Bakrenje je proces nanošenja sloja bakra na površinu različitih metala (aluminij, čelik, nikal, mesing). Bakrena oplata daje metalima vizualnu privlačnost koja se može koristiti u različitim dizajnerskim projektima. Također, bakreni sloj je u stanju poboljšati električnu vodljivost metalnih proizvoda, što značajno povećava mogućnost daljnje površinske obrade.
Svatko tko je barem malo upoznat s osnovama kemijskih reakcija može kod kuće svladati tehnologiju aluminijskog bakrenog prevlačenja.
Povijest otkrića bakra
Bakar je prvi metal koji je osvojio čovjeka i odigrao najveću ulogu u povijesti razvoja civilizacije. Taj se događaj zbio nekoliko tisućljeća prije Krista, a točan datum početka upotrebe ovog jedinstvenog metala nije se mogao utvrditi.
U drevnim vremenima, bakreni grumen se uglavnom koristio za izradu oružja i kućanskih alata. Crvena-zeleni grumenčići metala u početku su se koristili na isti način kao i obično kamenje. U budućnosti, empirijski, ljudi su primijetili da mu obrada ovog materijala čekićem daje posebna svojstva. Ovako je rođen metal hladnog kovanja.
Još kasnije je otkriveno da se metal topi i nakon hlađenja poprima druge oblike i svojstva. Ova faza je bila početna u razvoju vrućeg oblikovanja metala.
Karakteristike i sastav bakra
Bakar je ružičastocrveni teški metal koji je vrlo mekan i topi se na preko 1080℃. Električna vodljivost bakrenog premaza je 1,7 puta veća od vodljivosti aluminija. Bakar također ima visoku toplinsku vodljivost.
Mnoga specifična svojstva metala su posljedica prisutnosti raznih nečistoća u njegovom sastavu. Dakle, prema kisiku, koji je u sastavu bakra, metal se dijeli na sljedeći način:
- bakar bez kisika sadrži manje od 0,001% nečistoća;
- rafinirani bakar sadrži 0,001–0,01% kisika;
- čisti bakar sadrži oko 0,03-0,05% kisika;
- Bakar opće namjene ima 0,05-0,08% kisika.
Prisutnost olova ili bizmuta u bakru smanjuje svojstva plastičnosti materijala. Slabo topive nečistoće (sumpor, olovo, bizmut) povećavaju lomljivost metala.
U procesu elektrolize, osim kisika, vodik može ući u sastav bakrenih legura.
Fizička svojstva
Glavna kvaliteta bakra je niska otpornost i, kao rezultat, visoka električna vodljivost. Povećanje nečistoća različitih metala u leguri bakra značajno smanjuje električnu vodljivost materijala.
Visoka toplinska vodljivost čistog bakra značajno je smanjena kada se njegovom sastavu dodaju različite legirne tvari.
Također se u industriji često koriste bakreni proizvodi koji su vrlo otporni na koroziju u raznim okruženjima, osim na organske kiseline, amonijak i amonijeve soli. Povećanje količine nečistoća u sastavu bakra dovodi do značajnog smanjenja korozijske otpornosti legura.
Praktična primjena bakrenog prevlačenja metala
Postupak bakrenog prevlačenja aluminija i drugih metala ima prilično široku praktičnu primjenu ne samo u kućnoj upotrebi, već iu industrijskoj skali. Na mnoge metale, bakreni premaz se može nanijeti i kao glavni neovisni sloj i kao podsloj za učinkovito prianjanje sljedećeg glavnog premaza na osnovni metal proizvoda.
U većini slučajeva bakreno prevlačenje aluminija u kućnim radionicama radi se u sljedeće svrhe:
- uređenje nakita;
- zaštita metalnih dijelova od korozije i karburizacije;
- otklanjanje oštećenja i površinskih nedostataka proizvoda složenog oblika i reljefa;
- proizvodnja kopija proizvoda od raznih materijala;
- stvaranje jastučića za lemljenje aluminija bez upotrebe kiselog sastava;
- preliminarna priprema površine dijelova prije kromiranja,posrebrenje, poniklovanje.
Vrste bakrenih metalnih površina
Postupak bakrenog prevlačenja aluminija kod kuće nije teško izvesti sami. Nije potrebno koristiti posebnu opremu i aktivne kemikalije. Visokokvalitetni premaz osiguran je striktnim pridržavanjem tehnologije bakrenog prevlačenja aluminija i poznavanjem tekućih procesa.
Postoje dvije glavne vrste bakrenih obloga za metalne površine:
- Uranjanjem izratka u elektrolit, u kojem je proizvod djelomično ili potpuno uronjen u kupku s kemijskim reagensom. Upotreba ove metode opravdana je u slučaju kada je potrebno ravnomjerno nanijeti sloj bakra na cijeli proizvod.
- Pobakreni sloj bez potapanja dijela u kemijsku otopinu. Ovu metodu je teže izvesti. Njegova upotreba je vrlo učinkovita ako je potrebno izvršiti bakreno prevlačenje određenog područja proizvoda.
U oba ova slučaja, aktiviranje aluminijskog kemijskog sredstva za bakreno prevlačenje izvodi se električnim putem, što zahtijeva korištenje izvora konstantnog napona.
Bakarna oprema
Za kvalitetno izvođenje tehnoloških operacija aluminijske bakrene obrade potrebno je pripremiti jednostavnu opremu. Odgovarajući alati i materijali mogu se kupiti u distribucijskoj mreži ili izraditi samostalno.
Za završetak posla trebat će vam sljedeći materijalii rasporedi:
- Napajanje od 6-8 volti DC s glatkim uređajem za podešavanje struje i ampermetrom. Ako nema podešavanja, tada je poželjno uključiti reostat i ampermetar u krug. Oni će biti potrebni za kontrolu procesa. Ako nema stacionarnog napajanja, tada se može koristiti baterija tipa Krona.
- Posebna kupka izrađena od materijala koji nije podložan elektrolitičkom napadu (staklo, plastika). Dimenzije spremnika se biraju u skladu s dimenzijama izratka.
- Bakrene elektrode, koje služe za opskrbu električnom strujom elektrolita tijekom bakrenog prevlačenja aluminija, a također nadoknađuju gubitak metala tijekom reakcije.
- Elektrolit čiji sastav ovisi o materijalu izvornog obratka.
Priprema otopine za bakreno oblaganje
Pronaći gotovo rješenje za aluminijsku bakrenu galvanizaciju u distribucijskoj mreži je teško. Obično proizvođači dopuštaju prodaju gotove tvari nakon predočenja relevantnih dokumenata. Stoga većina ljudi izrađuje vlastitu otopinu za aluminijsku bakrenu prevlaku kod kuće od bakrenog sulfata.
U ove svrhe trebat će vam:
- plavi vitriol;
- destilirana voda;
- klorovodična kiselina.
Otopinu možete pripremiti samo ako se pravilno pridržavate recepta. Da biste to učinili, bakreni sulfat (20 g) mora se otopiti u 1 litri vode. Zatim dodajte 2-3 ml kiseline u tankom mlazu. Sastav se temeljito miješa dok se svi kristali potpuno ne otope.
Gotov elektrolit za bakreno prevlačenje aluminija bakrenim sulfatom trebao bi biti bez mirisa i svijetloplave boje.
Tehnologija potopljenog bakra
Bakrenje metala aluminija metodom potpunog uranjanja obratka u elektrolit provodi se prema sljedećoj tehnologiji:
- Površina obratka se čisti brusnim papirom ili četkom, zatim odmašćuje u vrućoj otopini sode i ispere pod tekućom vodom.
- U pripremljenom spremniku su obješene dvije elektrode koje su spojene na pozitivni terminal izvora napajanja.
- Između elektroda se postavlja praznina koja je spojena na negativni terminal napajanja.
- Pripremljeni elektrolit se ulijeva u radnu posudu. Razina otopine mora biti iznad vrha elektroda.
- Upotrebom uređaja za podešavanje postavlja se vrijednost radne struje. Vrijednost parametra temelji se na proračunu od 10-15 mA po 1 cm2 površine obrađenog obratka.
- Nakon 20 minuta, napajanje se isključuje i radni komad se uklanja iz kupke.
- Ostatak elektrolita se ispere vodom i dio se osuši.
Vrijeme izvođenja procesa je okvirno, može se kontrolirati vizualno bojom premaza i ujednačenošću njegove distribucije. Što je struja dulje spojena, sloj aluminijskog bakra će biti deblji.
Alati za bakreno oblaganje
Bakreni radovimetalne praznine bez uranjanja u elektrolit izvode se na velikim proizvodima koji se ne mogu potpuno uroniti u kadu. Također, ova metoda je učinkovitija kod obrade pojedinih dijelova proizvoda.
Za izvođenje tehnoloških operacija za bakreno prevlačenje bez potapanja u elektrolit bit će potrebni sljedeći uređaji:
- Kemijska četka je izrađena od bakrene žice. U tu svrhu morate skinuti izolaciju na jednom kraju žice, a zatim malo odvojiti pojedinačne vodiče. Da bi kist bilo prikladno držati, bolje ga je vezati za drveni štapić ili olovku.
- Prazan za rad je bolje staviti u bilo koji spremnik bez visokih stranica. Prikladno je koristiti običnu porculansku ili staklenu ploču. Dodatno, trebat će vam posuda za elektrolit u koju će četkicu stalno umočiti. U tu svrhu može se koristiti čaša.
- Napajanje se po parametrima ne razlikuje od napajanja koje se koristi u tehnologiji uranjanja.
bezdupni bakreni premaz
Tehnologija za izvođenje radova na aluminijskom bakrenom sloju bez potapanja radnog komada u elektrolit je sljedeća:
- Unaprijed pripremljena četka je spojena na pozitivni terminal napajanja.
- Otopina elektrolita, koja je po formulaciji slična sastavu koji se koristi u kutiji za uranjanje dijelova, ulijeva se u posudu za vlaženje četke.
- Prazan,prethodno očišćeni i odmašćeni, stavljeni u praznu posudu. Pomoću konektora dio se spaja na minus izvora napajanja.
- Četkica se umoči u elektrolit i probije preko mjesta gdje se nanosi bakreni sloj. Vrlo je važno da četkica ne dodiruje površinu dijela.
- Nakon nanošenja sloja bakra, izradak se ispere pod tekućom vodom i osuši.
U procesu izvođenja posla, morate paziti da između obratka i četke uvijek postoji sloj elektrolita. Da biste to učinili, četkicu morate stalno umočiti u posudu s otopinom.
Sigurnost tijekom rada
Svi radovi s kemikalijama i električnim izvorom moraju se izvoditi uz potrebne mjere opreza.
Bakreno prevlačenje aluminija u stambenim područjima strogo je zabranjeno. Za te je svrhe bolje koristiti pomoćnu prostoriju, garažu ili radionicu. Električna oprema mora biti uzemljena.
Za zaštitu zdravlja ljudi potrebno je pridržavati se sljedećih preporuka:
- mora se koristiti zaštita dišnih organa;
- kako kemikalije ne bi ušle u oči, potrebno je raditi u zaštitnim naočalama;
- sve radove treba izvoditi u posebnoj odjeći (gumene rukavice, platnena pregača, posebne cipele).
Postupak premazivanja aluminijskih proizvoda slojem bakra nije osobito težak čak ni za osobu koja slabo poznaje tijek kemijskih reakcija. Kupiti iliizrada odgovarajuće opreme također neće uzrokovati posebne probleme. Ali mnogi proizvodi za koje se čini da su izgubili svoj atraktivan izgled dobit će drugi život.
