Занимательная гальванотехника: Пособие для учащихся

Рис. 24. Способ наращивания при постепенном погружении и экранировании монолитной формы

_{1 — отверстие для впуска электролита 2 — линия экранирования}

По такому же принципу наращивается металл внутри монолитных форм. Способ наращивания путем последовательного погружения формы в электролит по мере отложения металла требуемой толщины представлен на рисунке 24: а — первый этап погружения формы; б — следующий этап погружения с экранированием отложенного металла при помощи изоляции; в и г — стадии дальнейшего погружения (показано перемещение границы закрытия отложенного металла изолирующим слоем).

Металл обычно закрывают в формах изолирующим слоем при помощи расплавленного парафина. Такая изоляция имеет существенное значение для регулирования толщины отлагаемого слоя.

Края формы и все ее детали, имеющие достаточную толщину, следует по мере наращивания металла тщательно закрывать изолирующим слоем, чтобы избежать образования отдельных дендритов в плохо закрытых изоляцией местах.

Другой способ регулирования отложения металла заключается в разделении монолитных форм на отдельные пояса, не связанные между собой проводящим слоем. На рисунке 25 изображена такая форма: ее пояса снабжены самостоятельными питающими проводниками, которые постепенно подключают к источнику тока таким образом, что после достаточного наращивания металла на данном поясе соответствующий проводник отключают и подключают соседний.

Рис. 25. Способ наращивания с секционированием по поясам:

_{а, б, в, г, д, е, ж — пояса: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 — проводники.}

При изготовлении такой формы предварительно устанавливают и закрепляют проводники, служащие контактами, к проводящему слою данного пояса.

Просушенную и затем пропитанную восковой композицией форму подготовляют к нанесению электропроводящего слоя. При этом форму разделяют внутри обычными электроизоляционными лентами, которые плотно наклеивают на внутреннюю полость формы, разделяя ее таким образом на отдельные пояса а, б, в и т. д.

Пояса должны быть непременно горизонтальными. Таким же образом можно изолировать и отдельные глубоко профилированные детали формы, снабжая их самостоятельными проводниками для питания.

Подготовленную форму покрывают проводящим слоем, после чего наклеенные изоляционные ленты снимают; в результате пояса или отдельные углубленные элементы формы, оказываются изолированными друг от друга, так как вместе с лентами удаляют проводящий слой.

Наращивание начинают с наиболее углубленных деталей формы, в данном примере с пояса а, включая питающий проводник 7: по отложении в этом поясе требуемой толщины металла питающие проводники его отключают и включают проводник 6 и т. д. После отложения металла на участках а и б форму из ванны вынимают и наносят проводящий слой на место, где была наклеена изоляционная лента, затем сращивают два пояса формы. После этого включают следующий пояс и таким образом последовательно наращивают металл на всю форму.

Для получения изолирующего слоя в процессе наращивания металла на сложнопрофилированные формы (в особенности при изготовлении бесшовных бюстов в монолитных формах) применяется способ изоляции уже наращенных мест (где не требуется дальнейшего отложения металла) при помощи тетрахлорметана, который заливают в форму, пользуясь тем, что его плотность больше плотности электролита, так как он находится под слоем электролита, не смешиваясь и не реагируя с ним.

Для получения в процессе гальванопластики равномерного слоя металла можно применять периодическое изменение направления постоянного тока. Такое реверсирование тока препятствует росту металла на выступающих и острых элементах форм вследствие того, что анодное растворение металла в период подключения его к аноду происходит наиболее интенсивно именно на остриях и выступающих частях.

Ток переключают так, чтобы в течение 2—40 с отлагался металл на катоде, а затем в течение 0,5–5 с растворялся отложенный металл. Таким образом, при реверсировании тока наращиваемая форма включается в качестве анода только на короткие промежутки времени и в течение продолжительного времени остается катодом.

Анодное включение катода прерывает процесс роста кристаллов, что отражается на характере последующего роста кристаллов: вместо крупнозернистой столбчатой получается мелкокристаллическая структура меди.

Реверсирование тока сопровождается повышением рассеивающей способности электролита, а отложения металла становятся более светлыми, плотными, без шероховатостей.

Для реверсирования тока применяют реле времени для периодического переключения тока.

Правильное расположение анодов в процессе наращивания металла на глубоко профилированные формы является одним из активных средств для получения равномерного отложения металла в форме.

Обычно в дополнение к основному устанавливают специальные вспомогательные аноды. Их вводят в глубоко профилированные места и в поднутрения, т. е. в такие места формы, куда электрические силовые линии от удаленных анодов в достаточной степени не проникают. Вспомогательные аноды должны быть из прокатанной высококачественной меди марки М-0 или М-1 (ОСТ ЦМ 21–39), чтобы избежать образования шлама, засоряющего форму. Кроме того, аноды следует помещать в шламозадерживающие мешки из тонкой капроновой или стеклянной ткани.

Подготовка анодов перед установкой на место и сама установка осуществляется в следующем порядке.

К аноду, вырубленному по ширине и изогнутому в соответствии с профилем данного места формы, припаивают многожильный электропровод с плотной хлорвиниловой изоляцией, так, чтобы изоляция провода была возможно ближе к аноду.

Оголенную часть провода, припаянную к аноду, покрывают изоляционным лаком или парафином, поверх которого наносят плотный слой озокерита толщиной по крайней мере 3–4 мм. Такая изоляция необходима для защиты анода в месте контакта от растворения в процессе электролиза.

Вспомогательные аноды обычно устанавливают после наращивания металла необходимой толщины; их располагают перед углублениями, не затянувшимися металлом, или там, где отложение металла имеет недостаточную толщину.

Аноды прикрепляют озокеритом к просушенному металлу, отложившемуся в форме. Приклеивание анода озокеритом должно быть надежным и может производиться в нескольких местах; края озокеритовой массы должны плотно прилегать к металлу на форме. До крепления анодов на них надевают шламозадерживающие чехлы.

На рисунке 26 показаны примеры расположения вспомогательных анодов, в открытых формах — для барельефов (а, б, г) и в закрытых формах — для объемной скульптуры (б, д, е, ж).

Рис. 26. Примеры специальных случаев расположения анодов:

_{1 — свинцовая трубка: 2 — озокерит.}

Число разнообразных случаев, которые могут представиться на практике, огромно. Для рационального подхода к вопросу об улучшении распределения силовых линий путем экранирования или введения дополнительных анодов нельзя ограничиваться выбором одного из указанных типичных случаев. Необходимо иметь возможность измерять распределение силовых линий.