Міднення алюмінію в домашніх умовах: види і технології

Мідненням називається процес нанесення шару міді на поверхню різних металів (алюміній, сталь, нікель, латунь). Покриття міддю надає металам зовнішню привабливість, яка може використовуватися в різних дизайнерських проектах. Також шар міді здатний покращувати електричну провідність металевих виробів, що істотно збільшує можливість подальшої поверхневої обробки.

Освоїти технологію міднення алюмінію в домашніх умовах може будь-яка людина, яка хоч трохи знайомий з азами хімічних реакцій.

Історія відкриття міді

Мідь є першим металом, який підкорився людині і зіграв найбільше значення в історії розвитку цивілізації. Відбулася ця подія за кілька тисячоліть до нашої ери, причому точної дати початку використання цього унікального металу встановити не вдалося.

У стародавні часи мідні самородки застосовувалися в основному для створення зброї та інструментів побуту. Червоно-зелені самородки металу спочатку використовувалися так само, як і звичайні камені. Надалі досвідченим шляхом люди помітили, що обробка цього матеріалу молотком надає йому особливі властивості. Так зародилася Холодна кування металу.

Ще пізніше було виявлено, що метал плавиться і після охолодження набуває інші форми і властивості. Цей етап став початковим у розвитку гарячого формування металів.

Характеристика і склад міді

Мідь-важкий метал рожево-червоного кольору, який має високу м`якість і плавиться при температурі понад 1080 ℃. Електрична провідність мідного покриття в 1,7 рази вище, ніж алюмінію. Також мідь має високу теплопровідність.

Багато специфічні властивості металу обумовлені наявністю в його складі різних домішок. Так, по кисню, який є в складі міді, метал ділиться наступним чином:

• мідь без кисню має в своєму складі домішки менше 0,001 %;
• рафінована мідь містить кисню 0,001-0,01 %;
• чистий мідь містить кисню близько 0,03-0,05 %;
• мідь загального призначення має в своєму складі 0,05 - 0,08% кисню.

Наявність у складі міді свинцю або вісмуту зменшують властивості пластичності матеріалу. Малорозчинні домішки (сірка, свинець, вісмут) збільшують крихкість металу.

В процесі електролізу, крім кисню, до складу сплавів міді може надходити водень.

Фізична властивість

Основною якістю міді є низький питомий опір і, як наслідок, висока електропровідність. Збільшення домішок різних металів в мідному сплаві істотно знижує електричну провідність матеріалу.

Висока теплопровідність чистої міді значно зменшується при додаванні до її складу різноманітних легуючих речовин.

Також часто використовується в промисловості мідні вироби, що володіють високою стійкістю до корозії в різних середовищах, крім органічних кислот, аміаку і солей амонію. Збільшення кількості домішок у складі міді призводить до істотного зниження корозійної стійкості сплавів.

Практичне застосування обміднення металів

Процедура міднення алюмінію та інших металів має досить широке практичне застосування не тільки в побутовому використанні, але і в промислових масштабах. На багато металів покриття з міді може наноситися як в якості основного самостійного шару, так і в ролі підшару для ефективного зчеплення наступного головного покриття з основним металом вироби.

У більшості випадків міднення алюмінію в домашніх майстернях проводиться для наступних цілей:

• декорування ювелірних прикрас;
• захисту металевих деталей від корозії і цементації;
• усунення пошкоджень і дефектів поверхні виробів зі складною формою і рельєфом;
• виготовлення копій виробів, виконаних з різних матеріалів;
• створення контактних майданчиків для пайки алюмінію без застосування кислотного складу;
• попередня підготовка поверхні деталей перед хромуванням, сріблом, нікелюванням.

Види міднення металевої поверхні

Процедуру міднення алюмінію в домашніх умовах не складно виконати самостійно. При цьому не обов`язково використовувати спеціальне обладнання та активні хімічні реактиви. Якісне покриття забезпечується завдяки суворому дотриманню технології міднення алюмінію і знання протікають процесів.

Існує два основних види міднення металевих поверхонь:

1. Із зануренням заготовки в електроліт, при якому виріб частково або повністю занурюється у ванну з хімічним реагентом. Застосування такого методу обгрунтовано в разі, коли потрібно нанести шар міді рівномірно на весь виріб.
2. Міднення без занурення деталі в хімічний розчин. Цей спосіб більш складний у виконанні. Використання його дуже ефективно, якщо потрібно провести міднення певної ділянки вироби.

В обох цих випадках активація речовини для хімічного міднення алюмінію здійснюється електричним способом, що вимагає використання джерела постійної напруги.

Обладнання для міднення зануренням

Для якісного виконання технологічних операцій міднення алюмінію необхідно підготувати нескладне обладнання. Відповідний Інструменти та матеріали можна як придбати в торговельній мережі, так і виготовити самостійно.

Для виконання роботи знадобляться наступні матеріали і пристосування:

1. Блок живлення постійної напруги на 6-8 вольт, що має пристрій плавного регулювання струму і амперметр. Якщо регулювання відсутнє, то в схему бажано включити реостат і амперметр. Вони знадобляться для контролю процесу. Якщо стаціонарний пристрій живлення відсутній, то можна застосовувати батарейку живлення типу»Крона".
2. Спеціальна ванночка, виготовлена з матеріалу, який не схильний до електролітичного впливу (скло, пластик) . Розміри ємності підбираються відповідно до габаритів оброблюваної деталі.
3. Мідні електроди, які служать для підведення електричного струму до електроліту при міднення алюмінію, а також заповнюють спад металу в процесі реакції.
4. Електроліт, склад якого залежить від матеріалу вихідної заготовки.

Приготування розчину для міднення

Знайти готовий розчин для міднення алюмінію в торговій мережі складно. Зазвичай виробники дозволяють Продаж готового речовини після пред`явлення відповідних документів. Тому велика частина людей виготовляє самостійно розчин для міднення алюмінію в домашніх умовах з мідного купоросу.

Для цих цілей знадобиться:

• мідний купорос;
• дистильована вода;
• соляна кислота.

Приготувати розчин можна тільки при правильному дотриманні рецептури. Для цього необхідно мідний купорос (20 г) розчинити в 1 літрі води. Потім тонкою цівкою додати 2-3 мл кислоти. Склад ретельно перемішують до повного розчинення всіх кристалів.

Готовий електроліт для міднення алюмінію мідним купоросом повинен бути без запаху і мати яскраво-синій колір.

Технологія міднення методом занурення

Міднення металу алюмінію методом повного занурення заготовки в електроліт виконується за наступною технологією:

1. Поверхня оброблюваної деталі очищається наждачним папером або щіткою, потім знежирюється в гарячому розчині соди і промивається під струменем води.
2. У приготовлену ємність підвішуються два електроди, які підключаються до позитивної клеми Джерела живлення.
3. Між електродами поміщається заготовка, яка приєднується до негативної клеми блоку живлення.
4. Приготований електроліт заливається в робочу ємність. Рівень розчину повинен бути вище верхнього краю електродів.
5. За допомогою пристрою регулювання встановлюється робоче значення сили струму. Величина параметра здійснюється з розрахунку 10-15 мА на 1 см² площі оброблюваної заготовки.
6. Через 20 хвилин харчування відключається, і заготівля виймається з ванночки.
7. Залишки електроліту змиваються водою, і деталь висушується.

Час виконання процесу вказано орієнтовно, його можна контролювати візуально за кольором покриття і рівномірності його розподілу. Чим довше підключено живлення, тим товщі буде шар міднення алюмінію.

Пристосування для міднення без занурення

Роботи з обміднення металевих заготовок без занурення в електроліт проводяться на великих виробах, які неможливо занурити повністю в ванночку. Також цей спосіб відрізняється більшою ефективністю при обробці окремих частин виробу.

Для виконання технологічних операцій по мідненню без занурення в електроліт знадобляться наступні пристосування:

1. Пензлик для нанесення хімічного складу виготовляється з мідного багатожильного дроту. Для цієї мети потрібно зняти ізоляцію на одному кінці дроту, потім трохи розділити окремі провідники. Щоб зручно було тримати пензлик, її краще прив`язати до дерев`яної палички або олівця.
2. Заготовку для виконання роботи краще покласти в будь-яку ємність без високих бортиків. Зручно застосовувати звичайну порцелянову або скляну тарілку. Додатково знадобиться тара для електроліту, в яку буде постійно занурюватися пензлик. Для цієї мети можна використовувати склянку.
3. Джерело живлення не відрізняється за параметрами від блоку живлення, що застосовується при технології з зануренням.

Нанесення мідного шару без занурення

Технологія виконання роботи по мідненню алюмінію без занурення заготовки в електроліт виглядає наступним чином:

1. Пензлик, підготовлена заздалегідь, приєднується до плюсової клеми блоку живлення.
2. Електролітний розчин, який аналогічний за рецептурою складу, використовуваному у випадку з зануренням деталі, заливається в ємність для змочування кисті.
3. Заготівля, попередньо зачищена і знежирена, поміщається в порожню ємність. За допомогою роз`єму деталь підключається до мінуса Джерела живлення.
4. Пензлик занурюється в електроліт і водиться за місцем, де необхідно нанести мідний шар. При цьому дуже важливо, щоб кисть не торкалася поверхні деталі.
5. Після нанесення шару міді заготівля промивається під струменем води і висушується.

В процесі виконання роботи потрібно стежити, щоб між заготівлею і пензликом завжди був шар електроліту. Для цього кисть потрібно постійно занурювати в ємність з розчином.

Техніка безпеки при виконанні робіт

Всі роботи з хімічними реактивами і джерелом електричного струму повинні проводитися з дотриманням необхідних запобіжних заходів.

Виконання міднення алюмінію в житловому приміщенні категорично заборонено. Для цих цілей краще використовувати підсобне приміщення, гараж або майстерню. Електричне обладнання повинно бути заземлено.

Для захисту здоров`я людини необхідно виконувати наступні рекомендації:

• для захисту органів дихання потрібно користуватися респіратором;
• щоб хімічні речовини не потрапили в очі, необхідно працювати в захисних окулярах;
• всі роботи слід проводити в спеціальному одязі (гумові рукавички, клейончатий фартух, спеціальне взуття) .

Процес покриття алюмінієвих виробів шаром міді не представляє особливої складності навіть для людини, мало знайомого з перебігом хімічних реакцій. Купити або виготовити відповідне обладнання також не викличе особливих проблем. Зате багато виробів, здавалося б, втратили привабливий зовнішній вигляд, придбають друге життя.