Doratura

La doratura è un tipo di placcatura con metalli preziosi che ha numerose applicazioni specialmente per oggetti ornamentali.
I sistemi di doratura odierni sono suddivisi in 8 classi:

Per semplificare ulteriormente l’oro e le leghe di oro possono essere considerate appartenenti a 5 gruppi generali:

Ci sono centinaia di formulazioni tra queste cinque classi di soluzioni di oro per doratura.
Fisicamente, considerazioni di tipo estetico e ingegneristico determinano in quale di questi gruppi è il bagno desiderato. Il fattore normalmente altrettanto importante è quello economico. Il prezzo dell’oro è solo un aspetto che deve essere considerato nella decisione del tipo di tecnica di deposizione (telaio, buratto, continua o selettiva).
Per ogni applicazione è necessario bilanciare e ottimizzare le seguenti variabili:

• Costo del bagno:  Questo include il volume di bagno necessario e la concentrazione di oro.
• Velocità di placcatura:  Determina la dimensione dell’equipaggiamento, il bagno e i costi per avere la produzione desiderata.
• Costi di perdita di trascinamento:  Dipende dalla concentrazione utilizzata, la forma del pezzo, se la placcatura è su telaio, in buratto, continua o selettiva;deve includere anche il probabile recupero della soluzione perduta mediante elettrodeposizione o scambio ionico.
• Costi di controllo e di mantenimento: Alcuni bagni ad alta velocità e alta efficienza richiedono costante manutenzione e analisi.
• Costo di longevità del bagno: Bagni ad alta velocità e ad alta purezza con elevato trascinamento devono essere periodicamente cambiati per mantenere la purezza  voluta. Questo implica una certa perdita nel ricambio.
• Costi iniziali dell’ equipaggiamento
• Spese generali

Doratura decorativa

Gran parte della placcatura decorativa è applicata alla gioielleria, in generale per oggetti che servono da ornamento. Lo spessore di oro o di leghe di oro è di circa 0.05-0.1mm e il tempo di placcatura è di circa 5-30 sec. Indrustialmente si distingue tra questo tipo di placcatura che viene chiama flash rispetto a quella a spessore in cui lo spessore del deposito è maggiore di 0.5mm.
Questi depositi sono usualmente applicati su un substrato di nickel lucido e l’aspetto risultante è ancora lucido. Non richiedono quindi successivo trattamento di lucidatura.
Gli anodi utilizzati sono di acciaio puro. Il miglior rapporto fra l’area del anodo e quella del catodo è 1:1 oppure 3:1. Alti rapporti, quando la vasca è usata come anodo, tendono a dare un colore e uno spessore del deposito disomogenei, e il pezzo finale frequentemente si brucia. Non è necessario nessun tipo di agitazione per assicurare colore uniforme.
L’oro e gli elementi in lega si consumano durante il processo e quindi devono essere aggiunti periodicamente per non sbilanciare il bagno. Normalmente ci si basa sulla lettura di un amperometro. Il bagno opera con un efficienza catodica di circa il 6%. Quindi ogni 11 Ah consumate devono essere aggiunti 5 g di oro, assieme alla giusta quantità di elementi in lega.
Tutte le condizioni operative devono essere controllate attentamente. Ogni variazione di queste condizioni influenza l’efficienza della corrente catodica dell’oro o delle leghe o di entrambi.
I fattori che alterano il colore del deposito sono:

• Finitura superficiale.    La finitura superficiale del metallo base cambia il colore apparente del deposito. Questo si nota facilmente quando l’oggetto da dorare ha superficie in parte lucida e in parte opaca. Placcato nello stesso bagno, esso risulterà di due diversi colori.
• Colore del metallo base.    Il colore del metallo base altera il colore del deposito di oro  sovrapponendo il suo colore a quello dell’oro quando il deposito è sottile (flash). La maggiorparte dei depositi di leghe d’oro, se correttamente depositati, oscura la base quando lo spessore del deposito è superiore a 0.05 mm. Additivi speciali possono far si che lo spessore di oro necessario per oscurare la base sia minore e cioè fino a 0.03mm. In questo caso a parità di colore si usa meno oro.
• Densità di corrente.      La densità di corrente bassa tende a favorire la deposizione di oro e porta all’arricchimento della soluzione di elementi in lega. L’aumento notevole di densità di corrente porta ad avere lo sviluppo di tonalità di colore rosso,arancione o rosa.
• Cianuri liberi.     Le soluzioni che contengono rame sono molto sensibili ai cambiamenti nel contenuto di cianuro libero. Un basso contenuto causa un incremento nelle sfumature rosse e rosa, mentre un alto contenuto favorisce il colore giallo trattenendo il rame.
• Temperatura.     L’effetto è simile a quello della densità di corrente. Basse temperature favoriscono il colore giallo, e alte temperature favoriscono quello rosso. Temperature sopra i 70°C devono essere evitate, eccetto nel caso di oro rosa, visto il rapido crollo del cianuro e quindi la formazioni di colorazioni scure.
• pH.     E’ raramente necessario aggiustare il pH di un bagno di oro. Normalmente esso sta nell’intervallo tra 10 e 11. Solo oro rosa o rosso sono favoriti da alti valori di pH

Tabella di Oro e leghe di Oro in bagni Flash (Classi A,B)

Bagni alcalini di oro al cianuro (Gruppo 1, Classe D)

                               Tabella dei Bagni di Oro alcalini al cianuro

La tabella sovrastante elenca i bagni alcalini di oro cianuro che sono ancora usati. Per depositi opachi, aumentando la temperatura, si ha il miglior deposito e la più alta velocità di deposizione. Bisogna però cercare di non superare il limite di temperatura consentito.
I bagni alcalini al cianuro sono molto sensibili alle impurezze organiche , sia quelle introdotte dal trascinamento, sia quelle dovute all’assenza di pulizia, così come quelle dovute al crollo del cianuro libero. Per fare in modo che un deposito sia di buon aspetto e strutturalmente sano, è necessario trattare la soluzione con carbone e filtrarla periodicamente. Il grado di purezza del carbone deve essere elevato in modo da non introdurre più impurezze di quelle rimosse. La filtrazione continua attraverso un filtro impaccato di carbone è praticamente accettata ma non è efficiente nella rimozione delle impurità come un trattamento discontinuo con carbone. Se la soluzione è abbastanza contaminata prima del trattamento, è importante conservare il carbone utilizzato e i filtri per recuperare la quantità di oro persa durante il processo.
Il miglior metodo per trattare una soluzione con carbone è di:

1. Riscaldare la soluzione a 65-70°C
2. Trasferire la soluzione calda ad una vasca ausiliaria
3. Aggiungere 1-1.5 g di carbone per litro di soluzione
4. Mescolare per non più di 20-30 minuti
5. Filtrare la soluzione per decantazione nella vasca originaria

Nessuna regola viene data alla frequenza di trattamenti con carbone. Ciò dipende dalla pulizia generale e dalla disponibilità economica, come dal pezzo che si deve processare; mediamente varierà da una volta ogni due settimane a una volta ogni due mesi. Per esempio i bagni a temperatura ambiente necessitano di trattamenti con carbone meno frequenti rispetto a quelli caldi al cianuro.

Bagni neutri di oro al cianuro. (Gruppo 2 , Classe D)

I bagni neutri al cianuro sono principalmente usati dalla industria dei semiconduttori. Molta cura va data per prevenire la contaminazione della soluzione perché anche una piccola quantità (ppm) di sostanze inorganiche indesiderabili può causare problemi al deposito come rotture o fragilità.

Bagni acidi di oro al cianuro. (Gruppo 3 , Classe E)