Miedziowanie to proces nakładania warstwy miedzi na powierzchnię różnych metali (aluminium, stal, nikiel, mosiądz). Miedziowanie nadaje metalom atrakcyjny wygląd, który można wykorzystać w różnych projektach. Ponadto warstwa miedzi jest w stanie poprawić przewodność elektryczną wyrobów metalowych, co znacznie zwiększa możliwości dalszej obróbki powierzchni.
Każdy, kto choć trochę zna podstawy reakcji chemicznych, może opanować technologię miedziowania aluminium w domu.
Historia odkrycia miedzi
Miedź to pierwszy metal, który podbił człowieka i odegrał największą rolę w historii rozwoju cywilizacji. Wydarzenie to miało miejsce kilka tysięcy lat przed naszą erą, a dokładna data rozpoczęcia stosowania tego wyjątkowego metalu nie mogła zostać ustalona.
W czasach starożytnych bryłki miedzi były używane głównie do tworzenia broni i narzędzi domowych. Czerwony-zielone bryłki metalu były początkowo używane w taki sam sposób, jak zwykłe kamienie. W przyszłości, empirycznie, ludzie zauważyli, że obróbka tego materiału młotkiem nadaje mu szczególne właściwości. Tak narodził się metal do kucia na zimno.
Jeszcze później odkryto, że metal topi się i po schłodzeniu nabiera innych form i właściwości. Ten etap był początkiem rozwoju formowania metali na gorąco.
Charakterystyka i skład miedzi
Miedź to różowoczerwony metal ciężki, który jest bardzo miękki i topi się w temperaturze ponad 1080℃. Przewodność elektryczna powłoki miedzianej jest 1,7 razy większa niż aluminium. Miedź ma również wysoką przewodność cieplną.
Wiele specyficznych właściwości metalu wynika z obecności różnych zanieczyszczeń w jego składzie. Tak więc, zgodnie z tlenem, który jest w składzie miedzi, metal dzieli się w następujący sposób:
- miedź bez tlenu zawiera mniej niż 0,001% zanieczyszczeń;
- rafinowana miedź zawiera 0,001–0,01% tlenu;
- czysta miedź zawiera około 0,03–0,05% tlenu;
- Miedź ogólnego przeznaczenia zawiera 0,05-0,08% tlenu.
Obecność ołowiu lub bizmutu w miedzi zmniejsza plastyczność materiału. Słabo rozpuszczalne zanieczyszczenia (siarka, ołów, bizmut) zwiększają kruchość metalu.
W procesie elektrolizy, oprócz tlenu, do składu stopów miedzi może wchodzić wodór.
Właściwości fizyczne
Główną cechą miedzi jest niska rezystywność, a co za tym idzie wysoka przewodność elektryczna. Wzrost zanieczyszczeń różnych metali w stopie miedzi znacznie zmniejsza przewodność elektryczną materiału.
Wysoka przewodność cieplna czystej miedzi jest znacznie zmniejszona, gdy do jej składu dodaje się różne substancje stopowe.
Również często stosowane w przemyśle są produkty miedziane, które są wysoce odporne na korozję w różnych środowiskach, z wyjątkiem kwasów organicznych, amoniaku i soli amonowych. Wzrost ilości zanieczyszczeń w składzie miedzi prowadzi do znacznego obniżenia odporności korozyjnej stopów.
Praktyczne zastosowanie miedziowania metali
Procedura miedziowania aluminium i innych metali ma dość szerokie praktyczne zastosowanie nie tylko w użytku domowym, ale także na skalę przemysłową. Na wielu metalach powłoka miedziana może być nakładana zarówno jako główna niezależna warstwa, jak i jako podwarstwa w celu efektywnego przylegania następnej powłoki głównej do metalu bazowego produktu.
W większości przypadków miedziowanie aluminium w warsztatach domowych odbywa się w następujących celach:
- ozdabianie biżuterii;
- ochrona części metalowych przed korozją i nawęglaniem;
- eliminacja uszkodzeń i wad powierzchniowych produktów o złożonym kształcie i reliefie;
- produkcja kopii produktów wykonanych z różnych materiałów;
- tworzenie padów do lutowania aluminium bez użycia kompozycji kwasowej;
- wstępne przygotowanie powierzchni części przed chromowaniem,srebrzenie, niklowanie.
Rodzaje miedziowania powierzchni metalowych
Procedura miedziowania aluminium w domu nie jest trudna do samodzielnego wykonania. Nie jest konieczne używanie specjalnego sprzętu i aktywnych chemikaliów. Wysokiej jakości powłokę zapewnia ścisłe przestrzeganie technologii miedziowania aluminium oraz znajomość bieżących procesów.
Istnieją dwa główne rodzaje miedziowania powierzchni metalowych:
- Z zanurzeniem przedmiotu obrabianego w elektrolicie, w którym produkt jest częściowo lub całkowicie zanurzony w kąpieli z odczynnikiem chemicznym. Zastosowanie tej metody jest uzasadnione w przypadku, gdy wymagane jest równomierne nałożenie warstwy miedzi na cały produkt.
- Miedziowanie bez zanurzania części w roztworze chemicznym. Ta metoda jest trudniejsza do wykonania. Jego zastosowanie jest bardzo efektywne, jeśli wymagane jest miedziowanie określonego obszaru produktu.
W obu tych przypadkach aktywacja aluminiowego środka do chemicznego powlekania miedzią jest przeprowadzana elektrycznie, co wymaga użycia stałego źródła napięcia.
Sprzęt do zanurzania miedzi
Dla wysokiej jakości wykonywania operacji technologicznych miedziowania aluminium konieczne jest przygotowanie prostego sprzętu. Odpowiednie narzędzia i materiały można zakupić w sieci dystrybucyjnej lub wykonać samodzielnie.
Do wykonania pracy potrzebne będą następujące materiałyi osprzęt:
- Zasilacz 6-8 V DC z płynną regulacją prądu i amperomierzem. Jeśli nie ma regulacji, pożądane jest włączenie do obwodu reostatu i amperomierza. Będą potrzebne do kontrolowania procesu. W przypadku braku zasilania stacjonarnego można zastosować akumulator typu Krona.
- Specjalna wanna wykonana z materiału, który nie jest podatny na działanie elektrolitów (szkło, plastik). Wymiary pojemnika dobierane są zgodnie z wymiarami przedmiotu obrabianego.
- Elektrody miedziane, które służą do dostarczania prądu elektrycznego do elektrolitu podczas miedziowania aluminium, a także uzupełniają straty metalu podczas reakcji.
- Elektrolit, którego skład zależy od materiału oryginalnego przedmiotu obrabianego.
Przygotowanie roztworu do platerowania miedzi
Znalezienie gotowego rozwiązania do miedziowania aluminium w sieci dystrybucyjnej jest trudne. Zazwyczaj producenci dopuszczają do sprzedaży gotową substancję po przedstawieniu odpowiednich dokumentów. Dlatego większość ludzi wytwarza własne rozwiązanie do miedziowania aluminium w domu z siarczanu miedzi.
Do tych celów będziesz potrzebować:
- niebieski witriol;
- woda destylowana;
- kwas solny.
Możesz przygotować rozwiązanie tylko wtedy, gdy przepis jest przestrzegany poprawnie. Aby to zrobić, siarczan miedzi (20 g) należy rozpuścić w 1 litrze wody. Następnie cienkim strumieniem dodaj 2-3 ml kwasu. Kompozycję dokładnie miesza się, aż wszystkie kryształy całkowicie się rozpuszczą.
Gotowy elektrolit do miedziowania aluminium siarczanem miedzi powinien być bezwonny i mieć jasnoniebieski kolor.
Technologia miedziowania zanurzeniowego
Miedziowanie metalu aluminiowego metodą całkowitego zanurzenia przedmiotu obrabianego w elektrolicie odbywa się według następującej technologii:
- Powierzchnia obrabianego przedmiotu jest czyszczona papierem ściernym lub szczotką, następnie odtłuszczana w gorącym roztworze sody i myta pod bieżącą wodą.
- Dwie elektrody są zawieszone w przygotowanym pojemniku, które są podłączone do dodatniego zacisku źródła zasilania.
- Między elektrodami umieszczony jest zaślepka, która jest podłączona do ujemnego zacisku zasilacza.
- Przygotowany elektrolit wlewa się do pojemnika roboczego. Poziom roztworu musi znajdować się powyżej górnej części elektrod.
- Za pomocą urządzenia do regulacji można ustawić wartość prądu roboczego. Wartość parametru opiera się na wyliczeniu 10-15 mA na 1 cm2 powierzchni obrabianego przedmiotu.
- Po 20 minutach zasilanie jest wyłączane, a obrabiany przedmiot jest wyjmowany z wanny.
- Pozostałość elektrolitu jest zmywana wodą, a część jest suszona.
Czas realizacji procesu jest przybliżony, można go kontrolować wizualnie poprzez kolor powłoki i równomierność jej rozłożenia. Im dłużej zasilanie jest podłączone, tym grubsza będzie warstwa miedzi z aluminium.
Narzędzia do miedziowania bez zanurzenia
Miedziowanie działametalowe półfabrykaty bez zanurzenia w elektrolicie wykonuje się na dużych produktach, których nie można całkowicie zanurzyć w kąpieli. Również ta metoda jest bardziej wydajna podczas przetwarzania poszczególnych części produktu.
Do wykonania operacji technologicznych dla powlekania miedzią bez zanurzenia w elektrolicie, potrzebne będą następujące urządzenia:
- Szczotka chemiczna jest wykonana ze skręconego drutu miedzianego. W tym celu należy zdjąć izolację z jednego końca przewodu, a następnie nieco oddzielić poszczególne żyły. Aby wygodnie trzymać pędzel, lepiej przywiązać go do drewnianego patyczka lub ołówka.
- Lepiej jest umieścić półfabrykat do pracy w dowolnym pojemniku bez wysokich boków. Wygodne jest użycie zwykłej porcelany lub szklanej płytki. Dodatkowo potrzebny będzie pojemnik na elektrolit, w którym szczoteczka będzie stale zanurzana. Do tego celu można użyć szklanki.
- Zasilacz nie odbiega parametrami od zasilacza stosowanego w technologii zanurzeniowej.
Powłoka miedziana bez zanurzenia
Technologia wykonywania prac przy miedziowaniu aluminium bez zanurzania przedmiotu obrabianego w elektrolicie jest następująca:
- Szczotka, przygotowana wcześniej, jest podłączona do dodatniego zacisku zasilacza.
- Roztwór elektrolitu, który jest podobny w składzie do składu stosowanego w przypadku zanurzania części, jest wlewany do pojemnika do zwilżania pędzla.
- Puste,uprzednio oczyszczone i odtłuszczone, umieszczone w pustym pojemniku. Za pomocą złącza część jest podłączona do minusa źródła zasilania.
- Pędzel zanurza się w elektrolicie i przesuwa po miejscu, w którym ma zostać nałożona warstwa miedzi. Bardzo ważne jest, aby szczotka nie dotykała powierzchni części.
- Po nałożeniu warstwy miedzi obrabiany przedmiot jest myty pod bieżącą wodą i suszony.
Podczas wykonywania pracy należy upewnić się, że pomiędzy obrabianym przedmiotem a szczotką zawsze znajduje się warstwa elektrolitu. Aby to zrobić, pędzel musi być stale zanurzany w pojemniku z roztworem.
Bezpieczeństwo podczas pracy
Wszystkie prace z chemikaliami i źródłem prądu muszą być wykonywane z zachowaniem niezbędnych środków ostrożności.
Miedziowanie aluminium w obszarze mieszkalnym jest surowo zabronione. Do tych celów lepiej wykorzystać pomieszczenie gospodarcze, garaż lub warsztat. Sprzęt elektryczny musi być uziemiony.
W celu ochrony zdrowia ludzkiego należy przestrzegać następujących zaleceń:
- należy stosować ochronę dróg oddechowych;
- aby chemia nie dostała się do oczu, konieczna jest praca w okularach;
- wszystkie prace powinny być wykonywane w specjalnej odzieży (rękawice gumowe, fartuch z ceraty, specjalne buty).
Proces pokrywania wyrobów aluminiowych warstwą miedzi nie jest szczególnie trudny nawet dla osoby mało obeznanej z przebiegiem reakcji chemicznych. Kup lubwykonanie odpowiedniego sprzętu również nie spowoduje żadnych szczególnych problemów. Jednak wiele produktów, które wydają się tracić swój atrakcyjny wygląd, zyska drugie życie.
