طلاء النحاس هو عملية وضع طبقة من النحاس على أسطح معادن مختلفة (الألومنيوم والصلب والنيكل والنحاس الأصفر). يمنح طلاء النحاس المعادن جاذبية بصرية يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من مشاريع التصميم. أيضًا ، الطبقة النحاسية قادرة على تحسين التوصيل الكهربائي للمنتجات المعدنية ، مما يزيد بشكل كبير من إمكانية المزيد من المعالجة السطحية.
يمكن لأي شخص على الأقل على دراية بأساسيات التفاعلات الكيميائية إتقان تقنية طلاء الألومنيوم بالنحاس في المنزل.
تاريخ اكتشاف النحاس
النحاس هو المعدن الأول الذي غزا الإنسان ولعب الدور الأكبر في تاريخ تطور الحضارة. وقع هذا الحدث منذ عدة آلاف من السنين قبل الميلاد ، ولا يمكن تحديد التاريخ الدقيق لبداية استخدام هذا المعدن الفريد.
في العصور القديمة ، كانت الشذرات النحاسية تُستخدم بشكل أساسي في صنع الأسلحة والأدوات المنزلية. أحمر-تم استخدام شذرات معدنية خضراء في البداية بنفس طريقة استخدام الأحجار العادية. في المستقبل ، من الناحية التجريبية ، لاحظ الناس أن معالجة هذه المادة بمطرقة تمنحها خصائص خاصة. هكذا ولدت المعادن بالطرق الباردة.
اكتشف لاحقا أن المعدن يذوب وبعد التبريد يكتسب أشكالا وخصائص أخرى. كانت هذه المرحلة هي الأولى في تطوير التشكيل الساخن للمعادن.
خصائص وتكوين النحاس
النحاس معدن ثقيل أحمر وردي ناعم للغاية ويذوب عند أكثر من 1080 ℃. الموصلية الكهربائية لطلاء النحاس أعلى 1.7 مرة من تلك الخاصة بالألمنيوم. يحتوي النحاس أيضًا على موصلية حرارية عالية.
العديد من الخصائص المحددة للمعدن ترجع إلى وجود شوائب مختلفة في تركيبته. لذلك ، وفقًا للأكسجين الموجود في تكوين النحاس ، يتم تقسيم المعدن على النحو التالي:
- النحاس بدون أكسجين يحتوي على أقل من 0.001٪ شوائب ؛
- يحتوي النحاس المكرر على 0.001-0.01٪ أكسجين ؛
- يحتوي النحاس النقي على حوالي 0.03-0.05٪ أكسجين ؛
- يحتوي النحاس للأغراض العامة على 0.05-0.08٪ أكسجين.
وجود الرصاص أو البزموت في النحاس يقلل من خصائص اللدونة للمادة. الشوائب قليلة الذوبان (الكبريت ، الرصاص ، البزموت) تزيد من هشاشة المعدن.
في عملية التحليل الكهربائي ، بالإضافة إلى الأكسجين ، يمكن للهيدروجين أن يدخل في تكوين سبائك النحاس.
الخصائص الفيزيائية
الجودة الرئيسية للنحاس هي المقاومة المنخفضة ، ونتيجة لذلك ، الموصلية الكهربائية العالية.زيادة الشوائب من مختلف المعادن في سبائك النحاس يقلل بشكل كبير من التوصيل الكهربائي للمادة.
يتم تقليل الموصلية الحرارية العالية للنحاس النقي بشكل كبير عند إضافة مجموعة متنوعة من مواد السبائك إلى تركيبته.
غالبًا ما تستخدم أيضًا في الصناعة منتجات نحاسية شديدة المقاومة للتآكل في بيئات مختلفة ، باستثناء الأحماض العضوية والأمونيا وأملاح الأمونيوم. تؤدي زيادة كمية الشوائب في تكوين النحاس إلى انخفاض كبير في مقاومة التآكل للسبائك.
تطبيق عملي لطلاء النحاس بالمعادن
إجراء طلاء النحاس للألمنيوم والمعادن الأخرى له تطبيق عملي واسع إلى حد ما ليس فقط في الاستخدام المنزلي ، ولكن أيضًا على المستوى الصناعي. على العديد من المعادن ، يمكن تطبيق طلاء النحاس كطبقة رئيسية مستقلة وكطبقة فرعية للالتصاق الفعال للطلاء الرئيسي التالي بالمعدن الأساسي للمنتج.
في معظم الحالات ، يتم طلاء الألومنيوم بالنحاس في ورش العمل المنزلية للأغراض التالية:
- تزيين المجوهرات ؛
- حماية الأجزاء المعدنية من التآكل و الكربنة ؛
- التخلص من التلف وعيوب سطح المنتجات ذات الشكل المعقد والتخفيف ؛
- إنتاج نسخ من المنتجات المصنوعة من مواد مختلفة ؛
- صنع وسادات لحام الألومنيوم بدون استخدام تركيبة حمضية ؛
- تحضير السطح الأولي للأجزاء قبل الطلاء بالكروم ،طلاء الفضة والطلاء بالنيكل.
أنواع طلاء النحاس للسطح المعدني
ليس من الصعب القيام بإجراءات طلاء الألمنيوم بالنحاس في المنزل بمفردك. ليس من الضروري استخدام معدات خاصة ومواد كيميائية نشطة. يتم ضمان الطلاء عالي الجودة من خلال الالتزام الصارم بتقنية طلاء الألومنيوم بالنحاس ومعرفة العمليات الجارية.
هناك نوعان رئيسيان من طلاء النحاس للأسطح المعدنية:
- بغمر قطعة العمل في المنحل بالكهرباء ، حيث يكون المنتج مغمورًا جزئيًا أو كليًا في حمام به كاشف كيميائي. استخدام هذه الطريقة له ما يبرره في الحالة التي يكون فيها مطلوبًا لتطبيق طبقة من النحاس بالتساوي على المنتج بأكمله.
- طلاء نحاسي بدون غمر الجزء في محلول كيميائي. هذه الطريقة أكثر صعوبة في الأداء. استخدامه فعال للغاية إذا كان مطلوبًا لعمل طلاء نحاسي لمنطقة معينة من المنتج.
في كلتا الحالتين ، يتم تفعيل عامل طلاء النحاس الكيميائي بالألمنيوم كهربائياً ، الأمر الذي يتطلب استخدام مصدر جهد ثابت.
معدات تراجع النحاس
للحصول على أداء عالي الجودة للعمليات التكنولوجية لطلاء الألومنيوم بالنحاس ، من الضروري تحضير معدات بسيطة. يمكن شراء الأدوات والمواد المناسبة من شبكة التوزيع أو صنعها بشكل مستقل.
لإكمال العمل ستحتاج إلى المواد التاليةوالتجهيزات:
- A 6-8 فولت تيار مستمر مزود بجهاز ضبط تيار سلس ومقياس التيار. إذا لم يكن هناك تعديل ، فمن المستحسن تضمين مقاومة متغيرة ومقياس التيار الكهربائي في الدائرة. ستكون هناك حاجة للسيطرة على العملية. إذا لم يكن هناك مصدر طاقة ثابت ، فيمكن استخدام بطارية من نوع Krona.
- حمام خاص مصنوع من مادة لا تتعرض لهجوم التحليل الكهربائي (زجاج ، بلاستيك). يتم تحديد أبعاد الحاوية وفقًا لأبعاد الشغل.
- أقطاب نحاسية ، تعمل على إمداد التيار الكهربائي للإلكتروليت أثناء طلاء النحاس بالألمنيوم ، وتعوض أيضًا عن فقد المعدن أثناء التفاعل.
- إلكتروليت يعتمد تكوينه على مادة قطعة العمل الأصلية.
تحضير محلول طلاء النحاس
من الصعب إيجاد حل جاهز لطلاء الألومنيوم بالنحاس في شبكة التوزيع. عادة ، يسمح المصنعون ببيع المادة النهائية بعد تقديم المستندات ذات الصلة. لذلك ، يقوم معظم الناس بصنع محلول طلاء الألومنيوم بالنحاس في المنزل من كبريتات النحاس.
لهذه الأغراض سوف تحتاج:
- اللاذع الأزرق ؛
- ماء مقطر
- حمض الهيدروكلوريك
لا يمكنك تحضير الحل إلا إذا اتبعت الوصفة بشكل صحيح. للقيام بذلك ، يجب إذابة كبريتات النحاس (20 جم) في 1 لتر من الماء.ثم أضف 2-3 مل من الحمض في تيار رفيع. يتم خلط التركيبة جيدًا حتى تذوب جميع البلورات تمامًا.
يجب أن يكون المنحل بالكهرباء النهائي لطلاء الألمنيوم بالنحاس بكبريتات النحاس عديم الرائحة ولونه أزرق ساطع.
تكنولوجيا طلاء النحاس تراجع
يتم طلاء النحاس بمعدن الألمنيوم بطريقة الغمر الكامل لقطع الشغل في المنحل بالكهرباء وفق التقنية التالية:
- يتم تنظيف سطح قطعة العمل بورق الصنفرة أو الفرشاة ، ثم إزالة الشحوم في محلول الصودا الساخنة وغسلها تحت الماء الجاري.
- يتم تعليق قطبين كهربائيين في الحاوية المعدة ، والمتصلين بالطرف الموجب لمصدر الطاقة.
- يتم وضع فراغ بين الأقطاب الكهربائية المتصلة بالطرف السالب لمصدر الطاقة.
- يُسكب المنحل بالكهرباء المحضر في حاوية العمل. يجب أن يكون مستوى المحلول أعلى من أعلى الأقطاب الكهربائية.
- باستخدام جهاز الضبط ، يتم تعيين القيمة الحالية للتشغيل. تعتمد قيمة المعلمة على حساب 10-15 مللي أمبير لكل 1 سم2من مساحة قطعة العمل المعالجة.
- بعد 20 دقيقة يتم فصل الطاقة و إزالة الشغل من الحمام
- يتم غسل بقايا المنحل بالكهرباء بالماء وتجفيف الجزء.
وقت تنفيذ العملية تقريبي ، ويمكن التحكم فيه بصريًا من خلال لون الطلاء وتوحيد توزيعه. كلما طالت مدة توصيل الطاقة ، زادت سماكة طبقة الألمنيوم النحاسية.
أدوات طلاء النحاس Dipless
أعمال تصفيح النحاسيتم تنفيذ الفراغات المعدنية دون الغمر في المنحل بالكهرباء على منتجات كبيرة لا يمكن غمرها بالكامل في الحمام. أيضًا ، هذه الطريقة أكثر فاعلية عند معالجة الأجزاء الفردية للمنتج.
لإجراء العمليات التكنولوجية لطلاء النحاس دون الانغماس في المنحل بالكهرباء ، ستكون هناك حاجة إلى الأجهزة التالية:
- الفرشاة الكيميائية مصنوعة من الأسلاك النحاسية المجدولة. لهذا الغرض ، تحتاج إلى نزع العزل من أحد طرفي السلك ، ثم فصل الموصلات الفردية قليلاً. لتسهيل حمل الفرشاة ، من الأفضل ربطها بعصا خشبية أو قلم رصاص.
- الأفضل وضع الفراغ للعمل في أي حاوية بدون جوانب عالية. من الملائم استخدام الخزف العادي أو اللوح الزجاجي. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج إلى وعاء للإلكتروليت ، يتم غمس الفرشاة فيه باستمرار. يمكن استخدام الزجاج لهذا الغرض
- لا يختلف مصدر الطاقة في المعلمات عن مصدر الطاقة المستخدم في تقنية الغمر.
طلاء نحاسي Dipless
تقنية أداء العمل على طلاء الألومنيوم بالنحاس دون غمر قطعة العمل في المنحل بالكهرباء على النحو التالي:
- الفرشاة المعدة مسبقًا متصلة بالطرف الموجب لمصدر الطاقة.
- محلول إلكتروليت ، يشبه في تركيبته التركيبة المستخدمة في علبة غمس الأجزاء ، يُسكب في حاوية ترطيب الفرشاة.
- فارغ ،تم تنظيفها وإزالة الشحوم منها مسبقًا ، وضعها في حاوية فارغة. باستخدام الموصل ، يتم توصيل الجزء ناقص مصدر الطاقة.
- يتم غمس الفرشاة في المنحل بالكهرباء ويتم دفعها فوق المكان الذي سيتم وضع الطبقة النحاسية فيه. من المهم جدا ألا تلمس الفرشاة سطح الجزء
- بعد وضع طبقة من النحاس ، يتم غسل قطعة العمل تحت الماء الجاري وتجفيفها.
في عملية القيام بالعمل ، تحتاج إلى التأكد من وجود طبقة إلكتروليت دائمًا بين قطعة العمل والفرشاة. للقيام بذلك ، يجب غمس الفرشاة باستمرار في وعاء به محلول.
الامان اثناء العمل
يجب أن يتم تنفيذ جميع الأعمال بالمواد الكيميائية والمصدر الكهربائي بالاحتياطات اللازمة.
طلاء الألمنيوم بالنحاس في منطقة سكنية ممنوع منعا باتا. لهذه الأغراض ، من الأفضل استخدام غرفة المرافق أو المرآب أو ورشة العمل. يجب تأريض المعدات الكهربائية.
لحماية صحة الإنسان يجب اتباع التوصيات التالية:
- يجب استخدام حماية الجهاز التنفسي
- حتى لا تدخل المواد الكيميائية في العين ، من الضروري العمل في نظارات واقية ؛
- يجب تنفيذ جميع الأعمال بملابس خاصة (قفازات مطاطية ، مريلة قماشية ، أحذية خاصة).
عملية طلاء منتجات الألمنيوم بطبقة من النحاس ليست صعبة بشكل خاص حتى بالنسبة لشخص ليس على دراية بسير التفاعلات الكيميائية. شراء أوكما أن صنع المعدات المناسبة لن يسبب أي مشاكل خاصة. لكن العديد من المنتجات التي يبدو أنها فقدت مظهرها الجذاب ستكتسب حياة ثانية.
