Никелирование пластика своими руками

Химическое покрытие пластика металлами

Иногда требуется изготовить ту или иную пластиковую деталь и покрыть ее каким-либо металлом. Химическое (без применения электричества) покрытие пластика металлами — тема этой статьи. Здесь будет рассмотрен процесс металлизации основных видов пластмасс, часто применяемых самодельщиками — органического стекла, полистирола, полиамидов (капрона и нейлона), поливинилхлорида (винипласта) и стеклопластика.

Подготовка поверхности

Качество металлической пленки на пластиках зависит от подготовки деталей под покрытие. Здесь последовательность такая:

1. Обезжиривание
2. Травление поверхности
3. Активирование

Обезжиривание — операция, которую проводят после механической обработки деталей. Цель этой операции — удаление с их поверхности различных загрязнений. Для обезжиривания пластмасс применяют органические растворители.

Для обезжиривания органического стекла применяют метиловый спирт и четыреххлористый углерод.
Для полистирола — трихлорэтилен (реагент, применяемый в химчистке), метиловый и этиловый спирты.
Для полиамидов — чистый бензин и трихлорэтилен.
Для поливинилхлорида — ацетон, метиловый и этиловый спирты, трихлорэтилен.
Для эпоксидных смол — ацетон и метиловый спирт.

Травление — операция, когда в результате обработки деталей сильными окислителями поверхность слегка разрушается и делается шероховатой. Последнее обеспечивает повышенное сцепление (адгезию) металлической пленки с пластиком.

1. Органическое стекло и полистирол травят в растворе: серная кислота — 950 мл, персульфат калия —- 3 г, серебро азотнокислое — 3 г. Температура раствора 20 °С, время обработки 20—30 с.
2. Поливинилхлорид травят в растворе: гидрохинон — 100 г, пирокатехин — 25 г, ацетон — 1000 мл. Температура раствора 18 °С, время обработки 3 мин.
3. Полиамиды травят в растворе: серная кислота — 1000 мл, азотная кислота — 500 мл, соляная кислота — 3 мл, вода — 120 мл. Температура раствора 20 °С, время обработки 30—40 с.
4. Эпоксидные смолы травят в растворе: плавиковая кислота (70%-ная) — 1 мл, серная кислота — 2 мл, вода — 1000 мл. Температура раствора 18 °С, время обработки 70 с.

После травления детали промывают под струей горячей воды в течение 2—3 мин, затем минуту в холодной воде.

Активирование — процесс нанесения на обрабатываемую деталь раствора, который придает поверхности каталитические свойства. То есть в дальнейшем эта поверхность катализирует реакцию восстановления основного металла на этой поверхности.

Процесс активирования проводят за два раза. Первый раз детали обрабатывают в одном из растворов хлористого олова (все в г/л):

1. Олово хлористое — 25, соляная кислота — 50.
2. Олово хлористое — 25, соляная кислота — 20, гидрохинон — 20.
3. Олово хлористое — 30, соляная кислота — 25, спиртовой раствор некаля — 200 мл, некаль (порошок) — 1.

Температура каждого раствора 20 °С, время обработки 0,5—1,0 мин.

Последний раствор применяют для обработки трудносмачиваемых пластмасс (поливинилхлорида и т.п.).

Второй раз детали обрабатывают в одном из следующих растворов (г/л):

1. Серебро азотнокислое — 20, спирт этиловый — 500.
2. Серебро азотнокислое — 10, аммиак (25%-ный) — 100.
3. Палладий хлористый — 0,2, соляная кислота — 10.

Температура каждого раствора 20 °С, время обработки 20—30 мин.

Никелирование пластиков

После активирования (без промывки!) детали сразу переносят в раствор для никелирования. Здесь есть выбор растворов (г/л):

1. Никель сернокислый — 30, гипофосфит натрия — 10, ацетат натрия — 10. Температура раствора 90 °С, скорость наращивания пленки металла 15 мкм/ч.
2. Никель хлористый — 30, гипофосфит натрия — 10, лимоннокислый натрий — 100, хлористый аммоний до рН= 8—9. Температура раствора 90 °С, скорость наращивания 6 мкм/ч.
3. Никель хлористый — 30, Гипофосфит натрия — 10, лимоннокислый натрий — 10. Температура раствора 85 °С, скорость наращивания 5 мкм/ч.

Растворы готовят в следующей последовательности. Сначала в бОльшей части воды растворяют все компоненты, кроме гипофосфита натрия. Его отдельно растворяют в малой части воды. Непосредственно перед загрузкой деталей оба раствора смешивают.

Серебрение пластиков

Посеребрить пластиковые детали можно в одном из приведенных ниже растворов (г/л):

1. Серебро азотнокислое — 6, едкий натр — 6, аммиак (25%-ный) — 9. Серебро азотнокислое и едкий натр растворяют в 150 мл воды, затем водой доводят объем до 1 л.
2. Сахароза — 75, серная кислота (10%-ная) — 6. Сахарозу и серную кислоту кипятят в 300 мл воды в течение 10 мин. Приливают аммиак до рН = 3—4. Раствор остужают и доливают воды 1 л.

Смешивают растворы a и b в соотношении 2:1.

1. Серебро азотнокислое — 60, аммиак (25%-ный) — 70.
2. Формальдегид (40%-ный) — 65.

Рабочий раствор получают смешиванием растворов a и b в соотношении 1:1.

Активированную деталь (не промывая) помещают в рабочий раствор. Температура обоих растворов 20 °С, скорость наращивания 10 мкм/ч.

Источник

Особенности и технология никелирования в домашних условиях

Никелирование в домашних условиях – процесс несложный. После его проведения металлическая поверхность становится защищенной от коррозии на долгое время. Материал применяется в машиностроительном производстве, в сфере пищевой промышленности, в оптическом производстве.

Конструктивные элементы из черных или цветных металлов защищены от коррозии и меньше подвергаются износу. Если в составе раствора никеля присутствует фосфор, то поверхностная пленка становится прочнее и показатель твердости приближается к хромированной поверхности.

О процессе выполнения

Никелирование – востребованная часть технологии и удачное решение для покрытия обработанного изделия. На деталь наносится тонкий слой жидкого никеля, регулируемой толщины в пределах от 0,8 мкм до 0,55 микрометров. Никелирование металла также выполняет функцию декоративного покрытия.

Этот процесс обеспечит формирование прочной пленки, способствующей обеспечению, в свою очередь, защиты изделия от щелочей и кислот, атмосферных проявлений. Для выпуска сантехнической продукции покрытие труб, кранов, переходников и иных деталей – идеальное решение.

Защиту от внешних воздействий этим методом рекомендуется выполнять для:

1. Изделий из металла, эксплуатация которых предусматривается под открытым небом.
2. Кузовов автомобильных средств.
3. Инструментов и оборудования, которым оснащены стоматологические клиники.
4. Металлических деталей, если их эксплуатация планируется в водной среде.
5. Стальных или алюминиевых конструкций, выполняющих функции ограждения.
6. Изделий, при эксплуатации которых будет взаимодействие с химическими средами.

Всего практикуется несколько уникальных методов выполнения работ. Они нашли применение и в производстве, и в быту. При любом раскладе заинтересовывает процесс проведения этой работы в личных мастерских, ведь не нужно выполнять сложных технологических операций.

К данным методам относят:

• химическое никелирование;
• электролитическое нанесение покрытия.

Параметры гальванических покрытий:

Критерий оценки	Вид покрытия изделия
	гальваническое	химическое
Необходимая температура для плавления материала	1450 0 С	890 0 С
Предел удельного сопротивление материала, ОМ х м	Примерно 8,5 *10 -5	Примерно 60 *10 -5
Восприимчивость к созданию магнетизма	37	4
Твердость по шкале Виккерса	250	550
Показатель продольной деформации в %	От 10 до 30	От 3 до 6
Характеристика прочности при сцеплении с поверхностью материала	От 35 до 45	От 35 до 50

Проведение работы

Нанесение на обрабатываемую поверхность тонкой пленки материала способствует созданию блеска и защите от перепада температур и агрессивных воздействий внешних сред.

Перед непосредственным выполнением задачи, металл следует тщательно подготовить, чтобы сцепление никеля с поверхностным слоем было основательным.

Технология подготовки заключается в:

1. Обработке наждачной мелкозернистой бумагой.
2. Протирке поверхности щеткой и жесткой щетиной или металлической проволокой.
3. Промывании водой.
4. Обезжиривании в растворе кальцинированной соды.
5. Промывании чистой водой еще раз.

Так как поверхность, обработанная никелем, зачастую быстро теряет свойство отражать свет и тускнеет, то производится ее хромирование. Это покрытие обеспечивает надежность при эксплуатации изделия.

Покрытие можно наносить на медные и железные поверхности, или сплавы на их основе. Титан или вольфрам и иные металлы тоже можно обработать никелем. Покрывать такие материалы, как свинец, висмут, олово или кадмий не рекомендуется. Перед тем как наносить покрытие на стальную поверхность последнюю следует обработать тонким медным слоем.

Электролитическое никелирование

Его же называют гальваническое никелирование. Этот метод считается недорогостоящим, поэтому он наиболее чаще применяем. Покрытия получаются пористыми и непосредственно зависят от подготовки основания и толщины слоя защитного покрытия. Чтобы данная работа была произведена с должным качеством, следует уменьшить процент проявления пор. Для этих целей применяется предварительное омеднение детали или нанесение покрытия многослойным.

Электрохимическое никелирование оснований производится по следующим этапам:

• Электролит никелирования приготавливается по описанной схеме. Для этого на 200 мл воды нужно подготовить 60 граммов сульфата никеля, 7 граммов хлорида никеля, 6 граммов борной кислоты. Все компоненты тщательно развести в воде в предназначенной емкости. Чтобы покрыть стальную или медную поверхность следует использовать аноды из никеля, опускаемые непосредственно в электролит.
• Далее деталь закрепить на проволоке и поместить между пластинками из никеля, а проволоки, проходящие он никелевых пластинок нужно соединить. Подключение деталей производится к отрицательному электрическому заряду, а проволочек к положительному.
• После следует подключение реостата и микроамперметра к цепи регулирования источника тока. Чтобы обеспечить такое действие необходимо выбрать источники тока с показателем напряжения не больше 6 В. Действие силы тока на изделие должно длиться не более 20 минут.
• После обрабатываемое изделие нужно помыть и просушить. В результате получилось матовое сероватое покрытие.
• Для обеспечения блеска необходимо произвести полирование поверхностного слоя.

Химический способ

Этот метод считается дорогостоящим относительно электролитического. Получается достаточно прочное и тонкое основание нанесенного слоя.

Никелирование деталей производится следующим образом:

1. Берется 10%раствор цинка хлористого и разводится небольшими порциями в растворе никеля сернокислого до получения ярко-зеленого оттенка.
2. Далее используя сосуд из фарфора, полученную смесь следует нагреть до закипания. Не нужно пугаться, что получиться муть, это никаким образом не повлияет на качество запланированных работ.
3. Для никелировки следует опустить в кипящий раствор деталь, предварительно очищенную от пыли и обезжиренную содовым раствором.
4. Процесс кипения должен длиться не менее часа, но по мере испарения жидкости в емкость необходимо понемногу добавлять дистиллированную воду. В случае если насыщенный зеленый цвет будет светлеть, то это значит, что необходимо добавить небольшую часть сернокислого никеля.
5. После прохождения времени кипения следует вынуть деталь и промыть в воде с растворенным в ней мелом.
6. Тщательно высушить на открытом воздухе.

Изделия из чёрного металла, покрытые этим методом получаются прочными и надежными при эксплуатации.

Анализ химического нанесения защитного слоя показывает, что происходящий процесс лежит в основе восстановления никеля из соляной жидкости при помощи натрия гипофосфита и иных элементов. Растворы могут быть как щелочными, так и кислыми.

Предназначение кислотных составов лучше подходит для обработки цветных или черных металлов. Щелочи предназначены для нанесения на нержавеющие поверхности.

Кислота провоцирует снижение разряда при увеличении температуры, но поверхность получается с меньшим показателем шероховатости. При применении такого состава обеспечивается хорошее сцепление покрытия с поверхностью.

Для получения раствора изначально все ингредиенты разводятся в воде, а затем добавляется гипофосфит натрия. Одного литра раствора достаточно для никелирования площади поверхности 10х10 см2.

О черном покрытии

Черное никелирование одновременно преследует две цели:

• декоративность покрытия;
• специализированное назначение.

При этом недостаточно обеспечиваются свойства защиты металла, на основании этого заключения следует наносить промежуточные слои из цинка, кадмия или никеля. При этом сталь нужно оцинковать, а цветные металлы – никелировать. Толщина покрытия довольно толстая до 2 мкм, поэтому оно хрупкое. Для ванн с содержанием никелевого раствора добавляется значительное количество роданида и цинка.

Состав – около 50% элемента никеля, а в оставшейся части содержится углерод, цинк, азот и сера.

Никелирование алюминия либо стальных конструкций производится приготовлением ванн с растворением всех компонентов, с последующим их фильтрованием. С борной кислотой, как правило, возникают проблемы при ее растворении, но ее можно отдельно развести в воде при температуре до 700С. Насыщенное никелирование этим цветом прямо пропорционально показателю плотности подаваемого тока.

О ваннах для никелирования

В домашних мастерских для ванн никелирования используется три составляющих: сульфат, борная кислота и хлорид. Сульфат – играет роль источника образование ионов никеля. Для функционирования анодов из никеля существенное влияние оказывает хлорид, при этом процент концентрации не учитывается.

Если в ванне недостаточно хлорида, то выделение никеля небольшое, снижается показатель выходного тока, и качество полученного покрытия оставляет желать лучшего.

Аноды растворяются почти в полном объеме для протекания процесса покрытия алюминиевых или медных изделий. Хлорид способствуют увеличению проводимости ванн при больших концентрациях цинка. Раствор борной кислоты обеспечивает нормальный уровень кислотности.

Видео: химическое никелирование.

О хромировании пластика

Хромирование пластика в домашних условиях производится следующим образом:

1. Чтобы покрыть пластмассу необходимо присоединить конструктивные элементы или детали к трансформатору.
2. Взять кисточку, присоединенную тоже к трансформатору и залить электролитом.
3. На предварительно подготовленную поверхность нанести слой электролита, движениям и вверх-вниз.
4. При необходимости нанесение слоя нужно повторить.

Чтобы хорошо лег слой покрытия, повторять процесс следует не менее 30 раз.

Не всегда удается хромирование изделий из пластика, поэтому предпочтение отдается растворам на никеле.

Хромирование пластмассовых изделий достаточно трудоемкое и затратное, к примеру, цена на трансформатор немалая. Так что лучшим решением будет обращение в специализированную организацию.

При выполнении любой из работ по покрытию изделий происходят химические процессы, поэтому справочник химика 21 пригодится.

Источник