Патинирование меди, или оксидирование, — это создание на поверхности металла искусственной оксидной пленки. Его применяют для состаривания медных и латунных украшений, предметов интерьера из бронзы (например, деталей шкатулок или мебели, статуэток). Антиквары обрабатывают монеты, чтобы придать им аутентичный вид после чистки, когда натуральная патина повреждена или ее пришлось снять.
По составу искусственные оксидные пленки аналогичны атмосферной патине, но некоторые из них легко стираются, поэтому их покрывают лаком. Есть несколько способов обработки металла для нанесения на него пленки оксида, при этом патинирование латуни и меди проводят одинаково:
- Химический (обработка химреактивами). Часть растворов токсична или работа с ними требует соблюдения сложной технологии; другие можно без боязни использовать дома.
- Электрохимический (обработка в ванночке с электролитом).
- Термический (воздействие огнем).
Патинированная медь
Перед началом работы предмет очищают, обезжиривают спиртом или средством для посуды, промывают и высушивают. Изделия с рельефными деталями и монеты после обработки не протирают тканью, а сушат в опилках. Ткань стирает непрочные пленки, а в углублениях остается влага, и цвет в них продолжает меняться, хотя и менее интенсивно.
Быстрые способы
1) Патинирование меди в домашних условиях можно проводить всеми способами, однако самый простой из них — термический. Если водить струей огня по поверхности металла, получаются радужные разводы от бледно-желтого и оранжевого до лилового — по мере нагрева окраска металла становится темнее. Если у вас нет ювелирной горелки, зажмите украшение в плоскогубцах и «обмакивайте» его в краешек пламени на конфорке кухонной плиты. Опустите раскаленную деталь в воду, и «цвета побежалости» зафиксируются, а чтобы окраска не стиралась, ее покрывают лаком.
2) Для простого химического патинирования используют серную мазь. Наложите слой мази на деталь и оставьте на 3-4 часа, а потом вымойте ее мылом или средством для посуды.
- Серная мазь очень жирная, поэтому не применяйте ее для предметов с рельефом: из углублений трудно убирать ее остатки.
- При окислении меди на воздухе образуется темная и неустойчивая к истиранию патина. Наносите состав на предметы, погруженные в воду, смазав их вазелином: мазь ляжет равномернее, а оттенок будет слабее.
- Чтобы снять неудачную патину положите украшение или монету на 10 минут в теплый раствор лимонной кислоты или отмойте хозяйственным мылом под струей воды.
3) Безопасный и действенный способ облагородить цвет брошки, кольца, монеты — использовать вареное яйцо. Дайте ему остыть, поместите в пакет, разомните вместе со скорлупой и положите в смесь обезжиренный предмет. Через полчаса на украшении появится «налет старины», а 5-6 часов выдержки дадут прочную радужную патину.
Патинирование и оксидирование
Поверхность многих металлов (и медь входит в их число) при взаимодействии с окружающим воздухом и различными химическими веществами начинает покрываться тонким слоем окисей и закисей. Такой процесс, который также приводит к изменению цвета металлической поверхности, называется оксидирование. По большей части процесс окисления металла происходит естественным путем, но люди научились вызывать его искусственно, в производственных или домашних условиях, что делается для придания изделию состаренного вида.
Не следует путать оксидирование с патинированием – процессом, суть которого заключается в том, что на поверхности металла при взаимодействии с различными химическими элементами формируется тонкий слой сернистых или хлористых соединений. Патинирование, которое, как и оксидирование, сопровождается изменением цвета меди и бронзы, также можно выполнять искусственно, используя для этого специальные составы.
Старение меди происходит с течением времени естественным путем или сразу при обработке поверхности какими-либо препаратами
Если в естественных условиях процесс окисления и покрытия патиной меди или бронзы может протекать годами, то при использовании специальных растворов патинирование происходит за очень короткий промежуток времени. Поверхность изделия, помещенного в такой раствор, буквально на глазах меняет свой цвет, приобретая налет благородной старины. Используя различные химические составы, можно в производственных и даже в домашних условиях выполнять такие процедуры, как чернение меди, патинирование предметов из меди и бронзы, чернение латуни.
Состав с серной печенью
Серной печенью, или печеной серой, называют сернистое соединение натрия или калия, полученное сплавлением порошка серы с поташом (древесной золой) либо содой. Она продается в магазинах химреактивов в виде гранул, порошка или геля. Состав с содой можно приготовить самостоятельно:
- расплавьте 20 г серы и добавляйте в нее соду, пока смесь не перестанет пузыриться;
- долейте 50 мл воды, перемешайте и кипятите 2 минуты.
Когда жидкость отстоится и остынет, ее сливают, оставляя осадок, и хранят в холодильнике в закупоренной непрозрачной банке 2-3 дня. Для раствора из покупного сырья берут 10-20 г порошка либо гранул на литр воды, а гель наносят в неизменном виде или разбавляют. В подогретой жидкости реакция идет активнее, но можно прогреть под струей горячей воды саму деталь и опустить ее в холодный раствор. Цвет пленки варьируется от красновато-коричневого, пурпурного, густо-лилового до черного и зависит от концентрации, температуры и времени выдержки.
Состав для чернения меди может испортить вставки в кольце, кулоне, сережках. Восприимчивы к реактивам жемчуг и некоторые камни — бирюза, агаты, яшма.
Способы патинирования меди в домашних условиях
Нанесение искусственной патины аналогично естественному окислению медной поверхности. Но некоторые способы не долговечны и требуют закрепление пленки лаком. Из самых распространенных технологий, успехом пользуется химический метод, электрохимический и термический. Для каждого из них необходимы определенные составы и инструменты, а также соблюдение мер безопасности.
Подготовительные мероприятия
Некоторые способы патинирования меди требуют использование токсичных химических составов, которые выделяют ядовитые испарения. Это требует соблюдение определенных правил во время работы:
- процедура нанесения оксидной пленки проводится в специальных шкафах или в хорошо вентилируемом помещении;
- химикаты держат в герметичных емкостях, предотвращая их пролитие и образования вредных паров;
- перед патинированием медное изделие необходимо хорошо очистить, обезжирить спиртом и промыть в хорошо теплой воде.
Перед патинированием медное изделие необходимо обезжирить спиртом
После процедуры патинирования, обработанные предметы промывают и выкладывают для просушки. Лучше всего использовать для этой цели древесные опилки. Они эффективно справляются со своей задачей, не повреждая при этом оксидную пленку, которая еще не закреплена лаком. Кроме того, ткань не способна полностью удалить влагу с рельефной поверхности и процесс патинирования в труднодоступных местах будет продолжаться. Использование опилок исключает это, т.к. они полностью вытягивают влагу.
Способы патинирования и их особенности
Первый химический способ предполагает использование аммиака. Это довольно агрессивное вещество, поэтому процедуру необходимо проводить на улице или в хорошо проветриваемом помещении. Кроме этого, необходимо позаботиться о защите рук и лица.
Для патинирования понадобятся следующие инструменты и материалы:
- ненужная пластиковая емкость с крышкой;
- бумажные полотенца;
- раствор аммиака;
- поваренная соль.
Дно контейнера застилают смятыми бумажными полотенцами. На них выливают раствор аммиака, чтобы он полностью пропитал их. Туда же засыпают соль, равномерно распределяя ее по периметру. На полученную подушку укладывают медные предметы, немного прижимая их к полотенцам так, чтобы дно и бока погрузились в аммиак с солью.
Сверху изделия посыпают солью по все поверхности и укрывают еще одним смятым полотенцем, пропитанным аммиаком. Бумаги должно быть столько, чтобы она могла полностью покрыть медь. После этого контейнер закрывают крышкой и оставляют на несколько часов или дней в зависимости от того, какой результат необходимо получить.
Время от времени нужно проверять качество патинирования, чтобы не передержать изделие и не получить более темный цвет, чем хотелось бы. Тонкий слой патины начнет формироваться уже через несколько минут, но для получения античного вида понадобится минимум пару дней.
После того, как на медной поверхности сформируется нужный слой патины, изделие вынимают из контейнера и выкладывают на чистый отрез материи или полотенце для просыхания. Когда медь высохнет, с нее смывают остатки химического раствора и еще раз высушивают. Если слой патины получился темнее, чем ожидалось, осветлить его можно с помощью стальной мочалки-нулевки.
Когда оксидная пленка достаточно хорошо сцепится с медной поверхностью, ее покрывают бесцветным лаком или парафином, чтобы сохранить получившуюся патину.
Технология патинирования меди печеной серой имеет некоторые правила. Состав нельзя использовать для чернения украшений, инкрустированных камнями. К химическим реактивам восприимчивы полудрагоценные камни (яшма, агат, бирюза) и жемчуг. Их либо нужно вытащить перед покрытием либо найти другой способ обработки изделий.
Серная печень представляет собой смесь натрия или калия, которую получают сплавлением порошка серы с древесной золой. Реактив продается в любом магазине в виде гранул, порошка или геля. Если вместо золы взять соду, то состав можно сделать самостоятельно. Для этого расплавляют 30 г серы, пока смесь пузырится, в нее добавляют соду. Туда же наливают 50 мл воды, перемешивают и кипятят 2-3 минуты.
Остывший состав процеживают, оставляя осадок. Его хранят в плотно закрытой стеклянной емкости не более 3 дней. Если используется покупной реактив, его готовят по указанной инструкции.
Жидкую серную печень желательно немного подогреть, чтобы процесс патинирования шел быстрее. В раствор опускается медная деталь и выдерживается необходимое количество времени. Конечный цвет пленки зависит от концентрации, температуры и времени выдержки. По окончанию процедуры изделие вынимается из химиката, промывается и высушивается.
Раствор аммиака – средство для патинирования меди
Для придания медным вещам декоративного вида используют электрохимическое патинирование. Оттенки оксидного слоя зависят от температуры раствора, подаваемого напряжения, времени воздействия, текстуры изделий и времени их выдержки в электролите.
Раствор электролита готовится из следующих компонентов:
- 60 г медного купороса;
- 90 г сахара;
- 45 г каустической соды;
- дистиллированная вода.
Вода 300 мл подогревают до 60-80 градусов. В ней растворяют медный купорос и сахар. Еще в 300 мл растворяют соду, всыпая ее в жидкость постепенно. Ко второму раствору небольшими порциями доливают первый состав и доводят объем до одного литра. В итоге должна получиться непрозрачная жидкость темно-синего цвета.
Раствор электролита нагревают, опускают в него медную деталь и выдерживают 1-2 минуты. После этого напряжение увеличиваю исходя из размера изделия: от 0,6 до 1,2 В. Например, при 0,8-1 В получается оксидный слой патины золотисто-розового цвета, а при 1,3-1,5 В — образуется пленка цвета фуксии, переходящая в зелень. Дальнейшее выдерживание в электролите предполагает синие и фиолетовые оттенки.
Есть таблица, по которой можно отслеживать зависимость цвета патины от времени воздействия на предмет гальваническим способом.
Интересно, что если резко повысить напряжение в электролите до 2 В буквально на две секунды, то можно получить оксидную пленку с эффектом хамелеона. То есть украшение будет переливаться разными оттенками, в зависимости от того, под каким ракурсом на него посмотреть.
Каустическая сода необходима для приготовления раствора электролита
Патинирование меди в домашних условиях электрохимическим способом образует пленку, которая безопасна для человеческой кожи и довольно стойкая. Но для увеличения ее срока эксплуатации лучше обработать поверхность акриловым лаком, например, «Plastik 71». Он защитит медное украшение от влаги и повреждений. В отличие от многих других составов, такой лак стирает и не меняет цвет патины на металле.
Нанесение оксидной пленки с использованием сульфида меди придает сплаву желаемый оттенок, который можно варьировать насыщенностью серного раствора. Химическое вещество черного цвета получается в процессе реакции солей двухвалентной меди с серой. При этом оно не растворяется в воде и разбавленных составах кислот, поэтому полученная патина будет достаточно устойчивой.
Если полученный цветной налет получился слишком темным, его можно осветлить путем трения с чистящим порошком. Потом медный предмет омывается водой и просушивается.
Есть еще пара способов патинирования меди, которые не предполагают использование химических веществ. Самый простой из них — это термическая обработка. Медь моментально реагирует на высокие температуры. Чем дольше происходит обжиг, тем темнее становится цвет оксидной пленки. После процедуры материал опускают в воду для закрепления эффекта и покрывают лаком.
Второй способ придать медным изделиям антикварный шик — использование яиц. Их варят, охлаждают, нарезают или разминают вилкой. Измельченные продукт выкладывают в герметическую емкость, туда же помещают украшения. Сера, выделяемая вареными яйцами, будет воздействовать на медь и уже через полчаса появится первый результат. Чем дольше время выдержки, тем сильнее окажется эффект.
Оксидирование в парах аммиака
Нашатырный спирт, или 10 % водный раствор аммиака, применяют для тонирования меди в коричневый, оливковый цвет (в углублениях — до синего и черного), пятнистый голубой с вкраплениями меди. Если перед обработкой опустить деталь в раствор поваренной соли, на темной поверхности проступят ярко-голубые или темно-голубые вкрапления.
Гладкая поверхность предварительно шлифуется наждачной бумагой или шлифмашинкой с насадками: тогда пленка ляжет ровнее и ее тон будет однороднее. Фактурную поверхность не шлифуют — перепады тона в углублениях и шероховатостях создают дополнительный художественный эффект.
Каждый из вариантов патинирования меди в парах аммиака имеет свои недостатки и преимущества, на цвет пленки это не влияет. Учитывайте, что нашатырь способен повредить тонированные агаты, малахит, натуральный жемчуг, бирюзу. Он безопасен для кварцев (аметисты, цитрины), гранатов, стекла, камней Сваровски.
1) Раствор наливают в рюмку (один колпачок пластиковой бутылки), ставят на дно контейнера, вокруг раскладывают предметы для обработки и закрывают крышку. Медь темнеет через 30-60 минут и приобретает темно-оливковый цвет. Таким способом удобно оксидировать большое количество деталей, но из-за низкой концентрации аммиака в воздухе процесс может длиться от 4 до 6-8 часов для других металлов.
2) Деталь погружают в раствор. А если нужно состарить части украшения, вставки которого неустойчивы к раствору аммиака, их подвешивают в стеклянную емкость, на дно которой наливают нашатырный спирт. Для этого применяют проволоку сечением 0,4 или 0,3 мм: ее свободный конец выводят через дырочки в крышке. При этом способе оксидирование происходит за 10-15 минут.
Если подвесить предмет не получится, мелкие детали кладут на подставки из колпачков, а крупные закрепляют на каркасе из деревянных палочек. При таком способе обработки одновременно окрашивают меньше предметов.
Получив нужный оттенок, достаньте и промойте деталь. Иногда процесс проходится повторять, так как окончательный цвет патины проявляется, когда медь высохнет. Готовое украшение покрывают воском или лаком в аэрозоле, например, Krylon Matte Finish.
Патинирование в опилках
Для работы используют чистые отходы деревообработки. Опилки из клееной фанеры использовать нельзя, так как клей реагирует с патинирующим раствором. Таким способом на меди получают крапчатый розовый, голубой и черный оттенки, а на латуни — крапчатые золотой, зеленый или голубой, коричневый, черный. Раствор готовят из:
- 16 грамм соли;
- 300 мл (для латуни и других сплавов) / 600 мл (для меди) нашатырного спирта;
- 700 мл воды.
Смешайте ингредиенты и пропитайте раствором опилки — они должны быть влажными, но не мокрыми. Поместите смесь в пластиковый контейнер, погрузите в них изделие, закупорьте емкость. Положите пару кусочков меди близко к поверхности смеси, чтобы по их цвету контролировать окрашивание, не касаясь обрабатываемого предмета.
Раствор можно использовать не только с опилками, но и с другими впитывающими влагу носителями: сухой листвой, сеном, наполнителем для кошачьих лотков. Время обработки зависит от того, в каком носителе окрашивается металл (для меди в опилках это 4-6 часов, для латуни — от 12 часов до суток) и от структуры носителя. Материалы с мелкой текстурой нельзя ворошить во время процесса, а изделие в листьях или сене нужно поворачивать, чтобы окраска шла равномерно.
Также на интенсивность цвета и другие параметры оксидной пленки влияют:
- Пропорции нашатырного спирта и/или соли.
- Увлажненность носителя. Если опилки недостаточно влажные, окрашивание будет слабым, если мокрые — крапчатой окраски не получится (поверхность меди стравится).
Промойте и высушите детали в сухих опилках. Готовая смесь пригодна в течение нескольких дней, а раствор в герметичной таре в холодильнике либо погребе хранится довольно долго.
