Вход
Логин
Пароль
Запомнить меня
Регистрация
Восстановить пароль
ДЕКОРАТИВНАЯ ОТДЕЛКА СКУЛЬПТУРЫ И ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛА
arxiv
01.03.2009

 

М.: Изобраз. искусство, 1989.— 208 с.; ил.
ISBN 5-85200-073-6 (в пер.): 75 к., 20000 экз.

 

В учебном пособии автор описывает различные технологические процессы, связанные с декоративной и противокоррозионной отделкой монументальных скульптур и разнообразных художественных изделий декоративно-прикладного и ювелирного искусства. Даются рецепты различных составов для декоративной отделки. В книге также приведена краткая история декоративной отделки памятников и художественных изделий из металла в России. В пособии обобщен опыт передовых предприятий страны, выпускающих изделия декоративно-прикладного и ювелирного искусства.

Для учащихся художественных учебных заведений, а также художников и архитекторов.

ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР
КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ДЕКОРАТИВНОЙ ОТДЕЛКИ МЕТАЛЛА В РОССИИ

Золочение и серебрение

Декоративная отделка художественного металла применялась еще в доисторические времена. Золочение оружия, ювелирных и бытовых изделий из меди, бронзы, серебра использовалось уже в глубокой древности.

Золочение являлось наиболее распространенным способом отделки, потому что золото — один из первых металлов, ставших известными человеку. Кроме того, золото по интенсивности цвета, мягкости блеска, глубине тона и устойчивости декоративных качеств превосходит все другие металлы. Сравнительная простота способа его нанесения на металлические изделия (при помощи ртутного золочения) также способствовала применению этого металла для декоративных целей.

Уже в древние времена восточные славяне были знакомы со способом получения амальгамы и техникой отделки золотом изделий из серебра и бронзы (2). В Ипатьевской летописи (3) упоминается о том, что великий князь Владимир велел украсить золотыми усами серебряную голову Перуна.

В IX—Х веках золото стали применять в более широких масштабах; его употребляли не только для отделки ювелирных и бытовых изделий, но и для покрытия деталей архитектурных сооружений.

В летописи многократно упоминается о том, что великий князь Андрей Боголюбский украшал драгоценными металлами церкви (XII в.).

А ранее, по свидетельству Лаврентьевской летописи, в Киеве была вызолочена по повелению князя Святополка (Михаила) Изяславича церковь св. Михаила, за золоченые купола получившая название Златоверхой. Все работы по золочению производились русскими мастерами.

Наиболее интересным и редким памятником декоративной отделки металла XI—XII веков являются соборные медные двери с нанесенным на их черный фон штриховым рисунком, выполненным техникой золотой наводки. Краткое и неясное описание техники золотой наводки, как указывает Б.А.Рыбаков, имеется в рукописном монастырском сборнике XVII века.

Древнерусская техника нанесения золотого рисунка на медь исследовалась профессором Московского института прикладного и декоративного искусства Ф. Я. Мишуковым, который полностью восстановил технологический процесс декоративной отделки золотой наводкой. На полированный медный лист или изделие из меди наносился лак такого состава (в мас. ч.): скипидар — 12, асфальт (нефтяной пек, гудрон) — 8, желтый воск — 4, сосновая смола (живица) — 2. Лак наносился на медь тонким слоем и прокопчивался. Это придавало меди глубокий черный с легким блеском цвет. Как указывает Мишуков, такое лаковое покрытие отличается исключительной прочностью и даже на открытом воздухе держится столетиями. На слегка нагретую поверхность меди лак наносится кистью равномерным тонким слоем. Цвет лака доводится до золотисто-коричневого тона. После предварительной медленной просушки на легком огне и окончательной просушки при более высокой температуре коричневый тон лака переходит в более темный. На приготовленной таким образом медной пластине легким нажимом тонкой иглы чертят рисунок. Затем контуры рисунка выскабливают острием ножа, обнажая поверхность меди; после этого медь протравливают (отбеливают) 5—10%-ным раствором серной кислоты. Как сообщает Мишуков, в древности отбеливание производили раствором квасцов, клюквы и т. п.

Следы отбела удаляют водой и на влажную поверхность меди наносят золотую амальгаму. Затем лист с нанесенной амальгамой нагревают (обычно на древесных углях); от нагревания ртуть начинает испаряться, а золото прочно соединяется с медью.

Декоративная отделка металлов серебром не имела такого распространения, как отделка золотом. Для отделки крупных предметов, и в особенности деталей архитектуры, серебро не применялось вовсе, так как, находясь на открытом воздухе, оно быстро теряло декоративные качества, тускнело и чернело вследствие образования сульфида серебра черного цвета.

Два способа золочения

До открытия электрохимического способа декоративной отделки золочение металлов проводилось либо посредством наклеивания на металл листочков золота — золотой фольги (так называемое масляное или сусальное золочение), либо способом огневого золочения, основанным на применении ртути. Масляное золочение было непрочно и в дальнейшем не имело значительного распространения. Огневое золочение, появившееся позднее масляного, отличалось более высокой прочностью.

СССР — единственная страна, где сохранились памятники этой техники. Самые замечательные из них — входные соборные двери — были созданы в Суздальском соборе, в Московском Кремле, так называемые Васильевские двери в г.Александрове (1336), а также двери, хранящиеся в Русском музее в Ленинграде.

Способ масляного и огневого золочений меди и бронзы золотой фольгой — самый древний: он был известен еще 2500 лет до н. э. в Египте, Индии, Китае и Греции, откуда проник на Русь.

Техника масляного и огневого золочений применялась в Древней Руси для декоративной отделки бытовых изделий и монументальных архитектурных сооружений. Главы Успенского собора в Московском Кремле вызолочены огневым способом впервые в 1479 году, затем в 1547 году, гальваническим путем — в 1869 году. Главы Благовещенского собора вызолочены огневым способом в 1489, 1547 и 1600 годах, колокольня Ивана Великого — тем же способом в 1627 году. Шпиль колокольни Петропавловского собора в Ленинграде вызолочен огневым способом сначала в 1735 году, затем в 1744 году и т. д.

Масляное золочение

Золочение посредством наклеивания на изделие листочков золота называется сусальным золочением, а употребляемые для этого „тонкие листочки называются сусальным золотом.

Золочение сусальным золотом деталей архитектурных сооружений широко применялось в Киевской Руси еще в Х—XII веках. Распространению этого способа способствовала его несложность, а также минимальный расход и незначительные потери золота при золочении.

Сусальное золото изготовлялось вначале одиночными мастерами — сусальщиками, а позднее фабричным способом. Термин “сусальное золото” происходит от слова “сусаль” — лицо, лицевая сторона.

В делах Государственного архива древних актов за 1722 год упоминается фабрика “волоченого и плющеного” золота и серебра у Варварских ворот в Москве. Известно, что большое количество сусального золота пошло на декоративную отделку строившегося Царскосельского дворца. Сусальное золото изготовлялось и крепостными крестьянами. Наиболее крупным центром кустарного промысла сусального золота, серебра и двойника (биметалл состоит из золота и серебра) издавна был Пошехонский уезд Ярославской губернии.

Сусальное золото и серебро (позднее способ изготовления сусального металла стал называться золотобойным) обычно делают из чистого золота или серебра без лигатурных добавок, придающих сусальному металлу хрупкость (листки золота разрываются в процессе изготовления) и вызывающих его потемнение.

Производство сусального золота, серебра и двойника было особенно развито в Пошехонском уезде в 80-х годах XIX века — это был огромный кустарный промысел. В самом Пошехонском уезде производили сусальное золото, а в селениях — серебро и двойник.

Листочки сусального золота, серебра и двойника складывались в маленькие книжки (по 60 листочков в каждой), между листочками прокладывалась тонкая бумага.

Искусство выделывать тончайшие листочки из золота для декоративных целей было известно еще древним; о нем упоминает Гомер, а Плиний говорит, что “унция золота дает 750 квадратных листков в четыре пальца шириной”. Листочки золота, изготовляемого в настоящее время, имеют толщину менее 0,001мм. Такое золото частично прозрачно и пропускает зеленые лучи.

В зависимости от состава поверхности различали золочение по дереву, гипсу, штукатурке и металлу. Последний способ предназначался главным образом для архитектуры, находящейся на открытом воздухе.

Масляное золочение неметаллических материалов.

Золочение по дереву, гипсу, штукатурке и другим неметаллическим материалам состояло из ряда процессов.

1. Проклейка производилась в целях сцепления грунта с поверхностью покрываемого золотом изделия. Грунт (левкас) приготовлялся из смеси мела со столярным клеем. Без проклейки золото вместе с левкасом отставало от грунта под действием сотрясений и легких толчков.

Проклейка выполнялась в три приема: первая проклейка производилась для того, чтобы клей пропитывал обрабатываемую поверхность детали, “вжухал” в нее, вторая и третья — обработки, называемые “в лоск”,— для придания обрабатываемой поверхности ровности и гладкости.

2. Левкашение. После того как клей высыхал, на обрабатываемую поверхность равномерно мягкой кистью наносился левкас (смесь из мела, каолина и клеевого раствора), подогретый до 35—40° С. По высыхании первого слоя .левкаса прокладывался второй, затем тем же способом третий слой.

3. Рассечка. Шлифование стеклянной шкуркой загрунтованной поверхности в целях удаления ее шероховатостей.

4. Лишение (лишевание). Шлифование грунта хвощом или пемзой для придания ему совершенно гладкой поверхности. Предварительное шлифование выполнялось с применением воды, окончательное — в сухую.

5. Полиментование. Приготовленный полимент хранился в сухом виде в кусках, перед употреблением его разводили эмульсией, состоящей из яичного белка, смешанного с водой (на 0,5 л воды брали 2 взбитых белка). Эмульсию тщательно взбалтывали и смачивали ею полимент, который затем растирали на мраморной доске до тех пор, пока масса не становилась густой и гомогенной. Растертую массу помещали в сосуд, выливали в него остаток эмульсии и тщательно перемешивали. Полимент наносили на поверхность изделия тонким слоем с помощью мягкой кисти.

6. Наморданивание. В тех случаях, когда стойкую, не боящуюся сырости позолоту хотели получить на дереве, гипсе, штукатурке и т. п., обрабатываемую поверхность перед золочением покрывали лаком морданом.

7. Золочение. Листочки сусального золота наклеивали в несколько приемов. Предварительно листочки специальным ножом переносили из книжки на кожаную позолотную подушку. Нож наклоняли под некоторым углом, и мастер дул на листок, который ложился на позолотную подушку. Затем подготовленную поверхность слегка смачивали спиртом и быстро накладывали на нее ножом листочек золота, предварительно выкроенный по необходимому размеру. Раскрой производился на позолотной подушке. Листочки накладывали внахлестку и прижимали к грунту ватным тампоном.

8. Полирование. После высыхания позолоченной поверхности ее полировали или матировали специальным лаком. Для полирования пользовались агатовыми зубками (см. главу VII); нажимая зубками на золотые листки, их разглаживали, придавая им блестящую поверхность. Для матирования сусальной позолоты на нее наносили очень мягкой кистью тонкий слой рыбьего клея.

Масляное золочение металлов.

Перед золочением металлических поверхностей на них накладывали в три слоя сурик, растертый на сыром конопляном масле. Краску делали очень густой. По высыхании каждый слой краски тщательно шлифовали наждачной бумагой.

Чтобы придать позолоте желтый оттенок, грунт покрывали лаком морданом, окрашенным в желтый цвет (в лак вводили золотистую охру). Затем уже описанным выше приемом на грунт накладывали листочки сусального золота.

При современном способе масляного золочения применяют масляный лак № 2 голодной сушки, употребляют также глифталевую олифу. В качестве примера современного способа золочения сусальным золотом на лаке мордане можно назвать скульптуру в Петродворце (золоченую скульптуру фонтана “Самсон”, вновь установленную в 1947 году), а также шпиль центрального павильона Всесоюзной выставки достижений народного хозяйства в Москве, вызолоченный в 1952 году. Из памятников старинной архитектуры следует указать на золочение купола колокольни Ивана Великого в Кремле, высота которого до вершины креста составляет 90 м. Он был построен в XVI веке и служил когда-то сторожевой башней. Купол It крест колокольни Ивана Великого в последний раз золотились свыше ста лет назад, и повторное золочение производилось в 1955 и в 1977 годах ленинградскими позолотчиками. Общая площадь золочения, включая трехъярусную надпись, которая опоясывает в три ряда верх колокольни и купола звонниц, составляла 300 м 2, на позолоту потребовалось 1200 книжек, или 72 000 листков сусального золота. Ранее купол вызолочен огневым способом, в Великую Отечественную войну купол был замаскирован: закрашен масляной краской. После войны краски была смыта нашатырным спиртом, и для прочности позолоты купол покрыли масляным лаком. Общая площадь купола 240 м2. Крест, завершающий купол, имеет высоту 7 м. Крест изготовлен из дуба и заключен в железный каркас, а затем облицован листовой медью. Другой известный памятник архитектуры — шпиль Главного Адмиралтейства, вызолоченный листочками сусального золота впервые в 1738 году огневым способом2, а в последующие годы, при реставрации шпиля в 1848, 1886, 1901, 1928, 1948 и 1977 годах, золотился сусальным золотом на лаке мордане. Общая площадь золочения шпиля и купола составляет 314 м 2, на что было затрачено около двух килограммов сусального золота.

Технология золочения состояла из предварительного покрытия поверхности свинцовым суриком с последующей шлифовкой. После этого был наложен слой свинцового крона также с последующей шлифовкой поверхности. Затем были нанесены три слоя специальных лаков с многодневной просушкой каждого слоя, и только тогда приступили к золочению купола и шпиля.

При ремонте шпиля в 1928 году был вскрыт шар шпиля, в котором комиссия обнаружила металлический ящик. В нем среди других предметов была медная позолоченная пластинка размером 22х18 см с надписью “Перекрытие шпица Главного Адмиралтейства новыми позолоченными листами произведено в 1886 году”. В шаре были спрятаны три газеты, датированные 25 октября 1886 года,— “Новости”, “Биржевая газета” и “Петербургская газета”. Советские реставраторы сохранили эти документы в том же ящике и присоединили к ним новые, в том числе и один номер “Красной газеты”.

Традиция реставраторов продолжается и в наши дни. При золочении Адмиралтейского шпиля в 1977 году в шар под корабликом был установлен специальный ларец, в который положили проект новой Конституции СССР.

В связи с длительностью процесса высыхания краски на шлифование затрачивалось очень много времени. Считалось, что вызолотить большую поверхность в одно лето, даже жаркое и сухое, невозможно. Для золочения были использованы червонцы, преподнесенные Петру I голландским правительством (Николаевская эпоха: Воспоминания французского путешественника маркиза де Кюстина. М., 1910),

В 1962 году в Ленинграде появился еще один золоченый шпиль—Ленинградского морского вокзала. Он имеет четырехгранную облицовку, выполненную из листового титана. 28 м 2 шпиля покрыты листочками золота. Общая высота шпиля от земли 78 м, а от башни — 40. Вес его 26 т. На самом верху помещен  позолоченный кораблик, стоящий на шаре-глобусе со звездой города-героя.

Огневое золочение

Огневое золочение — наиболее древняя техника декоративной отделки металлов. Восточные славяне были знакомы со способом составления золотой амальгамы “из сплава золота с ртутью” и покрытия ею серебряных и бронзовых изделий. Этот способ золочения в Древней Руси носил название жженого злата. Б. А. Рыбаков (2) писал, что в IX—Х веках золочение уже применялось в широких масштабах для самых разнообразных металлических изделий и деталей архитектуры, в летописи постоянно упоминаются золотые шеломы, терема златоверхие, златокованые столы, золотые главы куполов и т. д.

Приготовление амальгамы. Для приготовления золотой амальгамы золото предварительно измельчали, затем нагревали до красного каления и погружали в ртуть, нагретую до 300° С. Отношение металлов обычно составляло 6:1 или 8:1. Смесь непрерывно размешивали до полного растворения золота.

Работы по получению амальгамы и ее последующему нанесению на изделия были чрезвычайно вредны, вызывали тяжелые отравления. Так, при золочении куполов Исаакиевского собора в 1838—1841 годах от действия паров ртути погибло 60 рабочих. По растворении золота, чтобы избежать его кристаллизации, амальгаму выливали в холодную воду, затем просушивали и удаляли из нее избыток ртути, для чего помещали в замшевый мешочек и отжимали. Отжатая амальгама предоставляла полужидкую массу, по степени вязкости напоминавшую сливочное масло.

Приготовленную амальгаму наносили на обезжиренную, протравленную и высушенную поверхность металла. Металл перед нанесением амальгамы иногда серебрили натиранием или амальгамированием его поверхности нитратом ртути, при этом тщательно контролировалось качество подготовляемой поверхности.

Применение амальгамы. Амальгаму растирали пальцами на мраморной плите 'И затем щеткой наносили на поверхность изделия, После тщательного натирания амальгамой изделие помещали на раскаленные угли, чтобы улетучилась ртути. Обычно нагрев производили не более 5 минут, так как при сильном и длительном нагревании часть золота улетучивалась вместе с ртутью. В процессе нагревания наносимую амальгаму тщательно растирали по поверхности изделия, чтобы обеспечить равномерное беспористое покрытие поверхности золотом. Высококачественное огневое золочение производилось два-три раза (что называлось ретушевкой), причем каждый раз сначала наносили нитрат ртути, затем золотую амальгаму. Если изделие, покрытое золотом, имело тусклый вид, то температуру нагрева повышали, что давало возможность полностью удалить ртуть, и изделие приобретало более интенсивную желтую окраску.

После охлаждения вызолоченные изделия крацевались (крацевание — обработка изделий латунной щеткой для удаления с поверхности металла окислов и других налетов), затем полировались вручную полировальником. Золотым покрытиям придавали различные оттенки. Для получения оранжево-желтой окраски изделие нагревали сильнее, чем для окраски бледно-желтым или зеленоватым цветом. Затем на него наносили открас, который состоял из кристаллической окиси железа (порошка кровавика), квасцов, поваренной соли и уксуса. После нанесения кашеобразной массы откраса изделие нагревали до температуры 130° С, когда цвет откраса становился черным. Далее изделие погружали для охлаждения и снятия откраса в воду, слабо подкисленную азотной кислотой. После промывки в воде изделие сушили и полировали.

Для получения красного цвета на изделие наносили открас, имевший примерно следующий состав (мас. ч.): воск—32, болюс—3, ярь-медянка (ацетат меди) — 2, квасцы — 2.

Для получения зеленого цвета изделие открашивали смесью следующего состава (в мас. ч.): калиевая селитра — 6, железный купорос — 2, цинковый купорос — 2, алюмокалиевые квасцы — 1.

Те части, которые не должны были полироваться, покрывали вапой — кашеобразной массой, в которую входили мел, сахар и гуммиарабик. Вапу наносили на защищаемые от полировки части и затем нагревали до превращения ее белой окраски в черную.

Для получения матированной золотой поверхности на предварительно нагретое изделие наносили расплав (в мас. ч.): селитра — 40, квасцы — 25, хлористый натрий — 35 (см. главу X).

К ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ГАЛЬВАНОТЕХНИКИ В РОССИИ

Техника гальванических покрытий, возникновение которой относится к началу XIX века, была тесно связана с усовершенствованием гальванических источников тока. Открытию гальванопластики предшествовали замечательные работы академика В. В. Петрова (10), построившего в 1802 году самую мощную в мире гальваническую батарею и выполнившего ряд работ по электролизу воды, оксидов ртути, свинца, олова и органических соединений. В 1807—1808 годах английский ученый Г. Деви получил электрохимическим способом неизвестные прежде металлы — натрий, калий, кальций, стронций, барий.

Честь открытия гальванопластики принадлежит крупному русскому ученому, академику Борису Семеновичу Якоби. Это было одним из важнейших этапов в развитии электрохимии, оказавшим влияние на развитие электрохимии не только в России, но и во всем мире.

В ставшем классическим труде по гальванопластике (11) Якоби писал: “Гальванопластика основывается на известном и весьма замечательном свойстве электрических токов разлагать почти все сложные вещества на их составные части, в особенности же осаждать или восстанавливать металлы из растворов или каких-либо соединений”.

Якоби предугадал неограниченные возможности применения гальванического тока и практически доказал возможность металлических отложений из водных растворов не только в лабораторных условиях, но и в промышленных масштабах. Именно на основе теоретических и лабораторных изысканий Якоби в Петербурге был организован большой гальванопластический завод.

 ОТДЕЛКА ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ЗОЛОТОМ

Золото — единственный металл, обладающий устойчивым блестящим желтым цветом. Его отражательная способность 81%. Золото занимает значительное место в декоративной отделке металлов благодаря своим возможностям мягкой и в то же время выразительной моделировки форм художественных изделий. Нанесение золотых покрытий с последующей обработкой поверхности золота матированием или полированием дает самые разнообразные декоративные эффекты. Золотое покрытие, блестящее или матовое, ярко-красное или бледно-желтое, с элементами черной тонировки усиливает выразительность скульптурных форм.

Комбинация всевозможных золотых гальванических покрытий и получение различных сплавов золота за счет его легирования другими металлами значительно расширяют возможности применения декоративной отделки, обогащающей и облагораживающей художественные и ювелирные изделия.

Сплавы золота различных цветов. Золото с другими металлами (чаще всего с медью и серебром) в зависимости от количества введенной лигатуры дает множество оттенков. Медь, введенная в золото, придает ему красный цвет, а серебро — зеленый. Введением только этих двух металлов можно получить большую гамму цветов.

Добавляя в золото лигатуру, состоящую из меди и серебра, для сплавов 750-й и более высокой проб можно получать цвета, указанные в табл.

Зависимость цвета золотых сплавов 750-й пробы от состава лигатуры

Цвет

Содержание в сплаве (%)

серебра

меди

Зеленый

25

0

Бледный зеленовато-желтый

21,4

3,6

Бледно-желтый

16,7

8,3

Ярко-желтый

12.5

12,5

Бледно-красный

8,3

16,7

Оранжевый

3,6

21,4

Красный

0

25

Полихромную декоративную отделку при золочении ввел известный французский бронзовщик Петр Филипп Томир, принесший славу французским бронзам. В работах Томира (в основном настольная скульптура: канделябры, чернильные приборы, настольные часы и т. п.) доминировала матово-золотистая орнаментация с черной отделкой, обычно представляющей вьющиеся гирлянды, стебли, гроздья винограда, стрелы, развевающиеся ленты и т. д. Скульптор Гудон заказал Томиру уменьшенную копию из золоченой бронзы своей знаменитой статуи сидящего Вольтера и преподнес ее Екатерине II.

§ 1. Тонирование художественных изделий из золотых сплавов способом открашивания

Чистое золото не поддается непосредственному химическому тонированию, так как является одним из металлов, наиболее стойких к воздействию кислот и щелочей. Для тонирования изделий из золотых сплавов применяют способ так называемого открашивания. Процесс открашивания состоит в том, что с поверхности золотого сплава частично удаляют растворением (травлением) медь, серебро или другие лигатуры, изменяющие цвет золота.

Основные составы для открашивания золотых сплавов приготовляют из азотнокислых солей, соляной кислоты, поваренной соли. Следует отметить, что царская водка (смесь соляной и азотной кислот), например, не пригодна для открашивания золота с серебряной лигатурой, так как, растворяясь, серебро образует пленку, препятствующую удалению лигатуры с поверхности изделия.

Существует много специальных травильных составов, в ювелирной промышленности они называются открасами, с помощью которых можно придать изделиям из золотых сплавов различные оттенки.

Техника открашивания заключается в следующем. Изделия предварительно обезжиривают кипячением в концентрированном растворе буры, промывают в воде, затем на платиновой проволочке погружают в открас, который нагревают до 80—100° С. Во время открашивания изделие следует передвигать.

В старину открасы называли фарбовкой. Платиновая проволока применяется как кислотоустойчивая.

Время выдержки изделия колеблется от 5—10 секунд до 1— 2 минут в зависимости от состава и концентрации откраса. Длительное пребывание изделий в протраве может вызвать растворение не только лигатуры, но и основного металла — золота.

Существуют также способы открашивания изделий амальгамированием, окуриванием и нанесением на них кашицы из буры с последующим погружением изделий в слабый раствор серной кислоты и другие растворы. Наиболее простые открасы имеют составы:

Светло-желтое открашивание

1. Поваренная соль ....…………..... 20 г/л

Соляная кислота (р — 1,19) ..... 30 г/л

2. Калийная селитра .…………...... 40 г/л

Поваренная соль ......…………... 20 г/л

Соляная кислота (р — 1,19) …... 40 г/л

Другие, более сложные открасы имеют следующие составы:

Желтое открашивание

Калийная селитра ...……………..... 60 г/л

Сернокислое железо (окисное) …... 20 г/л

Сернокислый цинк ....……………... 10 г/л

Указанные компоненты растворяют в воде до получения концентрированного раствора.

Красновато-зеленое открашивание

Калийная селитра ..……………....... 100 г/л

Хлористый аммоний ......…………. 10 г/л

Ацетат меди .…………………......... 300 г/л

Сернокислое железо ...…………..... 100 г/л

Зеленое открашивание

Калийная селитра ...……………...... 300 г/л

Сернокислое железо (окисное) ...…. 100 г/л

Сернокислый цинк ......……………. 50 г/л

Квасцы алюмокалиевые ...……….... 100 г/л

§ 2. Цианистые электролиты для желто-оранжевого золочения

Для гальванического покрытия художественных изделий золотом обычно применяют цианистые электролиты, несмотря на их ядовитость и сравнительно ограниченную плотность тока. Широкое применение цианистых электролитов объясняется высоким катодным выходом тока и получением мелкокристаллических осадков.

Для гальванического золочения применяют чистое (рафинированное) золото не ниже 999-й пробы.

Цианистые электролиты приготовляют из хлорного или гремучего золота. Для приготовления хлорного золота применяют смесь соляной и азотной кислот, так называемую царскую водку, на 1 г золота берут:

Соляной кислоты (р—1,19) ...... 10 мл

Азотной кислоты (р— 1,38) ...... 3 мл

Кислоту наливают в фарфоровую чашку, в которую кладут нарезанное мелкими кусочками золото. Затем чашку устанавливают на песочной бане, помещенной под вытяжным зонтом с интенсивной вытяжкой или в вытяжном шкафу, и медленно нагревают при температуре 100—120° С. При этом вначале образуется и выпадает в осадок золотохлористоводородная кислота, при нагревании она отщепляет хлороводород. Это красно-оранжевые кристаллы, которые при нагревании около 120—130°С переходят в безводное хлорное золото. При повышении температуры до 150—160°С отщепляется хлор и хлорное золото переходит в нерастворимое хлористое золото AuCl.

Растворение ведут до полного перехода металлического золота в хлорное. Об окончании процесса судят по прекращению выделения бурых паров и получению темно-коричневой маслянистой массы, оседающей на дне и стенках чашки. При охлаждении масса практически полностью затвердевает. Полученное хлорное золото растворяют в растворе цианистого калия. Если выпаривание проведено не до конца, то оставшаяся кислота с цианидом калия образует сильно ядовитую (!) синильную кислоту.

При использовании легированного золота с присадками меди, серебра полученное хлорное золото предварительно растворяют в кипятке, затем добавляют к нему десятикратное количество аммиака. На дно сосуда выпадает желто-бурый осадок, который представляет собой гремучее золото. При этом образовавшаяся аммиачная медь окрашивает раствор в синий цвет. Удаление аммиачной меди деконтированием ведут до тех пор, когда вода станет прозрачной. Затем гремучее золото растворяют в цианистом или железистосинеродистом калии, гремучее золото вследствие взрывчатости высушивать нельзя.

По другому способу, наиболее рациональному, применяется электролитическое растворение металлического золота с использованием пористой диафрагмы.

В эмалированную посуду достаточной емкости наливают раствор цианистого калия столько, чтобы получить комплексное цианистое золото. В раствор цианистого калия помещают золотую фольгу в качестве анода. Катодом служит пластинка из никеля или нержавеющей стали, которую помещают в пористый необожженный керамический сосуд, в последний наливают 20%-ный раствор едкого калия.

При растворении золота обычно устанавливается напряжение 8—12 В, можно применять и более высокое напряжение. Анодная плотность тока 2—2,2 А/дм2. Напряжение тока зависит от сопротивления электролита, расстояния между электродами и их площади.

В практике золочения редко применяют электролиты с большой концентрацией золота, обычная концентрация металлического золота не превышает 2—2,5 г/л электролита.

Этот способ можно применять также для приготовления серебряных электролитов.

Золото обычно приготовляют в виде ленты, прокатанной в фольгу толщиной 0,1—0,2 мм, шириной 25—30 мм.

Практически берут 2,5 г/л цианистого калия и 25—30 г/л едкой щелочи. Электролиты с большим содержанием золота (8—10 г/л) применяют для быстрого золочения и подцветки, придающей золоту интенсивный цвет.

Обычный электролит

Золото (металлическое) ..……….... 2 г/л

Цианистый калий ....………….... 10—12 г/л

Сода кальцинированная .……….... 10 г/л

Катодная плотность тока 0,1—0,5 А/дм2, температура 70—80° С.

Электролит для золочения серебряных изделий с чернью

Золото (металлическое) ...………..... 5 г/л

Цианистый калий ...…………….... 0,6 г/л

Фосфорнокислый натр ...………..... 30 г/л

Составы цианистых электролитов для желто-оранжевого золочения (в г/л)

Электролиты

Гремучее золото в расчете на металл (г/л)

Цианистый калий (общий) (г/л)

Фос-

форно-кислый натр

(г/л)

Сода

кальци-

ниро-

ванная

(г/л)

Сер-

нис-

токис-

лый

натр

(г/л)

Сер-нис-

токис-лый натр (г/л)

Плот-ность

тока

(А/дм2)

Темпера-

тура (°С)

1

2,1

15

1

0,1—0,5

60—80

2

4,2

15

0,1—0,5

60—80

3

2

7

10

0,1—0,3

70—80

4

2—3

15—20

0,3

60—80

5

3,5

10—15

0,1—0,15

18

6

1

5

0,1—0,2

70—75

7

4—5

15—18

в

2

15

4—8

9

2

2

40

20

0,1—0,2

50—60

10

0,5

0,6

30

11

2

7

10

12

1,75

7,5

0,15

60

Катодная плотность тока 0,05—0,06 А/дм2, температура 70— 80° С.

Такой электролит имеет пониженное содержание цианистого калия и работает на низких плотностях тока. Повышение плотности тока и увеличение количества цианистого калия приводят к бурному выделению водорода на катоде, который разрушает чернь на серебряных изделиях.

Электролиты могут работать при комнатной температуре, но обычно их подогревают до температуры 60—80° С, что дает возможность работать с более высокими плотностями тока, колеблющимися от 0,1 до 0,3 А/дм2. При введении к электролитам добавок, повышающих их электропроводность, можно работать с более высокими плотностями тока, доходящими до 5 А/дм2. Рекомендуется высокопроизводительные ванны следующего состава:

Золото (металлическое) …………….…...... 20 г/л

Цианистый калий ………………………..... 45 г/л

Борная кислота .......………………………. 15 г/л

Комплексная никелевая цианистая соль . . 3,75 г/л

Плотность тока 5—10 А/дм2, температура 70—80° С при перемешивании.

С целью получения прочных и толстых осадков золота электролиты перемешивают. Золото, получаемое гальваническим способом, необходимо периодически крацевать мягкой латунной щеткой, непрерывно смачиваемой хлебным квасом, удаляющим шлам. Эта операция крацовки особенно важна при наращивании золота больших толщин.

Цианистый электролит, применяемый для покрытий повышенной твердости. Золотые покрытия повышенной твердости применяются для художественных изделий, работающих на истирание, или для отделки золотых деталей, полируемых на станках, главным образом для тел вращения: футеров осветительной арматуры, штоков и других деталей, полирование которых кровавиками вручную затруднено или невозможно. Такие изделия в зависимости от их формы полируются шелковыми кругами или специальными полировальными головками.

Для получения покрытий повышенной твердости обычно применяют цианистый электролит, в который вводят цианистую никелевую соль или соль кобальта, повышающую износоустойчивость в 2,9 раза.

Известен также способ термической обработки золота, нанесенного на никелевую основу. При температуре 950° С образуется эвтектический сплав. При нагреве изделия с никелевым подслоем золото через 3 минуты диффундирует в никель и сплавляется с ним. Золотое покрытие темнеет и после охлаждения подвергается открашиванию.

§ 3. Бесцианистые электролиты для желто-оранжевого золочения

Железистосинеродистый электролит. Электролиты для желто-оранжевого золочения, состоящие из хлорного золота, железисто-синеродистого калия и соды, не содержат цианистых солей. Же-лезистосинеродистые электролиты в связи с плохим растворением золотого анода должны иметь определенную концентрацию. Плотность тока применяется очень низкая.

К таким электролитам относится, например:

Калий железистосинеродистый .... 200 г/л

Хлорное золото ………………………. 50 г/л

Сода кальцинированная ………….. 50 г/л

Температура ванны 50° С, плотность тока 0,01—0,05 А/дм2. Аноды применяются из чистого золота или нержавеющей стали. Повышение концентрации железистосинеродистого калия улучшает эксплуатационные свойства электролита. Применяют и другие соотношения компонентов железистосинеродистого электролита: Хлорное золото .......………………… 2,65 г/л

или в пересчете на металл ....……….. 1,5 г/л

Железистосинеродистый калий ...…. 15 г/л

Сода кальцинированная .....…………. 15 г/л

Температура ванны 50° С, плотность тока 0,1—0,2 А/дм2. Для приготовления электролита предварительно в горячей воде растворяют железистосинеродистый калий, затем этот раствор добавляют к приготовленному хлорному золоту и вводят кальцинированную соду. Приготовленный раствор отстаивают и фильтруют для удаления небольшого осадка гидроксида железа.

Солянокислый электролит. Солянокислый электролит менее распространен. Он применяется главным образом при афинаже золота и дает крупнокристаллическое покрытие.

Солянокислый электролит, обычно состоящий из 10—15'г/л золота и 5%-ной свободной соляной кислоты, можно использовать при золочении с цианистым электролитом для предварительного нанесения тонкого подслоя золота перед окончательным золочением в цианистом электролите.

Солянокислый электролит применяют следующего состава:

Золото (хлорное в пересчете на металлическое) ............ 5 г/л

Соляная кислота (р— 1,19) …………………………... 12,5 г/л

Азотная кислота (р— 1,38) ………………….. 12,5 г/л

Сода кальцинированная ……………………. 150 г/л

Температура раствора 70° С, плотность тока 0,04—0,06 А/дм2.

§ 4. Получение цветных декоративных эффектов при гальваническом золочении

Возможность получения различных цветных покрытий гальваническим способом в электролитах, содержащих определенные соли металлов, делает гальванические покрытия золотом особенно ценными для декоративной отделки художественных изделий из металла.

Цветные декоративные покрытия золотом не только отличаются интенсивным цветом и металлическим блеском, но и не изменяют основного цвета и от воздействия света, атмосферы.

Недостаток цветных гальванических покрытий золотом — некоторая ограниченность их цветов. Кроме того, цветное гальваническое золочение требует строгого соблюдения технологического режима.

Красные тона золотых покрытий. Золотые покрытия красных тонов дают электролиты, содержащие добавку медной цианистой соли. При этом наряду с золотом выделяется небольшое количество меди, которая и придает золоту красноватый оттенок. В электролит постепенно вводят раствор цианистой меди в количестве 0,1—0,5 г/л (в расчете на металл), в зависимости от того, какой оттенок хотят придать золоту.

По другому способу в электролит для золочения вводят уксуснокислую соль меди (0,5 г/л).

Для получения красного тона, кроме золотого и медного анода, пользуются также анодом из сплава золота с медью (меди около 25°о). Применяя золотой анод, изделие предварительно золотят в обычном электролите, дающем желто-оранжевое окрашивание. Затем золотой анод заменяют медным и продолжают золочение до получения требуемого красного оттенка. Окончательное золочение производят в том же электролите с анодом из сплава золота и меди.

В соответствии с другим рецептом изделия, уже покрытые золотом желто-оранжевого цвета, обрабатывают для получения красного оттенка в электролите следующего состава:

Азотнокислый калий ……………...…… 12 г/л

Сернокислое железо (окисное) ………. 4 г/л

Сернокислый цинк ...………………..... 4 г/л

Плотность тока 0,1—0,2 А/дм2, температура 60° С. После электролитической обработки изделие нагревают до образования на нем бурого налета, который удаляют крацеванием. Для оттенков золота под 583-ю пробу с серебряной лигатурой применяют электролит следующего состава:

Цианистое золото ...…………..... 4 г/л

Цианистый калий .…………....... 15 г/л

Цианистый никель ......... 0,75—1,25 г/л

Цианистое серебро ………...... "0,25 г/л

Углекислый калий ......... 2 г/л

Плотность тока 0,1—0,5 А/дм2, температура ванны 60° С, аноды из золота — 583-й пробы.

Зеленые тона золотых покрытий. Зеленые тона позолоты получаются главным образом введением в цианистый электролит, применяемый для желто-оранжевого золочения, цианистой соли серебра. Например, в электролит вводят цианистое или хлористоесеребро, растворенное в цианистом калии в количестве, необходимом для получения требуемого оттенка зеленого золота.

Зеленую позолоту получают также применением серебряного анода взамен обычного золотого. Для этого изделие предварительно золотят с применением золотого анода, получая желто-оранжевую окраску, затем анод на непродолжительное время заменяют серебряным, получая соответствующий тон зеленой позолоты. После этого золочение заканчивают в том же электролите с анодом из сплава золота и серебра.

Наиболее интенсивные цвета зеленой позолоты получают в электролитах с солями мышьяка или углекислого свинца. Так, для получения интенсивной зеленой позолоты применяют электролит

следующего состава:

Хлорное золото …………………....... 0,1 г/л

Хлористое серебро . . . . ……………. . . .2,4 г/л

Цианистый калий ………………… ....... 30 г/л

Плотность тока 0,3 А/дм2, температура ванны 60° С.

В раствор вводят небольшую добавку мышьяковистого ангидрида (растворенного в щелочи) или углекислого свинца.

Для получения темного и интенсивного зеленого цвета применяют электролит, содержащий:

Хлорное золото ........…………….. 4 г/л

Цианистый калий ...…………….... 15 г/л

Окись кадмия ……………………….0,5 г/л

Цианистое серебро . . . . . ……….. 0,25 "г/л

Плотность тока 0,1—0,4 А/дм2, температура ванны 60° С. Введение кадмия придает больший блеск золоту. Применяют также и другой раствор:

Едкий калий . . . .……………..……. 5,5 г/л

Мышьяковистая кислота .…………. 3 г/л

Мышьяковистую кислоту предварительно кипятят в едком калии, растворенном в 0,4 л воды. При избытке мышьяковистой кислоты раствор дает черный осадок.

При золочении применяют золотой анод, содержащий 35% серебра.

Различные оттенки золотых покрытий.

Для получения цвета так называемого старого золота или черного золота в обычный электролит для оранжево-желтого золочения вводят 0,2—0,3 г/л углекислого никеля. Золочение ведут с угольным анодом. Для получения покрытий под старое золото применяют также электролит следующего состава:

Цианистое золото ……………………….. 4 г/л

Цианистый натр …………………………. 8 г/л

Ацетат свинца………………………. 0,25 г/л

Цианистый кадмий…………………. 0,5 г/л

Плотность тока 0,1—0,3 А'/дм2, температура ванны 35—40° С. Аноды применяют нерастворимые (платиновые, угольные или из нержавеющей стали).. Для получения розового золота золочение производят в электролите с железистосинеродистым калием:

Хлорное золото .....……………….. . 1,6 г/л

Углекислый калий .....…………….. 12,6 г/л

Железистосинеродистый калий ..... 12,6 г/л

Плотность тока 0,1—0,3 А/дм2, температура ванны 60° С. К раствору железистосинеродистого калия добавляют углекислый калий, затем хлорное золото.

Для получения белого золота в электролит вводят 4—5 г/л

цианистого никеля или двойной цианид серебра, олова, хрома

и т. п.

Снятие золотых покрытий

Удаление золотых покрытий с различных изделий является сложной операцией. Изделия погружают в раствор соответствующих кислот, не растворяющих металл, из которого изготовлено изделие. Так, например, при снятии золотых покрытий с серебряных изделий их предварительно нагревают и погружают в разбавленный раствор серной кислоты.

Применяют также комбинированный способ, заключающийся в предварительном нанесении на золотое покрытие кашицы, состоящей из хлористого аммония, сернокислого кальция, буры и калиевой селитры. После просушивания нанесенного слоя изделие нагревают докрасна и погружают в раствор серной кислоты.

ДЕКОРАТИВНАЯ ОТДЕЛКА СТАЛИ

Декоративная отделка стали — один из наивысших этапов в истории развития художественной обработки металла. Сталь — твердый металл, и создание из него художественных изделий требует помимо высокого мастерства специальных знаний по технологии.

Обработка стали требовала не только применения горячей ковки или чеканки, придающей куску или листу определенную форму, но и особого умения сохранять свойства материала и придавать изделию необходимые упругость и твердость, приобретаемые металлом после термической обработки.

Отделка стали получила распространение с появлением оружия и различных воинских доспехов: шлемов, лат, щитов, особенно так называемого белого оружия (мечи, сабли, кинжалы, топоры, бердыши, пики и т. п.). С появлением огнестрельного оружия декоративная отделка стволов и лож ружей (1), а позднее и пистолетов, стала занимать большое место в искусстве декоративной обработки стали.

Наиболее часто применялось воронение — оксидирование в различные цвета (от темно-синего до коричневого). На стальном оружии производилось золочение узоров, орнаментов и надписей, кроме того, его декорировали драгоценными камнями, использовали травление, гравирование, чеканку и эмалирование.

Получила широкое распространение инкрустация, заключавшаяся в том, что на стальное оружие накладывались золотые или серебряные орнаменты и надписи; наряду с этим производилось огневое золочение.

Значительное место в декоративной отделке стального белого оружия занимало тауширование, или так называемая золотая насечка. Сущность этого процесса заключалась в том, что в специально подготовленную поверхность металла, предварительно насеченную канавками, зачеканивалась в виде узоров или орнаментов золотая или серебряная тонкая проволока, которую потом посредством шлифования сравнивали с поверхностью изделия. Интересны примеры декоративной отделки изделий из стали, относящиеся к раннему периоду развития ремесел в Древней Руси. Шлем князя Ярослава Всеволодовича (IX—Х века) изготовлен из цельного листа стали и декорирован чеканными накладками из серебра.

Топорик Андрея Боголюбского, относящийся к XII—XIII векам, декорирован листовым серебром, наложенным на предварительно сделанную насечку. Серебро набивалось на шероховатую поверхность стали в горячем виде, затем на него наносился орнамент, выполненный двумя способами — гравированием с нанесением черни и огневой позолотой.

К одному из ранних памятников гравирования на стали (напоминающего резьбу) относится рогатина Бориса Александровича Тверского, изготовленная и декорированная в 1255 году (2).

Дошедшие до нас образцы художественной обработки стального оружия свидетельствуют о высоком искусстве древних русских мастеров, традиции этого искусства охранялись и развивались в дальнейшем знаменитыми тульскими и златоустовскими оружейниками. Еще в допетровскую эпоху был создан Московский оружейный приказ, а с XVIII века уже работали казенные оружейные заводы в Туле, Златоусте, Сестрорецке, Ижевске. Тульский и Златоустовский заводы достигли высокой культуры в области художественной обработки стали; работы этих заводов славятся не только •нашей стране, но и далеко за ее пределами.

§ 1. Декоративная отделка стали на Златоустовском и Тульском заводах

Златоуст широко известен не только производством высококачественной стали, но и образцами декоративной отделки различных стальных изделий. В начале XIX века при Златоустовском оружейном заводе был создан декоративный, или, как его тогда называли, “украшенный”, цех. В цехе насчитывалось более ста рабочих — художников, граверов, насекальщиков, резчиков по кости и дереву и других. Наиболее широко цех развернул работу в 60-х годах XIX века. В это время в Златоуст были завезены образцы испанского оружия: -толедские клинки и навахи, декорированные золотой и серебряной насечкой и богатой гравировкой.

Златоустовские мастера изучили привезенные образцы и в последующей работе не только достигли уровня толедских мастеров, но и превзошли их как по качеству стали, так и в искусстве декоративной отделки стальных изделий.

В Златоусте был восстановлен способ варки булатной стали, который был известен в России еще в XVII веке; кузнецы Оружейной палаты изготовляли булатные клинки и другие виды оружия, отличавшиеся особой твердостью и вязкостью, а также исключительной способностью принимать и держать заточку. Пройдя термическую обработку, они получали очень красивый декоративный рисунок, состоящий из особых узоров: полосок, сеток или волнистых сплетающихся линий, переливающихся как шелк или муар. Большую работу по изготовлению булатной стали провел в 1828 году директор Златоустовского оружейного завода П. П. Аносов. Его опыты продолжил в 60-х годах крупнейший русский металлург Д. К. Чернов, основоположник металловедения и теории термической обработки стали.

Развитие способов декоративной отделки холодного оружия тесно связано с методами обработки булатной стали, использованные для декоративной отделки различного оружия муаровые узоры булатной стали прекрасно дополнили художественную насечку золотом и серебром. Золотая насечка — один из древних приемов декоративной отделки стали в России, и в частности в Златоусте,— стала развиваться в 60-х годах прошлого столетия; ею особенно увлекались златоустовские мастера художественной обработки металла.

На стальное изделие, обычно на клинок сабли или ножа, наносился контур рисунка, по которому специальным зубильцем делались бороздки. В образовавшуюся канавку укладывалась скрученная золотая или серебряная тонкая проволока (толщиной примерно 0,2 мм); в утолщениях орнамента прокладывалось несколько проволочек. Проволока зачеканивалась медным молотком в сталь, где удерживалась заусенцами, образовавшимися при изготовлении канавок. Такой прием назывался углубленной насечкой. После этого изделие полировали, и зачеканенную проволоку сравнивали таким образом с поверхностью стали.

Применяют и другой способ нанесения насечки, которая в данном случае называется выпуклой. Он заключается в том, что на изделие наносят мельчайшие зубчики, располагаемые в соответствии с предварительно размеченным орнаментом. Эти зубчики прихватывают проложенную в бороздках проволоку.

Гравюра на стали. Начало истории златоустовской гравюры на металле относится к 1815 году. На металл стали наносить пленки золота, серебра, позднее никеля и других металлов, а также оксидные пленки разнообразных цветов.

На первой российской выставке (89), организованной в Петербурге в 1829 году, Златоустовский оружейный завод демонстрировал следующие стальные изделия с декоративной отделкой: саблю с выгравированным на клинке изображением сражения; вторую саблю, клинок которой был украшен сценами вступления русских войск в Париж и сражения; кинжал с платиновой отделкой и различное белое оружие.

Златоустовское гравирование было тесно связано с другими видами художественной обработки металла и развивалось параллельно с золотой насечкой и огневым способом золочения. Искусство златоустовских мастеров травления достигло высокой виртуозности.

Златоустовская своеобразная техника гравирования, комбинирующаяся с полихромной живописью, получила особое развитие после Великой Октябрьской социалистической революции. В 1930 году златоустовский мастер Д. Р. Яковлев ввел в живопись не только золото, но и синь и полутона сини. В 1936—1938 годах А. Бронников, будучи еще учеником мастера, усовершенствовал полихромный способ гравюры на стали, получив новые тона и полутона никеля.

Художественно-технологический процесс выполнения полихромной златоустовской гравюры заключается в следующем: стальную прямоугольную пластину, предназначенную для гравюры, предварительно полируют до образования зеркальной поверхности, затем обезжиривают и термически оксидируют на раскаленных углях до получения синего цвета побежалости. Далее пластину охлаждают и наносят на нее слой асфальтового лака, имеющего разные толщину и пористость, обусловливающие тона и полутона полихромного изображения.

Лак защищает металл при нанесении гальванического покрытия. Если, например, применять никелевое покрытие, то в тех местах, где наносится толстый слой асфальтового лака, никель не осаждается, благодаря чему под слоем лака сохраняется синий цвет оксидной пленки; в другом месте, где слой лака был тоньше и пористее, никель осаждается тонкой пленкой, отчего синь бледнеет, а там, где слой лака был совсем тонким или вовсе отсутствовал, сохраняются лишь серые тона никеля.

Остальные детали гравюры обрабатываются штихелями и специальными штриховыми иглами. Как при травлении, так и при нанесении декоративных покрытий в практике выполнения гравюры придерживаются многоплановости; работу ведут постепенно, то защищая металл асфальтовым лаком, то снимая его и обнажая сталь в зависимости от задач обработки различных планов.

Полихромность (цвета побежалости) златоустовской гравюры достигается приемами нанесения на металл различных тонов золота, никеля, оксидных пленок, получаемых термической обработкой. Все это дает гравюре богатую гамму темно-синих, близких к небесной голубизне, снежных, серебряных, солнечных — золотых, зеркальных — или матовых никелевых и многих других цветов.

Тульский оружейный завод имеет более чем двухсотвосьмидесятилетнюю историю существования (считая со времени создания первого оружейного двора в 1705 году). Изделия завода славились исстари, но особенно интересные были созданы во второй половине XVIII века.

§ 2. Техника оксидирования стали

Оксидирование черных металлов называется воронением.

Художественные изделия из стали, железа и чугуна погружаются в кипящие щелочные растворы, где выдерживаются строго установленное время.

Изделия, оксидируемые в щелочных растворах, приобретают различную окраску — от глубоко-черной до темно-серой с коричневыми оттенками. Цвет пленки, состоящей из магнитной окиси железа, зависит от текстуры, а также от ее химического состава и режима обработки. Стали малоуглеродистые или с незначительными присадками других легирующих металлов приобретают глубоко-черный цвет. Оксидные пленки служат для художественных изделий из стали и литых чугунных скульптур как противокоррозионными, так и декорирующими покрытиями.

Декоративные качества оксидной пленки в значительной степени зависят от качества механической обработки поверхности металла.

• Подготовка изделий к оксидированию заключается в очищении их поверхности от жировых загрязнений и полирующих паст. Обезжиривание (см. главу V) производится в органических растворителях (четыреххлористый углерод, дихлорэтан, бензин и др.), затем в щелочных растворах, имеющих следующий состав;

Едкий натр ……………........... 50—80 г/л

Углекислый натр ………......... 20—30 г/л

Жидкое стекло ..…………....... 10—30 г/л

Температура раствора 90—95° С, продолжительность обезжиривания 40—50 минут.

После промывки в горячей воде изделия декапируются в одном из следующих растворов:

1. Для стальных изделий

серная кислота (р — 1,84) ..... 50—80 г/л

соляная кислота ....…………... 20—30 г/л

2. Для изделий из чугуна

серная кислота (р — 1,84) ..... 50—80 г/л

поваренная соль (р — 1,19) ..... 10—20 г/л

Продолжительность декапирования до 1 минуты. После тщательной промывки изделия погружают в раствор;

Едкий натр . . . . . . . .660—750 г/л

Азотнокислый натр ........ 200—250 г/л

Температура раствора 145—150° С (ванна для оксидирования изготовляется из листового железа). Продолжительность процесса 30—40 минут.

Изделия, изготовленные из легированных сталей, проходят дополнительное оксидирование в растворе:

Едкий натр . .......………...800—1000 г/л

Азотнокислый натр . ...... .200— 250 г/л

Температура раствора 145—150° С, продолжительность процесса 35—45 минут.

После оксидирования изделия тщательно промывают в проточной воде для удаления с их поверхности щелочи и сушат. Стойкость против коррозии изделиям придает обработка в кипящем мыльном растворе в течение 3—5 минут (20—30 г мыла на 1 л горячей воды), после этого смазывают горячим минеральным нейтральным маслом (температура масла 105—115° С) или погружают в масло, или покрывают прозрачным лаком.

Предлагаются и другие рецепты для оксидирования стали (табл. 20), состоящие из нитритов и нитратов натрия и других компонентов:

Едкий натр …………….......... 650—700 г/л

Азотистокислый натр . .. . . . . 200—250 г/л

Азотнокислый натр . . . . . . . . . . 50— 60 г/л

Температура раствора 138—142° С, продолжительность оксидирования 40—50 минут.

Растворы для оксидирования стали (г/л)

Едкий натр

Азотнокислый натр

Азотистокислый натр

Время   оксидирования

Температура раствора (°С)

600

200

 

 

1,5 часа

140—145

650—700

50

200

40—50 мин.

140—145

1,5 кг

10

30

10 мин.

155—160

Можно оксидировать сталь в растворе:

Серная кислота (р — 1,84) ...... 20%

Двухромовокислый калий ...... 20%

Для получения интенсивных синих оттенков оксидного слоя рекомендуется вводить в его состав щавелевокислые соли.

Двухромовокислый калий растворяют в воде и в раствор добавляют серную кислоту. После оксидирования в кислотном растворе Стальные изделия следует тщательно промывать в проточной воде и нейтрализовать в содовом растворе.

Стальные и железные изделия окрашивают в расплавах нитритов и нитратов калия или натра. Так, например, сталь оксидируют в расплаве:

Азотнокислый натр ………………… 55%

Азотнокислый калий ………………… 45%

Температура расплава 230—240° С.

Экспериментальные работы показали, что при температуре расплава в 250° С оксидная пленка на погруженном в него изделии в продолжение 10, 20 и 30 минут сохраняет темно-желтую окраску. В интервале от 40 до 80 минут окраска становится фиолетовой с синими отливами, после 80—100 минут фиолетовый цвет переходит в чисто синий и сохраняется таким до 180 минут.

Сталь окрашивают и в расплавах нитратов натрия и калия с добавкой к ним от 5 до 10% двуокиси марганца, что дает расплаву темно-синюю и глубокую черную окраску.

Результаты оксидирования в указанных расплавах зависят от качества предварительной механической обработки изделий и подготовки их поверхности.

Оксидирование углеродистых хромоникелевых сталей, как на медный подслой, так и непосредственно без подслоя производят при комнатной температуре (что упрощает процесс).

В первом случае перед оксидированием на стальное изделие наносят контактным способом медный подслой из кислой ванны, состоящей из 0,5—1%-ного раствора медного купороса, с добавлением серной кислоты (р— 1,84). Выдержка изделий в растворе 0,1—1 минута. Оксидирование производится в растворе гипосульфита 30—60 г/л с добавлением 3—10 мл азотной кислоты (р— 1,38). Выдержка от 20 до 40 минут.

Во втором случае используют раствор гипосульфита 60 г/л с добавлением хлористого аммония 6 г/л, фосфорной кислоты 6 г/л и азотной кислоты 8 г/л (азотную кислоту вводят последней). Выдержка 30—60 минут.

Масляное оксидирование применяют исключительно для изделий из чугуна (в Касли). Их покрывают маслом (например, натуральной олифой) и нагревают в печи до температуры 350— 400° С. В зависимости от состава масел и режима нагрева можно получать цвета от глубокого черного до коричнево-золотистого.

Для получения глубокого черного тона изделие погружают в 5%-ный раствор перманганата калия и выдерживают его там до полного окончания процесса воронения. Затем изделие вынимают из раствора, дают жидкости стечь и после просушки промывают водой до тех пор, пока вода не перестанет окрашиваться.

Воронение изделий из нержавеющей стали. Изделия тщательно обезжиривают и погружают в 10%-ный раствор щавелевой кислоты, где выдерживают до тех пор, пока они равномерно не протравятся. Затем изделия промывают водой, тщательно вытирают и погружают в 1%-ный раствор сернистого натра, выдерживая там до полного почернения, далее снова промывают водой, сушат на воздухе и протирают.

Другой способ оксидирования (сульфидирования) изделий из нержавеющей стали в черный цвет заключается в погружении изделий на 10—15 минут в расплавленные соли бихромата калия или натрия. Температура расплава 360—380° С. Предварительно стальные изделия травят в смеси, состоящей из 20%-ных растворов азотной и плавиковой кислот, взятых в равных количествах.

Применяют и еще один способ оксидирования изделий из нержавеющей стали (главным образом листовой), нанося на них растворенный в керосине нефтяной пек, или гудрон (асфальт), затем нагревая изделия до температуры 260—370° С. В результате такой обработки на изделиях из нержавеющей стали синий окисел восстанавливается и, прочно сцепляясь с основным металлом, образует черную оксидную пленку.

Электрохимическое чернение стали и железа (83) применяют в тех случаях, когда противопоказано нагревать изделия. Обычно оксидирование производится при температуре от 140 до 180°С. Оксидирование в расплавленных солях требует еще большей температуры, но такая высокая степень нагрева вызывает деформацию и структурные изменения стали и железа. Поэтому был предложен способ электролитического оксидирования, дающий возможность окраски металла в черный цвет. Оксидирование стали и железа производится на аноде, катодом могут служить железо, сталь, уголь или графит.

Электролит состоит из 40%-ного раствора едкого натра и окислителя, которым могут служить хромовая кислота, хромпик, азотнокислые соли, азотистокислые соли, перманганат.Концентрация окислителя в электролите 3—5%. В вЗТГну добавляется молибдат аммония в количестве до 0,5%.

Напряжение на клеммах ванны 2,2—2,8 В, анодная плотность тока от 5 до 10 А/дм2, продолжительность обработки от 10 до 30 минут, температура ванны 1223 С.

При предлагаемом способе электролитического анодного чернел ния нет необходимости в высокой температуре, которая оказывает действие на физические свойства стали. Вместе с тем этот способ по сравнению с химическим оксидированием дает заметное повышение противокоррозионной стойкости окрашивающего слоя.

Стойкость оксидной пленки возрастает благодаря снижению ее пористости. Пористость снижается от наложения переменного тока на анод при отношении плотностей тока 1:1 или 2:1.

При этом получаются плотные ровные образования оксидной пленки черного цвета с синеватым оттенком на железе и с коричневатым — на стали. Можно подобрать такой состав электролита и плотности тока на железе, который даст и сине-фиолетовый оттенок.

Наилучшим по антикоррозионным качествам считается пленка, полученная в ванне с хромовым ангидридом.

По другому способу электрохимическое окрашивание изделий из стали в черный цвет производят в электролите следующего состава:

Двойная сернокислая соль никель-аммония 100 г/л

Сернокислый цинк ...…………………….... 12—15 г/л

Роданистый аммоний ....…………………….. 25 г/л

Температура 25—30° С, аноды — никелевые, напряжение 1 В, катодная плотность тока 0,35 А/дм2, выдержка изделий в электролите 5—10 минут. Оксидированные изделия после промывки погружают в раствор, имеющий состав:

Хлорное железо .......... 80 г/л

Соляная кислота ......... 5 г/л

3. Нанесение изображений на стальные изделия фототравлением

Процесс художественной обработки металлов во многих случаях требует фотографически точного воспроизведения заданного рисунка: портрета, пейзажа, орнамента. В таких случаях прибегают к технике фототравления, широко применяющейся в обработке цветных металлов.

На сталь, так же как на цветные металлы, наносятся светочувствительные составы:

Клей столярный ......…..... 200 г/л

Бихромат аммония ..…....... 70 г/л

Хромовый ангидрид ..….... 7 г/л

Аммиак (25%-ный) .....…... 25 г/л

Спирт (ректификат) .…...... 50 г/л

Эмульсию наносят тонким ровным слоем. Затем ее высушивают в темноте и накладывают на нее негатив, после экспозиции получившийся отпечаток промывают в воде для удаления неподвергшейся действию света эмульсии. Чтобы проверить качество полученного отпечатка, эмульсию окрашивают в ванне с анилиновым красителем (как и при фототравлении на меди). Затем отпечаток дубят в растворе хромовых квасцов, сушат и прокаливают до тех пор, пока эмульсия не приобретет коричневый цвет. После этого изделие помещают в ванну гальванического свинцевания следующего состава:

Основная углекислая соль свинца .... 129 г/л

Плавиковая кислота ……………......... 120 г/л

Борная кислота .....………………….... 106 г/л

Клей столярный ....………………….... 0,22 г/л

Температура комнатная, катодная плотность тока 1—2 А/дм2. Оборотную сторону изделия и не защищенные эмульсией части поверхности покрывают в электролите тонким слоем свинца.

Обработанное таким образом изделие переносят в ванну электролитического травления, состоящую из 10%-ного раствора соляной кислоты, и его завешивают на анод (катодом служит свинцовая пластина). В электролите происходит вытравливание не покрытых свинцом мест. Для защиты участков стального изделия, свободных от рисунка, их тщательно покрывают асфальтовым лаком.