Бронзирование металла в домашних условиях

Бронзирование

Красивым словом бронза называется сплав меди с оловом, иногда с добавлением небольшого количества других металлов: свинца, цинка, марганца, железа или никеля. Издавна этот сплав очень ценился, так как кроме красивого цвета и прочности обладает также другими достоинствами, в частности, достаточной устойчивости к коррозии. Но сама бронза достаточно дорогой материал. Намного проще сделать изделие «под бронзу», то есть, на готовый предмет нанести сверху тонкий слой настоящей бронзы. Эта процедура называется бронзирование, а сам процесс не имеет ничего общего с окрашиванием бронзовыми красками (патиной), а основан на гальванопластике.

Общие сведения

Теоретически бронзировать можно любой материал: металл, дерево, кожу, ткань, пластик. Ведь процесс состоит в том, что покрываемый бронзой предмет помещается в раствор специального состава (в зависимости от типа бронзы), а потом в него опускаются электроды и пропускается ток. В результате частицы металлов: меди, олово и других, оседают на поверхности предмета и прочно фиксируются на нем. Толщину нанесенного слоя, цвет, вернее оттенок, можно регулировать с помощью состава раствора и длительности пропускания тока.

Кстати, сейчас очень модным стало бронзировать, или как говорят, увековечивать какие-то ценные для людей мелочи: первый выпавший зуб ребенка, первый башмачок, соска или любимая игрушка. После такой процедуры эти предметы превращаются в симпатичные сувениры, над которым время уже не подвластно. Металлическое покрытие надежно защищается от влаги, УФ-старения, механического разрушения.

Еще одно направление – покрытие бронзовым составом памятников, парковых и садовых скульптур, малых форм. Это позволяет придать им более презентабельный, дорогой вид без больших затрат.

Бронзирование металла

Естественно, чаще всего применяется бронзирование металлов. Ее выполняют даже в промышленных масштабах с различными целями. Например:

• Придание более благородного вида таким изделиям как заборы, ворота, калитки, ограждения, перила.
• Покрытие чугунных и стальных частей машин и станков для защиты от местной цементации.
• С целью повышения антифрикционных свойств подшипников.
• Для защиты от коррозии стальных деталей.

Существует несколько видов бронзы в зависимости от ее состава:

• Пушечная бронза содержит около 10% олова и почти 90% меди.
• Колокольная бронза: 22% олова и 78% меди.
• Ювелирная бронза имеет сложный состав, но большая часть отводится меди, а олова – меньше, чем цинка и свинца вместе взятых.
• Столовая или белая бронза содержит минимум 40% олова, а применяться для покрытия столовых приборов и посуды. Она не темнеет со временем, как серебро.

В большинстве случаев бронзирование заключается в покрытии металлов красноватым или золотисто-желтым покрытием, иногда с небольшими добавками цинка. Для этой цели наиболее эффективными являются растворы такого состава:

1. На 500 весовых частей (в.ч.) воды надо взять 32 в.ч. медного купороса и 64 цианида калия. Все тщательно перемешать. Отдельно растворить 5 частей хлористого олова (по отношению к воде) в 5 частях едкого калия. Потом оба раствора аккуратно соединить.
2. В 1000 в.ч. воды растворить 70 в.ч. медного купороса, туда же прибавить 8 в.ч. хлористого олова, разведенного в щелоке калия.

Применяя растворы этих составов, к аноду надо подвесить литую бронзовую пластинку, тогда покрытие будет идеальным. Работает раствор при обычной комнатной температуре, но только в первые 24 часа после смешивания. Если растворы использовать дальше, то вместо бронзы на обрабатываемую деталь будет оседать чистая медь.

Для получения белой бронзы на поверхности изделий используется станнатоцианидный электролит такого состава:

• Цианид меди – 11г/л.
• Станнат натрия – 40 г/л.
• Цианид натрия – 27 г/л.
• Едкий натрий – 16 г/л.

Этот состав очень ядовит и требует работы в специальном защитном костюме и оборудованном помещении. В последнее время такой способ белого бронзирования вытесняет более безопасный – с применением пирофосфатных электролитов.

Искусное покрытие под золото и бронзу

Золочение поталью – это прекрасное хобби, для которого не потребуется приобретать дорогостоящие материалы и расходные компоненты. Искусно выполненные работы могут представлять собой реальную декоративную ценность. Представленный на странице мастер класс по золочению поталью может использвоаться в работе с другими материалами, напрмиер, серебряным или бронзовым покрытием.

Где можно использовать покрытие под бронзу, каждый решает сам, но стоит отметить, что в современных интерьерах есть определённое место для разнообразных статуэток и вазонов, выполненных в подобной технике.

Поддельное золото и серебро

Известно, что деревянным, металлическим и др. поверхностям можно придать вид золотых или серебряных, покрывая их слоем этих металлов. Для этой цели в продаже существует листовое настоящее золото, называемое сусальным, или червонным, и поддельное — желтая поталь.

Поддельное серебро носит название белой потали, применяется также довольно часто алюминий.

Подготовка для покрытия изделий золотом и серебром почти одинакова и много зависит от того, будет ли подвержен предмет, подлежащий золочению или серебрению, действию наружного воздуха или нет. Так, для наружных работ обыкновенно делается масляная подготовка, а для внутренних — клеевая или французская. В первом случае поступают так: если предмет, подлежащий золочению, деревянный, гипсовый или из какого-либо пористого материала, то поры надо предварительно заполнить подогретой олифой. Каждому слою дают высохнуть и повторяют грунтование несколько раз до получения достаточно блестящей поверхности.

Неровности и углубления по технологии покрытия золотом заполняют масляною шпаклевкой и шлифуют, как обыкновенно. После этого делается окраска, которая делается под серебро белой, а под золото — желтой масляной краской с примесью олифы и скипидара.

Покрытие золотом в домашних условиях надо делать так, чтобы краска ложилась возможно тонким и ровным слоем, разравнивая каждый раз флейцем. После высыхания шлифуют пемзовым порошком или тонкой стеклянной шкуркой, а последний слой — крокусом или хвощом.

Такая обработка повторяется до получения вполне гладкой поверхности, которую покрывают олифой или специальным лаком мордан. Последний образует клейкую поверхность, к которой плотно пристает сусальное золото. Мордан состоит из смеси воска, сала и венецианского терпентина, которую наносить следует в теплом виде.

Покрытие настоящим сусальным золотом

Лаку дают настолько подсохнуть, чтобы чувствовалась известная липкость—и тогда приступают к наложению золота. При под-грунтовках для золочения нельзя употреблять свинцовых красок или олиф, содержащих свинец, иначе в порах настоящего золота отложится сернистый свинец, который придает золочению грязный оттенок.

Листики для покрытия сусальным золотом кладут на замшевую подушечку и разрезают золотарным ножом на соответствующие куски. Отдельные части берут на плоскую мягкую кисть и накладывают по возможности ровно на подготовленную поверхность предмета, к которому они тотчас же прилипают. При этом необходимо наблюдать, чтобы листики ложились ровно, без складок и между ними не было бы непокрытых промежутков. После того, когда вся поверхность покрыта и отдельные листики, в особенности в местах неровных и в орнаментах, прижаты куском ваты, обернутой в плотную тряпку, дают хорошо просохнуть, смахивают избыток мягкою кистью и разглаживают поверхность агатовым камнем.

Когда покрытие золотом делается внутри здания и предмет не подвергается действию внешней атмосферы и сырости, то подготовку можно сделать на клею. Для этого дерево пропитывают один или два раза слабым раствором клея для того, чтобы возможно плотно закрыть его поры.

После высыхания клея наносят меловую грунтовку. Для этого удобнее брать мел плавленый (французский) и смешать его с не очень густым раствором клея. Полученную массу растирают возможно тонко на каменной плите; при употреблении разбавляют немного горячей водою, размешивают и наносят мягкою широкою кистью.

Грунтовку необходимо повторить несколько раз, при чем всегда, по высушенному и отшлифованному слою шлифуют тонкой стеклянной шкуркой. Последний слой также шлифуют стеклянной бумагой и затем трут куском грубого солдатского сукна, навернутого на дощечку. Полировать надо до получения небольшого, но, однако, достаточно заметного лоска на меловом грунте. После полирования наносят 2-3 слоя полимента, давая каждому слою просохнуть до нанесения следующего. Полимент натирают сукном, а перед наложением золота смачивают спиртом.

Посмотрите, как осуществляется золочение поталью – на видео показана очень интересная современная технология:

Бронзирование порошком и краской

Бронзирование употребляется в тех же случаях, как и золочение, с тою разницею, что это покрытие не дает такого блеска, как золотое. Бронзирование делается не листовым металлом, а особым бронзировальным порошком или краской.

Бронзовые порошки состоят из тонко измельченных металлических составов латуни, олова, меди или алюминия. Пестрые бронзы получаются при нагревании желтых и белых бронзовых порошков.

Как неблагородные металлы, бронзовые порошки, за исключением только алюминиевой бронзы, быстро окисляются, особенно на влажном воздухе. В том случае, когда в воздухе содержатся пары какой-либо кислоты, то на поверхности латунной или медной бронзы неминуемо образуется зеленоватый налет окиси меди. То же произойдет, если в связывающем веществе для бронзового порошка содержится значительная доля кислоты. Связывающие вещества для покрытия бронзой не должны содержать чистого скипидара, ибо от этого бронзовый порошок немедленно окрашивается в зеленый цвет. Не следует также цементировать бронзовые порошки лаками, содержащими кислоты, то есть лаками, приготовленными из кислых смол, канифоли и т. п. Кислоты надо предварительно удалить из лака посредством нейтрализации известью и дать отстояться.

Такие лаки всего удобнее разбавить бензином вместо терпентинного масла. Цапонлак тоже должен быть отнесен к хорошим связывающим средствам для бронзы, придает ей хороший оттенок, позволяет делать линии и разрисовки и долго предохраняет бронзу от окисления. Случается, однако, что окисление наступает довольно быстро. Это происходит оттого, что целлулоид, из которого состоит этот лак, разлагается и отделяет азотную кислоту.

Из растворимых в воде связывающих для бронзы веществ можно указать на смесь гуммиарабика с сахаром. Пригодна также смесь клейстера из рисового крахмала с раствором сахара, которые кипятят вместе.

Можно цементировать покрытие бронзой металла следующим способом: 150 г скипидарного мыла растворяют в 1 л теплой воды и в этот раствор прибавляют взболтанный из 14 яиц белок.

Калийное стекло тоже может служить хорошим связывающим веществом для бронзы, особенно когда бронзировка делается по слегка нагретому железу.

Если натереть железные и чугунные украшения порошком графита и бронзировать их алюминием, можно придать им очень изящный вид полированной стали.

Железные украшения, как например дверцы, перила, решетки, часто разделывают под старую бронзу, для чего их предварительно окрашивают в какой-либо подходящий цвет, например, грязно-зеленоватый или коричневатый. Бронзу разбалтывают в спиртовом или в жидком масляном лаке и наносят небольшою кистью на выступающие части украшений.

Для простых работ при внутренних отделках бронзу смешивают с растворами клея или камеди, а при наружных — с копаловым лаком или олифой и наносят при помощи кисти на подготовленную поверхность. Заметим, что вообще следует избегать присутствия скипидара и кислот, при действии которых бронза темнеет.

Бронзирование металла в домашних условиях

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Оксидирование и бронзирование металлов

• Уксусно-медной соли (в кристаллах) 5 г;
• Нашатырного спирта 7 г;
• Уксусной кислоты 3 г;
• Воды 85 г.

Медные предметы, подлежащие коричневому оксидированию сильно нагревают на углях, затем погружают их в указанный состав или обмазывают им, после чего покрывают раствором из 1 вес. ч. Воска в 4 вес. ч. терпентинного масла.

• Серноникелевой соли 100 г;
• Бертолетовой соли 200 г;
• Медного купороса 900 г;
• Марганцевокалиевой соли 10 г;
• Воды 5 л.

• Хлористого аммония 30 г;
• Кислой щавелевой соли 10 г;
• Уксусной кислоты 0,25 л.

Очищенные предметы натирают при помощи мягкой щетки или полотняной тряпки этим раствором, пока натираемое место совершенно не высохнет.

Операцию повторяют, пока не получится окраска желаемого оттенка.

В 100 см3 воды растворяют 10 г роданистого аммония, затем прибавляют 10 г нашатырного спирта (уд. в. 0,91) и раствор 3 г медного купороса в 9 см3 воды. Предмет помещают в раствор на 5 часов.

Применяют и другой рецепт: растворяют 100 г хлористого цинка и 100 г медного купороса в 200 г воды.

• Поваренной соли 2 г;
• Серной печени 2 г;
• Воды 1 л.

Составляют смесь из 225 г уксусно-медной соли, 113 г окиси цинка, 56 г буры, 56 г селитры натриевой и 25 г сулемы. Добавляют льняного масла.

• Нашатырного спирта 10 г;
• Углеаммониевой соли 30 г;
• Воды 240 г.

Этим раствором покрывают предметы. Если вместо воды ввести густой трагантовый клей, патинировка сделается более темной и через 7-8 часов окраска примет синевато-зеленой тон.

При повторном покрывании окраска делается более сочной и красивой. Покрытие тонким слоем копалового лака, разбавленного терпентинным маслом, дает тот же результат. Другие металлы обычно раньше покрываются медью, а затем окрашиваются.

Работу следует производить только в прохладном помещении, так как углеаммониевая соль и нашатырный спирт в теплой атмосфере легко улетучиваются.

Указанный выше способ пригоден как для меди, так и для латуни и бронзы.

Получение матовой черной окраски латуни и бронзы оксидированием

• Углемедной соли 120 г;
• Нашатырного спирта 1000 г;
• Воды 2 л.

Углемедную соль растворяют в аммиаке, хорошо перемешивают и прибавляют воду.

• Углемедной соли 120 г;
• Нашатырного спирта 600 г;
• Воды 360 г.

Предметы держат в растворе до тех пор, пока они не почернеют, промывают их холодной водой и сушат, в древесных опилках. Прочность окраски увеличится, если после сушки обтереть предмета терпентинным маслом.

• Медного купороса 100 г;
• Бертолетовой соли 10 г;
• Воды 500 г.

Растворяют медный купорос и бертолетову соль в горячей воде. По охлаждении раствор фильтруют. Цинковые предметы тщательно очищают и опускают на мгновение в слабый раствор соляной кислоты; затем тщательно промывают и опускают на секунду в раствор для окраски. Очень хорошие результаты получаются на матовых полированных мелких предметах.

Подлежащие окраске в различные цвета предметы из латуни необходимо предварительно отполировать и промыть бензином для удаления малейших следов жировых веществ, после чего покрыть соответствующим раствором.

• Серноватистонатриевой соли 1 г;
• Воды 150 г.

• Сернистого калия 1 г;
• Воды 250 г.

• Азотно-медной соли 7 г;
• Щавелевой кислоты 7 г;
• Воды 125 г.

• Серноватистонатриевой соли 15 г;
• Азотной кислоты 1 г;
• Воды 250 г.

• Азотно-железной соли 6 г;
• Серноватистонатриевой соли 6 г;
• Воды 100 г.

• Двухлористого железа 1 г;
• Воды 100 г.

• Азотно-железной соли 1 г;
• Воды 100 г.

Оксидирование железа в черный и коричнево-черный цвет

Нагревают железный предмет до 100°, опускают на мгновение в раствор двухромовокалиевой соли в воде (1:10), сушат на воздухе и держат его в течение 1-2 минут над раскаленными углями. Эту процедуру повторяют 2-3 раза и, в конце концов, получают, если температура была правильной, коричнево-черную окраску. Если нагрев был слишком высок, предметы становятся совершенно черными и без металлического отблеска.

Оксидирование железа и стали в синий, коричневый или черный цвет

Подлежащий окраске железный или стальной предмет нужно отполировать и удалить с него посредством бензина жир. Для получения черной окраски окрашиваемую поверхность покрывают раствором азотно-медной соли. Предмет нагревают до 50° и потом обливают машинным маслом из масленки.

Автор: Королев В.А.

Смотрите другие статьи раздела Заводские технологии на дому — простые рецепты.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Электролит бронзирования

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности бронзовых, гальваническим способом. Бронзовые покрытия могут быть использованы как в качестве подслоя (вместо никеля или меди), так и в качестве самостоятельного покрытия. Электролит бронзирования содержит, г/л: медь сернокислая 15-25, олово сернокислое 5-8, аммоний щавелевокислый 45-55, борная кислота 10-30, фторид аммония 2-17, формалин 1-5 мл/л, вода до 1 л. Технический результат: увеличение рабочего диапазона плотностей тока и устойчивости электролита к процессам окисления. 3 табл.

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности бронзовых, гальваническим способом. Бронзовые покрытия могут быть использованы как в качестве подслоя (вместо никеля или меди), так и в качестве самостоятельного покрытия.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Известен цианистый электролит бронзирования [1], содержащий, г/л: медь — 15 — 18 олово — 23 — 28 калий цианистый (свободный) KCN — 26 — 28 натр едкий (свободный) NaOH — 9.5 — 10 вода — до 1 литра катодная плотность тока, А/дм 2 — 2-3 анодная плотность тока, А/дм 2 — 2.7-3 температура, o C — 65
катодный и анодный выход по току, % — 70-75
Недостатком аналога является его токсичность, высокая концентрация компонентов, работа при повышенной температуре.

Известен также сульфатный электролит бронзировання [1], содержащий, г/л:
медь сернокислая — 30 — 50
олово сернокислое — 30 — 50
серная кислота — 50 — 100
фенол — 5 — 10
желатин — 1.5 — 3
тиомочевина — 0,005
вода — до 1 литра
катодная и анодная плотности тока, А/дм 2 — 0.5-1
катодный выход по току, % — 100
температура, o C — 18-25
Недостатком аналога являются низкая стабильность, низкая рассеивающая способность, а также содержание экологически опасных веществ (фенол).

Наиболее близким к предлагаемому электролиту по совокупности признаков, то есть прототипом, является оксалатный электролит бронзирования [2], содержащий, г/л:
медь сернокислая — 20 — 25
олово сернокислое — 3 — 10
аммоний щавелевокислый — 45 — 55
борная кислота — 15 — 25
желатин — 0.1 — 0,2
триэтаноламин — 0.3 — 0,5
вода — до 1 литра
pH — 3.5 — 6
температура, o C — 18 — 25
катодная плотность тока, А/дм 2 — 0.3 — 07
Недостатком прототипа является низкая рабочая плотность тока, снижающая производительность электролита. Кроме того, прототип обладает недостаточной устойчивостью к окислению солей олова (II) кислородом воздуха, что приводит к необходимости периодической корректировки и фильтрации электролита.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретательская задача состояла в увеличении рабочего диапазона плотностей тока, а также в повышении его устойчивости к процессам окисления.

Поставленная задача достигается путем создания электролита бронзировання, включающего медь сернокислую, олово сернокислое, аммоний щавелевокислый, борную кислоту и воду, который дополнительно содержит фторид аммония и формалин при следующем соотношении компонентов, г/л:
медь сернокислая — 15 — 25
олово сернокислое — 5 — 8
аммоний щавелевокислый — 45 — 55
борная кислота — 10 — 30
фторид аммония — 2 — 17
формалин — 1-5 мл/л
вода — до 1 литра
pH — 4.5 — 5.5
температура, o C — 20
катодная плотность тока, А/дм 2 — 0.2 — 1.0
Сопоставительный анализ состава электролита с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый электролит отличается от него введением новых компонентов, а именно фторида аммония и формалина.

Медь сернокислая, 5-водная, ТУ 6-09-4525-77, ч, химическая формула CuSO₄ 5H₂O, плотность 3.603 г/см 3 температура плавления 200 o C, растворимость 20.2 г в 100 г воды при температуре 20 o C [3].

Олово сернокислое, ТУ 6-09-1502-75, ч, химическая формула SnSO₄, разлагается при температуре менее 360 o C, растворимость 19 г в 100 г воды при температуре 20 o C и 18.1 г в 10 г воды при температуря 100 o C [3).

Аммоний щавелевокислый, 1-водный, аммоний оксалат, ГОСТ 5712-78, чда, химическая формула (NH₄)₂C₂O₄H₂O, плотность 1.50 г/см 3 температура плавления — разлагается, растворимость 2.6 г в 100 г воды при температуре 0 o C в 11.8 г в 100 г воды при температуре 50 o C [3].

Борная кислота (орто), ГОСТ 9656-75, ч, химическая формула ₃BO₃, плотность 1435 г/см 3 температура плавления 185 o C — разлагается, растворимость 2.7 г в 100 г воды при температуре 0 o C и 39 г в 100 г воды при температуре 100 o C [3].

Фторид аммония ГОСТ 4518-75, ч, химическая формула NH₄FHF, растворимость 39.76 г в 100 г воды при температуре 0 o C и 592 г в 100 г воды при температуре 100 o C [3].

Формалин ГОСТ 1625-75, ч, химическая формула HCHO, плотность 0,815 г/см 3 , температура плавления -92 o C, растворим в воде [3].

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

ПРИМЕР 1. Для приготовления 1 литра электролита 50 г аммония щавелевокислого растворяли в воде при температуре 60 o C, добавляли 6 г олова сернокислого, 20 г меди сернокислой и 10 г фторида аммония при тщательном перемешивании. Борную кислоту в количестве 20 г также добавляли в виде раствора в 200 г горячей воды. Затем раствор охлаждали до комнатной температуры и вводили формалин в количестве 2 мл, после чего объем доводили до 1 литра. Требуемое значение pH 5 устанавливали при помощи серной кислоты или 25% раствора аммиака. Приготовленный электролит имеет следующий состав, г/л:
медь сернокислая — 20
олово сернокислое — 6
аммоний щавелевокислый — 50
борная кислота — 20
фторид аммония — 10
формалин — 2 мл/л
вода — до 1 литра
pH — 5
Примеры с другими значениями концентраций заявляемого электролита приведены в таблице 1.

Бронзовое покрытие наносили на свежеосажденный блестящий никелевый подслой электрохимическим способом. Качество полученных бронзовых покрытий оценивали по внешнему виду в соответствии с требованиями ГОСТа 9.301-86, по сцеплению с основным металлом — согласно ГОСТу 9.302-88. Введение фторида аммония и формалина приводит к значительному расширению рабочего диапазона плотностей тока. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Из представленной таблицы видно, что в разработанном оксалатном электролите бронзирования значительно увеличивается диапазон рабочих плотностей тока.

Определяли стабильность электролита к окислению кислородом воздуха в течение времени. Оказалось, что оксалатный электролит является более стабильным по сравнению с прототипом. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Из представленной таблицы видно, что при заявляемых условиях электроосаждения оксалатный электролит стабилен в работе в течение длительного времени и после корректировки полностью восстанавливает свои свойства в отличие от прототипа, в котором уже через 1 день происходит окисление олова (II) до олова (IV) кислородом воздуха, что вызывает нестабильность электролита.

Таким образом, предлагаемый электролит позволяет получить бронзовые покрытия, качества которых соответствует требованиям указанных выше стандартов и в процессе эксплуатации электролита не происходит необратимых изменений, нарушающих его стабильность.

ЛИТЕРАТУРА
1. Вячеславов П.М. Электролитическое осуждение сплавов.- Л.: Машиностроение, 1977. — 18-20 с.

2. Патент РФ N 2130513 «Электролит бронзирования». / Ю.Я. Лукомский, О. Л. Кунина // опубл. в Б.И. N 14 от 20.05.99 г.

3. Справочник химика, II том, Л.: Химия, 1964.

Электролит бронзирования, включающий медь сернокислую, олово сернокислое, аммоний щавелевокислый, борную кислоту и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фторид аммония и формалин при следующем соотношении компонентов, г/л:
Медь сернокислая — 15 — 25
Олово сернокислое — 5 — 8
Аммоний щавелевокислый — 45 — 55
Борная кислота — 10 — 30
Фторид аммония — 2 — 17
Формалин — 1 — 5 мл/л
Вода — До 1 л

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА БРОНЗИРОВАНИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Космодамианская Л.В., Тютина К.М., Николаева О.Е., Ле Хюэ Хыонг, Одинокова И.В.

РХТУ им. Д.И. Менделеева, г. Москва РХТУ им. Д.И. Менделеева

125047, Москва, Миусская пл.,9. Факс: (095)200-42-04; тел. (095)978-61-95;

Одной из возможностей замены благородных металлов является использование покрытий сплавом медь-олово. Бронзовые покрытия находят промышленное использование в основном для декоративных и специальных целей. Покрытия сплава медь-олово, содержащие 10-20% олова, обладают достаточно высокой микротвердостью, низким коэффициентом трения и имеют приятный внешний вид. Покрытия белой бронзой, содержащие 40-70% олова, легко полируются, хорошо паяются, имеют внешний вид и коэффициент отражения близкие к серебру.

В настоящее время наиболее перспективными являются сульфатные электролиты бронзирования, отвечающие требованиям современного производства: они малотоксичны, сравнительно дешевы, просты в эксплуатации и обладают многими довольно высокими технологическими показателями.

Для электроосаждения сплава Cu-Sn предложен сульфатный электролит, содержащий сернокислые соли меди и олова, серную кислоту, сернокислый натрий или калий, антиоксидант, НПАВ (ОС-20 или Синтанол ДС-10) и блескообразующую добавку ЦКН-31. Электролит работает при перемешивании катодной штангой – 28-30 кач/мин и температуре 18-25°С.

Из предложенного сульфатного электролита в интервале катодных плотностей тока от 0,5 до 2 А/дм 2 осаждаются полублестящие золотистые покрытия, содержащие 83-90% меди с выходом по току 96-100%. При дальнейшем повышении плотностей тока от 2,5 до 5,5 А/дм 2 получаются зеркально-блестящие золотисто-желтые осадки, но при этом содержание меди в сплаве падает до 25-30%, а выход по току снижается с 95 до 92%.

Химический и фазовый составы бронзовых покрытий из сульфатных электролитов существенно зависят от катодного потенциала. При смещении потенциала в отрицательную сторону сплав значительно обогащается оловом, при этом также изменяются составы интерметаллических соединений из которых в основном состоят бронзы. С этим, по-видимому, и связан сложный характер катодной поляризационной кривой осаждения бронзы.

В результате исследования химической устойчивости сульфатных электролитов бронзирования было установлено, что ионы Cu 2+ практически не влияют на окисление Sn 2+ в растворе. Однако, при наличии медной пластин опущенной в сульфатный электролит наблюдается протекание реакции Sn 2+ →Sn 4+ +2e (на поверхности Cu). Следует предположить, что окисление Sn 2+ до Sn 4+ происходит по электрохимическому механизму с участием Cu 2+ , который может восстанавливаться до металлической меди Cu 0 по реакции Cu 2+ +2e→Cu 0 (на медной пластине) либо с участием атомов кислорода воздуха. Медная пластина, вероятно, является переносчиком электронов. Не исключается возможность того, что медная пластина является инициатором (или катализатором) реакции взаимодействия Sn 2+ с кислородом, растворенным в электролите, либо находящимся в прилегающем к нему слое атмосферы.

Наличие антиоксиданта – ЦКН-32 — не предотвращает окисление Sn 2+ до Sn 4+ , растворенном в растворе кислородом воздуха в присутствии ионов Cu 2+ , по-видимому, вследствии окислительно-восстановительной реакции между ионами Cu 2+ и антиоксидантом с образованием неактивной по отношению к кислороду окисленной формы ЦКН-32. В присутствии гидрохинона содержание Sn 2+ в растворе изменялось незначительно.

Таким образом, рекомендуется после окончания электролиза, проводимого в сульфатном электролите бронзирования (в независимости от его конкретного состава), вынимать медные аноды из ванны (на время простаивания электролита в отсутствие поляризующего тока) с целью снижения дополнительной потери двухвалентного олова в растворе. Кроме того, в качестве антиоксиданта в сульфатном электролите предпочтительнее использовать гидрохинон.

В процессе проведения длительного электролиза (при i_k=1 A/дм 2 ) с медным анодом было установлено, что с увеличением количества пропущенного электричества происходит довольно быстрое уменьшение содержания Sn(II) в сульфатном электролите бронзирования, связанное, по-видимому, с его электрохимическим окислением на аноде до Sn(IV), затем процесс окисления несколько замедляется. Возможность окисления обусловлена значениями потенциалов растворения медного анода в диапазоне рабочих плотностей тока, расположенных значительно электроположительнее стандартного потенциала реакции окисления Sn(II) до Sn(IV). Концентрация меди в растворе изменилась незначительно.

Проведение длительного электролиза в условиях разделения анодного и катодного пространств с помощью модуля с катионообменной мембраной МФ-4СК-1 и нерастворимым анодом показало, что скорость химического окисления Sn 2+ пренебрежительно мала.

Таким образом, для повышения электрохимической устойчивости сульфатного электролита бронзирования желательно работать с разделением катодного и анодного пространств модулем с катионообменной мембраной и применением нерастворимого анода при корректировке электролита через 2-3 А*ч/л пропущенного электричества по солям олова и меди.