Контактный способ - электролитическое золочение без внешнего источника тока - позволяет получить равномер-ные и очень плотные покрытия, достаточно плотно держащиеся на поверхности металла. Так как в данном случае процесс “электролиза” осуществляется в результате разности потенциалов детали и электролита, то качественно позолотить удается лишь латунные детали или детали из других металлов, предварительно покрытых тонким слоем латуни.
Рис.1. Устройство ванны для электролитического нанесения слоя позолоты контактным способом:
1 - стеклянный сосуд, 2 - кольцевой электрод из цинка, 3 - стакан из пористой керамики, 4 - медная проволока - подвеска, 5 - опоры подвески - изолятор.
Перед нанесением слоя латуни на поверхность изделия из стали, изделие шлифуют, полируют, после чего его поверхность обезжиривают и протравливают, то есть подвергают химической обработке. Первые три операции не требуют особых пояснений. Травление же стальных изделий проводят в щелочном растворе, содержащем 20 - 30 г/л гидрата окиси калия (или гидрата окиси натрия) и нагретом до 75 - 85 гр. С. Время травления изделия в горячем растворе составляет при-мерно полчаса, при комнатной температуре изделие держат в щелочи не менее 1 ч. После тщательной промывки в проточной воде деталь погружают на 1 минуту в 0,5%-ный раствор соляной кислоты, чтобы удалить с поверхности металла следы окислов железа. Из раствора соляной кислоты (опять же после тщательной промывки) деталь помещают в ванну для электролитического латунирования, причем, чем скорее влажная деталь очутится в ванне, тем лучше будет покрытие.
Состав электролита (гальванической ванны) для латунирования приведен ниже (в г/л):
Ционид меди 30 - 35;
- ционид цинка 8 - 12;
- ционид натрия 20 - 25;
- карбонат натрия 6 - 8;
- бикарбонат натрия 8 - 12;
- гидроокись аммония 3 - 5.
Компоненты электролита растворяют в дистиллированной воде. Латунирование ведут при температуре раствора 25 - 35 градусов С и плотности тока 0,3 - 0,5 А/кв.дм. В качестве источника тока подойдут гальванические элементы типа 373. Понадобится также реостат для регулирования тока.
Анодом служит пластина из латуни марки М70. Для получения более однородного по толщине покрытия деталь в процессе электролиза необходимо поворачивать. Так как слой латуни служит подслоем для последующего слоя золота, требуется нарастить слой латуни толщиной не менее 1 мкм, для чего потребуется примерно 15 - 20 минут. Учтите, что поверхностный слой свежеосажденной латуни получается весьма непрочным, и касаться его нельзя.
В тех случаях, когда слой латуни выполняет роль декоративного покрытия, его рекомендуется обработать раствором какого-либо пассиватора для повышения прочности и атмосферостойкости. В нашем же случае латунный слой - промежуточный “продукт”, так что его незапассированная поверхность только способствует взаимной диффузии латуни и золота, приводя к упрочнению соединения слоев. Поэтому после тщательной промывки в горячей воде отлатунированную деталь сразу переносят в ванну для золочения. Некоторые составы ванн для контактного золочения приведены в таблице.
Компоненты , г/л электролит I электролит II электролит III
Хлорное золото 0,4 3,5 1,5
Бикарбонат калия 50 - 100
Хлористый натрий - 2 -
Сульфид натрия (кристаллический) - 30 -
Железосинесодержащий калий - 3 -
Температура раствора в процессе золочения - 70-80 гр., время для получения слоя золота толщиной около 0,1 мкм составляет: для ванны I - 3-5 минут; для ванны II и III - 5-10 минут. Значительно увеличивать время пребывания изделия в ванне не имеет смысла - при достижении указанной выше толщины слоя золота процесс практически прекращается и утолщения слоя позолоты получить не удается.
Контактное золочение осуществляется в электролитической установке, разрез которой показан на рис. Как видно из рисунка, в стеклянной емкости размещен цилиндрический электрод (анод) из цинка, погруженный во вспомогательный электролит - раствор хлористого натрия (концентрация раствора 30 г/л). Внутри стакана из пористой керамики на медной проволоке подвешивают деталь, которую требуется позолотить. Проволока удерживается в центре стакана с помощью опоры (например, трубки) из изолирующего материала, которую крепят на стакане. Таким образом, проволока не контачит со стаканом, но электрически соединена с цинковым анодом.
В данной установке стакан из пористой керамики играет роль полупроницаемой диафрагмы, разделяющей растворы двух электролитов и препятствующих их смешению, но не создаю-щей преград для процесса электронно-ионной проводимости. Если такого стакана у Вас нет, в качестве полупроницаемой перегородки подойдут брезент, фильтрованная и даже непроклеенная бумага. Только учтите, что при замене материала перегородки придется экспериментально определить время электролиза и откорректировать состав ванны. После золочения деталь тщательно промывают и высушивают на воздухе. Несмотря на небольшую толщину слоя золота, покрытие получается достаточно плотным, прочным и блестящим.
Характерной особенностью данного способа золочения является высокая прочность сцепления слоя позолоты с основным металлом, но этот показатель, как уже говорилось ранее, в большой степени зависит от качества предварительной подготовки поверхности металла под латунирование.
В тех же случаях, когда не требуется высокая прочность сцепления покрытия, и слой позолоты предназначен для чисто декоративных целей, лучше воспользоваться так называемым горячим способом золочения - методом менее трудоемким и более безопасным.
Для горячего золочения готовят раствор следующего состава (в г):
Кислота азотная (плотность 1,36 г/куб.см) 20;
- кислота соляная (плотность 1,18 г/куб.см) 20;
- золото 1;
- сурьма хлористая 1;
- олово 1;
- борная кислота (насыщенный раствор) 20.
Раствор готовят следующим образом. В стеклянной посуде смешивают азотную и соляную кислоту и в получившей-ся “царской водке” растворяют золото, после чего добавляют хлористую сурьму и олово. Далее посуду ставят на водяную баню и после полного растворения олова в раствор добавляют борную кислоту. Работать с раствором надо с соблюдением всех необходимых предосторожностей - жидкость весьма агрессивна, так что попадание ее кожные покровы опасно, а пары жидкости - ядовиты (содержат окислы азота и хлор).
Изделие, предназначенное для золочения, предварительно шлифуют, полируют, обезжиривают, а также протравливают, прокипятив в щелочи. После чего “золотой” раствор наносят на промытую подготовленную поверхность изделия мягкой кистью. Когда раствор подсохнет, изделие прогревают в пламени спиртовки или на костре из древесного угля. В результате образуется позолота, не требующая дополнительной обработки, но сцепление слоя позолоты с основным ме-таллом не обладает высокой прочностью.
Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно сделать позолоту, золочение, позолотить или провести серебрение, посеребрить различные металлические поверхности в домашних условиях. Химические и гальванические методики и технологии серебрения и золочения металлов своими руками
Золочение изделий из стали, меди и других металлов и сплавов — дело не простое! Здесь как при приготовлении реактивов, так и при подготовке изделий к золочению требуется опыт. Малейшая неточность в технологии, крошечная ошибка в рецепте способны перечеркнуть не только результаты работы, но и безвозвратно уничтожить драгоценный металл.
Поэтому для приобретения опыта, да и просто для перестраховки все предстоящие операции предварительно осмыслите и манипулируйте сначала с малыми количествами реактивов. Испорченные же растворы не выбрасывайте, а собирайте в отдельные емкости для возможной их регенерации, а также выделения золота.
Известно, что золото дает хорошее сцепление с основой из меди, латуни и серебра. А вот сплавы, содержащие никель (например, нержавеющая сталь), требуют особой подготовки, поэтому при золочении изделий из никеля на их поверхность обычно наносят подслой из меди.
Различают как гальванический, так и химический способы золочения. Но гальванику в домашних условиях осуществить очень сложно, так как для этого процесса потребуются специальное оборудование (гальваническая ванна; источник, позволяющий обеспечить ток плотностью 0,1-0,3 А/дм2, система подогрева электролита до 70-80°С), а также достаточно редкие реактивы — дорогие и ядовитые, которые в открытую продажу обычно не поступают.
Намного практичнее химические способы золочения. Правда, составы для химического золочения также включают в себя цианистые соединения, но не на основе ядовитого цианистого калия, а на основе безвредной желтой кровяной соли.
Основа всех рецептов для химического золочения — цианистое золото. Чтобы приготовить его, понадобится изготовить "царскую водку", то есть смесь концентрированных кислот: соляной HCl и азотной HNO3, взятых в соотношении 3: 1 (по объему). Готовим "царскую водку" в фарфоровом сосуде. Помните, операция эта очень опасная! Берегите глаза, кожу и органы дыхания. Смешивание кислот обязательно проводите под вытяжкой или, в крайнем случае, на открытом воздухе. Готовую "царскую водку" выдерживают под крышкой сутки.
Далее готовим золото: золотой предмет расковываем в фольгу и режем на кусочки. Загружаем эти кусочки в "царскую водку" из расчета 1 г золота на 10 мл раствора и ждем, когда они растворятся (это может занять и 2-3 ч, и 2-3 суток — все зависит от крепости кислот и толщины кусочков фольги). Получившийся раствор сливаем с осадка.
Собираем водяную баню и осторожно выпариваем раствор при 70-80 °С, помешивая его стеклянной палочкой, до получения густого "сиропа" темно-желтого цвета. Раствор нельзя перегревать, так как золото выпадет в нерастворимый осадок. Полученный "сироп", содержащий хлорное золото АuС13, и будем использовать как основу составов для предстоящего золочения.
Теперь займемся собственно раствором для химического золочения. Готовим в фарфоровой чашке емкостью 2-3 л (подойдет и 3-литровый стеклянный баллон, конечно, тщательно промытый) смесь из 2 л горячей (50-60°С) дистиллированной воды (или воды от "шубы" из морозильника холодильника), 15 г сиропа (хлорного золота), 65 г поташа (углекислого калия К2СО3), 65 г поваренной соли ("Экстра"). Предназначенный для золочения предмет тщательно очищаем от жира, прокипятив в стиральной соде или в 10-20%-ном растворе NaOH, и после промывки протравливаем в 25%-ной соляной кислоте, после чего опять промываем.
Остается в фарфоровую емкость налить нужное количество горячего (50-60°С) раствора для золочения, погрузить в раствор наше изделие и дотронуться до него цинковой палочкой. На поверхности изделия появляется слой золота. Изделие извлекаем, промываем и слегка полируем шерстяной тканью.
Существует и более простой способ золочения — натиранием, но нанесенный слой золота при этом получается тоньше.
Паста для натирания:
хлорное золото…………….10 г
желтая кровяная соль……...30 г
винный камень (кремортартар, КС4Н5О6)... .5 г
молотый мел (зубной порошок)…………….55 г
Добавим к смеси компонентов воду до образования кашицы, и шерстяной тряпочкой натираем этой кашицей предварительно обезжиренное, протравленное соляной кислотой и промытое в воде изделие.
В случае если золотое покрытие получится неровным, пятнистым, хорошо поможет делу предварительное меднение изделия.
Практичный способ химического меднения железа и стали заключается в следующем. Сначала изделие покрывают с помощью кисти раствором, состоящим из 20 г соляной кислоты, 20 г воды, 10 г хлористого цинка. Дают раствору стечь, после чего наносят второй состав (другой кистью), приготовленный из 10 г медного купороса и 160 г воды..
Когда готовят этот раствор, то выпадает осадок, и, чтобы его растворить, в состав добавляют нашатырный спирт.
Менее качественное меднение обеспечивает погружение предварительно протравленного железного (стального) изделия в раствор, содержащий 50 г медного купороса, 50 г 98%-ной концентрированной серной кислоты и 1 л воды. Не забудьте только, что необходимо кислоту лить в воду.
Как меднение, так и золочение можно производить в домашних условиях, но успех зависит от выполнения следующих требований:
Грамотное составление растворов;
применение чистых реактивов;
использование только дистиллированной воды;
тщательная подготовка поверхности изделий;
соблюдение температурного режима.
Поэтому перед тем как решиться на золочение, тщательно прикиньте свои возможности, и только найдя их достаточными, приступайте к делу.
Общеупотребительные названия и формулы примененных реактивов:
Поташ — углекислый калий К2СО3;
желтая кровяная соль, желтое синь-кали — железосинеродистый калий K4}