способ получения защитного покрытия на поверхности изделий из серебра

Формула изобретения

1. Способ получения защитного покрытия на поверхности изделий из серебра и его сплавов c медью, включающий их катодную обработку с использованием электролита, содержащего хромат калия и углекислый натрий, последующие отмывку и сушку, отличающийся тем, что электролит содержит компоненты при следующем соотношении, г/л:

Хромат калия 80 - 120

Углекислый натрий 60 - 80

при этом катодную обработку обезжиренных изделий ведут при катодной плотности тока 0,4-0,8 А/дм² в течение 2-10 мин при температуре 5-60С с анодом, выполненным из углеграфитового материала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изделия перед катодной обработкой выдерживают в 10 вес.% кипящем водном растворе серной кислоты до появления белого налета, а затем промывают и полируют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам электрохимического получения защитных покрытий на поверхности серебра и его сплавов с медью и может быть использовано при изготовлении медалей, столовых приборов, посуды, ювелирных изделий и т.д. для предохранения их от потускнения.

Известен способ получения защитного покрытия на поверхности изделий из серебра - пассивирование - катодной обработкой в растворах, содержащих (г/л): 100 хромата калия и небольшое количество хромового ангидрида (до рН 8-9) при температуре 18-25С, плотности тока 1-6 А/дм², продолжительности 5-10 мин. В качестве анода используют нержавеющую сталь (С.Я.Грилихес. Оксидные и фосфатные покрытия металлов. Б-ка гальванотехника. Л.: Машиностроение, 1978, с.83). При пассивировании мелких деталей в барабанной ванне катодную плотность тока понижают до 1-1,5 А/дм² и ведут обработку в течение 30-40 мин.

Заявителем был экспериментально осуществлен известный способ, при котором в качестве катода использовались в одном случае изделие из серебра, в другом - изделие из сплава серебра с медью марки СрМ-925, в качестве анода - нержавеющая сталь, а плотность тока составляла 5 А/дм², были выявлены следующие его недостатки:

- На изделиях из серебра покрытие имело желтоватый оттенок, а на изделиях из сплава марки СрМ-925 покрытие было неравномерным и имело темный цвет, что исключает его использование для сплавов серебра с медью, а для серебра ухудшает товарный вид изделий.

- Анод из нержавеющей стали в процессе пассивации тускнеет, то есть имеет место переход компонентов анода в электролит, что засоряет его. Со временем это приводит к ухудшению качества покрытия.

Общим для известного и заявленного способов является катодная обработка изделий из серебра в водном электролите, содержащем хромат калия.

Наиболее близким к заявленному является способ получения защитного покрытия на поверхности изделий из серебра – пассивирование - катодной обработкой в электролите, содержащем (г/л): 100-150 хромовокислого калия (хромата калия) и 1-2 углекислого натрия, при температуре электролита 18-22С, плотности 1 А/дм² в течение 35 мин. После обработки изделия промывают и сушат в течение 5-10 мин при температуре 60-70С (В.И.Марченков. Ювелирное дело. М.: Высшая школа, 1984, с. 177).

Известный способ предназначен для нанесения защитных покрытий на изделия из серебра и не пригоден для защиты сплавов серебра с медью. Заявителем экспериментально был воспроизведен указанный режим (состав электролита (г/л): 120 хромата калия, 2 углекислого натрия, температура 20С, плотность катодного тока 1 А/дм², время процесса 35 мин) и обнаружено образование локального потемнения поверхности пассивируемых изделий, что недопустимо. Кроме того, способ недостаточно интенсивен, вследствие чего имеет значительную продолжительность, и сложен в реализации из-за необходимости осуществления температурного контроля и поддержания требуемого режима процесса.

Общими признаками для известного и заявленного способов получения защитного покрытия на поверхности изделий из серебра являются: катодная обработка изделий с использованием электролита, содержащего хромат калия и углекислый натрий, а также последующие отмывка изделий от электролита и сушка.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей способа за счет обеспечения получения защитных покрытий не только на серебре, но и на его сплавах с медью, на получение покрытий, визуально не отличающихся от цвета исходных изделий, на интенсификацию способа и его упрощение.

Это достигается тем, что в способе получения защитного покрытия на поверхности изделий из серебра, включающем их катодную обработку с использованием электролита, содержащего хромат калия и углекислый натрий, последующие отмывку и сушку, согласно изобретения электролит содержит компоненты при следующем соотношении, г/л: хромат калия 80-120, углекислый натрий 60-80, при этом катодную обработку предварительно обезжиренных и промытых водой изделий из серебра и его сплавов с медью ведут при катодной плотности тока 0,4-0,8 А/дм² в течение 2-10 мин при температуре 5-60С с анодом, выполненным из углеграфитового материала. Кроме того, изделия перед катодной обработкой выдерживают в 10 вес.%-ном кипящем водном растворе серной кислоты, а затем промывают и полируют.

Способ осуществляется следующим образом.

Изделия из серебра и его сплавов с медью (4-8 вес.%) - ювелирные изделия, медали, посуда, столовые приборы - обезжириваются, промываются водой, затем подвергаются катодной обработке в электролите, содержащем хромат калия и углекислый натрий, при следующем их соотношении, г/л:

Хромат калия 80-120

Углекислый натрий 60-80

Катодную обработку (пассивирование) изделий ведут при температуре 5-60С, плотности тока 0,4-0,8 А/дм² в течение 2-10 мин. При меньших плотности тока и времени выдержки процесс становится неэффективным, при большей плотности тока покрытие на изделии приобретает темный цвет, при большей длительности - толщина покрытия увеличивается и изделие имеет голубой оттенок, что изменяет его декоративные свойства, а это не всегда допустимо. В качестве катода используют изделие из серебра или его сплава с медью, а в качестве анода - углеграфитовый материал, например, в форме пластины. Затем изделия отмывают от электролита в проточной воде и сушат (в потоке теплого воздуха или протирают мягкой тканью). Водный электролит работает стабильно в течение одного-двух месяцев.

В случае, если исходное изделие имеет пятна, например от пайки под флюсом, то перед катодной обработкой изделие выдерживают в кипящем водном растворе 10 вес.%-ной серной кислоты до появления белого налета, после чего промывают в проточной воде и полированием удаляют белый налет. После обезжиривания и промывки изделие подвергают катодной обработке.

Испытания образцов с защитным покрытием проводились над 1 вес.%-ным водным раствором сернистого натрия (Na₂S) со следами сероводородной кислоты в течение 10 сут. Поверхность изделий из серебра и его сплавов с медью, защищенных покрытием, не изменялась по цвету в отличие от образцов изделий, не имевших защитного покрытия.

Пример 1. Катодное пассивирование изделий, выполненных из сплава марки СрМ-925 (медали в количестве 12 штук) общей площадью 260 см², проводили после их обезжиривания бензином и промывки в проточной воде в электролите, содержащем, г/л: 120 хромата калия и 65 углекислого натрия. Изделия служили катодом. В качестве анода использовали пластину из стеклоуглерода. Процесс обработки осуществлялся при температуре электролита 25С, катодной плотности тока 0,6 А/дм² и длился 10 мин. Отмывка изделий от электролита осуществлялась проточной водой, после чего следовала сушка в потоке теплого воздуха. Поверхность изделий имела светлый вид, визуально не отличалась от цвета исходных изделий. При хранении в течение трех месяцев потемнения поверхности пассивированных изделий не произошло.

Пример 2. Катодной обработке подвергали предварительно обезжиренные и промытые пластинки из серебра марки Ср9999 в количестве 8 штук общей площадью 40 см². Пассивирование проводили в электролите, содержавшем, г/л: 90 хромата калия и 60 углекислого натрия при температуре 15С, катодной плотности тока 0,8 А/дм² в течение 5 мин. В качестве анода использовалась пластинка из стеклоуглерода. Далее изделия промыли в проточной воде и высушили, протерев мягкой тканью. Цвет серебряных пластин после пассивирования не изменился. При выдержке этих пластинок над 1 вес.%-ным водным раствором Na₂S в закрытой емкости в течение трех суток потемнения не наблюдалось в отличие от пластинок серебра, не прошедших катодную обработку.

Пример 3. Катодной обработке подвергали три рюмки из сплава марки СрМ-960 общей площадью 270 см², имеющие темные пятна в результате пайки под флюсом. Перед обработкой рюмки выдержали в кипящем водном 10 вес.%-ном растворе серной кислоты до появления белого налета. После промывки в проточной воде полированием на сукне удалили белый налет, обезжирили, промыли водой и подвергли пассивированию в электролите состава, г/л: 100 хромата калия и 80 углекислого натрия при 50С, катодной плотности тока 0,4 А/дм² в течение 3 мин. В качестве анода использовали пластину из стеклоуглерода. Отмыли в проточной воде и высушили на воздухе. При хранении этих изделий в течение 6 месяцев потемнения пассивированной поверхности не произошло в то время, как на не пассивированных рюмках из этой же партии темные пятна от пайки стали черными, а вся поверхность изделий приобрела неравномерный темный цвет.

Как видно из приведенных примеров, предложенный способ по сравнению с известным имеет более широкие функциональные возможности, поскольку позволяет получить качественные, надежные и визуально не определяемые защитные покрытия как на изделиях из серебра, так и на изделиях из его сплава с медью. Заявленный способ прост в реализации, поскольку не требует температурного контроля режимов процесса электролиза, и имеет высокую интенсивность, позволяющую сократить его длительность. Кроме того, заявленный способ достаточно эффективен и для случаев, когда исходные изделия имеют темные пятна.