Золочение металла оборудование. Золочение в домашних условиях. Растворы для золочения
Золото – благородный металл, обладающий эстетической привлекательностью и многими ценными свойствами. Поскольку в чистом виде оно имеет высокую стоимость, оптимальным решением становится нанесение тонкого слоя золота на поверхность изделий. Существуют разные техники золочения – их выбор зависит от размера предмета и преследуемых целей.
Сферы применения золочения
Золочение находит применение во многих сферах нашей жизни – выполняют его в защитных, декоративных, защитно-декоративных целях. В частности, покрытие 18-ти и 24-х каратным золотом позволяет придать статусный вид украшениям из серебра или металлических сплавов, а также помогает вернуть красоту золотым изделиям, потерявшим свою изначальную привлекательность.
Золочение декора и бытовых предметов облагораживает интерьер квартир и домов – процедуре подвергаются дверные ручки, вилки и ложки, краны, рамки картин, металлические детали светильников и пр.
Все возрастающий интерес вызывает золочение молдингов, хромированных вставок, автомобильных решеток, ручек, брелоков для ключей. Практикуется покрытие дисков золотом 24 карата, 18Kt/750, 14Kt/585.
Покрытие белым, розовым, зеленым золотом находит применение в случае с музыкальными инструментами, наградами, спортивными аксессуарами. Отдельного внимания заслуживает золочение гравировки, портсигаров, зажигалок, фляжек, деталей оружия и пр.
Тончайший слой золота напыляют на автомобильные, оконные и витражные стекла для контроля теплообмена в зимний и летний период. Золочение используется в стоматологии. Его широко применяют в микроэлектронике.
Технология подразумевает выполнение следующих основных этапов:
- выбор способа золочения и подготовка всего необходимого для его проведения;
- обезжиривание и протравливание поверхности;
- нанесение покрытия;
- финишная обработка.
Помимо напыления благородного металла в чистом виде (24 карата, 999 проба) практикуется покрытие желтым, белым, розовым, красным и зеленым золотом. В качестве легирующих добавок соответственно выступают кобальт, родий, медь, серебро (никель). Вместо 24-каратного металла осуществляется покрытие золотом 18, 14, 12, 10, 9, 8 карат – цифра означает весовые единицы чистого золота в 24 частях сплава.
Технология покрытия предметов сусальным золотом
Покрытие золотом пластика, дерева, металла и прочих материалов осуществляется с помощью тончайших листов – толщина сусального (облицовочного) золота составляет 0,13-0,67 микрон. В старину сусальное золото изготавливали вручную, сегодня используется специальное оборудование. В зависимости от толщины листа выделяют свободное и трансферное (на шелковой бумаге) сусальное золото. С первым работать очень сложно – малейшее дыхание мешает процессу. Хранится готовый материал в книжечках – каждый из 60-ти листов перекладывается бумагой. Нанесение сусального золота – процесс кропотливый. Технология основывается на способности раскатанного с лист золота притягиваться к поверхности на молекулярном уровне. Существует две техники золочения сусальным золотом: клеевая (на полимент) и масляная (на лак мордан). В первом случае получается глянцевая, а во втором – матовая поверхность. Клеевой способ используется при проведении внутренних работ.
Амальгамное золочение
Амальгамный (огневой) метод золочения– еще один старинный способ нанесения драгоценного металла. Он характеризуется высокой степенью долговечности, но сам процесс чрезвычайно токсичен и сегодня не используется. Сутью метода является молекулярное проникновение в основу растворенного в ртути драгоценного металла (в процессе обжига ртуть испаряется, а золото остается). Примером такой работы является купол Исаакиевского собора в Петербурге.
Гальваническое золочение
Процесс золочения гальваническим методом сегодня используется чаще всего. Он применим в случае, если осуществляется обработка токопроводящих изделий. Электролитом становится раствор солей золота. В него погружают деталь – при прохождении тока положительно заряженные частицы, высвободившиеся из солей металла, оседают на поверхности изделия и образуют ровный слой золота.
Еще лучший результат удается получить с помощью селективного способа электрохимического золочения. Применение такой техники позволяет в десятки раз повысить скорость осаждения металла на изделии. Износостойкость и твердость золотого покрытия увеличивается более чем в 3 раза. Проникновение золота происходит на молекулярном уровне. Гальванические методы находят применение при золочении сувенирной продукции, ювелирных изделий, зубных протезов и пр.
Техника иммерсионного золочения
Этот вид золочения не подразумевает приложения внешнего тока. При погружении детали в раствор из менее электроотрицательного металла происходит процесс иммерсионного осаждения. После прекращения контактного обмена он завершается. Технология включает несколько этапов – начинается работа с кислой очистки поверхности и микротравления, а заканчивается химическим осаждением слоя никеля и последующим нанесением иммерсионного золота. Технология находит применение при производстве печатных плат, выводов элементной базы, корпусов, микросхем и прочей продукции где требуется ультразвуковая сварка или пайка.
Способы химического золочения
В домашних условиях золочение декора, покрытие золотом ложек, декоративных цветов и прочих металлических предметов осуществляется путем натирания их поверхности пастой хлорного золота или погружения в раствор с цинковым контактом. В первом случае золото растворяют в смеси азотной и соляной кислот (1:3). Соотношение золота и раствора – 1г/10 мл. Жидкость выпаривают, соблюдая меры безопасности. Полученное хлорное золото соединяют с плавленым (отмученным) мелом, винным камнем и кровяной солью. После нанесения кисточкой пасты предмет оставляют на определенное время. Затем его промывают и полируют. Смешав хлорное золото с эфиром выполняют узоры и надписи.
Чтобы приготовить раствор для золочения из хлорного золота, с ним соединяют дистиллированную воду (ее температура должна составлять около 50-60 градусов), поташ и соль. Обезжиренный, протравленный кислотой и промытый в воде предмет погружают в раствор и прикасаются к нему цинковой палочкой. После завершения процесса осаждения золота предмет промывают и полируют. Чтобы вникнуть в детали технологии стоит посмотреть мастер класс по золочению.
Золочение карандашом
Еще одним «домашним» методом является использование гальванокарандаша в котором анодом служит наконечник, а катодом – поверхность изделия. Принцип осаждения аналогичен гальваническому способу покрытия, но используемое оборудование исключает использование ванны с раствором.
Благородный металл не только украшает изделия, но и выполняет защитные функции. Процесс золочения стоит доверить профессионалам – отсутствие опыта и использование опасных компонентов часто приводит к нежелательным последствиям.
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.
Техника золочения
С ходом времени техника золочения совершенствовалась. Учитывая все каноны позолотных работ, техника золочения подразделяется на два основных способа: золочение на полимент и золочение на мордан.
Золочение на полимент
По-видимому, золочение на полимент было наиболее распространенным способом золочения, поскольку его рецепты, начиная с XVII века, дошли до нашего времени в большом количестве. Этот способ золочения поверхностей необычайно трудоемок на всех этапах позолотных работ. Его используют только высококвалифицированные мастера. Золочение на полимент применяют при отделке и реставраци мебели, картин, других предметов интерьера, а также сложных лепных украшений. Этот метод широко распространен в иконописи.
Полиментное или, как его еще называют, клеевое золочение осуществляется по дереву, гипсу, мастике, папье-маше. Процесс золочения состоит из следующих этапов. Поверхность под золочение максимально подготавливают: убирают неровности и всякие дефекты, а также удаляют пыль. Затем с помощью специальных кистей поверхность несколько раз обрабатывается столярным клеем. Только в случае качественно выполненной проклейки на ней будет прочно держаться левкас. Левкашение - следующая операция, которая осуществляется кистями разного формата на проклееный предмет. Левкас наносят вначале «внатыч» - быстрыми вертикальными ударами, а затем «впригладку» - ровными движениями. Операцию левкашения повторяют несколько раз, просушивая каждый слой. Далее предмет шлифуется пемзой и хвощом, а затем - в несколько операций покрывается полиментом с помощью мягкой беличьей кисти.
Процесс золочения осуществляется таким образом: золотые листы из книжки переносятся на золотарный нож, а затем - на золотарную подушку, где режутся на нужные части. Затем беличьей кистью поверхность обрабатывают водкой, и после этого с помощью лапки выкладывают золото. Завершается процесс золочения полировкой, которая производится агатовым зубком.
Золочение на полимент дает наибольший художественный эффект: вызолоченная поверхность имеет блеск настоящего литого золота с глянцевым эффектом.
Золочение на мордан
Золочение на мордан или масляное золочение называется так потому, что в процессе всех подготовительных операций применяются материалы на растительных маслах, и сам золотой слой накладыватся на специальный лак-мордан, также изготовленный на масляной основе. Этот способ золочения проще и доступнее золочения на полименте. К тому же, морданное золочение имеет значительное преимущество: вызолоченная этим методом поверхность более устойчива к воздействию влаги и других атмосферных явлений. Масляное золочение осуществляется по металлу, дереву, гипсу, мастике, камню.
Золочение на мордан также состоит из подготовительного этапа и непосредственно нанесения золотого слоя. Очищенную поверхность грунтуют краской из свинцового сурика - материала, приготовленного на натуральной олифе. Благодаря этому покрытию поверхность и приобретает хорошую антикоррозийную защиту. Затем приступают к шпаклеванию в несколько операций, давая высохнуть каждому слою. После этого поверхность шлифуют. Хорошо отшлифованный предмет кроют масляным лаком. По загрунтованной и отшлифованной поверхности некоторые мастера кладут тонкий слой масляного или спиртового лака и после полного просыхания этой лаковой прокладки накладывают лак-мордан. После приступают к золочению поверхности. Существует два способа нанесения золота: 1) при больших плоскостях золото накладывают прямо «с книжки» и 2) сначала «выдувают» на специальную подушку, а потом золотарным ножом режут на отдельные части. Затем при помощи лапки из беличьего хвоста переносят на поверхность, предназначенную для золочения. Второй способ применяется при золочении мелких деталей и поверхностей со сложным рельефом.
Сегодня золочение на мордан - наиболее применяемый способ. Используется как в интерьерных, так и экстерьерных работах. Золочение морданным способом придает поверхности эффект бархатистости и матовости.
Виды золочения
Комбинированное
Это особый вид золочения, когда золоту придается нежный матовый оттенок. Вся подготовительная работа однотипна с золочением на полименте. Поверхности с полированной блестящей фактурой получаются в результате золочения на полименте, с последующей обработкой зубками. Места матовые получаются в результате золочения «на отлип» или по желатину без покрытия полиментом и без полировки. Поверхности под матовое золочение после левкашения не полиментуются, а кроются слоем желатинового клеевого раствора, и после высыхания клеевой пленки золотятся по водке так же, как и полиментованые места. Возможна комбинация золочения по полименту с золочением по мордану.
Золочение твореным золотом
Золочение твореным золотом часто встречается на мелких антикварных предметах, особенно росписи. Метод этот необходим при реставрации миниатюр измельченного рисунка, широко применяется в иконописи. Мастера-позолотчики выполняют золочение твореным золотом на полименте, но операции несколько отличаются от обычного клеевого золочения. Перед полиментовкой готовят раствор на желатиновом клее. А на покрытую полиментом поверхность накладывают бронзовую пудру под цвет золота и дают высохнуть. После с помощью беличьей кисти покрывают поверхность смесью гуммиарабика и золотой пудры. Обработанные таким образом предметы приобретают мягкую, нежную поверхность, отсвечивающую золотом.
Водно-синтетическое золочение
Водяное золочение иногда заменяется унифицированным полиментом, однако по методу и производимому эффекту этот способ больше напоминает масляное золочение. Униполимент делает возможным перенесение водяного золочения на архитектуру. Он сохраняет свойства масляного золочения, но при этом обладает блеском водяного золочения. Например, система Kolner Instacoll System была специально разработана как альтернатива масляной технике для экстрерьерных покрытий с получением максимального блеска. Используя материалы этой системы можно быстро получить необходимый «отлип», а также, при необходимости, восстановить его с помощью специального активатора. Поверхность после применения синтетических материалов приобретает отличное глянцевое покрытие, не требуя дополнительной полировки зубками.
Бронзирование
Бронзирование детали - означает покрытие поверхности особым металлическим порошком - бронзовой пудрой. Это решение чаще осуществляется морданным способом, а также с помощью других лаков. Когда при выполнении работ появляется необходимый «отлип», мягкой кистью наносится бронзовый порошок, который хорошо пристает к липкой поверхности.
Бронзировка придает поверхности вид настоящей позолоты. Такое покрытие является антикоррозийным и очень устойчивым.
«Чесночное» золочение
Один из древних русских способов золочения называется «чесночным». Из долек свежего чеснока механическим путем получают сок. Для удобства нанесения на него золота сок может быть разбавлен дистиллированной водой. Сок наносят мягкой кистью на подготовленную поверхность ровным слоем, когда он высохнет, его полируют. Просохший и отполированный слой увлажняют дыханием до появления отлипа. Затем сусальное золото переносят на поверхность и прижимают тампоном. Поверхность при таком золочении приобретает необычный блеск.
Золочение «через огонь»
Способ золочения «через огонь», или ртутное золочение, заключается в том, что поверхность покрывается амальгамой из золота и ртути. Этот способ применялся при наружных позолотных работах - золочение куполов, фонтанов, мостовых и балконных решеток.
Очищенную поверхность покрывают амальгамой, после этого деталь пропускают через огонь, чтобы выпарить ртуть. Затем поверхность охлаждается и полируется агатовыми зубками. Этот способ позволяет золоту прочно соединиться с покрываемым металлом. Обычно такая позолота держится более 100 лет.
От выбранной техники нанесения сусального золота зависит блеск поверхности, ее долговечность, а также сама процедура золочения и набор материалов. Однако любой метод золочения требует огромного мастерства в выполнении каждой операции. Искусные детали рождаются после тщательнейшей работы мастера-позолотчика и могут служить десятилетиями.
Золото - пластичный желтый металл. Золочение применяют как в декоративных целях, так и в технических. В декоративных целях часто делают позолоту серебра. При этом внешний вид изделия не уступает золотому, а цена на позолоченное изделие значительно ниже.
Техническое золочение применяют из за высокой химической стойкости золота: не окисляется на воздухе, в кислороде, сероводороде и других газах. Не реагирует с неметаллами, отдельно взятыми кислотами, щелочами. Цвет покрытия не меняется со временем. Гальваническое покрытие золотом позволяет приобрести поверхности изделия все вышеперечисленные свойства, при этом стоимость изделия будет значительно ниже, чем при изготовлении целиком из золота.
Покрытие изделий золотом высшей пробы (чистое золото) обычно применяется в радиоэлектронике и обладает недостаточными прочностными характеристиками, поэтому в состав покрытия вносят вспомогательные металлы. В зависимости от применения тех или иных вспомогательных металлов при гальваническом золочении и химическом золочении поверхность изделия может быть блестящей или матовой. Более подробно свойства смешанных покрытий описаны ниже.
Применение золотых покрытий
Покрытия на основе золота имеют широкое применение: применяется покрытие золотом часов, покрытие золотом бижутерии, покрытие контактов золотом, финишное покрытие печатных плат золотом, покрытие серебра золотом, а также во многих других декоративных и прикладных целях .
Чистое золото
Основной областью применения покрытий чистым золотом, также применяются термины золотое покрытие 24 карата, покрытие золотом 999 пробы, является производство полупроводниковых приборов. Покрытия золотом необходимы для проведения основных операций сборки - получения спая между кристаллом полупроводника и позолоченным основанием. Чистота покрытия составляет не менее 99,9%.
Сплавы золота
Введение в состав золотых осадков кобальта, никеля, меди, серебра и других металлов дает возможность получать сплавы с заранее заданными свойствами. Физико-химические свойства золотого покрытия во многом зависят от состава электролита, из которого оно получено, от тех легирующих металлов, которые имеются в электролите.
У нас применяются легирующие добавки из никеля, кобальта, меди и серебра. Введение в состав электролита золочения никеля, меди или серебра обеспечивает высокую износостойкость и достаточную твердость покрытия. При этом цвет и проба покрытия будут разными:
- покрытие золото-никель обладает светло-желтым цветом, чистота покрытия соответствует 750 пробе;
- покрытие золото-кобальт обладает желтым цветом, чистота покрытия соответствует 999 пробе;
- покрытие золото-медь обладает розовато-золотистым оттенком, чистота покрытия соответствует 585 пробе;
- покрытие золото-серебро обладает бледно-зеленым оттенком, чистота покрытия соответствует пробе 750.
Стоимость за услуги по нанесению покрытий приведены за 1 мкм на 1 кв.см.