У меня здесь, в Остине, живет приятель, Джон Вулф, который делает эти красивые коробочки из больших желудей. Я уже писал о них. Когда TechShop недавно открыл свой магазин в Остине-Раунд-Роке, Джон купил членство и договорился со своей женой, что он будет платить за него, продавая вещи, которые он там сделал. Поэтому он усовершенствовал дизайн своей коробки-желудя для производства - полированные поверхности, крошечные замысловатые латунные петли, магнитные застежки, флокированная внутренняя часть - с прицелом на продажу их в качестве стильных подарочных коробок для колец, украшений и других небольших драгоценных предметов. Я видел некоторые из его прототипов, и они просто великолепны.
В общем, на этих выходных пришёл Джон, и мы использовали мою гаражную химическую лабораторию, чтобы посеребрить несколько латунных створок петель для его серии коробок-прототипов. Раньше я никогда ничего не гальванизировал, и мне был любопытен этот процесс еще со студенческих лет. Основываясь на моих обзорных курсах, у меня сложилось впечатление, что гальваника - это грязное и опасное занятие, и это одна из тех работ, которые обычно лучше поручить специализированной мастерской.
Джон пришёл с ведром припасов. У него были сами детали: настольный источник питания, полоска нержавеющей стали в качестве анода, наконечники ручки с ватным покрытием, полоска серебра 0,999 пробы, чтобы обернуть кончик ручки и соединить его с щупом блока питания, медный провод для поддержки. и заземлить детали во время операций гальванопокрытия, а также три флакона химикатов для гальванических покрытий марки MIDAS. (Кстати, MIDAS - это бренд гальванических изделий, производимый в Рио-Гранде.) Мы обрабатывали детали каждым из этих трех химикатов последовательно, промывая водой после каждого. В инструкции указана деионизированная вода, но мы использовали дистиллированную воду из продуктового магазина и были полностью довольны результатами.
Первая процедура называется электрочисткой. Ванна электроочистителя представляла собой пару столовых ложек сухого белого твердого вещества, дребезжащего на дне литровой пластиковой бутылки. Следуя инструкциям, мы открыли бутылку и порциями влили дистиллированную воду, вращая ее для растворения, и остановились, когда бутылка наполнилась. Была заметная экзотерма. Согласно паспорту безопасности, этот порошок, очевидно, представляет собой просто гидроксид натрия, он же щелочь, и если бы я делал это регулярно, я бы, вероятно, поэкспериментировал с приготовлением этого раствора самостоятельно, поскольку мне совершенно комфортно обращаться с твердым щелочем и отмерять его на своем компьютере. собственный.
Чтобы использовать электроочиститель, мы налили около 40 мл в химический стакан и нагрели его до 150 °F (66 °C), помешивая, на небольшой плитке. Джон прислонил 4-дюймовую полоску анода из нержавеющей стали внутри стакана к одной из стен и подключил положительный провод от своего источника питания (Velleman PS3003U). Одну из петель навинчивали на кусок медной проволоки и подвешивали в растворе на противоположной стороне стакана. Этот медный провод был подсоединен к заземляющему проводу блока питания, и на него было подано напряжение 9 В. Это вызвало бурное выделение газообразного водорода из самой детали и медленное накопление коричневатой пленки на электроде из нержавеющей стали.
Этот процесс называется катодной электроочисткой, и метод его работы немного нелогичен. Из-за того, что в такой схеме течет ток, положительные ионы в растворе для электроочистки (если таковые имеются) фактически будут откладываться на поверхности «очищаемой» детали, как в гальванической ванне. Фактически, очищающее действие обусловлено выделением пузырьков водорода на поверхности детали, которые механически разрыхляют и уносят загрязнения. Поскольку поток обычного тока на самом деле направлен к очищаемой детали, катодная электроочистка может привести к осаждению «грязи» на поверхности, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы раствор для электроочистки был как можно более свободен от загрязнений.
Примерно через минуту питание отключили, деталь подняли на поддерживающую проволоку, промыли в стакане с чистой дистиллированной водой, а затем перенесли в раствор для погружения в кислоту. Как и электроочиститель, его смешивали путем добавления воды к сухому веществу в литровой бутылке. Согласно паспорту безопасности, активным ингредиентом является бифторид натрия (также распространенный ингредиент в средствах для травления стекла), который используется для удаления любых интерметаллических соединений, оксидов металлов или других загрязнений, остающихся на детали после электроочистки. Деталь перемешивали в стакане с этим раствором около минуты, затем еще раз промывали в стакане с чистой дистиллированной водой.
В процессе гальваники использовалось решение MIDAS для нанесения серебряного покрытия. Традиционные процессы гальваники серебра и золота включают цианид, который помогает ионизировать благородные металлы и удерживать их в растворенном состоянии. Цианид, конечно, вреден, поэтому была проделана большая работа по разработке процесса, не содержащего цианид. Используемый нами раствор для нанесения перьевого покрытия, не содержащий цианидов, содержит сукцинимид серебра (показан слева) и гидроксид калия и был разработан в Японии в 1990-х годах. Более подробную информацию об этом процессе можно найти в статье журнала Metal Finishing за январь 1998 года.
Джон и я экспериментировали с двумя разными методами выполнения самого процесса гальваники. В первом методе, называемом ручным покрытием, деталь, соединенная подвесным проводом с землей источника питания, протиралась небольшим ватным тампоном, смоченным раствором покрытия, и подключалась к +4 В постоянного тока. Вместо того, чтобы взять ручку с платиновым наконечником для удержания тампона, Джон купил небольшую полоску серебра 0,999 пробы, которую обернул вокруг тампона с одного конца и прикрепил к обычному проводу блока питания с другого. Этот метод был забавным, но трудоемким - наблюдать, как серебро «рисуется» на латуни, но отнимало много времени, потому что вам приходилось проходить по всей поверхности вручную.
Оставшиеся полдюжины шарнирных листьев мы соединили вместе, используя процесс погружения. Этапы электроочистки, погружения в кислоту и промывки были по существу одинаковыми, за исключением того, что мы соединяли несколько частей вместе на одной проволоке. Когда мы подошли к этапу нанесения покрытия, вместо того, чтобы использовать ручку непосредственно на поверхностях детали, мы погрузили детали в стакан с раствором для покрытия, подключили заземленный опорный провод к блоку питания и погрузили кончик ватного тампона на поверхность детали. другая сторона стакана. Этот процесс был быстрее, но, похоже, приводил к более грязным поверхностям. Но на самом деле все детали выглядели великолепно, и после полировки хлопковым кругом Dremel их было невозможно отличить от листа, покрытого пером.
Химические вещества из Рио-Гранде в общей сложности стоят около 30 долларов, и мы даже близко не подошли к их исчерпанию. Не считая оборудования общего назначения (блок питания, стеклянная посуда, нагревательная плита для перемешивания), требовались некоторые другие детали, специфичные для процесса - анод из нержавеющей стали, серебряная полоска, кончики ватных ручек - и Джон сообщает, что потратил около 80 долларов на все материалы. сказал. Я до сих пор не уверен, что лично мне хотелось бы делать это в каком-либо производственном масштабе, но в целом это оказалось гораздо проще, чем я ожидал. И это было чертовски весело.
Midas Electrocleaner Solution Mix (MSDS)
Смесь кислотных растворов Midas (MSDS)
Midas Silver Pen-Plating Solution (MSDS)