Методы металлизации и подготовка поверхности
Разделяют три метода металлизации – физический, химический и гальванический, которые позволяют решать различные задачи и требуют собственных подходов к подготовке поверхности диэлектриков к процессу металлизации. Универсальным, позволяющим получать изделия с максимально возможными характеристиками является гальванический (электрохимический) метод, который разделяют на несколько этапов:
- механическая подготовка поверхности деталей — удаление с поверхности отходов материала, остающихся при изготовлении (формовании или литья), очистка углубленных участков (пазов, отверстий) и т. д.;
- химическая подготовка поверхности – обезжиривание и травление;
- сенсибилизация и активация поверхности специальными составами и реактивами;
- нанесение токопроводящего подслоя химическим методом;
- нанесение гальванического покрытия на металлизированную поверхность.
Задача специалистов гальванического участка состоит в том, чтобы в результате проведения данных этапов были обеспечены основные условия получения качественного покрытия — необходимая чистота поверхности детали, заданная шероховатость и отсутствие на поверхности органических веществ.
Механические методы подготовки поверхности зависят от материала изделия и метода изготовления исходных деталей и сводятся, как правило к несложным операция по механической очистке поверхности от отходов производства.
Обезжиривание поверхности пластмассовых деталей проводится в растворе, содержащем:
- тринатрийфосфат 30-40 г/л;
- натр едкий 8-10 г/л;
- стекло натриевое жидкое 5-7 г/л;
- карбонат натрия 40-45 г/л.
Процесс проходит при температуре 40-500С в течение 3-5 минут.
Адгезионные свойства металлического покрытия во многом зависят от качества травления деталей. В процессе травления на поверхности образуются микропоры, микротрещины которые и обеспечивают достаточную прочность сцепления покрытия с основой. Для травления используется раствор, практически аналогичный по своему составу электролиту хромирования – 100 г/л серной кислоты и 30 г/л хромового ангидрида. Процесс проходит при температуре 600С в течение 1-5 минут.
Вакуумно-плазменное напыление
В таких системах под неким давлением газа металлизированное покрытие создается путем сильного нагрева источника металла, вследствие чего происходит его испарение, и частицы оседают на заготовку. Камера может быть металлической, стеклянной, обязательно с системой водяного охлаждения. Для нагревания напыляемого элемента используют такие испарители:
- проволочный либо ленточный вольфрамовый или молибденовый испаритель прямого накала;
- электронно-радиальный, создающий нагрев с помощью электрической бомбардировки.
В соответствии с исходным металлом или сплавом, который необходимо напылить на деталь, выставляется температура нагрева в теплообменнике, она может достигать 20 тыс. °С. Если у напыляемого металла не очень хорошая адгезия с материалом заготовки, сначала наносится первичный слой из металла с более высокими адгезионными свойствами.
Основные виды хромирования
Хромирование методом электрохимической диффузии может осуществляться тремя способами, вследствие чего различают следующие виды хромирования:
- Твердый хром. Идет при более плотном токе (выше 100А/дм2) и не высокой температуре (ниже 40 /С), деталь при этом приобретает твердость, но становится хрупкой.
- Блестящий хром. Процесс хромирования идет при плотности тока менее 100А/дм2 и температуре до 60/С, изделие приобретает повышенную износостойкость, твердость, а также великолепный зеркальный блеск.
- Молочный хром. Минимальная плотность тока (25А/дм2) в данном случае дает деталям уникальную твердость.
На видео: этапы хромирования в гальванических ваннах.
Технологические особенности
У химической металлизации различные цели. Основная — это улучшенные декоративные характеристики изделия после проведения процедуры. Кроме этого, химическая металлизация скрывает дефекты обрабатываемых поверхностей, например, микротрещины и мелкие поры. Иногда с помощью данной технологии восстанавливают поверхность. Общей целью можно считать улучшение характеристик обрабатываемого изделия, а точнее материала, из которого оно изготовлено.
Как правило, происходит улучшение следующих характеристик:
- Декоративных свойств.
- Коррозийной устойчивости.
- Твердости.
- Износоустойчивости и т. д.
Самой важной задачей в выполнении данного процесса является обеспечение оптимальных условий для того, чтобы окислительно-восстановительные реакции протекали правильно. Это сложный химический процесс с вылетом атомов
Конечно, контроль этого процесса провести визуально довольно сложно, но в результате цвет обрабатываемой поверхности изменится — так сразу будет заметна химическая металлизация.
Технология химического способа металлизации следующая: изделие покрывается специальными химическими реагентами, которые вступают в реакции между собой. В результате поверхность покрывается тонким слоем металла. Такое металлическое покрытие может быть не только определенного цвета, но и с несколькими оттенками, с плавными переходами между этими оттенками. Если понаблюдать за химической металлизацией, то можно сделать вывод, что метод не сложный. Сам процесс выглядит как простая покраска поверхности.
Технологический процесс вакуумной металлизации
Рассматриваемый метод обработки деталей применяется достаточно давно. Вакуумная металлизация – процесс, основанный на испарении и выпадении конденсата материала на подложку. Среди особенностей данного процесса следует отметить нижеприведенные моменты:
- Универсальность и высокая эффективность метода определяет его большое распространение. В будущем ожидается более обширное применение процесса металлизации полимерных и других материалов. Развитие рассматриваемого метода обработки связывают с совершенствованием используемого оборудования. Так современные вакуумные установить позволяют автоматизировать процедуру металлизации деталей, повысить качество получаемых поверхностей, снизить себестоимость получаемых изделий. Единственное препятствие на пути развития данной отрасли – высокая стоимость современного оборудования и возникающие сложности при его установке, использовании и обслуживании.
- Технологический процесс вакуумной металлизации достаточно сложен, на результате отражается условие проведения каждого этапа. При нагреве материала, который должен стать будущим покрытием, он претерпевает большое количество изменений. Примером можно назвать то, что изначально покрытие испаряется, затем происходит адсорбция, после чего выпадение конденсата и кристаллизация для закрепления слоя на поверхности.
- На качество получаемого результата оказывает воздействие достаточно большое количество факторов, среди которых отметим физико-химические качества подложки, выдерживаемые условия проведения металлизации.
- Образование напыляемого покрытия при металлизации происходит в два основных этапа: перенос энергии и массы от источника к поверхности и их распределение по всей подложке.
Технология вакуумной металлизации подходит для обработки самых различных деталей. В качестве примера можно привести рулонные материалы из пластика или пластмассы.
Типовая технология состоит из нескольких основных этапов:
Подготовка детали к проводимому процессу. Среди требований, которые предъявляются к детали можно отметить отсутствие острых кромок и скрытых участков от прямолинейного попадания конденсата. Вакуумная металлизация пластмасс или других материалов возможна только в том случае, если фора заготовки не сложная. Обезжиривание и сушка. Некоторые материалы могут содержать большое количество адсорбированной влаги, к примеру, полимеры. Сушка проводится при температуре около 80 градусов Цельсия, время выдержки составляет 3 часа. Обезжиривание уже проводится в вакуумной камере на подготовительном этапе. Технология обезжиривания предусматривает разматывание рулона и воздействие тлеющего разряда. Как показывают результаты проведенных исследований, выполнение отжига на стадии подготовки полимеров благоприятно сказывается на структуре рассматриваемого материала, так как существенно снижается показатель внутреннего напряжения. Вакуумная рулонная металлизация должна проводится с исключением вероятности образования складок на этапе подготовке заготовки, так как их можно назвать дефектов. Этап активационной обработки поверхности. Вакуумная металлизация пластика и других материалов предусматривает активацию поверхности. При этом могут использоваться самые различные методы активации, выбор которых зависит от качеств самого материала. Данный процесс предназначен для повышения показателя адгезии поверхности. Нанесение вещества на поверхность. В большинстве случае вакуумная металлизация алюминия или другого сплава проходит при применении резистивного метода испарения при условии воздействия температуры. Вольфрамовая технология испарения применяется намного реже, так как предусматривает нагрев среды до небольшой температуры, в результате чего испаритель разрушается за минимальные сроки. Заключительный этап касается контроля качества металлизации. Если наносимый слой носит декоративный характер, то в большинстве случаев контроль качества заключается в регистрации оптических свойств
Кроме этого уделяется внимание равномерности напыления, прочности соединения поверхностного слоя и структуры. Технология вакуумной металлизации пластмасс и других материалов сложна, для получения качественной поверхности нужно соблюдать все условия обработки. Технология вакуумной металлизации пластмасс и других материалов сложна, для получения качественной поверхности нужно соблюдать все условия обработки
Технология вакуумной металлизации пластмасс и других материалов сложна, для получения качественной поверхности нужно соблюдать все условия обработки.
Электрохимическая металлизация
Данная технология требует знания правил электротехнических работ, использования резиновых перчаток и соответствующей обуви во избежание ожогов и поражения током.
Оборудование
Для выполнения работ понадобится эмалированная ванна, паяльная лампа. Готовится установка для металлизации — токопроводящее основание, к которому будут крепиться обрабатываемые детали. Подводится ток.
Реагенты
Процесс проводится в растворе электролита, для подготовки поверхности необходим щелочной раствор или раствор гидроксида натрия в теплой воде. Для хромирования деталей используют 6-валентный хромовый ангидрид и 3-валентный сульфат или хлорид хрома.
Подготовка изделия
Поверхности тщательно зачищаются от жировых, масляных пятен, окрасочных слоев с помощью наждачной бумаги, очищается от пыли, затем промывается обезжиривающим составом и дистиллированной водой.
Процесс металлизации
Для получения качественного результата важно соблюдать температурный режим (80°С) и постоянную плотность тока. Изделия закрепляются на токопроводящем основании, подводится ток, опускаются в ванну с электролитом на 1 час. Для укрепления слоя хрома предварительно возможно нанесение промежуточного слоя из другого металла — меди или никеля
Хромированное изделие для увеличения прочности слоя и долговечности можно покрыть прозрачным или тонированным лаком
Для укрепления слоя хрома предварительно возможно нанесение промежуточного слоя из другого металла — меди или никеля. Хромированное изделие для увеличения прочности слоя и долговечности можно покрыть прозрачным или тонированным лаком.
Металлизация пластика в домашних условиях
Существуют схожие операции получения дополнительного металлического слоя: цинкование, никелирование, серебрение. Хромировка деталей (процесс нанесения хрома на изделие) включает несколько функций: Хромирование в домашних условиях может осуществляться несколькими способами:
Хромовый электролит выделяет летучие соединения, способные вступать в контакт и разрушать любую органику. Пары несут опасность для кожи и слизистых оболочек.
Для защиты от испарений используют очки и маску-респиратор. Чтобы провести хромирование своими руками в домашних условиях на достойном уровне, часть инвентаря предлагается изготовить из подручных средств.
Выбор сечения соединительных проводов делают с учетом максимальной нагрузки (силы тока).
Хромирование пластика в домашних условиях
Изделия, имеющие хромовое покрытие, имеют эстетичный и привлекательный внешний вид, именно поэтому они настолько популярны и стоят дороже нехромированных аналогов.
Но что делать, если на рынке нет вариантов с хромовым покрытием, или хочется придать соответствующий внешний вид уже имеющимся в наличии вещам без хромового слоя? В подобной ситуации может помочь хромирование пластика в домашних условиях.
Для хромирования пластмассы своими руками дома необходимо подготовить следующие материалы и инструменты: подходящая по размерам ёмкость, в которую будет налит диэлектрический раствор, это может быть стеклянная банка или пластиковое ведро; электролитный раствор; пластиковое ведро или пластиковый тазик, в который помещают ёмкость; ящик из фанеры или дерева, который необходимо предварительно изолировать стеклотканью и утеплить минеральной ватой или песком — это нужно для хорошей термоизоляции; специальная кисть для нанесения раствора; нагревательный элемент — лучше всего для этого подойдёт обыкновенный ТЭН; источник электропитания необходимого напряжения, мощности и силы тока (трансформатор или автомобильный аккумулятор); термометр, с помощью которого можно измерять жидкость с температурой до 100 0 C; кронштейн, необходимый для свободного подвешивания обрабатываемой детали в ёмкости; щиток для плотного накрывания ёмкости — это может быть лист из фанеры; зажим.
Хромирование деталей в домашних условиях — подробная инструкция и советы
- Во-вторых , респиратор, специальные очки, прорезиненные перчатки и фартук – обязательно.
- В-третьих , как утилизировать «отходы производства»?
- Во-первых , эффективная вентиляция. Причем она должна быть не естественной, а принудительной (вытяжной).
Понадобятся материалы и приспособления. Они на рисунке обозначены соответствующими позициями: И последнее.
Если она будет просто лежать на дне банки, то одна ее сторона останется без покрытия. Следовательно, ее нужно держать во время обработки в подвешенном положении. Тип кронштейна, его крепление «изобрести» несложно.
- На выходе должно быть напряжение постоянного тока, причем с возможностью регулирования номинала. Если делать все вручную, то понадобится хотя бы обыкновенный реостат.
- Сечение соединительных проводов подбирается по максимальной силе тока.
5 Несколько слов о металлизации печатных плат
Надежность эксплуатации печатных плат напрямую зависит от того, насколько качественно выполнена металлизация сквозных отверстий в них. В ходе процесса в отверстиях осаждается медь. Это, по сути, электрохимическая обработка печатных плат, которая не вызывает особых сложностей у опытных людей.
Метод металлизации сквозных отверстий в печатных платах состоит из двух этапов:
- сначала происходит активация меди за счет катализирующего воздействия палладия, входящего в состав смеси для обработки печатных плат;
- затем на центрах активации начинается процесс восстановления меди.
В результате этой двухстадийной операции в отверстиях печатных плат создается сплошное проводящее покрытие. При наличии спецоборудования и некоторых умений несложно выполнить металлизацию отверстий в домашних условиях.
Хромирование с помощью кисти
Главным элементом оборудования, необходимого для хромирования пластика в домашних условиях при помощи специальной кисточки, является сама кисть, с помощью которой наносится реагент на поверхность обрабатываемой детали.
Схема устройства кисти для хромирования
Ее можно сделать самому. Для этого необходимо взять полую внутри трубку из органического стекла, на один конец которой приспосабливаем щетину из электропроводного материала. Для этой цели лучше всего подойдёт пучок из тонкой медной неизолированной проволоки. Щетину кисти нужно обмотать тонким свинцовым проводом.
Для нанесения хромового покрытия на пластик, саму деталь и кисть необходимо подключить к источнику электропитания, таким источником может быть трансформатор или автомобильный аккумулятор. В зависимости от выбора источника питания схема подключения будет разной.
После подключения к источнику электропитания, на деталь с помощью кисти наносится электролит, который предварительно заливается в полую ручку кисти, важно при этом следить за уровнем самого электролита. Раствор наносится плавными движениями из стороны в сторону ровными слоями. Для того чтобы покрытие сохранилось максимально долго, специалисты рекомендуют наносить раствор в несколько слоёв, количество проходов по каждому участку должно быть в диапазоне от 25 до 35 раз
Для того чтобы покрытие сохранилось максимально долго, специалисты рекомендуют наносить раствор в несколько слоёв, количество проходов по каждому участку должно быть в диапазоне от 25 до 35 раз.
Жидкий полимер для авто. Особенности
Для любого автовладельца важно не только сохранить эффектный внешний вид своего авто, но и защитить его от коррозии. Жидкий пластик отвечает этим требованиям и при этом не содержит в себе абразива
Наносить этот состав нужно строго по технологии, в противном случае покрытие не будет качественным и не будет выполнять свои функции.
Перед нанесением полимерного слоя транспортное средство нужно тщательно очистить от всех загрязнений и хорошо высушить. После этого поверхность обезжиривается и на нее наносят жидкий пластик для автомобиля.
Средство обладает хорошей проникающей способностью, поэтому хорошо проникает во все поры и микротрещины на кузове авто и образует защитный слой, отталкивающий воду. После его высыхания лакокрасочное покрытие полностью защищено от таких факторов:
- Ультрафиолетового излучения.
- Механического воздействия песка и гравия с дорожного покрытия.
- От ударов насекомых и вредного воздействия капающего сока с деревьев.
- Негативного воздействия химических реагентов.
- От снега и дождя.
Нанести жидкий пластик своими руками можно только при наличии достаточного опыта и соответствующего оборудования. Он предназначен в основном для защиты глянцевого покрытия транспортных средств, поскольку именно оно в большей степени подвергается воздействию грязи и пыли, и может быстро тускнеть и изнашиваться.
жидкий пластик в ведре
Существуют некоторые разновидности жидкого пластика, которые дополнительно защищают детали от царапин и механического воздействия, благодаря специальным химическим добавкам. Если даже такое покрытие было повреждено – его с легкостью можно заменить на конкретном дефектном участке.
Жидкая пластмасса для автомобиля делает его устойчивым к грязи. На таком покрытии частицы пыли и песка не могут закрепиться, поэтому автомобиль всегда будет выглядеть ухоженным. Мыть машину можно на контактных мойках и при этом не беспокоиться за сохранность покрытия – поверхность останется неповрежденной.
Смываться авто пластик не будет ни после первой, ни после десятой мойки. Но специалисты рекомендуют обновлять покрытие примерно раз в год, чтобы обеспечить более надёжную защиту.
Химическая металлизация
Химическая металлизация — образование тонкой пленки металла на обрабатываемой поверхности под действием различных химических реактивов. Данным методом можно получить покрытие цинком (цинкование), хромом (хромирование), алюминием (алитирование) и другие. При помощи этой технологии возможно получение ровного слоя металла на материалах с различными видами поверхности: гладкими — стекло, фарфор, полированный камень, или пористыми: дерево, пластик, гипс.
Рабочее место и оборудование
В результате химической реакции выделяется газ, негативно влияющий на слизистые оболочки дыхательных путей, поэтому процесс необходимо проводить в помещении с принудительной вентиляцией или на открытом пространстве.
Из оборудования понадобится:
- эмалированная ванна;
- мерные стаканы емкостью 1 л и 250 мл;
- 3 бутылки по 100 мл;
- одноразовые шприцы на 5, 20, 50 мл3;
- одноразовые стаканы по 50 мл;
- кухонные электронные весы.
Не забудьте обзавестись резиновыми перчатками, респиратором, губками, комплектом спецодежды, так как при работе с концентрированной соляной кислотой требуется осторожность, иначе ожоги неизбежны
Реактивы
В зависимости от материала обрабатываемого изделия и вида покрытия приобретаются реактивы. Для химической металлизации серебром понадобятся реактивы:
- соляная кислота;
- азотнокислое серебро;
- двухлористое олово;
- гидроксид натрия;
- аммиак;
- глюкоза;
- формалин;
- дистиллированная вода.
Приготовление растворов для:
- активации поверхности — двухлористое олово, соляная кислота, дистиллированная вода;
- восстановления — глюкоза, формалин, дистиллированная вода;
- серебрения — азотнокислое серебро, гидроксид натрия, аммиак, дистиллированная вода.
Подготовка поверхности
поверхность готовят в несколько этапов. Пористые и окрашенные изделия ошкуриваются, снимается старый окрасочный слой, поверхность очищается от пыли, промывается и обезжиривается. Обезжирить можно уайт-спиритом, ацетоном или раствором гидроксида натрия в воде t= +40…+60°С. Поверхности протираются губкой с составом для обезжиривания, затем другой губкой промываются дистиллированной водой. Подготовленная поверхность должна полностью смачиваться водой, без сухих пятен — в этих местах дефекты будут неизбежны.
Покрытие изделия активирующим составом
Обрабатываемый предмет равномерно по всей поверхности поливают двухлористым оловом в течение 1 минуты, затем 3 минуты промывают дистиллированной водой.
Металлизация
Для получения равномерной металлической пленки на изделие одновременно и в равном объеме напыляется раствор восстановителя и серебрения. Так как полученная зеркальная пленка очень тонка и не прочна, ее можно упрочнить защитным лаком — прозрачным или тонированным.
Описанный метод напоминает процесс окраски. Существует другой, более сложный способ выполнения работ — электрохимическая металлизация.
Рецепт раствора для активации диэлектриков
В этой статье я вам расскажу вам как приготовить простой раствор для активации печатных плат или каких либо других диэлектриков. Также покажу на примере порядок работы с данным активатором диэлектриков.
Приготовление активатора
Рецепт раствора на 0,5 литра
Берем серебро, так как я взял ювелирную цепочку, то в ней содержится медь, поэтому было взято 0,24 грамма. Если серебро чистое, то берите 0,1..0,2 грамма. На весах не отображается 0, поэтому кажется что взято 7,24 грамма, не обращайте внимания.
Растворяем серебро в разбавленной 1:1 азотной кислоте (1 мл кислоты + 1 мл воды).
Взвешиваем 1,5 грамма кальцинированной соды.
Растворяем кальцинированную соду в 5 мл воды, затем набираем раствор в шприц и добавляем его к раствору растворенного серебра в азотке. Добавляем потихоньку, так как в результате реакции выделяется углекислый газ и происходить бурное шипение.
После добавления кальцинированный соды к серебру, получаем вот такой мутный раствор. К данному раствору приливаем 5 мл 25% аммиака или 15 мл аптечного 10% аммиака.
В результате реакции с аммиаком, раствор станет прозрачным и бесцветным (если использовалось чистое серебро). Из за того было применено ювелирное серебро, то в составе его присутствует медь, она то и дала раствору этот синий оттенок
Присутствие меди в растворе, никак не влияет на его активирующие способности, можно не обращать на это внимание
Наливаем в емкость 500 мл воды и переливаем туда получившийся аммиачный комплекс серебра. Хорошо перемешиваем и активатор готов к применению.
Приготовление раствора сенсибилизации
Сенсибилизатор – это неотъемлемая часть процесса химической металлизации. Раствор сенсибилизации приготавливается на основе хлорида олова и соляной кислоты.
Так как раствор хлорида олова долго не живет, в нем двухвалентное хлорное олово окисляется до четырехвалентного буквально за короткое время, то его нужно модернизировать и исключить процесс окисления.
Для этого в раствор хлорида олова добавляется соль NaCL с избытком.
Рецепт устойчивого раствора сенсибилизации:
Взвешиваем 110 грамм хлорида натрия (NaCL) и растворяем его в 500 мл воды.
Берем 25 грамм хлорида олова, растворяем его в 25 мл соляной кислоты. Ставим раствор на водяную баню и держим на ней до того момента, когда он станет прозрачным.
Затем смешиваем оба раствора и получаем стабильный раствор сенсибилизации, который будет использоваться в процессе химической металлизации при изготовлении печатных плат или металлизации каких либо диэлектриков, пластмасс и т.д. Время жизни этого раствора 3 года и более.
На следующих фото видно две емкости, одна с активатором на основе аммиачного комплекса серебра и вторая это раствор сенсибилизации. В растворе сенсибилизации на дне видно не растворившуюся соль NaCL. Избыток соли в растворе как раз и способствует прекращению окислению хлорида олова и долгой жизни данного раствора.
Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/aktivacija-dielektrika
Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.
