Серебрение металла в домашних условиях

Серебрение в домашних условиях

Нанесение серебра на различные вещи кажется трудоёмким и дорогостоящим занятием, но выполнить её сможет каждый человек. Да, в профессиональном производстве используют редкие химические реактивы, которые тяжело найти в открытой продаже, однако, серебрение изделий в домашних условиях не принесёт хлопот. Перед работой потребуется приготовить раствор, или купить подобие в специализированном магазине. Любое украшение получиться качественным, и с работой справиться каждый новичок. Посеребрить можно продукцию практически из любых материалов, но чаще к подходу прибегают для восстановления металлических цепочек, серёжек, браслетов и прочего. Настоящая обработка проводиться разными подходами, а по окончанию элемент не просто приобретёт новый внешний вид, но и изменит свои технические свойства.

Особенности серебрения в домашней обстановке

Чтобы результат оказался удачным важно правильно приготовить массу. Поскольку готовка будет идти с соединением вредных составляющих, выбирать нужно проветриваемую комнату. Также, в целях предотвращения опасности, следует ограничить доступ детей к реактивам. Что насчёт рецепта, то один из них выглядит следующим образом (для примера будет рассмотрено серебрение меди):

• 6 грамм хлористого аргентума;
• по 8 грамм поваренной соли и винного камня;
• дистиллированная вода;
• резиновые перчатки;
• фланель;
• сосуд для смешивания.

Всё тщательно измельчается и перемешиваются друг с другом. В итоге вынуждена образоваться пастообразная основа. Её наносят на мягкую ткань, и равномерно протирают вещь. Когда гладь получит серебристый оттенок, её промывают из крана и полируют хлопчатобумажной толстой ветошью. Таким же типом производится серебрение разнообразного металла, пластика, керамики и других материалов.

Важнейший этап – очистка объекта от окислов, жира и ржавчины (соединение наносится на абсолютно чистую заготовку). Для этого подойдёт какой-либо известный метод, например, белый уксус. Достаточно опустить в него медные объекты на несколько часов. В качестве альтернативной версии, делается смесь из пищевой соды. Она обязана быть густой, чтобы можно было нанести на плоскость. Далее загрязнение и коррозия без труда сводятся старой зубной щёткой.

Чистка меди уксусом

Самодельное вещество нельзя долго хранить в жилом помещении, особенно рядом с огнём. Со временем происходит реакция, в ходе которой формируются взрывоопасные компоненты. Также покрытие серебром, особенно в домашних условиях, рекомендуется проводить осторожно, с защитой органов дыхания и кожных покровов. А по завершению процедуры вымываются и дезинфицируются руки.

Если есть желание позолотить стальной предмет, то исполнить операцию быстро вряд ли получиться. Для золочения понадобятся сложные составляющие (фосфорнокислый натрий, хлорное золото, кристаллический, углекислотный натрий и прочее) и особенное оборудование (специальные ванны). Однако в сети есть примеры, доля которых про домашние типы позолоты, и в этом случае заготовку можно сделать самостоятельно.

Химическое серебрение

Один из эффективнейших подходов, чтобы нанести серебряное покрытие – отделка фотораствором закрепителя, который не годится для плёнки. Действие проходит легко: гипосульфит смешивают с формалином в пропорциях 1л/10капель, к полученной смеси добавляется около 5 мл. аммиака. Это позволит провести коррекцию и получить яркий цвет. Поверхность необходимо подготовить, удалив всю грязь и жир. После бижутерия погружается в сделанную эмульсию на 1,5 часа.

Такое посеребрение менее опасно в домашних условиях, но пренебрегать техникой безопасности не рекомендуется. По завершению сеанса поверхность накроется тонким покровом аргентума, количество которого повлияет на блеск. Готовый элемент надо помыть, высушить и протереть тканью или материей из кожи.

Ещё посеребрить медь можно матовой фотобумагой в гипосульфите: в приготовленную эмульсию ложатся разрезанные фото листки, которыми в последствии протирают плоскость. В результате аксессуар накроется прослойкой. В конце всё вытирается влажной и мягкой тряпочкой. Нужно отметить, что верхнего пласта может быть недостаточно, и можно повторно проделать манипуляции. Иногда для улучшения применяют ляписный карандаш, но неопытным людям будет непросто соблюдать правила и технологию.

Гальваническое серебрение

Это ещё одна система, которую применяют частные лица. Осуществление операции допустимо с графитовым стержнем. Ещё понадобятся блок питания и электролит, предназначенный для серебрения вещей в домашних условиях. В него входит 4 компонента:

• литр дистиллированной жидкости;
• 15-25гр жёлтая кровяная соль и кальцинированной соды;
• 10-15гр хлорид серебра;

Каждый элемент по отдельности растворяется в кипятке, затем смешиваются и кипятятся ещё около 2-х часов. Хранится раствор для серебрения в пластиковой таре с хорошо закрытой крышкой и в тёмном месте. Перед использованием он взбалтывается, чтобы поднять осадок и переливается в стеклянную ёмкость. Главное не забывать про средства защиты, и делать манипуляции в резиновых перчатках.

Гальваническое серебрение в домашних условиях

Затем в сосуд частично погружается графитовый стержень (можно извлечь из батарейки) и к нему подключается анод. К катоду подключается сама деталь и опускается в резервуар с субстанцией. Её (деталь) также важно обезжирить и очистить. На блоке выставляется напряжение от 5 до 12 вольт и чем больше сила тока, тем стремительнее гальваническое серебрение. Однако толщина прослойки будет недостаточно толстой. Таким образом получается хороший пласт, который плотно держится на поверхности. Но его свойства полностью зависят от чистоты монет, украшений, запонок и иного.

Оставшимся составом можно пользоваться повторно, главное соблюдать правила хранения.

Серебрение с помощью нагрева

Тут смешивается с водой 100г хлористого аргентума, и по 600г поваренной соли и винного камня. Должна образоваться густая масса, которую хранят в посуде из тёмного стекла. Покрытие серебром проходит так: смесь разводят с кипятком, где выдерживают предмет на протяжении 15-20 минут. Соединение проходит в медной таре, куда вещи опускаются в решетке. Что касается приготовления, то совмещение проводиться в соотношении 3 столовые ложки массы на 5 литров жидкости.

Лучше поддаётся обработке латунь и купрум. В других ситуациях советуется брать сплавы, хорошо переносящие высокие температуры. Этот вариант является не очень положительным, и бижутерия не будет иметь яркости.

Чтобы сделать яркую толщу необходима другая технология, где растворяется уксусная (100 гр.) и серная (300 гр.) соль. Всё совмещается с 4,5-5 литрами воды и при Т=75-80°С вариться около 15 мин. Данный метод нанесения серебра придаст добротный и блестящий окрас.

Некоторые сплавы не предназначены для таких условий, но эту проблему легко решить, нанеся слой купрума.

Процедуру также проводят гальваническим и электролитическим способами, но меняется лишь эссенция.

Применение пасты

Серебритель – отличная и недорогая разновидность улучшений, которой проводят посеребрение изделий любого класса. К ключевым достоинствам относится мгновенное действие, а средство подойдёт как для посуды, так и для пуговиц, наград, статуэток и иного. Перемешивается паста до однородного состояния, растворителем протирается обрабатываемая часть, обмазывается тонким слоем пасты. Далее даётся время на сушку, а остатки серебрителя смываются. Для большей толщины слоя всё можно повторить 2-3 раза. В случае высыхания можно развести состав водой.

Таким порядком можно исполнить серебрение латуни, меди и других сплавов, и для этого не потребуется специфических умений и сложных реактивов. Покупка и эксплуатация такого вещества возможна без специального разрешения, оно открыто в свободной продаже и отлично подходит новичкам в домашнем использовании. Что касается качества, то выделки не будут уступать аналогам, сделанным другими способами.

Правила и различные способы домашнего серебрения

Серебрение в домашних условиях меди и латуни не требует особых навыков и редких реактивов. Существует множество методик покрыть серебром другой металл. Это делается для того, чтобы придать ему не только декоративные свойства: посеребренный металл будет иметь другие технические характеристики. Процесс серебрения заключается в способности некоторых соединений серебра в присутствии металлов разлагаться с выделением металлического серебра.

Серебрение в домашних условиях

Покрытие серебром металлов имеет свои особенности:

• Покрываются чаще всего латунь, медь или цинк. Неплохо поддаются серебрению алюминий и некоторые другие металлы.
• Лучше всего поддается серебрению латунь. Медь намного темнее, что сказывается на цвете конечного изделия: из-за тонкого слоя серебряного покрытия виднеется темный металл. Чтобы этого избежать, изделия нужно покрывать более толстым слоем, а это технологически сложнее.
• В домашних условия эту процедуру следует выполнять в хорошо проветриваемом помещении. Поверхность предварительно очищается от жира, масла и пыли с помощью щелочных растворов.

Существует несколько способов серебрения, некоторые из них требуют специального оборудования, другие легко проводить в домашних условиях. Самым распространенным методом считается химический метод нанесения серебра.

Химическое серебрение

Самая простая методика заключается в помещении подготовленных деталей в отработанный фотораствор гипосульфита. Необходимо поместить туда вещи, на которые наносится серебро на 1,5 часа, после чего достать и отполировать. Для получения блестящего покрытия проводят корректировку раствора. Для этого добавляют 4–6 мл нашатыря и 4–6 капель формалина на 1 л отработанного закрепителя.

Еще одним методом посеребрить металл является натирание детали матовой фотобумагой в свежем растворе закрепителя. Для этого необходимо разрезать на части листы фотобумаги и поместить в раствор. Потом опустить подготовленное изделие и натереть эмульсионным слоем бумаги до проявления на основе серебряного налета. После помыть и протереть изделие тряпочкой.

Серебрение при нагревании

Существует несколько способов нанести покрытие на медное изделие при высокой температуре.

Для первого метода приготавливают раствор из шести частей соли, одной части хлористого серебра, и шести частей винного камня. К нему добавляют немного воды до состояния кашицы. Хранить такой раствор необходимо в стеклянной посуде темного цвета.

Медные изделия помещают в 5 л воды, куда добавляют 3 ст. л. такого раствора и кипятят 20 минут. Само серебрение проводят в медном котле, куда опускают предметы на фарфоровом решете, непрерывно помешивая. Изделия сразу же покрываются пленкой из серебра.

Однако метод не даст блестящего покрытия, для этого изделие необходимо продержать 10–15 минут при температуре 70–80 градусов в растворе из четырех литров воды, 300 г серноватисто-натриевой соли и 100 г уксусно-свинцовой соли.

Брошь до и после покрытия серебром

Серебрение при помощи пасты:

• Более плотное покрытие дает метод с использованием нитрата серебра, или ляписного карандаша. Для этого берут 2 г нитрата серебра и растворяют в 300 мл воды. Постепенно в состав добавляют соляную кислоту и поваренную соль, разведенную с водой 1:10; делают это до тех пор, пока хлорное серебро в виде хлопьев не перестанет выпадать. После этого отфильтровывают и промывают осадок. Далее полученное хлорное серебро добавляют в раствор с 20 г гипосульфита натрия и 100 мл воды. После окончания растворения серебра смесь отфильтровывают и смешивают с мелом. Полученную пасту используют для натирания меди до получения серебряного покрытия.
• Существует еще один способ. Берут 6 г хлористого серебра и добавляют по 8 г поваренной соли и винного камня. Такой порошок необходимо размешать и растолочь в ступке. Пасту получают растворением в воде.
• Для следующего метода растворяются в воде для получения пасты такие ингредиенты: 2 г винного камня, 4 г нашатыря и 1 г нитрата серебра.
• Серебрение меди можно проводить и такой пастой. В 50 г воды растворить 10 г азотно-кислого серебра, потом добавить в раствор смесь воды (50 г) и цианистого калия (25 г). Для получения пасты добавляют смесь из 10 г винного камня и 100 г мела. После обработки пастой металлические изделия ополаскивают и сушат.

Хранить такие составы рекомендуется в виде порошка не более года.

Гальваническое серебрение

Еще один метод нанесения серебра — с помощью гальваники. Электролит в этом случае будет состоять из таких компонентов:

• 10–15 г хлористого серебра;
• 15–25 г железо-азотистого калия;
• 15–25 г кальцинированной соды;
• 1 л дистиллированной воды.

Каждый компонент предварительно растворяют в кипящей воде. Кипятят составляющие раствора вместе 1,5–2 часа. Температура, при которой проходит процесс гальванизации, — 18–20 градусов при плотности тока — 0,1 А/дм3. В качестве анода использую пластины из графита.

Процесс серебрения несложен, его легко можно повторить. Покрывать можно не только эти металлы. Для того чтобы покрыть серебром металл, который не поддается серебрению, необходимо сначала нанести на него тонкий слой меди.

Серебрение в домашних условиях: несколько способов и их технология

Серебро имеет твердость до 90 кгс/мм2, отличается высокой коррозионной стойкостью и электропроводностью. Металл хорошо проводит тепло, отражает свет.

Гальваническое серебрение используется в различных отраслях промышленности: электронной, ювелирной, радиотехнической и т. д. Детали могут изгибаться и развальцовываться, но отрицательно относятся к запрессовке.

Толщина серебрения зависит от назначения деталей.

Толщина серебрения в зависимости от условий эксплуатации и назначения деталей

Серебро отличается устойчивостью к щелочным растворам и большинству органических кислот, концентрированная серная кислота может растворять металл только при кипячении, а соляная при значительном нагревании. Под воздействием аммиака и хлора на поверхности серебра образуется тонкая пленка, повышающая значения сопротивлений и затрудняющая процесс пайки, металл теряет свои преимущества. Для предупреждения негативных явлений применяется специальная технология финишной обработки.

Особые физико-химические характеристики покрытия определяют метод серебрения и конкретную область использования покрытий, покрытие широко распространено вне зависимости от высокой стоимости и дефицитности металла.

Серебрение изделий применяется для повышения отражательных характеристик оптических и светотехнических приборов, для понижения переходного сопротивления и деталей, контактирующих между собой, для повышений устойчивости к коррозионным процессам и в декоративных целях при изготовлении ювелирных изделий.

Растворы, используемые для серебрения

В связи с тем, что в растворах простых солей серебро замещается неблагородными металлами и покрытие становится неплотным и рыхлым, серебрение металлических изделий выполняется только в растворах комплексных солей.

В промышленности самое широкое распространение получили цианидные электролитические растворы, их осаждение на металл вызывает значительную катодную поляризацию, что улучшает качество поверхностей. Цианидные растворы очень токсичные, метод опасен для работающих.

Во время производственного процесса большое внимание уделяется соблюдению техники безопасности. В некоторых случаях токсичные электролиты могут заменяться новыми гексацианоферратными, йодидными, роанидными, пирофосфатными и иными электролитами.

Работать с такими растворами намного легче, не требуется использовать специальные меры по защите работающих и окружающей среды.
Цианидные электролиты для серебренияГлавными компонентами являются свободный цианид и комплексная соль серебра.

Цианидные соли образуются в результате химической реакции соли серебра и цианида калия, соединение имеет вид творожистого белого осадка. В дальнейшем осадок растворяется в теплой воде, при необходимости вводятся дополнительные компоненты.

Зависимость потенциала серебра с учетом концентрации цианида в свободном состоянии

Осадок серебра на катоде имеет прямую зависимость от концентрации свободного KCN, чем его больше, тем мельче кристаллы, больше катодная поляризация, равномернее распределяется металл на катоде. Такие особенности позволяют понижать показатели тока во время серебрения, за счет чего понижается себестоимость покрытия, уменьшается нагрузка на электрические сети и трансформаторные подстанции.

При малом содержании цианида в свободном состоянии латунь может вытеснять серебро, что оказывает негативное влияние на прочность соединения с основой. Для улучшения качества серебрение изделий должно производиться в растворах с высоким содержанием цианида, по время процесса необходим периодический контроль состояния электролита.

Дополнительно качество осадки повышают за счет тщательной очистки используемых технологических растворов от посторонних примесей, метод очистки подбирается индивидуально. Влияние на серебрение оказывает материал катиона и щелочной металл.

В качестве добавок предпочтительнее калиевые соли, в сравнении с натриевыми они лучше растворяются, что увеличивает электрическую проводимость растворов. Для вывода из состава цианида калия и углекислоты воздуха в растворы добавляются карбонаты, они не оказывают вредного воздействия на латунь.

Химический состав цианидных электролитовДля получения блестящих покрытий в электролит добавляются органические соединения или используется технология с реверсированием тока. Осадки, образующиеся на металле, имеют лучшую мелкокристаллическую структуру в сравнении с осадками, получаемыми из обыкновенных ванн.

Катодная поляризация повышается при нагреве и постоянном перемешивании раствора, этот метод позволяет увеличивать допустимую плотность тока, латунь и иные сплавы имеют равномерное покрытие. Кроме того, сокращается время серебрения, что увеличивает производительность труда.

Обычные электролиты не обеспечивают серебрения с достаточной твердостью поверхностей, металл не отвечает существующим требованиям. Для повышения физических показателей применяется специальный электролит.

Химический состав специального электролита

Химический состав специального электролита

Главным компонентом приготовления специального электролита является нитрат серебра и цианид калия. Компоненты предварительно рассчитываются по процентному содержанию и растворяются в теплой воде, все операции делаются в затемненных технических помещениях с эффективной вытяжкой.

Серебро не должно преждевременно окисляться, в противном случае латунь может потемнеть.

Нецианидные растворы серебренияИспользуются в качестве альтернативы ядовитым цианидным, в настоящее время широко используются сульфитный, роданидный, йодидный, гексацианоферратный и пирофосфатный растворы.

1. Гексацианоферратный электролит. Характеризуется повышенной рассеивающей способностью, гальваническое покрытие серебром матовое мелкокристаллическое. Входящий в состав роданид калия не замедляет пассивацию и дает возможность вести процесс с высокими показателями анодного выхода тока, метод широко применяется при крупнооптовом производстве.

Химический состав гексацианоферратного электролита

1. Сульфитный электролит. В раствор входит до 100 г/л комплексной соли серебра, серебрение изделий выполняется при температуре +15–25°С, плотность тока 0,2–0,3 А/дм2. Технология предполагает перемешивание раствора во время серебрения, выход металла потоку 100%, электроды из серебра, электролит характеризуется высокими показателями рассеиваемости, мелкокристаллические осадки легко полируются. Эти показатели очень важны, если выполняется серебрение меди в ювелирных целях. Во время приготовления электролита к насыщенному раствору сульфита натрия добавляется определенное количество нитрата серебра. При перемешивании происходит химическая реакция, в результате образуется сульфид серебра, который впоследствии растворяется с образованием комплексной соли серебра. Этим электролитом может покрываться латунь.
2. Йодидные электролиты. В них проводится серебрение латуни, но из-за большой стоимости метод используются редко.

Химический состав йодидного электролита

Допускается вместо желатина использовать до 50 г/л полиэтиленполиамина. По рассеивающим характеристикам эти электролиты отстают от гексацианоферратных, но обладают меньшей агрессивностью, позволяют иметь плотные мелкозернистые покрытия. Для устранения желтоватого оттенка металл рекомендуется промывать в 20% растворе йодида калия с последующей промывкой чистой водой.

1. Раданидный электролит. Серебрение меди происходит с использованием электродов из чистого серебра, может выполняться только после предварительного серебрения. Технология предусматривает покрытие медных проводников для радиоаппаратуры, текстолита, керамики и т. д. Серебрение меди может выполняться во вращающихся барабанах.
2. Пирофосфатный электролит. Применяется для посеребрения медных изделий сложной геометрической формы. Покрытие блестящее.

Пирофосфатный электролит (химический состав)

Дополнительная обработка внешних поверхностей деталейВо время процесса детали под действием соединений серы покрываются тонкой пленкой (толщина не более 0,07 мкм), что становится причиной снижения блеска и потери декоративного вида. Для предупреждения подобных негативных явлений детали после серебрения могут покрываться защитным слоем цинка, хрома, кадмия, родия или лакироваться прочным бесцветным лаком.

В промышленном производстве часто используется технология пассивирования, серебро пассивируется раствором ингибитора. После обработки серебряное покрытие не только сохраняет первоначальный вид, но и хорошо паяется и проводит электрический ток.

Применяется метод хроматирования серебряных покрытий раствором бихромата калия в течение 5–10 минут при температуре раствора до +30°С. Обработка выполняется током 1–3 А/дм2, электроды свинцовые.
Сравнительные характеристики различных электролитовКаждый электролит для серебрения имеет свой химический состав, достоинства и недостатки.

Перед принятием окончательного решения по выбору нужно учитывать эксплуатационные показатели растворов и назначение изделий.

Серебрение в домашних условиях: несколько способов и их технология

Серебро имеет твердость до 90 кгс/мм2, отличается высокой коррозионной стойкостью и электропроводностью. Металл хорошо проводит тепло, отражает свет.

Гальваническое серебрение используется в различных отраслях промышленности: электронной, ювелирной, радиотехнической и т. д. Детали могут изгибаться и развальцовываться, но отрицательно относятся к запрессовке.

Толщина серебрения зависит от назначения деталей.

Толщина серебрения в зависимости от условий эксплуатации и назначения деталей

Серебро отличается устойчивостью к щелочным растворам и большинству органических кислот, концентрированная серная кислота может растворять металл только при кипячении, а соляная при значительном нагревании. Под воздействием аммиака и хлора на поверхности серебра образуется тонкая пленка, повышающая значения сопротивлений и затрудняющая процесс пайки, металл теряет свои преимущества. Для предупреждения негативных явлений применяется специальная технология финишной обработки.

Особые физико-химические характеристики покрытия определяют метод серебрения и конкретную область использования покрытий, покрытие широко распространено вне зависимости от высокой стоимости и дефицитности металла.

Серебрение изделий применяется для повышения отражательных характеристик оптических и светотехнических приборов, для понижения переходного сопротивления и деталей, контактирующих между собой, для повышений устойчивости к коррозионным процессам и в декоративных целях при изготовлении ювелирных изделий.

Растворы, используемые для серебрения

В связи с тем, что в растворах простых солей серебро замещается неблагородными металлами и покрытие становится неплотным и рыхлым, серебрение металлических изделий выполняется только в растворах комплексных солей.

В промышленности самое широкое распространение получили цианидные электролитические растворы, их осаждение на металл вызывает значительную катодную поляризацию, что улучшает качество поверхностей. Цианидные растворы очень токсичные, метод опасен для работающих.

Во время производственного процесса большое внимание уделяется соблюдению техники безопасности. В некоторых случаях токсичные электролиты могут заменяться новыми гексацианоферратными, йодидными, роанидными, пирофосфатными и иными электролитами.

Работать с такими растворами намного легче, не требуется использовать специальные меры по защите работающих и окружающей среды.
Цианидные электролиты для серебренияГлавными компонентами являются свободный цианид и комплексная соль серебра.

Цианидные соли образуются в результате химической реакции соли серебра и цианида калия, соединение имеет вид творожистого белого осадка. В дальнейшем осадок растворяется в теплой воде, при необходимости вводятся дополнительные компоненты.

Зависимость потенциала серебра с учетом концентрации цианида в свободном состоянии

Осадок серебра на катоде имеет прямую зависимость от концентрации свободного KCN, чем его больше, тем мельче кристаллы, больше катодная поляризация, равномернее распределяется металл на катоде. Такие особенности позволяют понижать показатели тока во время серебрения, за счет чего понижается себестоимость покрытия, уменьшается нагрузка на электрические сети и трансформаторные подстанции.

При малом содержании цианида в свободном состоянии латунь может вытеснять серебро, что оказывает негативное влияние на прочность соединения с основой. Для улучшения качества серебрение изделий должно производиться в растворах с высоким содержанием цианида, по время процесса необходим периодический контроль состояния электролита.

Дополнительно качество осадки повышают за счет тщательной очистки используемых технологических растворов от посторонних примесей, метод очистки подбирается индивидуально. Влияние на серебрение оказывает материал катиона и щелочной металл.

В качестве добавок предпочтительнее калиевые соли, в сравнении с натриевыми они лучше растворяются, что увеличивает электрическую проводимость растворов. Для вывода из состава цианида калия и углекислоты воздуха в растворы добавляются карбонаты, они не оказывают вредного воздействия на латунь.

Химический состав цианидных электролитовДля получения блестящих покрытий в электролит добавляются органические соединения или используется технология с реверсированием тока. Осадки, образующиеся на металле, имеют лучшую мелкокристаллическую структуру в сравнении с осадками, получаемыми из обыкновенных ванн.

Катодная поляризация повышается при нагреве и постоянном перемешивании раствора, этот метод позволяет увеличивать допустимую плотность тока, латунь и иные сплавы имеют равномерное покрытие. Кроме того, сокращается время серебрения, что увеличивает производительность труда.

Обычные электролиты не обеспечивают серебрения с достаточной твердостью поверхностей, металл не отвечает существующим требованиям. Для повышения физических показателей применяется специальный электролит.

Химический состав специального электролита

Химический состав специального электролита

Главным компонентом приготовления специального электролита является нитрат серебра и цианид калия. Компоненты предварительно рассчитываются по процентному содержанию и растворяются в теплой воде, все операции делаются в затемненных технических помещениях с эффективной вытяжкой.

Серебро не должно преждевременно окисляться, в противном случае латунь может потемнеть.

Нецианидные растворы серебренияИспользуются в качестве альтернативы ядовитым цианидным, в настоящее время широко используются сульфитный, роданидный, йодидный, гексацианоферратный и пирофосфатный растворы.

1. Гексацианоферратный электролит. Характеризуется повышенной рассеивающей способностью, гальваническое покрытие серебром матовое мелкокристаллическое. Входящий в состав роданид калия не замедляет пассивацию и дает возможность вести процесс с высокими показателями анодного выхода тока, метод широко применяется при крупнооптовом производстве.

Химический состав гексацианоферратного электролита

1. Сульфитный электролит. В раствор входит до 100 г/л комплексной соли серебра, серебрение изделий выполняется при температуре +15–25°С, плотность тока 0,2–0,3 А/дм2. Технология предполагает перемешивание раствора во время серебрения, выход металла потоку 100%, электроды из серебра, электролит характеризуется высокими показателями рассеиваемости, мелкокристаллические осадки легко полируются. Эти показатели очень важны, если выполняется серебрение меди в ювелирных целях. Во время приготовления электролита к насыщенному раствору сульфита натрия добавляется определенное количество нитрата серебра. При перемешивании происходит химическая реакция, в результате образуется сульфид серебра, который впоследствии растворяется с образованием комплексной соли серебра. Этим электролитом может покрываться латунь.
2. Йодидные электролиты. В них проводится серебрение латуни, но из-за большой стоимости метод используются редко.

Химический состав йодидного электролита

Допускается вместо желатина использовать до 50 г/л полиэтиленполиамина. По рассеивающим характеристикам эти электролиты отстают от гексацианоферратных, но обладают меньшей агрессивностью, позволяют иметь плотные мелкозернистые покрытия. Для устранения желтоватого оттенка металл рекомендуется промывать в 20% растворе йодида калия с последующей промывкой чистой водой.

1. Раданидный электролит. Серебрение меди происходит с использованием электродов из чистого серебра, может выполняться только после предварительного серебрения. Технология предусматривает покрытие медных проводников для радиоаппаратуры, текстолита, керамики и т. д. Серебрение меди может выполняться во вращающихся барабанах.
2. Пирофосфатный электролит. Применяется для посеребрения медных изделий сложной геометрической формы. Покрытие блестящее.

Пирофосфатный электролит (химический состав)

Дополнительная обработка внешних поверхностей деталейВо время процесса детали под действием соединений серы покрываются тонкой пленкой (толщина не более 0,07 мкм), что становится причиной снижения блеска и потери декоративного вида. Для предупреждения подобных негативных явлений детали после серебрения могут покрываться защитным слоем цинка, хрома, кадмия, родия или лакироваться прочным бесцветным лаком.

В промышленном производстве часто используется технология пассивирования, серебро пассивируется раствором ингибитора. После обработки серебряное покрытие не только сохраняет первоначальный вид, но и хорошо паяется и проводит электрический ток.

Применяется метод хроматирования серебряных покрытий раствором бихромата калия в течение 5–10 минут при температуре раствора до +30°С. Обработка выполняется током 1–3 А/дм2, электроды свинцовые.
Сравнительные характеристики различных электролитовКаждый электролит для серебрения имеет свой химический состав, достоинства и недостатки.

Перед принятием окончательного решения по выбору нужно учитывать эксплуатационные показатели растворов и назначение изделий.

Серебрение металла в домашних условиях

Для создания декоративных покрытий на всевозможных металлических и неметаллических поделках, например, на ювелирных изделиях, обычно применяется электролитическое осаждение на поверхность этих поделок каких-либо благородных металлов, электрохимическое оксидирование изделий из алюминия и его сплавов, а также другие способы.

Для электролиза понадобится источник постоянного тока низкого напряжения (3-5 В).

Качество создаваемых декоративных покрытий определяется многими обстоятельствами, например, типом и составом электролита, плотностью тока. Однако успех отделки зависит не только от правильно составленного электролита для гальванической ванны и поддержания точного режима гальванического процесса, но и предварительной подготовки изделий к гальваническому покрытию.

К такой подготовке относятся обезжиривание и травление обрабатываемых поверхностей для удаления оксидов, обычно покрывающих металл.

Обезжиривание. В зависимости от характера покрытия и свойств металла применяют следующие способы удаления жировых загрязнений: промывку поверхности органическими растворителями (керосин, бензин, уайт-спирит и др.); обработку щелочными растворами.

Обезжиривание органическими растворителями применяют в тех случаях, когда изделия загрязнены минеральными маслами.Растворы для обезжиривания металлов
Материал Реактив Температура раствора, C Продолжительность обезжиривания, мин
Сталь Едкий натрий (50 — 100)
Едкий калий (50 — 100) 70 — 90 20 — 30
Алюминий и сплавы на его основе Тринатрий — фосфат (50-60)
Углекислый натр(50)
Жидкое стекло (25-30) 50 — 70 1 — 5
Медь и сплавы на ее основе Углекислый натр (25-30) 25 — 40 5 — 10

Примечание. В скобках дано количество реактива (в граммах), растворенное в 1 л воды.

Обезжиривание щелочными растворами необходимо для удаления растительных масел: надежный результат дает обработка в горячем или кипящем растворе. С хорошо обезжиренной поверхности металла вода стекает равномерно, без образования капель.

Травление. Для снятия оксидов с бронзовых и медных изделий рекомендуется применять 5-10% раствор серной кислоты (температура — 40-60 °С). Продолжительность травления зависит от состояния поверхности.

Чтобы придать поверхности матовый вид, применяют следующий раствор, % (по массе):

азотная кислота (р=1,38 г/см ) . 8

серная кислота (р=1,84 г/см )……. 6

Чем больше в ванне сульфата цинка, тем более матовой становится поверхность изделий. Продолжительность травления 2-10 мин.

При травлении изделий из алюминия, а также чтобы придать им белый цвет, изделия опускают в раствор едкого натрия или калия. Когда алюминиевые изделия очистятся, их помещают для осветления в разбавленную азотную кислоту, затем промывают водой, погружают в смесь из равных частей уксусной кислоты и воды, опять промывают в воде и сушат.

Золото — единственный металл, обладающий устойчивым блестящим желтым цветом. Его отражательная способность 81%. Нанесение золотых покрытий с последующей обработкой поверхности матированием или полированием дает самые разнообразные декоративные эффекты. Золотое покрытие блестящее или матовое, ярко-красное или бледно-желтое, с элементами черной тонировки усиливает выразительность изделий.

Электролиты для желто-оранжевого золочения, состоящие из хлорного золота, железистосинеродистого калия (желтой кровяной соли) и соды, не содержат ядовитых цианистых солей. Однако такие электролиты (их называют железистосинеродистыми) хорошо «работают», если оптимальное соотношение компонентов в них строго выдержано.

Ниже приведены составы железистосинеродистых электролитов в граммах на 1 л дистиллированной воды. (Так же будут даны и все последующие составы.)

Температура ванны….50 °С.

Плотность тока……….0,01-0,05 А/дм.

Плотность тока……..0,1-0,2 А/дм .

Чтобы приготовить электролит, растворите сначала железистосинеродистый калий в горячей воде, затем этот раствор добавьте к хлорному золоту и введите кальцинированную соду. Полученный раствор отстаивают и фильтруют для полного удаления небольшого количества осадка (гидроксида железа).

Схема «электролизной установки» обычная. Катод из нержавеющей стали. При электролизе он должен лишь касаться поверхности электролита, его даже лучше держать при электролизе рукой — электролиз ведь длится обычно не более 3 мин. Напряжение в ванне 3-4 В.

При золочении и серебрении в качестве анода используют карандашный графит, который погружают в электролит всего на 2-3 мм, при этом непрерывно двигая в электролите покрываемое изделие.

Для получения хлорного золота понадобится смесь соляной и азотной кислот, так называемая «царская водка». На 1 г золота берут: соляной кислоты (р=1,19 г/см3) — 10 мл, азотной кислоты (р=1,52 г/см3) — 2 мл. Кислоту наливают в фарфоровую чашку, в которую кладут мелкие кусочки золота, устанавливают чашку на песочной бане и нагревают на электроплите. Нагревание следует вести при температуре 100-120 °С в вытяжном шкафу или на воздухе.

Об окончании процесса судят по прекращению выделения бурых паров и образованию темно-коричневой маслянистой массы, оседающей на дне и стенках чашки. Полученную массу предварительно растворяют в кипятке, затем добавляют к нему десятикратное количество аммиака. На дно сосуда выпадает темно-бурый осадок, который представляет собой смесь хлорного золота и хлористого серебра.

Образовавшаяся при этом аммиачная медь (медь содержится в исходном золоте) окрашивает раствор в синий цвет. Удаление аммиачной меди деконтированием (промыванием) ведут до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Затем осадок помещают на мокрую промокательную бумагу и тонкой палочкой тщательно удаляют белые творожистые крупинки серебра, так как его наличие в электролите придает бледный цвет нанесенному золотому покрытию (серебро, как и медь, всегда присутствует в исходных кусочках золота).

При золочении и серебрении лучше применять электролиты, не содержащие цианистых солей, то есть железистосинеродистые электролиты. Приведем состав наиболее доступного электролита, употребляемого при серебрении (г на 1 л):

калий железистосинеродистый. 200

поташ (углекислый калий)………20

Температура электролита при электролизе….60-80°С.

Плотность тока 1,5 А/дм2.

Поташ и калий железистосинеродистый (желтую кровяную соль) растворяют отдельно. После кратковременного кипячения оба раствора вливают в хлористое серебро и кипятят, защитив от света, в течение 1,5-2 часа. Остудив раствор, его отфильтровывают, в результате электролит приобретает светло-желтый цвет.

Для улучшения качества серебряных покрытий в электролит можно добавить поверхностно-активное вещество трилон Б.

поташ (углекислый калий)………15-20

При серебрении электролиз ведется так же (схема, аноды, напряжение на ванне), как и при золочении.

Для серебрения листьев, цветков, веточек и др. предварительно готовят 4 раствора. В состав каждого раствора входит 100 мл дистиллированной воды и одно из следующих веществ, г:

едкий натрий или едкий калий . 4

Приготовленные растворы сливают в один общий сосуд.

Растения, конечно, сначала высушивают, а затем обрабатывают в спирте или же в растворе хлорида натрия, бария или кальция в течение нескольких минут. Затем растение опускают в описанную выше смесь растворов. После того как растение или цветок покроется «предварительным» слоем серебра, его вынимают из раствора и промывают в кипяченой или дистиллированной воде.

Теперь поработаем над «медным цветком». Покрытое серебром растение опустим в медную гальваническую ванну.

Анод — медный электрод, катод — посеребренное изделие.

Для электролита понадобится сульфат меди (медный купорос) — на 1 л воды 150—180 г, а также серная кислота (р=1,84 г/см3), содержание которой в медной сульфатной ванне достигает 35-40 г/л. При этом напряжение на ванне от 1,5 до 6 В, плотность тока примерно 1-1,5 А на каждые 100 см2 площади всех деталей растения. Температура электролита 20-25 °С. Растение покрывают тонким слоем меди толщиной примерно 0,1-0,3 мм, затем прополаскивают водой и высушивают.

Для удаления растения, заключенного в медную оболочку, в ней делают небольшое отверстие и осторожно выжигают уже ненужное растение. Затем омедненное растение снова и уже окончательно серебрят в приготовленном ранее растворе серебра.

Оксидирование художественных изделий из алюминия и его сплавов электрохимическим способом широко применяется в художественной промышленности. Оксидная пленка отличается не только значительной антикоррозийной стойкостью и твердостью, но также высокой адсорбционной способностью. Эту-то особенность оксидной пленки и применяют для декоративного окрашивания путем обработки ее соответствующими растворами красителей.

Используя такие особенности оксидной пленки алюминия и алюминиевых сплавов, можно получать не только монохромные, но и полихромные цвета. Удается также окрашивать пленку в декоративные имитационные цвета (под мрамор, гранит, различные породы дерева, шелк и т.п.) или же, нанеся на пленки светочувствительный состав (в виде эмульсий или растворов), воспроизводить на ней фоторепродукции.

Тонкая пленка оксида, образующаяся на поверхности алюминия и алюминиевых сплавов, предохраняет металл от воздействия воздуха, влаги и т.д. Но эта пленка в обычных условиях отличается мягкостью, неравномерностью, пористостью и не может быть использована как антикоррозионная защита; она непригодна и для декоративных целей.

Прочная оксидная пленка образуется при искусственном оксидировании алюминия и его сплавов электролитическим способом. В результате на металле возникает пленка, верхний слой которой представляет собой микропористый оксид металла, под которым находится нижний слой — микроскопически тонкая стекловидная пленка, отличающаяся значительной твердостью. Верхняя пленка состоит из частично гидратированного оксида алюминия, а нижняя — из безводного оксида. Вот эта верхняя пористая наружная оксидная пленка и используется для наполнения ее красителями, лаками и т.п.

Физико-механические свойства оксидной пленки, ее пористость и равномерность толщины зависят не только от режима обработки металла в электролите, но и самого сплава алюминия. При наличии в сплавах меди, цинка, кремния или других добавок в значительных количествах оксидирование таких сплавов, каким является, например, вторичный алюминий, и получение равномерной и светлой пленки оксида невозможны.

Естественный цвет оксидной пленки зависит от состава сплава алюминия и может иметь самые различные тона. Так, сплав алюминия силумин, содержащий 10-12 % кремния, нельзя окрасить в светлый тон: он получается серым из-за находящихся в оксидной пленке силицидов. Содержание в алюминии кремния даже в небольших количествах (1-1,5 %) уже дает серые тона.

Наряду с другими видами электролитов для анодирования алюминия и его сплавов самое широкое распространение нашел сернокислотный электролит, который наиболее прост в работе и проверен многолетней практикой. Для получения такого электролита в 1 л растворяют 170-200 г серной кислоты (р=1,84 г/см3).

Плотность тока при электролизе 1-2 А/дм2, напряжение 12-15 В, температура электролита 18-20 °С, продолжительность анодирования — 60-80 мин. В электролит рекомендуется добавлять органическую добавку — моноэтаноламин в количестве 150 г/л, что увеличивает скорость образования пленки и ее толщину. Корректирование электролита производят периодически добавлением серной кислоты или воды (электролит вырабатывается очень медленно).

В тех случаях, когда требуется получить повышенную антикоррозийную стойкость алюминия и его сплавов, применяют пассивирующий раствор, получая на поверхности так называемую эматаль-пленку.

Состав раствора: двухромовокислый калий — 100 г, углекислый натрий— 18 г на 1л.

Изделия погружают в кипящий раствор на 15-20 минут. Затем изделие промывают в дистиллированной или кипяченой воде.

Окраска художественных изделий из алюминия и его сплавов производится органическими красителями, которые используются для крашения шерстяных тканей; количество красителя от 1 до 10 г на 1 л воды.

Окрашивают оксидную пленку, погружая изделия, предварительно нейтрализованные в аммиаке и промытые в воде, в горячий раствор красителя (температура 70-80 °С) на 12-20 минут; время выдержки зависит от адсорбционных свойств оксидной пленки, а также от качества красителя, температуры раствора и т.п.

Адсорбционная пленка наиболее активна в тот момент, когда изделие только что извлечено из электролита. Адсорбционная способность пленки понижается довольно быстро и через 2-3 дня (особенно, если пленка была высушена) становится незначительной. Свежую оксидную пленку, которая обладает наибольшей адсорбционной способностью, нельзя брать в руки, нельзя допускать ее соприкосновения с маслами, жирами и т.п.

Приготовленный раствор красителя рекомендуется прокипятить и профильтровать. Для окрашивания изделий из алюминия марок АОО, АО, А5 и сплавов АМг, АМг5 в цвет, имитирующий золото, применяют несколько составов, содержащих оранжевый, черный и желтый красители, в г/л.

Оранжевый 2Ж (рН раствора 6-7,5). 5

Черный (рН раствора 5,5-7,5)…….0,1

Черный (рН раствора 5-7)…0,5

Температура растворов……60-70 °С;

Выдержка изделия в красителе от 2 до 6 минут.

После окрашивания эматаль-пленку можно уплотнить, что улучшит антикоррозионные свойства алюминия. Для этого изделия погружают на 1-2 минуты в горячую дистиллированную воду, нагретую до 95-100°С.

Декоративная отделка алюминия и его сплавов, имитирующая текстуру гранита

Новым способом декоративной отделки по сравнению с анодированием и эматалированием является получение непосредственно на металле изображения текстуры, образующейся в результате его рекристаллизации. Процесс включает в себя механическую, термическую и химическую обработку изделия с последующим анодированием и адсорбционным окрашиванием, придающим металлу цвет гранита того или иного оттенка.

Для обработки алюминия и его сплавов листовой металл предварительно подвергают растяжению на 6-10 %, что делают, например, на гидравлическом прессе. Размеры кристаллов зависят от степени растяжения металла: чем больше будет растянут металл, тем больших размеров кристаллы будут образовываться.

Текстура, образованная на металле, после анодирования просвечивает сквозь оксидную пленку. При этом размеры кристаллов, получаемых в процессе рекристаллизации алюминия, могут быть различными в зависимости от имитируемой породы гранита.

После деформации металл обжигают при температуре 500-550 °С и протравливают в смеси азотной, соляной и плавиковой кислот. Травильный раствор выявляет текстуру металла.

После промывки в воде алюминий анодируют и адсорбционно окрашивают.

В этом случае изделие предварительно покрывают оловом
в электролите следующего состава, г / л:

фенол или крезол…..2-10

Температура электролита……..20 °С

Плотность тока…..2 А/дм2.

После нанесения пленки олова изделие промывают в горячей воде и высушивают. Затем изделие помещают в электропечь для выявления текстуры кристаллов олова. Температура нагрева 300-350 °С. Изделия выдерживают в печи 15-20 минут. Медленное охлаждение дает крупные кристаллы, быстрое — более мелкие.

После термической обработки изделия снова завешивают в электролит (но на анод) на 5-10 минут. Плотность тока 0,2-0,5 А/дм3. Анодом служит пластина из олова.

Изделия покрывают цветными нитролаками.