Мельников Илья

Художественная обработка металла. Эмалирование и художественное чернение

Художественная обработка металла. Эмалирование и художественное чернение

Эмалирование

Эмаль (финифть) представляет собой легкоплавкие прозрачные или заглушенные (непрозрачные) свинцово-силикатные стекла, окрашенные в различные цвета окислами металлов. Наносится она в порошкообразном состоянии на поверхность изделия и после обжига превращаются в твердую, блестящую массу с яркими устойчивыми красками.

Кроме декоративных качеств эмаль обладает защитными свойствами и отличается большой стойкостью не только против атмосферных влияний, но и против химических реагентов – кислот, щелочей, газов и т.п., что позволяет использовать ее в архитектурных изделиях, работающих в условиях экстерьера.

Ювелирное искусство эмали по золоту, серебру и меди – очень древний вид декоративно-прикладного искусства.

Термин "эмаль" принесен в Россию из Франции и вытеснил старый термин греческого происхождения – финифть (светлый, или блестящий, камень).

Термин "финифть" пришел на Русь в 19-12 веках из Византиии.

Византийские эмали отличались очень сложным составом и исключительными художественными достоинствами. Приготовление эмалевой массы было доведено до совершенства, как в отношении разнообразия и чистоты цветовой палитры, так и необыкновенного блеска, яркости, крепости, прочности, долговечности.

На Руси древнейшие изделия с применением эмали относятся к 3-5 векам н.э. Древнерусские перегородчатые эмали по золоту и серебру относятся ко второй половине 11-12 веков.

Промышленное производство эмалей в России началось со второй половины 19 века на бывшем Императорском фарфоровом заводе в Петербурге. В настоящее время выпускают изделия с расписной эмалью, с эмалью по скани, гравировке, чеканке и штампованному рельефу (броши, серьги, браслеты, пудреницы и др.).

Изготовляют эмали из специальных легкоплавких цветных стекол с добавлением в них различных пигментов и вспомогательных веществ, таких как двуокись марганца, закись кобальта или никеля, криолит и др.

Эмалирование относится к специальной технологии изготовления ювелирных изделий, тесно связанной с основными ювелирными работами. По химическому составу эмали являются солями кремниевой кислоты.

Важнейшей составной частью ювелирных эмалей является кремнезем – стеклообразующий окисел, который обеспечивает высокую химическую устойчивость, механическую прочность и термические качества эмали. Чем больше кремнезема содержится в составе, тем выше качество эмали. При большом содержании кремнезема значительно повышается вязкость эмали, поэтому в исходный состав вводится окись калия, которая снижает вязкость и склонность состава к кристаллизации, повышает растекаемость, улучшает блеск и чистоту эмали.

Художественные эмали должны удовлетворять ряду требований: быть легкоплавкими, так как применение эмалей с температурой растекания выше 850°С затрудняет процесс нанесения их на сплавы серебра и по паянным изделиям; иметь коэффициент теплового расширения, близкий к коэффициенту теплового линейного расширения золота, серебра и их сплавов; в расплавленном состоянии обладать хорошей растекаемостью, вязкостью, хорошей кроющей способностью, чистотой, высоким блеском, ярким насыщенным цветом.

Свинцово-силикатные эмали делятся на прозрачные и заглушенные. При изготовлении прозрачных эмалей используют примерно один и тот же состав (кроме золотого рубина), а при изготовлении заглушенных эмалей – к составу (после сплавления и размалывания) добавляют триоксидат мышьяка или оксид олова.

Глушителями могут служить соли фтористоводородной и фосфорной кислот. Но наилучшие результаты дает триоксид мышьяка, который при введении в шихту в малых количествах обеспечивает высокие оптические свойства прозрачных эмалей, а больших – позволяет получать прозрачные, яркоокрашенные эмали.

В условиях мастерской, при наличии исходных материалов, можно приготовить эмаль различного цвета.

Так, для приготовления эмали молочного цвета необходимо 10 г кварцевого песка, 20 г борной кислоты, 80 г свинцового сурика, 4 г окиси цинка, 10 г каолина; для приготовления эмали синего цвета необходимо 10 г кварцевого песка, 20 г борной кислоты, 70 г свинцового сурика, О,5 – 2 г (в зависимости от оттенка) – окиси кобальта; для приготовления эмали черного цвета необходимо 4,5 г кварцевого пека, 20 г борной кислоты, 70 г свинцового сурика, 6 – 12 г оксида кобальта; для приготовления эмали желтого цвета необходимо 10 г кварцевого песка, 20 г борной кислоты, 70 г свинцового сурика, 0,5 г двухромовокислого калия; для приготовления эмали зеленого цвета необходимо 10 г кварцевого песка, 20 г борной кислоты, 70 г свинцового сурика, 1 – 2 г оксида меди, 0,2 г двухромовокислого калия; для приготовления красной эмали необходимо 10 г кварцевого песка, 20 г борной кислоты, 70 г свинцового сурика, 0,5 – 2 г оксида кадмия; для приготовления прозрачной эмали необходимо 20 г кварцевого песка, 20 г борной кислоты, 70 г свинцового сурика.

Компоненты состава тщательно перемешать, поместить в фарфоровый тигель и нагреть в муфельной печи. При температуре 550 – 600°С смесь начинает плавиться. Когда состав превратиться в однородную стекловидную массу, тигель достать клещами и расплавленную эмаль вылить в металлический сосуд с холодной водой. При резком охлаждении эмаль затвердевает и растрескивается на мелкие кусочки, которые являются исходным материалом в данном случае для эмальерных работ.

Процесс эмалирования можно разделить на следующие этапы: подготовка изделия под эмаль; наложение эмали; обжиг эмали и отделка изделия.

При подготовке изделия под эмаль металл очищают от всевозможных загрязнений и оксидных пленок, обезжиривают и подвергают травлению в азотной кислоте или отбеливают в слабом растворе серной кислоты. Медное изделие после очистки нагревают в печи до появления тонкой пленки окисла, возникающей от соприкосновения горячего металла с кислородом воздуха, что способствует прочному соединению эмали с металлом.

При эмалировании изделий из драгоценных металлов производят предварительное "облагораживание" – многократный отжиг с последующим травлением и кварцеванием, что повышает процентное содержание драгоценного металла в поверхностном слое.

Перед наложением на изделие эмаль превращают в порошок: размалывают на шаровых мельницах или дробят в агатовых ступках.

Размер частиц должен быть не более 0,01 мм, а величина зерен – приблизительно одинакова, так как мелкие частицы плавятся гораздо быстрее и успевают выгореть, пока начнут плавиться наиболее крупные, что приводит к браку.

Для отделения мелких частиц размолотую эмаль неоднократно промывают в воде. В результате промывки крупные частицы оседают на дно, а мелкие удаляются вместе с водой.

Наносят эмаль на изделия двумя способами: ручным и машинным. При ручном способе нанесения, размолотую эмаль, размешанную с водой, в виде кашицы накладывают на изделие кистью или специальным шпателем. Это способ применяют в ювелирном деле.

При машинном способе – в хорошо просеянную, размешанную с водой эмаль добавляют крепители (декстрин, мочевину – 2 – 2,5 г на 1 л шликера) и специальным аэрографом равномерно наносят на поверхность изделия.

На другую сторону пластины наносят свой контрэмали, который служит для предотвращения коробления изделия. Этот способ применяется для эмалирования больших плоских поверхностей.

После наложения эмали изделие тщательно просушивают в муфельной печи или сушильном шкафу и приступают к обжигу (температура нагрева 600 – 800°С) в электрических печах с открытыми спиралями. Мелкие ювелирные изделия обжигают в электрических муфельных печах с закрытой обмоткой. Можно пользоваться и открытым пламенем газовой горелки, но пламя не должно соприкасаться с эмалевой поверхностью, так как копоть может испортить изделие, поэтому пламя направляют на его оборотную, левую, левую сторону. Изделие перед обжигом для равномерного прогрева устанавливают на специальной подставке из никеля, никелевых сплавов или жароустойчивой (хромоникелевой) стали.

Температура плавления эмалей неодинакова, поэтому прежде чем приступить к эмалированию, следует выполнить пробную плавку всех имеющихся эмалей на том же металле, из которого изготовлены изделия, и записать последовательность расплава.

При эмалировании вначале накладывают более тугоплавкие эмали и обжигают, затем добавляют недостающие цвета легкоплавких и вновь обжигают (при более низкой температуре). Как только на расплавленной эмали появляется блеск, нагрев прекращается и изделие постепенно остывает. Окончательную отделку – отбеливание металлических частей, свободных от эмалей, – производят в 15%-ном растворе серной кислоты.

Для эмалей с пониженной кислотоупорностью применяют щавелевую или лимонную кислоту. После промывки и просушки изделие шлифуют и полируют.

По технологическим и конструктивным особенностям эмали классифицируют на выемчатые, перегородные, оконные, живописные и др.

Для нанесения выемчатой эмали в изделиях сделаны углубления (выемки), выполненные граверной техникой, штамповкой или чеканкой (глубина 0,5 – 0,8 мм). Чем глубже выемка, тем темнее краска.

Для прозрачных эмалей дно углубления гладко зачищают (оно служит как бы рефлектором отражения лучей), для глухих – оставляют шероховатой. Выемчатая эмаль применяется для декорирования литых или обронных изделий, для изделий из листового металла, выполненных чеканкой.

Перегородчатыми эмалями заполняют углубления между перегородками, сделанными из вальцованной проволоки или филиграни, припаянных к основанию. Часть изделия, предназначенная для эмали, выполнена в виде низкой открытой сверху коробочки глубиной около 1 мм. Переплетение перегородок создает определенный рисунок, который заполняют эмалями.

Изделия под оконную, или прозрачную, эмаль должны иметь вырезанный в металле или выполненный филигранной техникой ажурный рисунок – узор, отверстия которого заполняются цветной прозрачной эмалью и обжигаются.

Эмаль сплавляется и превращается в стекло, вправленное в просветы металлического кружева. Цветные прозрачные эмали чистых цветов напоминают драгоценные камни – аметисты, рубины, сапфиры.

Живописная эмаль (финифть) представляет собой тончайшую миниатюрную живопись эмалевыми красками на металлической основе. Это самый трудоемкий и кропотливый вид эмалирования.

Технологический процесс финифти состоит в изготовлении из тонкого серебряного, медного или золотого листа основы изделия, которая может быть любой формы. Лицевую поверхность после соответствующей подготовки покрывают тонким слоем эмали, которая должна служить фоном (светлые – белый, голубой или черные фоны). Операцию наложения фона повторяют в несколько этапов, пока поверхность не станет ровной и гладкой. Оборотную сторону покрывают контрэмалью. Затем приступают к живописи на эмали, учитывая изменения после обжига первоначального цвета эмалевых красок и их температуру плавления. Вначале пишут красками тугоплавкими, а после обжига легкоплавкими.

Художественное чернение

Чернением называется украшение изделий из серебра и золота рисунками из черни, по внешнему виду напоминающую черную эмаль. Рисунки бывают орнаментальными и сюжетными.

Чернь является древним способом декорирования художественных металлов – золота и серебра. Особого расцвета эта техника достигла в 15 веке.

Существуют много видов черни, которые отличаются по составу и цвету, начиная от серебристо-серых тонов и кончая черно-бархатными. Существуют варианты и в технологическом процессе ее приготовления, наложения и обжига.

Технология черневого процесса содержит такие операции, как приготовление черни, наложение черни, обжиг черни.

Приготовление черни.

Чернь состоит из серебра, меди, свинца или олова и серы, сплавленных в различных пропорциях. Для лучшего ошлаковывания и предохранения от окисления в процессе варки добавляют флюс. Существуют несколько способов приготовления черни.

Способ первый. Сначала расплавляют в тигле необходимое количество серебра и меди, затем вводят свинец и небольшое количество буры в качестве флюса для предохранения от окисления.

С расплавленной металлической части шихты снимают шлак и небольшими порциями добавляют серу.

При этом сплав постоянно размешивают деревянной или глиняной мешалкой. Затем еще раз добавляют флюс, хорошо перемешивают, вторично снимают шлак и готовую чернь выливают на чугунную сковороду. Остывшую и затвердевшую чернь дробят на куски и вновь переплавляют с добавление серы и флюса.

Плавку ведут с перемешиванием и удалением шлака. Эту операцию переплавки для улучшения качества черни повторяют трижды. Готовую чернь измельчают в ступках и просеивают через мелкое сито.

Способ второй. Медь плавят с серебром, взятым в необходимых количественных отношениях по весу. Затем к ним добавляют соответствующую долю свинца и перемешивают. Горячий сплав выливают в другой тигель с расплавленной серой, взятой из расчета на одну часть металлического сплава 1,2 – 1,5 частый серы (по объему). Иногда серу предварительно не плавят, а горячий металлический сплав выливают в тигель, наполненный до половины сухой мелкоистолченной серой, и тщательно перемешивают.

Готовую смесь выливают на железную сковороду, дают ей остыть, измельчают и вновь переплавляют без добавления серы. Готовую охлажденную чернь толкут в порошок, который перемешивают с водным раствором буры до сметанообразного состояния.

Способ третий. Сначала готовят отдельно сернистое серебро, сернистую медь и сернистый свинец, затем в определенных пропорциях сплавляют их вместе.

Для приготовления сернистого серебра на 97,8 г чистого серебра в виде измельченной стружки берут 20 г серы в порошке; их смешивают и постепенно нагревают в графитовом тигле до 400°С. Сера проникает в металл и образует сернистое серебро. Таким же образом получают сернистую медь и сернистый свинец. Для этого на 800 г меди берут 250 г серы, а на 400 г свинца – 75 г серы.

Полученные сернистые соединения измельчают и смешивают в следующих весовых отношениях для получения 1 кг черни: сернистое серебро – 111,2 г; сернистая медь – 466,6 г; сернистый свинец – 422,2 г.

Полученную чернь насыпают в холодный графитовый тигель, сверху засыпают сухим древесным углем и помещают в муфельную печь, нагретую до 800°С. Через 35 минут, когда чернь нагреется до 650°С, в тигель добавляют хлористый аммоний из расчета 284 г аммония на 1 г черни. Затем тигель закрывают графитовой крышкой и после полного расплавления смесь выливают в чугунную емкость (изложницу), нагретую до 300°С, в которой сплав медленно остывает.

Существуют и другие способы приготовления черни. В качестве флюса применяют хлористый аммоний, поташ с поваренной солью и буру. По мнению специалистов, бура дает лучшие результаты по сравнению с хлористым аммонием.

Перед наложением и обжигом черни всю поверхность изделия тщательно шлифуют от царапин, рисок, в которые могла бы попасть чернь и исказить рисунок. Края изделия и места пайки, участки поверхности, на которых не должно быть черни, обмазывают огнеупорной глиной, размешанной в воде. Глина предохраняет места пайки от выгорания припоя и не дает черни расплываться.

Существует два способа наложения черни – сухой и мокрый.

Сухой способ заключается в том, что поверхность, подлежащая чернению, смачивается водным раствором поташа, буры и поваренной соли и на нее насыпается тонко измельченный и просеянный через сито порошок черни. Затем изделие осторожно просушивается. Чернь, случайно попавшая на места, не подлежащие чернению, удаляется. В таком виде поступает в обжиг, который проводят в муфеле при температуре 300°С.

Мокрый способ отличается тем, что порошок черни смешивают с крепким раствором хлористого аммония (нашатыря) или смеси поташа и буры и в сметанообразном состоянии накладывают специальной деревянной лопаточкой на изделие, просушивают и обжигают, внимательно следя, чтобы не перегреть. Как только чернь расплавится и зальет все углубления, нагрев прекращают.

После оплавления чернь прочно соединяется с металлом изделия и не отстает от него даже при его деформации. Важной операцией является удаление излишков черни, которая заливает после оплавления значительную часть поверхности изделия, выходя за рамку или край рисунка. Излишки черни удаляют шабровкой или опиливанием напильником до появления рисунка.

Работу эту делают аккуратно, чтобы не захватить или не спилить рисунок. Затем изделие шлифуют. В процессе шлифовки проявляется весь рисунок, который, если есть необходимость подвергают полировке. Часто изделие дополнительно обрабатывают резцом – гравируют.

При окончательной отделке иногда золотят. Золочение осуществляют в гальванических ваннах. Следует знать, что чернь, в отличие от эмали, хорошо проводит ток, поэтому поверхности, покрытые чернью, нужно тщательно покрывать защитным лаком, иначе они окажутся вызолоченными.

Изделия под чернение могут быть изготовлены различной техникой – гравировкой, чеканкой, тиснением, штамповкой, литьем, оброном. Главным условием является наличие углублений, которые должны быть заполнены чернью. Глубина их должна быть не менее 0,5 мм.

В черневом искусстве, так же как и в гравюре, возможна передача светотени, объемов, пространства, планов.

Особой художественной трактовкой отличаются черневые изделия дагестанского аула Кубачи.

Художественное травление металла

Мастерам оружейных дел художественное травление известно издавна. Оно заменило один из трудоемких процессов – ручную гравировку, не утратив при этом прежних художественных качеств. Техникой травления довольно легко можно на любом металле воспроизвести рельефный или углубленный орнамент, текст, сюжет.

При таушировании (тауширование – насечка) травлением образуются канавки для запрессовки проволоки или металлических контрастирующих полосок. Требуется только небольшая доводка, которая заключается в расширении днища канавок, что значительно экономит время по сравнению с выполнением этих углублений техникой гравировки.

Художественное травление бывает химическим и гальваническим. Гальванический способ более эффективен и менее вреден, так как раствор электролита не выделяет ядовитых газов, которые при химическом способе неизбежны.

Сущность технологического процесса изготовления художественных изделий методом химического травления в том, что металлическое объемное изделие или пластину местами покрывают кислотоупорным лаком, а затем опускают в травильную ванну, где под действием травителя на открытых участках изделия образуется углубленный рисунок.

Процесс химического травления несложен, но художественное исполнение гораздо труднее, так как требует тщательной, кропотливой работы по созданию композиции рисунка и четкого его переноса на подготовленное изделие.

Подготовка изделия к химическому и гальваническому травлению существенно не отличаются. Перед травлением поверхность изделия зачищают, шлифуют, полируют, обезжиривают, промывают и просушивают. Обезжиривание производят в подогретом до 50°С 10 процентном растворе едкого натра в течение 5 минут. Затем изделие на 1 – 2 минуты переносят в 15 процентный раствор серной кислоты и хорошо промывают в горячей воде, чтобы покрывной лак прочно держался на поверхности металла и в процессе травления не отслаивался. В качестве покрытия применяют битумный лак или специальную покрывную смесь, состоящую из 1 части белого воска, 2 частей мастики, 1 части битума. Компоненты при постоянном перемешивании сплавляются в металлической банке до образования однородной массы. Затем остывшую смесь разрезают на небольшие кусочки и заворачивают в прочную чистую ткань. Получаются своеобразные тампоны для покрытия заготовок. Металлическую пластину перед травлением слегка подогревают на электрической плитке и водят по нагретой поверхности заготовки тампоном. Расплавленная смесь, просочившись через ткань, распределяется по пластине тонким равномерным слоем.

При травлении очень важно, чтобы слой покрытия был однородным, имел повсюду одинаковую толщину и плотность.

Толстый слой лака будет отслаиваться и выкрашиваться при нанесении рисунка иглой, поэтому его лучше сразу же с поверхности заготовки удалить растворителем и после соответствующей подготовки вновь нанести на изделие, так как брак травления исправить невозможно.

На покрытую лаком и остывшую заготовку наносят тонкий слой белой гуаши, дают ей высохнуть и отточенным твердым карандашом переводят рисунок или текст.

Затем острой чертилкой или гравировальной иглой аккуратно процарапывают рисунок, соскабливая лак. Качество готового изделия зависит от тщательности операции прорезания рисунка.

Второй способ нанесения рисунка заключается в следующем: на чистую поверхность заготовки кисточкой наносят разогретую жидкую смесь или лак, т.е. сразу переводят рисунок, а после затвердения смеси или лака ретушируют и уточняют чертилками, иглами и иным инструментом. Затем заготовку помещают в травильную ванну с приступают к травлению. Для химического травления мастерская должна быть оборудована кислотоупорными ваннами и вытяжными шкафами. Кроме них необходимы защитные средства при работах с кислотами и агрессивными растворами.

В качестве травителей чаще всего применяют разбавленные кислоты, чтобы металл медленнее растворялся. Если металл растворяется быстро, кислота проникает под слой покрытия и рисунок утрачивает четкий контур. При этом повышение интенсивности действия кислоты приводит к разрушению покрывной смеси на больших участках изделия и приводит к браку. Кроме того, очень сложно надежно контролировать глубину травления.

Скорость травления определяют по интенсивности выделения пузырьков газа, которые поднимаются от мест травления. При бурном выделении пузырьков в травильный раствор нужно добавить дистиллированной воды.

В процессе травления на поверхности изделия оседают пузырьки, которые могут задерживать процесс травления. Их необходимо удалять чистым гусиным пером.

Для проверки глубины травления в ванную одновременно с изделием помещают контрольный образец и рисунком из того же материала. Образец вынимают, промывают в проточной воде и замеряют глубину рисунка. По ней судят о глубине и времени травления. Если необходима различная глубина травления, то изделие время от времени извлекают из ванны, промывают, просушивают и покрывают лаком те места, которые достаточно протравились. Затем травление продолжается. По окончанию процесса, изделие вынимают из ванны, хорошо промывают в воде, растворителем удаляют лак, и окончательно полируют. Если по замыслу необходима декоративная отделка, используют эмали, чернь и др.

Для химического травления применяют следующие составы разбавленных травильных растворов:

1. для изделий из золота – разбавленная "царская водка";

2. для изделий из железа и стали – азотная кислота 1 ч., дистиллированная вода – 2 ч.;

3. для изделий из цинка – азотная кислота 1ч., дистиллированная вода – 4 ч.;

4. для изделий из латуни, бронзы, меди – хлорид железа 400 г, дистиллированная вода 1 л;

5. для изделий из стекла, эмали – плавиковая кислота: для изделий из алюминия – хлорид железа 1 ч., дистиллированная вода 3 части.

Для гальванического травления должен быть источник постоянного тока напряжением 4 – 10 В и ванны из изолирующего материала для электролита (насыщенный раствор железного купороса – для стали, железа; медного купороса – для меди, латуни, бронзы), дистиллированная вода.

Подготовленное изделие подвешивают к штанге с клеммой "плюс" (анод) и помещают в электролит. К клемме "минус" (катод) присоединяют пластинку из любого металла и подключают ток.

Анодное травление происходит вследствие электролитического растворения металлов и механического открывания с поверхности изделий пленки окислов выделяющимися пузырьками кислорода. Поверхность протравленных участков изделия приобретает слегка шероховатую, чистую поверхность.

Насечка и наводка

Насечка или таушировка является древним способом украшения драгоценными металлами стальных и бронзовых изделий – предметов быта, вооружения, мечей, кинжалов, щитов, огнестрельного оружия и др. Сущность процесса в том, что наружные поверхности изделия насекаются и на эти поверхности набивается золотой или серебряный узор – тонкий орнамент из завитков и стилизованных растений, изображения животных, птиц, людей.

Происходит насечка от так называемой "хризографии". Этим термином в Древней Греции называли своеобразный прием инкрустации бронзовых изделий золотом и серебром. Известны также бронзовые кинжалы, инкрустированные золотом, хранящиеся в музеях Египта, предметы из раскопок Помпеи, украшенные серебром и т.д.

Особенного расцвета достигла техника золотой насечки в 17 веке.

В настоящее время золотую насечку применяют в своих работах мастера-художники из дагестанского аула Кубачи, Златоуста на Урале, Туле. Примеры ее можно встретить в прикладном искусстве Италии, Испании, Японии, Китая и др. стран.

Приемы таушировки. Выделяют несколько различных приемов золотой насечки, среди которых популярны врезная таушировка (инкрустация) и набивная или поверхностная таушировка (насечка).

Врезная таушировка (инкрустация) – это наиболее древний метод, основой которого является хризография.

Прием требует высокого мастерства и художественных способностей от исполнителя. Врезная таушировка заключается в том, что на поверхности стального изделия гравируется углубленный рисунок, причем стенки, края рисунка немного подрезаются внутрь, для того, чтобы прочнее держался золотой узор.

Глубина рисунка выдерживается в пределах 1 – 1,5 мм, а дно рисунка насекается.

Инкрустация может иметь следующие разновидности: рисунок вырезается при помощи специальных инструментов – штихелей (резцов).

Рисунки, гравированные штихелем, отличаются чистотой и точностью контура. Затем точно, в соответствии с углубленным рисунком, на стали подготавливают отдельные фрагменты будущего узора из драгоценных металлов – золота, серебра, их сплавов. Все части делают либо из одного металла – золота, либо в соответствующей комбинации, когда часть деталей изготовляют из червонного золота, а часть из зеленого – сплава золота с серебром. После того как отдельные детали композиции – листья, завитки, буквы и др., изготовлены, каждую из них кладут в подготовленное для них углубление и вбивают специальным небольшим молоточком заподлицо с фоном. После окончания работ все изделие полируют.

Набивная, или поверхностная таушировка (насечка) – это технология, которая отличается от врезной таушировки (инкрустации) тем, что для ее выполнения не требуется предварительно вырезать углубление под рисунок.

Золото набивается непосредственно на поверхность изделия, которая предварительно насекается зубилом. Насечку делают или сплошной мелкой сеткой, или канавками и пунктирными штрихами в соответствии с линиями рисунка. Насечка ведется так, что поднимает края и образует острые заусенцы. Насечка выполняется специальными зубилами. При сплошной насечке сеткой применяют плоское зубило длиной 100 мм, которое изготавливают из стального прутка квадратного сечения 3х3 мм. При пунктирной и штриховой насечке рабочий конец зубила затачивают остро на три грани.

На подготовленную тем или иным способом поверхность накладывается золото и набивается в насечку молотком. Узор из драгоценного металла может быть подготовленным заранее, как при инкрустации, но может укладываться из проволоки непосредственно в процессе его набивки – прямо с мотка. Эта технология проще по сравнению с врезной таушировкой, менее трудоемка, однако также требует высокого мастерства и художественного вкуса.

Ее разновидностями могут ленточная таушировка (насечка), таушеровка волоченой проволокой, листовая таушировка с рассечкой, таушировка с последующей наводкой.

Из них можно выделить таушировку волоченой проволокой и таушировку с последующей наводкой. Сущность волочения заключается в протягивании предварительно прокатанной заготовки через очко волоки (фильеру). Фильеры обычно изготовляют из твердых сортов стали, а для тонких сечений – из технических алмазов, которые укрепляют в медных оправах – обоймах.

Осуществляется волочение без нагрева при комнатной температуре. Заготовку последовательно протягивают через ряд постепенно уменьшающихся во величине отверстий. При этом можно получить проволоки тончайший сечений.

В процессе волочения проволока испытывает холодную деформацию и приобретает наклеп (жесткость и упругость).

Восстановление первоначальных свойство (устранение наклепа) производится посредством периодического отжига. Осуществляется волочение на волочильных станах, которые разделяют на два вида: цепного типа – для волочения прутков, труд и других профилей, которые не могут наматываться на барабан, и барабанные станы, которые применяют для волочения проволоки и других тонких профилей и тонких труб, которые сматывают в бунты.

При заготовке драгоценной проволоки из золота или серебра в небольших количествах для ювелирных работ волочение производится вручную при помощи волочильных досок.

Такая волочильная доска представляет собой стальную закаленную пластину, в которой просверлены ряды постепенно уменьшающихся по диаметру отверстий.

Волочильную доску укрепляют в настольных тисках, конец проволоки заостряют напильником и плоскогубцами, плавно, без рывков, ее протягивают через отверстия волочильной доски. Для получения чистой поверхности и уменьшения усилия применяют смазку. Переходя последовательно от одного отверстия к другому (меньшему), получают проволоку необходимого сечения, которую сматывают в бунты или мотки.

При таушировке волоченой проволокой нет необходимости заготовлять элементы рисунка заранее, по частям. Проволоку укладывают прямо с мотка и обрезают ее после того, как определенный участок рисунка закончен.

Закрепив конец проволоки ударом молотка в заусенцы насечки, ее прокладывают по линиям намеченного рисунка и прижимают в насечку при помощи зубила, подобного тому, каким насекается сетка, но несколько притупленного, все время вбивая проволоку в насечку молотком. Проволока прокладывается в одну нитку или, в соответствии с узором, в несколько рядов, сплошь покрывая целые плоскости.

Иногда рисунок вбивается заподлицо с фоном и располировывается, тогда отдельные нити трудно различить. Иногда проволока расплющивается несильно, и рисунок выступает тогда на поверхности невысоким рельефом. Толщина проволоки может быть от 0,15 до 0,30 мм и толще, что придает различный характер рисунку.

При таушировке с последующей наводкой скрывают отдельные ряды проволоки и придают орнаменту большую слитность и цельность.

В этом случае золотой амальгамой слегка наращивают рельеф, что придает своеобразный эффект всему рисунку, как бы написанному кистью.

Амальгама аккуратно накладывается по линиям рисунка и изделие нагревается для испарения ртути. Операцию иногда повторяют несколько раз для получения необходимого рельефа.

Кроме насечки золотом, серебром и драгоценными сплавами применяют и обычные цветные металлы и их сплавы – медь, латунь и др. Некоторые мастера делают насечку рисунков на стали алюминием.

Алюминиевая проволока хорошо держится в насечке, легко полируется и образует красивый по цвету светлый узор на темном стальном фоне, несколько напоминающий насечку серебром.

Многие мастера применяют насечку мельхиором по твердым породам дерева – самшиту, абрикосу, кизилу, украшая таким образом шкатулки, полки, седла, трости и т.п. В художественном отношении насечка по дереву имеет большие возможности – тонкий, линейный рисунок из серебра или мельхиора хорошо сочетается с текстурой дерева.

Химические и гальванические (электрохимические) способы отделки изделий из металла из металла

Для повышения художественной ценности, выразительности, антикоррозийной стойкости и износостойкости изделий, а также для придания изделиям законченного вида применяют целый комплекс отделочных операций, которые могут быть химическими, электрохимическими (гальваническими) и механическими.

Наводкой называется золотая или серебряная, является древним способом нанесения слоя драгоценного металла на изделия из меди, бронзы, железа и других металлов.

Этот способ называется также золочением или серебрением. Для его осуществления приготовляют золотую или серебряную амальгаму , т.е. раствор соответствующего металла в ртути. Для наводки применяют только свежеприготовленную амальгаму. Для приготовления амальгамы в графитовом тигле накаливают докрасна тонко прокатанные и мелко нарезанные листочки чистого золота или серебра и заливают их нагретой до 300°С ртутью, взятой в девятикратном количестве по весу. Эту смесь перемешивают графитовым стержнем до полного растворения.

Золотая амальгама, а также серебряная представляют собой тестообразную массу. Полученную золотую амальгаму выливают в воду и после остывания отжимают лишнюю ртуть через замшу. Затем медной проволочной кистью ее наносят на подготовленное изделие, после чего нагревают. Ртуть при этом испаряется, а восстановленное золото прочно соединяется с изделием.

Для того чтобы золото приобрело яркий желтый цвет, его намазывают специально приготовленным окрасом и нагревают.

Окрас при этом сгорает. Изделие промывают, просушивают и, если нужно, полируют.

Состав окраса, содержит по одной части уксуснокислой меди, калийной селитры, железного купороса, поваренной соли, хлористого аммония (нашатыря) и разводится хлебным квасом до густоты сметаны.

Данный способ золочения очень прочен и в прошлом широко применялся для золочения элементов архитектуры и декоративно-художественных изделий. Однако при этом способе расход золота на единицу поверхности значительно выше, чем при других способах золочения, например гальваническом, и он вреден для здоровья, так как пары ртути ядовиты.

Раньше применяли технику золотой и серебряной наводки по красной меди с применением черного лака. Однако в настоящее время успешно применяют обычный способ серебрения и золочения в гальванических ваннах, помня при этом, что при долгом нахождении изделия в золотом горячем цианистом электролите лак начинает разрушаться и отслаиваться.

При серебрении в холодном электролите лак держится хорошо. Хорошие результаты получены также с использованием лака. После нанесения лака на изделия из латуни и выскабливания рисунка чистая поверхность латуни, хорошо гармонирующая своим золотистым тоном с теплым черным фоном изделия, закрывалась бесцветным или слегка золотистым нитролаком. Выполненный такой техникой рисунок (без золочения) напоминает древнюю золотую наводку.

Золочение и серебрение – это гальваническое покрытие стойкими металлами менее стойких металлов для придания изделиям нарядного вида и защиты от коррозии. В настоящее время, как правило, золочение и серебрение производят электролитическим способом. Процесс заключается в осаждении на поверхности изделий слоя металла из водного раствора его соли. В ванну, наполненную раствором соли осаждаемого металла (электролитом), подвешивают изделие, подлежащее золочению или серебрению, пропускают через ванну постоянный ток, и из раствора, находящегося в ванне, выделяется металл (золото или серебро), который осаждается на поверхности изделий.

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.

Подготовленное изделие, отбеленное в 10 – 15 процентной смеси азотной и серной кислот и хорошо промытое, помещают в раствор, состоящий из серной печени – 12 – 15, аммиака – 15 и воды – 1 л.

Процесс протекает при комнатной температуре. При появлении черного цвета изделие достают из ванны, промывают, просушивают в древесных опилках, дают высохнуть и обрабатывают латунной крацовкой или абризивными порошками.

В результате смачивания изделия в растворе 2 – 3 г серной печени на 1 л воды (этот раствор хранят не больше 24 часов) получают цвет от красно-бурого до темно-бурого.

Цвет старой меди получают в результате смачивания в растворе 12 г серной печени и 15 г аммиака на 1 л воды. После патинирования изделие протирают порошком пемзы до тех пор, пока не получат нужный цвет.

Каштановый и светло-бурый цвет получают смачиванием изделия в растворе 20 г сульфата меди, 25 г сульфата никеля, 12 г хлората калия и 7 г перманганата калия на 1 л воды.

Процесс протекает от 0,5 до 2 минут в нагретом до кипения растворе. Изделие погружают несколько раз и прочищают щеткой до получения нужно цвета, затем промывают и сушат в опилках. Цвет медной зелени получают в результате смачивания в растворе 120 г тиосульфата натрия и 40 г уксусно-кислого свинца на 1 л воды.

Температура раствора 50 – 55°С. Окрашивание протекает быстро. После появления зелено-голубой окраски изделие промывают и сушат. В зависимости от выдержки можно получить цвет от светло-голубого до серовато-белого.

При патинировании меди сернистым аммонием (на 1 л воды 20 г сернистого аммония) получают цвет от светло-коричневого до черного.

Изделие нагревают и опускают в ванну с раствором, большие изделия поливают сверху и протирают щетинной кистью. Работу производят в вытяжном шкафу.

Интенсивность цвета зависит от температуры. Затем изделие промывают и сушат. Черный цвет образуется в результате обработки изделия в растворе 50 г каустической соды, 15 г персульфата калия на 1 л воды. Изделие обрабатывают в растворе, нагретом до 60°С.

При очистке пемзой выпуклых мест изделия, оно становится более декоративным.

Отделка изделий из алюминия

Алюминий и его сплавы по своей химической природе значительно отличаются от других металлов и сплавов. Вследствие этого химические приемы обработки, пригодные для многих цветных металлов, при отделке алюминия не пригодны.

Наиболее простым и декоративным приемом отделки чеканных рельефов, с помощью которого выявляются все детали и изделие приобретает законченный вид является тонирование графитом.

Процесс тонирования графитом состоит в следующем. Отполированную поверхность изделия покрывают тонким слоем восковой мастики или тонким слоем растительного масла и припудривают порошкообразным графитом.

Затем чистой тряпкой мастику с порошкообразным графитом равномерно растирают по всей плоскости рельефа. Тряпка впитывает излишки графита и мастики, поэтому ее нужно время от времени заменять чистой, продолжая тонировать до получения светло-серого или темно-серого цвета.

Выступающие части изделия высветвляют и протирают тряпкой, смоченной в бензине или растворителе. Затем шерстяной тряпочкой, натертой пастой ГОИ, заполировывают эти места, получая таким образом мягкий переход от светлого к темному.

Тонирование чеканных изделий графитной пудрой удаляет излишние блики на полированном рельефе, лучше проявляет декоративные качества алюминия.

При отделке чеканных работ, их можно полировать, протирать бензином, удаляя остатки полировочной пасты и других загрязнений, а затем кистью, смоченной в льняном или другом растительном масле, равномерно покрыть всю поверхность.

Затем чеканку ставят в горизонтальное положение и с обратной стороны начинают равномерно подогревать ее паяльной лампой. После испарения масла в зависимости от продолжительности нагрева, чеканка может приобретать светло-коричневый или темно-коричневый цвет.

При светлой окраске металл начинает просвечивать сквозь пленку тонировки, а при более продолжительной вырезке при нагреве пленка получается глухой.

Черное тонирование с последующей полировкой делает алюминиевые изделия похожие на серебряные.

Изделия из латуни в результате химической обработки могут получить разнообразные цветовые тона от желтых, красных, оранжевых до черных, голубых и синих. Переходные тона различных оттенков можно получить на одном изделии.

Так, патинирование смесью растворов гипосульфита натрия и уксусно-кислого или азотно-кислого свинца позволяет получить на поверхности латунного изделия радужные оттенки: желтый, малиновый, фиолетовый, синий, черный.

Для этого необходимо взять сосуд и в 1 л горячей воды растворить 130 г гипосульфита натрия, в другом сосуде в 1 л воды растворить 35 г уксусно-кислого или азотнокислого свинца.

Раствор смешивают, подогревают до 80°С и опускают в него протравленное и промытое изделие, поверхность которого быстро окрашивается в желтый, оранжевый, красный, сменяющийся фиолетовым, цвета. При дальнейшей выдержке фиолетовый цвет переходит в синий, серый и черный. Затем реакция прекращается.

Тона быстро сменяют друг друга, поэтому чтобы получить изделие нужного тона, его нужно вынуть из раствора, промыть и просушить. Если изделие вынимать медленно, цвета будут плавно переходить друг в друга.

Для патинирования с помощью гипосульфита натрия и азотной кислоты, предварительно нагретое латунное изделие нужно опустить в раствор, состоящий из 1 л горячей воды, 50 г гипосульфита натрия и 5 г азотной кислоты и следить за потемнением его поверхности, которая приобретает серовато-синие или коричневато-фиолетовые оттенки.

При появлении нужного цвета изделие вынимают и промывают в горячей воде. Затем пемзовым порошком протирают выпуклые места, вновь промывают холодной водой и просушивают в опилках.

Раствор быстро теряет свои свойства, срок его действия до 20 минут. Патинировка непрочна и требует защитных покрытий.

При оксидировании азотной кислотой латунные изделия, если их нагревать, окрашиваются в голубовато-зеленый цвет. Образуется азотно-кислая медь.

С ростом температуры медь разлагается и на поверхности изделия появляется налет черного цвета. После охлаждения, изделие промывают, высушивают, нужные места шлифуют. В результате обработки азотной кислотой изделие получает очень прочную оксидную пленку.

Желто-бурый цвет получают при обработке изделия в двух растворах. Первый раствор (на 10 л воды по 60 г серной печени и шлиппсовой соли), второй (на 10 л воды 6 г сульфата меди и 12 см3 серной кислоты).

Изделие при постоянном покачивании опускают в первый раствор, промывают и переносят во второй.

Процесс повторяют до получения нужного цвета, затем изделие промывают и сушат. Темно-бурый цвет получают при обработке в растворе (на 1,5 л воды 30 г сульфата меди, 15 г хлората калия и 10 г перманганата калия).

Температура раствора 100°С. Для того чтобы получить золотистую окраску, погруженное в ванну изделие протирают щеткой, затем промывают и сушат.

Коричневый цвет получают в растворе (на 1 л воды 50 г медного купороса и 5 г марганцово-кислого калия).

Черный цвет можно получить применяя раствор (на 1 л воды 20 бертолетовой соли и 25%, или 40 г, нашатырного спирта).

Температура раствора должна быть 75 – 80°С.

Продолжительность обработки в растворе 5 – 7 минут. Оливковый и коричевый цвета получают применяя раствор (на 1 л воды 50 г бертолетовой соли, 40 г азотно-кислой меди, 80 г хлористого аммония).

Температура раствора 65 – 70°С.

Изделия выдерживают в растворе до получения желаемого цвета, затем промывают и сушат. Бархатисто-черный цвет получают применяя раствор хлористой сурьмы, которую наносят кистью на поверхность изделия и натирают жесткой щеткой.

Работу выполняют в резиновых перчатках. После промывания в теплой воде и просушки в опилках получают прочную отделку, которую можно шлифовать и полировать.

Отделка изделий из серебра

Для отделки изделий из серебра существует много рецептов. Так, для получения черного цвета с синим оттенком необходимо изделие обработать изделие в подогретом до 60°С растворе серной печени.

Время обработки 3 – 5 минут. Для получения светло-коричневого цвета необходимо изделие обработать в растворе из 10 частей медного купороса, 5 частей нашатырного спирта и 100 г уксусной кислоты. Для получения темно-коричневого тона необходимо изделие обработать в растворе на 1 л воды 20 г сернистого аммония. Для того чтобы получить светло-серый тон до темно-голубого, нужно изделие обработать в растворах из 1 л воды, 15 г серной печени, 40 г хлористого аммония или 1,5 г серной печени и 10 г углекислого аммония. Зеленовато-серый цвет получают после обработки в растворе из 3 частей концентрированной соляной кислоты и по 1 части йодистого калия и воды.

При приготовлении раствора йодистый калий вначале размешивают в воде, а затем полученную смесь вливают в кислоту.

Отделка изделий из стальных сплавов

Существует ряд рецептов для придания изделиям из стали красивого синевато-черного тона с металлическим холодным блеском.

Такой тон образуется при оксидировании стальных изделий в растворе, состоящего из 400 г едкого натра, 600 г воды, 10 г азотно-кислого натрия и 10 г калийной селитры.

Для получения синевато-черного тона изделие погружают в раствор, нагретый до 100°С, выдерживают до тех, пока изделие не получит нужный оттенок и затем прокаливают до получения равномерной окраски по всему изделию.

Кроме этого, существует иной способ, при котором изделие погружают в расправленную до 350°С натриевую селитру. Через 3 минуты на поверхности изделия образуется тонкая пленка синего цвета.

Эта пленка не обладает достаточной прочностью. Чтобы получить синий цвет, составляют два раствора.

Первый раствор на 1 л воды и 140 г гипосульфита.

Второй – на 1 л воды 35 г уксусно-кислого свинца.

Перед употреблением растворы смешивают и нагревают до кипения. Изделия полируют, обезжиривают и погружают в раствор, в котором держат их до появления нужного оттенка. Затем изделия промывают в горячей воде, сушат и протирают тряпочкой, смоченной в касторовом масле, машинном или растительном масле.

Черную окраску стального изделия можно получить следующим образом. Вначале предмет полируют и обезжиривают в щелочах, затем его промывают и прогревают при температуре 60°С.

После этого помещают в муфельную печь и нагревают до 320 – 325°С. Равномерность нагрева обеспечивает ровную окраску. После обработки изделие быстро протирают тряпкой, смоченной конопляным маслом, вновь слегка прогревают и насухо вытирают.

Оксидная пленка на изделии получается довольно тонкой, поэтому и антикоррозийная стойкость слабая.

При обработке изделий из железных сплавов соответствующим образом можно получить темно-серые и светлые тона.

Для этого изделие обрабатывают слабым раствором азотной кислоты в пропорции 1 ч. кислоты на 10 ч. воды. Изделие, например чеканка, не должны находится в растворе продолжительное время, так как подвергнуться из-за выделяемого тепла разрушению.

Для того чтобы произвести чернение изделий из стали, необходимо его поначалу очистить и отшлифовать, затем погрузить в концентрированный раствор гидрата оксида нитрита с нитрата натрия. В растворе, нагретом до 130°С, изделие обрабатывают 10 минут, затем промывают и просушивают.

Гальваностегия – представляет собой процесс нанесения защитных или декоративных металлических покрытий на изделия электролитическим осаждением.

Гальваностегия применяется во многих областях различных производств, а также при производстве изделий художественной промышленности, ювелирном деле и в прикладном искусстве. Покрытия, полученные гальваническим способом, очень декоративны, прочны и экономичны.

Сущность гальваностегии заключается в том, что растворенные в воде соли распадаются на положительные и отрицательные частицы – ионы.

При прохождении через раствор постоянного электротока, ионы, заряженные положительно, устремляются к отрицательному электроду, а заряженные отрицательно устремляются к положительному. Электрод, который соединен с положительным полюсом, называется анодом, а тот электрод, который соединен с отрицательным полюсом, называется катодом.

Так как ионы металлов положительны, они направляются к отрицательному полюсу и осаждаются на изделии, которое служит катодом.

Процессы гальванопокрытия протекают в гальванических ваннах, которые изготавливаются из кислотоупорных материалов – керамики, эмалированного чугуна, стали, винипласта, органического стекла и т.д.

От селеновых и кремниевых выпрямителей получают электрический ток, плотность которого регулируется трасформатором.

При подготовке изделий под покрытия, поверхность их тщательно очищают. Чистота поверхности нужна для обеспечения нормального сцепления основного металла с осажденным, а также для обеспечения хорошего качества самого осаждаемого металла.

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.

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.

Content

Мельников Илья Художественная обработка металла. Эмалирование и художественное чернение

Художественная обработка металла. Эмалирование и художественное чернение

Эмалирование

Художественное чернение

Художественное травление металла

Насечка и наводка

Химические и гальванические (электрохимические) способы отделки изделий из металла из металла

Отделка изделий из меди

Отделка изделий из алюминия

Отделка изделий из серебра

Отделка изделий из стальных сплавов

Защитные покрытия художественных изделий из металла