Глава 21. Тесты.
Гальванопластика.
28.03.2026
* В СТАТЬЕ ПРИВЕДЕНЫ ВСЕ ТЕСТЫ, НО КОНЕЧНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ НА КОТОРОМ Я ОСТАНОВИЛСЯ - БЛИЖЕ К КОНЦУ.
** В этом посте я так же расскажу про свои тесты с Чернением Меди после Гальванопластики. Так же, этот пост скорее всего будет дополняться новыми тестами (планирую испытать медный лак). А все что касается 3D печати и 3D моделирование будет описано в следующем посте. Все пластиковые детали, которые участвовали в экспериментах - это детали от предыдущего проекта Виктори.
*** Все эксперименты - это визуализация разных (как плановых, так и экстремальных) условий создания медного слоя на пластике. Путем проб и ошибок я хотел показать всем, что будет происходить в той или иной ситуации... и по итогу, в последствии, я выбрал для себя подходящие параметры и условия при которых я получил желаемый результат. Тот вариант который я выбрал как рабочий я буду показывать в будущих постах при изготовлении уже непосредственно деталей для модели.
**** Дальше в тексте я показываю вторую версию гальванизирующей установки, которая больше по размеру и с функцией вращения.
Итак, Гальванопластика, что это? Если вы думаете, что это сложно и не для вас, то после прочтения этого поста, вы поймете, что это на много проще чем казалось.
Лень двигатель прогресса. Я всегда искал способ сделать что-то быстрее и с меньшими усилиями. Потому я искал способ изготавливать одинаковые детали в большом количестве за раз. И единственный способ - это печать на 3D принтере.
Но многие могут возразить, что это не так аутентично, что крашеный пластик никогда не будет смотреться как черненный металл... и я с вами полностью согласен!
Но, что если покрыть пластик металлом?! И потом его почернить... и вуаля - вот вам и пригодилась гальванопластика!
Так что же такое гальванопластика? Это метод покрытия одного металла другим, если очень простыми словами. Так можно делать позолоту, серебрение, оцинковку и много чего другого, но нас интересует омеднение.
Но! Я только что сказал, что это - покрытие металлом другого металла, а при чем здесь пластик? Так вот, чтобы омеднение сработало, нужно электропроводимость у нашей пластиковой детали. Но как это сделать? Один из вариантов - Графит! Обычный, тот что у вас в карандашах. Но нанесение такого порошка проблематично, потому есть уже готовые спреи и ими можно нанести слой графита как слой краски из балончика.
И теперь - наша деталь готова к омеднению. И если кто-то думает, что это больше про декорацию и такая деталь не сможет выдержать нагрузки, то все зависит от времени омеднения. Чем дольше процесс, тем больше слой меди и такую деталь уже можно даже шлифовать. Дальше я покажу свои экскременты с нагрузками на такие детали (римы и петли) и вы убедитесь... нет, вы даже удивитесь, на сколько они прочные!
И к чему ми пришли... Если деталь выглядит как металлическая (по сути она такой и является), если она гнется, полируется и чернится как металл, то по сути, какая разница, что внутри? Многие омедняют олово (химическим или гальваническим методом), которое является хрупким и очень гнущимся металлом, то чем он лучше пластика, который в разы прочнее (для своих задач). Кстати вес (кто приверженец металла), вес играет иногда злую шутку, когда от тряски тяжелая пушка отрывается от лафета на готовой модели при транспортировке...
Итак, если вы дочитали до этих строк, то я предлагаю посмотреть на мои опыты в гальванопластике. Я постараюсь все детально объяснить, чтобы даже ребенок смог это повторить, поехали!
Но в начале рекомендации к обязательному исполнению.
Средства защиты маска, перчатки, очки!
1. Детали - из фотополимерного SLA пластика, (которые я напечатал на 3D принтере) я приклеил на СА. Размещать их надо так, чтобы они не перекрывали доступ друг другу к боковым стенкам и не касались друг друга. Это помешает нормально покрыть графитом. Нужно понимать, что крепления должны быть там, где деталь не будет видна. Большие детали лучше крепить в нескольких точках, но которые желательно чтобы не были видны и на выступающих участка. О крепеже подробнее дальше еще расскажу. Так же, нужно замкнутые детали (колокол, ведро) крепить боком, чтобы воздушные пузырьки не образовывались внутри, это важно!
2. Графит. Наносить графитовый лак нужно на детали и на часть проволоки рядом, обязательно. Аэрозоль наносится как краска, он без запаха, но из недостатков - он не дешевый. Наносить надо так, чтобы не было пустых участков и потеков. Лучше нанести раз, потом все проверить и повторить. Слой ложится очень тонкий, потому лучше сделать чуть больше, чем потом будут пустоты, но без фанантизма (повторюсь, он не дешевый, стоимость 17-20 евро).
3. Слой графита достаточно хрупкий. Не кладите деталь на что-то шершавое. Держатель должен быть сделан так, чтобы детали всегда были подвешены и ничего не касались! Можно перед погружением немного отполировать очень мягкой тканью поверхность.
Очень важно! Нужно дождаться полного высыхания поверхности. И хотя графит на вид высыхает в течении нескольких минут - это обманчиво. Полное высыхание длится 2-4 часа! Если это проигнорировать - слой будет рыхлый и не прочный, процесс будет медленный и будет образовываться "сахар" на поверхности.
Внимание! Графит очень мелкодисперстный и его распылять нужно в изолированном месте. Если им испачкать пол, то эта пыть будет везде, и его сложно вымыть с поверхностей. Я вас предупредил!
4. Электрооборудование. Нам нужен источник питания постоянного тока. Подойдет любое ненужное зарядное устройство. Я взял на 5 Вольт, 1,2 Ампера. Для наших целей этого более чем достаточно. От этого зарядного устройства его плюс и минус мы подключаем в понижающий конвертер XY-SK35H (его можно купить без проблем на АлиЕкстпрусс, 10-15 евро). На нем мы выставим нужную силу тока и вольт (об этом устройстве - дальше подробнее). А от этого понижающего конвертера нужно вывести два плюса и один минус (но можно и два минуса тоже).
5. Анод (+). Две медных пластины (предварительно отполированные от оксидной пленки металлической ватой или наждачной бумагой, важно!) Желательно сделать чехлы из нетканного материала, типа фильтра для кофе. Это нужно для того, чтобы мусор от меди не попадал в раствор (нижу увидите на сколько это важно). Пластины нужно делать выше уровня раствора и контакты с проводом должны быть на поверхности.
7. Детали нужно располагать этажами но в одной плоскости! Ничего не должно болтаться и не должно выступать за основную плоскость (очень близко к пластинам). Желательно сделать так чтобы вся плоскость могла вращаться или можно периодически помешивать раствор. В идеале подключить автопомешивание или аквариумный насос.
Повторюсь, скорость осаждения будет падать если раствор не перемешивать. Медь будет будет оседать на дно и процесс будет длительным. Чтобы медь равномерно была по всему раствору нужно постоянное движение раствора. Либо регулярно перемешивать, либо сделать что-то автоматическое, чтобы перемешивало за вас.
8. Катод (-). К проволоке с нашими деталями нужно подключить минус. Расстояние от медных пластин должно быть одинаковое для всех деталей. Детали не должны касаться медных пластин, никогда. (Минусов можно сделать два, еще один провести на другую сторону, дальше я так и сделал).
9. Раствор. Я покупал готовый, что и вам рекомендую. Это кислотный раствор для блестящего меднения. Можно пробовать изготовить его самостоятельно, но нужен чистый медный купорос (не агро), серная кислота (для аккумуляторов), спирт, соль и тиокарбамид. Но если все купить, то сумма выйдет больше чем литр готового раствора. Да, у вас в итоге сырья будет больше в 5 раз, но зачем? Этот раствор без срока годности и при фильтрации одного литра хватит на много моделей. Искать такой надо в специализированных магазинах, где покупают ювелиры, стоимость 5 евро.
10. Настройки конвертера. Такая техника достаточно дорогая, если она профессиональная. Это же аппарат я купил за 12 евро. XY-SK35H ищите на АлиЕкспресс. Как его настраивать: 1) подключаем к сети (провода +- из блока питания), 2) включаем кнопку Включения (ON), 3) затем жмем SW и нужно чтобы НЕ было "IN", то есть, чтобы мы видели исходящие настройки а не входящие, 4) жмем V/A и в настройке set cv (00,00) выставляем 02,00 Вольт (этот параметр не обязателен, он сам станет как нужно в зависимости от Ампер, но верхнюю границу можно выставить в 1-2V), 5) жмем еще раз V/A и в настройке set cс (0,000) выставляем 0,080 Ампер! Это важно, не 0,8 а 0,08!! Этот параметр самый важный. 6) после бездействия - настройки сохранится. Готово.
Эти параметры не универсальные, а как пример с этим количеством деталей!
Нужно рассчитывать по такому принципу:
- старт и до полного омеднения - 0,01-(0,02) Ампер на квадратный сантиметр.
- после того как затянется вся поверхность - 0,02-(0,03) Ампер на см2. (но можно и не менять, если не спешите).
Как посчитать площадь деталей: берете деталь и обрисовываете вокруг нее на листе ее очертания всех поверхностей которые будут омеднятся. Если деталь цилиндр - то вы мысленно разворачиваете его в одну плоскость. Суммируете площадь в квадратных сантиметрах. У меня было приблизительно 2х4 = 8см, 8х0,01 = 0,08 Ампер. Этот этап очень важный с подбором силы тока.
11. Через час можно немного повысить ток (Амперы. А Вольты выставляются автоматически, если деталей больше можно потолок выставить в 2 Вольта). Но это не обязательно, если вы не спешите, но так как я добавил к омеднению монету и кулон - то я поднял то до 0,1 Ампер. После покрытия медью всей поверхности деталей можно поднять ток до 0,02 Ампер на см2, но это не обязательно (есть риск кораллов).
Нужно понимать, что: 1) если сила тока (амперы) маленькакя процесс может идти очень медленно или остановится. 2) если сила тока высокая - скорость омеднения будет выше, но есть риск появления локальных утолщений и прыщей. Сила должна быть оптимальной, и ближе к тем показателям, что я написал выше. Если деталь очень сложной формы и сложно просчитать ее площадь - то повышайте силу раз в полчаса на 5-10% и наблюдайте за ростом. Если ускоряется и нет артифактов - повторяйте, но не повышайте очень быстро и сильно и постоянно проверяйте, особенно при первых пробах.
12. Процесс. Пушка покрывались медью больше 6ти часов и мелкие детали до 5 часов. На фото выше вы можете видеть как медь наползала на детали постепенно их покрывая. При этом, почти 3 часа даже не начинала покрываться одна петля (3я слева) и один средний рим... я уже думал, что был пропуск в графитовом покрытии, но после 3х часов эти детали все же начали покрываться. Видимо медь пошла в обход пробела, либо другие детали забрали на себя весь ток. Так что не паникуйте, если ничего не видите. Прижмите фонарик к стенке и вы увидите рост меди.
13. Это результат спустя 6 часов наползания и + 14 часов последующего меднения.
К сожалению я забыл провернуть монету на держателе и как говорил персонаж из фильма "Пираты карибского моря" - монета стала частью корабля. Она намертво приросла к держателю. Чтобы такого не было, надо каждые пару часов ее вращать.
Такой результат можно было бы достичь и быстрее, но я решил попробовать медленный вариант, чтобы достичь максимально ровного слоя. Далее, будем ускоряться.
14. Фильтр. Вот наглядный пример, зачем нужен фильтр. После использования пластины нужно промыть проточной водой и постирать фильтр. А перед следующим использованием пластины нужно обработать стальной ватой.
15. Толщина слоя. В зависимости от времени омеднения (у меня это было 6 часов роста слоя и +24 часа наращивания слоя) можно нарастить толщину в лист бумаги, это 0,1 мм или 100 микрон. И кому-то может показаться что это очень мало, но этой толщины в принципе и не нужно. Достаточно 50-60 микрон, чтобы уже без страха шлифовать и нормально полировать деталь. И при толщине 60-100 микрон прочность детали уже просто запредельная, но наплывы увеличиваются и геометрия меняется. Далее об этом всем подробнее.
16. Я забыл вытащить медь из воды после промывки и она стала такой. Цвета просто впечатляют...
Но это не беда. Это всего лишь окись и ее можно легко снять стальной ватой. Но здесь есть момент, о нем я детально расскажу ниже!
17. Артифакты. Волны или наплывы, я так понял, появляются чаще сверху, потому лучше деталь размещать верхом вниз. Чтобы такого не было надо перемешивать раствор или регулярно вращать деталь. Прыщи или наросты (как коралловые) - это из-за высокого тока. (Я стараюсь избегать этого. Лучше пусть все идет медленнее, но потом не будет лишней работы при шлифовке). Но даже если это все появилось, медь идеально шлифуется наждачной бумагой и полируется стальной ватой, (но о полировке я еще буду уточнять ниже!)
Таким способом, как вы видите, можно покрывать медью любой металл, от бижутерии до монет.
Для сравнения слева оригинальная монета - 1 гривна, и справа - покрытая медью. Если будет желание я покрою ее зеленой патиной и можно добиться античного вида, он об этом позже.
18. Прочность. Я тестировал детали с толщиной слоя 0,1мм. На изгиб они были такие жесткие, что не сравнимо с обычной медью. Мне удавалось почти достичь угла 90 градусов и только после этого деталь ломалась. Но угол 50-70 градусов гнулся вообще без проблем. На отрыв я тестировал рим с похожей толщиной. Жаль у меня не было с поднятым кольцом, так бы можно было проверить более точно. Но и так видно, что рим без проблем выдержал больше 4 килограмма и сломался от 5ти. Но я уверен, что он бы выдержал и больше, если бы не выгибался из "лежачего положения". Но тогда не факт что выдержало бы клеевое соединение. Он мог бы просто оторваться от отверстия (дерева или клея). Но, даже если мы возьмем этот показатель, то я не уверен, что у большинства из вас вся модель весит хотя бы столько же как выдержал один этот рим. Потому, я думаю, для тех, кто хочет прочности (хотя я уверен, что и половины будет более чем достаточно) - вам можно смело наращивать 100 микрон, но в этом есть одно Но!
19. Геометрия. Из-за увеличения слоя, особенно на мелких деталях, будет видно изменение геометрии. Утолщение и скругление краев и сглаживание текстур.
На фото: слева - пластовая деталь толщиной 0,4 мм. По центру - слой меди 50 микрон, справа - 100 микрон. (*пластиковый рим крашеный).
Если нужна прочность и нужна большая толщина, то нужно изначально на моменте моделирования максимально рассчитывать это и учитывать это в построении геометрии, тогда проблем можно избежать. Если слой не большой и не нужна предельная прочность - слой можно оставлять 30-40 микрон, это треть от листа бумаги, что при идеальной геометрии и минимальной надобности шлифовки - более чем достаточно.
Геометрию деталей опытным путем можно довести до идеала. В программе 3D можно смоделировать десятки вариантов по размеру и форме за несколько минут. Напечатать хоть сотни деталей за раз и потом омеднить их таким же количеством, а потом выбрать те, что оказались самыми удачными. Можно сделать их слегка неровными, с разными вариантами положений, чтобы максимально достичь реалистичности... но невозможно за такое краткое время вручную сделать такое же количество обычным методом, это факт.
Я уже подготавливаю второй вариант тестов, чтобы показать разные условия, как нужно и как НЕ нужно делать омеднение. А так же планирую еще протестить медный лак (если куплю его). Он еще дороже по цене и его сложнее найти чем графитовый. Но он в разы быстрее работает, более предсказуемый и медь нарастает не из зоны держателей, а целиком всей поверхностью.
Еще в планах, естественно, показать вам, как это все чернится. В этом процессе есть тоже некоторые хитрости, потому как пушки нужно чернить по одному методу, чтобы они были похожи на чугун. А все остальное: якоря, римы, петли - другим способом, чтобы они были похожи на кованую сталь.
Тест №2
В этом посте я расскажу про типичные ошибки и о пользе, которые они дают для дальнейших выводов перед созданием желаемого результата.
20. Держатели. Идеальным методом оказалось сверление отверстий и фиксация в них (без клея) проволоки того же диаметра и обязательно медной!! После покрытия медью - эти держатели можно откусить кусачками и торец будет такой же медный как и вся поверхность и после шлифовки место это вы и не найдете. Это правильно, а вот количество - как оказалось и двух на такой размер более чем достаточно. Их можно разместить в местах контакта с лафетом. И эти же держатели можно не убирать и они будут удерживать пушку на лафете, если в нем предварительно сделать отверстия.
21. Скорость роста. Чем больше точек роста металла тем быстрее вся деталь покроется медью и начнет наращивать слой. Это в теории может быть, но! Чем больше держателей тем больше металла в растворе, и этот металл (держатели) увеличивает общую площадь. Но хуже всего, что этот металл (держатели) покрывается медью быстрее и забирает на себя ток лучше чем графит. Так что, не совсем это утверждение верно. В этом случае можно было сделать 4-5 штук в разных местах и не прижимать их к фигурке.
22. Ошибки. Для эксперимента в этот раз я сделал все !как не надо! Во-первых самая большая ошибка - я не дождался полного высыхания графитового спрея. В прошлый раз прошло почти 3 часа, а в этот раз не больше полчаса.. Я об этом забыл и потом этот опыт применил в будущем. Плюс, я установил одновременно: одну большую фигуру, пару средних и много мелких, (на фото положение верх ногами). При этом разместил мелкие практически на поверхности (высоко, где мало меди в растворе) и сбоку (не в плоскости всей композиции, это не правильно). И в чем проблема? А в том, что огромное количество держателей на большой фигуре забрало много тока, и его не осталось для мелких деталей. Плюс, очень много держателей оказалось в растворе, что увеличило и так большую площадь. Плюс большая фигурка с очень сложной формой, которую очень тяжело подсчитать по площади. И в результате я изначально дал недостаточный ток - 0,1А что очень мало для этой композиции (к тому же для графита, который не досох). И к сожалению я не смог раньше проверить, но через 4,5 часа практически не было результата. И после этого я понял, что теперь можно экспериментировать все делать как "НЕ надо", чтобы наглядно показать все ошибки. На ночь я поставил 0,2А что тоже мало. И в итоге результат был предсказуемый. Графит не смог покрыться нормально, а за это время проволока и уже покрытые участки очень сильно забирали на себя ток и медь. В итоге я сделал наоборот, поднял постепенно напряжение до 0,6А что усугубило ситуацию, что мне и нужно было для наглядного примера всех ошибок, как малого вначале, так и большого тока в конце.
23. Кораллы или Сахар. Давайте еще раз подсумируем, почему так получилось. В чем ошибка: 1) изначально нужно было полностью досушить графит! 2) очень много держателей, которые забрали на себя весь ток, 3) недостаточный ток вначале, 4) слишком большой ток в конце. В результате - огромный слой, потеря текстур и геометрии (при наличии непокрытых участков), хрупкость покрытия, и я уже молчу про шероховатость поверхности. НО, я провел некоторый эксперименты с пушками и далее о них расскажу, так что все это не зря. Об этом дальше когда бужу рассказывать про чернение.
Хотел еще раз уточнить. Что медь, которая осела на графит, который не просох (меньше 2-4 часов) - очень-очень хрупкая. При изгибе она легко ломается и точно не подойдет для римов (хотя шероховатость для них тоже не допустимо). Это все из-за того, что медь ложился не на весь графит, а на те частицы, которые на поверхности. А где другие (что должны покинуть поверхность через пару часов) она не ложится и эта поверхность повторяется выше и выше с каждым слоем и образуются кристаллы и плотность такой меди минимальна.
24. Расход. Если не учитывать мой жесткий многочасовой эксперимент, то потеря раствора на испарение и фильтрацию (осаждение) где-то 3-5 мм по высоте этой тары. Ну и за 2 раза медная пластина уменьшилась вдвое. Но это замер снизу. В средине и ближе к поверхности она толще.
25. Фильтрация. Нужно дать отстояться раствору несколько часов и аккуратно слить прозрачную часть. Оставшуюся часть перелить в маленькую емкость и повторить (время на осаждение и слить чистый раствор, оставляя осадок. Весь раствор параллельно нужно хотя бы дважды профильтровать. Я прокладываю в горлышко бутылки плотную хлопковую ткань несколько слоев и так фильтрую, можно ватный диск. Это для мусора больше, потому как осадок практически через все проходит, так что его лучше убрать когда он осядет.
Результаты этого и последующих тестов будут в конце в разделе чернения, чтобы наглядно одновременно сравнивать все варианты.
Тест №3
Так как стало известно, что при плохой просушке графита образовываются гранулы на поверхности "сахар" или "кораллы", я этим захотел воспользоваться, чтобы придать пушкам шероховатость. Потому, что после первого эксперимента пушки были слишком гладкие и блестели (но может я просто перестарался с полировкой стальной ватой 0000+, а достаточно было бы остановится на 000. Об этом я детально расскажу в разделе чернение.
Итак, новый заход:
26. Подготовка. Я немного отшлифовал поверхность пластика убирая текстуру от печати, только на плоских участках. Я это сделал так как хотел нанести небольшой слой и не хотел чтобы текстура была видна... но забегая наперед, скажу - она все же немного была видна. Так что слишком малый слой тоже не очень, потому либо сильнее подготавливать поверхность, либо делать больше слой.
27. Фиксация. Держателей я сделал по 2 на детали длиной чуть больше 4 см. Не объединял их в одно звено и минимизировал количество металла. Как и говорил, сверлил отверстие и в него без клея фиксировал медную проволоку. При откусывании - торец сливается с поверхностью и после полировки не видно этого места. Но все равно лучше делать это снизу или как я планирую в держателе пушки, где она фиксируется к лафету.
29. Сила тока, Амперность. Это важнее всего. Я установил на первый час немного меньше 0,2А и потом повысил до 0,22А для этой порции деталей. Но так как графит не высох полностью, как я и предполагал кристаллы образовываться начали практически сразу. Не на столько огромные как во втором тесте, а так как я хотел.
30. Время. Две пушки и якорь покрылись практически одновременно. Покрытие заняло 4 часа. Только на одной шарик на одной пушке немного отстал, потому я сместил пушку ближе к пластине к пластинам этим местом и они быстро догнали остальные. Покрытие началось почти мгновенно, через пару минут появился ореол меди вокруг контактов, ну а далее как на фото.
Результаты я так же выложу в следующем после, одновременно их показывая и указывая в каком тесте что получилось.
Тест №4
В этот раз я так же специально не досушил графит, чтобы добиться шероховатости поверхности.
На этот раз я покрывал мелью якорь 55 мм и пушку 37мм. Минимизировал держатели. Стартовал на 0,01 А/см2 так как мне не было смысла переживать про кристаллы в непросушенном графите (я их и так хотел) и про хрупкость (здесь прочность не так важна). Через час понизил до 0,006 А/см2, чтобы кристалы не атк сильно образовывались и все было под контролем. Через 4 часа поднял до 0,007 А/см2, и еще через 3 поднял до 0,01 А/см2, и развернул детали так чтоб точки что еще на закрылись были ближе к пластинам, таких было 3 по 5мм. На ночь я поставлю их набирать слой на малом токе 0,007 А/см2.
В планах еще один завершающий эксперимент - который будет направлен на повторение общего результата, вернее того, который меня интересует, чтобы убедится в повторяемости. После этого я сделаю выводы и покажу все результаты и самое главное - это результат после чернения, так как для этого все и делалось.
P.S. Небольшое дополнение. Акцентирую ваше внимание на важность перемешивания раствора.
31. Экранирование. Если раствор не перемешивать, медь будет осаждаться на ближайших участках возле пластин. И если у вас есть место, которое нужно покрыть, которое находится в окружении других поверхностей, которые уже покрыты, то они будут выполнять роль экрана, и забирать на себя медь.
32. Магнитная мешалка с подогревом. Я уже заказал такую, и как опробую сразу вам расскажу свои впечатления, но надеюсь, результат будет предсказуемый, на много быстрее и равномернее.
ОБНОВЛЕНИЕ: Не рекомендую такую мешалку! Она создает очень большую воронку, которая засасывает воздух до дна емкости, что делает невозможным для ее использования в этих целях.
33. Структура. Когда медь ложится на графит, который не полностью высох и если еще с большим током, то ее поверхность и сам слой становится рыхлым и очень хрупким. В нормально же состоянии, на чистый металл она ложится становясь как одно целое. На полностью высушенный графит с малым током медь тоже ложится очень плотно, ее структура крепкая и она может гнуться в пределах прочности материала, что под ней.
Результаты!
Пока я жду магнитную мешалку для новых экспериментов я покажу, что же получилось от уже проведенных.
Слева (1а) и по центру (1b) - тест №1.
Графит полностью просох (3 часа). Потому поверхность изначально ровная, плотная и очень прочная. Ток 0.006-0.007А/см2. Слой больше 80-100микрон. Время покрытия 6часов наползания и 24часа часа роста слоя. Слева - полировка стальной ватой 000 (что было достаточно). По центру - полировка стальной ватой 0000+, что дало сильный блеск, который избыточный для чугуна.
Права (2) - тест №2.
Графит не успел просохнуть и потому образовался "сахар" на поверхности. Из-за этого поверхность рыхлая и слабая. Ток слишком большой (в целях эксперимента). Слой огромный (такой не нужен). Полировка стальной ватой 000. Специально оставлена шероховатость для имитации чугуна (но она избыточна).
Итог. (1а) - результат, скорее всего был бы приемлем, если бы я не переусердствовал с полировкой, поэтому чернения было уже сделано на варианте (1b). И избыточный блеск и глянец мне не понравился. Он больше подходит не для чугуна, а для кованой стали (якоря, римы, петли). Результат (1а) я постараюсь повторить на тесте №5. Результат (2) был прилежен к тому что хотелось, но кристаллы были слишком большие, потому я постарался повторить этот результат в тесте №2 с меньшей величиной кристаллов.
Тест №3
Графит специально был не просушен для эффекта сахарной поверхности, но за счет малого тока - кристаллы не большие (то что планировалось для имитации чугуна). Ток 0.009-0.01А/см2. Слой минимальный, есть места, где просматривается текстура печати (сделано для эксперимента). Время наползания - 4 часа, и рост слоя - 10 часов.
Слева (3а) - сразу после меднения. (3b) справа - после шлифовки только стальной ватой 000. Якорь (3) - шлифовка наждачной бумагой 600 и потом стальной ватой 000, для гладкости и эффекта кованной стали. На пушках есть разводы. Я специально сделал неровную поверхность, чтобы показать, что слой графита должен быть однородный и ровный, иначе будут волны.
(3а) я так же отполировал стальной ватой 000 и после этого на минут 15 поставил обратно в ванну омедняться.
Так же я поступил и с (3b), но я поставил на повторное омеднение на 2 часа, как и якорь (3).
После этого я получил вот такую поверхность, практически такую как сразу после теста №1.
Итог. Быстро вырощенная сахарная поверхность неплохо оказалась для пушек, но с якорем пришлось повозится, пока его отшлифова. Повторное омеднение полированной поверхности очень хорошо убирает царапины от полировки и приглушает блеск и глянец. Но забегая на перед, верхний слой повторного меднения перед чернением нужно снимать обязательно, потому что он хрупкий и царапается. Легкая полировка 000 снимает этот слой и после чернения поверхность устойчива к трению. В этот раз слой гораздо меньше и это заметно по геометрии и в весе.
Тест №4
Графит опять не досушил, для кристаллической поверхности, (в сдедующий раз пойду по противоположному пути. Наоборот буду создавать шероховатость на гладной поверхности миханически). Ток 0.01-0.008А/см2, под конец наоборот понижал после заполнения детали. Из-за того, что не перемешивал - две внутренних точки на якоре долго не закрывались. Суммарно детали меднились сутки (за счет низкого тока), но у нас отключают свет и сколько за ночь шел процесс я не знаю. Слой небольшой, рассчитать сложно. Покрытие с мелкими кристаллами.
(4) якорь после меднения шлифовался наждачной бумагой 600 и стальной ватой 000. (4а) пушка шлифовалась только 000, чтобы максимально сохранить шероховатость, но убрать верхний слой. Позже поймете почему в это раз я так сделал.
В таком виде я их поставил на повторное омеднение с током 0,007А/см2 на 2 часа якорь (4), а пушку (4а) решил по дольше я надеждой что текстура от печати чуть сгладится, но не уйдет полностью шероховатость. К сожалению текстура не ушла, и я вспомнил, что эту пушку я взял из отбракованных (которых у меня огромное количество) потому на это не обращаем внимания.
Но это еще не окончательные тесты, будут еще... контрольные. Но выводы сделаны и в конце я соберу самые важные моменты, и напишу инструкцию лучшего варианта для чугуна и кованой стали... Ну а до этого, следующий пост будет про самое главное... про то, зачем все это - чернение меди... и вот здесь уже будет настоящий вид результатов.
ИТОГ.
А теперь рассказываю, как желательно делать. Да, может у меня есть моменты, но главное, чтобы все работало, так что вот логика процесса...
- Нужно точно высчитать площадь всей поверхности и выставлять ток 0,01А на см2, не больше, но лучше поставить на 25-30% ниже и смотреть за ростом. Если он очень медленный то поднять до 0,01А, если просматриваются кристаллы сильнее то опускать.
- После покрытия медью всей поверхности нужно понимать, что вы хотите: чугун или кованную сталь. Если чугун то нужно поднять до 0,01-0,02 и смотреть за поверхностью, чтобы не переусердствовать. Ну а если нужна кованная сталь то нужно держаться на малом токе и много часов. Это очень важно для римов, когда нужна прочность и гладкость структуры.
- Размещать детали надо так, чтобы по периметру от каждой было пространство, иначе они будут делить общий раствор и слой будет ложится медленнее.
- В конце, когда практически вся поверхность покрылась медью, а что-то локально осталось еще в графите - нужно сместить это место к пластинам по ближе. И после того как покроется медью - опять одинаково разместить, как и все остальные части.
- Не подымать силу выше 0,03А на см2 иначе это приведет к образованию кораллов и хрупкости покрытия. Лучше медленнее и предсказуемо и крепче, чем быстро и с проблемами.
- Если вы видите что структура уже ближе к кристаллической и если уже вся поверхность покрылась - то лучше снизить ток на 25-30%, тогда структура укрепится и сгладится и кристаллы может полностью не уйдут, но станут мягче. Если вы делаете пушки - то это то, что нужно.
- Чистота раствора. Это очень важно. Если есть мусор или другие частицы - это может повлиять на структуру слоя.
- Перемешивание и это очень важно, как и репозиция деталей. Из-за штиля процесс может идти медленно, непредсказуемом или почти остановится.
- Если нужны прочные римы, петли - 0,006А старт и после покрытия 0,005А.
Если нужно большое кованное железо (якоря) - 0,008 - 0,006А.
Если нужны пушки (чугун) - 0,01 - 0,008А для сглаживания кристаллов.
Чернение Меди. (После гальваники).
Чернение я делаю самым известным средством Brass Black от Birchwood Casey (новый дизайн бутылочки). И так как средство не дешевое - есть пару вариантов как его использовать рационально.
1й вариант. Разведение 1:5 или 1:10 (или даже 1:20) с обычной водой. От этого меняется время экспозиции в растворе. Если нужно контролировать процесс то 1:10 вариант лучше всего Время чернения будет составлять 13-17 минут. Если 1:5 то 5-10 минут, ну а если 1:20 то там можно ждать от 20ти минут о до получаса.
Во время чернения нужно постоянно поглаживать обычной кисточкой по поверхности детали снимая осадок. Он мешает процессу и чернение будет поверхностное, недостаточное и не очень прочное. Осторожно, чернение в процессе слабое, и металлическая часть кисти и другие детали могут его поцарапать. По результату - нужно промыть детали проточной водой и высушить, протирая мягкой салфеткой или хб тканью.. Но...
...если экспозициям была недостаточна, то можно получить вот такой эффект темной бронзы (если кому такой нужен). Но если вам нужен кованый метал, то нужно ждать.
На фото выше: правая петля темно коричневая, левая - черная. Римы тоже разного цвета, потому нужно точно рассчитывать концентрацию и время экспозиции, если делаете в несколько заходов, чтобы все изделия были одинакового цвета.
Пушка после второго теста больше мне нравилась, но далека от идеала. Она не гладкая и потому у нее нет избыточного блеска и чернение более матовее на такой поверхности и более чернее. Но все равно, шероховатость избыточная.
После повторного меднения, но без полировки поверхности до чернения вот так получились: якорь (3) и пушка (3b). Но как я уже говорил, такая поверхность (которая не была отполирована стальной ватой 000 после меднения) очень хрупкая и не устойчива к царапинам, потому...
... я снял чернение стальной ватой 000...
...и повторил чернение (3) и (3b). На этот раз поверхность была более устойчива к царапинам, но все равно как-то слишком светло-графитовая и отдавая в синеву.
И так как я получил такой же результат на большом якоре (4) и на пушке (4а) я решил снять чернение стальной ватой и прибегнуть ко второму методу нанесения чернения ВВ, чтобы достичь более глубокого черного.
2й вариант нанесения чернения. Чистый раствор ВВ нужно со шприца по каплям нанести на кисть и равномерно втирать в деталь.
Хотя я не уверен, что не все согласятся с моим выбором, потому я и даю возможность выбрать тот цвет и текстуру, какие вам понравятся и сделать такой как вам по душе.
Подсумируем:
(1) - очень гладкая поверхность после сильной полировки 0000+. Сначала чернение разведение 1:10 на 17 минут. Потом нанесение ВВ чистым раствором дважды с просушкой.
(2) - очень шероховатая поверхность. Сначала чернение разведение 1:10 на 17 минут. Потом повторное с разведением 1:5 с просушкой и протиранием.
(3а) - после повторного меднения в течении нескольких минут чернение разведением 1:10 и длительная экспозиция.
(3b) (3) - после повторного меднения в течении двух часов - чернение разведением 1:10 и экспозицией в 17 минут, но слой был слабым (ранее писал почему). Затем после снятия чернения - повторное чернение 1:10 в течении 17 мин. Что для якоря дало хороший результат, а для пушки - недостаточный.
(4а) (4) - после повторного меднения в течении двух часов - Пушка (4а) вренилась разведением 1:10 в течении 17 мин, а якорь (4) чернился разведением 1:20 (так как он был большой и нужно было много жидкости) и экспозицией в 17 минут, но графитовый цвет был не глубоким. Затем после снятия чернения - повторное чернение нанесением чистого ВВ в течении 10 минут. И после этого результат - якорь с глубоким темно-графитовым цветом и слабым блеском, а пушка (4а) более матовая, темнее и практически без блеска.
P.S. пока сильно не смотрите на текстуру (в некоторых видны изъяны и следы от печати), это лишь тестовые образци, и для них брались детали, которые когда-то были отбракованы.
Ну а так это все выглядит на оттенках модели:
Спустя пару месяцем в местах где я брал детали жирными руками образовались пятна!
