Наиболее обычным очистительным средством служит водный раствор хлористого цинка (он же: паяльная кислота, паяльная вода, паяльная жидкость, травленая кислота и т. д.). Его обычно готовят, растворяя цинк в соляной кислоте. Раствор наносится на место спая в очень незначительном количестве и затем туда же наносится паяльником расплавленное олово. Под влиянием высокой температуры вода из раствора испаряется, а остающийся хлористый цинк разлагается, выделяя свободную соляную кислоту, которая и очищает поверхность металла, так что нанесенное олово начинает ее смачивать. Хлористый цинк является наилучшим известным нам очистительным средством, так как не требует подготовки, действует быстро и верно.
Очень крупным недостатком хлористого цинка, как очистителя, является его гигроскопичность. Случайно оставшийся неразложенным хлористый цинк со временем размокает и образует гальванический элемент: спаиваемый металл-раствор хлористого цинка-олово. Так как, раствор хлористого цинка обладает, кроме того, вследствие гидролитического распада кислой реакцией, то он может со временем разъесть пай.
Однако если принять некоторые меры предосторожности:
брать, возможно, меньшее количество раствора и
сильно прогревать место спая, чтобы быть уверенным в том, что весь хлористый цинк разложился, - можно считать себя почти застрахованным от подобных неприятных последствий. Самым лучшим предохранением является промывка спая горячей водой со щеткой (для спаев проволок очень удобна зубная щетка).
Другие очистители
Кроме раствора хлористого цинка, в качестве очистителей употребляются еще такие вещества как стеорин и канифоль. Под влиянием высокой температуры расплавленного олова эти вещества разлагаются, и продукты их разложения восстановляют окиси до металла. Способ применения их следующий: на месте спайки помещают несколько крупинок очистителя, набирают на сильно нагретый паяльник олово и трут паяльником по месту спайки. При этом крупинки плавятся, распределяются по всему спаю равномерно и очищают его от окислов.
Работа с твердыми очистителями значительно труднее, чем с раствором хлористого цинка. Преимуществом же их является то, что случайно оставшийся на месте спайки очиститель не вызывает разъедания и не создает гальванического элемента. Твердые очистители находят свое применение, главным образом, в обслуживании больших кусков металла. Особенно пригодным является для этой цели - пицеин. Необходимо следить за тем, чтобы паяльник был сильно нагрет, так как, чем выше температура, тем сильнее восстанавливающее действие очистителя. Разумеется, не следует заходить слишком далеко и сжигать паяльник.
Пайка серебром и "твердыми" (тугоплавкими) припоями
Высокая температура плавления серебра (961°) заставляет применять для пайки им совершенно другие методы, чем для олова.
Одним из таких приемов является следующий: спаиваемые поверхности складываются вместе, посыпаются бурой (очиститель), на них кладется кусочек серебра и все вместе вносится в пламя паяльной горелки. Расплавляющаяся в пламени бура растворяет окислы на спаиваемых поверхностях, так что серебро при расплавлении может их смочить. После охлаждения сплавленная бура удаляется со спая разгибанием ее и последующей многократной промывкой спая кипящей водой. Само собой разумеется, что паять серебром можно только металлы, точка плавления которых лежит значительно ниже точки плавления серебра. Материалом для пайки может с успехом служить серебро 84-й пробы. Серебро низшей пробы уже меньше пригодны для этой цели.
Из других тугоплавких припоев наилучшим является следующий сплав: латуни-78,3%; цинка-17,4%; серебра-4,3% или меди-36%; цинка-52%; серебра 12%. Спаивание этими припоями производится так же, как серебром.
Травление металлов.
Травление металлов имеет своей целью или сплошное растворение тонкого слоя с поверхности металла - матовое травление, или вытравление на поверхности только отдельных мест - травление рисунков, букв. В последнем случае поверхность металла покрывается защитным слоем, на который наносится рисунок, прорезываемый острым инструментом (иглой) до металла, с тем, чтобы дать в этих местах доступ травящей жидкости. Ниже мы указываем протравы для разных металлов.
Протравы для железа и стали
Разбавленная азотная кислота в следующей пропорции: 1 азотной кислоты на 4-8 воды. Менее сильный раствор употребляют для первоначального травления и смешивают его для этой цели с несколькими куб. сант. раствора азотнокислого серебра в воде. При самом же травлении не прибавляется азотнокислого серебра. Для более глубокого травления можно, при условии хорошего грунта, взять на 1 воды 1 азотной кислоты.
Кик рекомендует следующий раствор: 1 хлористой сурьмы, 6 соляной кислоты и 6 воды. Чтобы получить равномерное травление, нужно эту жидкость разбавить еще более.
Очень рекомендуется также раствор 15 хлорной ртути (сулемы) и 1 винно-каменной кислоты в 420 воды с прибавлением небольшого количества азотной кислоты.
При густом грунте можно применять травильную жидкость, похожую на глифоген (см. ниже). Она приготовляется из 600 г алкоголя (80%), 40 г химически чистой азотной кислоты и 2 г азотнокислого серебра, предварительно растворенного в небольшом количестве дистиллированной воды. Жидкость эта сохраняется в хорошо закупоренной бутылке и особенно пригодна для сильно полированных стальных и никелированных железных предметов.
Если же грунт нанесен тонким слоем, то рекомендуется изменить вышеприведенную смесь таким образом, чтобы вместо чистого алкоголя взять смесь из 240 г алкоголя и 360 г. воды. Азотнокислого серебра можно совершенно не прибавлять или же взять половину указанного количества. Таким образом травильная жидкость состояла бы из 240 г алкоголя, 360 г воды, 40 г азотной кислоты и 1 г азотнокислого серебра.
Смешивают 30 г медного купороса, 8г квасцов, 1/2 чайной ложки истолченной в порошок поваренной соли, 1/8 литра уксуса и 20 капель азотной кислоты. Смотря по продолжительности действия, жидкость глубокого въедается в металл и придает ему красивую шероховатую поверхность.
Для твердой стали применяют смесь 2 азотной кислоты, и 1 уксусной кислоты в качестве травильной жидкости.
Чугунные изделия лучше всего протравливаются в 3% серной кислоте, железо - в 10%, а сталь - в 20% кислоте.
Для железных и стальных предметов. Предметы, хорошо очищенные от жировых пятен, погружаются в азотную кислоту, которую смешивают с небольшим количеством сажи. После травления, за силой которого следят, вынимают предмет из травильной жидкости. Предмет хорошо прополаскивается сначала водой, а затем водой, в которой растворено немного соды. Вслед за этим его еще раз промывают и высушивают в опилках (по Бюхнеру).
Глифоген - травильная жидкость для стали - состоит из жидкости для предварительного травления, из воды для ополаскивания и из собственно травильной жидкости. Жидкость для предварительного травления состоит из 95 воды, 5 химически чистой азотной кислоты и небольшого количества алкоголя; обрабатываемую стальную поверхность подвергают действию этой жидкости только в течение нескольких минут. Затем предметы споласкивают жидкостью, состоящей из 25-ти процентного раствора винного спирта в дистиллированной воде, и быстро высушивают их при помощи мехов. Только после этого наливают собственно травильную жидкость (30 дистиллированной воды, 15 винного спирта, 5 химически чистой азотной кислоты, 1/2 азотнокислого серебра в кристаллах), причем предметы должны быть покрыты травильной жидкостью не менее, чем на 1 см.
Протравы для меди
Для травления меди употребляют разбавленную азотную кислоту или смесь из 3 насыщенного раствора меди в азотной кислоте и 1 тоже насыщенного раствора хлористого аммония в уксусе; эту смесь после наливания доводят до желаемой крепости, осторожно прибавляя по капле азотной кислоты.
10 дымящейся азотной кислоты разбавляют 70 воды и прибавляют кипящий раствор из 2 хлорнокислого кали в 20 воды. Вытравление более глубоких мест достигается продолжительным действием травильной жидкости или усилением жидкости. Для слабого травления разбавляют вышеприведенный раствор 100 или 200 воды. Эта травильная жидкость пригодна также и для серебра.
8 винного уксуса, по 4 поваренной соли и яри медянки, 1 квасцов, 16 воды (по Калло и Пиранези).
Растворяют 3 хлорнокислого кали в 50 воды и смешивают отдельно 8 азотной кислоты с 80 воды и вслед за этим соединяют обе жидкости.
Взять 100 азотной кислоты, 5 соляной кислоты.
Матовая протрава для латуни
Горячая протрава: растворяют в стеклянной посуде 1 цинка в 3 азотной кислоты, прибавляют затем 3 серной кислоты и погружают предметы на несколько секунд в кипящую жидкость.
Холодная протрава: смешивают 20 азотной кислоты 36° по Б. (Так изображаются градусы по ареометру Бомэ, т. е. прибору для определения плотности (удельного веса) жидкостей.) с 100 серной кислоты, прибавляют 1 поваренной соли и 1 -5 цинкового купороса и оставляют 5 - 20 мин. в этой протраве. Чем дольше действие, тем сильнее мат. Затем предметы могут быть погружены в блестящую протраву (см. ниже), от чего вещь очень выигрывает и мат не страдает.
Блестящаяпротрава для латуни
Смешивают 15 кг азотной кислоты 40° по Б., 2 кг серной кислоты 66° по Б. и 10 г поваренной соли. Предметы погружают в охлажденную смесь. При употреблении теплой смеси или при продолжительном действии раствора получается матовая протрава.
Протравы для цинка
2 кристалл, сернокислой меди и 3 хлорной меди растворяют в 64 дистиллированной воды и смешивают с 8 соляной кислоты. Если погрузить вычищенную разведенной соляной кислотой и песком цинковую пластинку в эту слегка окрашенную в синий цвет жидкость, то пластинка моментально окрасится в темно-черный цвет.
Для предметов с слабым покрытием 1 серной кислоты в 10-20 воды.
Для предметов с сильным покрытием: в 10 серной кислоты медленно вливают при помешивании 10 азотной кислоты 36° по Б., дают остыть смеси, быстро погружают предметы и споласкивают водой.
Протрава для алюминия
Алюминиевые предметы погружают в 10% раствор едкого натра и оставляют их в растворе, пока не начнется выделение водорода, затем прополаскивают водой и опускают в 20% соляную кислоту, после чего снова промывают водой.
Алюминиевые предметы опускают на 10-20 сек. в 10% натровую щелочь, насыщенную поваренной солью, споласкивают водой и чистят мелкозернистой пемзой. Затем их снова погружают в щелочный раствор до появления пузырьков, промывают водой и сушат в опилках. Мат на алюминиевые вещи наводят опусканием в горячую натровую щелочь, в который предметы выдерживают до бурного выделения пузырьков. Если предметы состоят из сплава алюминия с медью, то после погружения в щелочь их надо опустить на некоторое время в концентрированную азотную кислоту, которая не действуя на алюминий, разъедает несколько медь и другие примеси.
Опустить алюминиевые предметы в слабый раствор едкого кали, сполоснуть водой и высушить сукном.
Для белой протравы наиболее пригоден 10% (насыщенный поваренной солью) раствор едкого натра, который нужно употребить горячим, если хотят достигнуть красивого матово-серебряного цвета. Предметы погружают в раствор на 15-20 сек., после чего их вынимают, моют и чистят щеткой, затем погружают опять приблизительно на 1/2 мин. в тот же раствор, после чего на металле образуются пузырьки газа. Затем предметы снова промываются (если возможно в проточной воде) и высушиваются в опилках. Эта протрава годится также для алюминия, содержащего в себе медь.
Протрава для серебра
Разогревают предмет и погружают его в смесь из 1 серной кислоты и 5 воды. При изготовлении смеси необходимо вливать кислоту в воду, а не наоборот.
Мелкие предметы погружаются в 6% холодноводный раствор буры, доведенный затем до кипения.
Полировка металлов, связанная с химической очисткой
Полировка железа
Подлежащие полировке железные изделия погружаются на некоторое время в смесь из 1 серной кислоты на 20 по объему воды, затем предмет вынимается, тщательно прополаскивается водою и высушивается в древесных опилках. По высушивании его тотчас же погружают на одну-две секунды в азотную кислоту, после чего вновь прополаскивают водою, вновь высушивают в древесных опилках и затем хорошенько вытирают. При этом поверхность предмета становится блестящей, как стекло. По свидетельству "Cosmos'a", никаким иным способом нельзя достигнуть такой совершенной полировки, как вышеуказанным.
Полировка стали
Стальные изделия полируют посредством кожаного кружка, покрытого смесью из 16 олова и 1 цинка. На плоскую сторону кружка наносят смоченный спиртом крокус или кровавик и после умеренной просушки шлифуют агатом.
Полировка латуни
Равные части воды и бычачьей желчи, прокипяченные вместе, дают хорошее полировальное средство. Жидкость, после охлаждения, разливается в бутылки, и в них сохраняется. При употреблении ее наносят на латунные и бронзовые предметы кистью или погружают в нее полируемые предметы.
Полировка никеля
Смесь состоит из 8 стеарина, 32 сала, 2 стеаринового масла и 48 мелко истолченной венской извести. Предметы полируются этой пастой при помощи круга, оклеенного сукном (по Гильдебранду).
Полировка алюминия
Алюминий погружают сперва в сильный раствор едкого кали или натрия, а затем в смесь из 2 азотной кислоты и 1 серной кислоты. После этого его кладут в чистую азотную кислоту и, наконец, в разбавленный водой уксус. Сполоснув хорошенько в проточной воде, высушить в горячих опилках и полировать лощилом. Обработанный таким образом алюминий приобретает свой естественный чисто белый цвет.
По 1 стеариновой кислоты и глины, 6 трепела. Если дело идет о полировке гладких поверхностей, то паста наносится на кожаный кружок. После этой обработки предмет полируется еще крокусом с помощью кожаного кружка, отчего блеск становится еще красивее.
Если полируют ручным способом, то наиболее пригодной является смесь из вазелина и церезина или раствор буры в горячей воде, в который прибавляют несколько капель аммиака.
Политуры для металлов
90 г. мелко просеянного трепела и 90 г виннокаменной кислоты растирают с 450 г жидкого парафина. После сильного взбалтывания втирают шерстяной тряпкой и полируют замшей.
60 парижской краски (чистой окиси железа), 10 воска, 30 олеиновой кислоты и 2 канифоли. От прибавления бензина окись железа механически распределяется в жидкости, причем крупные зерна политуры опускаются на дно, и при сливании получается отмученная масса, которая совершенно не образует царапин на металле.
Равные части железного купороса и поваренной соли растирают хорошенько в ступке и смесь нагревают в плоском тигеле или др. сосуде до красного каления. Образуются пары, и масса превращается в жидкость. Когда пары не будут больше подниматься, сосуд снимают с огня и дают остыть. Полученная коричневая масса промывается водой, чтобы удалить все неразложившиеся частицы железного купороса. Остаток представляет превосходный полировальных порошок.
Средства для полировки алюминия
Согласно Морни, взбалтыванием в бутылке смешивают равные части оливкового масла и водки до тех пор, пока жидкость не будет походить на эмульсию. Полировальный камень окунается в эмульсию, и алюминий полируют, как серебро, не применяя однако сильного давления. Черные полосы, которые иногда образуются от полировального
камня, не вредят, но их можно от времени до времени удалять мягкой тряпочкой.
Наведение мата на алюминий
Сперва алюминиевые предметы пускаются на 20 сек. в горячий 10% раствор едкого натра, который предварительно в холодном состоянии насыщается поваренной солью. Затем предметы споласкиваются водой и протираются щеткой, после чего вторично погружаются на 30 секунд в вышеуказанный раствор. После вторичного ополаскивания и промывания в горячей воде предметы высушиваются в опилках.
Порошок для наведения мата на ювелирные изделия
Состоит из 40 г селитры, 25 г поваренной соли и 35 г квасцов. Смешать в однородную массу и нагреть в эмалированном сосуде, при постоянном помешивании стеклянной палкой до тех пор, пока не будут отходить водяные пары. Затем остудить массу, поставив сосуд в холодную воду, превратить в порошок и сохранять до
употребления в хорошо закрывающихся стеклянных сосудах. Если предметы должны быть только частично сделаны матовыми, то части, которые должны остаться блестящими, покрываются до матировки слоем нижеуказанной смеси: 50 г углекислой извести в порошке, 5 г сахара и 5 г гуммиарабика растираются с водой в кашицу, которую с помощью кисти наносят на остающиеся блестящими места.
Гравирование металлов
Гравированием называется способ воспроизведения, с помощью химических средств рисунков, орнаментов, надписей и т. п. на поверхности металлических предметов.
Гравирование производится двумя способами: 1) можно покрыть веществом, на которое действует протрава, все линии и поверхности рисунка; 2) можно, наоборот, защитить от действия кислот все промежутки, оставляя линии и поверхности рисунка свободными. Если затем покрыть всю поверхность кислотой, то в первом случае рисунок получится слегка рельефным, а во втором рисунок выйдет углубленным.
Как ни проста, на первый взгляд, операция травления, начинающие часто терпят неудачу, в особенности, при травлении тонких рисунков. Прежде чем наносить предохраняющее покрытие, обрабатываемую поверхность следует тщательно очистить от тонкого налета ржавчины, жира и иной грязи. Приставший к поверхности жир можно удалить промыванием в спирте или бензине, или прокаливанием, или, наконец, провариванием в растворе соды или едкого натра.
Очищенный от грязи и жира предмет погружают в 10% раствор серной кислоты и оставляют в ней до тех пор, пока не исчезнет темный налет ржавчины. После этого обрабатываемую поверхность можно отполировать, если форма предмета позволяет и назначение его не противоречит этой операции. Но подобная предварительная полировка не обязательна. До вычищенной поверхности нельзя дотрагиваться пальцами, так как на них всегда есть большее или меньшее количество жирового вещества, а на жир протрава не действует.
Когда протравливаемая поверхность вычищена уже настолько, что имеет свежий металлический блеск, приступают к нанесению предохранительного покрытия.