стойкость. По причине пониженной производительности ванн наносить такие покрытия целесообразно только на предварительно осажденный слой меди достаточной толщины.

 

Табл.4.

В табл.4 даны составы, позволяющие получить сплавы типа латуней, рецепты №1 и 2 , медно-оловянные бронзы - рецепты №3, 4 и медно-никелевые сплавы типа монель-металл - рецепт №5 и типа мельхиор, рецепт №6.. Цвет получаемых покрытии - от розового через различные оттенки желтого до белого с синим оттенком.

При работе с электролитом №1 аноды должны быть наготовлены из латуни Л68. Для состава №2 больше подходят раздельные аноды из меди и цинка, причем соотношение их площадей должно быть примерно 7...9 к 1. Кроме этого, необходимо предусмотреть раздельный подвод тока к каждой группе анодов с возможностью индивидуальной регулировки силы тока.

При работе с электролитами бронзирования используются аноды из листовой желтой бронзы, например, Бр.ОФЮ-0,1, Бр.ОФ7-0,2 и т.п. Оптимальное соотношение площадей катода и анодов от 1:2 до 1 :3,5 как при латунировании, так и при покрытии деталей бронзой. Для осаждения сплавов никель-медь потребуются аноды из сплава, содержащего 60...70% Ni и 40...30 % Сu для электролита №5 и из мельхиора для рецепта №6.

Возможно также применение раздельных анодов с соответствующим распределением их площадей. Для этих сплавов оптимальное соотношение катодной и анодной площади составит 1:1.

 

 

Табл.5.

Завершающий этап обработки заготовок начинается с химического или электрохимического полирования.

Их рецептура и режимы обработки сведены в табл.5. Эксплуатация и составление указанных ванн трудностей не представляет.

Для приготовления состава №1 к раствору серной кислоты доливают перекись водорода, а затем стабилизированную добавку.

В качестве последней обычно используется этиловый спирт, глицерин или этиленгликоль. Недостатком этого рецепта является его нейтральность, вызванная разложением пергидроля.

Поэтому данный компонент вводить необходимо непосредственно перед работой.

При травлении в составах, содержащих азотную кислоту, выделяется коричневый и очень едкий дым, Поэтому операции травления допускается проводить только при наличии хорошей принудительной вытяжной вентиляции. Снижение блеска является в основном следствием понижения концентрации азотной кислоты, чрезмерного уменьшения температуры или общего истощения рабочего раствора.

При работе с растворами полирования следует учитывать, что время обработки в активных растворах, а их рецептура приводится под нечетными номерами, указано в секундах. Эти составы наиболее пригодны для обработки довольно толстых слоев, когда исключена опасность чрезмерного съема металла. Химическое полирование тонких гальванических и химических покрытий лучше всего осуществлять в медленно работающих ваннах. Рецептура последних указана под четными номерами, а продолжительность процесса - в минутах. Протравливание ведут до появления устойчивого металлического блеска Рецепты №1-4 предназначены для обработки меди и ее сплавов с содержанием Си не менее 80%. В составах №5 и 6 выполняется химическое полирование латуней, а в растворах №7 и 8 - медно-оловянных сплавов. Для медно-никелевых сплавов используются рецепты №9 и 10. При обработке в ней детали завешиваются на аноде. В качестве материала для катодов применяется свинец либо корроийностойкая сталь 12Х18Н9Т. В ходе описанных процессов на поверхности заготовок образуется слой травильного шлама. Последние удаляют в растворе №12 и после промывки поверхность металла подвергается активации в составе №13.

Последним этапом обработки деталей является придание ее поверхности декоративной окраски и, если это необходимо, пассивация поверхности. Из всей возможной цветовой гаммы выбираем: белый, темно-коричневый и черный цвета. Об окрашивании изделий из железа и его сплавов уже было сказано так что возвращаться к этому вопросу не будем. Однако бывает и так, что оксидные и т.п. пленки не обеспечивают достаточной коррозионной стойкости заготовок, выполненных из черных металлов. В такой ситуации прибегают к защитно-декоративному никелированию поверхности изделия. Эта операция в принципе ничем не отличается от функционального никелирования, которое было описано выше, за исключением одного нюанса: при покрытии стали никелем важно снизить количество пор в осажденной пленке. В противном случае ржавчина, проникающая под слой металла, быстро разрушит его. Закрыть поры в никелевом покрытии можно с помощью двукратного осаждения металла. Для этого первый слой никеля подтравливают в течение 3...5 в 50%-ном растворе азотной кислоты и далее, после тщательной промывки водой, заготовку покрывают металлом второй раз. Второе покрытие обязательно выполняется в истощенном растворе, т.е. в котором уже было отникелировано большое количество деталей.

При выполнении заготовки из меди или ее сплавов нужды в двухслойном никелировании нет, поскольку эти мате­риалы и так обладают достаточной устойчивостью против коррозии. Но здесь есть другая тонкость, и если ею пренебречь, то процесс осаждения металла не пойдет. Это связано с тем, что у меди меньший электроотрицательный потенциал по отношению к никелю и только присоединение или касание с деталью более электроотрицательных металлов, например, алюминия, железа даст старт всему процессу, поэтому заготовка должна быть завешена в раствор на алюминиевой или стальной проволоке. В край­нем случае после опускания детали в рабочую ванну к ней необходимо прикоснуться алюминиевым или железным пред­метом. При этом в месте контакта начинает осаждаться никель. Последний, обладая высокой католической способностью, как бы заражает всю поверхность детали.

 

Табл.6.

Если вы желаете сохранить естественный белый цвет никелированной поверхности, то завершающим этапом обработки будет пассивация полученного покрытия. Это осуществляется в составах № l-З табл.6.

При необходимости пленку никеля можно окрасить я черный цвет. Достигается это двумя способами, первый из них заключается в обработке в растворе №4 табл.6. Во втором случае на слой белого никеля гальваническим способом осаждают т.н. “черный никель”. Для этого следует воспользоваться рецептами №5 или №6.

Следует заметить, что по причине низкой коррозийной стойкости черные никелевые покрытия как самостоятельный вид обработки не применяются,

Из -медной группы металлов латунь наиболее легко поддается процессам окрашивания. Из чисто химических - растворов, как правило, применяется состав №1 из табл.7. Недостатком этого способа является резкий и неприятный запах аммиака. Коричневый цвет достигается при обработке латунных деталей в растворах № 2-4. В зависимости от рецептуры и химического состава металла по­лучим цвет от красно-коричневого (цвет красного дерева) до глубокого бархатного черно-коричневого.

 

Табл.7.

Для окрашивания меди в черный цвет чаше всего прибегают к электрохимической обработке в растворе №1 табл.8. После приготовления данный электролит нуждается в проработке под током на случайных медных анодах до появления устойчивого голубоватого опенка. В процессе окрашивания деталь завешивают на анод, катоды из коррозионно-стойкой стали.

Состав №2 является стандартным раствором химического чернения меди и широко применяется в промышленности. Его характерной особенностью является внезапное выделение пузырьков кислорода на поверхности заготовки, что указывает на окончание процесса обработки. Полученная оксидная пленка имеет глубокий черный цвет и блестящую поверхность.

Очень старый, но обеспечивающий получение хороших результатов рецепт №3 на основе - серной печени. Этим же раствором можно хорошо окрасить латунь и удовлетворительно сталь. Если вы желаете получить на медной поверхности глубокий темно-коричневый цвет, то можете воспользоваться составом №2 из табл.7. Время обработки определяется визуально.

 

 

Табл.8.

Трудно поддаются химическому окрашиванию бронзы, что связано с присутствием в их составе олова, причем следует помнить, что чем его больше, тем сложнее осуществление процесса. И все же существует несколько проверенных рецептов, показавших неплохие результаты.

Они помещены в табл.8. под номерами 4..7. Все эти составы позволяют получить цвета от светло-коричневого до черно-шоколадного и чисто черного в зависимости от времени.

Остается добавить, что цветные пленки на меди и ее сплавах подвергать пассивации нельзя, т.к. это может привести к их разрушению. Покрытия на основе медно-никелевых сплавов химической обработке не подлежат.

После полного высыхания изделия производится т.н. заполнение покрытия. Для цветных оксидных пленок и никелевых покрытий, нанесенных на заготовки из черных металлов, эта операция является обязательной.

Практически она осуществляется следующим образом поверхность покрытия слегка смазывается вазелиновым либо иным нейтральным минеральным маслом, после чего деталь помещают в сушильный термошкаф, прогретый до 80-110С. Выдерживают изделие при такой температуре 5..8 часов, затем медленно охлаждают. Излишки жира тщателыю удаляют каким-либо органическим растворителем, например, бензином.

На этом экскурс в радиодимическую технологию подходит к концу, хотя при рассмотрении способов изготовления тех или иных узлов к этим вопросам придется неоднократно обращаться.

Станислав Симулкин

Литература:

Радиохобби 1/2001

материал подготовил Ю. Погребан (UA9XEX)