Нанесение золота гальваническим способом

Что такое гальванизация золотом и для чего она проводится?

Гальваническое золочение — это покрытие слоем золота различных изделий из других материалов методом гальваники, т. е. воздействием электрического тока. Позолота, нанесенная таким способом, имеет толщину максимум до десятков мкм; цель этой технологической процедуры — предание изделию химической инертности для защиты от окисления и разрушения. Также золочение придает роскошь предметам. Обработка новых предметов таким способом называется подцветкой. Гальванизация является экономичным способом отделки, обеспечивающим высокое качество покрытия.

Гальванизация золотом — что это?

Что такое гальванизация золотом? Это нанесение металлической пленки из золота на предмет путем электролитических процессов. Изделие может быть сделано из нержавеющей стали, никеля, меди либо из благородных металлов, таких как серебро и золото.

Происходит это так: предмет чистят и обезжиривают, моют. Обезжиривание производят при помощи органических веществ — бензина, тетрахлоруглерода, дихлорметана. Затем обезжиривание производится при помощи электролиза при контакте изделия с катодом. Это происходит при температуре в 70-80 градусов. Плотность тока при электролитическом обезжиривании — до 10 ампер на дециметр. Процесс длится до 15 минут.

Если предмет имеет спайки из олова, то вместо электролиза используют травление в смеси серной и азотной кислот с добавлением хлорида натрия. Температура раствора — 15-20 градусов, время воздействия травильной смеси — 10 секунд. Затем изделие отмывают в горячей, а потом и в холодной воде.

Для золотых изделий применяется обезжиривание кипящим 20% каустиком. И затем так же промывают, как после травления.

Далее загружают в гальваническую ванну из электроизолирующего и кислотоустойчивого материала (винипласта, тефлона, стекла). Эта емкость может быть барабанного, колокольного или стационарного типа. В ванной находятся аноды, которые могут быть как растворимыми, так и нерастворимыми. В процессе гальванизации раствор перемешивается, температура его поддерживается на постоянном уровне. Через раствор пропускают постоянный электрический ток, при действии которого осуществляется нанесение ионов золота на погруженное изделие. На аноде при методе погружения находится металлическая пластинка золота.

Предметы из нержавеющей стали покрывают золотом в две стадии. Изделие подвергается сначала адгезионному золочению. Гальванизация производится высокоплотным током в кислой среде. Толщина такого ударного золочения составляет не более 0,1 мкм. Таким образом достигается эффект схватывания благородного металла с нержавеющей сталью. При этом риск образования пор в материале покрытия снижается.

После адгезионного золочения изделие промывается и погружается в электролитическую ванну для окончательного твердого золочения. В раствор добавляют присадки для лучшего схватывания и усиления блеска покрытия толщиной около 0,5-1 мкм. Далее изделие промывают несколько раз в дистиллированной, потом в проточной воде. Затем сушат при температуре 70-100 градусов.

Такая двухстадийная обработка обеспечивает устойчивость к эрозивным процессам, неизбежно возникающим при эксплуатации предмета антиквариата.

Описанный выше метод погружения является основным и традиционным.

Существует также метод электролитического натирания, который используют для устранения дефектов покрытия изделия, уже имеющего позолоту. Этот способ используют и для нанесения слоя позолоты на часть крупногабаритного предмета, который не может быть помещен в ванну из-за своих размеров.

Процесс происходит так: на анод надевается тампон, пропитанный концентрированным электролитическим раствором. Предмет, который должен подвергнуться золочению, прикрепляется к катоду. В результате этого происходит осаждение ионов на изделии или его части.

Метод электролитического натирания применяют только для реставрации антикварных изделий и восстановления облупившегося покрытия, так как он имеет существенные недочеты:

1. Расход золота слишком велик.
2. Не обеспечивает плотность покрытия и его хорошее сцепление с материалом озолачиваемого изделия.
3. Не достигается равномерная толщина покрытия.

Способ натирания используется только как вспомогательный.

Также имеется два способа золочения: матовый и блестящий. При блестящем методе добавляют присадки (олеиновая соль натрия), придающие блеск изделиям, в состав электролитного раствора входит и цианид калия. По сравнению с матовым оно менее затратное.

Для матового золочения применяют только цианистый калий. Плотность тока при последнем способе высокая — до 12 ампер на дециметр. Температура около 60-70 градусов Цельсия. При блестящем способе затраты на электричество снижаются, ведь плотность тока всего около 0,5 ампер на дециметр.

Заключение

Покрытие методом погружения обеспечивает большую прочность пленки по сравнению с литейным золотом. Правильная двухступенчатая технология обеспечивает отсутствие пор в золотой пленке.

Источник

Покрытие изделий золотом различными методами

Покрытие изделий золотом используется для придания различным металлическим предметам некоторые свойств, характерных для благородных металлов. Это в первую очередь помогает понизить себестоимость предмета, а также придает ему привлекательный и эстетический вид. Еще несколько преимуществ: золото не подвержено окислению, не вступает в контакт с реагентами, не боится влаги и сырости. Кроме этого, позолота улучшает припой и ее часто используют при изготовлении микросхем.

Что представляет собой гальванический метод нанесения золота

При гальванизации позолота наносится тонким слоем на поверхность различных предметов. Эти объекты могут быть металлическими или изготовленными из других материалов. Свойства и назначение самого предмета влияют на толщину золотого покрытия, которая может быть совершенной разной: в одном случае это миллиметры, в другом – микроны.

Общие сведения

При гальваническом покрытии используются тонкие листы металла. Толщина сусального золота очень мала. Технология нанесения позолоты на поверхность предметов не меняется в течение долгого времени.

При золочении используется масло и клей. На масляной основе смешивают специальные ингредиенты, которые крепко удерживают тонкий золотой слой на обрабатываемой поверхности. Масляный лак, наносимый на поверхность, делает ее матовой. Чтобы добиться сияния и блеска поверхности, ее покрывают дополнительным слоем.

Характерный блеск изделию придает клеевая основа, используемая при гальванизации. Этот процесс должен проводиться в специальных условиях. Следует обращать внимание на влажность, чтобы добиться наилучшего результата и не нарушить технологию.

Плюсы и минусы

Гальванический метод имеет ряд характерных преимуществ. Среди них высокая степень износостойкости материалов. Также улучшается отражение света поверхностью, повышается стойкость к коррозии и обеспечивается проводимость тока.

У гальванизации, кроме неоспоримых преимуществ, имеется и один недостаток. Со временем из-за механической нагрузки, а также под действием других факторов золотое покрытие истончается и стирается. В этом случае ухудшается внешний вид изделия, обнажатся «родная» поверхность, меняется качество материала. Мелкие предметы и украшения можно отдать на реставрацию. Мастер стирает старый слой и наносит новый. Эта процедура не из дешевых. В стоимость работы будет входить способ покрытия и его толщина.

Как проходит процесс

Наносится позолота двумя способами: механическим и электрохимическим. Применяется ток, используются реагенты. Мастер сам решает, какой слой драгоценного металла необходимо нанести.

Вся работа проводится в три этапа

Очередность

Действия

Подготовка. В первую очередь поверхность тщательно шлифуют. Применяется специальная абразивная паста или наждачная бумага. Это очень важный этап работы, на котором удаляют ржавчину, окислы и грязь. Затем поверхность обезжиривают при помощи бензина или можно взять ацетон. Нанесение позолоты. Следующий шаг – погружение изделия в золото, которое находится в специальных гальванических ваннах. Чтобы выполнить эту часть работы, используют необходимое оборудование. Приспособления называются барабанами и служат проводниками электрической энергии. Сами ванны имеют специальное защитное покрытие, которое защищает их от разрушения во время действия электрического тока. Обработка покрытой поверхности. После того, как слой позолоты покроет обрабатываемое изделие, процесс считается законченным. Иногда гальванизация применяется, чтобы покрываемая поверхность не только приобрела улучшенные характеристики, но и увеличила свой объем.

Во время процесса необходимо поддерживать высокую температуру и уровень тока, применять химические реагенты. Чтобы обеспечить все эти условия, требуется необходимое специальное оборудование. Гальваника используется не только для использования золота в качестве облагораживающего материала. Очень часто ее применяют для нанесения «неблагородных» металлов, таких как хром, медь или никель.

Обычно наносят лигатуру, а не чистое золото. Металл разбавляется при помощи других элементов, но это нисколько не уменьшает качества покрытия. Полученный оттенок соответствует золотому и смотрится благородно.

Какие изделия и зачем покрывают позолотой

Гальванический способ золочения поверхностей нашел применение в различных сферах. Эта технология позволяет декорировать изделие и обеспечивает техническое покрытие в промышленности. Предметы, ювелирные изделия, технические детали покрытые позолотой не окисляются, не разрушаются, устойчивы к агрессивным воздействиям различных веществ.

Гальваническое покрытие нашло широкое применение при изготовлении недорогих украшений, которые пользуется особой популярностью у покупателей обоих полов. При изготовлении позолоченных вещиц берут изделия из более дешевых материалов, которые затем покрывают тонким золотым слоем. В итоге такие изделия можно приобрести по более выгодной цене, а выглядят они ничуть не хуже, чем золотые. Гальванику используют при золочении цепочек, браслетов, сережек, колец, часов, колье и даже очков. Предметы смотрятся очень респектабельно, стильно и элегантно.

Интересная особенность: в постсоветском пространстве большим спросом у населения пользуется желто-красная позолота, а в Америке и в Европейских странах Европы – бледно-желтый оттенок. Обычно, за основу берутся изделия: медные, мельхиоровые, никелевые или латунные. Гальваника также применяется для золочения платины и серебра. Бижутерия, обработанная таким образом не вызывает раздражения и аллергических реакций. Однако порой эти драгоценности могут соперничать по цене с изделиями из высокопробного серебра.

Иногда украшения или предметы покрываются только частично. Это делают для того, чтобы придать необходимые свойства золота отдельному участку поверхности. В ювелирной промышленности таким образом придают украшению оригинальный и неповторимый дизайн.

Гальванику используют во многих сферах. Ее можно нанести практически на любую вещь, улучшив ее характеристики и свойства. Сусальное золото применяют для покрытия куполов церквей и храмов, в качестве декорирования дорогих предметов быта, красивой посуды, багетов.

Нанесение позолоты в домашних условиях

Для золочения предметов дома используют химический метод и гальванический. Многие реагенты и реактивы купить свободно нельзя. К ним относится азотная кислота, цианид калия и соляная кислота. Для домашнего золочения нужно обязательно иметь электролитические ванны, а также источник постоянного электричества. Мастер, занимающийся гальваникой, должен иметь теоретические знания, сноровку и опыт. Необходимо проявлять осторожность и терпение, так как это опасный процесс.

Химические методы

На обрабатываемую поверхность наносится хлорид золота. Метод первый. Для приготовления хлорного золота металл расковывают тонким слоем и дробят на очень маленькие куски. Затем смешивают соляную и азотную кислоту, и только потом добавляют к ним золото. Смесь двух кислот часто называют царской водкой. Царская водка готовится так: 10 г концентрированной азотной кислоты смешивают с 30 г соляной. Количество «золотой смеси» готовят в пропорции десять к одному. То есть на один грамм золота идет 10 мл смеси кислот (царской водки).

Для процесса растворения берется глубокая фарфоровая посуда. Время, которое понадобится, разное: и два часа, и трое суток. После полного растворения золота смесь выпаривается с помощью водяной бани при температуре 70–80˚, тщательно перемешивая стеклянной палочкой. В конце выпаривания должна появиться вязкая субстанция золотого цвета.

Для приготовления смеси необходимо взять:

• два литра дистиллированной воды, нагретой до 50–60˚;
• 15 г сиропа хлорной соли золота;
• 65 г соли «Экстра», которая является хорошо очищенным хлоридом натрия;
• 65 г поташа – карбоната калия.

Перед тем как начать покрывать изделие, поверхность обезжиривают при помощи 10–20 % едкого натрия. Если предмет небольшой можно прокипятить его в содовом растворе. Затем поверхность обрабатывают 25 % раствором соляной кислоты и ополаскивают в воде.

Следующий этап – приготовление смеси, в которую входит поташ, хлорное золото, горячая вода и хлорид натрия. В емкость с этим раствором погружают изделие и касаются его палочкой из цинка. Выжидают некоторое количество времени и вытаскивают уже позолоченное изделие на поверхность. Его тщательно промывают в чистой воде, высушивают и доводят до зеркального блеска.

Метод второй. Готовят специальный раствор:

• вода – 25 г;
• соляная кислота и азотная кислота – по 25 г.

В этом составе растворяют 10 г золота. В полученную массу добавляется 300 г карбоната калия (поташа). Далее в котле кипятят 2 л воды и вливают в него приготовленную смесь. Периодически помешивая, «варят» все это в течение двух часов.

Пока смесь готовится, обрабатывается изделие. Его протравливают серной кислотой, а затем азотной. Затем выполняют ряд действий, в частности, обматывают изделие латунной проволокой (сплав меди и цинка), делают смесь из соляной, азотной и серной кислоты и погружают в нее, буквально на короткое мгновение, обрабатываемое изделие. Далее ополаскивают предмет в воде и погружают его в ртуть, а затем опять в воду, потом опускают в уже приготовленную смесь. После всего вытаскивают, обмывают и просушивают. Высушенное изделие необходимо отполировать при помощи материи из шерсти.

Метод натирания пастой

Такой метод отличается от химической и гальванической обработки предмета. Его суть сводиться к изготовлению специальной пасты, которая затем наносится на предмет или деталь. Золотой слой получается тоньше.

Чтобы приготовить 100 г пасты необходимо взять:

• 30 г гексацианоферрата калия (желтая кровяная соль);
• 10 г хлорного золота;
• 5 г кремортартара;
• 55 г мелового порошка.

Смесь нужно разбавить водой до получения кашеобразной массы. Изделие обезжиривается и натирается полученной смесью.

Гальванический метод

Имеется два основных способа. Первый: необходимо приготовить три раствора:

• 60 г фосфата натрия и 700 г чистой воды;
• 2,5 г хлорного золота и 150 г воды;
• 150 г воды, 1 г цианида калия и 10 г сульфата натрия.

Вначале смешиваются первые два раствора. Затем к ним добавляется третий. Температура удерживается в пределах 50-60 градусов. Анод должен быть из платины. Когда электролитная смесь истощается, добавляется хлорид золота.

Второй метод: ванна по Зельми. Берут 1 г карбоната натрия и 1 г гексацианоферрата калия, смешивают с водой (30 г). Полученную смесь нагревают в посуде из фарфора. Дальше необходимо добавить в полученную массу осажденное при помощи нашатырного спирта, золото. Все это кипятится 10–12 минут. Воду постоянно доливают, по мере ее испарения. Затем ток пропускается через полученный раствор. Время обработки 15–16 часов.

Полезные советы

При золочении украшений своими руками пригодятся такие рекомендации.

1. Чтобы позолотить железную или стальную поверхность в эфире растворяется сироп хлорида золота. Приготовленную смесь наносят на шерстяную ткань и обрабатывают ей предметы. Эфир должен выветриться, а золото остаться.
2. Цинковые, железные, оловянные и стальные предметы предварительно покрываются медью. В этом случает золото ложиться более ровным слоем.
3. В домашних условиях процесс позолоты требует специальных условий. Химический метод или натирание более просты и удобны. Покрытие золотом – не очень затратный способ, но он может превратить недорогое изделие в благородное и изысканное украшение.

Метод гальванизации имеет ряд достоинств, среди которых возможность придать предмету богатый и роскошный вид, повысить качество изделия, улучшить его характеристики и свойства. Также данное покрытие поверхности защищает от разрушения и воздействий окружающей среды.

Источник