Recubrimiento de cobre en casa

El cobre es uno de los metales antiguos: la gente comenzó a usarlo para crear herramientas ya en el cuarto milenio antes de Cristo. Una distribución tan amplia de cobre se explica por el hecho de que la sustancia se encuentra naturalmente en un estado nativo metálico. Y hoy en día, el cobre se utiliza en todas partes: en la metalurgia, la industria automotriz, la ingeniería eléctrica y la construcción..

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Composición de cobre

El cobre metálico es un metal pesado de color rosa-rojo, maleable y blando, que se funde a temperaturas superiores a 1080 grados centígrados, conduce muy bien el calor y la corriente eléctrica: la conductividad eléctrica del cobre es 1,7 veces mayor que la del aluminio y 6 veces mayor que la del hierro , y solo ligeramente inferior a la conductividad eléctrica de la plata.

Las características específicas del cobre están determinadas por el contenido de impurezas específicas en el metal, cuya cantidad puede variar aproximadamente de 10 a 50 veces. Según el contenido de oxígeno, se acostumbra utilizar la siguiente clasificación de cobre:

• cobre libre de oxígeno con un contenido de oxígeno inferior al 0,001%;
• cobre refinado con un contenido de oxígeno de 0,001 a 0,01%, pero con una mayor presencia de fósforo;
• cobre de alta pureza con un contenido de oxígeno de aproximadamente 0,03-0,05%;
• metal de uso general con un contenido de oxígeno de 0.05 – 0.08%.

Además del oxígeno, el cobre puede contener hidrógeno, que ingresa al metal durante la electrólisis o durante el recocido en una atmósfera que contiene vapor de agua. A altas temperaturas, el vapor de agua se descompone para formar hidrógeno, que se difunde fácilmente en cobre..

Los átomos de hidrógeno en el cobre libre de oxígeno se encuentran en los intersticios de la red cristalina y no afectan particularmente las propiedades del metal. En el cobre que contiene oxígeno, el hidrógeno puede interactuar a altas temperaturas con el óxido de cobre, mientras que el vapor de agua se forma en la masa de cobre, que es inherente a la alta presión, lo que conduce a hinchamiento, grietas y roturas. Este fenómeno se llama “enfermedad del hidrógeno”..

El hierro, el bismuto, el antimonio y el plomo perjudican la plasticidad del cobre. Las impurezas poco solubles en cobre (plomo, oxígeno, azufre, bismuto) provocan fragilidad a altas temperaturas, lo que dificulta el tratamiento a presión caliente..

Propiedades físicas del cobre

La principal propiedad del cobre, determinada por su uso, es la alta conductividad eléctrica o la baja resistencia eléctrica específica. Las impurezas como el hierro, fósforo, arsénico, estaño y antimonio perjudican significativamente su conductividad eléctrica. El valor de la conductividad eléctrica está muy influenciado por el estado mecánico del cobre..

La segunda propiedad importante del cobre es su importante conductividad térmica. Los aditivos y las propiedades de aleación reducen la conductividad térmica del cobre, por lo tanto, las aleaciones de cobre a base de cobre son significativamente inferiores en este indicador..

El cobre a temperaturas normales es resistente a la corrosión en ambientes tales como agua dulce, aire seco, agua de mar a baja velocidad de movimiento del agua, ácidos no oxidantes y soluciones salinas en ausencia de oxígeno, gases halógenos secos, soluciones alcalinas con la excepción de amonio y sales de amoniaco, ácidos orgánicos, resinas fenólicas y alcoholes.

El cobre no es estable en amoníaco, cloruro de amonio, ácidos minerales oxidantes y soluciones de sales ácidas. Sus propiedades corrosivas también se deterioran notablemente en algunos ambientes con un aumento en la cantidad de impurezas. Se permite el contacto del cobre con sus aleaciones, con estaño, plomo en atmósfera húmeda, mar y agua dulce. Al mismo tiempo, no se permite el contacto del cobre con el zinc y el aluminio debido a su rápida destrucción..

El cobre, sus aleaciones y compuestos se utilizan ampliamente en diversas industrias. El cobre en la ingeniería eléctrica se utiliza en su forma pura en la producción de barras colectoras de cables desnudos y de contacto, productos de cable, generadores de energía, equipos telefónicos y equipos de radio. Los aparatos de vacío, los intercambiadores de calor y las tuberías están hechos de cobre..

Las aleaciones de cobre con varios metales se utilizan en la industria automotriz y para la fabricación de dispositivos químicos. Alambre de cobre rojo para realizar todo tipo de cordones y doblar los elementos más complejos. Las altas propiedades del cobre lo hacen indispensable para la producción de piezas de filigrana.

Procedimiento de recubrimiento de cobre

El enchapado de cobre es el procedimiento para galvanizar cobre, cuyo espesor de capa es de 1 a 300 micrones o más. El chapado en cobre del acero es uno de los procesos más importantes en galvanoplastia, que se utiliza como un proceso preliminar en la preparación de una superficie metálica para el revestimiento con otros metales – en cromado, niquelado y plateado, así como un completo independiente proceso.

El uso de revestimiento de cobre como manipulación preparatoria se debe al hecho de que este metal puede adherirse muy firmemente al acero para nivelar los defectos de la superficie. Otros materiales se depositan bien en el cobre, pero no muy bien en el acero puro..

Los recubrimientos de cobre se caracterizan por una alta adherencia a varios metales, alta conductividad eléctrica y ductilidad. Es habitual aplicarlos sobre piezas de acero, zinc y aluminio..

El recubrimiento de cobre recién aplicado tiene un color rosa brillante mate o brillante, según la tecnología de aplicación. Los recubrimientos de cobre en condiciones atmosféricas pueden oxidarse fácilmente y recubrirse con una capa de óxidos, adquiriendo manchas de varios tonos y manchas de arco iris..

Uso de revestimiento de cobre

En su mayor parte, el revestimiento de metales con cobre galvánico se utiliza en tales casos:

El revestimiento de cobre se utiliza en combinación con otros revestimientos galvanizados:

• Al aplicar una capa protectora y decorativa multicapa. Como regla general, el cobre se usa en combinación con cromo y níquel (revestimiento protector y decorativo de 3 capas) y otros metales como capa intermedia para aumentar la adherencia al metal base y obtener un revestimiento más duradero y brillante..
• Para proteger el sitio durante el rejuntado. El revestimiento de cobre con plomo puede proteger las secciones de productos de acero de la carburación. Cobre solo aquellas áreas que estén sujetas a cortes en el futuro. La capa superficial dura y carburada no se presta a tales tratamientos, y el cobre puede proteger las áreas recubiertas del proceso de difusión del carbono en ellas..
• Al restaurar y reparar piezas. El enchapado de cobre en metal es un procedimiento importante para los trabajos de restauración y la restauración de piezas cromadas de equipos de motocicletas y automóviles. Es habitual aplicar una capa significativa de cobre, alrededor de 100-250 micrones y más, que cierra los defectos y poros del metal y sirve como una nueva base para recubrimientos posteriores..

Tipos de revestimiento de cobre

El procedimiento de revestimiento de cobre de bricolaje está disponible incluso para principiantes. Para hacer esto, solo necesita conocer sus sutilezas básicas. Hay dos métodos de enchapado de cobre en casa: con inmersión en electrolito y sin inmersión..

Sumergido en electrolito

El producto metálico se trata con papel de lija para eliminar la película de óxido, se limpia con un cepillo, se lava a fondo con agua, se desengrasa con una solución de soda caliente y se lava una vez más. Después de eso, es costumbre bajar dos placas de cobre, que son ánodos, en un vaso o frasco sobre cables de cobre..

Una pieza está suspendida de un cable entre las placas. Los cables que provienen de las placas de cobre se conectan entre sí y se conectan al más de la fuente de corriente y la parte al menos. Después de eso, se incluye un reóstato en el circuito para ajustar la corriente y un miliamperímetro. Se requiere una fuente de corriente constante que tenga un voltaje de no más de 6 V.

Para el revestimiento de cobre en casa, debe preparar la siguiente solución de electrolitos. Tome 20 gramos de sulfato de cobre y 2-3 mililitros de ácido sulfúrico por cada 100 mililitros de agua y vierta en un recipiente. Asegúrese de que esta solución cubra completamente los electrodos..

Cuando utilice un reóstato, debe configurar la corriente en el rango de 10 a 15 mA por cada centímetro cuadrado de la superficie de la pieza. Pasados ​​unos 20 minutos, apague la corriente y retire el producto, ya se ha cubierto con una fina capa de cobre. Cuanto más dure el proceso, más gruesa será la capa de cobre..

Sin inmersión en electrolito

Este procedimiento se realiza para acero, aluminio y zinc. Se quita el aislamiento de un extremo del cable trenzado, luego se deben rasgar los cables delgados de cobre para obtener un cepillo de cobre. Para la comodidad del trabajo, debe atarlo a un cepillo de cobre o un palo de madera, y el otro extremo del cable debe estar conectado al más de la fuente de corriente..

A continuación, debe preparar un electrolito, una solución de sulfato de cobre, preferiblemente ligeramente acidificada, y verterlo en una botella ancha en la que será conveniente sumergir el cepillo. Prepare una placa de metal o algún otro objeto pequeño de superficie plana. Debe limpiarse con un paño de esmeril fino y desengrasarse hirviéndolo en una solución de soda de lavado..

Luego, debe colocar la placa en una cubeta o baño y conectarla con un cable al menos de la fuente de corriente. Una vez ensamblado el circuito, solo necesita inyectar el electrolito. Sumerja un “cepillo” en una solución de sulfato de cobre, que debe mantenerse a lo largo de la placa, no toque la superficie.

Se recomienda trabajar para que siempre quede una capa de electrolito entre el cepillo y la placa. Todo el tiempo que el cableado esté funcionando debe humedecerse con la solución. La placa de los ojos se cubrirá con una capa de cobre metálico rojo. Tardará unos minutos en procesar una pequeña parte.

Una vez que haya aplicado el recubrimiento, seque al aire la pieza y frote la capa de cobre mate hasta que brille con un paño o un trapo de lana. El proceso de cobreado de aluminio, cuando el producto no se sumerge en un baño electrolítico, sino que se trata en pequeñas áreas desde el exterior, agregando electrolito, se utiliza en los casos en los que el producto es tan grande que es imposible encontrar un baño adecuado para ello.

Baños de cobre

Las plantas para el enchapado de cobre no son diferentes de los baños de galvanoplastia ordinarios. Los electrolitos de cobre son bastante fáciles de obtener si tiene los ingredientes adecuados a mano. Hay dos tipos de soluciones de cobre: ​​alcalinas y ácidas..

En soluciones ácidas, no puede obtener recubrimientos de cobre bien adheridos en productos de zinc y acero, porque el zinc y el hierro en este caso se disuelven con el cobre y se rompe la adhesión a la capa protectora..

Para eliminar esta característica, se recomienda crear la primera capa delgada de cobre (2-3 micrones) en una solución alcalina para el recubrimiento de cobre y, en el futuro, acumular el recubrimiento hasta un espesor determinado en un electrolito ácido, que es más económico. Los productos de zinc que tienen una forma compleja se recubren mejor con cobre en electrolitos alcalinos..

Los electrolitos ácidos más comunes son el fluorhídrico y el sulfato. Los electrolitos de ácido sulfúrico han encontrado el mayor uso, que se distingue por la simplicidad de composición, alta eficiencia de corriente y estabilidad significativa..

Antes de recubrir con cobre las piezas de acero en electrolitos ácidos, se recomienda primero cobrearlas en un electrolito de cianuro o depositar una subcapa delgada de níquel. Estos electrolitos tienen varias desventajas..

Uno de ellos es la imposibilidad de recubrimiento directo de piezas de zinc y acero debido a la liberación por contacto del cobre, que tiene poca adherencia al metal base. Además, los electrolitos tienen una ligera capacidad de dispersión y una estructura de precipitados más gruesa en comparación con otros electrolitos..

Entre los electrolitos alcalinos del revestimiento de cobre, se conocen electrolitos de pirofosfato y cianuro..

Los electrolitos de cianuro de cobre se caracterizan por una alta capacidad de dispersión, la capacidad de realizar el recubrimiento de cobre de la carpintería y la estructura cristalina fina de los precipitados..

Las desventajas de los electrolitos alcalinos incluyen baja densidad de corriente e inestabilidad de la solución debido a la carbonización del cianuro libre por el dióxido de carbono. Además, los electrolitos de cianuro se caracterizan por una eficiencia de corriente reducida: no más del 60-70%.

Así, el cobre es un metal que se utiliza en todas partes: en la industria del automóvil, la ingeniería eléctrica y la construcción. Y en galvanoplastia, la tecnología de enchapado de cobre es conocida por la preparación de una superficie de metal para recubrir con otros metales o como un proceso independiente..