Способ изготовления коричневых покровных слоев на медной заготовке

Способ изготовления коричневых покровных слоев на медной заготовке

Реферат

 

Для целевого изготовления в крупном промышленном масштабе равномерного и прочно сцепляющегося покровного слоя (коричневая патина) на поверхностях состоящей из меди заготовки, особенно на катаных лентах или листах для области строительства способ изобретения предусматривает сначала придание шероховатости поверхности медной заготовки в результате механической обработки и затем проведение термообработки медной заготовки при 150 - 650°С в течение 0,1 - 30 мин. Этот способ делает возможным изготовление предварительно испытанной заводом на атмосферостойкость медной заготовки, не ожидая коричневого окрашивания поверхности, зависящего от продолжительного воздействия атмосферных влияний. Для дальнейшего улучшения прочности сцепления коричневой патины медную заготовку вслед за термообработкой выгодно подвергать еще химическому дополнительному окислению. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способу изготовления коричневых покрытий на выполненной из меди заготовке, особенно на катаных лентах и листах для покрытия крыши и обшивки фасадов.

При нормальных атмосферных условиях на поверхности блестящей как металл меди образуется прочно сцепленный и стойкий покровный слой из окиси меди. Сначала очень тонкая окисная пленка стабилизирует поверхность медного материала уже довольно значительно против воздействий атмосферы. Дальнейшее медленное образование окисного слоя вследствие реакции меди с влагой и с кислородом воздуха может в идеальном случае создавать постепенно равномерное коричневое окрашивание (коричневую патину), причем поверхность меди значительно теряет металлический блеск. Коричневый покровный слой с течением времени становится все темнее и переходит затем в антрацит-коричневый. Таким обычно является конечное состояние вертикальных площадей зданий, как обшивка наружной стены. У наклонных поверхностей крыши покровный слой при реакции с содержащимися в атмосфере веществами, как двуокись серы, двуокись углерода и хлориды, изменяется по цвету до основных соединений меди, пока не достигается типичная для меди зеленая патина.

Образование коричневого покровного слоя может при известных атмосферных условиях местами значительно замедляться, но также и ускоряться, так что приходится ожидать сравнительно долго, пока не достигается равномерное изменение цвета поверхности меди. Отклонения от единого нюансирования цветов можно наблюдать особенно в начальной стадии атмосферного воздействия. На поверхности меди часто образуются сначала неравномерно темные пятна и/или полосы. Однако при дальнейшем протекании атмосферного воздействия благодаря атмосферным влияниям эти цветовые различия на глазах исчезают.

Цель изобретения - разработка способа, при помощи которого на поверхности состоящей из меди заготовки можно изготовлять в крупном промышленном масштабе равномерный и прочно сцепляющийся коричневый покровный слой (коричневая патина), который и при особенно необходимой в области строительства дальнейшей обработке не повреждается или не растрескивается.

С помощью предлагаемого способа достигается предварительно испытанная заводом на атмосферостойкость (коричневое патинирование) поверхность, состоящая из меди заготовки без темно-коричневого окрашивания поверхности меди, зависящего от продолжительного воздействия атмосферных влияний; равномерное окрашивание поверхности меди, например, при составленном из медных профилированных элементов покрытий крыши или обшивки фасадов. Существенное преимущество можно видеть также в том, что жестянщику при необходимых ремонтных работах могут поставляться соответствующие, снабженные коричневой патиной ленты или листы меди. Этот предварительно патинированный материал можно затем без перехода включать в уже подвергнутые в течение длительного времени атмосферным воздействиям обшивки фасадов, причем не обнаруживаются различия относительно нюансирования цветов коричневых покровных слоев на отдельных элементах фасадов.

Предварительно патинированные ленты или листы из меди имеют покровные слои, которые не только обладают исключительной прочностью сцепления, но и остаются стойкими к деформации при сгибании или окантовке, т.е. не показывают отслаивания. Даже неизбежные часто при монтаже покрытий крыш и обшивки фасадов следы пальцев остаются на предварительно патинированной поверхности в значительной степени незаметными.

Еще более хорошей прочности сцепления покровного слоя и особенно еще более равномерного коричневого окрашивания предварительно патинированной поверхности меди можно достигать в результате того, что сразу вслед за термообработкой проводят дополнительное химическое окисление водным раствором, по меньшей мере, соли металла из группы, включающей хлорат калия, перманганат калия и гипохлорит натрия, одним или в смеси с сульфатом меди.

Известно много химических и электролитических способов для коричневого окрашивания медных поверхностей. Однако эти способы без предыдущего термического окисления часто приводят, особенно в крупном промышленном масштабе, к неудовлетворительной насыщенности цвета покровных слоев. Нельзя избежать того, что особенно при нанесенном обработкой погружением обрабатывающем растворе на поверхности остаются пятна и свили.

Способ осуществляют следующим образом.

Холоднокатаной и в данном случае обезжиренной ленте из Г-меди по ДИН 1787 с толщиной 0,6 мм и шириной 1000 мм придавали равномерную шероховатость при помощи шлифовального приспособления. Для обработки поверхности применяли абразивные ленты с зернами N 180 и N 320. Затем медную ленту для термообработки подавали в обогретую газом печь непрерывного действия. Для поверхностного окисления медной ленты, подвергнутой термообработке в печи в области температур от 150 до 350^оС, предпочтительно около 275^оС, в печи устанавливали контролируемую газовую атмосферу приблизительно с 25 об.% кислорода. После короткого периода охлаждения предварительно окисленную медную ленту погружали при рабочей температуре около 80^оС в ванну, которая содержала водный раствор из смеси 50 г/л хлората калия и 100 г/л пентагидрата-сульфата меди. Продолжительность воздействия обрабатывающего раствора составляла около 2-3 мин. Затем медную ленту промывали водой и сушили горячим воздухом. После этих стадий обработки медная лента имела очень равномерный покровный слой с интенсивной темно-коричневой окраской. Коричневая патина оказалась очень прочной на истирание. После дополняющих операций на сгибание и окантовку не было обнаружено ни повреждений, ни отслаиваний покровного слоя.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРИЧНЕВЫХ ПОКРОВНЫХ СЛОЕВ НА МЕДНОЙ ЗАГОТОВКЕ, в частности на катаных лентах и листах для покрытия крыш и облицовки фасадов, включающий механическую обработку и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что поверхности медной заготовки придают шероховатость посредством щетки, после чего медную заготовку подвергают термообработке в контролируемой окисляющей атмосфере при 150 - 650^oС в течение 0,1 - 30 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что медную заготовку непосредственно после термообработки дополнительно обрабатывают водным раствором из 20 - 70 г/л хлората калия и 50 - 150 г/л пентагидрата сульфата меди.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что медную заготовку погружают в водный раствор при 20 - 90^oС на 1 - 10 мин.