Отделка металлических изделий - лужение металлических изделий

Для предохранения поверхности металлов от окисления их покрывают слоем олова (обычно с примесью свинца, железа и др. металлов), на которое слабо действуют воздух, влага, кислоты и щёлочи. Такой защитный состав называют полудой, а процесс его нанесения - лужением. Широкое распространение лужение получило при изготовлении кухонной посуды. Главным условием для получения безвредной для здоровья лужёной посуды является отсутствие в полуде свинца, т.к. свинец ядовит. В тех случаях, когда ядовитость полуды значения не имеет, например при лужении проволоки, листовой стали, можно пользоваться составом, содержащим свинец, или сплавом олова и свинца.

Лужение погружением в расплав. Изделие очищают от грязи и оксидов, нагревают, посыпают толчёным нашатырём и погружают в расплавленный сплав олова. Затем изделие вынимают, снимают лишнее олово и распределяют полуду по горячему изделию тряпкой или щёткой, смоченными горячим маслом. Медные изделия в расплав не погружают; их нагревают на угольях, посыпают нашатырём, наливают на поверхность небольшое количество расплавленного олова и при помощи пакли распределяют его по всей поверхности. Само лужение необходимо проводить как можно быстрее, чтобы олово и изделие не остыли, а слой получался бы равномерным.

Из сплавов для лужения наиболее распространены следующие (в массовых частях).

Лужение из растворов. Для покрытия слоем олова изделий из меди, латуни и бронзы растворяют 16 г алюминиевых квасцов и 1 г хлористого олова (SnCl2) в 300 г воды; раствор доводят до кипения и погружают в него изделие. По мере израсходования в раствор добавляют хлористое олово.

Для лужения изделий из цинка растворяют при нагревании до 60 °С 20 массовых частей винного камня и 10 массовых частей хлористого олова в 50 массовых частях воды. Изделия, погружённые в этот раствор, через несколько секунд покрываются серым налётом. Их вынимают и протирают чистой тряпкой, пока они не заблестят. Этим же-раствором можно пользоваться для лужения меди, латуни, стали и свинца, применяя цинковую пластину в качестве контакта.

Изделия из стали и железа лудят смесью растворов из 30 г винного камня в 10 л воды и 20 г хлористого олова в небольшом количестве воды. В качестве контакта применяют цинк.

Отделка металлических изделий - гальваностегия

Гальваностегия - электрохимический процесс нанесения на металлическое изделие защитного или (и) декоративного слоя другого металла. В основе гальваностегии лежит осаждение на изделии положительно заряженных ионов металлов из водных растворов их соединений (электролитов) при пропускании через раствор постоянного электрического тока. Гальваностегию проводят в гальванической ванне, куда наливают электролит. В домашних условиях в качестве гальванической ванны может быть использована стеклянная, керамическая или эмалированная посуда такого размера, чтобы покрываемое металлом изделие свободно в ней размещалось. Для пропускания электрического тока через электролит в ванну погружают два металлических электрода -анод, присоединяемый к положительному полюсу источника постоянного тока, и катод - к отрицательному. Анод изготовляют из металла, растворяющегося в соответствующем электролите (из меди - при меднении, из никеля - при никелировании и т.д.). Катодом служит покрываемое металлом изделие. В качестве источника постоянного тока можно использовать автомобильный аккумулятор или выпрямитель (напряжение 6...12 В). В цепь необходимо включить вольтметр, амперметр и реостат.

Очень удобны гальванические ванны прямоугольной формы. В этом случае делают две анодные пластины. Из толстых медных трубок или проволоки изготовляют три поперечные перекладины, из которых две (электрически соединённые между собой) служат для подвешивания анодных пластин, а третья (электрически изолированная от первых двух) - для металлизируемого изделия. В гальванической ванне цилиндрической формы (стеклянной банке) анодную пластину следует согнуть в виде цилиндра (по форме сосуда). Важно, чтобы металлические изделия были обращены к аноду (анодам) сторонами наибольшей площади и находились не очень близко от анодных пластин. Перекладины, к которым на проволоках подвешиваются электроды, необходимо снабдить клеммами для удобства и надёжности соединения. Места соединения проволок с клеммами должны находиться выше уровня электролита, особенно если проволоки и подвешиваемые на них электроды сделаны из разных металлов.

Обязательные условия успешной гальваностегии:

1) предназначенные для покрытия изделия, также как и анодные пластины, должны быть тщательно обезжирены, очищены от оксидов, отшлифованы и отполированы;

2) если в электролите появилась лёгкая муть или образовался осадок, электролит необходимо профильтровать;

3) при сборке электрической цепи гальванической ванны очень важно не спутать полюсы источника постоянного тока (анодные пластины подключают к положительному полюсу, а изделие - к отрицательному), при неправильном включении в электролите будет растворяться металл не анода, а изделия, что приведёт к порче электролита;

4) ровное плотное покрытие изделия металлом зависит от силы электрического тока, которая не должна превышать заданного предела; например, если допустимая плотность тока через электролит равна 0,1 А/дм2 и изделие имеет общую площадь 0,5 дм2, то ток не должен превышать 0,1х0,5 = 0,05 А (50 мА); при большей силе тока покрытие будет тёмным, непрочным; если изделие имеет заострённые части, ток следует уменьшить в 2...3 раза.

Изделия погружают в гальваническую ванну под напряжением. Для этого их сначала подвешивают на медных неизолированных проводниках диаметром 0,68...1 мм к перекладине, подсоединяют к источнику электрического тока (при этом реостат включают на полное сопротивление) и опускают в ванну с электролитом. Затем, уменьшая сопротивление реостата, доводят ток до нормы.

В процессе гальваностегии изделие 2-3 раза вынимают из ванны на короткое время и осматривают. Если металл откладывается неравномерно, изменяют положение изделия, повернув его к аноду той стороной, на которой слой металла получился тоньше.
Изделие, вынутое из ванны, как бы хорошо оно ни было отполировано, имеет матовую поверхность. Для придания блеска его полируют зубным порошком при помощи суконки.

Рецепты некоторых электролитов для гальванических ванн.

Рабочая температура 18...25 °С; рекомендуется перемешивание. Плотность тока 5 А/дм2.

Рабочая температура 50...60 °С. Плотность тока 2,5...5 А/дм2.

Рабочая температура 25...65 °С. Плотность тока 20...50 А/дм2.

Рабочая температура 20...80 °С. Плотность тока 1... 1,5 А/дм2.

Сварка - техника дуговой сварки

Перед сваркой края соединяемых деталей необходимо очистить от ржавчины, грязи, масла, краски и шлака. Для каждого вида сварного шва следует выбрать соответствующий электрод. Вставив выбранный электрод свободным от обмазки концом в электродержатель, устанавливают переключатель силы тока сварочного аппарата в положение, соответствующее нормальному режиму сварки (чем толще электрод, тем выше должна быть сила тока).

Для зажигания дуги кончиком электрода касаются детали в том месте, откуда начинают сварку, и сразу же слегка приподнимают его. Возникающая при этом дуга не гаснет, если электрод держать недалеко от детали так, чтобы зазор между концом электрода и свариваемым швом составлял 1,5...3 диаметра электрода. При дуговой сварке температура на обоих концах дуги достигает примерно 6000 °С, что приводит к мгновенному расплавлению металла в соответствующих местах. Поэтому к сварке следует приступать сразу же после зажигания дуги. В процессе сварки образуются две зоны плавления: одна на электроде, а другая на краях деталей (при сварке соединением) или на детали (метод наплавки). Они соединяются в одну зону, в которой смешиваются вместе металл детали и металл электрода. При перемещении электрода предыдущая зона плавления тут же застывает, т.к. металлические детали обеспечивают хороший отвод тепла. Образующийся при этом шов называется наплавленным валиком.

Общее перемещение электрода при сварке сложно: сварщик подаёт электрод к детали по мере его плавления, одновременно перемещает его вдоль свариваемых кромок и осуществляет при этом поперечные колебательные движения электрода, которые могут иметь разнообразную форму. Чтобы прекратить сварку, электрод отводят от наплавленного валика и дуга гаснет. Прежде чем продолжить сварку, после остывания металла на конце наплавленного валика молотком отбивают шлак. Затем снова зажигают дугу и продолжают сварку, отступив примерно на 5 мм от конца уже готовой части наплавленного валика.

Многослойные сварные швы выполняют посредством наложения друг на друга многочисленных валиков, причём перед наплавкой очередного валика с предыдущего (нижнего) тщательно счищают шлак с помощью молотка и проволочной щётки.

Готовый сварной шов лучше всего обработать с помощью шлифовальника.