Placarea cu cupru este procesul de aplicare a unui strat de cupru pe suprafața diferitelor metale (aluminiu, oțel, nichel, alamă). Placarea cu cupru oferă metalelor un aspect vizual care poate fi utilizat într-o varietate de proiecte de design. De asemenea, stratul de cupru este capabil să îmbunătățească conductivitatea electrică a produselor metalice, ceea ce crește semnificativ posibilitatea unui tratament suplimentar de suprafață.
Oricine este cel puțin puțin familiarizat cu elementele de bază ale reacțiilor chimice poate stăpâni acasă tehnologia de placare cu cupru cu aluminiu.
Istoria descoperirii cuprului
Cupru este primul metal care a cucerit omul și a jucat cel mai mare rol în istoria dezvoltării civilizației. Acest eveniment a avut loc cu câteva milenii î. Hr., iar data exactă a începerii utilizării acestui metal unic nu a putut fi stabilită.
În antichitate, pepitele de cupru erau folosite în principal pentru a crea arme și unelte de uz casnic. Roșu-pepitele verzi de metal au fost folosite inițial în același mod ca și pietrele obișnuite. Pe viitor, empiric, oamenii au observat că prelucrarea acestui material cu un ciocan îi conferă proprietăți deosebite. Așa s-a născut metalul forjat la rece.
Și mai târziu s-a descoperit că metalul se topește și după răcire capătă alte forme și proprietăți. Această etapă a fost inițială în dezvoltarea formării la cald a metalelor.
Caracteristicile și compoziția cuprului
Cupru este un metal greu de culoare roșu trandafir care este foarte moale și se topește la peste 1080℃. Conductivitatea electrică a stratului de cupru este de 1,7 ori mai mare decât cea a aluminiului. De asemenea, cuprul are o conductivitate termică ridicată.
Multe proprietăți specifice ale unui metal se datorează prezenței diferitelor impurități în compoziția sa. Deci, în funcție de oxigenul, care se află în compoziția cuprului, metalul este împărțit astfel:
- cuprul fără oxigen conține mai puțin de 0,001% impurități;
- cuprul rafinat conține 0,001–0,01% oxigen;
- cuprul pur conține aproximativ 0,03–0,05% oxigen;
- Cupru de uz general are 0,05-0,08% oxigen.
Prezența plumbului sau a bismutului în cupru reduce proprietățile de plasticitate ale materialului. Impuritățile ușor solubile (sulf, plumb, bismut) cresc fragilitatea metalului.
În procesul de electroliză, pe lângă oxigen, hidrogenul poate intra în compoziția aliajelor de cupru.
Proprietăți fizice
Calitatea principală a cuprului este rezistivitate scăzută și, ca urmare, conductivitate electrică ridicată. Creșterea impurităților diferitelor metale din aliajul de cupru reduce semnificativ conductivitatea electrică a materialului.
Conductivitatea termică ridicată a cuprului pur este redusă semnificativ atunci când la compoziția sa se adaugă o varietate de substanțe de aliere.
De asemenea, des folosite în industrie sunt produsele din cupru care sunt foarte rezistente la coroziune în diverse medii, cu excepția acizilor organici, a amoniaului și a sărurilor de amoniu. O creștere a cantității de impurități din compoziția cuprului duce la o scădere semnificativă a rezistenței la coroziune a aliajelor.
Aplicarea practică a placajului cu cupru a metalelor
Procedura de placare cu cupru a aluminiului și a altor metale are o aplicație practică destul de largă nu numai în uz casnic, ci și la scară industrială. Pe multe metale, un strat de cupru poate fi aplicat atât ca strat principal independent, cât și ca substrat pentru aderența eficientă a următoarei acoperiri principale la metalul de bază al produsului.
În majoritatea cazurilor, placarea cu cupru a aluminiului în atelierele de acasă se face în următoarele scopuri:
- bijuterii de decor;
- protecția pieselor metalice împotriva coroziunii și carburării;
- eliminarea deteriorărilor și a defectelor de suprafață ale produselor cu formă și relief complexe;
- producerea de copii ale produselor din diverse materiale;
- crearea tampoane pentru lipirea aluminiului fără a utiliza o compoziție acidă;
- pregătirea preliminară a suprafeței pieselor înainte de cromare,placare cu argint, placare cu nichel.
Tipuri de placare cu cupru a suprafețelor metalice
Procedura pentru placarea cu cupru a aluminiului acasă nu este dificil de realizat pe cont propriu. Nu este necesar să folosiți echipamente speciale și substanțe chimice active. Acoperirea de în altă calitate este asigurată de respectarea strictă a tehnologiei de placare cu aluminiu și de cunoașterea proceselor în curs.
Există două tipuri principale de placare cu cupru pentru suprafețe metalice:
- Cu imersarea piesei de prelucrat în electrolit, în care produsul este scufundat parțial sau complet într-o baie cu un reactiv chimic. Utilizarea acestei metode este justificată în cazul în care este necesară aplicarea uniformă a unui strat de cupru pe întregul produs.
- Placare cu cupru fără scufundarea piesei într-o soluție chimică. Această metodă este mai dificil de realizat. Utilizarea sa este foarte eficientă dacă este necesar să se facă placarea cu cupru a unei anumite zone a produsului.
În ambele cazuri, activarea agentului chimic de placare cu cupru din aluminiu se realizează electric, ceea ce necesită utilizarea unei surse de tensiune constantă.
Echipament cu cupru cu scufundare
Pentru performanța de în altă calitate a operațiunilor tehnologice de placare cu aluminiu, este necesară pregătirea unui echipament simplu. Uneltele și materialele adecvate pot fi fie achiziționate de la rețeaua de distribuție, fie realizate independent.
Pentru a finaliza lucrarea veți avea nevoie de următoarele materialeși fix:
- O sursă de alimentare de 6-8 volți DC cu un dispozitiv de reglare lină a curentului și un ampermetru. Dacă nu există nicio ajustare, atunci este de dorit să includeți un reostat și un ampermetru în circuit. Ele vor fi necesare pentru a controla procesul. Dacă nu există o sursă de alimentare staționară, atunci poate fi utilizată o baterie de tip Krona.
- Baie specială dintr-un material care nu este supus atacului electrolitic (sticlă, plastic). Dimensiunile containerului sunt selectate în funcție de dimensiunile piesei de prelucrat.
- Electrozi de cupru, care servesc la furnizarea de curent electric la electrolit în timpul placarii cu cupru a aluminiului și, de asemenea, compensează pierderea de metal în timpul reacției.
- Un electrolit a cărui compoziție depinde de materialul piesei originale.
Pregătirea soluției de placare cu cupru
Găsirea unei soluții gata făcute pentru placarea cu aluminiu în rețeaua de distribuție este dificilă. De obicei, producătorii permit vânzarea substanței finite după prezentarea documentelor relevante. Prin urmare, majoritatea oamenilor își fac acasă propria soluție de placare cu aluminiu cu cupru din sulfat de cupru.
În aceste scopuri veți avea nevoie de:
- vitriol albastru;
- apă distilată;
- acid clorhidric.
Puteți pregăti o soluție doar dacă rețeta este urmată corect. Pentru a face acest lucru, sulfatul de cupru (20 g) trebuie dizolvat în 1 litru de apă. Se adaugă apoi 2-3 ml de acid într-un flux subțire. Compoziția se amestecă bine până când toate cristalele sunt complet dizolvate.
Electrolitul finit pentru placarea cu cupru a aluminiului cu sulfat de cupru trebuie să fie inodor și să aibă o culoare albastru strălucitor.
Tehnologie de placare cu cupru prin scufundare
Placarea cu cupru a aluminiului metalic prin metoda imersiei complete a piesei de prelucrat în electrolit se realizează conform următoarei tehnologii:
- Suprafața piesei de prelucrat se curăță cu șmirghel sau o perie, apoi se degresează într-o soluție fierbinte de sifon și se spală sub jet de apă.
- Doi electrozi sunt suspendați în recipientul pregătit, care sunt conectați la borna pozitivă a sursei de alimentare.
- Între electrozi este plasat un semifabricat, care este conectat la borna negativă a sursei de alimentare.
- Electrolitul preparat este turnat în recipientul de lucru. Nivelul soluției trebuie să fie deasupra vârfului electrozilor.
- Cu ajutorul dispozitivului de reglare, se setează valoarea curentului de funcționare. Valoarea parametrului se bazează pe calculul de 10-15 mA pe 1 cm2 din suprafața piesei prelucrate.
- După 20 de minute, alimentarea este oprită și piesa de prelucrat este scoasă din baie.
- Reziduul de electroliți este spălat cu apă și piesa este uscată.
Timpul de execuție a procesului este aproximativ, acesta poate fi controlat vizual prin culoarea acoperirii și uniformitatea distribuției acestuia. Cu cât este conectată mai multă energie, cu atât stratul de cupru de aluminiu va fi mai gros.
Unelte de placare cu cupru fără bucăți
Lucrări de placare cu cuprusemifabricate metalice fără scufundare în electrolit sunt efectuate pe produse mari care nu pot fi scufundate complet în baie. De asemenea, această metodă este mai eficientă atunci când procesează părți individuale ale produsului.
Pentru a efectua operațiuni tehnologice de placare cu cupru fără scufundare în electrolit, vor fi necesare următoarele dispozitive:
- Peria chimică este realizată din sârmă de cupru. În acest scop, trebuie să dezlipiți izolația la un capăt al firului, apoi să separați puțin conductorii individuali. Pentru a fi comod să țineți peria, este mai bine să o legați de un băț sau de un creion de lemn.
- Este mai bine să puneți semifabricatul pentru lucru în orice recipient fără laturi în alte. Este convenabil să folosiți o placă obișnuită de porțelan sau sticlă. În plus, veți avea nevoie de un recipient pentru electrolit, în care peria va fi scufundată constant. Un pahar poate fi folosit în acest scop.
- Sursa de alimentare nu diferă în parametri de sursa de alimentare utilizată în tehnologia de imersie.
Acoperire cu cupru dipleless
Tehnologia pentru efectuarea lucrărilor pe placarea cu aluminiu cu cupru fără scufundarea piesei de prelucrat în electrolit este următoarea:
- Peria, pregătită în prealabil, este conectată la borna pozitivă a sursei de alimentare.
- Soluția de electroliți, care este similară ca formulare cu compoziția utilizată în cutia de scufundare a părții, este turnată în recipientul de umezire a periei.
- Gol,curățat și degresat în prealabil, pus într-un recipient gol. Folosind conectorul, piesa este conectată la minusul sursei de alimentare.
- Peria este scufundată în electrolit și condusă peste locul unde urmează să fie aplicat stratul de cupru. Este foarte important ca peria să nu atingă suprafața piesei.
- După aplicarea unui strat de cupru, piesa de prelucrat este spălată sub jet de apă și uscată.
În procesul de lucru, trebuie să vă asigurați că există întotdeauna un strat de electrolit între piesa de prelucrat și perie. Pentru a face acest lucru, peria trebuie înmuiată constant într-un recipient cu o soluție.
Siguranța în timpul muncii
Toate lucrările cu substanțe chimice și sursa electrică trebuie efectuate cu măsurile de precauție necesare.
Placarea cu cupru a aluminiului într-o zonă rezidențială este strict interzisă. În aceste scopuri, este mai bine să folosiți o cameră de serviciu, un garaj sau un atelier. Echipamentul electric trebuie să fie împământat.
Pentru a proteja sănătatea umană, trebuie urmate următoarele recomandări:
- trebuie folosită protecție respiratorie;
- pentru ca substanțele chimice să nu ajungă în ochi, este necesar să lucrați cu ochelari de protecție;
- toate lucrările trebuie efectuate în îmbrăcăminte specială (mănuși de cauciuc, șorț din pânză uleioasă, pantofi speciali).
Procedeul de acoperire a produselor din aluminiu cu un strat de cupru nu este deosebit de dificil chiar și pentru o persoană care este puțin familiarizată cu cursul reacțiilor chimice. Cumpără saurealizarea echipamentului adecvat nu va cauza nici o problemă specială. Dar multe produse care par să-și fi pierdut aspectul atractiv vor dobândi o a doua viață.
