Первые шаги в гальванике. Часть 3.

Как нанести металлическое покрытие?

Нанести металлические покрытия можно различными способами:

  • Физическим;
  • Химическим;
  • Электрохимическим.

Гальванические покрытия

Физическим методом металлизация осуществляется погружением в расплав, напылением, конденсацией в вакууме.

Особенностью химического способа является ведение процесса без наложения электрического тока, что позволяет получать равномерные покрытия на деталях сложной конфигурации, как на внешней поверхности, так и внутри. Этот способ основан на окислительно-восстановительных реакциях, которые протекают на поверхности изделий.

Химическая металлизация в основном применяется для нанесения никелевых и медных покрытий. Процесс никелирования осуществляется в слабощелочных или кислых растворах при температуре +80 -1000С. Основными компонентами являются соль металла и восстановитель. После нанесения химического никеля требуется термическая обработка, которая за счет  образования диффузионных слоев обеспечивает прочность сцепления покрытия с основой.

Процесс химического меднения нашел широкое применение для металлизации пластмасс и других непроводящих материалов, поскольку растворы меднения позволяют наносить покрытие при комнатной температуре.

Электрохимичекий способ нанесения покрытий является наиболее распространенным. Основное его преимущество – возможность получать покрытия заданной толщины, как матовые, так и блестящие, а главный недостаток – разброс толщины на сложнопрофилированных деталях.

Качество гальванического покрытия зависит от ряда факторов:

  • осаждаемого металла;
  • материала поверхности;
  • состава электролита;
  • режимов осаждения (температуры, плотности тока, наличия перемешивания) и др.

Для примера приведу схему нанесения никелевого покрытия на сталь.

I. Углеродистые стали (никель необходим для защиты от коррозии)

  1. Обезжиривание
  2. Травление
  3. Декапирование
  4. Никелирование в сернокислом электролите.

II.Высоколегированные стали (гальваническое покрытие требуется для придания специальных свойств (например, паяемости)

  1. Обезжиривание
  2. Травление
  3. Активация в соляной кислоте
  4. Никелирование в хлорном электролите
  5. Никелирование в сернокислом электролите.
  6. Высокотемпературный отжиг.

Технологическая схема процесса во втором случае значительно усложняется, но потребность в таких технологиях  последнее время возрастает в связи с использованием новых материалов. В решении подобных вопросов всегда готова вам помочь. Пишите.

E-mail: koroleva@tep-nn.ru, Королева Галина Владимировна.

New!

Похожие публикации:

Запись опубликована в рубрике Советы молодым специалистам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

50 комментариев: Первые шаги в гальванике. Часть 3.

  1. Радиоинженер говорит:

    Здравствуйте!
    С интересом читаю Ваш блог, хотя я не химик. Возник маленький вопрос: можно ли почернить медь в домашних условиях?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте!
      Спасибо за добрые слова. С удовольствием отвечу на Ваш вопрос о чернении медных пластинок. Это тот редкий случай, когда химический процесс можно осуществить в домашних условиях. В ближайшие дни готовится к выходу статья по декоративным покрытиям. Следите за публикациями.
      Королева Г.В.

  2. tolikvoron говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна.
    Хочется услышать Ваше мнение — мнение специалиста. Могу ли я в домашней обстановке покрыть чем-то жало паяльника чтобы оно дольше не выгорало.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Анатолий Викторович!
      Мне знакома Ваша проблема – чтобы медное жало паяльника не прогорало, его надо покрыть никелем толщиной 100-200 мкм. К сожалению, в домашних условиях это выполнить нельзя, так как все применяемые для этого химикаты очень токсичны. Кроме того, паяльник должен иметь терморегулятор с пределом температур от 150 до 420С. Попробуйте использовать реактиватор «Tip Refresher» фирмы «Ya xun». Это порошковая композиция Sn96,5 Ag35,5 с активным флюсом для удаления окислов с жала паяльника. Желаю удачи!
      Королева Галина Владимировна.

  3. Алексей говорит:

    Доброго времени суток, Галина Владимировна.
    У меня к Вам специфический вопрос.
    Какие используются химстойкие пластмассы (полимерные материалы) при проведении процесса хромирования.
    Я занимаюсь изготовлением печатных цилиндров для глубокой печати и мне необходимо изготовить кожухи для защиты токосъемных насадок.

    Заранее благодарен.
    Алексей Шапоров.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Алексей!
      Мне хорошо знакома Ваша проблема. Вопрос защиты токоподводов для процесса хромирования весьма сложный, т.к. мало того, что основной электролит очень агрессивный и горячий, изолирующий материал должен выдерживать горячую щелочную среду предварительной подготовки. Мы опробовали много лаков и полимерных материалов. Более подходящим оказался фторопласт, но он недостаточно хорошо держит температуру, нет плотного прилегания, кроме того, вокруг непроводящей прокладки образуются области повышенной плотности тока, что вызывает неравномерность покрытия.
      Выход из положения был найден применением свинцовой заливки. Использование для защиты поверхностей деталей от хромирования свинца решило все проблемы. Мы защищали свинцом нерабочую поверхность прессформ, а после покрытия механически зачищали. Не знаю, подойдет ли это Вам, попробуйте.
      Как правило, хромирование валов для глубокой печати проводится в стандартном электролите при 50-55С и плотности тока 45-50 А/дм2. Толщина хромового покрытия составляет 6-8 мкм.
      Желаю успехов!
      Королева Г.В.

    • геннадий говорит:

      1.можно использовать полимерную изоленту/одноразово/2.металлические части можно покрыть пластезолем3.ПВС/поливинилхлорид/до 80градусов.хорошо сваривается.10-15мм для футеровки ванн.4.контакты для хромирования -жесткие, желательно медь, латунь.5.спец.краска для хрома.6.для изоляции и дополнительных катодных поверхностей -свинцовая или алюминивая фольга с клеем.7.не всегда халава и дешевизна дает хороший результат.

      • Koroleva говорит:

        Здравствуйте, Геннадий!
        Очень рада, что Вы подключились к обсуждению выбора изоляции для контактов при хромировании. Мы тоже пробовали спец. лаки для хрома, но они малоэффективны, а пластизоль понравился и широко применяется для изоляции подвесок практически во всех ваннах. Но для ванны хромирования он не подходит, так как с трудом выдерживает одну завеску. По всей вероятности свинцовая фольга наиболее оптимальна.
        Королева.

        • геннадий п. говорит:

          добрый день.пластизоль выдерживает многократное применение/несколько месяцев/ в хроме.возможно зависит от качества и способов нанесения.спец.лак-если есть деньги поищите вне пределов России.

  4. евгений говорит:

    Галина Владимировна помогите пожалуста хочу попробовать занятся гальваникой в домашних условиях по сборки оборудования более менее понял по химии вообще ни чего не понял что такое серная кислота это акумуляторный электролит или нет

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Евгений!
      Очень приятно, что знакомство с тематикой блога пробудило у Вас желание познать химию. Но, прежде ознакомьтесь, пожалуйста, со статьями блога «Безопасная гальваника» и «Как создать гальванический участок цинкования».
      Что такое серная кислота — можно прочитать в «Википедии». Аккумуляторный электролит не подойдет, т.к. там серная кислота, как правило, техническая, а для гальваники необходимо марки «ч», «хч», «осч», «чда».
      Удачи в начинаниях!
      Королева Г.В.

  5. Олег говорит:

    Галина скажите, а мжно ли с помощью гальваники сращивать металы, например сталь?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Олег!
      С помощью гальванопластики можно сращивать почти все металлы, в том числе и сталь.
      Для стали рекомендую использовать процесс железнения. См. материалы блога — статьи «Железнение и не только. Часть1 и Часть 2» в рубрике «Гальваника для бизнеса».
      Желаю удачи!
      Королева Галина Владимировна.

  6. Александр говорит:

    Здравствуйте, Галина Владимировна!

    У меня вопрос о покрытие жала паяльника. Наше предприятие покрывает медные жала собственного изготовления никелем (N12). Хороших результатов это не приносит. Посоветуйте пожалуйста химический состав для покрытия более оптимальный для работ при 150 — 350 градусном диапазоне (припои ПОИн-52, ПОС-61, ПОСК50-18). Может требуется добавлять железо и хром, только в каком соотношении?

    С уважением, Александр

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Александр!
      Вы не уточнили, что имеете в виду под «хорошими результатами»?
      В принципе, чтобы жало не горело, необходимо наносить никеля не менее 100-200 мкм. Осуществить такое покрытие можно только гальванопластикой из сульфаматного электролита.
      Рекомендую состав:
      сульфамат никеля – 350 – 400
      борная кислота – 25 – 30
      хлорид никеля – 10 – 15
      додецилсульфат натрия – 0,8 – 1,0
      рН = 2,5 – 3,0
      температура +(40 – 45)С
      ДК = 7 – 8 А/дм2
      При такой толщине жало гореть не будет, но по никелю смачиваемость припоями гораздо хуже, чем по меди, поэтому монтажники предпочитают менять периодически жало, нежели защищать его гальваническим покрытием.
      Желаю удачи!
      Королева Галина Владимировна.

  7. Алекс говорит:

    Уважаемая Галина, добрый день!
    Подскажите, как правильно химическим способом нанести 30-80 мк меди на алюминиевый сплав В95. Площадь поверхности около 120 кв. см.
    С уважением, Алекс.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Алекс!
      В настоящее время химическое меднение металлов не получило промышленного применения, так как механические свойства полученной меди много хуже, чем электрохимической.
      Практическое применение растворов химического меднения осложняется еще и тем, что продолжительность их использования не превышает 1 – 2 часов, что затрудняет получение толстослойных покрытий.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  8. Иван говорит:

    Здравствуйте, Галина!
    Я не могу найти где описан сам процесс хромирования/цинкования…. чего- либо.
    Вы не могли бы мне его описать???
    Так же меня интересует: где я могу купить нужные химикаты?
    Заранее благодарен!

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Иван!
      Статьи по интересующим Вас вопросам для начала можете найти в блоге «Секреты гальваники от Галины Королевой» в архиве, который находится в правой колонке, ниже рубрики «Последние комментарии».
      Статья по хрому «Покрытие хромом – это надежно и красиво!» была опубликована 18.03.2011г., статья по цинку «Процесс цинкования» опубликован 19.04.2011г., «Гальваническое покрытие цинковых сплавов» — 19.04.2011г., «Как создать гальванический участок цинкования?» — 12.03.2011г.
      Относительно химикатов могу только сказать, что есть очень много фирм по поставке химикатов, но продажа частным лицам некоторых веществ запрещена, исходя из требований техники безопасности.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  9. Александр говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна, очень интересный сайт, я не гальваник, но эта тема мне очень интересна, особенно металлизация диэлектриков, подскажите пожалуйста могу-ли я в домашних условиях сделать электропроводящий слой кроме покрытия графитом? Сделать электропроводящий лак на основе металлической пудры? Если да то, что можно взять за основу такого лака? Хочу это использовать для небольшого домашнего бизнеса. Спасибо. С уважением.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Александр!
      Мне приходилось работать «с так называемым электропроводящим лаком», пробовали на основе меди и никеля. Сопротивление получается достаточно большое, поэтому металлизация затруднена. С графитом гораздо проще: напылить побольше слой и растереть, электропроводность гарантирована.
      И еще: смотря какую поверхность необходимо металлизировать, здесь много нюансов (марка пластмассы, конфигурация поверхности, покрываемый металл). Так что посоветовать что-то заочно весьма затруднительно.
      Королева Галина Владимировна.

  10. Александр говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна. Попробую все конкретизировать:
    1) я хочу покрывать медью детские ботиночки (сернокислое меднение), для этого я из покрываю лаком в несколько слоев, а потом наношу токопроводящий слой-обсыпал бронзовой пудрой и смачивал раствором двуххлорного олова. Но в интернете видел такой процесс :http://www.americanbronzing.com/ и все выглядит гораздо проще.
    2) и еще хочу покрывать оттиски сделанные в силиконе (гальванопластика), делать с максимальной детализацией .
    Если возможно подскажите процесс который я мог бы использовать в обоих случаях или процессы. Большое спасибо. С уважением Александр

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Александр!
      Относительно металлизации ботиночков: замеднить вы сможете, если после олова обработаете в хлористом палладии. Но на производстве, безусловно, применяют краску, а лакокрасочными технологиями мы не занимаемся.
      Совершенно другой подход по металлизации силикона. Если Вы хотите наладить производство – высылайте техническое задание, готовы с Вами сотрудничать.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  11. Наталья говорит:

    Здравствуйте, Галина Владимировна! Скажите пожайлуста как можно избавиться от питтингов в электрохимическом осаждение меди, а после золота. И как избавиться от примесей в этих электролитах. Где об этом узнать подробно.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Наталья!
      Дело в том, что питтинга при меднении не может быть по определению, так как питтинг – это небольшие углубления в покрытии, которые вызваны экранирующим действием пузырьков водорода, выделяющихся на катоде в электролитах, где выход по току менее 100%. Электролиты меднения практически все имеют выход по току 100% или близкий к нему.
      При меднении интенсивное газовыделение кислорода может быть на аноде. Медное покрытие при этом получается шероховатым и темным. Причина – недостаток компонентов в электролите, которые способствуют повышению электропроводности: в кислых электролитах – это серная кислота, в цианистых – свободный цианид.
      Вредными примесями в электролитах меднения являются ионы свинца, олова, цинка, сурьмы, некоторые органические вещества, образующие коллоидные растворы, анодный шлам. Для очистки электролита необходимо проводить периодическую фильтрацию через фильтр с активированным углем и проработку электролита на малых токах.
      Вредными примесями для электролитов золочения являются примеси меди, никеля и железа.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  12. рашид говорит:

    Скажите пожалуйста можно-ли в домашних условиях электрохимическим способом покрыть медью старинный самовар. В настоящий момент поверхность самовара представляет собой сочетание разных металлов- меди , латуни , никеля.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Рашид!
      Чтобы покрыть медью самовар, его надо сначала подготовить: провести химическое и электрохимическое обезжиривание, травление в смеси кислот, активацию (см. статьи в блоге «Обезжиривание поверхности» и «Травление поверхности»), а затем уже меднение в электролите, содержащим, г/л:
      Медь сернокислая 180 – 220
      Серная кислота 40 – 60
      Температура 18–25С
      Плотность тока 1–4 А/дм2
      Смотрите сами: это реально качественно выполнить в домашних условиях?
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  13. Алексей говорит:

    Здравствуйте!

    Интересует такой вопрос — насколько безопасно стравливать соляной кислотой кадмиевое покрытие со стали в домашних условиях? Имею ввиду токсичность соединений кадмия.
    Заранее благодарю за ответ.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Алексей!
      Кадмиевое покрытие стравливать в соляной кислоте без наличия вытяжной вентиляции недопустимо, т.к. растворимые соли кадмия очень токсичны: после всасывания в кровь поражают центральную нервную систему, печень и почки. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей. Предельно допустимая концентрация кадмия в атмосферном воздухе составляет 0,3 миллиграмм на кубический метр, в воде – 0,001мг/л.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

      • Алексей говорит:

        Благодарю за ответ Галина Владимировна,

        Вы не подскажете — какие существуют способы отличить тип покрытия стальной поверхности (бесцветный никель, цинк, кадмий) кроме визуального?

        С уважением Алексей

        • Koroleva говорит:

          Здравствуйте, Алексей!
          Никель от цинка и кадмия можно отличить визуально – он имеет желтоватый оттенок, цинк от кадмия визуально практически отличить невозможно, только спектральным анализом.
          С уважением, Королева Галина Владимировна.

  14. ирина говорит:

    Изоляция резьбовых отверстий при никелировании и последующем хромировании
    какой может быть использован материал?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Ирина!
      Отверстия перед хромированием должны быть закрыты свинцом или другим стойким в хромовой кислоте материалом (можно фторопластом). Отверстия зачеканиваются заподлицо с поверхностью. По окончании изоляции, подлежащие хромированию участки, необходимо тщательно очистить от загрязнения. В противном случае остаются не покрытые хромом участки.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  15. Сергей говорит:

    Здравствуйте.
    Скажите возможно ли срастить резьбовое соединение в единое целое латунь с медью или латунь с латунью для обеспечения долговечного и надежного электрического контакта? Или химия останется в резьбе и это бредовая затея с точки зрения себестоимости процесса? (дело в том что паять нельзя и мне достаточно поверхностного контакта т.к. там ВЧ токи)

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Сергей!
      Методом гальванопластики медь с латунью срастить можно, только необходимо сконструировать правильную оснастку и обеспечить постоянный приток свежего электролита к месту сращивания. Можно использовать подачу электролита через форсунку.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  16. Сергей М говорит:

    Здраствуйте Галина Владимировна!Есть у меня к Вам вопросик как поднять ph в электролите блестящего никелирования? Какими химикатоми и как приготовить?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Сергей!
      pH электролита блестящего никелирования доводят при необходимости 3%-ным раствором едкого натрия или 5%-ным раствором серной кислоты.
      Состав и приготовление блестящего электролита никелирования см. в статье в блога «Электролиты никелирования. Часть2».
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  17. Анатолий говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна! Просветите меня пожалуйста в вопросе необходимости применения цинковой проволоки или цинковой ленты. В данном случаи опускания на цинковой ленте изделия в раствор для серебрения. Часто встречается цинк в качестве подвеса для изделий. Спасибо.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Анатолий!
      Наличие активного металла (цинка, алюминия) требуется при химическом осаждении металла на неактивную металлическую поверхность и при контактно-химическом способе, например, осаждении серебра на медную основу для создания гальванической пары с помощью более активного металла алюминия (цинка или магния). В этом случае более активный металл отдает свои электроны меди и на отрицательно заряженной медной поверхности ионы серебра восстанавливаются до металла.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  18. Евгения говорит:

    Уважаемая, Галина Владимировна, не могли бы Вы ответить на мой вопрос.
    Как снять покрытие «олово-висмут» с подслоем электрохимического никеля с деталей из алюминия сложно-профилированных?
    Электролит «олово-висмут» сернокислый, никель сернокислый.
    Заранее благодарна.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Евгения!
      К сожалению, чудес не бывает: в данном случае олово-висмут снимается только вместе с никелем в азотной кислоте.
      Само покрытие олово-висмут со стали или с медных сплавов хорошо снимается в электролите электрообезжиривания на аноде, при этом подложка, естественно, не подтравливается. А с алюминия – увы!!! Сами страдаем.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  19. Георгий Аркадьевич говорит:

    Здравствуйте, Галина Владимировна! Подскажите, пожалуйста, возможно ли покрытие тонкостенной детали сложной формы из АБС пластика химическим никелем, толщина покрытия 200-300 мкм, или никелевая гальванопластика осуществляется только электролитическим способом (сульфаматными электролитами)? Возможно ли последующее выплавление или выжигание АБС пластика , с целью получения полой детали?
    С уважением , Георгий Аркадьевич.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Георгий Аркадьевич!
      АБС пластик покрыть хим. никелем можно но только на толщину не более 9 мкм. Выплавление пластика при наращивании не практикуется.
      200 – 300 мкм никеля действительно можно нарастить только из сульфаматного электролита, чтобы покрытие было съемным, применяют специальные технологии, в качестве подложки АБС-пластик в данном случае скорее всего не подойдет (это еще зависит от конфигурации детали). Материал по данному вопросу имеется в статьях блога «Что такое гальванопластика? Часть1 и Часть2», которые были опубликованы 05.03. 2011 и 06.03.2011г. Найти их можно через меню «Архив».
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  20. Жазылбек говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна. У меня такой вопрос, я сам химик учусь на 5 курсе. Но в вопросе гальваники слаб. Я хотел бы начать заниматься делом своим, покупать детали из черного металла и покрывать их сам защитным покрытием серебристого цвета. И продовать дороже. Детали банальные шайбы гайки и так далее. Скажите, что вы посоветуете и конкретное мнение про электролит Уоттса. И хотелось бы услышать про ванну что нибудь предпочтение. Мне главное, чтобы дешево и красиво выглядило. Заранее спасибо

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Жазылбек!
      Сернокислый электролит никелирования (Уоттса) наиболее оптимален в данной ситуации: он неприхотлив и стабилен. Сложности в другом: Вам необходимо будет развести раствор обезжиривания (горячий), два – три раствора травления (тоже с подогревом), которые весьма агрессивны, т.е. потребуется вентиляция. Кроме того, растворы травления часто приходится менять, следовательно, встает вопрос утилизации.
      Так что, вроде бы процесс никелирования несложный, а затраты весьма основательные.
      Советую сначала подсчитать все расходы, прежде, чем организовывать участок.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  21. Сергей говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна! Как в домашних условиях почернить металлические изделия (сталь) ,стойкие к истиранию. Заранее благодарю!

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Сергей!
      Получение черной пленки на стали, стойкой к истиранию, возможно только в растворах, содержащих едкий натр и азотнокислый натрий различных концентраций, при очень высоких температурах, что в домашних условиях осуществить весьма сложно.
      Например, состав г/л:
      Едкий натр — 500, азотнокислый натрий — 500. Температура раствора 140С, время обработки — 9 мин.
      Можно попробовать состав, для низкой (комнатной температуры), но качество, конечно, хуже, г/л:
      тиосульфат натрия — 80, хлористый аммоний — 60, ортофосфорная кислота — 7, азотная кислота — 3. Температура раствора — 20С, время обработки — 60 мин. Пленка черная, матовая.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  22. Анна говорит:

    Здравствуйте, подскажите какой материал для изоляции лучше использовать? Процесс сернокислого никелирования и цианистого серебрения

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Анна!
      Для изоляции поверхности при нанесении гальванических покрытий удобно использовать самоклеющуюся гальванотехническую ленту SC-1 или GSV-1.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.