Глава III защитно-декоративные покрытия

§ 10. Меднение

Медные покрытия обычно не применяются как самостоятель­ные электролитические покрытия ни для защиты стальных де­талей от коррозии, ни для декоративной цели вследствие своих

Глава V окраска металлов1

Окраску металлов или металлических покрытий про­изводят главным образом для улучшения декоративного вида поверхности. В некоторых случаях окраска металла приобретает функциональное значение. Так, например, мало отличающиеся по форме различные детали массо­вого производства (винты, болты, штампованные детали и т. д.) окрашивают в различные цвета, чтобы не сме­шать их во время монтажа. Есть еще некоторые про­мышленные отрасли, для которых окраска определенных изделий неотъемлема так же, как, например черное ок­рашивание в оптике.

В принципе можно придать желаемый цветовой оттенок любой металлической поверхности. Ес­ли же состав материала не допускает непосредственной качественной окраски, то всегда можно нанести гальва­нически подходящее металлопокрытие и окрасить его в соответствии с предъявляемыми требованиями. Кроме того, начинающая широко применяться в последние годы гальваническая обработка пластмасс позволяет обраба­тывать изделия из пластмассы аналогично изделиям из металла. Типичным примером служит омеднение и пати­нирование подарков и сувениров из пластмассы.

Указанная возможность придать изделию желаемый цвет путем осаждения и окраски подходящего металли­ческого покрытия не излагается подробно в данной гла­ве, так как окраска металлических покрытий одинакова с окраской литых металов.

Ниже рассматриваются только те способы окраски, которые имеют место при непосредственной реакции металла с красящим раствором, расплавом, или кислоро­дом воздуха; окраска хроматных пленок и пленок, полу­ченных анодным оксидированием, в данной главе также опущена. В этих способах окраска поверхностей вызвана адсорбцией или абсорбцией органических красящих ма­териалов или образованием «металлических лаков». Вполне понятно, что с точки зрения прочности краски ок­рашенная поверхность имеет такую устойчивость, что и сама краска. Во многих случаях металические поверхно­

сти, окрашенные органическими красителями, неустой- вы к свету и поэтому часто служат причиной для рекла­маций, в особенности, при темней окраске поверхности. Кроме изменения окраски от воздействия света, оно мо­жет происходить также и от влияния химикатов (напри­мер, моющие средства), так как органические красители устойчивы лишь в определенной области значений рН.

Необходимым условием качественной окраски метал­ла является подготовка поверхности, такая же тщатель­ная, как и при нанесении гальванических покрытий. Са­мо собой разумеется, что зрительное впечатление от ок­рашенной металлической поверхности также сильно за­висит от механической и химической подготовок (напри­мер, от полирования, крацевания, травления и т. д.).

1. Способы окраски металлов

С точки зрения ограничения применяемых органичес­ких красителей существенное значение приобрели такие способы окраски металлов, как электролитический и тер­мический метод, а также окраска погружением.

Способ окраски погружением

Наиболее применимы те способы окраски, при кото­рых между окрашиваемой поверхностью металла и рас­твором или расплавом красителя проходит химическая реакция без -воздействия наружного источника тока. Для получения по возможности более равномерной ок­раски изделия, находящиеся в растворе красителя, при­водят в движение для выравнивания температуры и кон­центрации. Кроме того, соотношение величины окраши­ваемой поверхности и объема красильного раствора не должно быть слишком велико.

Однако неблагоприятные результаты окраски могут быть следствием не только различных соотношений по­верхности и объема раствора, но и • неравномерного прогрева окрашиваемого материала, особенно изде­лий с различной толщиной стенок. Неравномерный же нагрев создает неодинаковые условия для реакции на по­верхности металла. Если различный нагрев не играет ни­какого значения для процесса окраски, проводимого при комнатной температуре, то для процессов, требующих повышенной температуры, вопросам нагрева должно быть уделено большое внимание. Наиболее целесообраз­но равномерно нагреть изделие перед погружением его в раствор красителя. Это достигается путем длительной выдержки изделий в воде, имеющей температуру краси­теля, или нагревом в сушильном шкафу.

В то время, как затруднения, возникающие в резуль­тате неодинакового соотношения температуры или кон­центрации, сравнительно легко устраняются путем опи­санных мероприятий, то от воздействия различного каче­ства поверхности металла на равномерность окраски из­бавиться не так просто. Эта проблема стоит главным об­разом перед литьем, у которого в результате ликвидации возникают местные различия в составе сплава. Кроме того, неоднородность окраски может произойти также и при одинаковом составе сплава в том случае, если гото­вое изделие собрано из различно изготовленных деталей. Затруднения часто встречаются и тогда, когда, напри мер, листовые изделия или отливки должны иметь оди­наковый оттенок окраски. В случае необходимости получения декоративных поверхностей на окрашиваемые изделия наносят сначала одинаковое гальваническое по­крытие и только затем производят окрашивание.

Подвески или приспособления должны быть изготов­лены из материала, который не оказывает вредного влия­ния на процесс окрашивания (например, в результате об­разования короткозамкнутого гальванического элемен­та).

Изделия, которые вследствие своей величины или конструкции (например, металлы различного вида), не могут быть обработаны методом погружения, окрашива­ют с помощью кисти или пульверизатора. При этом кра­сящий раствор надо наносить очень тщательно равно мерным тонким слоем. Для окраски при высокой темпе ратуре изделие предварительно медленно и равномерно нагревают для обеспечения одинакового распределения тепла и получения тем самым хорошего качества покры­тия.

Иногда окраску производят также погружением в расплавленные соли. Так как в этом случае работают при температуре до 450°С, то необходимо особенно стро­го соблюдать правила техники безопасности. Некоторые солевые ванны содержат нитриты или нитраты, выде­ляющие при рабочей температуре кислород; в результа­те соприкосновения жидкого расплава с органическими материалами возникает опасность пожара. Кроме того, надо следить за тем, чтобы изделия, погружаемые в рас­плав, были сухими во избежание разбрызгивания рас­плава. Работа у ванн с расплавом солей должна произ­водиться обязательно в защитных очках.

Емкостью для расплава солей обычно служат сталь­ные ванны; толщина стенок должна быть достаточно большой во избежание прогорания дна в результате ме­стных перегревов. Рекомендуется после окончания ок­раски, если работа не производилась со слишком боль­шими количествами, вылить расплав на чистый желез­ный противень, а после охлаждения развить «солевой пирог» и сохранять полученные куски в закрытом сосу­де. Это особенно целесообразно в тех случаях, когда ох­лажденный и затвердевший солевой расплав забирает влагу воздуха.

Окраску в расплаве солей нельзя производить для паяных изделий. Непригоден этот способ окраски и для металла, у которого высокая рабочая температура вызы­вает изменение структуры и обусловленные этим неже­лательные изменения механических свойств.

Электрический способ

Хотя способы окраски поверхности металла при по­мощи электрического тока и не имеют широкого рас­пространения, в отдельных случаях они получили прак­тическое значение.

При электролитическом способе окрашивания изде­лие в большинстве случаев служит анодом. Для получе­ния равномерной окраски необходимо устанавливать воз­можно большее расстояние между электродами. Однако это может вызвать затруднения для глубоко профилиро­ванных изделий. Как при катодном отложении металли­ческого покрытия, так и при анодной окраске рассеиваю­щая способность электролита может оказать неблаго­приятное действие. В то время как при осаждении метал­ла в большинстве случаев неравномерная толщина по­крытия не распознается непосредственно по внешнему виду, то при окраске неодинаковая толщина краски на­много заметнее по получаемому неравномерному тону. Однако с подобными затруднениями можно встретиться не только при окраске глубоко профилированных изде­

лий, но и при обработке ровных листов, у которых при оп­ределенных обстоятельствах окраска краев отличается по тону от середины листа.

При анодной окраске профилированных изделий на поверхности частей, близко расположенных к катоду, могут образоваться в результате анодного растворения изъязвления еще до начала окрашивания остальных частей. Таким образом, для получения равномерной ок­раски электролитическим методом требуется большой опыт. Во многих случаях благопритные условия обра­ботки выявляются путем предварительных испытаний (например, перемешивание электролита, приведение в движение электродов и самих изделий).