Илья Мельников - Художественная обработка металла. Эмалирование и художественное чернение
Слой золочения или серебрения может быть различным в зависимости от вида изделия и его назначения. Например, для брошей, серег, медальонов, изготовленных из серебра, толщина слоя золочения составляет 1 мкм или 0,001 миллиметра, для цепочек – 2 мкм.
Предметы для сервировки стола (ложки, вилки, молочники, совочки для сахара и др.) изготовленные из мельхиора и нейзильбера, имеют слой серебрения 24 мкм.
Для создания твердых, химически стойких и блестящих поверхностей изделий применяют также родирование.
Родированием называется осаждение на поверхности изделий тончайшего слоя родия – 0,25 мкм. Слой родия, нанесенный на серебряные изделия, предохраняет их от потускнения, происходящего обычно на воздухе.
Гальванопластикой называется осаждение металла из гальванических ванн на снятую с оригинала форму для получения металлической копии. При этом с абсолютной точностью воспроизводятся все подробности оригинала.
Процесс изготовления гальваноскопий состоит из нескольких операций: изготовления формы, нанесения электропроводящего слоя на форму и зарядка, загрузка форм в гальванованну и процесс наращивания.
Формы для снятия гальванопластических копий изготавливаются из различных материалов. Они должны давать точный отпечаток, иметь минимальную усадку, не растворяться в электролите и не загрязнять его, легко связываться с электропроводящим слоем.
Формы могут быть гипсовыми, восковыми, полимерными, металлическими. Гипсовые формы изготовляют обычным приемом, но перед завешиванием в ванну тщательно просушиваются и затем пропитываются специальным составом из воска и парафина с добавкой канифоли. Гипсовые формы легко снимаются с глиняных и с пластилиновых оригиналов. В этом их преимущество, однако в работе они не очень прочны, так как в электролите часто размокают и разрушаются. Восковые формы можно снять только с металлических изделий и сырых гипсовых моделей. Наименьшую усадку при затвердевании дает состав, состоящий из канифоли – 70%, пчелиного воска – 20%, парафина – 10%. Температура плавления воскового состава – 80°С.
При снятии формы, модель тщательно очищают от пыли и, смочив слегка водой, укладывают ее на ровную поверхность. Окружив модель рамкой или невысоким бортиком из металлической полоски, ее заливают растопленным воском, дав ему предварительно слегка остыть. При заливке струю направляют не на модель, а рядом, чтобы избежать в форме пузырей. Готовую форму снимают с модели еще теплой.
К формам из полимеров относятся пластмассы, каучуковый латекс, хлорвинил и некоторые другие материалы. Они эластичны, легко снимаются со сложных оригиналов.
При наращивании укладываются в гипсовые кожухи. Их можно использовать многократно. Некоторые формы изготовляют путем тиснения или прессовки с невысоких рельефов. Металлические формы обычно изготовляют из листового свинца путем тиснения, а также из листовой латуни или меди методом чеканки. С металлического оригинала можно снять также гальванопластическую форму.
Материалы, из которых изготовляются формы (гипс, воск, пластмассы) являются диэлектриками.
Они не проводят ток и для того, чтобы сделать их электропроводными, нужна их специальная обработка, которая состоит в механическом натирании форм из этих материалов графитом или металлическим порошком – медным, серебряным, либо химическое нанесение – осаждение или выделение металлического слоя меди, серебра или других металлов из солей на форму.
Зарядка форм состоит в снабжении их проводниками, имеющими контакт с электропроводящим слоем и катодной штангой.
Проводниками для зарядки форм служит мягкая, отожженная медная или латунная проволока диаметром 0,15 – 0,5 мм. Сечение проволоки не должно быть очень малым, так как такие провода нагреваются при максимальных плотностях тока. Контактирующие провода прокладываются на расстоянии 0,5 – 1 см от границ готового изделия. Это позволяет легко удалять облой и производить обработку готового изделия.
Подвески для форм делают из одножильных изолированных проводов с крючком на одном конце для соединения ее с катодной штангой. Другой конец соединяется с проводником. В сложных формах делают дополнительные проводники для увеличения площади соприкосновения токоведущих проводников с электролитом и ускорения процесса осаждения металла на форму.
Формы с проводящим слоем из серебра загружают в ванную под током. Формы, обработанные графитом, можно опускать в ванну без тока, а затем его включать.
При загрузке нужно следить, чтобы в поднутрениях не оставались пузырьки воздуха. Для этого изделия загружают медленно, чтобы воздух успел выйти из них или формы смазывают спиртом.
Ванны могут быть разных размеров из различных материалов. В основном применяют стальные сварные ванны, обложенные листовой резиной или виниловым пластиком.
В качестве материала для ванн применяют также керамику, стекло, свинец. Источником тока обычно служит купоросный или селеновый выпрямитель, обеспечивающий напряжение от 3 до 12 в и плотность тока от 1,5 до 2 а/дм2.
Медные электролиты имеют следующий состав и режимы отложения: медный купорос – 200 – 250 г/л; плотность тока 1,5 – 2 а/дм2; серная кислота 35 г/л; температура 18 – 20°С.
Анодом является чистая красная медь (М0 и М1); недопустимо присутствие в анодах таких примесей как мышьяк и сурьма, так как от них осадок становится хрупким.
При наращивании возможны такие недостатки, как неровный осадок, при котором поверхность покрыта шишками – дендритами, что говорит о том, что электролит загрязнен графитом, анодным шламом и т.д.
Для устранения этого недостатка электролит необходимо профильтровать. Осадок темно-бурого красноватого цвета, рыхлый и хрупкий указывает на недостаток кислоты. В этом случае ее нужно добавить. При осадке красного цвета на углах и краях нужно уменьшить плотность тока.
Равномерное отложение меди на сложных, сильно профилированных формах является трудной задачей.
Даже на ровной плоской поверхности толщина слоя не бывает одинакова, он бывает толще по краям, на ребрах, углах, выступах, а в середине и в углублениях – тоньше. Главное в технологии гальванопластики – равномерное осаждение металла по всей поверхности формы. Для этого могут применять различные экранные кассеты, цель которых изменить направления силовых линий и тем улучшить процесс осаждения, сделать его более равномерным. Можно также применять периодическое измерение направление постоянного тока при помощи реле времени.
Гальванопластика применяется для создания копий художественных изделий, а также различных художественных моделей, чеканных рельефов и др.
Химическая отделка изменяет и обогащает однообразный цвет металлов. Под действием различных химических веществ на поверхности металла происходит реакция с образованием новых химических соединений, которые прочно соединяются с основным металлом и придают ему различные оттенки или новый цвет. В большинстве случаев образующиеся соединения являются окислами (кислородные соединения) или другими химическими образованиями (сернистые и хлористые соединения). Процесс кислородного соединения называют оксидированием, а процесс образования сернистых и хлористых соединений – патинированием. Химической отделкой получают защитные пленки, обладающие декоративно-антикоррозийными качествами и значительно расширяющее цветовой тон изделий.
Отделка изделий из меди
Одним из известных, простых и надежных способов придания меди черного цвета является оксидирование ее азотной кислотой, когда с помощью щетинной кисти на изделие наносят концентрированную азотную кислоту. При этом на поверхности изделия возникает реакция с выделением ядовитого газа, поэтому работу необходимо проводить с вытяжном шкафу, соблюдая меры предосторожности. Поверхность изделия приобретает сначала зеленый цвет, а затем черный. После прекращения реакции изделие равномерно нагревают до полного испарения азотной кислоты, охлаждают, тщательно промывают в горячей воде, просушивают в древесных опилках, в нужных местах шлифуют пемзовым порошком.
Для того чтобы продлить срок службы кисти, ее тотчас после нанесения кислоты, промывают в проточной воде. Для нанесения кислоты на металл тампонами из ткани не пользуются, так как они сгорают в кислоте и загрязняют обрабатываемую поверхность.
Цвет отделки зависит от концентрации кислоты и продолжительности нагрева. Цвет может быть от коричневого, серого до черного.
Для патинирования серную печень получают из поташа и серы, которые берут в пропорции 1 : 1. Компоненты хорошо перемешивают, помещают в металлическую посуду и подогревают при постоянном помешивании до расплавления – получения темно-коричневой массы.
Эту массу выливают на лист жести, дают ей остыть, разбивают на мелкие куски и укладывают в стеклянный сосуд с хорошо притертой пробкой. Хранят в темном месте.
