Placcatura in rame a casa

Il rame è uno dei metalli antichi: le persone iniziarono ad usarlo per creare strumenti già nel IV millennio a.C. Una distribuzione così ampia del rame è spiegata dal fatto che la sostanza si trova naturalmente in uno stato nativo metallico. E oggi il rame viene utilizzato ovunque: nella metallurgia, nell’industria automobilistica, nell’ingegneria elettrica e nell’edilizia..

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Composizione del rame

Il rame metallico è un metallo pesante rosa-rosso, malleabile e tenero, che fonde a temperature superiori a 1080 gradi Celsius, conduce molto bene il calore e la corrente elettrica: la conduttività elettrica del rame è 1,7 volte superiore a quella dell’alluminio e 6 volte superiore a quella del ferro , e solo leggermente inferiore alla conduttività elettrica dell’argento.

Le caratteristiche specifiche del rame sono determinate dal contenuto di impurezze specifiche nel metallo, la cui quantità può variare da 10 a 50 volte circa. In base al contenuto di ossigeno, è consuetudine utilizzare la seguente classificazione del rame:

• rame privo di ossigeno con un contenuto di ossigeno inferiore allo 0,001%;
• rame raffinato con un contenuto di ossigeno dallo 0,001 allo 0,01%, ma con una maggiore presenza di fosforo;
• rame ad alta purezza con un contenuto di ossigeno di circa 0,03-0,05%;
• metallo per uso generale con un contenuto di ossigeno di 0,05 – 0,08%.

Oltre all’ossigeno, il rame può contenere idrogeno, che entra nel metallo durante l’elettrolisi o durante la ricottura in un’atmosfera che contiene vapore acqueo. Ad alte temperature, il vapore acqueo si decompone per formare idrogeno, che si diffonde facilmente nel rame.

Gli atomi di idrogeno nel rame privo di ossigeno si trovano negli interstizi del reticolo cristallino e non influenzano particolarmente le proprietà del metallo. Nel rame contenente ossigeno, l’idrogeno è in grado di interagire ad alte temperature con l’ossido di rame, mentre il vapore acqueo si forma nella massa di rame, che è inerente all’alta pressione, che porta a rigonfiamenti, crepe e rotture. Questo fenomeno è chiamato “malattia da idrogeno”.

Ferro, bismuto, antimonio e piombo compromettono la plasticità del rame. Le impurità scarsamente solubili nel rame (piombo, ossigeno, zolfo, bismuto) provocano fragilità alle alte temperature, il che rende difficile il trattamento a pressione a caldo.

Proprietà fisiche del rame

La proprietà principale del rame, determinata dal suo utilizzo, è l’elevata conduttività elettrica o la bassa resistenza elettrica specifica. Impurità come ferro, fosforo, arsenico, stagno e antimonio compromettono significativamente la sua conduttività elettrica. Il valore della conducibilità elettrica è fortemente influenzato dallo stato meccanico del rame..

La seconda importante proprietà del rame è la sua significativa conduttività termica. Gli additivi e le proprietà della lega riducono la conduttività termica del rame, pertanto le leghe di rame stesso a base di rame sono significativamente inferiori in questo indicatore.

Il rame a temperature normali è resistente alla corrosione in ambienti quali acqua dolce, aria secca, acqua di mare a bassa velocità di movimento dell’acqua, acidi non ossidanti e soluzioni saline in assenza di ossigeno, gas alogeni secchi, soluzioni alcaline ad eccezione di ammonio e sali di ammoniaca, acidi organici, resine fenoliche e alcoli.

Il rame non è stabile in ammoniaca, cloruro di ammonio, acidi minerali ossidanti e soluzioni di sali acidi. Le sue proprietà corrosive si deteriorano notevolmente anche in alcuni ambienti con un aumento della quantità di impurità. È consentito il contatto del rame con le sue leghe, con stagno, piombo in atmosfera umida, acqua dolce e marina. Allo stesso tempo, il contatto del rame con zinco e alluminio non è consentito a causa della loro rapida distruzione..

Il rame, le sue leghe e i suoi composti sono ampiamente utilizzati in vari settori. Il rame nell’ingegneria elettrica viene utilizzato nella sua forma pura nella produzione di sbarre di contatto ea filo nudo, prodotti per cavi, generatori di corrente, apparecchiature telefoniche e apparecchiature radio. Gli apparecchi per il vuoto, gli scambiatori di calore e le tubazioni sono realizzati in rame..

Le leghe di rame con vari metalli sono utilizzate nell’industria automobilistica e per la fabbricazione di dispositivi chimici. Filo di rame rosso per realizzare tutti i tipi di corde e piegare gli elementi più complessi. Le elevate proprietà del rame lo rendono indispensabile per la produzione di parti in filigrana.

Procedura di placcatura in rame

La ramatura è la procedura per la galvanica del rame, il cui spessore dello strato è compreso tra 1 e 300 micron o più. La ramatura dell’acciaio è uno dei processi più importanti nella galvanica, che viene utilizzato come processo preliminare nella preparazione di una superficie metallica per il rivestimento con altri metalli – nella cromatura, nichelatura e argentatura, nonché un completo indipendente processi.

L’uso della ramatura come manipolazione preparatoria è dovuto al fatto che questo metallo è in grado di aderire molto saldamente all’acciaio, per livellare i difetti superficiali. Altri materiali si depositano bene sul rame, ma non molto bene sull’acciaio puro..

I rivestimenti in rame sono caratterizzati da elevata adesione a vari metalli, elevata conducibilità elettrica e duttilità. È consuetudine applicarli su parti in acciaio, zinco e alluminio..

Il rivestimento in rame appena applicato ha un colore rosa brillante opaco o lucido, a seconda della tecnologia di applicazione. I rivestimenti in rame in condizioni atmosferiche possono facilmente ossidarsi e ricoprirsi di un rivestimento di ossidi, acquisendo macchie di varie sfumature e macchie arcobaleno.

Uso della placcatura in rame

Per la maggior parte, la ramatura galvanica dei metalli viene utilizzata in questi casi:

La ramatura viene utilizzata in combinazione con altri rivestimenti galvanici:

• Quando si applica un rivestimento protettivo e decorativo multistrato. Di norma, il rame viene utilizzato in combinazione con cromo e nichel (rivestimento protettivo e decorativo a 3 strati) e altri metalli come strato intermedio per aumentare l’adesione al metallo di base e ottenere un rivestimento più resistente e brillante..
• Per proteggere il sito durante la stuccatura. La placcatura in rame del piombo è in grado di proteggere sezioni di prodotti in acciaio dalla cementazione – carburazione. Rame solo quelle aree che sono soggette a tagli in futuro. Lo strato superficiale duro e cementato non si presta a tali trattamenti e il rame può proteggere le aree rivestite dal processo di diffusione del carbonio in esse..
• Durante il ripristino e la riparazione di parti. La ramatura del metallo è una procedura importante per i lavori di restauro e il restauro di parti cromate di moto e attrezzature automobilistiche. È consuetudine applicare uno strato significativo di rame – circa 100-250 micron e oltre, che chiude i difetti e i pori del metallo e funge da nuova base per i successivi rivestimenti.

Tipi di placcatura in rame

La procedura di placcatura in rame fai-da-te è disponibile anche per i principianti. Per fare questo, devi solo conoscere le sue sottigliezze di base. Esistono due metodi di ramatura domestica: con immersione in elettrolita e senza immersione..

Immerso nell’elettrolita

Il prodotto metallico viene trattato con carta vetrata per rimuovere il film di ossido, pulito con un pennello, lavato accuratamente con acqua, sgrassato in una soluzione di soda calda e lavato ancora una volta. Successivamente, è consuetudine abbassare due lastre di rame, che sono anodi, in un bicchiere o in un barattolo su fili di rame.

Una parte è sospesa su un filo tra le piastre. I fili provenienti dalle piastre di rame sono collegati tra loro e collegati al più della sorgente di corrente e la parte al meno. Successivamente, nel circuito è incluso un reostato per regolare la corrente e un milliamperometro. È necessaria una sorgente di corrente costante che abbia una tensione non superiore a 6 V.

Per la ramatura a casa, è necessario preparare la seguente soluzione elettrolitica. Prendi 20 grammi di solfato di rame e 2-3 millilitri di acido solforico per 100 millilitri di acqua e versali in una ciotola. Assicurarsi che questa soluzione copra completamente gli elettrodi..

Quando si utilizza un reostato, è necessario impostare la corrente nell’intervallo 10 – 15 mA per ogni centimetro quadrato della superficie della parte. Dopo circa 20 minuti, togliere la corrente e togliere il prodotto, è già stato ricoperto da un sottile strato di rame. Più lungo è il processo, più spesso sarà lo strato di rame..

Senza immersione in elettrolita

Questa procedura viene eseguita per acciaio, alluminio e zinco. L’isolamento viene rimosso da un’estremità del filo a trefoli, quindi i fili di rame sottili devono essere strappati per ottenere una spazzola di rame. Per comodità di lavoro, è necessario legarlo a una spazzola di rame o a un bastoncino di legno e l’altra estremità del cavo deve essere collegata al plus della fonte di corrente.

Successivamente, dovresti preparare un elettrolita – una soluzione di solfato di rame, preferibilmente leggermente acidificato, e versarlo in una bottiglia larga in cui sarà conveniente immergere il pennello. Prepara una piastra di metallo o un altro piccolo oggetto a superficie piatta. Deve essere pulito con tela smeriglio fine e sgrassato facendo bollire in una soluzione di bicarbonato di sodio.

Quindi è necessario inserire la piastra in una cuvetta o in un bagno e collegarla con un filo al meno della sorgente di corrente. Dopo che il circuito è stato assemblato, è sufficiente iniettare l’elettrolita. Immergere un “pennello” in una soluzione di solfato di rame, che dovrebbe essere tenuto lungo la piastra, non toccare la superficie.

Si consiglia di lavorare in modo che ci sia sempre uno strato di elettrolita tra la spazzola e la piastra. Per tutto il tempo in cui il cablaggio funziona deve essere inumidito con la soluzione. La lamina sugli occhi sarà ricoperta da uno strato di rame metallico rosso. Ci vorranno alcuni minuti per elaborare una piccola parte.

Una volta applicato il rivestimento, asciugare all’aria la parte e strofinare lo strato di rame opaco con un panno o uno straccio di lana fino a renderlo lucido. Il processo di ramatura dell’alluminio, quando il prodotto non viene immerso in un bagno elettrolitico, ma viene trattato in piccole zone dall’esterno, aggiungendovi dell’elettrolita, viene utilizzato in questi casi quando il prodotto è così grande che è impossibile trovare un bagno adatto per questo.

Bagni di ramatura

Gli impianti per la ramatura non sono diversi dai comuni bagni galvanici. Gli elettroliti di placcatura in rame sono abbastanza facili da ottenere se hai gli ingredienti giusti a portata di mano. Esistono due tipi di soluzioni di rame: alcaline e acide.

Nelle soluzioni acide, non è possibile ottenere rivestimenti in rame ben aderenti su prodotti in zinco e acciaio, poiché lo zinco e il ferro in questo caso si dissolvono con il rame e l’adesione al rivestimento protettivo si rompe..

Per eliminare questa caratteristica, si consiglia di creare il primo strato sottile di rame (2-3 micron) in una soluzione alcalina per la ramatura e in futuro di portare il rivestimento a un dato spessore in un elettrolita acido, che è più economico. I prodotti di zinco che hanno una forma complessa sono i migliori placcati in rame con elettroliti alcalini..

Gli elettroliti acidi più comuni sono fluoridrico e solfato. Gli elettroliti dell’acido solforico hanno trovato il massimo utilizzo, che si distinguono per semplicità di composizione, elevata efficienza di corrente e significativa stabilità..

Prima della ramatura delle parti in acciaio in elettroliti acidi, si consiglia di ramarle prima in un elettrolita di cianuro o di depositare un sottile sottostrato di nichel. Questi elettroliti presentano diversi svantaggi..

Uno di questi è l’impossibilità di rivestimento diretto di parti in zinco e acciaio a causa del rilascio di contatto del rame, che ha una scarsa adesione al metallo di base. Inoltre, gli elettroliti hanno una leggera capacità di dispersione e una struttura più grossolana dei precipitati rispetto ad altri elettroliti.

Tra gli elettroliti alcalini della ramatura sono noti elettroliti pirofosfato e cianuro..

Gli elettroliti di cianuro di rame sono caratterizzati da un’elevata capacità di dispersione, dalla capacità di eseguire la placcatura in rame della falegnameria e dalla struttura a cristalli fini dei precipitati..

Gli svantaggi degli elettroliti alcalini includono la bassa densità di corrente e l’instabilità della soluzione dovuta alla carbonizzazione del cianuro libero da parte dell’anidride carbonica. Inoltre, gli elettroliti di cianuro sono caratterizzati da un’efficienza di corrente ridotta – non più del 60-70%.

Pertanto, il rame è un metallo che viene utilizzato ovunque: nell’industria automobilistica, nell’ingegneria elettrica e nell’edilizia. E nella galvanica, la tecnologia della ramatura è nota per la preparazione di una superficie metallica per il rivestimento con altri metalli o come processo indipendente..