Revestimiento de cobre de alta calidad (y seguro)

Aquí hay algunos métodos de galvanoplastia de cobre, pero son peligrosos, proporcionan resultados de muy baja calidad o cuestan un brazo y una pierna. Su objeto plateado debe ser de un color rojo brillante, no ennegrecido, y su bolsillo no debe verse afectado por los costos de los productos químicos o las facturas del hospital.

El método sobre el que escribo aquí es el método del acetato de cobre. En lugar de comprar acetato de cobre prefabricado, lo haremos nosotros mismos.

Quería que este instructable fuera lo más fácil posible, lo más seguro posible y lo más barato posible.

El revestimiento de cobre tiene una variedad de usos. Estéticamente, se puede usar para crear una apariencia steampunk en metales que de otra manera no encajarían. Anodizar el objeto después del enchapado puede crear objetos brillantes y multicolores. Eléctricamente, crea una superficie altamente conductora para soldar o usar en circuitos de CA (para el efecto de la piel). También se usa con frecuencia para preparar materiales resistentes para otros revestimientos como el níquel y la plata en el camino.

Si te gusta este instructable, pero quieres un acabado plateado en lugar de un acabado de cobre, ¡mira mi instructable niquelado!

//www.instructables.com/id/High-Quality-and-safe-Nickel-Plating/

En otra nota, ¡ME ENCANTAN tus preguntas! He notado que algunas personas están haciendo las mismas preguntas, así que he agregado un paso / diapositiva / sección / whatchamacallit "Preguntas comunes" al final de este instructivo. Eche un vistazo allí para obtener respuestas rápidas a la mayoría de las preguntas que pueda tener. Si tiene uno nuevo, comente a continuación y me complacerá responderlo y agregarlo a mi paso / diapositiva / sección / whatchamacallit: D

Un descargo de responsabilidad rápido: el acetato de cobre, el químico que fabricaremos, es venenoso. El título "Recubrimiento de cobre de alta calidad (y seguro)" se refiere más al hecho de que no necesita jugar con ácidos increíblemente potentes que quemarán su piel o le pedirán que abra las baterías. En las concentraciones con las que trabajaremos, el proceso es bastante seguro. Sin embargo, NO beba la solución y asegúrese de lavarse las manos después del recubrimiento y limpie adecuadamente cualquier superficie que se encuentre cerca o en contacto con su solución de recubrimiento. Siempre supervisa a los niños. Dicho eso, ¡disfruta!

Paso 1: materiales

Necesitará algunas cosas, todas las cuales puede obtener en su supermercado local o encontrar en la casa:
Vinagre Blanco Destilado (5% de acidez o más, comestibles)
Peróxido de hidrógeno (3% o más, farmacia)
Limpiador de aluminio y acero inoxidable Cameo (productos de limpieza)
Almohadilla de puntuación 100% cobre (productos de limpieza)
Cables de cocodrilo (eléctricos)
* Batería de linterna de 6V (camping)
1 pinta, tarro de albañil de boca ancha (suministros para enlatar)
Toallas de papel (suministros de papel)
Guantes de nitrilo (limpieza, farmacia o bricolaje)

Nota: Si planeas galvanoplastia cosas muy grandes, necesitarás comprar mucho vinagre, peróxido de hidrógeno, cobre y recipientes más grandes. Por el contrario, puede cubrir un electrodo de cobre con algodón, sumergirlo en la solución electrolítica y luego "pintar" el cobre.

Puede sustituir las almohadillas de puntuación de cobre por chatarra o alambre de cobre. El único beneficio (enorme) de usar las almohadillas de puntuación es que tienen un área de superficie muy alta que será útil en pasos posteriores.

* Vea mi nota en el último "paso" sobre la batería de la linterna de 6V. Puede reemplazarlo con una batería de 1.5V o un par de AA si lo desea o le ahorraría algo de dinero.

Paso 2: Creando tu electrolito 1/2

Lo primero que debemos hacer es crear nuestro electrolito, acetato de cobre. Esta solución química tiene iones de cobre positivos que serán atraídos por nuestros cátodos negativos cuando hagamos nuestra galvanoplastia. Tenga en cuenta que el acetato de cobre es venenoso. Dedíquele un recipiente que nunca se usará como alimento y lávese bien las manos después de entrar en contacto con él.

Comience agregando partes iguales de vinagre destilado y peróxido de hidrógeno en su frasco de vidrio (es decir, "mitad y mitad"). La proporción no necesita ser exacta, así que no dude en observar las cantidades. El peróxido de hidrógeno hará que el cobre se oxide rápidamente, lo que permite que el cobre reaccione rápidamente con el ácido acético.

Calienta la mezcla en el microondas hasta que hierva suavemente. Esto tomó alrededor de 1 minuto, 45 segundos para mí. También puede calentar su mezcla a fuego lento en un recipiente de vidrio (no metálico). Calentar la mezcla acelerará la reacción química en el siguiente paso.

Paso 3: Creando tu electrolito 2/2

Antes de continuar, lávese bien las manos para eliminar los aceites de la piel. Los aceites evitarán que nuestra mezcla de vinagre y peróxido reaccione con el cobre. Cualquier contaminante en sus manos también puede ensuciar la solución y darle un acabado deficiente en el proceso de recubrimiento.

Estire la esponja de cobre y rómpala en dos pedazos. Usaremos una pieza para disolverla en la mezcla de vinagre y peróxido y la otra como electrodo más adelante. El material de cobre "scrubby" puede ser bastante afilado; es posible que desee ponerse un par de guantes para hacer esto.

Ahora coloque el cobre en la mezcla tibia de vinagre / peróxido. Atornille la tapa y agite suavemente el líquido y el cobre en el frasco. A medida que pasa el tiempo, la mezcla se volverá más y más azul. El color azul proviene del ion cobre en el acetato de cobre. Cuanto más tiempo deje el cobre en la mezcla, más saturada y más azul se volverá la solución.

Una sugerencia rápida: NO desea tener una solución de acetato de cobre demasiado saturada. De hecho, es mucho mejor tener una solución más débil que una más fuerte. Cuando comenzamos a galvanizar, queremos que los átomos de cobre creen capas muy delgadas y uniformes en nuestro objeto. Si el cobre se acumula demasiado rápido, no se adherirá bien y obtendrá manchas de "quemaduras".

Paso 4: fabricación del electrodo de cobre

Tome un cuarto de la almohadilla de puntaje de cobre (la mitad de lo que queda del que separó) y cree una forma de "lágrima". Desea que el extremo más gordo esté muy apretado para que no flote; El proceso de galvanoplastia crea burbujas que pueden quedar atrapadas en su malla de alambre. En el extremo más delgado de su lágrima de cobre, tome varios hilos y gírelos en un cable que pueda sobresalir de su solución de acetato. Cuando comenzamos a colocar placas, queremos evitar colocar las pinzas de cocodrilo en la solución de acetato en el lado del ánodo. Cualquier metal en el lado del ánodo se filtrará al electrolito, lo contaminará y creará un acabado final muy pobre.

Tome el primer cable de cocodrilo y sujete un extremo a su electrodo de cobre recién hecho. Tome el otro extremo del primer cable de cocodrilo y conéctelo al terminal positivo de su batería. Este es ahora tu "ánodo". Coloque su ánodo en su solución de acetato de cobre tan lejos como sea posible a un lado del frasco.

Paso 5: Prepara tu objeto de metal para galvanoplastia

Para obtener un buen acabado, es MUY importante preparar sus superficies. Si no prepara la superficie, tendrá un acabado irregular, oscuro e irregular con marcas de suciedad e incluso huellas digitales ... no es bueno. También puede obtener una mala adherencia del revestimiento al metal base, lo que permitiría que el revestimiento se descascara y se frote si el metal base no está limpio.

Para preparar mis superficies, me gusta usar Cameo Aluminium and Stainless Cleaner. Cuesta solo un par de dólares y hace maravillas.

Ponte tus guantes de nitrilo y agarra tu objeto. Aplique una pequeña cantidad de jabón líquido para lavar platos, frote, luego enjuague su objeto (guantes también). Esto eliminará la mayor parte de la grasa, la suciedad y la mugre de su objeto. ¡Sin embargo, aún no hemos terminado! Todavía necesitamos eliminar la oxidación o cualquier mugre resistente de nuestro objeto.

Combina una pequeña cantidad de Cameo con un par de gotas de agua para hacer una pasta. Unte esta pasta y frote su objeto nuevamente. Durante un minuto o dos, el ácido y los abrasivos en el Cameo eliminarán los óxidos metálicos y la mugre dura. Es MUY importante que esto se haga bien y completamente. Puede darse cuenta de que ha terminado cuando toda la superficie es de un gris uniforme, mate (al menos para los metales grises).

Enjuague bien su objeto y seque con una toalla de papel.

Ahora, conecte el segundo cable de cocodrilo a su objeto. Si es posible, intente adjuntarlo a un lugar discreto que normalmente esté fuera del sitio. Si no puede encontrar un lugar conveniente (por ejemplo, una moneda no tiene porciones ocultas), simplemente deberá mover el clip con frecuencia durante el enchapado.

Paso 6: galvanoplastia

Asegúrese de que la bola de cobre esté unida al terminal positivo de la batería y que su objeto esté conectado al terminal negativo de la batería. Si esto se hace al revés, la galvanoplastia no funcionará y contaminará su electrolito.

Sumerja completamente su objeto en el electrolito con un solo movimiento suave. Sosteniendo el cable, mueva suavemente su objeto hacia adelante y hacia atrás en la solución mientras lo gira lentamente. Después de unos segundos, debería notar que el metal base comienza a ponerse amarillo. ¡Alegrarse! ¡Estás en el camino correcto! Siga girando y girando su objeto para obtener un color rojo más intenso y una placa de cobre más gruesa.

IMPORTANTE: debe mantener su objeto en movimiento mientras está en galvanoplastia. De lo contrario, obtendrá "puntos de quemado" donde el cobre se acumuló demasiado rápido. Si bien estos puntos pueden pulirse, el cobre no se habrá adherido bien al metal base y se descascarillará / eliminará fácilmente.

IMPORTANTE: Mantenga su objeto al menos a una pulgada o más lejos de su electrodo de cobre. Nuevamente, obtendrá quemaduras por las razones indicadas en lo anterior.

Paso 7: preparación previa

Su objeto brillante, recién chapado en cobre, se pinará rápidamente al exponerse al aire, agua, sal, piel y más. Esta oxidación se puede eliminar de una superficie desprotegida con un esmalte muy ligero. Si decide pulir su objeto chapado, use una presión suave y limpiadores suaves para evitar el pulido de la capa de cobre. Si realmente quieres ponerte elegante, también puedes hacer electrochapado inverso para eliminar la pátina, solo haz una inmersión rápida en tu electrolito con los voltajes de los electrodos intercambiados. Si desea el color rojo cobre sin la pátina, un spray rápido con una capa transparente decente o un aceite / cera de pulido de metal adecuado puede proteger la superficie.

Lo bueno de los artículos chapados en cobre es que el chapado de cobre le permite chaparlo con otros metales más engañosos. Por ejemplo, al níquel no le gusta adherirse a algunos aceros sin cierta persuasión. Por lo tanto, puede aplicar un revestimiento de cobre ligero antes de aplicar una capa de níquel.

En otra nota, también puede guardar su solución de acetato de cobre sobrante para usos posteriores de recubrimiento. Simplemente coloque la tapa en el frasco y séllelo bien. Asegúrese de etiquetarlo como "VENENO - ACETATO DE COBRE" y guárdelo lejos de las pequeñas manos de los niños. Enjuague bien todo lo que entre en contacto con la solución y guárdelo en un lugar seguro.

Paso 8: preguntas comunes

¿Puedo chapar [inserte su metal aquí] con cobre?
Depende. Ciertos metales juegan bien juntos, otros no. Los que no se llaman "metales diferentes". En la imagen, encontrarás una tabla que tomé prestada de RFI. La tabla está diseñada para informarle cuándo puede ocurrir una reacción galvánica que provoque corrosión. Para nuestros propósitos, también nos dice qué metales son compatibles y cuáles no. Cuanto menor sea la magnitud del número (también conocido como el valor absoluto), más compatibles (es decir, similares) serán los metales. Si está tratando de platear un metal que no es compatible, es posible que primero deba platear con níquel u otro metal. El aluminio, por ejemplo, debe chaparse con níquel antes de chaparse con cobre. Puede encontrar mis instrucciones de niquelado aquí: //www.instructables.com/id/High-Quality-and-safe-Nickel-Plating/

¿Cómo se platean objetos no conductores?
Primero, debes hacerlos conductores. Puede hacer esto con pinturas conductoras, pegamentos conductores e incluso láminas de metal (piense en láminas de oro) siempre que lo que esté cubriendo su superficie no sea soluble en agua. No he experimentado mucho con esto, lo que significa que tendrás que hacerlo. Envíeme un mensaje con sus resultados y los publicaré aquí para que otros lo consulten.

¿Cuánto voltaje / corriente necesito?
Tan poco como sea posible. Cuanto menor sea el voltaje y la corriente, mejores resultados obtendrá. Necesita un mínimo de 0.5V DC para platear con cobre. La batería de celda CA o D le dará resultados bastante decentes. Si no tiene acceso a voltajes más bajos, puede colocar el electrolito en un recipiente grande y mover sus electrodos lo más lejos posible de otro; el aumento de la distancia también aumentará la resistencia del circuito y disminuirá la corriente.

¿Puedo usar cloruro de cobre u otro electrolito en lugar de hacerlo con vinagre y demás?
Sí tu puedes. Simplemente me gusta la idea de hacer mis propios productos químicos. Puede obtener root kill (que son cristales verdes si no recuerdo mal) en su ferretería local por un precio relativamente barato.

¿Puedo usar otros ácidos distintos al ácido acético (vinagre)?
Sí ... pero ten cuidado ... Este instructable fue escrito para Joes y Jolenes promedio, no para químicos. Otros ácidos pueden ser significativamente más peligrosos y liberar algunos químicos muy tóxicos muy desagradables en el aire. A menos que sea un químico experimentado (es decir, que tenga un título real, no solo AP Chem en la escuela secundaria o Chem 111 en la universidad), no recomendaría jugar con otras sustancias químicas.

¿Es ilegal platear monedas?
Lo primero que quiero señalar es que solo estoy usando monedas porque, por definición, están en todas partes y son baratas. El contenido de cobre y níquel los hace ideales para pequeños experimentos. Este no es un "cómo colocar monedas" instructable, las monedas son simplemente prácticas y reconocibles. Para aquellos de ustedes que tomaron el laboratorio de química de la escuela secundaria, probablemente usaron cuartos, monedas de diez centavos y centavos para un par de experimentos diferentes en el aula.

En lo que respecta a la legalidad de las monedas enchapadas, a mi entender, es legal siempre que usted 1) No retire el metal de las monedas con la intención de vender ese metal, 2) No intente pasarlas como algo que no son (es decir, una moneda de diez centavos de cobre vale 10 centavos, nada más), y 3) No están desfigurando las monedas por intención maliciosa. Como descargo de responsabilidad personal, este es MI entendimiento: tómalo con un grano de sal. Si esto es incorrecto, agradecería recibir un correo electrónico o mensaje amistoso del Tesoro de los EE. UU. U otras personas calificadas.

¿Por qué está usando una batería de linterna de 6V cuando dice que los voltajes más bajos son mejores?
-La diferencia en la calidad del revestimiento entre los bajos voltajes (0.5VDC es lo más bajo que puede llegar) y 6VDC no es mucho. PERO, el tiempo que lleva la placa con 6VDC es mucho menor.
-Si desea voltajes más bajos, puede hacerlo separando el ánodo y el cátodo. Esto se debe a que su electrolito actúa como una resistencia variable y la resistencia cuadrada de su ánodo y cátodo crea dos resistencias más de una resistencia fija. Cuanto más alejados estén el ánodo y el cátodo, mayor será la resistencia del electrolito, mayor será la caída de voltaje a través del electrolito, menor será el voltaje entre el cátodo y el electrolito que lo toca directamente. Sin tomar una clase de electrónica, esto puede ser un poco difícil de entender, por lo que si no lo hace, solo tendrá que confiar en mí.
-Buenas baterías de faroles durarán mucho tiempo. Tienen muchas, muchas baterías AA en paralelo, lo que le brinda más jugo disponible y mayor corriente si lo desea.
-Las baterías de linterna son fáciles de sujetar con pinzas de cocodrilo y no necesitan soportes de batería.
-A medida que la batería se agota, su resistencia interna no aumentará significativamente y su voltaje no disminuirá mucho debido a las conexiones de batería interna altamente paralelas. Esto te da resultados más consistentes.

¿Puedo platear aluminio?
Lo evitaría El aluminio es solo uno de esos metales que no se platean bien. Si está buscando un acabado resistente a la corrosión, puede anodizar el aluminio para crear una capa de óxido transparente que sea extremadamente resistente a la corrosión. Si está buscando un acabado de color, puede obtener tintes que se absorben en la capa de óxido y manchar el color que desee (esto es en realidad lo que Apple y otras compañías hacen para fabricar iPods de diferentes colores).

¿Puedo usar el revestimiento de cobre para evitar que las piezas de acero se oxiden?
No absolutamente no. Esto es por un par de razones diferentes.
- Las pátinas de cobre (es decir, oxidadas) y eventualmente pueden desprenderse con el tiempo exponiendo agujeros microscópicos y macroscópicos a través de su metal base. A medida que la sal, el agua y el oxígeno lleguen al metal base, se oxidará debajo de su revestimiento, lo que hará que se desprenda más y ... se le ocurre la idea.
- El cobre creará una reacción galvánica (que es como funcionan la mayoría de las baterías) con el hierro en el acero cuando su objeto se coloca en el agua. Esto hará que sus piezas de acero se oxiden AÚN MÁS RÁPIDO. Si desea probar esto, coloque un trozo de cobre en agua salada con un trozo de acero tocándolo. Comenzará a oxidarse como un loco en un par de horas o más rápido.

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