Цветное оксидирование металла. Патинирование серебра, меди, латуни.

Чернение, патинирование художественных изделий

Гальванические покрытия по своему назначению подразделяются на функциональные и декоративные. Функциональные покрытия служат для защиты металлических изделий от воздействия окружающей среды – защищают от коррозии, а также служат для придания деталям определенных физико-механических свойств

– прочность, паяемость, антифрикционные свойства, стойкость к воздействию кислот или щелочей и т. д. Назначением декоративных гальванических покрытий является придание металлическому изделию красивого внешнего вида – блестящей металлической поверхности заданного оттенка или глубокой ровной матовой поверхности. Большинство гальванических покрытий выполняют обе перечисленные функции и являются защитно-декоративными. Например, хромирование не только придает изделию красивый внешний вид (блестящая металлическая поверхность серебристого оттенка) но и придает изделиям дополнительную прочность и защищает от коррозии.

Химическое или гальваническое оксидирование также является комбинированным покрытием, которое придает изделиям высокую коррозионную стойкость и декоративные свойства.

Оксидирование — это процесс образование на поверхности металла кислородных соединений - окисей и закисей металлов.

Оксидированию могут быть подвергнуты изделия из различных металлов и сплавов - изделия из серебра, меди и медных сплавов, латуни, стальные изделия. Процесс электрохимического оксидирования алюминия или сплавов на его основе называется анодированием (см. "Анодирование алюминия", "Свойства анодированного алюминия").

Химический метод оксидирования более экономичный, по сравнению с гальваническим и позволяет получать на поверхности декоративное покрытие с большим количеством цветов и оттенков за счет изменения температуры процесса или времени выдержки изделия в растворе.

Электрохимическое и химическое оксидирование серебра

Серебряные изделия подвергают химическому оксидированию для окрашивания поверхности и защиты от окисления (потемнения поверхности). Оттенок оксидированного серебра может быть серым, фиолетовым, синим, черным и зависит как от времени выдержки изделия в растворе. Оттенок меняется в процессе выдержки в растворе и определяется визуально, изделие извлекают при достижении необходимого оттенка.  В ювелирном деле есть прием, при котором раствор наносится на отдельные участки серебряного изделия. Таким образом получают изделия с различной цветовой гаммой, например, прокрашивают впадины и углубления в темный оттенок как бы выделяя выступающие части.

Чернение, патинирование  серебра

Процесс химического оксидирования серебра проводят в растворе серной печени с добавлением, в зависимости от необходимого оттенка, хлористого аммония (40 г/л) или углекислого алюминия (20 г/л). Процесс проходит при температуре 70-900С. Серная печень представляет собой раствор поташа (углекислый калий K2CO3) и сульфида калия K2S или серы.

Внимание: Если вы планируете провести процесс оксидирования в домашних условиях следует обратить внимание на то, что сера требует особо осторожного обращения – сера горюча, а ее пары в воздухе образуют взрывчатую смесь. Хранить серу следует в плотно закрытой емкости отдельно от окислителей.

Соотношение поташа и серы в расплаве могут быть различными, обычно одну часть серы смешивают с двумя частями поташа. Сплавление компонентов происходит в течение 15-25 минут. Затем расплав разбавляют в дистиллированной воде. При приготовлении раствора с использованием поташа и сульфида калия компоненты растворяют в воде, смешивают и медленно нагревают до температуры 80-900С.

Перед погружением в раствор поверхность изделия обезжиривают бензином или спиртом. По окончанию процесса поверхность протирают фетровой салфеткой (иногда на поверхность предварительно наносят мел), затем изделие полируют.

Гальванической процесс оксидирования не отличается от процессов электрохимического осаждения металлов (хромирования, никелирования, цинкования или меднения). Электролит для гальванического оксидирования серебряных изделий содержит в своем составе:

  • сернистый натрий (20-30 г/л);
  • сернокислый натрий (15-20 г/л);
  • серную кислоту (5-10 г/л);
  • ацетон (3-5 г/л).

Процесс проходит при цеховой температуре, плотности тока 0,1-0,5 А/дм2 в течение 1-5 минут.

Обработанные таким образом серебряные изделия не темнеют под воздействием атмосферы, покрытие сохраняет свои декоративные и защитные свойства несколько лет.

Чернение (патинирование) меди

Процесс оксидирования меди, в результате которого медное изделие приобретает темный цвет называют чернением или патинированием меди.

Патинирование – процесс образования на поверхности металла сернистых или хлористых соединений в результате взаимодействия химических элементов с металлом.

Чернение (патинирование) меди проводят в растворе серной печени. В результате взаимодействия ионов серы с металлом на поверхности медного изделия образуются пленка сульфида меди – соль черного цвета нерастворимая в воде и неконцентрированных кислотах.

Для чернения меди используют следующие варианты растворов:

  • серная печень (10-20 г/л) доводится до кипения;
  • серная печень (6-10 г/л), хлористый аммоний (40 г/л) при температуре 800С;
  • едкий натр (9 г/л), персульфат аммония (3 г/л) при температуре 1000С.

Реакция оксидирования проходит быстро, медное изделие приобретает темный благородный оттенок (под старину). Таким способом часто патинируют медные чеканки – в результате в углублениях медь приобретает черный цвет, на наклонных поверхностях оттенок светлее и на выпуклых поверхностях изделие сохраняет блестящий красный цвет. Перед погружением в раствор чеканку нагревают.

Художественное патинирование медных пластин

В художественных мастерских для обработки чеканок и различных украшений из меди часто используется способ оксидирования меди без погружения в раствор. Для этого на поверхность изделия аккуратно наносят слой концентрированной азотной кислоты, после чего изделие нагревают. Цвет меди меняется в зависимости от температуры от зеленовато-синего до черного. Затем изделие остужают, промывают водой и осветляют выпуклые части композиции с помощью плотной ткани, смоченной в бензине.

Художественное патинирование медных пластин

Еще один способ цветного оксидирования меди, при котором получают различные оттенки поверхности изделия в одном и том-же растворе, проводится в смеси серноватокислого натрия (130 г/л) и ацетата свинца (35 г/л) при температуре 800С. Поверхность изделия под воздействием раствора может приобретать желтый, оранжевый, красный или фиолетовый цвет. Оттенок оксидной пленки постоянно меняется при раскачивании, при достижении необходимого результата изделие вынимают из раствора сушат и наносят лак. При этом практически невозможно получить два идентичных изделия, каждая художественная композиция будет неповторима.  

Удаление окисной пленки с меди

Снятие темной патинирующей пленки с поверхности изделия проводится в растворе (10-15%) кислот – серной и азотной.

Внимание: При смешивании концентрированной серной и азотной кислоты происходит реакция с выделением большого количества тепла. Следует использовать только специальную тонкостенную химическую посуду. При растворении кислот следует вливать кислоту в воду медленно, небольшими порциями. Следует помнить, что соли меди ядовиты, все работы проводить в вытяжном шкафу.

Патинирование и оксидирование изделий из латуни

Изделия из латуни также подвергают оксидированию с целью окрашивания поверхности или создания художественных композиций, стилизованных под старину. На латунных изделиях получают оксидные пленки со множеством цветов и оттенков – желтый, оранжевый, красный, синий, черный и т. д., при этом возможно получение как глянцевой, так и матовой поверхности.

Чернение латуни

Одним из способов чернения латуни является способ, при котором на поверхность изделия наносят хлористую сурьму. Реактив наносят кистью или валиком, а затем втирают плотной тканью или щеткой. В зависимости от концентрации раствора получают оттенки от серого до черного.

Получение цветных окисных пленок на латуни

Цветные оксидные пленки на латуни получают несколькими способами. Самый простой – оксидирование в растворе азотной кислоты. Погруженная в раствор латунная деталь покрывается слоем азотнокислой меди и окрашивается в зелено-голубой цвет. Процесс происходит при постепенном нагреве. Цвет пленки меняется в процессе нагрева, завершается процесс окрашиванием поверхности в черный цвет.

В качестве раствора оксидирования можно использовать обычный фиксаж для фотопечати (триосульфат натрия или гипосульфит). В раствор фиксажа (40-60 г/л) добавляется небольшое количество азотной кислоты (подкисляют раствор). В результате проходит химическая реакция с выделением сернистого газа и отложением серы, а раствор приобретает мутно желтый или желто-зеленый оттенок. Готовят раствор непосредственно перед обработкой латуни, раствор активен в течение 15-20 минут. Цвет меняется со временем выдержки имеет синеватый или фиолетовый оттенок. Емкость для раствора выбирают таким образом, чтобы поверхность изделия была видна. Изделие погружают в емкость на непродолжительное время, затем извлекают и промывают в горячей воде. Затем поверхность изделия наносят слой песка и протирают щеткой или плотной тканью. Окончательный оттенок изделие приобретает после повторного погружения в раствор. После извлечения из раствора поверхность обрабатывают пемзой, стирая темный налет, сушат и покрывают слоем прозрачного лака.

Еще один способ цветного оксидирование латуни осуществляется в растворе тиосульфата натрия (130-150 г/л) и уксусного или азотнокислого свинца (35-40 г/л).  Раствор нагревают до 80-900С. Процесс требует постоянного визуального контроля, т к. цвет пленки меняется быстро и непрерывно – желтый, красный, фиолетовый, синий и, по окончании процесса, черный. При получении нужного оттенка изделие быстро извлекают из емкости, промывают и сушат.

Художественное патинирование латуни

Для всех перечисленных способов оксидирования латуни справедливо общее правило – реакцию можно остановить на любой стадии процесса, при получении нужного оттенка изделие извлекается из раствора. Если осуществляется предварительный нагрев изделия – прервать реакцию можно остановив нагрев. Фиксируют оттенок просто промыв поверхность водой. Осветление отдельных участков изделия производится бензином.

Точных рецептов приготовления растворов оксидирования и режимов процесса не существует, результаты художественного цветного оксидирования зависят от множества факторов – чистоты исходных компонентов, степени нагрева детали или раствора, способа обработки изделия по окончании процесса.

Большинство из перечисленных способов оксидирования и патинирования серебра, меди или латуни могут быть проведены в домашних условиях или гаражной мастерской, при соблюдении основных правил техники безопасности, которые справедливы для любого процесса нанесения гальванических или химических покрытий где используются концентрированные кислоты или производится нагрев активного раствора с выделением газообразных веществ.

Возможно Вас заинтересуют статьи:

 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить