Занимательная гальванотехника: Пособие для учащихся

Рис. 11. Подводка проводников к углубленным местам в форме:

_{а — в виде крючка; б — в виде узла.}

В форму укладывают также латунный или медный стержень, служащий каркасом и контактирующей подвеской, соединяемой со штангой ванны.

При наращивании деталей поверху решающее значение имеет скорость затяжки детали металлом в гальванопластической ванне. Она зависит от качества нанесенного электропроводящего слоя и от правильного расположения контактирующих проводников.

По отложении металла соответствующей толщины (обычно 1,5–2 мм), не искажающей рельефа (но достаточной для работы чеканами), его обрабатывают обычными напильниками или рифлевками (напильниками специальной формы), а затем прочеканивают, после чего восковую композицию вытапливают.

Образец скульптуры, наращенной поверху, представлен на рисунке 12.

Рис. 12. Образец скульптуры, наращенной поверху.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ СКУЛЬПТУР ИЗ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС

Металлические формы изготовляются методом контактного копирования с моделей скульптуры.

Чтобы получить формы для репродуцирования скульптур из литейных пластических масс, предварительно изготавливают модели таким же способом, как для наращивания поверху (см. с. 36). В кусковые гипсовые увлажненные формы заливают специальную восковую композицию, например, следующего состава (в г):

Озокерит… 700

Парафин… 200

Канифоль… 100

На полученные восковые модели наносится затем тончайший графитный электропроводящий слой, для чего их натирают тонкой просеянной графитовой пудрой. После графитирования на модели устанавливают проводники и под током погружают в электролит.

После получения слоя металла требуемой толщины воск из полученных металлических форм выплавляют, для чего подогревают их над паром. Затем промывают формы бензином, ацетоном или другими растворителями, обезжиривают горячей щелочью и промывают горячей водой. Изготовленные таким способом формы отличаются высокой точностью, легкостью и прочностью.

В эти формы затем заливается пластмассовая смола, например, эпоксидная, резиновая, неолейкоритовая или другие фенопластовые смолы, обладающие высокими литейными свойствами. После конденсации[6] — отвердевания пластмассовой смолы — формы удаляются с готовых скульптур путем растворения их в том же сернокислом медном электролите, в котором производится наращивание форм; для этого их завешивают на анод и одновременно проводят наращивание новых форм на восковые модели, завешенные на катоде.

Таким образом, медные формы, залитые пластмассой, не утрачиваются, а служат анодами для изготовления новых форм.

МЕТАЛЛИЗАЦИЯ КРУЖЕВ

Кружева, являясь тонко орнаментированными художественными изделиями, в металлизированном состоянии напоминают филигранные изделия.

Кружева, металлизированные техникой гальванопластики, можно использовать для разнообразных художественных изделий. Они могут служить основным материалом для изготовления всего изделия или вводиться в изделие как декоратирующие художественные элементы.

Тюлевые кружева, особенно тонкие по рисунку, наиболее красивы в сочетании с просвечивающим через мелкую сетку кружев фоном изделия и поэтому наиболее желательны для отделки в виде декорирующих накладок.

Гипюровые кружева с более крупной, чем у тюлевых, сеткой ажура пригодны для непосредственного изготовления различных художественных изделий (рис. 13, 14).

Рис. 13. Подстаканник, стенки которого изготовлены из металлизированного кружева.

Рис. 14. Пудреница, орнаментированная металлизированным тюлевым кружевом в виде накладки на крышку.

Гальванопластическая металлизация состоит в предварительной обработке, наращивании металла и последующей гальваностегической отделке кружев после монтирования на изделии.

Сперва кружева растягивают на рамке и пропитывают парафином. Затем их проглаживают утюгом между листами бумаги для удаления избытка парафина. Далее наносят электропроводящий слой мелкого графита, излишек которого надо тщательно сдувать с кружев. Проложив проводники по краю кружева, их крепят на пластмассовой рамке или рамке из толстого провода с хлорвиниловой изоляцией, вместе с которой загружают в электролит (рис. 15).

Рис. 15. Натягивание проводником кружева.

Кружева, покрытые медью, обрабатывают латунной щеткой. Из металлизированных кружев вырезают требуемую заготовку и монтируют на изделии или изготовляют само изделие, придавая заготовке кружева соответствующую форму.

Металлизированные кружева паяют обычным способом с применением оловянно-свинцового припоя.

Гальваностегическая отделка заключается в нанесении декорирующего слоя серебра или золота или оксидирования в соответствующий тон.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГЕРБАРИЕВ ИЗ ЛИСТЬЕВ

Для получения металлических гербариев (рис. 16) берут свежие листья и снимают с них отпечатки на восковой композиции. Для этого в формочку из плотной бумаги или в обичайку заливают восковую композицию и дают ей остыть почти до полного отвердевания с таким расчетом, чтобы поверхность восковой композиции была еще эластичней.

Рис. 16. Металлический гербарий.

Листья накладывают на поверхность воска и прижимают их стеклом. После этого снимают стекло и лист, и на восковой композиции остается четкий отпечаток листа. Таким же образом делают отпечаток с обратной стороны листа.

Когда восковая композиция полностью затвердеет и станет холодной, форму с отпечатком осторожно графитируют мягкой кистью с тем, чтобы не повредить отпечатка. Установив проводники на форме, подвешивают груз и форму завешивают в гальванопластическую ванну.

ПОКРЫТИЕ МЕТАЛЛОМ РАСТЕНИИ И ФРУКТОВ

Для покрытия металлом растений, фруктов и т. п. их предварительно высушивают, а затем обрабатывают в спирте или в растворах хлорида натрия, бария или кальция, уксусной или салициловой кислоты, а затем покрывают тонким слоем серебра.

После этого на поверхность предметов, покрываемых металлом, следует несколько раз нанести тонкий слой шеллачного лака.

Для металлизации растений готовят четыре раствора (применяя при этом дистиллированную воду): первый раствор — 4 г гидроксида натрия на 100 мл воды; второй — 4 г нитрата серебра на 100 мл воды; третий — 7 г аммиака (25-процентный раствор) на 100 мл воды и четвертый — 2,5 г сахара на 85 мл воды. Все четыре раствора сливают в один сосуд. В приготовленную жидкость опускают растение, которое хотят металлизировать серебром, а затем покрыть медью. После того как поверхность растения покроется серебром, его вынимают из раствора, прополаскивают водой и загружают в гальванопластическую медную ванну.

Для устранения плавучести в электролите фрукты, растения и т. п. прикрепляются на парафине к стеклу или кусочку пластмассы.

ПОКРЫТИЕ МЕТАЛЛОМ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДЕРЕВА, ПЕРЬЕВ ПТИЦ И ДРУГИХ ПРЕДМЕТОВ

Мелкие изделия из дерева, например рельефы, могут быть покрыты тонким слоем металла. Покрытые металлом деревянные изделия внешне будут имитировать металлические — литые.

Предварительно изделия из дерева проваривают в воске или парафине, церезине, озокерите или других восковых смесях для устранения гигроскопичности, так как дерево впитывает электролит. Затем изделия графитируются; на них устанавливаются проводники, которые прикрепляются на форме, как указано на рисунке 17; подвешивается груз, и форма загружается в ванну.

Таким же способом могут быть покрыты металлом перья птиц, ио их не проваривают в воске или парафине, а только погружают в расплавленный состав, после чего графитируют, прикрепляют проводник и груз.

Рис. 17. Пример зарядки форм:

_{Слева — правильная зарядка формы, справа — неправильная зарядка.}

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРЕСС-ФОРМ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ АКРИЛАТА

Путем гальванопластики можно изготовлять пресс-формы для прессования в них предварительно размягченного акрилата (органического стекла). Для этого с рельефной модели снимают металлический контррельеф, наращивая металл в гальванопластической ванне непосредственно на модель. Для этого готовят рельефную модель из гипса или пластилина.

Покрыв модель графитом и приложив проводники из проволоки, модель загружают в гальванонластическую ванну и выдерживают ее до отложения на ней меди толщиной не менее 1,5–2 мм.

Полученный медный контррельеф затем облуживают с обратной стороны оловянно-свинцовым припоем и устанавливают на столе вниз контррельефом, подложив лист асбеста.

После этого контррельеф заключают в стальное кольцо (рис. 18) и в него заливают свинец или баббит, который спаивается с облуженной стороной контррельефа.

Рис. 18. Пресс-форма.

Кольцо можно отрезать от трубы соответствующего диаметра. Во избежание растекания свинца контррельеф вдавливают в песок, предварительно насыпанный на асбест. Песком следует засыпать и внешние края кольца.

В полученной таким образом пресс-форме можно прессовать изделия из пластической массы — органического стекла, предварительно размягчив его над электрической плиткой или в кипятке до состояния резины.

Для прессования размягченное органическое стекло укладывают на полученную пресс-форму, поверх которой кладут толстую губчатую резину, а затем стальную плитку толщиной 4–5 мм.

Подготовленную таким образом пресс-форму ставят па пресс и производят давление в течение 3–5 мин почти до полного отвердевания органического стекла. После прессования форму вместе с опрессованной моделью погружают в воду для полного охлаждения. Модель извлекают из готовой формы легким постукиванием.

Для прессования моделей небольших размеров (5–6 см) может быть использован канцелярский винтовой пресс или гидравлический пресс, имеющийся в каждом физическом кабинете школы.

Нанесение электропроводящего слоя на формы

НАНЕСЕНИЕ ГРАФИТА

Подготовка графита. Существует несколько сортов графита; наиболее качественным для создания электропроводящего слоя на формах считается чешуйчатый графит, но можно пользоваться любым сортом.

Графит, применяемый для натирания форм, должен отличаться чистотой, не иметь посторонних примесей, не быть крупночешуйчатым или матовым (матовый графит — землистый, или так называемый сажевый, иногда употребляется в качестве наполнителя для восковых форм).

Предварительно графит обрабатывают. Обычный мелкий чешуйчатый графит размалывают в фарфоровой шаровой мельнице с водой или растирают в фарфоровой ступке; наиболее мелкий графит — коллоидный — измельчают в коллоидной мельнице. Из размолотого графита удаляют содержащиеся в нем обычно оксиды железа, для чего его замешивают с водой в сметанообразную массу и добавляют хлор водородную кислоту; через сутки графит осаждается на дно сосуда[7]. Воду сливают, графит многократно промывают водой до полного удаления кислоты, затем сушат, растирают шпателем и просеивают через тонкое металлическое или шелковое сито с числом отверстий не менее 400 на 1 см2. Наиболее мелкий графит используется для небольших и очень точных копий; для копий большого размера можно применять более крупный графит, так как он обладает повышенной электропроводностью.

Следует отметить, что графит имеет значительное удельное сопротивление. При небрежном графитировании омическое сопротивление графита может возрасти. Его следует наносить плотным слоем, чтобы частицы графита хорошо соприкасались между собой.