7
Technologia Powierzchni i Powłok - Laboratorium
4.15. Barwienie miedzi i jej stopów
A. Wstęp
Na metalach można uzysliwać bardzo szeroką gamę barw i odcieni stosując obróbkę cieplną, zanurzenie w chemikaliach lub poprzez procesy elektrolityczne. Przy barwieniu metali i stopów, wynik obróbki często zależy bardziej od zręczności operatora niż od stosowanego środka i zmienia się wraz ze zmianą składu podłoża. Inny efekt uzyskuje się na przykład z danego roztworu na mosiądzu żółtym a inny na ciemnym.
Użycie środka chemicznego określa się jako utlenianie. Najstarsza metoda uzyskiwania szerokiego zakresu barw, od jasnobrązowych do czarnych, polega na zanurzeniu w alkalicznych roztworach siarczków. Oryginalna jest tutaj tzw. wątroba siarczana, jako mieszanina wielosiarczków potasu i tiosiarczanu potasu. Modyfikacją tej receptury są siarczki sodu, baru, czy amonu, dające różne odcienie.
Powierzchnie stopów miedzi barwione w siarczkach wymagają szczotkowania na sucho lub na mokro i muszą być zabezpieczone na zewnątrz powoką lakierową. Kolory kontrastowe uzyskuje się przez dodatkowe przetarcie pastą, polerowanie środkami nietłuszczącymi, itp. Małe wyroby można kolorować w zbiornikach, następnie utrwalać przez bębnowanie w odpowiednich środkach, lub kulkowanie.
Roztwory siarczków muszą być odpowiednio rozcieńczone, ponieważ wzrost stężenia powoduje gruboziarnistość struktury i słabą przyczepność.
B. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie technologii otrzymywania różnych barw i odcieni miedzi, mosiądzu i brązu.
C. Odczynniki i materiały
- tiosiarczan sodu - chlorek cynku CnCl2
- azotan żelazowy Fe(NO3)3 - kwas octowy
- nadchloran potasu KClO4 - gliceryna
- siarczan niklowy NiSO4· 6H2O - nadmanganian potasu KMnO4
- siarczan miedziowy CuSO4· 5H2O - siarczan amonowo-niklawy
- chlorek amonu NH4Cl NiSO4· (NH4)2SO4 · 6H2O
- chlorek sodu NaCl - próbki - blaszki Cu, mosiądzu,
- siarczek baru BaS brązu.
D. Wykonanie ćwiczenia
Przygotować stosowne ilości roztworów do barwienia w następujących kolorach:
(a) zieleń antyczna na mosiądzu
NiSO4· (NH4)2SO4 · 6H2O 60 g
Tiosiarczan sodu 60 g
Woda 1 dm3
Temperatura 70-72oC
(b) ciemna zieleń na mosiądzu
Fe(NO3)3 7,5 g
Tiosiarczan sodu 50 g
(c ) kolor brązowy na Cu i mosiądzu
KClO4 41,2 g
NiSO4· 6H2O 20,6 g
CuSO4· 5H2O 180 g
Temperatura 90-100oC
(d) kolor brązowo-czekoladowy na mosiądzu
KMnO4 7,5 g
CuSO4· 5H2O 7,5 g
Temperatura 93-98oC
(e) kolor jasnobrązowy na Cu i mosiądzu
BaS 3,75 g
(NH4)2CO3 1,87 g
Uwaga: po zabiegu powierzchnię wyszczotkować na mokro i zanurzyć ponownie.
(f) patyna lub antyk Verde - 2 roztwory
1 - Cu NO3 30 g
NH4Cl 30 g
CaCl2 30 g
2 - Kwas octowy 1 dm3
NH4Cl 300 g
NaCl 105 g
Wodorowinian potasu 105 g
CuC2H3O2 105 g
(g) zieleń Tiffany’ego
CuSO4 60 g
NaCl 30 g
ZnCl2 7,5 g
Kwas octowy 15 g
Gliceryna do 7,5 g
(h) czerń na miedzi
Wątroba siarczana (mieszanina wielosiarczków potasu i tiosiarczanu potasu) 1,87 g/dm3 wody. Temperatura pokojowa, czas zanurzenia - 1 min.
Jeżeli nalot tworzy się zbyt szybko, oznacza to, że warstewka siarczanu miedzi jest zbyt gruboziarnista, gąbczasta, nie przylagająca do podłoża. Należy wówczas zmniejszyć stężenie roztworu.
C. Przygotowanie próbek
Powierzchnię próbek czyścić i odtłuszczać zgodnie z instrukcją przygotowania powierzchni.
D. Sprawozdanie
W sprawozdaniu podać technologię barwienia oraz wyniki, w tym głównie równomierność uzyskanej powłoki.
E. Pytania kontrolne
(1) Od czego zależy barwa powierzchni
(2) Podać sposoby utrwalania barw
4.16. Powłoki z tworzyw sztucznych - fluidyzacja
Tworzywa sztuczne posiadają wiele cennych zalet, takich jak: odporność na działanie czynników agresywnych, dobre własności izolacyjne, dekoracyjne, itp. Znalazły one zastosowanie do wykonywania powłok ochronnych i dekoracyjnych na przedmiotach metalowych i niemetalowych. Do wytwarzania powłok z tworzyw sztucznych stosuje się materiały w postaci proszku, zawiesiny w cieczy, past, i w stanie ciekłym. Dobór metody uzależniony jest przede wszystkim od właściwości fizycznych i chemicznych tworzywa.
B. Powlekanie fluidyzacyjne
Powlekanie fluidyzacyjne polega na wytwarzaniu powłok ze sproszkowanych tworzyw sztucznych na przedmiotach (głównie metalowych) przez podgrzanie ich do temperatury topnienia tworzywa powłokowego i zanurzenie w zawiesinie tego tworzywa, czyli w złożu fluidalnym wytworzonym w urządzeniu zwanym fluidyzatorem. Zjawisko fluidyzacji polega na zetknięciu fazy stałej (proszku) z fazą gazową (sprężone powietrze) i utrzymaniu cząstek proszku w strumieniu przepływającego gazu (złoże fluidalne).
Fluidyzowany proszek, którego cząsteczki wykonują względem siebie ruchy, odkłada się na powierzchni zanurzonego przedmiotu równomiernie na całej powierzchni, tworząc powłokę o równej grubości bez por. Zawiesinę proszku można uzyskać w naczyniu, w którym na porowatym dnie znajduje się określona ilość proszku tworzywa sztucznego (rys. 4.16.1).
...
kobzyk7