Патинирование металла

Антикварные вещи всегда высоко ценились, обладание ими является признаком достатка и хорошего вкуса. Если вещь сделана из металла – то появление на нем природного налета не только указывает на возраст предмета, но и на то, что предмет настоящий, металлический. Такую пленку стали называть «патиной» еще в Древнем Риме. И сейчас патинированные металлические изделия модны и актуальны, ведь каждое такое изделие по-своему неповторимо. Кроме того, искусственное патинирование образует пленку на поверхности металла, и является отличной защитой от его дальнейшей бесконтрольной коррозии.

Как образуется патина на металле

Патина образуется на изделиях, содержащих медь: чисто медных, или изготовленных из самых распространенных её сплавов – латуни, бронзы. Сама патина образуется в результате коррозии металла, естественной либо вызванной химическими окислителями, зачастую при повышенной температуре.  Цвет такого налета может варьироваться от зеленого до коричневого и иметь различный узор. Иногда патинированием называют окраску «под бронзу» иных материалов, например, гипса. Также популярна технология патинирования древесины, но это тема отдельной беседы.

Применяя различные приемы обработки и реагенты, можно получить практически любой цвет. В естественных условиях, под воздействием атмосферы, цвет патины определяется медными карбонатами, вернее их пропорцией: лазурным азуритом, ярко-голубого цвета, имеющим формулу Cu₃(CO₃)²(OH)² и зеленым малахитом (Cu₂(CO₃)(OH)². Пропорция зависит от количества меди в сплаве: на чисто медных предметах образуется в основном зеленый, малахитовый налет. Если в состав металла входит цинк, то получается налет из розазита ((Сu,Zn)²(СO₃)(OH)²), также сине-зеленого цвета.

Медные карбонаты можно получать в домашних условиях путем добавления раствора кальцинированной соды к медному купоросу или иной соли меди. В начале процесса, когда меди в избытке, состав будет голубого цвета, из-за образования аузрита, в дальнейшем будет добавляться зеленый цвет, при продолжении реакции – произойдет смешение и раствор начнет приобретать коричневую окраску.

В естественных условиях (возьмем для примера самое подверженное атмосферному влиянию изделие – медный кровельный лист) образование патины занимает от 5 до 20 лет. В первые полгода поверхность листа тускнеет, за следующие три года цвет ее становится темно-коричневым. При дальнейшем развитии процесса цвет металла меняется на зеленый. Ускоряет процесс влажность, влажность, соли, иные химические вещества, содержащиеся в атмостфере и выпадающие в составе осадков.

В приморских географических зонах в атмосфере содержится большое количество хлоридов, которые ускоряют процесс окисления меди, зачастую разрушая металл. Для медного кровельного листа в таких регионах характерна пористая, рыхлая поверхность и темно-зеленый цвет (образуемый изомером атакамитом) или ярко зеленый цвет, благодаря паратакамиту.

Вместе с тем, образовавшаяся на поверхности патина останавливает процесс дальнейшей коррозии. При этом важно, чтобы внешние условия не изменялись, иначе процесс запустится снова, что приведет к обратному эффекту.

Интересно, что в Нижней Саксонии, в Германии, крыша Хидельсхаймского собора была изготовлена из кованых медных листов толщиной 3-6 мм, и, несмотря на (а, вернее, благодаря ей!) патину, находится в отличном состоянии уже 700 лет.

Подготовка к патинированию

Перед патинированием поверхности необходимо очистить от постороннего налета – жира, пятен грязи. Для этого используют такие приёмы:

Травление. Служит для удаления въевшихся загрязнений, коррозии, окалины. При травлении важно помнить, что его цель – только снять нежелательные загрязнения, но не преобразовывать сам металл. Поэтому процесс необходимо контролировать, а для защиты медного материала ввести специальные добавки, самая популярная на сегодня – уротропин (на 1 литр раствора – 0,5 грамм вещества). Сам раствор готовят из серной азотной, ортофосфорной и уксусной кислот.

Обезжиривание применяют к изделиям, не имеющим на поверхности следов ржавчины и окалины. Обычно используется водный раствор химических (едкий натр, фосфаты) и/или органических (Бензин Б70) веществ. Предмет погружают в раствор при постоянном подогревании и перемешивании. После обработки раствор нейтрализуют, протирая изделие ватным тампоном, увлажненным аммиаком.

Процесс патинирования

Изделие погружают в раствор, а при невозможности – обрабатывают кистью или тампоном на деревянной рукоятке. Некоторые растворы непрозрачны, поэтому контроль степени патинирования изделия нужно осуществлять, периодически вынимая его для осмотра.

После патинирования, для закрепления пленки, следует протереть поверхность машинным маслом либо олифой. Иногда, для придания рельефа, поверхность обрабатывают мелкой наждачной бумагой или войлоком, с нанесенной пастой ГОИ. Особенно это актуально для чеканки.

Чтобы не испортить предмет, рекомендуется сначала обработать в растворе пробник из того же металла.

Для получения патины серого или черного цвета используют водный раствор серной печени (2 г на литр воды плюс 2 г поваренной соли). Процесс идет довольно быстро, поэтому важно не передержать изделие.

Красно-коричневый цвет можно получить, смешав медный купорос, хлористый цинк в воде в пропорции 1:1:2. Время окраски – 2 минуты.

«Золотой» цвет. Получается погружением изделия в раствор ацетата меди, подогретый до 30-40^оС. Интенсивность золотого оттенка определяется количеством ацетата меди в растворе, которое подбирается опытным путем.

Правила безопасности

В патинировании и предварительной обработке применяются ядовитые, едкие и взрывоопасные химикаты. Поэтому важно соблюдать правила безопасности при работе с ними.

Нельзя допускать утечки химикатов в воздух, хранить их следует в стеклянных ёмкостях с притертыми пробками. Сера, а особенно ее пары взрывоопасны,  хранить и работать с ней вблизи нагревательных приборов или огня недопустимо.

Химическую обработку летом следует производить на открытом воздухе, а при отсутствии такой возможности использовать принудительную вентиляцию (вытяжной шкаф).

Глаза следует защитить очками, а руки – резиновыми перчатками. Нелишним будет облачиться в резиновый фартук с нагрудником – брызги могут проесть ткань одежды.

При работе с кислотами помните, что кислоту льют небольшими порциями в воду, но никак не наоборот! Если кислота все же попала на кожу, промойте пораженное место большим количеством проточной воды, затем обработайте раствором соды.