ציפוי נחושת הוא תהליך של מריחת שכבת נחושת על פני השטח של מתכות שונות (אלומיניום, פלדה, ניקל, פליז). ציפוי נחושת נותן למתכות משיכה ויזואלית שניתן להשתמש בה במגוון פרויקטים עיצוביים. כמו כן, שכבת הנחושת מסוגלת לשפר את המוליכות החשמלית של מוצרי מתכת, מה שמגדיל משמעותית את האפשרות להמשך טיפול פני השטח.
כל מי שמכיר לפחות קצת את היסודות של תגובות כימיות יכול לשלוט בטכנולוגיה של ציפוי נחושת אלומיניום בבית.
היסטוריה של גילוי הנחושת
נחושת היא המתכת הראשונה שכבשה את האדם ומילאה את התפקיד הגדול ביותר בהיסטוריה של התפתחות הציוויליזציה. אירוע זה התרחש כמה אלפי שנים לפני הספירה, ולא ניתן היה לקבוע את התאריך המדויק של תחילת השימוש במתכת ייחודית זו.
בתקופות קדומות, גרגירי נחושת שימשו בעיקר ליצירת כלי נשק וכלי בית. אָדוֹם-גרגירי מתכת ירוקים שימשו בתחילה באותו אופן כמו אבנים רגילות. בעתיד, מבחינה אמפירית, אנשים שמו לב שעיבוד החומר הזה עם פטיש נותן לו תכונות מיוחדות. כך נולדה חישול מתכת קר.
גם מאוחר יותר התגלה שהמתכת נמסה ולאחר הקירור היא מקבלת צורות ותכונות אחרות. שלב זה היה השלב הראשוני בפיתוח של יצירה חמה של מתכות.
מאפיינים והרכב של נחושת
נחושת היא מתכת כבדה אדומה ורדרדה, רכה מאוד ונמסה בטמפרטורה של מעל 1080℃. המוליכות החשמלית של ציפוי נחושת גבוהה פי 1.7 מזו של אלומיניום. לנחושת יש גם מוליכות תרמית גבוהה.
מאפיינים ספציפיים רבים של מתכת נובעים מנוכחותם של זיהומים שונים בהרכבה. אז לפי חמצן, שהוא בהרכב של נחושת, המתכת מחולקת באופן הבא:
- נחושת ללא חמצן מכילה פחות מ-0.001% זיהומים;
- נחושת מזוקקת מכילה 0.001–0.01% חמצן;
- נחושת טהורה מכילה בערך 0.03–0.05% חמצן;
- לנחושת לשימוש כללי יש 0.05-0.08% חמצן.
נוכחות של עופרת או ביסמוט בנחושת מפחיתה את תכונות הפלסטיות של החומר. זיהומים מסיסים מעט (גופרית, עופרת, ביסמוט) מגבירים את שבריריות המתכת.
בתהליך של אלקטרוליזה, בנוסף לחמצן, מימן יכול להיכנס להרכב של סגסוגות נחושת.
נכסים פיזיים
האיכות העיקרית של הנחושת היא התנגדות נמוכה וכתוצאה מכך מוליכות חשמלית גבוהה.העלייה בזיהומים של מתכות שונות בסגסוגת הנחושת מפחיתה משמעותית את המוליכות החשמלית של החומר.
המוליכות התרמית הגבוהה של נחושת טהורה מופחתת באופן משמעותי כאשר מוסיפים להרכבו מגוון חומרים מתגזרים.
גם בתעשייה משתמשים לעתים קרובות במוצרי נחושת בעלי עמידות גבוהה בפני קורוזיה בסביבות שונות, למעט חומצות אורגניות, אמוניה ומלחי אמוניום. עלייה בכמות הזיהומים בהרכב הנחושת מביאה לירידה משמעותית בעמידות הסגסוגות בפני קורוזיה.
יישום מעשי של ציפוי נחושת של מתכות
לנוהל ציפוי נחושת של אלומיניום ומתכות אחרות יש יישום מעשי רחב למדי לא רק בשימוש ביתי, אלא גם בקנה מידה תעשייתי. על מתכות רבות ניתן ליישם ציפוי נחושת הן כשכבה עצמאית ראשית והן כתת-שכבה להדבקה יעילה של הציפוי הראשי הבא למתכת הבסיס של המוצר.
ברוב המקרים, ציפוי נחושת של אלומיניום בסדנאות ביתיות נעשה למטרות הבאות:
- קישוט תכשיטים;
- הגנה על חלקי מתכת מפני קורוזיה וקרבוריזציה;
- חיסול נזקים ופגמים פני השטח של מוצרים בעלי צורה ותבליט מורכבים;
- ייצור עותקים של מוצרים העשויים מחומרים שונים;
- יצירת רפידות להלחמת אלומיניום ללא שימוש בהרכב חומצה;
- הכנה ראשונית של החלקים לפני ציפוי כרום,ציפוי כסף, ציפוי ניקל.
סוגי ציפוי נחושת של משטח מתכת
ההליך של ציפוי אלומיניום נחושת בבית לא קשה לעשות לבד. אין צורך להשתמש בציוד מיוחד ובכימיקלים פעילים. ציפוי איכותי מובטח על ידי הקפדה על טכנולוגיית ציפוי נחושת אלומיניום וידע בתהליכים מתמשכים.
ישנם שני סוגים עיקריים של ציפוי נחושת עבור משטחי מתכת:
- עם טבילה של חומר העבודה באלקטרוליט, שבו המוצר שקוע חלקית או מלאה באמבטיה עם מגיב כימי. השימוש בשיטה זו מוצדק במקרה בו נדרש ליישם שכבת נחושת באופן שווה על כל המוצר.
- ציפוי נחושת מבלי לטבול את החלק בתמיסה כימית. שיטה זו קשה יותר לביצוע. השימוש בו יעיל מאוד אם הוא נדרש לבצע ציפוי נחושת של אזור מסוים של המוצר.
בשני המקרים הללו, ההפעלה של חומר ציפוי הנחושת הכימי מאלומיניום מתבצעת באופן חשמלי, מה שמצריך שימוש במקור מתח קבוע.
ציוד נחושת לטבול
לביצועים איכותיים של פעולות טכנולוגיות של ציפוי נחושת אלומיניום, יש צורך להכין ציוד פשוט. ניתן לרכוש כלים וחומרים מתאימים מרשת ההפצה או לייצר באופן עצמאי.
כדי להשלים את העבודה תזדקק לחומרים הבאיםומשחקים:
- ספק כוח 6-8 וולט DC עם התקן לכוונון זרם חלק ומד זרם. אם אין התאמה, אז רצוי לכלול ריאוסטט ומד זרם במעגל. הם יהיו נחוצים כדי לשלוט בתהליך. אם אין ספק כוח נייח, ניתן להשתמש בסוללה מסוג Krona.
- אמבטיה מיוחדת העשויה מחומר שאינו נתון להתקפה אלקטרוליטית (זכוכית, פלסטיק). מידות המיכל נבחרות בהתאם למידות חומר העבודה.
- אלקטרודות נחושת, המשמשות לספק זרם חשמלי לאלקטרוליט במהלך ציפוי נחושת של אלומיניום, וגם מפצות על אובדן המתכת במהלך התגובה.
- אלקטרוליט שהרכבו תלוי בחומר של חומר העבודה המקורי.
הכנת פתרון ציפוי נחושת
קשה למצוא פתרון מוכן לציפוי נחושת אלומיניום ברשת ההפצה. בדרך כלל, יצרנים מאפשרים מכירה של החומר המוגמר לאחר הצגת המסמכים הרלוונטיים. לכן, רוב האנשים מייצרים פתרון ציפוי נחושת אלומיניום משלהם בבית מנחושת גופרתית.
למטרות אלה תזדקק ל:
- blue vitriol;
- מים מזוקקים;
- חומצה הידרוכלורית.
אתה יכול להכין פתרון רק אם המתכון פועל כהלכה. כדי לעשות זאת, נחושת גופרתית (20 גרם) חייב להיות מומס ב 1 ליטר מים.לאחר מכן מוסיפים 2-3 מ ל חומצה בזרם דק. הרכב מעורב ביסודיות עד שכל הגבישים מומסים לחלוטין.
האלקטרוליט המוגמר עבור ציפוי נחושת של אלומיניום עם נחושת גופרתית צריך להיות חסר ריח ובעל צבע כחול עז.
טכנולוגיית ציפוי נחושת
ציפוי נחושת של מתכת אלומיניום בשיטה של טבילה מלאה של חומר העבודה באלקטרוליט מתבצע לפי הטכנולוגיה הבאה:
- משטח חומר העבודה מנוקים עם נייר זכוכית או מברשת, ולאחר מכן מסירים שומנים בתמיסת סודה חמה ושוטפים תחת מים זורמים.
- שתי אלקטרודות תלויות במיכל המוכן, המחוברות למסוף החיובי של מקור הכוח.
- ריק ממוקם בין האלקטרודות, המחובר למסוף השלילי של ספק הכוח.
- האלקטרוליט המוכן מוזג לתוך מיכל העבודה. מפלס התמיסה חייב להיות מעל החלק העליון של האלקטרודות.
- באמצעות מכשיר הכוונון, ערך זרם ההפעלה נקבע. ערך הפרמטר מבוסס על חישוב של 10-15 mA לכל 1 ס"מ2 של השטח של חומר העבודה המעובד.
- לאחר 20 דקות, החשמל נכבה וחומר העבודה מוסר מהאמבטיה.
- שאריות אלקטרוליט נשטפות במים והחלק מיובש.
זמן ביצוע התהליך הוא משוער, ניתן לשלוט בו ויזואלית לפי צבע הציפוי ואחידות הפיזור שלו. ככל שהחשמל מחובר לזמן ארוך יותר, שכבת הנחושת האלומיניום תהיה עבה יותר.
כלי ציפוי נחושת ללא טמבל
עבודות ציפוי נחושתריקים מתכת ללא טבילה באלקטרוליט מתבצעים על מוצרים גדולים שלא ניתן לטבול לחלוטין באמבטיה. כמו כן, שיטה זו יעילה יותר בעת עיבוד חלקים בודדים של המוצר.
כדי לבצע פעולות טכנולוגיות עבור ציפוי נחושת ללא טבילה באלקטרוליט, יהיה צורך במכשירים הבאים:
- המברשת הכימית עשויה מחוטי נחושת תקועים. למטרה זו, אתה צריך להפשיט את הבידוד בקצה אחד של החוט, ואז להפריד מעט את המוליכים הבודדים. כדי שיהיה נוח להחזיק את המברשת, עדיף לקשור אותה למקל עץ או לעיפרון.
- עדיף לשים את הריק לעבודה בכל מיכל ללא דפנות גבוהות. זה נוח להשתמש בצלחת פורצלן או זכוכית רגילה. בנוסף, תזדקק למיכל עבור האלקטרוליט, שבו המברשת תהיה טבולה כל הזמן. ניתן להשתמש בכוס למטרה זו.
- ספק הכוח אינו שונה בפרמטרים מהספק המשמש בטכנולוגיית הטבילה.
ציפוי נחושת ללא טבול
הטכנולוגיה לביצוע עבודה על ציפוי נחושת אלומיניום מבלי לטבול את חומר העבודה באלקטרוליט היא כדלקמן:
- המברשת, שהוכנה מראש, מחוברת למסוף החיובי של ספק הכוח.
- תמיסת אלקטרוליט, הדומה בנוסחה להרכב המשמש במארז טבילת החלקים, מוזגת לתוך מיכל הרטבת המברשת.
- ריק,ניקה בעבר והוסר שומנים, הניח במיכל ריק. באמצעות המחבר, החלק מחובר למינוס של מקור הכוח.
- המברשת נטבלת באלקטרוליט ומונעת על המקום בו יש למרוח את שכבת הנחושת. חשוב מאוד שהמברשת לא תיגע במשטח החלק.
- לאחר מריחת שכבת נחושת, חומר העבודה נשטף תחת מים זורמים ומייבשים.
בתהליך ביצוע העבודה, צריך לוודא שתמיד תהיה שכבת אלקטרוליט בין חומר העבודה למברשת. לשם כך, יש לטבול את המברשת כל הזמן לתוך מיכל עם תמיסה.
בטיחות במהלך העבודה
כל העבודה עם כימיקלים ומקור החשמל חייבות להתבצע עם אמצעי הזהירות הדרושים.
ציפוי נחושת של אלומיניום באזור מגורים אסור בהחלט. למטרות אלה, עדיף להשתמש בחדר שירות, מוסך או סדנה. ציוד חשמלי חייב להיות מוארק.
כדי להגן על בריאות האדם, יש לפעול לפי ההמלצות הבאות:
- יש להשתמש הגנת נשימה;
- כדי שלא ייכנסו כימיקלים לעיניים, יש צורך לעבוד במשקפי מגן;
- כל העבודה צריכה להתבצע בלבוש מיוחד (כפפות גומי, סינר שעוונית, נעליים מיוחדות).
תהליך ציפוי מוצרי אלומיניום בשכבת נחושת אינו קשה במיוחד אפילו לאדם שלא מכיר מעט את מהלך התגובות הכימיות. קנה אוהכנת הציוד המתאים גם לא תגרום לבעיות מיוחדות. אבל מוצרים רבים שנראה כאילו איבדו את המראה האטרקטיבי שלהם יזכו לחיים שניים.
