Художественная обработка металла. Эмалирование и художественное чернение

Существует несколько видов обработки: механическая, химическая и электрохимическая, которые дополняют друг друга.

К механической обработке относят шлифование, полирование, крацевание и пескоструйную обработку.

К химической – удаление с поверхности изделия оксидной пленки методом травления, остатков флюса методом отбеливания, а также удаление жировой пленки и загрязнений путем обезжиривания.

Для травления применяют серную, азотную, соляную кислоту или их смеси. Для травления меди применяют следующие составы: 5 л азотной, 1 л серной кислоты и 50 г поваренной соли; смесь азотной и серной кислот в равных количествах с добавкой 10 процентной поваренной соли.

Иногда добавляют сажу, которая восстанавливает окислы азота. Серная кислота добавляется в азотную в несколько приемов, раствор перемешивают, охлаждают и вводят в него соль и сажу.

Отбеливание производят слабым раствором серной кислоты. Раствор может быть холодным или, для ускорения процесса, горячим.

При отбеливании главным образом удаляют буру, если она осталась после пайки, так как при травлении ее удалить невозможно. При приготовлении отбела серную кислоту добавляют в нужное количество воды. Нельзя добавлять воду в серную кислоту, так как при разбрызгивании она может обжечь работника.

При приготовлении раствора на 100 г воды добавляют от 5 до 15 г серной кислоты.

Для обезжиривания сначала изделие промывают в бензине, ацетоне или дихлорэтане, затем протирают щеткой с тонко размолотым свежеобожженным известняком и промывают в горячих щелочах при температуре 95 – 100°С 10 минут.

При изготовлении раствора берут на 1 л горячей воды 10 – 15 г едкого кали. Затем изделие промывают в горячей воде.

Электрохимическая обработка наиболее тщательно очищает поверхности загрязненных изделий. Для обработки изделие погружают в раствор электролита, где анодом служит лист нержавеющей стали. При прохождении тока ионы водорода движутся к катоду и механически сбивают частицы жира с поверхности.

Для приготовления раствора для обезжиривания на 1 л воды берут 15 – 20 г едкого кали, 15 г углекислого натрия, 15 г тритатрийфосфата, 3 г жидкого стекла.

Напряжение 6 – 9 В, плотность тока 300 – 1000 А/м². Длительность процесса 3 – 5 минут. Поверхности анода и катода должны быть примерно равными по площади. Для обезжиривания меди и ее сплавов применяют холодную ванну, для обезжиривания стали – горячую. Недостатком обработки является то, что водород может поглощаться металлом, и он становится хрупким. Для избежание этого, на несколько минут переключают катод на анод.

В этом случае водород выходит из металла.

Особенно широко используют гальваностегию в ювелирном деле. Нанесения на изделия покрытий из золота, родия, серебра улучшает их декоративные качества, повышает износостойкость и антикоррозийные качества.

Защитные покрытия художественных изделий из металла

При изготовлении художественных изделий в качестве электролитических покрытий применяют золочение, серебрение, родирование, хромирование, никелирование, омеднение, латунирование.

Золочение применяется в основном в ювелирном деле. Это самый дорогой и красивый метод отделки художественных изделий из металла. Золочению подвергают ювелирные изделия из серебра и недрагоценных изделий. Толщина золотого слоя составляет 2 – 5 мкм. Твердость его превышает твердость литого золота почти вдвое.

Для золочения применяют следующие составы электролитов: на 1 л воды берут 2-3 г хлорного золота, 7,5 г желтой кровяной соли и 7,5 г кальцинированной соды. Процесс проходит в кипящей воде, где растворяют указанное количество соли и соды, затем небольшими порциями вводят хлорное золото. Раствор кипятят 0,5 часа. Плотность тока составляет 10 – 20 А/м². Анодами являются платина, чистое золото, уголь.

В состав цианистого электролита на один литр воды берут 15 г цианистого калия, 2 г металлического золота, 0,2 г олеатита натрия, 90 – 100 г поташа. Олеатит натрия является добавкой для блеска.

Серебрение является одним из наиболее красивых покрытий. Применяется в ювелирном деле, а также для отделки художественных изделий.

Толщина покрытия может быть различной в зависимости от назначения изделий. Например, для покрытия столовых приборов оно может составлять 15 – 30 мкм, для ювелирных изделий – 60 – 100 мкм. Стальные предметы перед серебрением омедняют на толщину 30 – 50 мкм.

Производят серебрение в бесцианистых и цианистых ваннах. Преимуществом бесцианистого способа является то, что он неядовит.

При серебрении бесцианистым электролитом применяют следующий состав электролита: 6 – 8 г серебра, 18 г желтой кровяной соли, кальцинированной соды 18 г, 1 л воды.

Хранить и применять электролит следует в темноте (под крышкой) или при красном свете. Аноды применяют стальные или угольные. В свежей, только что составленной ванне, осаждение идет без тока.

Ванная работает без подогрева при температуре 18 – 20°С.

В результате серебрения изделия приобретают красивый белоснежный цвет.

Для серебрения в цианистых электролитах применяют переменный ток.

Составы цианистого электролита: цианистое серебро 30 – 35 г, цианитый калий 35 – 40 г, вода 1 л. Температура электролита должна составлять 18 – 25°С, плотность тока 30 – 100 А/м².

В состав следующего рецепта входят: хлористое серебро 33 – 39 г, цианистый калий 20 – 35 г, вода 1 л.

Температура электорлита должна составлять 15 – 25°С, плотность тока 30 – 100 А/м².

Перед серебрением изделия полезно амальгировать – покрывать ртутью погружением в раствор азотнокислой ртути.

Состав раствора: ртуть азотнокислая 50 г, вода 10 л.

Родирование придает ювелирным изделиям высокие оптические свойства, красивый внешний вид, химическую стойкость, износостойкость.

Для покрытия родием не требуется предварительного нанесения подслоя на изделия из меди, латуни, серебра, мельхиора, никеля, золота, палладия, платины и их сплавов. Осаждение родия на поверхности изделий происходит в электролитах, содержащих большое количество кислоты. Для покрытий используют сернокислые и фосфорно-кислые электролиты. Сернокислые электролиты имеют большую рассеивающую способность, мало чувствительны и меньше загрязняются, чем фосфорно-кислые.

Для приготовления серно-кислого электролита необходимы серная кислота – 50 – 90 г, металлический родий – 2 – 4 г, вода – 1 л.

Рабочая температура ванны 30 – 40°С, плотность тока 80 – 150 А/м². Время электролиза для покрытия слоем родия 0,3 – 0,5 мкм – 4 – 5 минут. В качестве анодов применяют платиновые пластинки, которые должны в 5 раз превышать площадь катода.

Для приготовления состава фосфорно-кислого электролита необходимы ортофосфорная кислота 50 г, металлический родий 2 г, вода 1 л. Температура электролита должна быть 18 – 20°С, плотность тока 30 – 100 А/м².