Bekijk hier het Totaaloverzicht
Galvaniseren van metalen
Tin, nikkel, zink, vetverwijdering, roest- en oxideverwijdering en meer...
(bron: mengen & roeren, jaren dertig)Met behulp van electrische stroom kunnen we op een metaal een laagje van een ander, edeler metaal opbrengen. Dit galvaniseren wordt om verschillende redenen toegepast; dikwijls om het voorwerp van een onedel metaal mooier te doen uitzien of om het metaal, waaruit het voorwerp bestaat, tegen aanvreting te behoeden. Vooral in de chemische industrie past men dergelijke dunne lagen van een edel metaal vaak toe; het apparaat wordt van een goedkoop doch sterk metaal gemaakt en dit metaal wordt door een laagje zilver en eventueel ook goud tegen de chemische invloeden beschermd. Voor machinedelen die aan sterke slijtage onderhevig zijn, heeft men tegenwoordig methoden, die het mogelijk maken het slijtende oppervlak met een zeer hard laagje van een ander metaal te bedekken.
Het metaal, dat electrolytisch veredeld wordt, moet tevoren bijzonder nauwkeurig schoongemaakt worden, in het algemeen zijn bij het galvaniseren de voor- en nabehandeling van het werkstuk even belangrijk als de electrolyse zelf.
Het is in sommige gevallen mogelijk een dun laagje metaal aan te brengen zonder gebruik te maken van een electrische stroom; de verkregen laagjes voldoen echter slechts aan zeer matige eisen.
Tin
| Stannochloride | 15 | dl | |
| Ammoniumsulfaat | 15 | dl | |
| Magnesiumpoeder | 3 | dl | |
| Krijtwit | 67 | dl |
Nikkel
| Nikkeldubbelzout | 60 | dl | |
| Magnesiumpoeder | 3 | dl | |
| Krijtwit | 37 | dl |
Polijsten voor het galvaniseren
Hiervoor kan men geen algemeen toe te passen methode aangeven, daar de vorm en de aard van het materiaal te sterk variëren. In de praktijk verkrijgt men vanzelf door ervaring het juiste gevoel welke soort voorbehandeling in ieder speciaal geval de beste is.Het is duidelijk, dat het oppervlak voor het galvaniseren, wanneer men een gladde glanzende laag wenst, ook zo zuiver glad moet zijn als maar mogelijk is. Reeds bij het afwerken met snijdende gereedschappen, dus bij het draaien, frezen en boren moet men zorgen voor niet te diepe krassen. Deze worden dan eerst met grof slijppoeder of met slijpstenen weggeslepen en dan gepolijst.
Voorwerpen, die grote hoeveelheden roest en vast aanhangend vuil bevatten, behandelt men het best eerst met de zandstraal, kleine voorwerpen kunnen in een rolvat met zand behandeld worden; voor zeer hard materiaal rolt men met amaryl- of carborundumpoeder. De zeer grove verontreinigingen worden eerst met een staalborstel verwijderd.
Ook wanneer de voorwerpen na het galvaniseren niet sterk behoeven te glanzen is het toch aan te bevelen enigermate te polijsten, daar het oppervlak hierdoor gelijkmatiger wordt en het metaal zich bij het galvaniseren dus ook gelijkmatiger afzet.
Voor het polijsten heeft men de keuze uit een groot aantal polijstmiddelen. In het algemeen neemt men eerst een iets minder fijn en hard materiaal om de krassen te verwijderen. Het polijstmateriaal wordt op een schijf van leer of hout gekleefd, gewoonlijk neemt men goede huidlijm als bindmiddel. De draaisnelheid van de schijf hangt van het te polijsten materiaal af. Bij zeer hard materiaal en bij veel toeren smeert men bij het polijsten met iets vet in. Minder harde metalen slijpt men met een kleinere snelheid.
Wanneer de krassen verdwenen zijn, polijst men verder met een lappen- of viltschijf. waarop men een pasta smeert, die uit vet en een zeer fijn polijstmiddel bestaat. Hier gebruikt men minder harde polijstmiddelen als tripel, Weense kalk, polijstrood (doodekop) enz.
Het smeltpunt van het vet moet weer aan de draaisnelheid van de schijf aangepast worden; voor hard materiaal dus hard vet en grote draaisnelheid, voor zachte metalen zachte vetten bij minder toeren. Als bindmiddel voor de polijstpasta neemt men het best een verzeepbaar vet, daar later bij het reinigen de resten hiervan met loog gemakkelijk verwijderd kunnen worden.
Bij het polijsten hangt de snelheid voornamelijk van de samenstelling van de schijven af; hoe beter het materiaal, hoe groter het aantal omwentelingen dat de schijf uit kan houden zonder uit elkaar te vliegen en hoe voordeliger het polijsten. Hiernaast ziet men aan het te vlugge afslijten van het schijfmateriaal, dat men een te zacht polijstmiddel gebruikt heeft. Men polijstte dan met de lappen en niet met de pasta.
In de praktijk neemt men voor het afwerken van voorwerpen van hard materiaal, bijvoorbeeld staal, steeds een serie schijven. Men begint met een harde schijf met een iets grover polijstmateriaal, de volgende is zachter en slijpt fijner, dan volgen enige zwabbelschijven met pasta. Het is duidelijk dat men hiervoor geen nauwkeurige voorschriften geven kan. Het beste resultaat verkrijgt men wanneer men in zijn werkplaats over een groot aantal verschillende schijven beschikt, zodat men voor een bepaald doel de meest geschikte uit kan zoeken.
Het verwijderen van vet
De grootste vijand van het galvaniseren is vet. In de meeste gevallen is de kleinste hoeveelheid vet, die nog op het oppervlak aanwezig is, voldoende om het aanhechten van de laag geheel onmogelijk te maken.Met behulp van organische oplosmiddelen kan men alle vetten verwijderen. Hierbij maakt het geen verschil of ze verzeepbaar of onverzeepbaar zijn. Men gebruikt hiervoor benzine, laag of hoger kokend, tegenwoordig echter meer en meer de niet brandbare chloorkoolwaterstoffen als bijvoorbeeld trichloorethyleen of tetrachloorkoolstof, eventueel ook een mengsel van deze met benzine. Het is echter niet mogelijk in één bewerking het vet absoluut te verwijderen; immers er blijft steeds iets van de oplossing op het werkstuk achter en bij het verdampen van het oplosmiddel bevinden zich dus steeds sporen vet op het metaal; deze resten moeten dan met schoon oplosmiddel weggewassen worden. Om dit te vermijden heeft men apparaten geconstrueerd, waarin het oplosmiddel gekookt wordt. De dampen worden in een koeler gecondenseerd en het teruglopende oplosmiddel spoelt dan de voorwerpen geheel schoon. In dit geval moet men een onbrandbaar oplosmiddel gebruiken. Tegenwoordig gebruikt men algemeen het trichloorethyleen, dat door sporen vochtigheid niet zo gemakkelijk ontleed wordt als het tetrachloorkoolstof.
Terwijl men vroeger nagenoeg uitsluitend met gecalcineerde soda werkte, wordt de soda tegenwoordig geheel of gedeeltelijk door nieuwere alkalische zouten vervangen als trinatriumfosfaat en natriummetasilicaat, die beter en sneller reinigen doordat ze olie en vet zeer gemakkelijk emulgeren. De natronloog wordt nog steeds gebruikt, daar hierdoor de vetten verzeept worden en dus zeer gemakkelijk in oplossing gaan. Alle alkalische zouten verzepen vet in meer of mindere mate. Om deze reden moet men voor polijstpasta's bij voorkeur verzepbare vetten als bindmiddel gebruiken.
afbeelding: Men werkt met zoveel volt als nodig is om een stroomsterkte van 1 ampère per vierkante decimeter te krijgen. Als oplossing kan men die van ieder willekeurig alkalisch zout nemen. Het zout moet de stroom goed geleiden en de oplossing mag geen vaste bestanddelen bevatten; deze worden gedurende de electrolyse soms op de electrode ingesloten.
Wanneer de te ontvetten voorwerpen aluminium, zink, tin of lood bevatten, kan men de hierboven beschreven methoden met alkalische oplossingen niet toepassen. Vooral loog en potas moeten geheel vermeden worden, daar het zink en het aluminium hierin zeer gemakkelijk oplossen. Bij de kathodische electrolytische reiniging ontstaat steeds loog en hierin lossen de metalen dus op, terwijl hiernaast soms zink afgezet wordt, waardoor de later opgebrachte lagen gemakkelijk loslaten. In dit geval moet men het voorwerp gedurende korte tijd tot anode maken, waardoor het vreemde metaal weer opgelost wordt.
Hiernaast is het mogelijk de voorwerpen electrolytisch te zuiveren door ze in bepaalde oplossingen tot anode te maken. Hier wordt het oppervlak schoon gemaakt doordat de bovenste laag in oplossing gaat, dus afgebeitst wordt; het vuil laat dan van zelf los. Voor messing en koper wordt deze methode vaak toegepast.
Eenvoudige ontvetter
Een eenvoudige ontvettende oplossing kan bestaan uit een 6-pcts gecalcineerde soda-oplossing of een 3-pcts oplossing van natriummetasilicaat. Aan beide oplossingen voegt men dan 1 % zeep en 1 % natriumhydroxyde toe. Voor het electrolitisch reinigen blijft de zeep weg.Voor het ontvetten van zeer grote hoeveelheden verwijdert men gewoonlijk de grootste boeveelheden vet door in een sterke loogoplossing te koken, de laatste resten worden dan electrolytisch opgelost. Hier is een behandeling van 3 tot 4 minuten voldoende. Na het ontvetten worden de voorwerpen zorgvuldig met schoon water afgespoeld.
Verwijderen van roest en oxyden
Gewoonlijk verwijdert men oxyden en roest door ze in zuren op te lossen. Bij ijzer en staal beitst men in de meeste gevallen met zwavelzuur of zoutzuur, bij messing en roodkoper met salpeterzuur.
Wanneer koper of messing geheel zuiver en glad gepolijst is, dompelt men gedurende zeer korte tijd in een oplossing van:| Geconcentreerd zwavelzuur | 425 | cm³ |
| Sterk salpeterzuur | 75 | cm³ |
| Water | 500 | cm³ |
| Sterk zwavelzuur | 375 | cm³ |
| Sterk salpeterzuur | 75 | cm³ |
| Water | 550 | cm³ |
Messing deurscharnier
Na het beitsen moeten de voorwerpen zorgvuldig afgespoeld worden en onmiddellijk hierna hangt men ze in het galvaniseerbad, waarbij de stroom reeds ingeschakeld is. Dit laatste is nodig daar bij sommige zure baden de oplossing onmiddellijk zou beginnen een deel van het metaal op te lossen. De tijd die het voorwerp tussen het spoelen en de electrolyse aan de lucht blootgesteld wordt, moet zo kort mogelijk zijn. Hoe schoner het metaal is, hoe gevoeliger het is voor oxydatie.
In veel gevallen kan men de reiniging vereenvoudigen. Wanneer het metaal bijvoorbeeld bijzonder goed tot hoge glans gepolijst is, kan men het beitsen dikwijls weglaten; de oxyden zijn dan reeds geheel weg, terwijl de verdere oxydatie door de vetten van de polijstpasta verhinderd werd. Dit vet wordt dan met loog of oplosmiddel verwijderd en men kan onmiddellijk hierna galvaniseren. Bij het verchromen is deze methode dikwijls mogelijk, daar het sterk oxyderende chroomzuur kleine resten verbrandt. Soms geeft het echter toch aanleiding tot ernstige fouten.
Op hoge glans gepolijst messing hoeft men niet te beitsen, wanneer men aan de ontvettingsvloeistof iets kaliumcyanide (zwaar vergif) toevoegt; dit cyaankalium lost de resten oxyde volledig op. Bij koper kan men deze methode echter niet toepassen.
Het beitsen met zuur kan in bepaalde gevallen de oorzaak van ernstige fouten zijn. Bij ijzer kan er koolstof op de oppervlakte ontstaan, die het hechten van de lagen verhindert, of er wordt waterstof geabsorbeerd, waardoor de metaallagen zeer broos worden en ook niet hechten en na enige tijd geheel afgeschild kunnen worden; vooral bij het vernikkelen kwam dit vroeger zeer vaak voor. In de laatste jaren heeft men geleerd deze fouten te vermijden door na het beitsen het gas door electrolyse in sterk zwavelzuur met het voorwerp als anode met 12 volt geheel te verwijderen. Men begint met 5 ampère per vierkante decimeter en na 30 sec tot 10 minuten zakt de stroomsterkte op nagenoeg nul, het gas is dan geheel weg. Hoewel het metaal hierbij passief wordt, heeft dit toch geen invloed op het hechten van de electrolytisch opgebrachte metaallaag.
Een andere methode bestaat in het beitsen met oplossingen, die chroomzuur of bichromaten bevatten. Onbruikbaar geworden oplossingen van het verchromen zijn hiertoe uiterst geschikt.
Verchromen
| Chroomzuur | 22 | dl | |
| Chroomsulfaat | 5 | dl | |
| Water | 100 | dl | |
| Bij 35C met een stroomsterkte van 50 ampère per vierkante decimeter met een grafietkathode. Met een kathode van chromium bedraagt de stroomsterkte slechts 10 A per vierkante decimeter. of: Chroomzuur 245 g per l; chroomsulfaat 3 g per l; anoden: twee chromiumstaven; kathoden: ijzer; temperatuur 15° C; voltage: 2 tot 3 V; tijd twee uur. |
|||
Vernikkelen
| Nikkelammoniumsulfaat | 60 | dl | |
| Nikkelsulfaat | 30 | dl | |
| Boorzuur | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
| De pH van de oplossing houdt men op 5,8. De oplossing houdt men op een sterkte van 25 g nikkel per l door van tijd tot tijd zoveel nikkeldubbelzout aan de oplossing toe te voegen als volgens de analyse hieraan mankeert. De gebruikte nikkelanoden moeten minstens 99 % zuiver nikkel bevatten en hoogstens 0,3 % koper. De stroomsterkte en de spanning hangen geheel van de soort van de te vernikkelen voorwerpen af, gemiddeld 25 A bij 6 V gedurende een uur. |
|||
Nikkeloplossing voor
machinaal vernikkelen
| Nikkelsulfaat | 30 | dl | |
| Nikkelammoniumsulfaat | 90 | dl | |
| Magnesiumsulfaat | 15 | dl | |
| Boorzuur | 20 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Zwart vernikkelen
| Nikkelammoniumsulfaat | 60 | dl | |
| Natriumsulfocyanaat | 15 | dl | |
| Zinksulfaat | 8 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Cadmium
| Cyaannatrium (vergif) | 70 | dl | |
| Cadmiumoxyde | 22 | dl | |
| Natriumhydroxyde | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Men werkt bij kamertemperatuur met een stroomsterkte van 1 A per vierkante decimeter. Voor het vercadmiummen wordt goed ontvet, met zuur gebeitst en met water schoon gespoeld, hierna in cyaannatrium geëtst en weer schoon gespoeld. Men galvaniseert gedurende 20 minuten tot 1½ uur, wast in water weer schoon en droogt in zaagmeel.
Verzilveren
| Recept no. 1. | |||
| Zilvercyanide | 40 | dl | |
| Natriumcyanide | 40 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
| Voorbad: | |||
| Zilvercyanide | 4 | dl | |
| Natriumcyanide | 60 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
De voorwerpen worden met een alkalische oplossing ontvet, gewassen en met een cyanide-oplossing oxydevrij gemaakt, gewassen en dan in het voorbad bij 6 V iets verzilverd. Hierna komt het voorwerp in de eigenlijke verzilveroplossing en blijft 30 minuten in het bad bij een spanning van 2 V. Hierna wassen met koud en met warm water, tenslotte in de warmte drogen. |
|||
| Recept no. 2. | |||
| Zilvercyanide | 26 | dl | |
| Natriumcyanide | 38 | dl | |
| Ammoniumchloride | 4 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
| of: | |||
| Zilverchloride | 26 | dl | |
| Ammoniumchloride | 4 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Men werkt bij 24° C met ¾ tot 1 V en ½ A per vierkante decimeter. Met de tweede oplossing verkrijgt men wittere zilverlagen. Men kan met goede resultaten ook het hierboven genoemde voorbad gebruiken. |
|||
silver plating
Blauwoplossing voor zilver
Steelplate as cathode
Vergulden
| Goud als fulminaat of cyanide | 2 | dl | |
| Natriumcyanide | 15 | dl | |
| Natriumfosfaat | 8 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Men werkt hiermede bij 130° tot 160°F (55 tot 70℃) met 1 V spanning en zuiver goud als anode. |
|||
| Goudchloride | 75 | dl | |
| Zoutzuur | 75 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Bij kamertemperatuur en 2 tot 3 V. Het goudchloride wordt eerst in het verdunde zoutzuur opgelost en dan eerst voegt men de rest van het water toe. De zuurgraad van de oplossing heeft niet veel invloed op het resultaat; de anoden worden bij sterker zuur sneller opgelost. Deze oplossing wordt gebruikt om zeer dikke lagen goud op te brengen. Tevoren plaatst men het voorwerp dan enige minuten in een cyanide bad. |
|||
Zonder electrische stroom kan men vergulden door de voorwerpen in het volgende bad te dompelen: |
|||
| Goudfulminaat | 1 | ,5 | dl |
| Geel bloedloogzout | 90 | dl | |
| Soda | 180 | dl | |
| Natriumhydroxyde | 4 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
De oplossing wordt in een tank van gietijzer gekookt. Voor het gebruik laat men de oplossing tot 80℃ afkoelen. De kleur van het opgebrachte goud kan donkerder gemaakt worden door aan het bad een kleine hoeveelheid van een oplossing van kopercarbonaat in geel-bloedloogzout-oplossing toe te voegen. |
|||
Zoutwatergoud
| Geel bloedloogzout | 120 | dl | |
| Natriumfosfaat | 60 | dl | |
| Natriumcarbonaat | 30 | dl | |
| Natriumsulfiet | 15 | fl | |
| Goud als fulmiaat | 1 | ,25 | dl |
| Water | 1000 | dl |
Men kookt de zouten met een deel van het water gedurende een uur en verdunt dan met de rest van het water. De oplossing doet men nu in een poreuze pot, die men in een bak met een verzadigde keukenzoutoplossing plaatst, welke tot 86℃ verhit wordt. Om de poreuze pot plaatst men nu een cilinder van zink, waaraan een staaf bevestigd is, waaraan men te vergulden voorwerpen op kan hangen. Volgens deze methode verkrijgt men de vergulding buitengewoon gelijkmatig in kleur, het proces duurt echter langer. Men kan de electrolyse versnellen door bovendien nog stroom door te leiden. Men maakt de zinkcilinder positief en de voorwerpen die in de goudoplossing hangen negatief. Hierbij heeft men een spanning van 1 tot 6 V nodig, afhankelijk van de soort van het werk. De goud oplossing moet men van tijd tot tijd versterken door een geconcentreerde oplossing van dezelfde samenstelling toe te voegen.
Groen goud
| Goud als fulmiaat | |||
| (Cyanide) | 1 | ,5 | dl |
| Zilvercyanide | 0 | ,12 | dl |
| Natriumcyanide | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Temperatuur 40℃, 2 V, anoden van groen goud van 18 karaat.
Zeer donker of antiek goud verkrijgt men door aan de oplossing een kleine hoeveelheid van een oplossing van loodcarbonaat in natronloog toe te voegen. Men werkt dan met 5 tot 6 V. De oplossing moet gedurende de electrolyse geroerd worden.
Wit goud
Voor het vergulden met wit goud of met andere soorten gekleurd goud maakt men het best eerst een oplossing van de bepaalde soort goud, door het in een poreuze pot in een oplossing van 6 tot 8 % cyaannatrium te hangen en dan door electrolyse in oplossing te brengen. Men maakt het goud hiertoe tot anode. Men controleert de hoeveelheid goud die opgelost is, door het stuk goud van tijd tot tijd na te wegen. Wanneer de oplossing voldoende goud bevat, plaatst men de poreuze pot in een hete keukenzoutoplossing en handelt verder als hierboven beschreven werd.
Roze goud
| Geel bloedloogzout | 30 | dl | |
| Potas | 30 | dl | |
| Natriumcyanide | 2 | dl | |
| Goud als fulminaat | 4 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Temperatuur 80℃, 6 V. Indien de kleur meer rood moet zijn voegt men een kleine hoeveelheid kopercarbonaat toe. Goedkoop rood goud verkrijgt men door de voorwerpen, die van messing moeten zijn, eerst in de volgende oplossing te behandelen tot een rode koperlaag gevormd is: |
|||
| Kopersulfaat | 120 | dl | |
| Zoutzuur | 500 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Indien de laag te donker rood is kan men ze iets lichter maken door het voorwerp een paar seconden in een keukenzout oplossing te dompelen. Men verguldt nu korte tijd in een gewone goudoplossing, behandelt de hoge gedeelten met een bicarbonaatoplossing, plaatst weer in het goudbad, doch slechts gedurende enige seconden, en laat dan drogen. Na het drogen wordt gelakt. |
|||
Goudsoldeerwerk
Om het oxyde na het solderen te verwijderen, beitst men het werkstuk in een oplossing van:| Zwavelzuur | 90 | dl | |
| Natriumbichromaat | 30 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
| Geel bloedloogzout | 15 | dl | |
| Natriumcyanide | 60 | dl | |
| Zuur kaliumtartraat | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Restaureren van oud brons
De voorwerpen hangt men als kathode in een bad van een 2-pcts natriumhydroxyde-oplossing. Als anode neemt men plaatijzer. Men laat de stroom enige uren doorgaan, de stroom mag slechts zwak zijn. De oxyden, die zich op het brons bevinden, worden hierbij weer tot metaal gereduceerd, de verontreinigingen komen los te zitten en kunnen na het drogen gemakkelijk afgeborsteld worden. Zelfs wanneer het patina uit het hardnekkige oxychloride bestaat, wordt het op deze wijze gereduceerd.IJzer
| Ferrochloride | 300 | dl | |
| Calciumchloride | 150 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Temperatuur 90° C, 4 tot 5 A per vierkante decimeter, 2 tot 2½ V, pH 1,5 tot 2, anoden van zuiver ijzer. Dit bad wordt gebruikt om zeer dikke lagen op te brengen. Dunne lagen brengt men op de volgende wijze op: Men lost in een liter water 120 g salmiak (ammoniumchloride) op en doet deze oplossing in de galvaniseertank. Men neemt: zuiver ijzer als anode en hangt enige willekeurige ijzeren voorwerpen in de tank. Men leidt nu enige uren een sterke stroom door het bad, waardoor ijzer in oplossing gaat tot de oplossing voldoende sterk is. Na ongeveer 4 tot 5 uur kan het bad gebruikt worden. Men werkt dan bij 26° C, met 0,2 A per vierkante decimeter en met 1 V spanning. |
|||
Lood
| Loodcarbonaat | 150 | dl | |
| Fluorwaterstof (50%) | 250 | dl | |
| Boorzuur | 100 | dl | |
| Lijm | 0,25 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Men mengt eerst het fluorwaterstofzuur met het boorzuur en lost hierin het loodcarbonaat op. Men laat de oplossing afkoelen en laat het neerslag bezinken, de heldere oplossing wordt dan afgeheveld en verdund. Eerst hierna voegt men de lijm toe, die te voren in heet water opgelost werd. Men werkt met anoden van zuiver lood met 3 tot 4 V en een stroomsterkte van 1 tot 2 A per vierkante decimeter. Voor dunne loodlagen neemt men de volgende oplossing: |
|||
| Loodcarbonaat | 15 | dl | |
| Natriumhydroxyde | 45 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
| Temperatuur 80℃, 3 tot 4 V en loodanoden. | |||
Messing
| Kopercyanide | 30 | dl | |
| Zinkcyanide | 8 | dl | |
| Natriumcyanide | 45 | dl | |
| Natriumcarbonaat | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Deze oplossing geeft een zuiver gele laag messing. Wanneer de laag groenachtig moet zijn, zooals het dikwijls verlangd wordt als onderlaag voor het vergulden en voor sterk glanzende laagjes bij goedkope sieraden met imitatiestenen, neemt men 30 g kopercyanide en 30 g natriumcyanide minder en voegt aan de oplossing iets ammoniak toe.
Bij het galvaniseren met messing moet de temperatuur nauwkeurig constant gehouden worden. De kleur hangt bovendien van de stroomsterkte af; een te hoge stroomsterkte. doet meer zink afzetten. Hetzelfde effect kan men bereiken door ammoniak of loog toe te voegen.
Messing op staal
| Kopercyanide | 30 | dl | |
| Zinkcyanide | 8 | dl | |
| Natriumcyanide | 45 | dl | |
| Natriumcarbonaat | 15 | dl | |
| Natrium-kaliumtartraat | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Temperatuur 25° tot 30℃, 0,3 A per vierkanten decimeter, anoden bestaan uit 80 % koper en 20 % zink. |
|||
Van links naar rechts: koper, messing en brons
Brons
| Kopercyanide | 30 | dl | |
| Zinkcyanide | 4 | dl | |
| Natriumcyanide | 40 | dl | |
| Natriumcarbonaat | 15 | dl | |
| Natrium-kaliumtartraat | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
Temperatuur 35℃, 0,2 tot 0,25 A per vierkante decimeter, 2 tot 3 V, anoden bestaan uit 90 % koper en 10 % zink. Voor het aanvullen van koper en zink bij het gebruik maakt men twee oplossingen, één van zinkcyanide in natriumcyanide en één van het kopercyanide apart. De beide metalen worden nooit gelijkmatig opgebruikt. Door een analyse of beter door het beoordeelen van de kleur ziet men welk metaal men toe moet voegen. Het is een eigenaardig feit, dat wanneer men een zinkoplossing bij het messingbad voegt, het zeer lang duurt tot de kleur constant blijft. Het natrium-kaliumtartraat lost de oxyden, die zich op de anoden vormen, op. De electrolyse verloopt hierdoor gelijkmatiger. Voor het gelijkmatige afzetten van koper en zink in de gewenste verhouding mag de stroomsterkte niet te hoog zijn, moet de oplossing voldoende natriumcyanide bevatten, de temperatuur hoog genoeg zijn en mag de oplossing geen ammoniak of loog bevatten. De glans van de messing- en bronslagen kan men verhogen door aan het bad een kleine hoeveelheid natriumarseniet toe te voegen. Men maakt een geconcentreerde oplossing door 1 kg natriumhydroxyde in 2 l water op te lossen. Hierin lost men dan door koken 500 g arsenicum (vergif) op en verdunt hierna de oplossing tot 4 l. Van deze uiterst gevaarlijke, sterk giftige oplossing voegt men dan 30 g aan 400 l badvloeistof toe. Een overmaat is uiterst slecht, daar de glans dan verdwijnt. Een oplossing voor brons bevat steeds minder cyanide dan een vermessingoplossing. De kleur moet ingesteld worden door de juiste verhouding van zink tot koper te kiezen en door bij de juiste temperatuur te werken. |
|||
Koper
Men werkt bij het verkoperen met twee soorten oplossingen, zure en alkalische. De zure oplossingen bevatten kopersulfaat en de alkalische het cyanide. De cyanide-oplossingen worden steeds voor het verkoperen van ijzer en staal gebruikt, daar het ijzer uit het zure bad vanzelf een onsamenhangend laagje koper vrij maakt.
| Kopercyanide | 26 | dl | |
| Natriumcyanide | 34 | dl | |
| Natriumcarbonaat | 15 | dl | |
| Natriumhyposulfiet | 0,25 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
| Kopercarbonaat | 40 | dl | |
| Natriumcyanide | 75 | dl | |
| Natriumhyposulfiet | 0,25 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Temperatuur 40℃, stroomsterkte 0,4 tot 0,6 A, 1½ tot 2 V met zuiver koperblik als anode.
Het bad mag niet te veel vrij cyanide bevatten, daar dan gassen ontwikkeld worden en het koper van de onderlaag los laat. Er moet echter voldoende cyanide aanwezig zijn om de anoden blank te houden. Er mogen zich geen basische koperzouten op de anode afzetten. De donkere kleur, die door het hyposulfiet ontstaat, mag blijven. Het bad moet per liter ongeveer 20 g koper bevatten en ongeveer 20 g vrij natriumcyanide.
Pokdalige koperneerslagen worden door een te hoog carbonaatgehalte veroorzaakt. De overmaat carbonaat kan men met bariumchloride verwijderen. Men laat het bariumcarbonaat bezinken en tapt de heldere oplossing af. Er moet iets carbonaat in de oplossing blijven, daar anders de neerslagen te hard worden.
Zure verkoperoplossing
| Kopersulfaat | 210 | dl | |
| Zwavelzuur | 25 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Temperatuur 24℃, stroomsterkte 1 tot 1,5 A, ¾ tot 1 V. Door het bad gedurende de electrolyse te roeren kan men aanmerkelijk hogere stroomsterkten toepassen. De anode bestaat uit zuiver gewalst koper.
Door aan de kopercyanide-oplossing iets alkalische loodoplossing toe te voegen, wordt de glans van het koper aanmerkelijk verhoogd. Bij verse baden is de koperlaag soms zeer hard en schilfert af. Dit kan men verhinderen door aan de oplossing 1 % loog toe te voegen.
Zink
| Zure oplossing | |||
| Zinksulfaat | 225 | ,5 | dl |
| Ammoniumchloride | 15 | dl | |
| Natriumacetaat | 15 | dl | |
| Water | 1000 | dl | |
| Zinkcyanide | 30 | dl | |
| Natriumcyanide | 30 | dl | |
| Natriumhydroxyde | 22 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Met beide oplossingen gebruikt men anoden van zuiver zink. Voor het verkrijgen van een fijne structuur voegt men 10 g glucose per liter badvloeistof toe.
De zure oplossing werkt goedkoper, de verdeling van het afgezette metaal is echter ongelijkmatiger. Het strooien van de zure oplossing kan men verbeteren door een spoor stannochloride toe te voegen, een teveel bederft de kleur. De zuurgraad moet op een pH van 3,5 tot 4,5 gehouden worden; de zuurgraad kan men met thymolblauw controleren.
Bij het cyanidebad moet het gehalte aan vrij natriumcyanide ongeveer zoveel bedragen als het gehalte aan zink, een teveel maakt de metaallaag ruw.
Om vlekken te vermijden moeten de verzinkte voorwerpen zorgvuldig gewassen en gedroogd worden; wassen met heet water en drogen in zaagmeel.
Metaliseren van niet-metaal
De meest uiteenlopende soorten materiaal kunnen met metaal bedekt worden door ze eerst in een 3- tot 4-pcts oplossing van hydrochinon te drenken. De voorwerpen moeten te voren goed vetvrij gemaakt worden. Hierna dompelt men het voorwerp in een zilvernitraatoplossing. Het hydrochinon reduceert nu het zilvernitraat tot zilver, het verkregen laagje zilver kan tot metaalglans gepolijst worden. Hierop kan men dan galvanisch een dikke laag metaal opbrengen.Aanzetten van de badoplossingen
Men vult de galvaniseertrog met ongeveer een derde deel van de gehele hoeveelheid water. Het water wordt tot 50℃ verwarmd en nu lost men eerst het natriumcyanide en dan de metaalcyaniden hierin op. Nu voegt men de andere chemicaliën toe en tenslotte de rest van het water.Vlekken vermijden
Na het galvaniseeren worden de voorwerpen uiterst zorgvuldig afgespoeld en dan gedurende enige uren bij 200° tot 230℃ gedroogd. Ook kan men het werkstuk in een 1½-pcts oplossing van wijnsteenzuur uitspoelen, hierna met koud en heet water.Vertinnen
| Natriumhydroxyde | 90 | dl | |
| Stannochloride | 30 | dl | |
| Natriumchloride | 8 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
De te vertinnen voorwerpen worden in mandjes van messing gelegd, gescheiden door blaadjes geperforeerd tin. De voorwerpen blijven 15 tot 30 min in de kokende oplossing, in ieder geval zo lang tot ze geheel vertind zijn. Hierna worden ze met water gereinigd en in houtzaagsel gedroogd.
De glans kan verhoogd worden door enige tijd in een rolvat met houtzaagsel van hardhout te behandelen.
Gegoten zilver schoon beitsen
| Salpeterzuur | 2 dl |
| Water | 1 dl |
| Natriumcyanide | 60 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
| Zwavelzuur | 8 dl |
| Salpeterzuur | 4 dl |
| Water | 1 dl |
| Zoutzuur | een spoor |
Zilver mat beitsen
Om het oxyde na het solderen te verwijderen, beitst men het werkstuk in een oplossing van:| Zwavelzuur | 7,2 | dl | |
| Salpeterzuur | 5,6 | dl | |
| Zinkoxyde | 1,0 | dl |
De oplossing wordt heet gebruikt en mag niet met water of chloriden verontreinigd worden. Wanneer de oppervlakte te grof wordt voegt men zwavelzuur toe, wanneer te weinig mat, voegt men salpeterzuur toe.
Zilver, dat uitgegloeid is, wordt schoon gemaakt door het in een hete verdunde zwavelzuuroplossing te plaatsen, 1 dl zuur op 3 dl water. Hierna wordt in een oplossing van 2 dl zwavelzuur, 1 dl salpeterzuur en 5 dl water geheel schoon gebrand. Tenslotte wordt het in de glansoplossing weer glanzend gemaakt.
Over het galvaniseerproces (1930s)
Galvani ontdekte door een kikkerpoot, die met aan elkander verbonden koper en ijzer in aanraking kwam, dat wanneer twee verschillende metalen met een electrisch geleidende vloeistof samengebracht worden, er een electrische stroom ontstaat. Terwijl Galvani dacht, dat dit verschijnsel aan dierlijke vochten gebonden was, ontdekte Volta, dat we met behulp van verdunde zuuroplossingen en twee verschillende metalen electrische stroom kunnen maken. Op dit verschijnsel berusten alle stroom leverende elementen, die vroeger zeer veelvuldig, tegenwoordig nagenoeg alleen nog voor wetenschappelijke doeleinden en voor electrische bellen en zaklantaarns worden gebruikt.Terwijl in een electrisch element metaal opgelost wordt, kan men omgekeerd uit een zoutoplossing door electrische stroom er door te leiden, het metaal weer afscheiden. Op dit feit berust nu het galvaniseren, dus het neerslaan van een laagje metaal op een ander metaal of op een geleidend gemaakt oppervlak.
In het jaar 1836 zag De la Rive dat het koper, dat de in die tijd gebruikelijke elementen op de koperplaat neersloeg, hiervan losgemaakt kon worden en dan microscopisch precies alle oneffenheden van de ondergrond vertoonde, dus een negatieve afdruk was. In de loop van enige jaren werden nu de grondbewerkingen voor het galvaniseeren en het galvanisch reproduceeren ontdekt. Jacobi en Spencer vonden het vermenigvuldigen van voorwerpen met behulp van het galvaniseren, in 1840 bouwde Elkington in Birmingham een fabriek voor het verzilveren, in 1840 werd het geleidend maken met behulp van grafietpoeder ontdekt, in den loop der volgende jaren werden het vernikkelen, vergulden en het verzilveren met cyaniden ontdekt.
De techniek van het galvaniseren ontwikkelt zich nu in twee richtingen. Bij de galvanostegie bedekt men een voorwerp met een laagje van een ander, gewoonlijk een edeler metaal en het voorwerp wordt hierdoor òf fraaier òf beter bestand tegen uitwendige invloeden. Men denke hier bijvoorbeeld aan het vernikkelen en verchromen van ijzer, dat hierdoor niet alleen tegen roesten beschermd wordt, doch ook veel fraaier is en blijft.
Hiernaast is bij de galvanoplastiek het doel van een bepaald voorwerp of oppervlak een afdruk in metaal te verkrijgen. Het is duidelijk, dat de galvanoplastiek in de grafische techniek een hoofdrol speelt.
In de galvanostegie speelt het voorbereiden van het te galvaniseren opperv1ak een hoofdrol. De ondergrond moet glad geslepen en gepolijst worden, waarbij men er voor moet zorgen, dat het absoluut schoon en vooral vetvrij blijft. Hiernaast wordt het metaal ook door beitsen met zuren gereinigd. Daar bij het beitsen met zuren dikwijls uiterst giftige dampen en gassen ontwikkeld worden, moet men deze bewerking in een goed trekkende zuurkast of direct bij een ventilator uitvoeren.
In de galvanoplastiek werkt men zeer graag met vormen van metaal, daar deze niet eerst geleidend gemaakt behoeven te worden. Zo giet men bijvoorbeeld op houtsneden een laag smeltende legering of perst een zacht metaal op het voorwerp. Ook kan men door metaal volgens Schoop op te spuiten nauwkeurige matrijzen verkrijgen.
Bij metalen matrijzen moet men er voor zorgen, dat de galvanisch opgebrachte metaallaag ook weer gemakkelijk van de ondergrond verwijderd kan worden. Hiertoe brengt men een dun laagje grafiet op, of vet de matrijs iets in.
Hiernaast werkt men in vele gevallen met niet metallieke massa's, bijvoorbeeld was, verder ook gips, lijm, celluloid en gutta percha. Het oppervlak van deze afdrukken moet dan door inborstelen van fijn grafietpoeder voor de electrische stroom geleidend gemaakt worden.
Wanneer we suiker in water oplossen en we trachten door deze oplossing een electrische stroom te leiden, dan zien we dat deze oplossing nog practisch dezelfde weerstand biedt als gewoon water, dus eigenlijk niets doorlaat. Wanneer we echter in het water dezelfde hoeveelheid van een zout, bijvoorbeeld kopersulfaat oplossen, dan zien we dat de verkregen oplossing de electrische stroom uitstekend geleidt. Na korte tijd zien we dat zich op de ene draad koper afzet. Dit principe van alle galvanische technieken berust op het feit, dat wanneer we een zout in water oplossen, we eigenlijk dit zout niet meer hebben, doch een oplossing van twee bestanddelen van het zout, die electrisch geladen zijn. Deze twee, tegengesteld geladen bestanddelen van de zouten noemen we ionen. De grootte van de lading is gelijk, immers anders zou het zout zelf electrisch geladen moeten zijn. Deze ionen nu geleiden de electriciteit van de ene electrode naar de andere, ze dragen dus de electrische ladingen door het water heen en geven deze af. Zodra ze deze lading afgegeven hebben, zijn ze geen ionen meer, nemen dus de normale chemische eigenschappen aan en scheiden zich aan de electroden af. Zo zien we dat bij kopersulfaat aan de kathode, de negatieve electrode, koper afgescheiden wordt, daar het koperion zijn positieve lading aan de negatieve electrode afgegeven heeft. Aan de anode komt de zuurrest, dus de sulfaatrest vrij, die zich wanneer de anode uit koper bestaat, onmiddellijk met koper weer tot kopersulfaat verenigt en in oplossing blijft. Het eindresultaat is dus dat het koper van de anode naar de kathode getransporteerd wordt.
Verkoperen van aluminium
| Trinatriumfosfaat | 50 | dl |
| Kaliumcyanide (vergif) | 50 | dl |
| Kopercyanide | 50 | dl |
| Water | 1000 | dl |
Zwart vernikkelen
| Nikkelammoniumsulfaat | 60 | dl |
| Natriumsulfocyanaat | 20 | dl |
| Zinksulfaat | 10 | dl |
| Water | 1000 | dl |
De voorwerpen worden zorgvuldig ontvet en met water afgespoeld, in een natriumcyanide-oplossing (zwaar vergif) gedompeld en vernikkeld. Hierna worden ze in koud en heet water afgespoeld en in houtzaagsel gedroogd.
Collector-reinigingsmiddel
| Petroleum | 12 | dl |
| Oliezuur | 10 | dl |
| Lakbenzine | 45 | dl |
| Ammoniak | 3 | dl |
| Spiritus | 2 | dl |
| Tripel | 28 | dl |
Onbrandbaar wordt het preparaat wanneer men de benzine door tetrachloorkoolstof vervangt.
Collector-smeermiddel
| Talg | 24 | dl |
| Paraffineolie | 66 | dl |
| Ricinusolie Ia | 6 | dl |
| Ceresine | 18 | dl |
| Grafietpoeder | 6 | dl |
| Koperpoeder | 1 | dl |
Afdruk van planten
De plant of het plantendeel wordt eerst tussen vloeipapier gedroogd. Hierna legt men het op een gepolijste staalplaat en hierop komt een dunne plaat van lood. Onder een pers drukt men dan het lood stevig op de staalplaat, waardoor in het lood een negatieve afdruk van de plant ontstaat. Deze afdruk kan dan galvanisch verkoperd en verder verwerkt worden.
Op dezelfde wijze kan men ook afdrukken van kant en weefsel maken.
Ook met dun stanniol kan men fraaie afdrukken maken. Men drukt het dunne gladde stanniol op het voorwerp, druppelt dan gesmolten was op het stanniol en laat afkoelen. Na het afkoelen snijdt men het overtollige stanniol tot op een strook na weg en bevestigt aan deze strook een koperdraad, dat voor het toeleiden van de electrische stroom bij het verkoperen dient.
Verkoperbad voor
galvanoplastiek
| Water | 100 | dl |
| Kopersulfaat | 20 | dl |
| Zwavelzuur (zuiver) | 3 | dl |
| Spanning 1-1,9 V / 1-2 A per vierkante decimeter. | ||
Bad voor
staalgalvano's
| IJzersulfaat | 100 | dl |
| Magnesiumsulfaat | 100 | dl |
| Water | 1000 | dl |
| Spanning 0,5-0,55 V / 0,2-0,25 A per vierkante decimeter. | ||
Afdrukken van medailles
| Grafiet | 5 | dl |
| Varkensvet | 2 | dl |
| Colophonium | 1,5 | dl |
| De massa wordt bij 100° C op het voorwerp geperst. | ||
| Elastische vormen: | ||
| Asfalt | 6 | dl |
| Oliefolie | 9 | dl |
| Guttapercha | 20 | dl |
| Wasvormen: | ||
| Bijenwas | 40 | dl |
| Venetiaanse terpentijn | 6 | dl |
| Grafiet | 1 | dl |
Het oppervlak van de vormen maakt men geleidend door met grafiet in te wrijven. Bij zeer fijne voorwerpen is dit te grof, men brengt dan een laagje zilver aan. Hiertoe bestrijkt men eerst met een oplossing van zilveroxyde in ammoniak, waartoe men een oplossing van zilvernitraat met zoveel ammoniak mengt, tot het eerst gevormde neerslag weer opgelost is. Het voorwerp hangt men dan in formaldehydedampen, waardoor het zilveroxyde tot metalliek zilver gereduceerd wordt.
Verzilveren met een niet giftig bad
| Zilvernitraat | 30 | dl | |
| Thio-ureum | 70 | dl | |
| Water | 1000 | dl |
Men kan ook verkoperen door in een liter water 30 tot 50 g koperchloride op te lossen en nu zoveel duo-ureum toe te voegen tot het eerst gevormde neerslag weer geheel opgelost is.
|
||||||||||
