Материалы и технологии > Технологии
Модельная гальваничка
Евгений-ARM:
Давно откладывал создание гальванички.
Вот решил чуть сдвинуть процесс так как появился девайс который вроде должен неплохо справляться хотя бы с простыми задачами.
Об нем писал в этой теме http://rc-box.ru/forum/index.php?topic=915.msg10910#new
И так собрал я конвертер в таком корпусе укомплектовав ампер-вольтметром , вынеся на лицевую переменники и поставив сверху карсон для охлаждения .
К сожалению в магазах нашел только такой более менее аккуратный корпус , все что не разглядывал выглядит страшно убого .
С зади клемники для подвода напряжения и выхода после ДС адаптера.
Очень жаль что корпус маленький , было желание в одном корпусе смонтировать и автоматику поддержания температуры и элементы питания ванны.
Но увы поиски и прочие моменты только бы затянули процесс создания и так бы хотелка тянулась неизвестно сколько времени.
Пока опять бы не перегорел на других задачах и не отвлекся.
Поэтому решил что для начала сделаю из того что доступно
Подобрал две ванны .
Первая 5-6 литров
Она для водяной бани поддержания температуры
Вторая для электролита
Так смотряться вложенные друг в друга ванны
Если присмотреться у первой ванны на краю сделаны выборки 4штуки .
Вот как раз по месту выборки в ванне для электролита сделаю в краю отверстия для текстолитовых штырей диаметром 10мм , которые будут удерживать её на весу в первой ванне для воды.
Пока запущу оксидирование .
Процесс несложный , электролит продаётся в каждом автомагазине - это аккумуляторная кислота , которую нужно разбавить 1 к 1 с дистиллированной водой.
При этом размер ванн такой что они легко помещаться в морозильную камеру холодильника .
Вот так залив все в ванны планирую все поставить в морозилку чтобы заморозить воду.
Оксидирование желательно проводить при температуре от -10 до +10 градусов.
Хоть электролит и разбавлю но он в морозилке не замёрзнет, а вода замерзнув создаст ледяную шубу охлаждая процесс с активным выделением тепла в процессе.
Осталось выбраться в Вираж и купить пол метра тонкого свинца на анод .
Анод сделаю повторив полностью ванну - уложив и обогнув её по внутреннему периметру этим листом свинца толщиной 1мм .
Чуть придеться еще помароковать с подвесом детали.
---------------------------------
Планы на будущее - система поддержания температуры.
Автоматика наверное будет эта - http://www.jewelfox.ru/lot.php?id=14144
Попробую поэкспериментировать для оксидирования с элементом Пельтье в качестве охлаждения электролита потом https://www.chipdip.ru/product/drift-0.8 .
В принцмпе они позволяют создать разницу температуры 70 градусов.
Но для этого нужно соблюдать условия. Пусть этот элемент не сможет заморозить воду но позволит поддерживать
более долгое время после морозилки температуру в нужном диапазоне.
Но это все нужно пробовать.
----------------------------------------
Оксидирование это конечно пол беды . Но вот к примеру Никелерование а точнее процесс нанесения никасиля.
Тут все сложнее так как температура кто что пишет но может достигать до 140градусов - не утверждаю , но для хромирования всеравно нужно электролит греть .
Поэтому на будущее буду искать ванную из нержавейки .
-----------------------
Короче буду решать проблемы по мере их появления а точнее постепенно подходя к какой то определенной задаче.
Евгений-ARM:
Позволю себе немного побухтеть раскидав задачи и взгляды.
Начнем с блока питания .
ДС конвертер который я собрал в целом удобен и заменяет лабораторный блок питания.
К примеру я выставляю нужный ток процесса.
Потом выкручиваю регулятор напряжения на полную к примеру 30 вольт, но блок питания будет выдерживать ток при этом устанавливая напряжение которое получиться для этого тока . Это дает нам свободу не отвлекаться на процесс автоматического поддержания тока . Блок питания ( буду называть свою сборку БП и ДС конвертера так) будет автоматически менять напряжение удерживая ток.
Для полного счастья и с хорошим запасом конечно идеален такой вариант -
https://supereyes.ru/catalog/laboratornye_bloki_pitaniya/laboratornyy_blok_pitaniya_istochnik_pitaniya_maisheng_mp3060d_30v_60a/
А еще лучше этот
https://supereyes.ru/catalog/laboratornye_bloki_pitaniya/maisheng_mp50100d/
Но ценник , увы далек лично для меня по доступности .
------------------------------
Ванна ....
Тут тоже не все просто ...
Качество процесса прямо зависимо от точности поддержания температуры электролита.
В процессе выделяется много тепла .
К примеру самым проблемным будет это процесс оксидирования алюминия . Очень низкая температура электролита при таком интенсивном выделении тепла. Вообще по моим справочникам температура максимум не должна превышать 25С .
Но никто не доводит процесс до такой температуры , так как тяжело контролировать и покрытие получается плохим.
Не буду умничать на тему почему, так как лучше аргументировать личным опытом а не различными байками бывалых.
Объем ванны - чем больше объем , тем более стабильна температура . Но и энергозависимо так как нагреть \ охладить нужно больший объем . Ну а моделисты еще и стеснены в свободном пространстве. Поэтому компактность наше все и часто процесс конфликта наших возможностей.
Сейчас автоматика стала доступнее по ценовой категории и не дорогие термостаты от китайцев позволяют получать хороший результат.
Ну в край можно на ардуино создать контролер под какую то специфику если китаец нам не сможет предложить что то.
Еще момент - желательна циркуляция электролита в ванне .
Эту задачу выполняют различными способами - насосами или бормотаж воздухом.
Но лично я к воздушной борматухе отношусь негативно , пузыри воздуха могут создать на поверхности детали зоны скопившись, где осаждение будет блокировано пузырем.
Для моих целей вполне справиться насос от аквариума .
Он создает такой поток что сносить будет деталь с подвеса )).
Можно его запустит по таймеру - включение\выключение через какой то промежуток времени. Чтобы избежать кавитации и обильного выделения воздуха при интенсивном перемешивании.
Так же не мешает сделать температурную обвязку ( шубу ) вокруг наружной ванны .
К примеру шкаф с какой то ватой или пенопластом ( строительная пена ).
Чтобы аккумулировать рабочую температуру и не терять её на потерю в окружающую среду помещения.
-----------------------
Вентиляция ..
Тоже момент для любого вида актуальный.
Пусть это будет даже безобидное анодирование , но активное выделение водорода и кислорода,
в замкнутом пространстве кухни к примеру за час ( столько примерно времени длиться процесс) может критично насытить воздух. Что вызовет отравление . Особенно к этому чувствительны гипертоники. Да и насыщение парами электролита будет происходить. Это нам точно принесет в прямом смысле головную боль.
На опыте моей работы когда рядом на зарядку ставили несколько убитых аккумуляторов - через какой то промежуток времени голова начинала гудеть вплоть до того что начинало все кружиться.
Для маленькой ванны как у меня можно сделать полителеновый сачок , накрывая которым ванну и сделав отвод в форточку через гофру вентиляционную или большого диаметра пластиковую трубу . Можно и компутерный вентилятор установит в такой трубе.
Вроде мелочь но нужно делать , особенно если накопиться несколько деталей которые нужно обработать.
-----
Ну а если пойти дальше - хромирование и тем более алюминия , то там присутствуют опасные реактивы , дышать которыми явно опасно для жизни.
-----
В целом это не сложно, но желательно это учитывать .
Вот грубо я перечислил что нужно учесть при организации модельной гальванички. Даже если она будет маленького размера как у меня.
Евгений-ARM:
Виды работ........
Анодирование , хромирование , никелирование , гальванопластика.
-----------
Анодирование .
В целом самый простой процесс.
Требует небольшое напряжение и малые токи .
По справочнику примерно 10 вольт и 1-2 ампера будет сила тока.
Время процесса от 30-60 минут.
Раствор электролита доступный.
Есть матовое анодирование , чаще применяется как защитное и износостойкое +
как грунт для различного вида покраски детали.
Очень пористое покрытие позволяет окрашивать как химически - различные виды реактивов , вплоть до органических красителей. Которые впитываются в рыхлую структуру пленки и удерживаются. Но могут вымываться различными растворителями . Но покрытие обладает свойством когда при нагреве ( чаще всего это кипячение) поры меняют свой кристаллическую решетку и
и схлапываються те поры в которые попал краситель. Это позволяет удерживать краситель и деталь не теряет свой цвет.
Кипятить можно и в красителе или просто в воде если нужно зафиксировать тот оттенок который получили.
Есть так же электролиты которые сразу при анодировании могут окрасить деталь. К примеру можно получить иметацию позолоты. Но такие электролиты уже дорогие так как требуют дополнительных хим реактивов и они часто опасны для здоровья и тяжело доставаемые.
Так же вычитал такой момент.
Обычно деталь имеет матовый оттенок . Но если добавить хромовый ангидрид в электролит , то предварительно отполированная деталь сохранит свою блестящую поверхность.
Пленка на поверхности являеться диэлектриком и если качественно проведено кипячение , то вообще не проводит электричество. Это нужно учитывать во время процесса анодирования при подвесе детали в ванне.
Процесс может прерваться прямо в ванне если электролит попадет в соединение подвеса.
Евгений-ARM:
Никелирование ....
Вот тут все интересно.
Само осаждение никеля для моделиста мало интересно , несет чисто декоративный характер и к тому же покрытие
само по себе подвержено механическому и химическому повреждению.
Осаждение на алюминий и некоторые металлы проблемно и без подслоя не возможно - меднение , оцинковка.
Но есть в россии такое понятие как КЭП . У иностранцев ))) к примеру один из видов называеться Никасилем. .
Вот тут самое интересное.
Смысл - осаждаемый никель образует матрицу ( представьте себе сетку, сито) в ячейки которой заносятся различные частицы.
Карбиды , графиты , алмазы и даже цементная пыль и полимеры.
В зависимости от перечисленных выше добавок в электролит получаем различные свойства покрытия .
Износостойкость, поверхность с малым трением и даже абразивный инструмент способный обрабатывать даже очень прочные материалы.
-------------------------
С чем столкнулись мы как моделисты и вообще применялось в моторостроении - это никасил .
Никель + карбид кремния.
В не модельных моторах применение такого покрытия известно давно и имеет различные отзывы.
Основной причиной негатива - такие моторы не ремонтнопригодны в России .
Вторая причина, покрытие категорично не выдерживает контакта с серой которая выделяется как побочный продукт сгорания топлива и масленого тумана. Так концерн БМВ понес убытки и прекратил выпуск своего мотора когда пошли повальные претензии выхода из строя двигателя на очень малом пробеге.
Но при этом многие двигатели отходили за 300т.км без потери геометрии цилиндра .
------------
Моделисты тоже столкнулись с подобным покрытием .
И отзывы такие же противоричивые.
Такие моторы обладают очень хорошей мощностью .
Трение поршневой пары очень маленькое даже у очень плотной пары.
Но очень часто мотор отлично работавший вдруг резко терял компрессию и на поверхности гильзы наблюдали протертости покрытия.
Что было причиной ????
У меня сложилось впечатление что непродолжительная работа в пыли абразивно стирала покрытие.
Но возможно и причина в составе топлива , но это утверждать не могу и никто не иследовал причин.
----
Ремонтно пригодность таких цпг - вообще как сам процесс так и ремонт реальный и не дорогой.
Но так получилось исторически , в России не был развит и мало изучен этот вид покрытия.
Исторически мы применяли хромирование.
Поэтому обычно такая неисправность это был приговор для двигателя.
Просто у нас никто не занимался этим.
---------------
Моделисты сталкиваются с двумя вариантами .
1 ) система ABN - алюминиевый поршень, бронзовая гильза, покрытие никеля ( никасиль)
2) система AAN - алюминиевый поршень , алюминиевая гильза и покрытие никеля.
Коакой вид покрытия именно в модельных моторах производитель часто умалчивает.
Т.е не обязательно это никель-карбид-кремнивое покрытие.
Какие характеристики закладывали - износостойкость или малое трение , а может и обе характеристики за счет примененного
микса присадок неизвестно.
И все бензиновые моторы имеют покрытие никелем.
В целом процесс не требует дорогостоящего процесса.
Именно по этой причине модельные моторы с таким покрытием - удешевление .
Покрывать алюминиевые гильзы так же проблематично как и хромирование из-за борьбы с окисной пленкой которая мешает осаждению качественного покрытия. Поэтому приходиться проводить массу предварительных работ перед непосредственным осаждением.
-------------------------------
;D все это мысли в слух без правоты последней инстанции.
Вот будет интересно попробовать восстановить пару моих моторчиков с дефектом бронзовых гильз.
Евгений-ARM:
Еще бухтелка ))....
В гугле лежит патент на тему нанесения КЭП никеля - https://patents.google.com/patent/CN101302643A/en
Смысл патента не только в растворе , но и предварительной обработке алюминиевых деталей.
Деталь кроме классических видов травления поверхности перед нанесением слоя , проходит несколько раз процесс цинкования и травления поверхности.
Цинк наноситься , потом вытравливаеться, потом опять наноситься и вытравливаеться. И так несколько раз.
Смысл такой многоэтапной подготовки -
1) Вытесняется оксидная пленка замещаемая цинком .
С каждым разом оксидная пленка становиться тоньше .
2) При этом процессе вытравливаться с поверхности присадки сплава - магний медь и пр. Позволяя получить наиболее чистый алюминий именно в зоне будущего покрытия.
3) После нескольких процессов покрытия/вытравливания поверхность улучшаеться качество поверхности.
---------------------------------
Минус - требуется азотная кислота , которую сейчас не просто найти.
Плюс - покрытие с хорошей твердостью и большой толщины. Скорость осаждения выше.
************
Еще дока в копилку )))
https://www.freepatentsonline.com/5619962.pdf
Навигация
Перейти к полной версии