Le cuivrage est le processus d'application d'une couche de cuivre à la surface de divers métaux (aluminium, acier, nickel, laiton). Le placage de cuivre donne aux métaux un attrait visuel qui peut être utilisé dans une variété de projets de conception. De plus, la couche de cuivre est capable d'améliorer la conductivité électrique des produits métalliques, ce qui augmente considérablement la possibilité d'un traitement de surface ultérieur.
Quiconque connaît au moins un peu les bases des réactions chimiques peut maîtriser la technologie du cuivrage aluminium à la maison.
Histoire de la découverte du cuivre
Le cuivre est le premier métal qui a conquis l'homme et a joué le plus grand rôle dans l'histoire du développement de la civilisation. Cet événement a eu lieu plusieurs millénaires avant notre ère, et la date exacte du début de l'utilisation de ce métal unique n'a pu être établie.
Dans les temps anciens, les pépites de cuivre étaient principalement utilisées pour créer des armes et des outils ménagers. Rouge-les pépites vertes de métal étaient initialement utilisées de la même manière que les pierres ordinaires. À l'avenir, empiriquement, les gens ont remarqué que le traitement de ce matériau avec un marteau lui confère des propriétés particulières. C'est ainsi qu'est né le métal forgé à froid.
Même plus tard, on a découvert que le métal fond et après refroidissement, il acquiert d'autres formes et propriétés. Cette étape a été la première dans le développement du formage à chaud des métaux.
Caractéristiques et composition du cuivre
Le cuivre est un métal lourd rose-rouge qui est très doux et fond à plus de 1080℃. La conductivité électrique du revêtement de cuivre est 1,7 fois supérieure à celle de l'aluminium. Le cuivre a également une conductivité thermique élevée.
De nombreuses propriétés spécifiques d'un métal sont dues à la présence de diverses impuretés dans sa composition. Ainsi, selon l'oxygène, qui entre dans la composition du cuivre, le métal se divise comme suit:
- le cuivre sans oxygène contient moins de 0,001 % d'impuretés;
- le cuivre affiné contient de 0,001 à 0,01 % d'oxygène;
- le cuivre pur contient environ 0,03 à 0,05 % d'oxygène;
- Le cuivre à usage général contient 0,05 à 0,08 % d'oxygène.
La présence de plomb ou de bismuth dans le cuivre réduit les propriétés de plasticité du matériau. Les impuretés peu solubles (soufre, plomb, bismuth) augmentent la fragilité du métal.
Dans le processus d'électrolyse, en plus de l'oxygène, l'hydrogène peut entrer dans la composition des alliages de cuivre.
Propriétés physiques
La principale qualité du cuivre est sa faible résistivité et, par conséquent, sa conductivité électrique élevée. L'augmentation des impuretés de divers métaux dans l'alliage de cuivre réduit considérablement la conductivité électrique du matériau.
La conductivité thermique élevée du cuivre pur est considérablement réduite lorsqu'une variété de substances d'alliage sont ajoutées à sa composition.
Les produits en cuivre très résistants à la corrosion dans divers environnements, à l'exception des acides organiques, de l'ammoniac et des sels d'ammonium, sont également souvent utilisés dans l'industrie. Une augmentation de la quantité d'impuretés dans la composition du cuivre entraîne une diminution significative de la résistance à la corrosion des alliages.
Application pratique du cuivrage des métaux
La procédure de cuivrage de l'aluminium et d'autres métaux a une application pratique assez large non seulement à usage domestique, mais également à l'échelle industrielle. Sur de nombreux métaux, un revêtement de cuivre peut être appliqué à la fois comme couche principale indépendante et comme sous-couche pour une adhérence efficace du revêtement principal suivant au métal de base du produit.
Dans la plupart des cas, le cuivrage de l'aluminium dans les ateliers à domicile est effectué aux fins suivantes:
- décorer des bijoux;
- protection des pièces métalliques contre la corrosion et la carburation;
- élimination des dommages et des défauts de surface des produits de forme et de relief complexes;
- production de copies de produits en divers matériaux;
- créer des pastilles pour souder l'aluminium sans utiliser de composition acide;
- préparation de surface préliminaire des pièces avant chromage,placage d'argent, nickelage.
Types de cuivrage de surface métallique
La procédure de cuivrage de l'aluminium à la maison n'est pas difficile à faire par vous-même. Il n'est pas nécessaire d'utiliser un équipement spécial et des produits chimiques actifs. Un revêtement de haute qualité est assuré par le strict respect de la technologie de cuivrage de l'aluminium et la connaissance des processus en cours.
Il existe deux principaux types de cuivrage pour les surfaces métalliques:
- Avec l'immersion de la pièce dans l'électrolyte, dans laquelle le produit est partiellement ou complètement immergé dans un bain avec un réactif chimique. L'utilisation de cette méthode est justifiée dans le cas où il est nécessaire d'appliquer une couche de cuivre uniformément sur l'ensemble du produit.
- Cuivrer sans immerger la pièce dans une solution chimique. Cette méthode est plus difficile à réaliser. Son utilisation est très efficace s'il est nécessaire de réaliser le cuivrage d'une certaine zone du produit.
Dans ces deux cas, l'activation de l'agent de cuivrage chimique de l'aluminium est réalisée électriquement, ce qui nécessite l'utilisation d'une source de tension constante.
Équipement en cuivre trempé
Pour la performance de haute qualité des opérations technologiques de cuivrage d'aluminium, il est nécessaire de préparer un équipement simple. Les outils et matériaux appropriés peuvent être achetés auprès du réseau de distribution ou fabriqués indépendamment.
Pour terminer le travail, vous aurez besoin des matériaux suivantset luminaires:
- Une alimentation 6-8 volts DC avec un dispositif de réglage de courant lisse et un ampèremètre. S'il n'y a pas de réglage, il est souhaitable d'inclure un rhéostat et un ampèremètre dans le circuit. Ils seront nécessaires pour contrôler le processus. S'il n'y a pas d'alimentation électrique fixe, une batterie de type Krona peut être utilisée.
- Bain spécial en matériau non soumis à une attaque électrolytique (verre, plastique). Les dimensions du conteneur sont choisies en fonction des dimensions de la pièce à usiner.
- Électrodes en cuivre, qui servent à fournir du courant électrique à l'électrolyte lors du cuivrage de l'aluminium, et compensent également la perte de métal lors de la réaction.
- Un électrolyte dont la composition dépend du matériau de la pièce d'origine.
Préparation de la solution de cuivrage
Trouver une solution prête à l'emploi pour le cuivrage de l'aluminium dans le réseau de distribution est difficile. Habituellement, les fabricants autorisent la vente de la substance finie après présentation des documents pertinents. Par conséquent, la plupart des gens fabriquent leur propre solution de placage d'aluminium et de cuivre à la maison à partir de sulfate de cuivre.
À ces fins, vous aurez besoin de:
- vitriol bleu;
- eau distillée;
- acide chlorhydrique.
Vous ne pouvez préparer une solution que si la recette est suivie correctement. Pour ce faire, le sulfate de cuivre (20 g) doit être dissous dans 1 litre d'eau. Ajouter ensuite 2-3 ml d'acide en un mince filet. La composition est soigneusement mélangée jusqu'à ce que tous les cristaux soient complètement dissous.
L'électrolyte fini pour le cuivrage de l'aluminium avec du sulfate de cuivre doit être inodore et avoir une couleur bleu vif.
Technologie de placage de cuivre par immersion
Le cuivrage de l'aluminium métallique par la méthode d'immersion complète de la pièce dans l'électrolyte est réalisé selon la technologie suivante:
- La surface de la pièce est nettoyée avec du papier de verre ou une brosse, puis dégraissée dans une solution de soude chaude et lavée à l'eau courante.
- Deux électrodes sont suspendues dans le récipient préparé, qui sont connectées à la borne positive de la source d'alimentation.
- Un blanc est placé entre les électrodes, qui est connecté à la borne négative de l'alimentation.
- L'électrolyte préparé est versé dans le récipient de travail. Le niveau de la solution doit être au-dessus du haut des électrodes.
- À l'aide du dispositif de réglage, la valeur du courant de fonctionnement est réglée. La valeur du paramètre est basée sur le calcul de 10-15 mA par 1 cm2 de la surface de la pièce traitée.
- Après 20 minutes, l'alimentation est coupée et la pièce est retirée du bain.
- Les résidus d'électrolyte sont lavés à l'eau et la pièce est séchée.
Le temps d'exécution du processus est approximatif, il peut être contrôlé visuellement par la couleur du revêtement et l'uniformité de sa répartition. Plus l'alimentation est connectée longtemps, plus la couche de cuivre d'aluminium sera épaisse.
Outils de placage de cuivre sans dip
Travaux de cuivrageles ébauches métalliques sans immersion dans l'électrolyte sont réalisées sur des produits volumineux ne pouvant pas être complètement immergés dans le bain. De plus, cette méthode est plus efficace lors du traitement de parties individuelles du produit.
Pour effectuer des opérations technologiques de cuivrage sans immersion dans l'électrolyte, les dispositifs suivants seront nécessaires:
- La brosse chimique est faite de fil de cuivre toronné. Pour cela, vous devez dénuder l'isolant à une extrémité du fil, puis séparer un peu les conducteurs individuels. Pour faciliter la prise en main du pinceau, il est préférable de l'attacher à un bâton en bois ou à un crayon.
- Il est préférable de mettre le blanc pour le travail dans n'importe quel récipient sans côtés hauts. Il est pratique d'utiliser une assiette ordinaire en porcelaine ou en verre. De plus, vous aurez besoin d'un récipient pour l'électrolyte, dans lequel la brosse sera constamment plongée. Un verre peut être utilisé à cet effet.
- L'alimentation électrique ne diffère pas dans ses paramètres de l'alimentation électrique utilisée dans la technologie d'immersion.
Revêtement de cuivre sans dip
La technologie pour effectuer des travaux sur le cuivrage d'aluminium sans immerger la pièce dans l'électrolyte est la suivante:
- La brosse, préparée à l'avance, est connectée à la borne positive de l'alimentation.
- La solution d'électrolyte, dont la formulation est similaire à la composition utilisée dans le cas de trempage des pièces, est versée dans le récipient de mouillage des pinceaux.
- Vide,préalablement nettoyé et dégraissé, placé dans un récipient vide. À l'aide du connecteur, la pièce est connectée au moins de la source d'alimentation.
- Le pinceau est plongé dans l'électrolyte et passé à l'endroit où la couche de cuivre doit être appliquée. Il est très important que la brosse ne touche pas la surface de la pièce.
- Après avoir appliqué une couche de cuivre, la pièce est lavée à l'eau courante et séchée.
Lors du travail, vous devez vous assurer qu'il y a toujours une couche d'électrolyte entre la pièce et la brosse. Pour ce faire, le pinceau doit être constamment plongé dans un récipient contenant une solution.
Sécurité pendant le travail
Tous les travaux avec des produits chimiques et la source électrique doivent être effectués avec les précautions nécessaires.
Le cuivrage de l'aluminium dans une zone résidentielle est strictement interdit. À ces fins, il est préférable d'utiliser une buanderie, un garage ou un atelier. L'équipement électrique doit être mis à la terre.
Pour protéger la santé humaine, les recommandations suivantes doivent être suivies:
- une protection respiratoire doit être utilisée;
- pour que les produits chimiques ne pénètrent pas dans les yeux, il est nécessaire de travailler avec des lunettes;
- tous les travaux doivent être effectués avec des vêtements spéciaux (gants en caoutchouc, tablier en toile cirée, chaussures spéciales).
Le processus de revêtement des produits en aluminium avec une couche de cuivre n'est pas particulièrement difficile, même pour une personne peu familière avec le déroulement des réactions chimiques. Achetez oufabriquer l'équipement approprié ne posera pas non plus de problèmes particuliers. Mais de nombreux produits qui semblent avoir perdu leur aspect attrayant vont acquérir une seconde vie.
