Искусственное старение меди

Как состарить латунь?

В последние годы большой популярностью пользуется патинирование – технология так называемого состаривания поверхности любого металла посредством нанесения специальных составов. В результате металлические изделия внешне напоминают старинные предметы. В нашем обзоре мы расскажем о том, как можно состарить латунь, как искусственно затемнить латунные предметы в домашних условиях.

Инструменты и материалы

Для начала отметим, что значение определения «патина» абсолютно никак не взаимосвязано с техниками окрашивания.

Термин имеет старинные корни и означает пленку, которая появляется на металлической поверхности после продолжительного контакта с кислородом.

В прежние столетия приходилось очень долго ждать, когда латунь окислится сама по себе, при этом результат мог быть абсолютно неожиданным. В наши дни существуют техники, которые позволяют ускорить процесс. При этом сам процесс настолько прост, что выполнить все необходимые манипуляции можно даже дома своими силами.

Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:

• патина в порошке нужного оттенка;
• растворитель в жидком виде;
• кисточка либо губка;
• стеклянные либо пластиковые резервуары, металлические нежелательны, поскольку они могут вступать во взаимодействие с краской;
• непосредственно вещи из латуни, которые вы планируете чернить.

Особое внимание следует уделить соблюдению правил безопасности. Дело в том, что любые средства для выполнения патинирования предполагают контакт с химическими реагентами. Все работы следует производить в хорошо проветриваемом помещении.

Если кислота попадет на слизистые и кожные покровы, следует незамедлительно промыть поврежденный участок проточной водой, а потом присыпать кашицей из обычной пищевой соды.

При попадании кислотных составов в глаза, а также при получении ожогов, появлении высыпаний и каких-то иных выраженных кожных изменений, незамедлительно обращайтесь к доктору. Обязательно защищайте себя – всякие работы по патинированию латуни выполняют только в защитных перчатках.

Цвета патинирования

При помощи оксидирования латуни можно добиться весьма интересных оттеночных решений. Самым распространенным оттенком патины считается зеленоватый – именно он получается в результате окисления меди. В наши дни выбор колеров патины весьма широк и разнообразен, пудру можно купить в любом строительном супермаркете. Наиболее востребованными колерами считаются следующие:

• состаренное серебро;
• червонное золото;
• окисленная медь.

Кроме того, пользователям могут понравиться насыщенные и яркие расцветки, к примеру, красный, синий и фиолетовый – эти тона позволяют добиться довольно стильных эффектов на латуни.

Подготовка изделий

Искусственное состаривание латуни требует самой серьезной подготовки металлической поверхности. В первую очередь она должна быть абсолютно ровной, не допускается никаких признаков ржавчины, поскольку она не позволит качественно прогрунтовать поверхность, как следствие, верхние слои патины быстро запузырятся и облезут.

Все присутствующие на покрытии заусенцы следует удалять, трещины и сколы шпаклюют, а затем шлифуют мелкой наждачкой.

Обращаем внимание на то, что эффект старения красивее всего смотрится на латунных изделиях, окрашенных в темный цвет. Окрашенное изделие должно хорошенько высохнуть, иначе патина не будет хорошо ложиться и ожидаемого эффекта не получится.

Основные способы

Чернение латуни нередко выполняют при помощи столового уксуса. Для этого производят несколько простых действий.

1. Если латунная поверхность покрыта слоем лака или эмали, то его следует предварительно убрать. Для этого металл некоторое время выдерживают в небольшой емкости с ацетоном или другим растворителем. После этого латунную вещь заливают прогретой водой и промывают так, чтобы лак сошел полностью.
2. Если вещь из латуни не имеет дополнительных покрытий, то будет вполне достаточно просто хорошенько вымыть ее в мыльном растворе.
3. Процесс патинирования нельзя начинать до того, как изделие полностью подсохнет. Чтобы ускорить подсушивание, можно использовать фен. Однако в этом случае следует предварительно удостовериться в том, что на латуни не осталось никаких остатков прежнего декоративного покрытия, иначе оно может загореться.
4. После того как вы завершите все предварительные работы, можно начинать непосредственно обработку уксусом. Вы можете или окунуть вещь из латуни в уксус или нанести его на губку и хорошенько обработать изделие. Если вы хотите получить патину зеленоватого тона, то можно добавить в уксус немного соли.

Чтобы увидеть желаемый эффект, латунные изделия следует промыть в подогретой воде, затем их деликатно подсушивают при помощи салфетки.

Нашатырный спирт

Для чернения латуни часто используют аммиак. Перед началом манипуляций следует обработать латунные изделия надфилем, такая предварительная подготовка позволяет максимально полно очистить металл от грязи. Чтобы произвести патинирование, потребуются нашатырный спирт, любая емкость с герметично закрывающейся крышкой, вата и небольшая крышечка.

Ватный диск помещают в небольшую крышечку, хорошенько пропитывают аммиаком и помещают в герметичную тару, туда же отправляют латунные изделия. Спустя 10–20 минут можно будет заметить, как поверхность латуни покрылась патиной.

Серная печень

Прежде чем чернить латунь, надо приготовить непосредственно серную печень. Для этого порошок серы и поташ смешивают в пропорции 1 к 1, перемещают в жестяную емкость и ставят на слабый огонь. Как только смесь начнет плавиться и потемнеет, активизируется этап спекания. После этого следует выждать четверть часа и снять жестяную банку с огня, ее содержимое должно остыть.

Затем можно будет приступать непосредственно к изготовлению раствора для состаривания латунного изделия: остывшую серную печень перемешивают с 3 г мелкой соли; эту мазь разводят в 1 л воды, получившийся раствор хорошенько перемешивают и опускают в него изделия из медного сплава. Как только металл приобретет ожидаемый серовато-зеленый оттенок, можете доставать изделие, не забудьте промыть его водой и просушить мягкой салфеткой.

Другие методы

Для выполнения старения часто используют кислотные жидкости.

В частности, получить на покрытии латунного изделия прочную оксидную пленку насыщенного темно-серого колера можно методом погружения изделия в состав, приготовленный из металлической меди и азотной кислоты.

Некоторые мастера проводят оксидирование перекисью и медным купоросом.

Для получения разных оттенков используют разные составы.

• Для получения светло-коричневой патины в 1 л прохладной воды перемешивают 5 г сульфида аммония 18%-ного, добавляют 125 г дихромата натрия, 15–20 г азотной кислоты и 5 г соляной кислоты. Раствор аккуратно наносят кисточкой, оставляют на 4–6 часов, а потом смывают. Процедуру повторяют два раза.
• Для получения темно-коричневого колера в 1 л воды перемешивают 10 г персульфата аммония, а также 50 г едкого натра. Эту жидкость прогревают и опускают в нее латунные предметы на 5–20 минут в зависимости от того, насколько насыщенный цвет вы хотите получить. Обработку проводят три раза.
• Для получения золотистого тона в 1 л воды разводят 1 г сульфида меди, 200 г молочного сахара и 200 г едкого натра. Смесь прогревают в течение 15 минут, не давая закипеть, затем изделия опускают в состав на четверть часа.

Рекомендации

Если вы не считаете себя опытным специалистом в области химии, то лучше всего использовать готовые составы для состаривания латуни или воспользоваться самыми простыми методами, например, при помощи нашатыря либо уксуса.

Дело в том, что рядовому пользователю будет намного труднее соблюсти те или иные пропорции и не ошибиться в приготовлении рабочего раствора.

Если вы имеете навыки работы с химическими реагентами, то можно попробовать использовать приготовленные кислотные растворы. Избегайте любых растворов, содержащих гипохлорит, так как это вещество довольно сложно контролировать в бытовых условиях, при неосторожном обращении оно может причинить вред здоровью.

Для закрепления эффекта состаривания стоит воспользоваться парафином либо воском. Спустя некоторое время, когда вам потребуется проведение повторной процедуры, эти вещества будут вымываться намного быстрее и проще, чем лак. Если вы имеете какие-либо сомнения в том, является ли ваш сплав латунным, отнесите его в любой ломбард или антикварную лавку. Профессионал сможет очень быстро определить, из какого именно металла изготовлена ваша вещь.

О том, как состарить латунь в домашних условиях, расскажет следующее видео.

Все права защищены, 14+

Запрещено использование любых материалов без нашего предварительного письменного согласия.

Способы и правила патинирования меди

Патинирование меди, или оксидирование, — это создание на поверхности металла искусственной оксидной пленки. Его применяют для состаривания медных и латунных украшений, предметов интерьера из бронзы (например, деталей шкатулок или мебели, статуэток). Антиквары обрабатывают монеты, чтобы придать им аутентичный вид после чистки, когда натуральная патина повреждена или ее пришлось снять.

По составу искусственные оксидные пленки аналогичны атмосферной патине, но некоторые из них легко стираются, поэтому их покрывают лаком. Есть несколько способов обработки металла для нанесения на него пленки оксида, при этом патинирование латуни и меди проводят одинаково:

• Химический (обработка химреактивами). Часть растворов токсична или работа с ними требует соблюдения сложной технологии; другие можно без боязни использовать дома.
• Электрохимический (обработка в ванночке с электролитом).
• Термический (воздействие огнем).

Перед началом работы предмет очищают, обезжиривают спиртом или средством для посуды, промывают и высушивают. Изделия с рельефными деталями и монеты после обработки не протирают тканью, а сушат в опилках. Ткань стирает непрочные пленки, а в углублениях остается влага, и цвет в них продолжает меняться, хотя и менее интенсивно.

Быстрые способы

1) Патинирование меди в домашних условиях можно проводить всеми способами, однако самый простой из них — термический. Если водить струей огня по поверхности металла, получаются радужные разводы от бледно-желтого и оранжевого до лилового — по мере нагрева окраска металла становится темнее. Если у вас нет ювелирной горелки, зажмите украшение в плоскогубцах и «обмакивайте» его в краешек пламени на конфорке кухонной плиты. Опустите раскаленную деталь в воду, и «цвета побежалости» зафиксируются, а чтобы окраска не стиралась, ее покрывают лаком.

2) Для простого химического патинирования используют серную мазь. Наложите слой мази на деталь и оставьте на 3-4 часа, а потом вымойте ее мылом или средством для посуды.

• Серная мазь очень жирная, поэтому не применяйте ее для предметов с рельефом: из углублений трудно убирать ее остатки.
• При окислении меди на воздухе образуется темная и неустойчивая к истиранию патина. Наносите состав на предметы, погруженные в воду, смазав их вазелином: мазь ляжет равномернее, а оттенок будет слабее.
• Чтобы снять неудачную патину положите украшение или монету на 10 минут в теплый раствор лимонной кислоты или отмойте хозяйственным мылом под струей воды.

3) Безопасный и действенный способ облагородить цвет брошки, кольца, монеты — использовать вареное яйцо. Дайте ему остыть, поместите в пакет, разомните вместе со скорлупой и положите в смесь обезжиренный предмет. Через полчаса на украшении появится «налет старины», а 5-6 часов выдержки дадут прочную радужную патину.

Состав с серной печенью

Серной печенью, или печеной серой, называют сернистое соединение натрия или калия, полученное сплавлением порошка серы с поташом (древесной золой) либо содой. Она продается в магазинах химреактивов в виде гранул, порошка или геля. Состав с содой можно приготовить самостоятельно:

• расплавьте 20 г серы и добавляйте в нее соду, пока смесь не перестанет пузыриться;
• долейте 50 мл воды, перемешайте и кипятите 2 минуты.

Когда жидкость отстоится и остынет, ее сливают, оставляя осадок, и хранят в холодильнике в закупоренной непрозрачной банке 2-3 дня. Для раствора из покупного сырья берут 10-20 г порошка либо гранул на литр воды, а гель наносят в неизменном виде или разбавляют. В подогретой жидкости реакция идет активнее, но можно прогреть под струей горячей воды саму деталь и опустить ее в холодный раствор. Цвет пленки варьируется от красновато-коричневого, пурпурного, густо-лилового до черного и зависит от концентрации, температуры и времени выдержки.

Состав для чернения меди может испортить вставки в кольце, кулоне, сережках. Восприимчивы к реактивам жемчуг и некоторые камни — бирюза, агаты, яшма.

Оксидирование в парах аммиака

Нашатырный спирт, или 10 % водный раствор аммиака, применяют для тонирования меди в коричневый, оливковый цвет (в углублениях — до синего и черного), пятнистый голубой с вкраплениями меди. Если перед обработкой опустить деталь в раствор поваренной соли, на темной поверхности проступят ярко-голубые или темно-голубые вкрапления.

Гладкая поверхность предварительно шлифуется наждачной бумагой или шлифмашинкой с насадками: тогда пленка ляжет ровнее и ее тон будет однороднее. Фактурную поверхность не шлифуют — перепады тона в углублениях и шероховатостях создают дополнительный художественный эффект.

Каждый из вариантов патинирования меди в парах аммиака имеет свои недостатки и преимущества, на цвет пленки это не влияет. Учитывайте, что нашатырь способен повредить тонированные агаты, малахит, натуральный жемчуг, бирюзу. Он безопасен для кварцев (аметисты, цитрины), гранатов, стекла, камней Сваровски.

1) Раствор наливают в рюмку (один колпачок пластиковой бутылки), ставят на дно контейнера, вокруг раскладывают предметы для обработки и закрывают крышку. Медь темнеет через 30-60 минут и приобретает темно-оливковый цвет. Таким способом удобно оксидировать большое количество деталей, но из-за низкой концентрации аммиака в воздухе процесс может длиться от 4 до 6-8 часов для других металлов.

2) Деталь погружают в раствор. А если нужно состарить части украшения, вставки которого неустойчивы к раствору аммиака, их подвешивают в стеклянную емкость, на дно которой наливают нашатырный спирт. Для этого применяют проволоку сечением 0,4 или 0,3 мм: ее свободный конец выводят через дырочки в крышке. При этом способе оксидирование происходит за 10-15 минут.

Если подвесить предмет не получится, мелкие детали кладут на подставки из колпачков, а крупные закрепляют на каркасе из деревянных палочек. При таком способе обработки одновременно окрашивают меньше предметов.

Получив нужный оттенок, достаньте и промойте деталь. Иногда процесс проходится повторять, так как окончательный цвет патины проявляется, когда медь высохнет. Готовое украшение покрывают воском или лаком в аэрозоле, например, Krylon Matte Finish.

Патинирование в опилках

Для работы используют чистые отходы деревообработки. Опилки из клееной фанеры использовать нельзя, так как клей реагирует с патинирующим раствором. Таким способом на меди получают крапчатый розовый, голубой и черный оттенки, а на латуни — крапчатые золотой, зеленый или голубой, коричневый, черный. Раствор готовят из:

• 16 грамм соли;
• 300 мл (для латуни и других сплавов) / 600 мл (для меди) нашатырного спирта;
• 700 мл воды.

Смешайте ингредиенты и пропитайте раствором опилки — они должны быть влажными, но не мокрыми. Поместите смесь в пластиковый контейнер, погрузите в них изделие, закупорьте емкость. Положите пару кусочков меди близко к поверхности смеси, чтобы по их цвету контролировать окрашивание, не касаясь обрабатываемого предмета.

Раствор можно использовать не только с опилками, но и с другими впитывающими влагу носителями: сухой листвой, сеном, наполнителем для кошачьих лотков. Время обработки зависит от того, в каком носителе окрашивается металл (для меди в опилках это 4-6 часов, для латуни — от 12 часов до суток) и от структуры носителя. Материалы с мелкой текстурой нельзя ворошить во время процесса, а изделие в листьях или сене нужно поворачивать, чтобы окраска шла равномерно.

Также на интенсивность цвета и другие параметры оксидной пленки влияют:

• Пропорции нашатырного спирта и/или соли.
• Увлажненность носителя. Если опилки недостаточно влажные, окрашивание будет слабым, если мокрые — крапчатой окраски не получится (поверхность меди стравится).

Промойте и высушите детали в сухих опилках. Готовая смесь пригодна в течение нескольких дней, а раствор в герметичной таре в холодильнике либо погребе хранится довольно долго.

Электрохимический способ

Цветное («радужное») электрохимическое патинирование применяют не для состаривания, а для декорирования изделий. Его оттенки зависят от напряжения, температуры электролита, времени воздействия, текстуры поверхности. Как источник тока можно использовать автомобильный аккумулятор: «плюс» подается на медную палочку-анод, «минус» — на обрабатываемую деталь.

Для приготовления электролита понадобится 60 г медного купороса; 90 г рафинада, 45 г каустической соды (едкий натр) и дистиллированная вода. Работать придется в резиновых перчатках, респираторе и защитных очках — раствор настолько едкий, что его можно было бы использовать для прочистки сантехники. Патинирование проводят с открытыми окнами в помещении с мощной вытяжкой.

• Подогрейте 300 мл воды до 60-80 градусов, растворите в ней медный купорос и сахар.
• В таком же количестве холодной воды растворите едкий натр, понемногу всыпая его в емкость (если всыпать порцию сразу, то вода закипит — при растворении NaOH в воде выделяется тепло).
• К раствору едкого натра небольшими порциями и перемешивая доливайте раствор купороса с сахаром. Добавьте воды до литра.

Патинирование медной монеты

Получившуюся темно-синюю непрозрачную жидкость подогрейте до 80°С, опустите в нее украшение и выдержите минуту. После этого подавайте напряжение от 0,6 до 1,1 V, в зависимости от размера предмета (чем оно выше, тем быстрее реакция и темнее цвет). Так, при 0,7-1,0 V возникают золотистые с нарастанием к розовому оттенки; при 1,2-1,4 V — фуксиевые, которые переходят в зеленоватые; дальше идут синие и фиолетовые. После этого гамма повторяется, поэтому если вы не успели достать деталь, уловив нужную окраску, дождитесь очередного цикла.

Зависимость цвета патины от времени воздействия.

Всё о цветных металлах и сплавах (бронза, медь, латунь и др)

Бронза | Латунь | Марки БрАЖ БрОФ ОЦС Л63 ЛС59 | Характеристики | Применение | Расшифровка | Латунный лист | Втулка | Бронзовая труба | Пруток | ГОСТ | Продажа | Блог | Применение | Втулки | Трубы

Патинирование или как состарить металл

Патинирование или как состарить металл (отсюда)

Патинирование – это техника «состаривания» поверхности металла или дерева, которая достигается путем нанесения красителей на основе различных кислот. В результате изделия приобретают особый шарм, дух старины. Рабочие поверхности перед проведением манипуляций приводят в порядок, затем обрабатывают специальной грунтовкой из баллончика, позволяющей краске лучше закрепиться на поверхности. Патинирование металла требует времени и терпения, о том, как нанести краску-патину на поверхность и какой эффект можно получить, рассмотрим далее.

Что понадобится для работы

Само значение слова «патина» никак не связано с процессами окрашивания. Оно имеет итальянское происхождение и обозначает пленку, которая образуется на металле после длительного взаимодействия с кислородом.

Изначально приходилось долго ждать, когда металл сам окислится, а результат был совершенно непредсказуем, сейчас эту технику можно воспроизвести дома своими руками при помощи следующих материалов:

• патина понравившегося вам цвета (в порошке);
• жидкий растворитель;
• кисть (размер 2-3) или губка;
• небольшие пластиковые или стеклянные ванночки (не берите металлические, они могут взаимодействовать с краской);
• изделие из металла, которое вы хотите декорировать.

Обратите внимание на технику безопасности! Средства для патинирования подразумевают работу с химическими окислителями, растворителями и требуют особой аккуратности.

Рекомендуется не работать в замкнутых помещениях без защиты дыхательной системы. Лучше работать на свежем воздухе, в помещениях с хорошей вентиляцией (с открытыми окнами, включенной вытяжкой, сквозняком). При попадании кислоты на поверхность кожи немедленно промойте под проточной водой затем нанесите кашицу из пищевой соды. При появлении высыпаний, ожогов или каких-либо кожных изменений, немедленно обратитесь к врачу!

Цвета патинирования

На различных металлических поверхностях путем патинирования можно добиться совершенно различных цветовых решений. Наиболее распространенный цвет патины – зеленоватый, он получается путем окисления меди. На других металлических поверхностях получаемый оттенок может быть совершенно иным:

• Насыщенный желтый или цвет охры на стальных поверхностях.

• Шоколадно-коричневый на латунных и бронзовых предметах.

• Темно-серый на серебряных изделиях.

Выбор сухой патины для работы по металлу достаточно разнообразен. Продается пудра практически в каждом строительном магазине. Наиболее распространенные цвета:

• состаренное серебро;
• натуральная или окисленная медь;
• червонное золото.

Также доступны более яркие радикальные цвета, например, синий, сиреневый, красный, позволяющие добиться оригинального эффекта на поверхности различных металлов.

Подготовка поверхности

Декоративное нанесение патины требует тщательной подготовки обрабатываемой поверхности, металл должен быть идеально гладким. На нем не должно быть проявления коррозии, она не даст хорошо загрутновать поверхность, верхние слои достаточно быстро запузырятся и облезут.

Все заусенцы необходимо удалить, сколы, выбоины зашпатлевать и зашлифовать наждачной бумагой (сначала грубой, затем более мелкой).

Подготовленное изделие покрывается специальной грунтовкой (удобнее всего, из спрея-баллончика), а затем на него наносится краска-патина для металла.

Обратите внимание, что эффект патины лучше всего выглядит на изделиях, окрашенных темной, особенно черной краской. Окрашенное изделие должно хорошо высохнуть, иначе патина будет плохо ложиться, и вы не добьетесь желаемого эффекта.

Техника нанесения краски-патины

Состаривать металл можно двумя способами: наносить патину при помощи кисти или губки. Набирая растворенную краску на кончик кисти, вы можете добиться совершенно разной текстуры, направленных мазков и различной глубины прокраски. Не мочите кисть перед началом работы, она должна быть обязательно сухой, мокрая кисть даст подтеки и капли на обрабатываемом металле.

Не берите слишком большую или маленькую кисточки – оптимальный размер щетины 2-3 см. Губка дает эффект «запыления», но не прижимайте её слишком сильно, иначе на обрабатываемой поверхности отпечатаются поры.

Держите наготове салфетку с растворителем и немного основной краски, которой окрашено изделие. Работа с патиной должна быть практически безошибочной. Повторное нанесение патины на металл на одно и тоже место дает некрасивый «плоский» эффект. При окрашивании отдельных элементов будьте аккуратны: если вы случайно «мазнули» рядом, просто закрасьте этот участок фоновой краской.

На видео: нанесение патины на металл.

Патинирование металла окислителями

Получение патины на металле путем его погружения в различные химические составы – трудоемкий способ, результатом которого станет образование цветной пленки (налета) на поверхности металла. Этот вид гораздо более прочен, поскольку пленка не стирается быстро при механическом воздействии, как краска. Если вам хочется почувствовать себя творцом и попробовать добиться состаривания металла при помощи патинирующих растворов, вам понадобятся специальные химикаты.

Обрабатываемую поверхность следует подготовить, как и при работе с краской, но не грунтовать и не красить, а обезжирить и отбелить в кислотном растворе. Все манипуляции вы можете провести дома, своими руками создать шедевр или дать новую жизнь старым предметам.

Как сделать классическое патинирование дома и получить желаемые цвета? При патинировании латуни наиболее часто стремятся добиться черного или глубокого коричневого цвета, оливкового оттенка, темно-оранжевого или мышино-серого цветов. Коричневый цвет достигается путем погружения металла в раствор тио-сульфита натрия, в народе известного как фотофиксаж.

В готовый раствор предварительно добавляют кислоту (серную, соляную, азотную) и опускают туда металл. Не передержите изделие! Патина проявится очень быстро. Работайте аккуратно! Используйте резиновые перчатки и делайте небольшие перерывы каждые 15-20 минут.

Важно! Покрытие не очень стойкое, его надо обязательно покрывать сверху лаком.

Как получить другие оттенки:

• Для получения оливкового оттенка латунное изделия погружают в раствор, состоящий из нашатыря, воды и хлорированной окиси меди (в пропорции 4/5/2). Будьте очень аккуратны – состав токсичен.
• Густой оранжевый оттенок на латуни даст смесь сульфита калия, а седой серый – печени серной (спекшаяся смесь серы 5 г в порошке и поташа).
• На меди, как и на латуни, патина получается очень эффектной. На ней можно получить черный оттенок (при погружении в раствор печени серной) и старинной черноты (если смешать 2-3 г печени серной, добавить столько же обычной соли).
• Медный купорос вместе с хлористым цинком даст кроваво-красный оттенок патины.
• Роскошный синий цвет стали придаст смесь гипосульфита и уксусного кислого свинца (150 г плюс 50 г на 1 л воды). Патина на стали проявляется как при погружении в холодный раствор, так и при его кипячении (оттенок будет насыщеннее).
• Добиться оттенка воронова крыла («воронение») можно погружением изделия в раствор хромпика из расчета 100 г на литр воды. Сталь приобретет удивительное металлическое свечение с глубоким, черно-синим оттенком. Примерно через 20 минут сталь покроется пленкой удивительного, иссиня-черного оттенка.
• Бронзовые изделия при патинировании приобретают разнообразные оттенки зеленого и синего. Для получения светло-зеленого оттенка понадобится 3 части хлористого алюминия, 1,5 5% уксуса и 5 соли меди. Время выдержки желаемого оттенка на бронзе определяют визуально. Чем дольше выдержка, тем глубже, темнее будет получаемый оттенок.

После завершения работы с кислотами, неиспользованные жидкости непременно необходимо утилизировать. Не храните смеси! Полученные изделия необходимо тщательно просушить, покрыть сверху матовым или блестящим лаком.

Патинированиие, придание предметам оттенка старины – увлекательнейший процесс, который не только увлечет всех членов семьи, но и позволит вам реализовать дизайнерские идеи. Неважно, какой именно вид состаривания вы выберете – при помощи краски или сложный процесс работы с химикатами, результатом кропотливого труда будет новая жизнь ваших любимых предметов.

Способы чернения меди

Медь не относится к благородным металлам, но издавна использовалась для изготовления денежных знаков и элементов декора. Люди обратили внимание на способность материала изменять свой цвет под воздействием времени, принимая различные оттенки (от зеленого до черного). Процесс окисления, сопровождающийся потемнением поверхности, можно ускорить – это чернение меди. Существует несколько способов искусственного вызывания патины (налета) на поверхности цветного металла, придающей ему вид патриархальности и старины.

Цели применения патинирования

Главной целью использования затемнения меди является придание эффекта старения обрабатываемому металлу. В древности большинство изделий (монеты, статуэтки, различные сувениры, предметы быта) изготавливались из этого материала. Дойдя до нашего времени, предметы понесли на себе некоторые преобразования – окислительные процессы изменили цвет и общий вид этих вещей, создав все признаки старинности и, следовательно, ценности.

В наше время патинирование меди производится искусственным образом, но преследуют при этом единую цель – придать вещи раритетный вид, обратить на себя внимание, вызвать желание приобрести ее.

Подготовка к патинированию

Как и в любой работе с химическими реактивами, в первую очередь нужно позаботиться о безопасности. Большинство составов, применяемых при чернении, являются очень токсичными. Выделяемые пары при попадании в атмосферу могут представлять опасность для здоровья. Есть определенные стандартные правила, которыми нельзя пренебрегать:

• хранить вещества нужно в специальных пробирках, плотно закрытых пробками для герметизации;
• растворы держать в недоступном для детей месте;
• процесс должен проходить в специализированном шкафу со встроенной вентиляцией (дверцы шкафа должны быть немного открыты).

Перед началом обработки материал следует качественно промыть, зачистить и обезжирить для достижения лучшего эффекта.

Оксидирование и патинирование – эти понятия не являются синонимами, последствия каждого из этих процессов порядком отличаются друг от друга.

Оксидирование меди – образование на поверхности металла закисей и окисей вследствие его взаимодействия с кислородосодержащими элементами и другими определенными химическими реактивами.

Патинирование – формирование тонкого слоя из хлорных и серных соединений посредством воздействия на металл соответствующими составами. Оба процесса ведут к изменению цвета материала, для чего в естественных условиях потребовались бы значительные промежутки времени.

Патинирование в домашних условиях

Существует несколько наиболее распространенных и универсальных способов чернения меди. Применение этих методов позволяют с помощью химии достичь желаемого результата в кратчайшие сроки. Самыми популярными среди них являются:

• использование вареных яиц;
• воздействие сульфидом или сульфатом калия;
• нанесение раствора сульфида меди;
• помещение в раствор медного купороса с хлористым цинком или марганцовокислого калия.

Явные визуальные различия между материалом, подверженным воздействию времени и природы, или обработанным специальным раствором, незначительные, а в некоторых случаях и вовсе отсутствуют. Поэтому искусственное патинирование – довольно эффективный прием.

Вареные яйца

Самый простой способ, не требующий специальных химических реактивов. Все действия для достижения ожидаемого результата нужно выполнять в точности, следуя инструкции:

1. сварить яйца (при высокой температуре в желтке проходят химические процессы, сопровождающиеся выделением серы);
2. через 10 минут варки изъять и охладить;
3. после остывания очистить от скорлупы и раздавить на мелкие части;
4. поместить яйца с подготовленным объектом в емкость, накрыть крышкой (медь не должна соприкасаться с яйцами, а просто лежать рядом);
5. оставить ингредиенты в емкости на 30 или более минут (чем дольше металл будет внутри, тем темнее он станет).

В итоге от взаимодействия меди с серой, выделяемой вареным яйцом, изделие должно изменить цвет, приняв темно-коричневый оттенок. Количество яиц, используемых в опыте, зависит от габаритов медного предмета (чем больше предмет, тем больше яиц). Способ чернения меди вареным яйцом имеет два значительных недостатка: недолговечность и нестабильность. Со временем полученный результат пропадает. Плюсом же является простота и доступность самого эксперимента.

Сульфид калия

Один из лучших способов затемнения металла – применение сульфида калия. Перед началом эксперимента изделие следует качественно помыть и обезжирить, чтобы патинирование меди проходило правильно и дало хороший результат.

Нужный реагент для осуществления реакции продается в трех агрегатных видах: твердом, гелеобразном и жидком. Каждому виду характерен разный срок годности: жидкий – до двух недель, твердый – несколько лет.

Для работы снова понадобится емкость, в которой будет разводиться сульфид. Реагент имеет большой уровень токсичности, поэтому следует принять меры предосторожности – обязательно надеть перчатки и очки. Саму процедуру рекомендуется проводить на улице или в помещении с хорошей системой проветривания.

Химический элемент разводится только водой (горячей или холодной), исходя из агрегатного состояния. Разведение раствора производится согласно прилагающейся при покупке инструкции. Твердый реагент следует сначала измельчить в порошок, а после смешать с водой до растворения.

После завершения всех приготовлений можно поместить предмет из меди в раствор и наблюдать за процессом химической реакции. Предварительно необходимо подготовить состав воды с содой (1:16) для остановки действия агрессивного вещества. По окончании процесса щипцами аккуратно изъять изделие из раствора и поместить в подготовленную воду с содой для остановки реакции. Процесс патинирования меди окончен.

Сульфат калия производится во время окисления сульфида при высокой температуре. Его воздействие на медное изделие происходит быстрее. Производимый эффект аналогичен.

Использование сульфида меди

Данное химическое вещество получается в процессе реакции солей двухвалентной меди с серой. Полученное соединение сульфида меди способно вызывать изменение цвета меди. Причем качество оттенка зависит от насыщенности раствора серой.

Используемое черное вещество не растворяется в воде и разбавленных составах кислот, поэтому производимое затемнение бывает долговечным и устойчивым к истиранию или смыванию.

Прекращение процесса чернения, как и в предыдущем способе, происходит после помещения изделия в воду с растворенной в ней содой. Если полученный цвет излишне темный, его можно осветлить путем трения с чистящим порошком. Потом медный предмет омывается водой и просушивается.

Патинирование раствором медного купороса

Можно добиться возникновения на изделии пленки коричневого цвета с красным оттенком. Приготовление раствора готовится следующим образом:

• в стеклянную емкость наливается вода;
• в ней разводится порошок медного купороса;
• добавляется хлористый цинк и все перемешивается.

Соотношение ингредиентов: 50% – воды, 25% – медного купороса, 25% – хлористого цинка.

В зависимости от времени нахождения предмета в полученном соединении, его цвет может изменяться от красного до коричневого.

Образование на меди бело-зеленого налета происходит путем погружения металла в состав, полученный в результате добавления марганцовокислого калия (5 гр. на 1 литр) в пятипроцентный водный раствор медного купороса.

Цвет меди, полученный искусственным способом

Помимо изложенных способов, существуют другие методики патинирования и оксидирования меди, позволяющие придать материалу следующие цвета и оттенки:

• коричнево-серый – при погружении в раствор серной печени;
• темно-серый – при нагреве изделия в соединении раствора серной печени и нашатырного спирта;
• коричнево-черный – возникает под действием хлористой платины (если результат не удовлетворяет, можно добавить соляную кислоту);
• черный – в результате воздействия серного аммония, разведенного в воде;
• зеленый – от нанесения азотнокислой меди слабой концентрации, смешанной с поваренной солью, либо от олеиновой кислоты;
• золотистый – от помещения в разогретый раствор сульфида меди, едкого натра и молочного сахара.

Применение каждого способа дает свой результат и отличается не только цветом патины, но и длительностью сохранения покрытия. Иногда для защиты изделия производится покрытие лаком, тогда чернение не пропадает от времени вовсе.

Видео по теме: Патинирование меди в домашних условиях

Старение металла

Старение металла – это процессы, протекающие внутри металла и вызывающие изменения физических и механических свойств, внутренней структуры. Проистечение данных процессов может происходить естественным путем (при большой длительности по времени и температуре, приближенной к 20°С) и искусственным воздействием (термообработкой и пластическим деформированием).

Процесс старения

Старение в качестве температурной обработки используется как заключительная операция. Применима к тем металлам и сплавам, у которых пресыщенный твердый раствор может выделять избыточный компонент и самопроизвольно распадаться.

После проведения процедуры старения у металла увеличиваются твердость с прочностью, но при этом снижаются вязкость с пластичностью, но эти значения сохраняются на протяжении срока работы.

Старение стали производится для изменения внутренней структуры после закалки. Полученный твердый раствор феррита пресыщенный углеродом и азотом при нагревании распадается. В зависимости от количества содержания углерода в сплаве внутренняя структура может приобретать форму:

• дискообразную (в виде тонких пластинок);
• сферическую;
• кубическую;
• игольчатую.

Искусственное старение металла (термообработка) применяется к тем сплавам, в которых растворяемость одного элемента в твердом состоянии значительно снижена. Это проявляется при снижении температуры.

Во время искусственного старения в сталях с низким содержанием углерода, не выше 0,05%, распадается пресыщенный твердый альфа раствор. При этом выделяются избыточные фазы. Такая метаморфоза приводит к тому, что снижается пластичность, но приводит к увеличению твердости и прочности.

На рисунке показана модель Орована, которая иллюстрирует перемещение дислокаций. Максимального эффекта добиться возможно при естественном старении, но время затраченное на это будет значительным. Увеличить скорость протекания процесса можно искусственным старением, но при этом прочностные характеристики будут снижены.

Твердость в зависимости от времени старения

На графике отчетливо видно, что сокращение времени старения не позволяет получить высокую твердость.

Течение процесса старения во многом зависит от углерода и азота. Особенно это заметно в малоуглеродистых сталях. Азот с уменьшением температуры начинает хуже растворятся в альфа железе. Например, при температуре 590°С растворенного азота содержится 0,1%, но уже при 20°С его содержание снижается до 0,004%. При старении альфа раствор выделяет нитриды. Поэтому влияние азота менее выражено по сравнению с тем же углеродом при температурном воздействии.

При увеличении углерода в сталях увеличивается эффект изменения структуры, получаемый при термическом воздействии. Объем углерода, максимум которого может раствориться в альфа железе составляет 0,02-0,04%. При таком содержании закаленное изделие, подвергнутое естественному старению обладает твердостью в полтора раза выше чем после отжига.

Старение – это основной способ увеличения прочности жаропрочных сплавов (с высоким содержанием никеля). В эту же группу относятся сплавы на основе алюминия, меди, магния. Кроме того, измененная структура вышеперечисленных металлов и сплавов придает им коэрцитивную силу.

Алюминиевые и алюминисто-медные сплавы подвергаются деструкции при различных температурах (свыше 100°С) из-за различия в температуре распада структуры разных металлов. Так выделяют низкотемпературное и высокотемпературное изменение структуры.

Распад твердого раствора проходит по двум путям. В первом случае это образование и рост частиц фазы идет по всему объему. Во втором случае распад прерывистый (ячеистый). Во время него ячейки растут колониями. У колоний структура ячеистая, а рост идет от границы зерна и движется во внутрь, уменьшая размер.

Механическое и термическое старение

Существует два вида старения металла: термическое и механическое. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Термическое старение

Фаза упрочняющая металл во время термического воздействия происходит в точке максимума. Здесь проходит метастабильный промежуток раствора в зоне Гинье-Престона. Такой вид упрочнения металлов и сплавов принято называть дисперсионным.

Зависимость прочности от времени и температуры старения

При более длительной выдержке начинается перестаривание, то есть снижение прочностных характеристик. На это влияют:

• коагуляция;
• частичная замена частиц некогерентыми.

Виды термического старения металла:

• Двухступенчатое – закалка, затем выдержка при температуре замещения, а потом выдерживание с повышенной температурой для получения однородности твердого раствора.
• Закалочное – закалка и одна фаза выдержки с естественным охлаждением.
• Естественное – для алюминиевых сплавов.
• Искусственное – для сплавов из цветных металлов с нагревом до температуры выше той, которая используется для естественной деструкции.
• Стабилизационное – высокая температура старения и длительный срок выдержки помогают сохранить размеры и свойства детали.

Механическое старение металла

Деструкция стали при помощи деформирующих усилий происходит в диапазоне температур ниже процесса рекристаллизации. Обусловлено это образованием и движением дислокаций. При холодной пластической деформации увеличивает плотность дислокаций, которые далее еще больше увеличиваются при увеличении нагрузок.

Изменяющиеся механические свойства металла вызывает движение атомов углерода и азота к дислокациям, которые размещены в альфа растворе. Достигнув дислокаций атомы образуют облака (атмосферы Котрелла). Данные скопления препятствуют движению дислокаций, благодаря чему происходит изменение свойств. Появляются присущие состаренным термообработкой деталям свойства.

Если на эффект старения деформированием сильно влияют азот, никель и медь, то с добавками ванадия, титана и ниобия данный эффект полностью пропадает. Поэтому рекомендуется использовать сталь с содержанием алюминия 0,02-0,07%.

Рекомендуемые режимы для проведения старения

• для сталей с высоким содержанием углерода: температура порядка 130°С-150°С, время выдержки порядка 25-30 часов;
• для сплавов из цветных металлов: температура порядка 250°С, время выдержки порядка 1 часа.

• для естественного процесса: температура порядка 20°С;
• для искусственного протекания процесса: температура порядка 250°С, время выдержки порядка 1 часа.

Температура нагрева и время выдержки подбирается индивидуально к каждой марке металла и к сплаву в зависимости от их состава.