Vara pārklājums ir vara slāņa uzklāšana uz dažādu metālu (alumīnija, tērauda, niķeļa, misiņa) virsmas. Vara pārklājums piešķir metāliem vizuālu pievilcību, ko var izmantot dažādos dizaina projektos. Tāpat vara slānis spēj uzlabot metālizstrādājumu elektrovadītspēju, kas būtiski palielina turpmākās virsmas apstrādes iespēju.
Ikviens, kurš vismaz nedaudz pārzina ķīmisko reakciju pamatus, var apgūt alumīnija vara pārklājuma tehnoloģiju mājās.
Vara atklāšanas vēsture
Varš ir pirmais metāls, kas iekaroja cilvēku un spēlēja vislielāko lomu civilizācijas attīstības vēsturē. Šis notikums notika vairākus gadu tūkstošus pirms mūsu ēras, un precīzu šī unikālā metāla izmantošanas sākuma datumu nevarēja noteikt.
Senos laikos vara tīrradņus galvenokārt izmantoja ieroču un sadzīves instrumentu radīšanai. Sarkans-zaļie metāla tīrradņi sākotnēji tika izmantoti tāpat kā parastie akmeņi. Nākotnē empīriski cilvēki pamanīja, ka šī materiāla apstrāde ar āmuru piešķir tam īpašas īpašības. Tā radās aukstā metāla kalšana.
Arī vēlāk atklājās, ka metāls kūst un pēc atdzišanas iegūst citas formas un īpašības. Šis posms bija pirmais metālu karstās formēšanas attīstības posms.
Vara īpašības un sastāvs
Varš ir rozā sarkans smagais metāls, kas ir ļoti mīksts un kūst virs 1080 ℃. Vara pārklājuma elektrovadītspēja ir 1,7 reizes augstāka nekā alumīnija. Varam ir arī augsta siltumvadītspēja.
Daudzas īpašas metāla īpašības ir saistītas ar dažādu piemaisījumu klātbūtni tā sastāvā. Tātad, saskaņā ar skābekli, kas ir vara sastāvā, metāls tiek sadalīts šādi:
- varš bez skābekļa satur mazāk par 0,001% piemaisījumu;
- attīrīts varš satur 0,001–0,01% skābekļa;
- tīrs varš satur aptuveni 0,03–0,05% skābekļa;
- Vispārējas nozīmes varš satur 0,05–0,08% skābekļa.
Svina vai bismuta klātbūtne varā samazina materiāla plastiskuma īpašības. Viegli šķīstoši piemaisījumi (sērs, svins, bismuts) palielina metāla trauslumu.
Elektrolīzes procesā vara sakausējumu sastāvā papildus skābeklim var iekļūt ūdeņradis.
Fizikālās īpašības
Galvenā vara kvalitāte ir zema pretestība un līdz ar to augsta elektrovadītspēja. Dažādu metālu piemaisījumu palielināšanās vara sakausējumā būtiski samazina materiāla elektrovadītspēju.
Tīra vara augstā siltumvadītspēja ir ievērojami samazināta, ja tā sastāvam tiek pievienotas dažādas leģējošās vielas.
Rūpniecībā bieži tiek izmantoti arī vara izstrādājumi, kas ir ļoti izturīgi pret koroziju dažādās vidēs, izņemot organiskās skābes, amonjaku un amonija sāļus. Piemaisījumu daudzuma palielināšanās vara sastāvā izraisa ievērojamu sakausējumu izturības pret koroziju samazināšanos.
Praktisks metālu vara pārklājuma pielietojums
Alumīnija un citu metālu vara pārklājuma procedūrai ir diezgan plašs praktisks pielietojums ne tikai sadzīves, bet arī rūpnieciskā mērogā. Uz daudziem metāliem vara pārklājumu var uzklāt gan kā galveno neatkarīgo slāni, gan kā apakšslāni efektīvai nākamā galvenā pārklājuma saķerei ar izstrādājuma parasto metālu.
Lielākajā daļā gadījumu alumīnija vara pārklāšana mājas darbnīcās tiek veikta šādiem nolūkiem:
- rotu dekorēšana;
- metāla detaļu aizsardzība pret koroziju un karburizāciju;
- bojājumu un virsmas defektu novēršana izstrādājumiem ar sarežģītu formu un reljefu;
- no dažādiem materiāliem izgatavotu izstrādājumu kopiju izgatavošana;
- izveidot paliktņus alumīnija lodēšanai, neizmantojot skābes sastāvu;
- detaļu iepriekšēja virsmas sagatavošana pirms hromēšanas,sudraba pārklājums, niķeļa pārklājums.
Metāla virsmu vara pārklājuma veidi
Procedūru alumīnija vara pārklāšanai mājās nav grūti veikt patstāvīgi. Nav nepieciešams izmantot īpašu aprīkojumu un aktīvās ķīmiskās vielas. Kvalitatīvu pārklājumu nodrošina stingra alumīnija vara pārklājuma tehnoloģijas ievērošana un notiekošo procesu zināšanas.
Ir divi galvenie metāla virsmu vara pārklājuma veidi:
- Ar sagataves iegremdēšanu elektrolītā, kurā produkts ir daļēji vai pilnībā iegremdēts vannā ar ķīmisko reaģentu. Šīs metodes izmantošana ir attaisnojama gadījumā, ja ir nepieciešams vienmērīgi uzklāt vara slāni pa visu izstrādājumu.
- Vara pārklājums, neiegremdējot daļu ķīmiskā šķīdumā. Šo metodi ir grūtāk izpildīt. Tās izmantošana ir ļoti efektīva, ja nepieciešams veikt noteiktas izstrādājuma vietas vara pārklājumu.
Abos šajos gadījumos alumīnija ķīmiskā vara pārklājuma aģenta aktivizēšana tiek veikta elektriski, un tam ir nepieciešams pastāvīga sprieguma avots.
Vara iegremdēšanas aprīkojums
Alumīnija vara pārklājuma tehnoloģisko darbību kvalitatīvai veikšanai nepieciešams sagatavot vienkāršas iekārtas. Atbilstošus instrumentus un materiālus var iegādāties izplatīšanas tīklā vai izgatavot neatkarīgi.
Lai pabeigtu darbu, jums būs nepieciešami šādi materiāliun aprīkojums:
- 6–8 voltu līdzstrāvas barošanas avots ar vienmērīgu strāvas regulēšanas ierīci un ampērmetru. Ja regulēšanas nav, tad ķēdē vēlams iekļaut reostatu un ampērmetru. Tie būs nepieciešami, lai kontrolētu procesu. Ja nav stacionāra barošanas avota, tad var izmantot Krona tipa akumulatoru.
- Īpaša vanna izgatavota no materiāla, kas nav pakļauts elektrolītiskajam uzbrukumam (stikls, plastmasa). Tvertnes izmēri tiek izvēlēti atbilstoši sagataves izmēriem.
- Vara elektrodi, kas kalpo elektriskās strāvas padevei elektrolītam alumīnija vara pārklājuma laikā, kā arī kompensē metāla zudumus reakcijas laikā.
- Elektrolīts, kura sastāvs ir atkarīgs no oriģinālās sagataves materiāla.
Vara pārklājuma šķīduma sagatavošana
Sadales tīklā ir grūti atrast gatavu risinājumu alumīnija vara pārklājumam. Parasti ražotāji atļauj pārdot gatavo vielu pēc attiecīgo dokumentu uzrādīšanas. Tāpēc lielākā daļa cilvēku paši izgatavo alumīnija vara pārklājuma šķīdumu mājās no vara sulfāta.
Šiem nolūkiem jums būs nepieciešams:
- zils vitriols;
- destilēts ūdens;
- sālsskābe.
Risinājumu var pagatavot tikai tad, ja recepte tiek ievērota pareizi. Lai to izdarītu, vara sulfāts (20 g) jāizšķīdina 1 litrā ūdens. Pēc tam tievā strūkliņā pievieno 2-3 ml skābes. Sastāvu rūpīgi sajauc, līdz visi kristāli ir pilnībā izšķīduši.
Gatajam elektrolītam alumīnija vara pārklājumam ar vara sulfātu jābūt bez smaržas un spilgti zilā krāsā.
Iegremdēšanas vara pārklājuma tehnoloģija
Alumīnija metāla vara pārklāšana ar metodi, pilnībā iegremdējot sagatavi elektrolītā, tiek veikta saskaņā ar šādu tehnoloģiju:
- Apstrādājamās detaļas virsmu notīra ar smilšpapīru vai otu, pēc tam attauko karstā sodas šķīdumā un mazgā zem tekoša ūdens.
- Sagatavotajā traukā ir iekārti divi elektrodi, kas savienoti ar barošanas avota pozitīvo spaili.
- Starp elektrodiem ir novietota tukša vieta, kas savienota ar barošanas avota negatīvo spaili.
- Sagatavoto elektrolītu ielej darba traukā. Šķīduma līmenim jābūt virs elektrodu augšdaļas.
- Izmantojot regulēšanas ierīci, tiek iestatīta darba strāvas vērtība. Parametra vērtība ir balstīta uz aprēķinu 10-15 mA uz 1 cm2 no apstrādātās sagataves laukuma.
- Pēc 20 minūtēm strāvas padeve tiek izslēgta un sagatave tiek izņemta no vannas.
- Elektrolītu atlikumus nomazgā ar ūdeni un daļu nožāvē.
Procesa izpildes laiks ir aptuvens, to var kontrolēt vizuāli pēc pārklājuma krāsas un tā sadalījuma vienmērīguma. Jo ilgāk ir pieslēgts strāvas padeve, jo biezāks būs alumīnija vara slānis.
Bezdimensijas vara pārklājuma instrumenti
Vara pārklāšanas darbimetāla sagataves bez iegremdēšanas elektrolītā tiek veiktas uz lieliem izstrādājumiem, kurus nevar pilnībā iegremdēt vannā. Turklāt šī metode ir efektīvāka, apstrādājot atsevišķas izstrādājuma daļas.
Lai veiktu tehnoloģiskās darbības vara pārklāšanai bez iegremdēšanas elektrolītā, būs nepieciešamas šādas ierīces:
- Ķīmiskā birste ir izgatavota no savītas vara stieples. Šim nolūkam ir jānoņem izolācija vienā stieples galā, pēc tam nedaudz atdaliet atsevišķus vadītājus. Lai otu būtu ērti turēt, labāk to piesiet pie koka kociņa vai zīmuļa.
- Darba sagatavi labāk likt jebkurā traukā bez augstām malām. Ir ērti izmantot parastu porcelāna vai stikla plāksni. Turklāt jums būs nepieciešams trauks elektrolītam, kurā pastāvīgi tiks iemērkta birste. Šim nolūkam var izmantot glāzi.
- Barošanas bloks pēc parametriem neatšķiras no barošanas avota, ko izmanto iegremdēšanas tehnoloģijā.
Bezdimensijas vara pārklājums
Tehnoloģija darbu veikšanai ar alumīnija vara pārklājumu, neiegremdējot apstrādājamo priekšmetu elektrolītā, ir šāda:
- Iepriekš sagatavotā birste ir savienota ar barošanas avota pozitīvo spaili.
- Elektrolīta šķīdumu, kura sastāvs ir līdzīgs sastāvam, ko izmanto daļu iegremdēšanas korpusā, ielej otas mitrināšanas tvertnē.
- tukšs,iepriekš iztīrīti un attaukoti, ievietoti tukšā traukā. Izmantojot savienotāju, daļa tiek pievienota strāvas avota mīnusam.
- Otu iemērc elektrolītā un virza pāri vietai, kur jāuzklāj vara slānis. Ir ļoti svarīgi, lai birste nepieskartos detaļas virsmai.
- Pēc vara slāņa uzklāšanas apstrādājamo priekšmetu mazgā zem tekoša ūdens un žāvē.
Veicot darbu, jums ir jāpārliecinās, ka starp apstrādājamo priekšmetu un suku vienmēr ir elektrolīta slānis. Lai to izdarītu, birste pastāvīgi jāiemērc traukā ar šķīdumu.
Drošība darba laikā
Visi darbi ar ķimikālijām un elektrības avotu ir jāveic, ievērojot nepieciešamos piesardzības pasākumus.
Alumīnija vara pārklājums dzīvojamos rajonos ir stingri aizliegts. Šiem nolūkiem labāk ir izmantot saimniecības telpu, garāžu vai darbnīcu. Elektroiekārtām jābūt iezemētām.
Lai aizsargātu cilvēku veselību, jāievēro šādi ieteikumi:
- jāizmanto elpceļu aizsarglīdzekļi;
- lai ķimikālijas neiekļūtu acīs, jāstrādā aizsargbrillēs;
- visi darbi jāveic speciālā apģērbā (gumijas cimdos, eļļas auduma priekšauts, speciālie apavi).
Alumīnija izstrādājumu pārklāšanas process ar vara slāni nav īpaši grūts pat cilvēkam, kurš maz pārzina ķīmisko reakciju gaitu. Pirkt vaiatbilstoša aprīkojuma izgatavošana arī neradīs īpašas problēmas. Taču daudzi produkti, kas, šķiet, ir zaudējuši savu pievilcīgo izskatu, iegūs otru dzīvi.
