Химическая окраска или
оксидирование
металлов — используются в основном в
художественном литье цветных металлов, ювелиры применяют оксидирование
серебра, и только соединениями серы, так как благородные металлы
химически стойки и нанести стойкое покрытие можно только гальванически. Химические покрытия цветных металлов используют из-за технологичности и
однородности покрытий. Не у каждого есть гальваническая установка для
нанесения электрохимических покрытий на медь, латунь или бронзу,
поэтому приходится использовать доступные методы.
Химическая окраска изделий позволяет получить массу оттенков цветов
только при изменении условий технологического процесса - температуры
раствора и выдержки времени. Оттенок химичекой окраски зависит от
толщины оксидных пленок. Небольшие изделия окунают в раствор, крупные
обрабатывают кистью или губкой. Чтобы каждый раз не эксперементировать,
окрасьте образцы металлических пластин и опишите состав и условия
получения оттенка.
Наиболее интересно цветное тонитование, когда в одном и том же растворе
можно получить разные цвета изделия, это особенно интересно, если
изделие вынимать из раствора по мере изменения цвета покрытия.
Перед нанесением на металлические поверхности защитных и декоративных
пленок, а также перед покрытием их другими металлами необходимо
осуществить подготовительные операции, то есть удалить с этих
поверхностей загрязнения. От качества проведения
подготовительных операций зависит конечный результат всех работ. К
подготовительным операциям относятся обезжиривание, очистка и
травление.
Химическое
оксидирование сплавов серебра
Цвет |
Состав и варианты оксидирующих растворов |
Технологический процесс |
Чернение серебрянных
изделий |
Вода
- 1л, серная печень 10-15 г.
Чтобы получить более темные и глубокие тона, поташ в составе серной
печени заменяют кальцинированной содой. Для большей устойчивости цвета
покрытия можно добавить несколько капель аммиака. |
Серебрянные
изделия помещают в раствор нагретый до 60-70°С, цвет и оттенок
зависятот температуры раствора и выдержки. Преобладающие оттенки
пленки: желтоватый, коричневый, серый. |
Черный,синевато-черный
цвет |
Вода - 1л, углекислый аммоний - 10г, сернистый калий - 25 г
|
Раствор
рекомендуется нагреть |
Коричневые тона |
Вода - 1л, сернистый аммоний - 20 мл
|
|
От светлосерого до
темноголубого |
Вода - 1л, серная печень - 10г, хлористый аммоний - 40г
|
|
Растворы для окраски меди, нейзильбера и мельхиора аналогичны растворам
для серебра. Однако цвет пленок на них не всегда соответствует цвету на
серебре. Также для чернения серебра интересен следующий способ:
выгравированные на поверхности серебрянной вещи углубленные узоры
заполняются плавким составом, заключающим сернистое серебро; затем вещь
подвергается действию высокой температуры, достаточной для сплавления
состава с серебром.
То есть совершается частичное покрытие поверхности
вещи «черной эмалью», состав которой у разных мастеров
различен. Вот один из хороших рецептов такой черной эмали: 38г серебра,
72г меди, 50г свинца, 384г серы и 36г буры сплавляют в тигле, причем
входящие в состав металлы превращаются в сернистые.
По охлаждении сплав
размельчают в тонкий порошок и тщательно просеивают. При употреблении
выгравированные места посыпают порошком эмали и вещи держат на огне до
тех пор, пока снова расплавивашаяся эмаль не заполнит углублений. По
охлаждении излишек эмали стирают, вещь шлифуют и полируют.
Иногда серебряные или посеребренные вещи (вазы, канделябры, фигуры)
подчернивают графитом. Для этого их смазывают кашицеобразною смесью
из графита в порошке и кровавика в порошке со скипидаром. Когда
смазка
просохла, вещь обтирают мягкою щеткой и замшею, затем выпуклые места
ее, для сообщения им большего блеска, полируют тряпочкой, смоченной
спиртом или водкою. Такое подчернение носит чисто механический характер
и обусловливается оно теми же условиями, которые с течением времени
производят загрязнение всякой металлической поверхности, т. е.
приставанием частиц пыли (в данном случае роль пыли играет графит) к
неровностям и шероховатостям поверхности. Следовательно, чем
менее
гладкая поверхность, тем успешнее достигается почернение ее
механическим способом.
Химическое
оксидирование меди, латуни и бронзы
Цвет |
Состав и варианты растворов для оксидирования |
Технологический процесс |
Серый, черный. |
Вода
- 1л, серная печень - 10-20г |
Изделия
помещают в разогретый раствор или кипятят. |
Вода
- 1л, серная печень - 6г, хлористый аммоний - 20г |
Раствор
нагреть до 80°С |
Вода
- 1л, серная печень - 2-3г, хлористый натрий - 2-3г |
Окрашивае
в серый цвет и оттенки |
Вода
- 1л, едкий натр - 9г, персульфат аммония - 3г |
Раствор
нагревать не более 100°С дает черный цвет |
Вода
- 1л, конц. раствор хлорного железа - 1л |
Окрашивает
в черный цвет |
Вода
- 1л, сульфат меди - 120г, марганцевка - 15 г |
Выдерживать
15 мин. при 100°С |
От светло-коричневого
до коричнево-черного |
Вода
- 1л, сернистый аммоний - 5-15г, серная печень - 5-15г |
Оттенки
получают - подбирая соотношение амония и серной печени |
Вода
- 1л, гипосульфит натрия - 60г, кислота соляная, азотная или серная -
5. Раствор годен 20 мин. |
Быстро
опустить в раствор, через несколько секунд вынуть. Раствор работает
очень быстро, нельзя передерживать деталь в растворе. |
Оливковый, коричневый, черный. |
Вода
- 1л, аммиак - 0,8л, хлорокись меди - 0,4л |
Обработка
длится 15 мин |
Вода
- 1л, бертолетова соль - 50-70г, медь азотнокислая - 40-50г, хлористый
аммоний - 80-100г |
Обработка
10-15 мин., при 60-70°С |
Коричневый и
Шоколадный |
Вода
- 1л, медный купорос - 50г, марганцовк - 5г |
|
Вода-1л,хлористый
калий - 45г, медный купорос - 105г, сульфат никеля - 20г |
Обработка
5-7 мин., при 90-100°С. Придает приятный шоколадный цвет |
Вода
- 1л, бертолетова соль - 20г, Аммиак 25% - 40мл |
Обработка
5-7 мин., при 70-80°С |
Красно-коричневый |
Вода-1л, хлористый цинк - 50-100г,
медный купорос - 50 - 100г
|
Соотношения
цинка и купороса равные |
Голубой |
Вода - 1л, ацетат свинца - 20-30г, тиосульфат натрия - 60г, уксусная
кислота (эссенция) - 30-50г
|
Обработка
5-7 мин., при 80°С |
Синевато-черный |
1.Вода
- 1л, бихромат калия (хромпик) - 70-80г, серная кислота - 20-25мл
2. Раствор аммиака 25% - 0,1-1 л, карбонат меди - 40-200г |
Сначала
изделие обрабатывают в растворе №1 (хромпика), температура 15-25
°С, 15-20 сек.
После промывки, изделие погружают в раствор №2, обработка длиться
25-30мин. при температуре 15-30°С |
Фиолетовый |
Раствор хлорной сурьмы
|
|
Малахитовый |
Вода - 1л, азотнокислая медь - 200г, виннокислый калий 120г, хлористый
натрий - 160г, хлористый аммоний - 40г |
|
Зеленый |
Вода
- 1л, двойной сульфат никель-аммония - 60г, тиосульфат натрия - 60г |
Обработка
5-10 мин., при 70°С |
Вода
- 1л, нитрат меди -200г, нашатырный спирт -300г, углекислый аммоний -
400г, ацетат натрия - 400г |
|
Оранжево-красный |
Вода - 1л, сульфид калия - 5г
|
Протереть
покрытие маслом. |
золотисто-красный |
водный раствор кристал. яри-медянки
|
Для
придания меди золотисто-красного (оранжевого) цвета, погружают ее после
тщательной чистки, на несколько секунд. |
Цвет золота |
Вода
- 1л, гипосульфит натрия - 200-225г, уксуснокислый свинец (свинцовый
сахар) - 20-25г, лимонная кислота - 25-30мл |
Процесс
длится 2-3 мин. при 15-25°С. При увеличении выдержки, окраска из
золотистой переходит в красную, а затем в фиолетовую |
1.Серная
кислота- 600мл, азотная кислота -100мл, соляная кислота - 2,5мл,
хлористый натрий - 3г
2. Вода - 1л, бихромат калия - 100 г, серная кислота - 100мл |
Выдержать
деталь в растворе №1 несколько секунд, вынуть, тщательно промыть в воде
и опустить в раствор №2. Процесс длится 5-7 сек. при 15-25°С. |
1.Едкий
натр - 4части, молочный сахар - 4 части, вода - 200 частей
кипятят в продолжение 15 мин., прибавляя постепенно 4 части
концентриров. раств. медного купороса
|
Готовую
смесь охлаждают и затем в нее кладут латунные вещи, предварительно
очищенные от жирных пятен. После непродолжительной ванны латунь
принимает красивый золотисто-желтый оттенок. |
Для
окраски латуни используют нейтральный раствор уксуснокислой меди.
Раствор должен быть вполне нейтральный, т. е. не изменять цвета ни
красной, ни синей лакмусовой бумаги. Нейтрализацию его, в случае
надобности, производят уксусной кислотой. |
Погружение
мелких латунных вещей (пуговицы, замочки, пряжки) на медной проволоке. |
Цвет бронзы |
Вода
- 1л, едкий натр (NaOH) - 25г, молочный сахар - 20г
2. Медный купорос - 5г |
Раствор
доводят до кипения и добавляют медный купорос, используют после
охлаждения |
Вода
- 1л, cульфат меди - 160г, сульфат железа - 120г, хлористый аммоний -
40мл |
В
раствор доведенный до кипения, помещают предмет, при получении
требуемого оттенка вынимают и сушат |
Радужные цвета |
Для
получения на изделиях из латуни различных оттенков желто-оранжевого,
малинового, фиолетового и синего цвета применяют смесь растворов №1 и
№2, нагретую до 80° С. Смесь растворов быстро теряет свои
окрашивающие свойства, поэтому ее нельзя хранить и каждый раз следует
употреблять свежие, только что приготовленные растворы.
1.Вода горячая - 1л, серноватокислого натрия - 130г
2. Вода горячая - 1л, ацетат свинца (можно попробовать заменить на
азотнокислый свинец) - 35г |
Перед
использованием оба раствора сливают вместе. Протравленные в азотной
кислоте и промытые в воде изделия при постоянном движении погружают в
нагретую до 80° С смесь растворов. На изделии возникают различные
цвета, которые быстро сменяют друг друга в такой последовательности:
желтый, оранжевый, красный, малиновый, фиолетовый, синий. Синий
постепенно тускнеет, переходитв серый, и процесс заканчивается. Как
только получен желаемый цвет, изделие быстро вынимают из раствора,
просушивают и покрывают бесцветным лаком, так как пленка малопрочна. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вода - 1л, сульфат меди - 10-12г, нитрат свинца - 10-12г, тиосульфат
натрия - 100-180г, сегнетова соль - 20г.
Нитрат свинца, вероятно, можно заменить на ацетат свинца взяв его в
1,15 раза больше, из расчета для трехводной соли.
|
Тонирование
изделий при комнатной температуре позволяет получить следующую гамму
цветов за время: желтый - 5 мин, коричневый - 7 мин, красный - 10
мин,фиолетовый - 13 мин, синий - 17 мин, зеленый - 20 мин |
|
|
|
|
|
|
Смесь
растворов быстро теряет свои окрашивающие свойства, поэтому ее нельзя
хранить и каждый раз следует употреблять свежие, только что
приготовленные растворы.
1.Вода горячая 76-80 градусов - 1л, серноватокислого натрия -
130г,мышьяковокислого натрия - 0,5 г
2. Вода горячая - 1л, крист. яри медянки - 10г, медного купороса - 25г.
Смешать равные части обоих растворов, в таком количестве, какое
требуется для предстоящей работы. |
Для
получения на изделиях из меди различных оттенков в указанные ниже
цвета, причем один цвет через несколько секунд переходит в
следующий,поэтому нужно часто вынимать предмет из ванны, чтобы следить
за процессом окраски. В порядке очереди получаются следующие цвета:
оранжевый, терракотовый, светло-красный, багровый, радужный.
На латуни этот способ вызывает следующие цвета:
золотисто-желтый,лимонно-желтый, оранжевый, терракотовый,
оливково-зе-леный. |
Отделка
окрашенных металлов
Поверхность химически окрашенных металлических предметов имеет
обыкновенно после окраски матовый вид, тон краски холодный.
Поэтому очень важно подвергнуть окрашенный предмет последующей
обработке, имеющей еще то преимущество, что предохраняет окрашенную
поверхность от действия воздуха. Трением восстанавливается снова
металлический блеск. Смотря по роду окраски, трут суконками, мягкими
или твердыми щетками, в случае надобности даже проволочными щетками, и
прибегают к помощи порошка из пемзы или извести.
Возвышения на
металлических предметах должны выглядеть светлее, чем углубления, что
достигается полированием пемзой или крокусом.
Если хотят, чтобы
металлический предмет остался матовым, то лучше всего, слегка подогрев
его, смазать при помощи кисти целлулоидным лаком. Предметы, покрытые
целлулоидным лаком, становятся после просушки твердыми, не клейкими и
очень прочными. В продаже имеется готовый целлулоидный, бесцветный
цапонлак. Цапонлак имеет то преимущество,
что по просушке не оставляет подтеков. Блестящие металлические предметы
могут быть тоже покрыты слоем этого лака, не теряя от этого своего
первоначального блеска.
Обработка воском или церезином придает металлическому предмету теплый
тон без особого блеска. Предметы обрабатываются щетками, натертыми
воском или церезином. Сильный блеск приобретают металлические предметы,
если их покрыть тонким слоем лака. В большинстве случаев употребляют
бесцветный лак, но можно также цветными лаками достигнуть большого
эффекта на окрашенном предмете.
Обезжиривание
Процесс безжиривания поверхности металлических деталей проводят, как
правило, когда эти детали только что обработаны (отшлифованы или
отполированы) и на их поверхности нет ржавчины, окалины и других
посторонних продуктов. С помощью обезжиривания с поверхности деталей
удаляют масляные и жировые пленки. Для этого применяют водные растворы
некоторых химреактивов, хотя для этого можно использовать и
органические растворители, но они токсичны и огнеопасны. Обезжиривание
металлических деталей в водных растворах проводят в эмалированной
емкости. Заливают воду, растворяют в ней химреактивы и нагревают.
При достижении нужной температуры загружают в раствор изделия. В
процессе обработки раствор перемешивают.
Материал |
Состав и варианты растворов для обезжиривания |
Технологический процесс |
Компоненты в граммах на литр воды |
Температура раствора, °С |
время обработки, мин |
Для черных металлов |
Жидкое
стекло (канцелярский силикатный клей) — 3-10, едкий натр (калий)
— 20-30, тринатрийфосфат — 25-30 |
70-90 |
10-30 |
Жидкое
стекло — 5-10, едкий натр — 100-150, кальцинированная сода
— 30-60 |
70-80 |
5-10 |
Жидкое
стекло — 35, тринатрий-фосфат — 3-10 |
70-90 |
10-20 |
Жидкое
стекло — 35, тринатрийфосфат — 15, препарат —
эмульгатор ОП-7(или ОП-10) — 2 |
60-70 |
5-10 |
Кальцинированная
сода — 5-10, тринатрийфосфат — 5-10, препарат ОП-7 (или
ОП-10) — 3 |
60-80 |
5-10 |
Для меди и медных сплавов |
Едкий
натр — 35, кальцинированная сода — 60, тринатрийфосфат
— 15, препарат ОП-7 (или ОП-10) — 5 |
60-70 |
10-20 |
Едкий
натр (калий) — 75, жидкое стекло — 20 |
80-90 |
40-60 |
Жидкое
стекло — 10-20, тринатрийфосфат — 100 |
65-80 |
10-60 |
Жидкое
стекло — 5-10, кальцинированная сода — 20-25, препарат ОП-7
(или ОП-10) — 5-10. |
60-70 |
5-10 |
Тринатрийфосфат—80...
100 |
80-90 |
30-40 |
Для серебра, никеля и их сплавов |
Жидкое
стекло — 50, кальцинированная сода — 20, тринатрийфосфат
— 20, препарат ОП-7 (или ОП-10) — 2 |
70-80 |
5-10 |
Жидкое
стекло — 25, кальцинированная сода — 5, тринатрийфосфат
— 10 |
75-85 |
15-20 |
Наиболее применяемыми из органических растворителей являются бензин
Б-70 (или «бензин для зажигалок») и ацетон.
Однако они обладают существенным недостатком — легко
воспламеняются.Поэтому в последнее время их заменяют негорючими
растворителями, такими, как трихлорэтилен и перхлорэтилен. Растворяющая
способность их значительно выше, чем у бензина и ацетона.
Причем эти растворители можно безбоязненно нагревать, что намного
ускоряет обезжиривание металлических деталей.
Обезжиривание поверхности
металлических деталей с помощью органических растворителей проводят в
такой последовательности :
- Детали загружают в емкость с растворителем и
выдерживают 15-20 мин.
- Затем поверхность деталей протирают прямо в
растворителе щеткой.
При использовании ультразвуковых моек, эффект
очистки существенно усиливается, особенно в труднодоступных местах. После такой обработки поверхность каждой детали тщательно
обрабатывают
тампоном, смоченным 25%-ным аммиаком (работать необходимо в резиновых
перчатках!), все работы по обезжириванию органическими растворителями
проводят в хорошо проветриваемом помещении.
|