El revestimiento de cobre es el proceso de aplicar una capa de cobre a la superficie de varios metales (aluminio, acero, níquel, latón). El enchapado en cobre le da a los metales un atractivo visual que se puede usar en una variedad de proyectos de diseño. Además, la capa de cobre puede mejorar la conductividad eléctrica de los productos metálicos, lo que aumenta significativamente la posibilidad de un mayor tratamiento de la superficie.
Cualquiera que esté al menos un poco familiarizado con los conceptos básicos de las reacciones químicas puede dominar la tecnología del revestimiento de cobre y aluminio en casa.
Historia del descubrimiento del cobre
El cobre es el primer metal que conquistó al hombre y desempeñó el papel más importante en la historia del desarrollo de la civilización. Este evento tuvo lugar varios milenios antes de Cristo y no se pudo establecer la fecha exacta del comienzo del uso de este metal único.
En la antigüedad, las pepitas de cobre se usaban principalmente para crear armas y herramientas domésticas. Rojo-Las pepitas verdes de metal se usaron inicialmente de la misma manera que las piedras ordinarias. En el futuro, empíricamente, la gente notó que el procesamiento de este material con un martillo le otorga propiedades especiales. Así nació el metal forjado en frío.
Incluso más tarde se descubrió que el metal se funde y después de enfriarse adquiere otras formas y propiedades. Esta etapa fue la inicial en el desarrollo del conformado en caliente de metales.
Características y composición del cobre
El cobre es un metal pesado rosa-rojo que es muy suave y se funde a más de 1080 ℃. La conductividad eléctrica del revestimiento de cobre es 1,7 veces mayor que la del aluminio. El cobre también tiene una alta conductividad térmica.
Muchas propiedades específicas de un metal se deben a la presencia de diversas impurezas en su composición. Entonces, según el oxígeno, que está en la composición del cobre, el metal se divide de la siguiente manera:
- el cobre sin oxígeno contiene menos del 0,001 % de impurezas;
- el cobre refinado contiene 0,001–0,01 % de oxígeno;
- el cobre puro contiene alrededor de 0,03–0,05 % de oxígeno;
- El cobre de uso general tiene 0,05-0,08 % de oxígeno.
La presencia de plomo o bismuto en el cobre reduce las propiedades de plasticidad del material. Las impurezas poco solubles (azufre, plomo, bismuto) aumentan la fragilidad del metal.
En el proceso de electrólisis, además del oxígeno, el hidrógeno puede entrar en la composición de las aleaciones de cobre.
Propiedades físicas
La principal cualidad del cobre es la baja resistividad y, como resultado, la alta conductividad eléctrica. El aumento de impurezas de varios metales en la aleación de cobre reduce significativamente la conductividad eléctrica del material.
La alta conductividad térmica del cobre puro se reduce significativamente cuando se agrega una variedad de sustancias de aleación a su composición.
También se utilizan a menudo en la industria productos de cobre que son altamente resistentes a la corrosión en diversos entornos, excepto los ácidos orgánicos, el amoníaco y las sales de amonio. Un aumento en la cantidad de impurezas en la composición del cobre conduce a una disminución significativa en la resistencia a la corrosión de las aleaciones.
Aplicación práctica del cobreado de metales
El procedimiento de cobreado de aluminio y otros metales tiene una aplicación práctica bastante amplia no solo en el uso doméstico, sino también a escala industrial. En muchos metales, se puede aplicar un revestimiento de cobre como capa principal independiente y como subcapa para una adhesión eficaz del siguiente revestimiento principal al metal base del producto.
En la mayoría de los casos, el cobreado del aluminio en los talleres domésticos se realiza con los siguientes fines:
- decorar joyas;
- protección de piezas metálicas contra la corrosión y la carburación;
- eliminación de daños y defectos superficiales de productos con formas y relieves complejos;
- producción de copias de productos hechos de diversos materiales;
- crear pads para soldar aluminio sin usar una composición ácida;
- preparación preliminar de la superficie de las piezas antes del cromado,plateado, niquelado.
Tipos de cobreado de superficies metálicas
El procedimiento para cobrear aluminio en casa no es difícil de hacer por su cuenta. No es necesario utilizar equipos especiales y productos químicos activos. El recubrimiento de alta calidad está garantizado por el estricto cumplimiento de la tecnología de recubrimiento de cobre y aluminio y el conocimiento de los procesos en curso.
Hay dos tipos principales de revestimiento de cobre para superficies metálicas:
- Con la inmersión de la pieza en el electrolito, en la que el producto se sumerge parcial o totalmente en un baño con un reactivo químico. El uso de este método está justificado en el caso en que se requiera aplicar una capa de cobre uniformemente sobre todo el producto.
- Recubrimiento de cobre sin sumergir la pieza en una solución química. Este método es más difícil de realizar. Su uso es muy efectivo si se requiere realizar un baño de cobre de una determinada zona del producto.
En ambos casos, la activación del agente de cobreado químico de aluminio se realiza eléctricamente, lo que requiere el uso de una fuente de voltaje constante.
Equipo de cobre por inmersión
Para el desempeño de alta calidad de las operaciones tecnológicas del revestimiento de cobre y aluminio, es necesario preparar un equipo simple. Las herramientas y los materiales apropiados pueden comprarse en la red de distribución o fabricarse de forma independiente.
Para completar el trabajo necesitarás los siguientes materialesy accesorios:
- Una fuente de alimentación de CC de 6-8 voltios con un dispositivo de ajuste de corriente uniforme y un amperímetro. Si no hay ajuste, es deseable incluir un reóstato y un amperímetro en el circuito. Se necesitarán para controlar el proceso. Si no hay una fuente de alimentación estacionaria, se puede usar una batería tipo Krona.
- Baño especial fabricado con un material que no está sujeto al ataque electrolítico (vidrio, plástico). Las dimensiones del contenedor se seleccionan de acuerdo con las dimensiones de la pieza de trabajo.
- Electrodos de cobre, que sirven para suministrar corriente eléctrica al electrolito durante el cobreado del aluminio y también compensan la pérdida de metal durante la reacción.
- Un electrolito cuya composición depende del material de la pieza de trabajo original.
Preparación de la solución de cobreado
Encontrar una solución lista para usar para el revestimiento de cobre y aluminio en la red de distribución es difícil. Por lo general, los fabricantes permiten la venta de la sustancia terminada después de la presentación de los documentos pertinentes. Por lo tanto, la mayoría de las personas hacen su propia solución de revestimiento de cobre y aluminio en casa a partir de sulfato de cobre.
Para estos fines necesitará:
- vitriolo azul;
- agua destilada;
- ácido clorhídrico.
Solo puede preparar una solución si sigue la receta correctamente. Para hacer esto, se debe disolver sulfato de cobre (20 g) en 1 litro de agua. Luego agregue 2-3 ml de ácido en una corriente delgada. La composición se mezcla bien hasta que todos los cristales se disuelven por completo.
El electrolito terminado para el cobreado de aluminio con sulfato de cobre debe ser inodoro y tener un color azul brillante.
Tecnología de recubrimiento de cobre por inmersión
El recubrimiento de cobre del metal de aluminio mediante el método de inmersión completa de la pieza de trabajo en el electrolito se lleva a cabo de acuerdo con la siguiente tecnología:
- La superficie de la pieza de trabajo se limpia con papel de lija o un cepillo, luego se desengrasa con una solución de soda caliente y se lava con agua corriente.
- Dos electrodos están suspendidos en el recipiente preparado, que están conectados al terminal positivo de la fuente de alimentación.
- Se coloca un espacio en blanco entre los electrodos, que se conecta al terminal negativo de la fuente de alimentación.
- El electrolito preparado se vierte en el recipiente de trabajo. El nivel de la solución debe estar por encima de la parte superior de los electrodos.
- Usando el dispositivo de ajuste, se establece el valor de la corriente de funcionamiento. El valor del parámetro se basa en el cálculo de 10-15 mA por 1 cm2 del área de la pieza procesada.
- Después de 20 minutos, se apaga la alimentación y se retira la pieza de trabajo del baño.
- El residuo de electrolito se lava con agua y la pieza se seca.
El tiempo de ejecución del proceso es aproximado, se puede controlar visualmente por el color del recubrimiento y la uniformidad de su distribución. Cuanto más tiempo esté conectada la alimentación, más gruesa será la capa de cobre y aluminio.
Herramientas de revestimiento de cobre sin inmersión
Trabajos de cobreadoLos espacios en blanco de metal sin inmersión en el electrolito se llevan a cabo en productos grandes que no pueden sumergirse completamente en el baño. Además, este método es más eficiente cuando se procesan partes individuales del producto.
Para realizar operaciones tecnológicas de cobreado sin inmersión en electrolito, se necesitarán los siguientes dispositivos:
- El cepillo químico está hecho de alambre de cobre trenzado. Para este propósito, debe pelar el aislamiento en un extremo del cable y luego separar un poco los conductores individuales. Para que sea más cómodo sujetar el pincel, es mejor atarlo a un palo de madera o a un lápiz.
- Es mejor poner la pieza en bruto para trabajar en cualquier recipiente sin paredes altas. Es conveniente utilizar una placa ordinaria de porcelana o vidrio. Además, necesitará un recipiente para el electrolito, en el que se sumergirá constantemente el cepillo. Se puede utilizar un vaso para este fin.
- La fuente de alimentación no difiere en los parámetros de la fuente de alimentación utilizada en la tecnología de inmersión.
Recubrimiento de cobre sin inmersión
La tecnología para realizar trabajos en el revestimiento de cobre y aluminio sin sumergir la pieza de trabajo en el electrolito es la siguiente:
- El cepillo, preparado de antemano, se conecta al terminal positivo de la fuente de alimentación.
- La solución de electrolito, que tiene una formulación similar a la composición utilizada en el caso de inmersión parcial, se vierte en el recipiente de humectación del cepillo.
- En blanco,previamente limpiado y desengrasado, colocado en un recipiente vacío. Mediante el conector, la pieza se conecta al negativo de la fuente de alimentación.
- El cepillo se sumerge en el electrolito y se pasa sobre el lugar donde se va a aplicar la capa de cobre. Es muy importante que el cepillo no toque la superficie de la pieza.
- Después de aplicar una capa de cobre, la pieza de trabajo se lava con agua corriente y se seca.
En el proceso de hacer el trabajo, debe asegurarse de que siempre haya una capa de electrolito entre la pieza de trabajo y el cepillo. Para hacer esto, el cepillo debe sumergirse constantemente en un recipiente con una solución.
Seguridad en el trabajo
Todo trabajo con productos químicos y la fuente eléctrica debe realizarse con las precauciones necesarias.
Está terminantemente prohibido el revestimiento de aluminio con cobre en una zona residencial. Para estos fines, es mejor utilizar un cuarto de servicio, garaje o taller. El equipo eléctrico debe estar conectado a tierra.
Para proteger la salud humana, se deben seguir las siguientes recomendaciones:
- debe usarse protección respiratoria;
- para que los productos químicos no entren en los ojos, es necesario trabajar con gafas protectoras;
- todo el trabajo debe realizarse con ropa especial (guantes de goma, delantal de hule, zapatos especiales).
El proceso de recubrir productos de aluminio con una capa de cobre no es particularmente difícil, incluso para una persona poco familiarizada con el curso de las reacciones químicas. comprar ohacer el equipo apropiado tampoco causará ningún problema especial. Pero muchos productos que parecen haber perdido su apariencia atractiva adquirirán una segunda vida.
