La placcatura in rame è il processo di applicazione di uno strato di rame sulla superficie di vari metalli (alluminio, acciaio, nichel, ottone). La placcatura in rame conferisce ai metalli un fascino visivo che può essere utilizzato in una varietà di progetti di design. Inoltre, lo strato di rame è in grado di migliorare la conduttività elettrica dei prodotti in metallo, aumentando notevolmente la possibilità di un ulteriore trattamento superficiale.
Chiunque abbia almeno un po' di familiarità con le basi delle reazioni chimiche può padroneggiare la tecnologia della placcatura in alluminio e rame a casa.
Storia della scoperta del rame
Il rame è il primo metallo che ha conquistato l'uomo e ha svolto il ruolo più importante nella storia dello sviluppo della civiltà. Questo evento ha avuto luogo diversi millenni aC e non è stato possibile stabilire la data esatta dell'inizio dell'uso di questo metallo unico.
Nei tempi antichi, le pepite di rame venivano utilizzate principalmente per creare armi e utensili domestici. Rosso-le pepite verdi di metallo furono inizialmente utilizzate allo stesso modo delle normali pietre. In futuro, empiricamente, le persone hanno notato che la lavorazione di questo materiale con un martello gli conferisce proprietà speciali. Così è nata la forgiatura a freddo del metallo.
Anche dopo si scoprì che il metallo fonde e dopo il raffreddamento acquisisce altre forme e proprietà. Questa fase è stata l'iniziale nello sviluppo della formatura a caldo dei metalli.
Caratteristiche e composizione del rame
Il rame è un metallo pesante rosso rosa che è molto morbido e fonde a oltre 1080 ℃. La conduttività elettrica del rivestimento in rame è 1,7 volte superiore a quella dell'alluminio. Il rame ha anche un'elevata conduttività termica.
Molte proprietà specifiche di un metallo sono dovute alla presenza di varie impurità nella sua composizione. Quindi, in base all'ossigeno, che è nella composizione del rame, il metallo è suddiviso come segue:
- il rame senza ossigeno contiene meno dello 0,001% di impurità;
- il rame raffinato contiene lo 0,001–0,01% di ossigeno;
- il rame puro contiene circa lo 0,03–0,05% di ossigeno;
- Il rame per uso generico ha lo 0,05-0,08% di ossigeno.
La presenza di piombo o bismuto nel rame riduce le proprietà di plasticità del materiale. Impurità leggermente solubili (zolfo, piombo, bismuto) aumentano la fragilità del metallo.
Nel processo di elettrolisi, oltre all'ossigeno, l'idrogeno può entrare nella composizione delle leghe di rame.
Proprietà fisiche
La principale qualità del rame è la bassa resistività e, di conseguenza, l'elevata conduttività elettrica. L'aumento delle impurità di vari metalli nella lega di rame riduce significativamente la conduttività elettrica del materiale.
L'elevata conducibilità termica del rame puro viene notevolmente ridotta quando alla sua composizione viene aggiunta una varietà di sostanze leganti.
Nell'industria vengono spesso utilizzati anche prodotti in rame che sono altamente resistenti alla corrosione in vari ambienti, ad eccezione degli acidi organici, dell'ammoniaca e dei sali di ammonio. Un aumento della quantità di impurità nella composizione del rame porta ad una significativa diminuzione della resistenza alla corrosione delle leghe.
Applicazione pratica della ramatura dei metalli
Il procedimento per la ramatura dell'alluminio e di altri metalli ha un'applicazione pratica abbastanza ampia non solo nell'uso domestico, ma anche su scala industriale. Su molti metalli, un rivestimento in rame può essere applicato sia come strato principale indipendente che come sottostrato per un'efficace adesione del rivestimento principale successivo al metallo di base del prodotto.
Nella maggior parte dei casi, la ramatura dell'alluminio nelle officine domestiche viene eseguita per i seguenti scopi:
- decorare gioielli;
- protezione delle parti metalliche dalla corrosione e dalla cementazione;
- eliminazione danni e difetti superficiali di prodotti con forma complessa e rilievo;
- produzione di copie di prodotti realizzati con vari materiali;
- creare pastiglie per saldare l'alluminio senza utilizzare una composizione acida;
- preparazione superficiale delle parti prima della cromatura,argentatura, nichelatura.
Tipi di ramatura della superficie metallica
La procedura per la ramatura dell'alluminio a casa non è difficile da eseguire da soli. Non è necessario utilizzare attrezzature speciali e sostanze chimiche attive. Il rivestimento di alta qualità è garantito dal rigoroso rispetto della tecnologia di ramatura dell'alluminio e dalla conoscenza dei processi in corso.
Ci sono due tipi principali di ramatura per superfici metalliche:
- Con l'immersione del pezzo nell'elettrolita, in cui il prodotto viene immerso parzialmente o completamente in un bagno con un reagente chimico. L'uso di questo metodo è giustificato nel caso in cui sia necessario applicare uno strato di rame uniformemente su tutto il prodotto.
- Rame senza immergere il pezzo in una soluzione chimica. Questo metodo è più difficile da eseguire. Il suo utilizzo è molto efficace se è necessario eseguire la ramatura di una determinata area del prodotto.
In entrambi i casi, l'attivazione dell'agente di ramatura chimica dell'alluminio viene effettuata elettricamente, il che richiede l'uso di una sorgente di tensione costante.
Dip Copper Equipment
Per le prestazioni di alta qualità delle operazioni tecnologiche di ramatura dell'alluminio, è necessario predisporre attrezzature semplici. Strumenti e materiali appropriati possono essere acquistati dalla rete di distribuzione o realizzati in modo indipendente.
Per completare il lavoro avrai bisogno dei seguenti materialie infissi:
- Un alimentatore da 6-8 volt CC con un dispositivo di regolazione della corrente regolare e un amperometro. Se non vi è alcuna regolazione, è opportuno includere un reostato e un amperometro nel circuito. Saranno necessari per controllare il processo. Se non c'è alimentazione fissa, è possibile utilizzare una batteria di tipo Krona.
- Bagno speciale realizzato con un materiale non soggetto ad attacco elettrolitico (vetro, plastica). Le dimensioni del contenitore sono selezionate in base alle dimensioni del pezzo.
- Elettrodi in rame, che servono a fornire corrente elettrica all'elettrolita durante la ramatura dell'alluminio e compensano anche la perdita di metallo durante la reazione.
- Un elettrolita la cui composizione dipende dal materiale del pezzo originale.
Preparazione della soluzione di ramatura
Trovare una soluzione pronta per la ramatura dell'alluminio nella rete di distribuzione è difficile. Di solito, i produttori consentono la vendita della sostanza finita dopo la presentazione dei documenti pertinenti. Pertanto, la maggior parte delle persone produce la propria soluzione di placcatura in rame di alluminio a casa dal solfato di rame.
Per questi scopi avrai bisogno di:
- vetriolo blu;
- acqua distillata;
- acido cloridrico.
Puoi preparare una soluzione solo se la ricetta viene seguita correttamente. Per fare questo, il solfato di rame (20 g) deve essere sciolto in 1 litro d'acqua. Quindi aggiungere 2-3 ml di acido in un flusso sottile. La composizione viene accuratamente miscelata fino a quando tutti i cristalli non sono completamente sciolti.
L'elettrolito finito per la ramatura dell'alluminio con solfato di rame deve essere inodore e avere un colore blu brillante.
Tecnologia di ramatura a immersione
La placcatura in rame di alluminio metallico mediante il metodo dell'immersione completa del pezzo nell'elettrolita viene eseguita secondo la seguente tecnologia:
- La superficie del pezzo viene pulita con carta vetrata o una spazzola, quindi sgrassata in una soluzione di soda calda e lavata sotto l'acqua corrente.
- Due elettrodi sono sospesi nel contenitore preparato, che sono collegati al terminale positivo della fonte di alimentazione.
- Tra gli elettrodi viene posizionato uno spazio vuoto, che è collegato al terminale negativo dell'alimentatore.
- L'elettrolito preparato viene versato nel contenitore di lavoro. Il livello della soluzione deve essere al di sopra della parte superiore degli elettrodi.
- Utilizzando il dispositivo di regolazione, viene impostato il valore della corrente di esercizio. Il valore del parametro si basa sul calcolo di 10-15 mA per 1 cm2 dell'area del pezzo lavorato.
- Dopo 20 minuti, l'alimentazione viene interrotta e il pezzo viene rimosso dal bagno.
- Il residuo di elettrolita viene lavato via con acqua e la parte viene asciugata.
Il tempo di esecuzione del processo è approssimativo, può essere controllato visivamente dal colore del rivestimento e dall'uniformità della sua distribuzione. Più a lungo è collegata l'alimentazione, più spesso sarà lo strato di alluminio e rame.
Utensili per placcatura in rame senza immersione
Lavori di placcatura del ramei pezzi grezzi di metallo senza immersione nell'elettrolita vengono eseguiti su prodotti di grandi dimensioni che non possono essere completamente immersi nel bagno. Inoltre, questo metodo è più efficiente quando si elaborano singole parti del prodotto.
Per eseguire operazioni tecnologiche di ramatura senza immersione nell'elettrolita, saranno necessari i seguenti dispositivi:
- La spazzola chimica è fatta di filo di rame intrecciato. A tale scopo, è necessario spelare l'isolamento a un'estremità del filo, quindi separare leggermente i singoli conduttori. Per rendere comodo tenere il pennello, è meglio legarlo a un bastoncino di legno oa una matita.
- È meglio mettere il grezzo per il lavoro in qualsiasi contenitore senza sponde alte. È conveniente usare una normale lastra di porcellana o di vetro. Inoltre, avrai bisogno di un contenitore per l'elettrolito, in cui la spazzola sarà costantemente immersa. Un bicchiere può essere utilizzato per questo scopo.
- L'alimentatore non differisce nei parametri dall'alimentatore utilizzato nella tecnologia ad immersione.
Rivestimento in rame senza immersione
La tecnologia per eseguire lavori sulla ramatura dell'alluminio senza immergere il pezzo nell'elettrolita è la seguente:
- La spazzola, preparata in anticipo, va collegata al polo positivo dell'alimentatore.
- La soluzione di elettrolita, che è simile nella formulazione alla composizione utilizzata nella custodia di immersione delle parti, viene versata nel contenitore di bagnatura del pennello.
- Vuoto,precedentemente pulito e sgrassato, riposto in un contenitore vuoto. Usando il connettore, la parte è collegata al meno della fonte di alimentazione.
- Il pennello viene immerso nell'elettrolita e guidato sul punto in cui deve essere applicato lo strato di rame. È molto importante che il pennello non tocchi la superficie del pezzo.
- Dopo aver applicato uno strato di rame, il pezzo viene lavato sotto l'acqua corrente e asciugato.
Durante l'esecuzione del lavoro, è necessario assicurarsi che sia sempre presente uno strato di elettrolita tra il pezzo e la spazzola. Per fare ciò, il pennello deve essere costantemente immerso in un contenitore con una soluzione.
Sicurezza durante il lavoro
Tutti i lavori con i prodotti chimici e la fonte elettrica devono essere eseguiti con le dovute precauzioni.
La ramatura dell'alluminio in un'area residenziale è severamente vietata. Per questi scopi, è meglio utilizzare un ripostiglio, un garage o un'officina. Le apparecchiature elettriche devono essere messe a terra.
Per proteggere la salute umana, è necessario seguire le seguenti raccomandazioni:
- deve essere utilizzata una protezione respiratoria;
- in modo che le sostanze chimiche non entrino negli occhi, è necessario lavorare con gli occhiali;
- Tutti i lavori devono essere eseguiti con indumenti speciali (guanti di gomma, grembiule di tela cerata, scarpe speciali).
Il processo di rivestimento dei prodotti in alluminio con uno strato di rame non è particolarmente difficile nemmeno per una persona che ha poca dimestichezza con il corso delle reazioni chimiche. Acquista oanche la realizzazione dell'attrezzatura adeguata non causerà particolari problemi. Ma molti prodotti che sembrano aver perso il loro aspetto attraente acquisiranno una seconda vita.
