9.4. Чернение

Чернение как один из видов декоративной отделки ювелирных изделий применяют с давних пор. Изделия с чернью, обнаруженные на территории нашей страны при раскопках курганов Северного Причерноморья, относятся к V - III векам до нашей эры. Сущность процесса чернения заключается в нанесении на заданные участки изделия легкоплавкого сплава черного цвета - черни. Чернью украшают изделия из золота и серебра, сплавов меди.

Таблица 9.6

Чернь представляет собой сплав сульфидов серебра, меди, свинца, серы. Свинец можно заменить оловом и вводить в состав сплава буру, хлористый аммоний, висмут. Чистота исходных материалов, в первую очередь серы и флюсов - обязательна. Низкое качество любого из компонентов снижает прочность соединения черни с основным металлом. Чернь различают по составу компонентов, цвету, блеску. Известен не один вид черни. Причем каждый из них имеет свой рецепт составления (табл. 9.6 и 9.7).

Таблица 9.7

Способы приготовления черни. В практике ювелирного дела применяют два способа приготовления черни, отличающихся друг от друга последовательностью сплавления металлов с серой. Первый способ предусматривает вначале сплавление между собой металлов с последующим добавлением серы, при втором - сначала получают сернистые металлы, чтобы затем подвергнуть их сплавлению. Процесс приготовления черни идет в определенном порядке.

При первом способе положенное количество (по рецепту) серебра и меди плавят в графитовом тигле, затем в расплав вводят свинец и буру как флюс. Появившийся в расплаве шлак удаляют, добавляют серу, другие компоненты, тщательно перемешивают расплав, постоянно удаляя шлак. Очищенный от шлака расплав выливают в чугунную или железную изложницу. Когда чернь остынет, ее дробят на куски и плавку повторяют с добавлением серы и буры.

Чернь требуемого качества получается при трех-, четырехкратной переплавке. После этого чернь подвергают измельчению и просеиванию через мелкое сито. Приготовление черни данным способом можно также осуществить, применив два тигля: в одном тигле готовят сплав меди с серебром, в другом серу. В тщательно перемешивают расплав, выливают его во второй тигель (с серой) и перемешивают, а затем выливают смесь в изложницу. После охлаждения полученную смесь дробят, вновь переплавляют, но уже без добавления серы.

При втором способе вначале приготовляют сульфиды металлов, причем каждый отдельно. Смешивают (в виде стружки) медь с серой (800 г меди и 250 г серы), серебро с серой (870 г серебра и 160 г серы), свинец с серой (870 г свинца и 170 г серы). Смеси помещают в муфельную печь и выдерживают при температуре 300 - 400°С в течение 2,5 - 3 ч. Полученные сернистые металлы (сульфиды) дробят и смешивают друг с другом чаще всего при следующем процентном содержании компонентов: 46,56 CuS, 11,2 AgS и 42,24 PbS. Смесь сернистых соединений плавят в тигле при температуре 650 - 850°С, предварительно покрыв слоем древесного угля и установив тигель в муфельную печь. Затем в расплав добавляют хлористый аммоний (1 г NH₂Cl на расплава) для удаления газовых включений. Расплав тщательно перемешивают и выливают в разогретую до 300°С изложницу (железную, графитовую, чугунную). Охлажденную в естественных условиях смесь измельчают в ступке или шаровой мельнице.

Черневой сплав можно приготовить и таким способом. Сначала расплавляют медь, добавляют серебро, расплавляют, а затем в этот расплав медленно (по капле) добавляют заранее расплавленный свинец. Полученный расплав переливают в хорошо прокаленный тигель, в который предварительно засыпают (в виде порошка) неметаллические составные элементы - серу, буру и нашатырь. Все содержимое расплавляют, многократно помешивая отожженой железной проволокой. Затем расплав гранулируют, вливая его прерывистой струей в холодную воду; полученные гранулы по необходимости измельчают в порошок.

В последнее время при приготовлении черни для прокладки по золоту (для лучшего сцепления черни с металлом) в ее состав стали вводить легирующие компоненты - теллур, селен. К порошку обычной черни добавляют от 5 до 30% теллура или селена. Полученную смесь плавят при температуре 400 - 450°С, охлаждают, дробят, растирают в порошок.

Наложение черни. Чернь прокладывается в углубления, полученные гравировкой, штамповкой, чеканкой. Глубина рисунка - различная, но не менее 0,2 мм. Участки изделия, предназначенные для наложения черни, должны быть хорошо подготовлены: очищены от жира, окисных пленок, других загрязнений. Поверхность изделий перед нанесением черни шлифуют во избежание случайных рисок, царапин, которые могут быть заполнены чернью, что исказит рисунок. Чтобы предупредить выгорание припоя, растекание черни и окисление поверхности изделий, края их, а также места пайки и участки, не подлежащие чернению, обкладывают огнеупорной глиной, размешанной в воде. Соединение (сцепление) черни с металлом будет надежнее, если чернение вести, добавляя различные флюсы: 5%-ный водный раствор буры, насыщенный раствор хлористого аммония, водный раствор поташа, поваренной соли и буры. Прокладывается чернь двумя способами.

По первому способу участки для чернения смачивают раствором флюса, добиваются испарения влаги, а затем покрывают ровным слоем черневого порошка и обжигают в муфеле при температуре 300 - 400°С.

По второму способу черневой порошок смешивают с раствором буры до получения сметанообразной пасты-кашицы. Кашицу наносят на участки для чернения, удаляют влагу (фильтровальной бумагой) или тканью х/б и производят отжиг.

Время обжига контролируют визуально: его заканчивают, как только чернь расплавится и заполнит все углубления рисунка. Когда изделие полностью охладится, его подвергают дополнительной обработке. С помощью мелких надфелей или напильников осторожно удаляют черневые наплывы, затем черневое покрытие шлифуют и полируют.

Изделия из серебра с чернью нередко золотят, а так как чернь - хороший электропроводник, то перед гальванической обработкой участки изделия, покрытые чернью, изолируют защитным лаком, удаляя его после окончания процесса золочения. В случае обнаружения брака в черневых покрытиях чернь снимается гальваническим путем в процессе электролиза в 10%-ном водном растворе едкого натра (NaOH).