Защитные покрытия художественных изделий из металла

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.

Изделия после покрытия родием промывают в двух ваннах – в дистиллированной и горячей воде, затем в этиловом спирте. Сушат изделия в сушильном шкафу при температуре 100°С.

Хромирование является очень распространенным видом покрытия по следующим причинам: прочность против химической коррозии, жаростойкость, высокая твердость, превосходящая твердость стали, красивый блеск и цвет хромового покрытия.

Из различных видов гальванических покрытий технология хромирования самая сложная из-за следующих особенностей: хромом плохо покрываются разного рода углубления, требуется высокая плотность тока 3500 – 6000 А/м², вместо растворимых анодов применяются нерастворимые свинцовые или свинцово – сурьмяные, которые при электролизе только помогают проводить ток, а хром полностью осаждается из раствора.

В целях украшения применяют украшение до 1 мкм по медно-никелевому подслою, который перед хромированием тщательно шлифуют.

В состав медно-никелевого входят слой меди цианистой – 3 мкм, слой меди кислой – 12 мкм. Состав электролита для хромирования: хромовый ангидрит 300 – 350 г, серная кислота – 3 г. Рабочая температура раствора – 40°С, плотность тока 1500 – 2000 А/м².

Поверхность всех анодов должна быть вдовое меньше поверхности катодов.

Никелирование служит в качестве защитно-декоративного покрытия. Толщина покрытия зависит от условий, где придется находится никелированному изделию.

При легких условиях – закрытое, теплое, сухое помещение медный подслой может быть 10 мкм, слой никеля – 5 мкм. При средних условиях эксплуатации подслой меди – 20 мкм, слой никеля – 10 мкм. Наиболее прочно никелевое покрытие на меди или латуни. На изделиях из стали осажденный никель держится непрочно, поэтому применяют многослойные покрытия, при которых поверхность стального изделия сначала омедняют, затем полируют и никелируют в следующем составе:

1. никель серно-кислый 140 г;

2. магний серно-кислый 30 г; натрий серно-кислый 50 г;

3. борная кислота 20 г, хлористый натрий 5 г, вода 1 л.

Рабочая температура электролита 20 – 30°С. Плотность тока 100 А/м². Скорость осаждения 1 мкм никеля – 5 минут.

Применяют никеливые покрытия в основном для отделки изделий интерьеров, они привлекательно выглядят и могут отчасти заменить серебрение. Никелевые покрытия хорошо полируются и надолго сохраняют полировку.

Меднение для антикоррозийных целей используется редко, так как медь на воздухе быстро окисляется – темнеет, а затем чернеет. Сталь, покрытая слоем меди, при повреждении этого слоя ржавеет быстрее, чем не медненная. Как правило, медные покрытия применяются при многослойных покрытиях декоративного характера – никелировании, серебрении, золочении, хромировании, как подслой. Покрытие медью производится в кислых или цианистых электролитах.