Обзор методов оксидирования стали

В условиях крупного промышленного производства, воронение изделий происходит за счет изменения структурного состава верхнего слоя метала. Наложенное подобным образом покрытие на многие годы обеспечивает надежную защиту от коррозии.
В домашних условиях повторить методы, которые используют в промышленности практически невозможно, да это и не выгодно с экономической точки зрения. Как горячее, так и холодное воронение производится нанесением на поверхность изделия специального химического раствора, который и образует тонкую оксидную пленку.
Средство для воронения в домашних условиях, можно изготовить собственноручно закупив все необходимые компоненты, но можно и приобрести уже готовое в магазине кованых изделий. Так, например, неплохо справляется с задачей натриевая селитра, ортофосфорная кислота или обычное машинное масло. Пожалуй, самым популярным способом чернения метала в домашних условиях является химическое оксидирование. Конечный результат (то какой цвет приобретет металл) во многом зависит от выбора способа, качества всех компонентов и того насколько правильно был приготовлен раствор.

Что вам дает воронение металла?

Большинству марок стали свойственно ржаветь, очаги коррозии возникают при малейшем контакте с водой, если поверхность после этого не вытирается промасленной ветошью. Даже при повышенной влажности воздуха сталь может очень быстро покрыться ржавчиной. По большей части металл покрывают антикоррозийной краской, путем напыления или нанося кистью. Но это не подходит для резьбовых соединений, а также для подвижных деталей. Поэтому нередко для защиты от коррозии применяют воронение, которое также называют чернением либо синением стали и, если обратиться к техническим терминам, оксидированием.

Иными словами, создаются условия для того, чтобы на поверхности металла образовалась пленка окиси железа, толщина которой может варьироваться от 1 до 10 микрометров, в зависимости от способа обработки. Воронение по типу воздействия на металл делится на термическое, кислотное и щелочное, то есть в последних двух вариантах металл погружается в соответствующий раствор. При нагреве на поверхности стали сменяются так называемые цвета побежалости, приблизительно то же происходит и при гальванической обработке в кислотной либо щелочной ванне. Нужно просто выбрать нужный цвет окисления и на нем остановить воздействие на поверхность стали.

Смена цветов побежалости связана с увеличением толщины слоя окислившегося металла. Самая тонкая пленка образуется на стадии возникновения желтого цвета, по мере того, как толщина ее будет расти, друг друга сменят бурый, вишневый, фиолетовый, а затем синий и серый цвета. Но последний вовсе не означает, что вы приблизились к тому, что называют чернением. Ведь воронение охватывает практически все цвета побежалости, начиная с бурого.

На практике воронение выполняется по различным схемам:

1. Термическая обработка деталей с последующим покрытием маслом.
2. Нагревание до температур кипения в химических растворах.
3. Окрашивание специальными составами, проникающими в поверхностный слой. Происходит диффузия покровного слоя с основой.

В домашних условиях можно реализовать любой из способов, только следует ознакомиться с особенностями технологии, а также подготовить нужное оборудование.

Синение стали – рецепты разной степени сложности

При длительном нагреве, после того, как накал металла минует белую стадию, а затем желтую, бурую и фиолетовую, поверхность стали окрасится в красивый светло-синий цвет, постепенно сменяющийся темным. Именно на термообработке основан самый простой метод синения, и именно с него мы начнем перечень существующих способов оксидирования. Для получения качественного воронения в домашних условиях вам понадобится горн, желательно с автоматическим поддувом, в крайнем случае можно использовать обычную металлическую бочку, заполненную наполовину рубленым хворостом.

Металлический ящик под размер детали наполняем мелким березовым углем и помещаем в хорошо разогретый горн или в бочку с горящими щепками. Когда уголь нагреется и начнет тлеть, укладываем в него обтертую уксусом и высушенную стальную деталь, после чего следим за этапами ее каления. В самом начале появления синевы вытаскиваем заготовку и слегка остужаем на воздухе, одновременно очищая мягким углем. Затем снова помещаем в ящик. Повторив эти манипуляции несколько раз, и в конце доведя каление до явственной синевы, вы получите прочную окисную пленку.

Другой способ – с применением специального раствора и без термообработки. Для него вам нужно раздобыть всего 2 реактива: по 2,5 грамма гексацианоферрата калия, в народе именуемого красной кровяной солью и являющийся мощным окислителем, а также полуторахлорное железо. Оба ингредиента прекрасно растворяются, поэтому смело заливаем каждый в отдельной емкости 0,5 литра воды, после чего объединяем получившиеся жидкости в единую смесь. Именно в нее и помещаем стальную деталь, которой нужно придать антикоррозийную устойчивость. Когда поверхность металла достигнет нужного окраса – извлекаем деталь из ванны и обсушиваем.

Существуют и более сложные методы синения, но мы обратимся к тем, что попроще. Оксидирование можно осуществлять не только растворами, но и расплавами различных веществ. В частности темно-синий цвет стальному изделию можно придать, погрузив его в расплавленную серу, в которую предварительно, после перехода в жидкое состояние, замешивается небольшое количество сажи. Второй вариант – расплав селитры, получаемый при ее нагреве до температуры свыше 320 градусов. Если выдержать в такой ванне стальное изделие, оно покроется равномерной темно-синей пленкой.

Воронение стали в буром спектре

В некоторых случаях вполне достаточно добиться образования на поверхности стальной детали окисной пленки коричневого цвета, оттенки которого могут быть различными, в зависимости от примененных веществ. Самый простой рецепт основан на все том же ингредиенте, который рассматривался нами ранее, а именно – нам нужно полуторахлорное железо в количестве 100 грамм, а также килограмм оливкового масла. Смешиваем данные компоненты и получаем пасту, которой следует равномерно покрыть стальное изделие. Затем, через несколько часов, поверхность шлифуется металлической щеткой-крацовкой. Цикл повторяется несколько раз.

Еще один вариант отчасти похож на предыдущий. Но для процесса оксидирования в домашних условиях, помимо оливкового масла в количестве 0,5 килограмма, вам понадобится столько же треххлористой сурьмы. Второй ингредиент, по сути, тоже относится к маслам, поэтому, смешав составляющие, вы получите своеобразную мазь. Покрываем ею стальное изделие и оставляем на сутки. По истечении указанного срока протираем поверхность металла шерстяным лоскутком и снова на сутки наносим мазь. Заключительным этапом снова станет протирка шерстью и полировка вощеной щеткой.

Можно еще больше упростить состав, с помощью которого на сталь наносится бурая антикоррозийная пленка. Для этого достаточно сделать раствор для погружения в него металлического изделия на определенное время. Вам необходимо запастись только полуторахлорным железом, которое добавляется в количестве 150 граммов в литр воды или же отмеряется 0,2 килограмма и смешивается с литром 90-процентного спирта. В такую ванну стальное изделие достаточно обмакнуть несколько раз, при погружении следя за изменением цвета поверхности.

Рецепты оксидирования стали в благородные серый и черный цвета

Сталь, которая приобретает различные оттенки серого в результате воронения, смотрится красиво, при этом получается достаточно прочная пленка окисленного металла, защищающая от возникновения ржавчины. Получить окрас в данном спектре можно простым способом, который, впрочем, доступен только для небольших изделий. Вам понадобится 70 грамм азотнокислой меди и 30 грамм денатурата, первый реактив относится к солям, второй является спиртом.

Раствор лучше делать с подогревом соли до ее расплавления с добавлением денатурата после снятия с огня емкости (желательно, чтобы это была химическая фарфоровая чашечка). Составом обмазываем стальное изделие и нагреваем над огнем, положив на лист жести. Следующий сложный рецепт подходит для оксидирования металла в серый цвет. Данный процесс, при значительной продолжительности, может перейти в холодное чернение обычной и нержавеющей стали, которое проще всего осуществлять в домашних условиях.

Компоненты нужны следующие: 24-процентная соляная кислота – 120 грамм, 90-процентный спирт и вода – по 100 грамм, сулемы – 40 грамм и в 2 раза меньше хлористого висмута с хлорной медью. Смешиваем кислоту и воду, добавляем спирт и делим получившуюся жидкость на 3 равные части. Последние 3 компонента, относящиеся к солям, высыпаем по отдельности в каждую часть раствора и потом смешиваем все в одной емкости. В получившуюся ванну погружают на полчаса стальное изделие, после чего извлекают и кипятят в чистой воде. При необходимости процесс повторить.

Внимание, для собственной безопасности вливайте кислоту в воду, но никак не наоборот, во избежание возникновения бурной реакции, сопровождающейся выплескиванием реагента.

И, наконец, рецепт непосредственно для чернения. По сути, отличного результата можно добиться, лишь обмазав стальное изделие льняным маслом, воском либо животным жиром и хорошо прокалив в огне. В результате обжига на поверхности металла образуется устойчивая черная пленка. Однако, гораздо эффективнее использовать предварительное погружение стали в ванну со следующим раствором: на литр воды кладется 100 грамм медного купороса и добавляется 10 грамм нашатыря. Обмазав очищенный и обезжиренный металл данным составом, и прокалив в огне, вы получите сначала черно-бурую пленку, а после повторного окунания и каления – черную.

Основные правила обработки

По сути, воронение – это химическая обработка поверхности металла, поэтому такая процесс считается очень вредным и даже опасным для жизни. При выполнении воронения нужно соблюдать ряд правил, таких как:

• • Перед началом проведения работ, рекомендуется подробно изучить свойства всех используемых при воронении реагентов, а также составить четкий порядок действий;
• • Использование специальной емкости, это может быть стекло, фарфор или фаянс. Емкости из других материалов кислота попросту разъест;
• • Все работы должны проводиться в помещении которое имеет отличную вентиляцию (лучше всего на открытом воздухе);
• • В качестве материала для поверхностной обработки металла, можно использовать наждачку различной степени жесткости либо порошкообразную пемзу. Щетки по металлу могут оставить на поверхности изделия весьма заметные следы в виде царапин;
• • Наличие средств защиты глаз, дыхательных органов и кожного покрова;
• • Перед началом проведения работ, поверхность изделия нужно обезжирить, очистить от мусора и грязи.

Воронение металла химрастворами

Стойкое химическое покрытие металла сопровождается поддержанием высокой температуры. Длительность процесса растягивается до 1,5 часов. Испарению раствора вследствие выкипания, снижению затрат на нагревание способствует плотная крышка с внутренней отбортовкой для стекания конденсата в сосуд из нержавеющей стали.

Ёмкость для погружения с целью охлаждения, обилие проточной воды и жестянка с машинным маслом (подойдёт даже отработка) находятся под рукой.

Щелочной способ

В щелочной среде воронение проводится с добавлением окислителей при температуре от 130 до 150C. В основе данного способа – создание оксидной пленки путем окисления железа. В данном случае для кипячения раствора можно использовать посудину, изготовленную из нержавейки.
Для приготовления раствора, нужно в 100 мл обычной воды добавить немного азотистого натрия и 100 гр технической соды. Все компоненты тщательно перемешать, полученную смесь нужно разогреть до температуры 130-150C, а затем погрузить в нее заготовку примерно на 25-30 минут.

Обратите внимание!
Кипящий раствор щелочи источает очень крайне неприятный запах, который может вызвать головокружение и приступы рвоты. Желательно работать в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе.

Кислотное воронение

Кислотное воронение – это процесс придания металлу оксидной пленки путем погружения в кислотную среду. Выполняется как химическим, так и электролитическим способами. Данный способ позволяет сделать поверхность ровной и гладкой при этом не потратив большую сумму денег.
Для приготовления раствора, добавьте в 1 л воды 2 гр дубильной и виннокаменной кислоты, тщательно перемешайте. Готовить такую жидкость необходимо в фарфоровой либо керамической емкости. Заготовка опускается в раствор на 15-20 минут, после вымачивания тщательно промывается проточной водой, протирается и просушивается.
Данный метод применяется для стальных, медных и чугунных изделий. Но, закаленные, и термоустойчивые изделия чернить таким способом не стоит.

Применение ржавого лака

Ржавый лак – это состав который вызывает ускоренное ржавление металла, при этом на поверхности образуется магнитная окись железа. Если говорить о финансовой стороне вопроса, то расходы в данном случае будут минимальными.
Для того чтобы приготовить раствор необходимо на 2 л воды добавить 100 мл соляной кислоты, 140 мл азотной, 80 гр железной стружки (можно чугунной), 300 гр дробленой окалины железа. Обрабатываемая деталь полностью погружается в химическое средство, в результате чего на ее поверхности образуется черная либо рыжая окись железа. Подобное холодное воронение дает довольно эффективный и долгоиграющий результат.

Термическое воронение

Термическое воронение метала – сама старая и одновременно простейшая технология. Суть подобной обработки заключается в нагреве изделия (заготовки) до температуры, когда кислород, который содержится в воздухе содержащийся не начнет вступать в химическую реакцию с верхними слоями детали. Чем сильнее нагреется металл, тем в итоге более темный и насыщенный оттенок он приобретет, все из-за того, что процесс окисления при разной степени нагрева происходит на разной глубине.
Подобное воронение металла в домашних условиях сможет провести буквально каждый, ведь для этого не требуется вообще никаких специфических компонентов и дополнительных денежных затрат.

Холодный способ воронения

Для воронения стволов оружия горячие растворы неприемлемы. Выход из положения – «Ржавый лак». При самостоятельном приготовлении раствора необходимо учитывать, что жидкие ингредиенты берутся не по весу, а в объёмных долях на 2 л дистиллированной воды:

• Соляная кислота – 100 мл;
• Азотная кислота – 140 мл;
• Окалина железа – 25 г;
• Опилки железа – 35 г.

Запускаем реакцию. Окончание выделения пузырьков газа говорит о завершении взаимодействия реагентов. Параметры эффективности «Ржавого лака»:

• Концентрация солей — 4,7%;
• Плотность раствора — 45г/л;
• Время оксидации – 20 мин.

Удержание в химикалиях при необходимости повторяется до 5 раз с промежуточными промывкой, протиранием и просушкой.

Ржавый лак — комплект для воронения

Процесс воронения ножа

Высокоуглеродистая сталь из которой сделаны хорошие ножи, может довольно сильно окислятся даже от вполне обычных бытовых задач, например, после нарезки овощей или фруктов, при попадании в воду и т.д. Наиболее безопасным и эффективным способом воронения ножа является технология на основе раствора селитры.

1.  Обезжириваем нож, для этого достаточно тщательно протереть его поверхность обычным спиртом (или водкой). Как вариант, для обезжиривания можно использовать 30% щелочной раствор
2.  Готовим раствор селитры. В емкость из нержавеющей стали наливаем 1 л воды, досыпаем немного натриевой селитры и каустика (соды), тщательно перемешиваем и довести до полного растворения. Данная смесь имеет сильный едкий запах, поэтому работать желательно на открытом воздухе, если же такой возможности нет, то не забывайте использовать средства защиты в виде очков и респиратора.
3. Готовый раствор поставить на паровую баню, это не даст ему закипеть поскольку температура кипения такой жидкости выше чем у обычной воды и составляет порядка 140C;
4. Помещаем нож в раствор и не снимая емкость с огня оставляем на 80-90 минут;
5. По завершению процесса достать нож из раствора, дать остыть, после чего тщательно промыть проточной водой.

Главным плюсом данного способа воронения ножей является простота и дешевизна. После процедуры поверхность металла приобретает приятный черный цвет иногда с синеватым отливом.

Простейший метод воронения металла в домашних условиях

Готовим 10% раствор лимонной кислоты. Пакет пищевой лимонной кислоты растворяется в десятикратном объёме кипятка без осадка. Опускаем предмет, подлежащий оксидации. Чернение металла занимает до часа времени.

По мере появления на поверхности изделия пузырьков, встряхиваем предмет или перемешиваем состав стеклянной палочкой. Покрытие достаточно долговечно, но механической стойкостью не отличается.

Воронение металла лимонной кислотой

Воронение поверхностным окрашиванием металла

Оксидную защиту параллельно с чернением обеспечивают готовые покупные средства. Подготовительные мероприятия по зачистке, обезжириванию, удалению рисок шлифовкой проводятся непременно. Манипуляции по воронению металлов проводятся при комнатной температуре и активной вентиляции.

«Клевер».  Применяется для восстановления и предохранения частичных повреждений поверхности. Препарат по консистенции — гель. Наносится кистью. Выдерживается 2 мин. на повреждённом участке изделия, смывается водой. Возможно троекратное покрытие металла для придания потребного оттенка. Безопасен в использовании, не требует специальных навыков.

«Ворон-3М». Препарат способен покрывать различные металлы. Предназначен в большей степени для декоративного чернения.

DuraCoat. Универсальное средство по воронению и декорированию. Возможны вариации с цветом покрытия. Хорошо противостоит физическому воздействию, агрессивной химии. Покрывает металлы, пластик дерево.

Другие способы воронения

Карандаш для воронения. Карандаш (маркер) для воронения, часто используют как для возобновления отдельных поврежденных участков изделия, так и для нанесения чернения всей поверхности. При правильном соблюдении технологии, данный тип покрытия дает стае гладким и ровным. Следующий этап – закрашивание карандашом очищенной поверхности. Химический реагент довольно глубоко проникает в сталь, достигается довольно стойкое черное воронение, которое способно продержаться достаточно долго. В завершение, протрите изделие фетровой тканью либо специальным наконечником, который уже имеется на карандаше (маркере).

Такое воронение дает довольно неравномерный цвет, поэтому подойдет не для улучшения внешнего вида, а для защиты поверхности от воздействия негативных внешних факторов. Ржаветь она уж точно не будет!

Воронение маслом. Данный способ обработки отлично подходит для чернения в домашних условиях. Для работы понадобится металлическая емкость необходимого размера, обычное машинное масло от 500 мл до 1 л и газовая горелка (любой другой нагревательный элемент достаточной мощности), бумажные салфетки, кирпичи либо друга негорючая поверхность.  Так же, если вы не автомобилист и у вас под рукой не оказалось автомобильного масла, то с задачей неплохо справится оружейное, льняное и даже оливковое масло.

Сам процесс воронения в масле выглядит примерно следующим образом:

1. Деталь положить на кирпич;
2. Разогреть газовой горелкой до свечения (раскалить настолько сильно, насколько это позволяет нагреватель);
3. Разогретую заготовку полностью поместить в масло;
4. Достать и положить на бумажное полотенце для впитывания излишков масла;
5. Процедуру повторить 4-5 раз до придания металлу желаемого цвета.

Важно! Данный способ не сделает деталь черной как смола, кроме того, такое покрытие неустойчиво к механическим повреждениям и больше подойдет не для декоративных целей, а именно для предотвращения возникновения коррозии.

Метод синения

Синение стали – это разновидность воронения, при которой металлу придается более темный цвет не черный, серый либо бурый цвет, а насыщенный красивый синий. Для приготовления раствора понадобятся необходимо приготовить сразу два раствора. No1 – на 1 л воды добавить и перемешать 140 г гипосульфита. No2 – в 1 л воды растворить 35 г уксуснокислого свинца (в народе «свинцовый сахар»). Растворы смешиваются лишь перед началом чернения, нагреваются до температуры кипения, затем изделие опускается в кипящую жидкость и находится там до тех пор, пока не приобретет желаемый цвет. В конце, необходимо тщательно промыть деталь в холодной проточной воде, просушить, а затем протереть тканью, смоченной машинным либо касторовым маслом.

Чернение металла, должно проводиться в строгом соответствии с выбранной техникой и соблюдением всех необходимых правил техники безопасности.

Способы воронения

Существует несколько способов подобной обработки. В промышленности воронение осуществляется с помощью изменения структурного состава поверхности. Нанесение — специальным способом. В домашних условиях применять подобные технологии очень дорого или попросту невозможно.

Однако есть способы, позволяющие чернить сталь дома. Для этого не требуется промышленного оборудования. Все необходимое можно найти в магазине. Эти методы представлены ниже.

Горячий метод

Горячий способ предполагает воздействие высокой температуры. Сначала металл просмаливают, затем обжигают, например, паяльной лампой.

Принцип максимально прост и использовался еще в древности. Для работы достаточно даже обычной кухонной плиты. Под воздействием температуры верхний слой взаимодействует с кислородом.

Нагревание нужно осуществлять медленно, постепенно доводя до 400 °C. Поверхность становится сначала коричневой, а потом — черной. Потребуется масло: оливковое или оружейное. Важно рассчитать его количество и не переусердствовать. В противном случае будут пятна.

Способ в домашних условиях применяется реже остальных из-за технологии. Хотя он имеет преимущества:

• защитный эффект держится дольше, чем при холодном способе;
• безвреден для здоровья;
• требует малых затрат.

Перед беспламенным обжигом желательно обработать изделие специальным составом, в который входят:

• сера;
• консистентная смазка.

Соотношение компонентов один к двадцати соответственно. Наносится как можно более тонким слоем. В итоге защитная поверхность получается очень ровной.

Проверить качество воронения можно простым способом. Окунуть кисточку в обычную воду и провести по обработанной поверхности. Должна получиться пленка, но не капля.

Холодный способ

Другой способ обработки — холодное воронение. Часто используется, если изделия нельзя подвергать серьезным нагрузкам. Занимает немного времени и также не потребует много денег.

Суть заключается в покрытии поверхности особым раствором, например, парижским оксидом. Наносят, как правило, кисточкой. Для большего эффекта изделие погружают в раствор. После процедуры изделие:

1. Моют.
2. Протирают ветошью. Ее необходимо смочить спиртом.

Применение окислителей

Есть метод с использованием расплавленных окислителей:

• нитратов;
• нитритов.

Такое чернение металла в домашних условиях предполагает погружение в расплав. Изделие находится в нем, пока поверхность не приобретет характерный цвет. При работе стоит помнить, что перечисленные вещества опасны для здоровья. Их можно заменить следующими растворами:

• горячими солевыми;
• щелочными.

Некоторые особенности

Воронение стали в домашних условиях не представляет ничего сложного. Окислители применяются для обработки и других металлических изделий:

• чугунных;
• медных, которые приобретают интенсивный красный цвет.

Есть ряд особенностей, которые желательно запомнить:

1. Если изделия термочувствительные или закаленные, то их лучше не трогать. Воронение ухудшит характеристики.
2. Для завершения процесса нужно не забыть помыть изделие специальным средством. После сушки иногда требуется смазка маслом.
3. В магазинах нетрудно найти необходимые вещества, например, селитру, лимонную кислоту.
4. Снять чернение также возможно. Для этого понадобится специальный карандаш.

Важна подготовка:

1. Перед началом необходимо зачистить поверхность и отшлифовать ее.
2. Обезжирить особым раствором.
3. Нужно не забыть про резиновые перчатки для защиты рук. К обработанному изделию нельзя прикасаться.
4. Создать вентиляцию, вытяжку.
5. Подобрать сосуд с подходящими свойствами. Объем должен позволять утопить обрабатываемое изделие полностью. Подойдет материал, не боящийся применяемых веществ: стекло, фарфор, нержавейка, фаянс.

Что касается цвета, то для некоторых изделий он также может быть важен. Можно получить различную окраску: от желтой до черной, ее оттенки. Поэтому, строго говоря, чернение и воронение — не одно и то же.

Чтобы добиться нужного цвета, придется дополнительно уточнить компоненты растворов либо обратить внимание на режим термообработки. Например, один из способов заключается в следующем:

1. Берется азотнокислая медь (70 г) и спиртовой денатурат (30 г).
2. Соль нагревают, пока она не расплавится.
3. Добавляют денатурат.
4. Этой смесью покрывают изделие.
5. Нагревают до тех пор, пока не получится необходимый оттенок. Цвет будет меняться.

Секреты воронения

Рецептов воронения существует много. Каждый мастер предпочитает свой, у кого-то могут быть хитрости. В древности нередко рецепты вороненой стали держали в тайне. Сегодня можно найти различные рецепты на любой вкус.

Холодное воронение

Можно привести следующий пример холодного воронения дома:

1. Берется литр воды (дистиллированной), два вида кислоты: 30% соляная (4 г), 69% азотная (13,5 г). Добавляется также хлорид железа трехвалентный (170 г) и сульфат меди двухвалентный (4 г).
2. Смесью обрабатывают поверхность и оставляют на какое-то время. Чем дольше — тем лучше.
3. Ржавчину убирают с помощью водяного пара и щетки.
4. Все повторяется до тех пор, пока результат не окажется желаемым. Некоторые делают это до 10−20 раз.

Рецепт с окислителем

Для примера можно привести следующий рецепт щелочного раствора:

1. Понадобится каустическая сода (400 г), азотнокислый натрий (10 г), вода (600 мл).
2. Воздействовать смесь должна 30 минут или дольше.
3. Затем поверхность хорошо моется, сушится, немного смазывается маслом. Если щелочь не смыть до конца, будет налет.

Во время работы следует соблюдать осторожность. Горячие вещества и химикаты способны повредить здоровью или испортить имущество. Важно не забывать про правильный подбор емкости, подходящую одежду и элементарную технику безопасности.

Средства для воронения металлов

К простым способам покрытия, которые можно использовать дома, относятся технологии поверхностного нанесения масла, селитры и готового средства «Клевер».

Эти средства для воронения доступны в использовании и позволяют проводить работы дома без особой подготовки.

Рассмотрим способы создания пленки с помощью каждого из них.

Покрытие маслом

Технология создания защитной пленки с помощью масла является наиболее распространенной для применения дома.

Осуществляется она так:

• ошкуренное и обезжиренное изделие покрывается машинным или подсолнечным маслом;
• затем его помещают в духовку и нагревают до 350 – 400оС;
• после остывания поверхность детали приобретает коричневый или черный цвет;
• остатки масла с детали нужно удалить тряпкой;
• для получения более насыщенного цвета процесс следует повторить несколько раз.

Использовать можно разное масло, например, оружейное, льняное или оливковое. Наносить его можно кисточкой или путем окунания детали в масляный состав.

Если требуется провести чернение на каком-либо участке детали, то для этого лучше использовать обжиг с помощью паяльной лампы. В процессе такого обжига хорошо просматривается цветовое изменение поверхности заготовки. При достижении насыщенного коричнево — черного цвета термообработку можно прекратить.

Использование селитры

Хороший результат химического воронения дает классический раствор с использованием селитры в дополнении к приведенным ранее. В результате вываривания детали в растворе натриевой селитры при температуре 130 – 150оС получается прочное оксидное покрытие блестящего черно-синего оттенка.

Рецепт состава с селитрой:

• Вода дистиллированная – 1 литр;
• Натриевая селитра (NaNO3) – 500 г;
• Едкий каустик (NaOH) – 500 г.

В продаже имеются готовые комплекты с селитрой для оксидирования.

Посмотреть процесс воронения в селитре можно в видеоролике:

Поверхность при такой обработке выглядит гладкой и не требует дополнительного полирования.

Обработка поверхности средством «Клевер»

Проводить обработку металлической поверхности можно готовым средством «Клевер». Оно имеет гелеобразную консистенцию и продается в небольших емкостях по 50 мл.

Используют его при небольших коррозионных повреждениях металла. Чтобы получить максимальное окрашивание изделия, обрабатывать «Клевером» нужно два — три раза. Перед его нанесением деталь нужно ошкурить и обезжирить.

Средство наносят кисточкой и выдерживают 2 минуты. При появлении беловато — желтого налета его нужно смыть теплой водой, а поверхность протереть насухо тканью.

Преимуществом этого средства является простота использования, поэтому его часто применяют для покрытия оружия. На стали, содержащие больше 3% Cr, оно не оказывает действия.

Чернение металла

При нагревании стальных заготовок в кислотной или щелочной среде на поверхности может образоваться пленка разного оттенка. Воронение включает все цвета, свойственные побежалости. Они меняются по мере увеличения толщины пленки от желтого, бурого, фиолетового, далее в серый, синий и черный цвет.

Поэтому, воронение не тождественно чернению. Получить нужный оттенок поверхности можно, используя разные режимы термообработки стальных заготовок и используя различные химические компоненты раствора.

Например, можно добиться нужного оттенка при использовании азотнокислой меди, которая является солью, в количестве 70 г и 30 г спиртового денатурата. Соль подогревают до расплавления и добавляют денатурат. Смесь наносят на стальную деталь и нагревают горелкой. Останавливают процесс нагрева после достижения нужного оттенка.

Чернение стальных заготовок можно осуществить с помощью масла. Достаточно обмазать изделие маслом, воском или жиром животного происхождения и хорошенько его прокалить на огне. В итоге на поверхности появится стойкое черное покрытие.

P.S. Существует множество рецептов, применяя которые можно добиться насыщенного черного покрытия на металле.

Огромное количество методов окрашивания расширило и цветовую базу. В зависимости от способа нанесения лакокрасочного покрытия и использованных масел, кислот и различной степени нагрева удаётся сделать любую окраску, даже лимонный цвет.

Все варианты нанесения краски разделяют на два типа:

• механический;
• химический.

При механическом нанесении краски применяют различные порошки, которые распыляют, разбрызгивают, вколачивают, применяя специальные инструменты. Этот вариант не отличается качеством, красотой или уникальностью, но ценится у автолюбителей за счёт низкой стоимости. Кроме того, механическое окрашивание легко сделать на любой СТО или даже своими руками, если есть необходимое оборудование.

Применение химического метода требует наличия опыта и знания последовательности всей процедуры. Первое, что необходимо сделать, это зачистить металлическую поверхность от старого лакокрасочного покрытия. Дальше восстанавливаются повреждённые участки грунтовки, которые предварительно очищаются от ржавчины. После того как металл приобретёт идеальную поверхность, её обезжиривают. Маленькие детали для удаления масла помещаются в растворители по типу бензина, этила или эфира. Обработанные части опускаются в кипяток и только потом подвергаются окрашиванию химическим методом.

Нанесения лакокрасочного покрытия недостаточно, если хочется чтобы металл приобрёл элегантный вид и блеск поверхности и таким оставался даже при частой эксплуатации. Подобная проблема решается путём оксидирования стали.

Эта процедура включает натирание поверхности такими смесями, как:

• азотная кислота, смешанная со спиртом, водой и медным купоросом в виде опилок;
• кислота чернильно-орешкового цвета, включающая железо и сурьму;
• азотнокислое серебро с добавлением воды;
• оливковое масло с хлористой сурьмой.

После нанесения одной из этих смесей на металлическую поверхность, она подвергается термической обработке. Результат по итогу работы будет зависеть в основном от того, насколько качественно была очищена от жира, пыли и грязи деталь.

Такой способ часто используют, чтобы защитить оружие, автомобильные части от царапин и сколов. Добиться защиты получается и другими менее действенными, но дешёвыми способами. Например, многие делают воронение металла маслом в домашних условиях, которое благодаря кристаллической структуре защитного слоя краски проникает и создаёт блеск и дополнительный слой защиты.

Если вся работа проводится самостоятельно, тогда важно помнить, что после высушивания окрашенный металл будет выглядеть темнее, чем в мокром состоянии. Поэтому с учётом таких особенностей нужно откорректировать цвет в приемлемую сторону.

Способы чернения своими руками

Существует большое количество способов чернения стальной поверхности. Самые популярные из них включают применение щелочных, кислотных растворов или термическую обработку. Каждый из этих методов требует наличия специального оборудования, но некоторые варианты воронения стального материала получится сделать и в домашних условиях.

Простой, дешёвый и безопасный способ относится к обработке металла с помощью щелочного материала. Для воронения щёлочью потребуется дополнительно найти и подготовить:

• гидроксид натрия;
• нитрат натрия;
• воду;
• цифровые весы;
• защитную одежду.

В список защиты обязательно должны войти перчатки, сапоги и респиратор. В качестве остальной части защиты подойдёт старая одежда. Для некоторых составов необходима селитра или ортофосфорная кислота.

Для обработки металлических деталей необходима посуда из нержавейки, ведь в противном случае могут возникнуть химические реакции с щёлочью. Воронение проводится при определённой температуре, поэтому раствор предварительно засыпается в ёмкость и доводится до кипения. В таком состоянии щелочной раствор находится около часа, только потом в него опускается деталь. Если не получается сразу окунуть всю металлическую часть, то разрешается долить немного воды.

Нанесение защитного слоя с помощью щёлочи требует соблюдения всех правил, в том числе и подготовительных. Металл предварительно очищается от грязи и мусора, а потом обрабатывается растворителями, которые обезжиривают поверхность. Без этого пункта краска плохо схватится с поверхностью и быстро начнёт разрушаться.

Есть странные и одновременно удивительные способы чернения с помощью масла или яичного белка. Оба способа действенные и отлично подходят для проведения этой процедуры в домашних условиях. Воронение маслом, например, является бюджетным и интересным методом придания чёрного цвета стали. Для этого оливковое масло наносится на поверхность металла, который предварительно был немного отполирован с помощью мелкой наждачной бумаги. Дальше деталь нагревается на огне спиртовой лампой до момента изменения цвета. Остатки масла убирают простой тряпкой. Для придания блеска изделие дополнительно полируют и шлифуют.

Использование яичного белка — это не менее эффективный способ. Первым делом обрабатываемую сталь промывают в растворе соды и высушивают. Дальше поверхность покрывается тонким слоем взбитых белков и так деталь остаётся лежать два дня в тёмном месте. По истечении этого времени металл нагревается до раскалённого состояния и происходит реакция, которая окрашивает его в чёрный насыщенный цвет. Чем горячее будет нагрета деталь, тем быстрее и качественнее протекает процесс воронения, но перегибать нельзя. Используя этот метод на практике, легко найти золотую середину, которая не снизит качество, но повысит скорость работы.

Оксидирование различных сплавов

Воронение алюминиевых сплавов помогает защитить поверхность от распространения коррозии. Тонкий слой защиты стойко сопротивляется любым внешним факторам, которые воздействуют на окрашенную поверхность. Использование химических составов является наиболее востребованным методом для нанесения такого покрытия.

Химический метод представляет собой погружение в приготовленный заранее состав для воронения, который включает такие компоненты, как:

1. Бихромат натрия и хромовый ангидрит.
2. Гексационоферрат калия, хромовый ангидрид и фторид натрия.
3. Углекислый и хромовокислотный натрий.
4. Ангидрид хрома и фторосиликат натрия.

Все компоненты замешиваются при помощи жидкости и согласно инструкции наносятся на окрашиваемую алюминиевую поверхность, где и вступают в химическую реакцию самостоятельно или путём нагрева.

Процесс чернения металла в домашних условиях это ещё не всё, ведь после получения требуемого цвета алюминий необходимо обработать для закрепления результата. Первым делом, после извлечения деталей, вся жидкость должна стечь и только потом изделие опускают в азотную кислоту. Происходит фиксация оксидной плёнки, которая только усилит свои качества во время сушки при средней температуре. Точно сказать время оксидирования трудно, ведь чёрный цвет бывает разный, а он зависит от того, сколько времени деталь находится в химическом растворе. После проведения всех процедур, поверхность окрашивается специальными красителями для обработки воронёной поверхности.

Анодирование алюминиевых деталей

Этот способ приобрёл наибольшую популярность при обработке алюминиевой поверхности. Суть в том, чтобы покрыть всю площадь тонким слоем пассивной изоляции, используя простые компоненты и инструменты.

Первым делом необходимо подготовить насыщенный раствор электролита, аналогичный процедуре хромирования стали. Анодирование включает обработку алюминия в ёмкости с жидкостью, куда поступает ток. В качестве источника тока подойдёт простой аккумулятор средней мощности.

Алюминиевые детали, перед тем как опустить в раствор электролита, следует обезжирить при помощи растворителей или простого стирального порошка. В ёмкости при воздействии тока появляется голубовато-серый налёт, если обезжиривание изделия прошло успешно. Дальше поверхность алюминия протирают раствором из марганцовки, который удаляет налёт и делает поверхность блестящей и гладкой. Для дальнейшего окрашивания подойдут анилиновые краски любого цвета.

Хоть процесс и считается самым лёгким из доступных методов, всё равно требуется опыт и практика. Поэтому первый раз лучше попрактиковаться на рабочей детали топора или других ненужных материалах.

Воронение нержавеющей стали

Защитный слой, который появляется после воронения, способен сделать поверхность прочной и стойкой к любым механическим и химическим воздействиям, что особенно полезно для постоянно эксплуатируемого оборудования или машины. Химическое оксидирование стали в домашних условиях проводится без помощи специалистов, если следовать всем правилам пошаговой инструкции.

В помещении, где будет проходить окрашивание обязательно должна быть предусмотрена искусственная вентиляция, ведь через открытые окна или двери может залететь мелкий мусор, который осядет на поверхность металла как раз в процессе чернения. О попадании пыли на изделие важно помнить, если проводится полировка или шлифовка в непосредственной близости от высыхающей детали. Температура в помещении должна быть комнатной и постоянной независимо от времени года на улице.

Специалисты в сфере окрашивания уже давно изучили, как заворонить металл в домашних условиях, поэтому следует придерживаться установленной процедуры и изменять её только при несовместимости с материалом. Свои правила вводят в практику только после долгого изучения и многократного применения новой методики воронения.

Качество чернения стальной поверхности зависит от нескольких условий:

1. Участок окрашивания должен быть в нормальном состоянии. Невозможно получить идеальный эффект воронения, если металл ржавый, имеет явные деформации, дыры, переломы и т. д.
2. Любое химическое соединение вступает в контакт с очищенной поверхностью и поэтому любые частицы грязи обязательно необходимо удалить.
3. Качество зависит и от структуры металла.
4. При выполнении всех требований по механической и термической обработке.

Это основные условия, которые оказывают прямое влияние на соединение химической смеси со стальной или алюминиевой поверхностью.

Сложность окрашивания различных деталей в основном зависит от их размера и формы. Небольшие изделия, элементы оружия и части машины легко покрыть в домашних условиях вороным цветом, используя простую фаянсовую, стеклянную или фарфоровую ёмкость. Большие предметы окрасить будет проблематично без использования специального оборудования. Как минимум, может потребоваться небольшой кран или подвесная машина, равномерно опускающая металл в кипящую воду или раствор, через который пропускают ток.

Воронение металла это отличный способ защитить его от внешних повреждений и одновременно придать пикантный и уникальный вид. Особенно такой способ подходит для окрашивания деталей машины, оружия или публичных предметов. Сделать всё можно и своими руками, но важно не забывать о правилах процесса воронения и соблюдения безопасности.

Кислотное воронение стальных заготовок

Перед началом кислотного покрытия очищают и отмывают заготовку. Можно обойтись чистым спиртом или раствором крепостью 40 % (обычной водкой). Некоторые используют уайт-спирит. Тампоном очищают поверхность от жирных пятен.

Рецепт № 1

Рабочий раствор для воронения:

• 2 г лимонной кислоты;
• 2 г щавелевой кислоты;
• 1 л воды.

Процесс:

1. Раствор нагревают до температуры 120…125 ⁰С.
2. Помещают в него изделие на 20 минут.
3. После завершения деталь вынимают и промывают слабощелочным раствором. Можно использовать губку, смоченную в шампуни.
4. Завершается обработка протиркой машинным маслом.

Изделие приобретает черный цвет с некоторым оттенком коричневого оттенка.

Рецепт № 2

Используются растительные дубильные вещества (танины). Их получают из ветвей дуба или ивы.

Приготовление концентрата:

• ветви ивы или дуба (примерно 3 кг) варят в емкости объемом 10 л;
• через 3 часа после варки образуется раствор черного цвета;
• ветви вынимают из раствора;
• выпаривают раствор до 3 л. Получается концентрированная дубильная кислота. Для воронения применяется только часть раствора. Остатки концентрата заливаются в стеклянную емкость и закрывают плотной крышкой (может храниться до 3…4 лет).

Воронение деталей:

1. Используется 20…30 г дубильного концентрата на 1 л рабочего раствора.
2. Для активации процесса проводят воронение лимонной кислотой, ее добавляют в состав рабочего раствора (2…3 г на 1 л воды).
3. В готовый раствор кладут деталь, которую требуется воронить.
4. Длительность процесса составляет 24..30 часов.
5. Деталь после обработки вынимается и промывается.
6. Машинным маслом протирается готовая деталь.
7. С детали убираются остатки масла с помощью ветоши.

Видео: Воронение стали своими руками

Источники

• https://accorel.ru/pokraska/voronenie-krasivo-i-prochno
• https://tutmet.ru/holodnoe-chernenie-nerzhaveyushhej-stali-domashnih-usloviyah.html
• https://metmastanki.ru/voronenie-metalla-v-domashnih-usloviyah-sposoby
• https://promtu.ru/obrabotka-metallov/sekretyi-voroneniya-metalla
• https://tokar.guru/metally/voronenie-metalla-stali-v-domashnih-usloviyah.html
• https://plavitmetall.ru/obrabotka/voronenie-v-domashnix-usloviyax.html
• https://obrabotkametalla.info/stal/sposoby-voroneniya-stali-v-domashnix-usloviyax

Как зачернить металл в домашних условиях – воронение стали своими руками

Чернение (воронение) стали не только защищает ее от ржавчины, но делает ее вид более презентабельным. Можно зачернить оружие и другие металлические изделия в домашних условиях с помощью холодного воронения или раствора лимонной кислоты, мы рассмотрим как заворонить металл маслом своими руками.

Как воронить металл? Вы можете выполнить воронение самостоятельно, используя подручные материалы. При этом вам понадобятся:

• Ацетон.
• Чистая ветошь.
• Машинное масло.
• Плоскогубцы.
• Горелка.
• Плотные перчатки, костюм сварщика и защитные очки.
• Огнетушитель (на всякий пожарный случай).
• Металлическая или стеклянная емкость (которую вам не жалко испортить).
• Открытое пространство, достаточное для проведения работ.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Работы необходимо проводить на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся материалов. При работе возможен разлив и возгорание.

Лазерное оксидирование

Эта технология достаточно сложна и требует специального оборудования. Для проведения оксидирования используют:

• импульсное лазерное излучение;
• непрерывное излучение.

В обоих случаях применяются лазерные установки инфракрасного диапазона. За счёт лазерного прогрева верхнего слоя материала удаётся получить достаточно стойкую защитную плёнку. Однако этот метод применяется только для поверхности небольшой площади.

Лазерное оксидирование

Как зачернить металл в домашних условиях – воронение стали своими руками

Чернение (воронение) стали не только защищает ее от ржавчины, но делает ее вид более презентабельным. Можно зачернить оружие и другие металлические изделия в домашних условиях с помощью холодного воронения или раствора лимонной кислоты, мы рассмотрим как заворонить металл маслом своими руками.

Как воронить металл? Вы можете выполнить воронение самостоятельно, используя подручные материалы. При этом вам понадобятся:

• Ацетон.
• Чистая ветошь.
• Машинное масло.
• Плоскогубцы.
• Горелка.
• Плотные перчатки, костюм сварщика и защитные очки.
• Огнетушитель (на всякий пожарный случай).
• Металлическая или стеклянная емкость (которую вам не жалко испортить).
• Открытое пространство, достаточное для проведения работ.

Плазменное оксидирование

Такое оксидирование проводят в среде с высокой концентрацией кислорода с помощью низкотемпературной плазмы. Плазма создаётся благодаря разрядам, возникающим при подаче токов высокой или сверхвысокой частоты.

Плазменное оксидирование используют для формирования оксидированных плёнок на достаточно небольших поверхностях.

В основном его применяют в электронике и микроэлектронике. С его помощью образуют слои на поверхности полупроводниковых соединений, так называемых p-n переходах. Такие плёнки используют в транзисторах, диодах (в том числе в туннельных диодах), интегральных микросхемах. Кроме этого она используется для повышения светочувствительного эффекта в фотокатодах.

Плазменное оксидирование

Разновидностью плазменного оксидирования является оксидирование с применением высокотемпературной плазмы. Иногда её заменяют на дуговой разряд с повышением температуры до 430 °С и выше. Применение этой технологии позволяет значительно повысить качество образуемых покрытий.

чернение нержавейки

чернение нержавейки

Сообщение SHU » Ср фев 22, 2021 1:50 pm

Re: чернение нержавейки

Сообщение chaus » Ср фев 22, 2021 3:03 pm

Re: чернение нержавейки

Сообщение avor » Ср фев 22, 2021 3:44 pm

Re: чернение нержавейки

Сообщение amik » Ср фев 22, 2021 4:32 pm

Re: чернение нержавейки

Сообщение avor » Ср фев 22, 2021 6:19 pm

Re: чернение нержавейки

Сообщение ZaecЪ » Ср фев 22, 2021 6:29 pm

Оксидировать поверхность (воронение, анодирование) – в сети масса рецептов как профессиональных, так и “на коленке” (english only )

Воронение: процедура такая же как для низколегированной стали, но температура под 700 Анодирование: в щёлочи …или в хромовой смеси

We want to know the exact process for stainless steel colouring (Chocolate brown) We have tried the process in the following manner but not succeeded.

1) D/c rectifier used 2) volt : 1-2 3) Current : 6Amp / dm2 4) Mixture : 2.5M CrO3 + 5M H2SO4 of aqueous solution 5) Time : 5 Minutes 6) Anode : Job 7) Cathode : Lead Plate

Kindly give the exact process.

Re: чернение нержавейки

Сообщение amik » Ср фев 22, 2021 6:41 pm

Re: чернение нержавейки

Сообщение avor » Ср фев 22, 2021 6:52 pm

Re: чернение нержавейки

Сообщение amik » Ср фев 22, 2021 6:59 pm

Методы

Каждый из них обладает определенной популярностью, большинство применяется на заводах в определенных условиях. Но есть возможность самостоятельного проведения металлообработки. При этом стоит помнить о возможном негативном воздействии на организм и средствах защиты.

Химическое оксидирование стали, технология

На поверхность металлического изделия наносится жидкий раствор, сухая смесь или расплав. Затем между этими элементами происходит реакция (в определенных условиях, например, с доступом кислорода, при выставленном температурном режиме). Ее результатом становится образование неактивного верхнего слоя – эту процедуру называют пассивацией, то есть верхний слой делают пассивным по отношению к некоторым средам. Чаще всего для этих целей применяются окислы хрома.

Заготовка закрепляется тем или иным образом и погружается в ванну с заготовленным раствором (это возможно при нескольких условиях – при соответствующих размерах объекта и резервуара и при стенках сосуда, которые не вступают в реакцию). Щелочной или кислотный состав создается заблаговременно и обладает определенным процентным соотношением. В зависимости от параметров определяется степень выдержки. Спустя необходимое время деталь достается, подвергается сушке, а затем проводятся финишные работы по металлообработке.

При создании кислотной ванны с наибольшей вероятностью применяют такие кислоты, как соляная, азотная, ортофосфорная. Если добавить капсулы марганца, хрома или калия, то протекание будет ускорено. Обычно выбирается температурный режим в рамках от +30 до +100 градусов.

Если в качестве основы соединения нитрата натрия и диоксида марганца, то можно говорить о применении щелочного раствора, который нагревается уже значительно сильнее – до 300 градусов.

Также есть две разновидности, когда применяют дополнительные вещества, влияющие на качество полученного результата:

• бихромат калия позволяет закрепить итоговые достижения;
• масло – такой процесс называют оксидацией с промасливанием или химоксидированием, при котором удается не только добиться высокой устойчивости к ржавлению, но и получить черный глянцевый цвет поверхности.

Термическое оксидирование

Это аналогичный способ, в ходе которого образуется защитная оксидная пленка, но он проходит при повышенной температуре при непосредственном контакте с водяным паром или с кислородом. Для данного действия требуются специальные печи, которые могут поддерживать режим работы вплоть до 1200 градусов – для различных материалов характерны свои показатели.

Если вы хотите улучшить эффект, рекомендуем предварительно погрузить деталь в мыльный раствор на несколько минут, а после этого высушить и залить ванночку машинным или трансформаторным маслом. Если произвести нагрев до 105 градусов и выше, то можно добиться равномерной, блестящей черной поверхности.

Анодная оксидация – что это

Ее также называют электрохимическим оксидированием или анодированием. Это еще один вариант, как можно достаточно быстро получить оксидную пленку в жидкости или сухой смеси. Основной процесс, который заложен в основе технологии – это электролиз, который, как известно, может проходить и в жидких, и в твердых средах.

Элемент помещается в раствор. Между ним и жидкостью образуется разница потенциалов – у верхних слоев он изначально положительный, а у смеси – отрицательный. Следует отметить, что подача напряжения, а также использование активных реагентов приводит к тому, что процедура считается небезопасной, по крайней мере для домашнего воплощения.

При анодировании достигается две задачи – декоративное оформление и создание защитного слоя. Чаще всего этому подвергается алюминий, который по своей природе не обладает достаточными характеристиками жесткости, прочности, устойчивости к механическим воздействиям.

В зависимости от того, какая кислота используется, а также какие параметры напряжения выставлены, можно добиться полученной пленки различной толщины.

Тонкими они будут, если применять B(OH)₃ (борную) или H₃PO₄ (ортофосфорную). Но если нужно придать интересный оттенок оксидированной стали, то следует использовать органические кислоты, например, щавелевую, малеиновую, сульфосалициловую.

Используют также и слабощелочные составы, чтобы погружать в них детали и пропускать слабый переменный или импульсный ток. Данный процесс называется микродуговой обработкой и отличается тем, что можно достичь хороших результатов. Поверхность не только хорошо смотрится и не ржавеет, но и становится более теплостойкой, приобретает изоляционные качества.

Особенный подход нужно применять к нержавеющей стали. Она является инертным, то есть нейтральным сплавом. Как можно понять, добиться разности потенциалов в таком случае достаточно сложно. Поэтому процедура становится двухступенчатой.

Сперва проводится двойное анодирование – то есть в ванну с составом погружают не только нержавейку, но и еще один элемент, который по своим характеристикам больше подходит для процесса. Для этих целей годится никель, медь.

Второй этап – это уже самостоятельное оксидирование нержавеющей стали. Но чтобы повысить эффективность и ускорить достижение результата, рекомендовано наносить пассивирующие пасты. Их назначение – ускорение реакции.

Плазменный метод

Также его называют микродуговым. Его особенность в том, что создается плазма с большим содержанием кислорода. При этом она не нагревается, поддерживаются низкие температуры. Сама генерация потока происходит под воздействием зарядов, которые, в свою очередь, образуются под влиянием переменного или импульсного тока высокой или сверхвысокой частоты.

Обычно способ применяется, когда нужно создать оксидную пленку с целью защиты на относительно небольшой поверхности изделия. Чаще всего используется технология в электронике и микроэлектронике, например, при производстве полупроводников, транзисторов, диодов, микросхем. Второе назначение – увеличение светочувствительности, поэтому применяют процедуру для повышения чувствительности в фотокатодах.

Иногда все же более целесообразно делать плазму с повышенной температурой – до 430 градусов и выше. Качество при этом сильно повышается.

К преимуществам микродугового оксидирования стоит отнести:

• Слой оксида может достигать до 70% вглубь основной заготовки.
• Толщина около 200 – 250 мкм.
• Очень хорошо обрабатывать элементы, имеющие сложный рельеф.
• Отличное поведение на магниевых и алюминиевых сплавах.

Лазерное

С целью увеличения коррозийной стойкости можно добиться образования оксидной пленки на сталь, используя установку лазера. Особенность процесса в том, что для его совершения обязательно нужна специализированный станок. Наиболее эффективно зарекомендовало себя применение волоконного лазера в инфракрасном диапазоне свечения. Можно использовать три методики:

• импульсное излучение;
• непрерывный световой поток;
• точечный нагрев материала.

Отметим, что технология требует достаточно высоких затрат, а также не подходит для больших металлических элементов конструкций. Хорошо применять для ограниченных плоскостей, используя станки с ЧПУ.

Оксидирование своими руками

Если нужно сделать оксидную пленку дома, то для хорошего результата следует строго следовать последовательности действий, а также придерживаться правил безопасности.

Ниже мы более подробно расскажем о поэтапном проведении самостоятельной оксидации, но сперва обсудим – а зачем это делать?

Способы воронения

Существует несколько способов подобной обработки. В промышленности воронение осуществляется с помощью изменения структурного состава поверхности. Нанесение — специальным способом. В домашних условиях применять подобные технологии очень дорого или попросту невозможно.

Однако есть способы, позволяющие чернить сталь дома. Для этого не требуется промышленного оборудования. Все необходимое можно найти в магазине. Эти методы представлены ниже.

Горячий метод

Горячий способ предполагает воздействие высокой температуры. Сначала металл просмаливают, затем обжигают, например, паяльной лампой.

Принцип максимально прост и использовался еще в древности. Для работы достаточно даже обычной кухонной плиты. Под воздействием температуры верхний слой взаимодействует с кислородом.

Нагревание нужно осуществлять медленно, постепенно доводя до 400 °C. Поверхность становится сначала коричневой, а потом — черной. Потребуется масло: оливковое или оружейное. Важно рассчитать его количество и не переусердствовать. В противном случае будут пятна.

Способ в домашних условиях применяется реже остальных из-за технологии. Хотя он имеет преимущества:

• защитный эффект держится дольше, чем при холодном способе;
• безвреден для здоровья;
• требует малых затрат.

Перед беспламенным обжигом желательно обработать изделие специальным составом, в который входят:

Соотношение компонентов один к двадцати соответственно. Наносится как можно более тонким слоем. В итоге защитная поверхность получается очень ровной.

Проверить качество воронения можно простым способом. Окунуть кисточку в обычную воду и провести по обработанной поверхности. Должна получиться пленка, но не капля.

Холодный способ

Другой способ обработки — холодное воронение. Часто используется, если изделия нельзя подвергать серьезным нагрузкам. Занимает немного времени и также не потребует много денег.

Суть заключается в покрытии поверхности особым раствором, например, парижским оксидом. Наносят, как правило, кисточкой. Для большего эффекта изделие погружают в раствор. После процедуры изделие:

1. Моют.
2. Протирают ветошью. Ее необходимо смочить спиртом.

Химическое оксидирование

Этот процесс предполагает обработку металлов растворами, смесями, расплавами химических элементов (такие окислы как окислы хрома). Данное оксидирование позволяет провести так называемую пассивацию поверхности металла. Он предполагает создание в близком к поверхности слое металла неактивного (пассивного) образования. Создаётся тонкий поверхностный слой, защищающий основную часть конструкции.

Технологически этот процесс реализовывается посредством опускания подготовленной металлической детали в раствор щёлочи или кислоты, заданного процентного соотношения.

Выдерживают его там определённое время, которое позволяет полностью провести окислительно — восстановительную реакцию. Затем деталь тщательно промывают, подвергают естественной сушке, окончательной обработке.

Химическое оксидирование стали

Для создания кислотной ванны применяют три вида химически активных кислот: соляную, азотную, ортофосорную. Ускорение протекания химической реакции стимулируют добавлением в раствор кислоты соединений марганца, калия, хрома. Реакция окисления протекает при температуре раствора в интервале от 30 °С до 100 °С.

Применение растворов на основе щелочных соединений позволяет использовать добавки соединений нитрата натрия и диоксида марганца. В этом случае температура раствора необходимо повышать до 180 °С, а с добавками и до 300 °С.

После проведенной процедуры деталь промывают и просушивают. Иногда для закрепления процесса химической реакции применяют бихромат калия. Для увеличения срока сохранения образованной плёнки проводят химическое оксидирование с промасливанием. Иногда такой процесс называют химоксидирование. При окончательном покрытии маслом получается надёжное покрытие от коррозии, обладающее эффектным высоко декоративным чёрным цветом.

Некоторые особенности

Воронение стали в домашних условиях не представляет ничего сложного. Окислители применяются для обработки и других металлических изделий:

• чугунных;
• медных, которые приобретают интенсивный красный цвет.

Есть ряд особенностей, которые желательно запомнить:

1. Если изделия термочувствительные или закаленные, то их лучше не трогать. Воронение ухудшит характеристики.
2. Для завершения процесса нужно не забыть помыть изделие специальным средством. После сушки иногда требуется смазка маслом.
3. В магазинах нетрудно найти необходимые вещества, например, селитру, лимонную кислоту.
4. Снять чернение также возможно. Для этого понадобится специальный карандаш.

1. Перед началом необходимо зачистить поверхность и отшлифовать ее.
2. Обезжирить особым раствором.
3. Нужно не забыть про резиновые перчатки для защиты рук. К обработанному изделию нельзя прикасаться.
4. Создать вентиляцию, вытяжку.
5. Подобрать сосуд с подходящими свойствами. Объем должен позволять утопить обрабатываемое изделие полностью. Подойдет материал, не боящийся применяемых веществ: стекло, фарфор, нержавейка, фаянс.

Что касается цвета, то для некоторых изделий он также может быть важен. Можно получить различную окраску: от желтой до черной, ее оттенки. Поэтому, строго говоря, чернение и воронение — не одно и то же.

Чтобы добиться нужного цвета, придется дополнительно уточнить компоненты растворов либо обратить внимание на режим термообработки. Например, один из способов заключается в следующем:

1. Берется азотнокислая медь (70 г) и спиртовой денатурат (30 г).
2. Соль нагревают, пока она не расплавится.
3. Добавляют денатурат.
4. Этой смесью покрывают изделие.
5. Нагревают до тех пор, пока не получится необходимый оттенок. Цвет будет меняться.

Термическое оксидирование

Согласно термину оксидирование происходит при относительно высоких температурах. Величина этого показателя зависит от марки стали. Например, процесс термического оксидирование обычной стали происходит в специальных печах. Внутри создаётся температура, близкая к 350 °С. Класс легированных сталей подвергаются термическому оксидированию при более высоких температурах. Необходимо разогреть заготовку до 700 °С. Обработка продолжается в течение одного часа. Этот процесс получил название воронение стали.

Воронение стали

Стальной пистолет после воронения

Секреты воронения

Рецептов воронения существует много. Каждый мастер предпочитает свой, у кого-то могут быть хитрости. В древности нередко рецепты вороненой стали держали в тайне. Сегодня можно найти различные рецепты на любой вкус.

Холодное воронение

Можно привести следующий пример холодного воронения дома:

1. Берется литр воды (дистиллированной), два вида кислоты: 30% соляная (4 г), 69% азотная (13,5 г). Добавляется также хлорид железа трехвалентный (170 г) и сульфат меди двухвалентный (4 г).
2. Смесью обрабатывают поверхность и оставляют на какое-то время. Чем дольше — тем лучше.
3. Ржавчину убирают с помощью водяного пара и щетки.
4. Все повторяется до тех пор, пока результат не окажется желаемым. Некоторые делают это до 10−20 раз.

Рецепт с окислителем

Для примера можно привести следующий рецепт щелочного раствора:

1. Понадобится каустическая сода (400 г), азотнокислый натрий (10 г), вода (600 мл).
2. Воздействовать смесь должна 30 минут или дольше.
3. Затем поверхность хорошо моется, сушится, немного смазывается маслом. Если щелочь не смыть до конца, будет налет.

Во время работы следует соблюдать осторожность. Горячие вещества и химикаты способны повредить здоровью или испортить имущество. Важно не забывать про правильный подбор емкости, подходящую одежду и элементарную технику безопасности.

Термины, определения, виды оксидирования нержавеющей стали

По определению под этим термином понимают создание пленки из оксидов на поверхности нержавеющей стали вследствие реакций окислительно-восстановительного характера. Помимо защитной функции, декоративной отделки, применение этого процесса задействовано при необходимости создания диэлектрических слоев и изменения поверхностных физических процессов происходящих в среде высоких магнитных и электрических полей. В зависимости от того каким способом было получено оксидирование различают:

• Термический процесс
• Химическое воздействие
• Электрохимический процесс
• Плазменное оксидирование

Рассмотрим эти процессы более подробно.

Комплект ЧЕРНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ (ВОРОНЕНИЕ) СТАЛИ/НЕРЖ. СТАЛИ

Комплект “ЧЕРНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ (ВОРОНЕНИЕ) СТАЛИ/НЕРЖ. СТАЛИ” используется для чернения поверхности изделий из чугуна, углеродистых, нержавеющих или легированных сталей. После проведения процесса, полученное черное оксидированное покрытие обладает высокой атмосферной стойкостью, светостойкостью и используется в качестве финишного защитного-декоративного покрытия. В комплект “ЧЕРНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ (ВОРОНЕНИЕ) СТАЛИ/НЕРЖ. СТАЛИ” входят все необходимые реактивы, используемые для подготовки стальной поверхности и нанесения черного оксидированного покрытия.

Для проведения процесса воронения не требуется использовать гальванические выпрямители – просто выдержите деталь определенное время в горячем растворе черного оксидирования, затем вытащите и тщательно промойте деталь. Для повышения защитных свойств оксидированного покрытия и получения глубокой насыщенности черного цвета, детали, после проведения процесса оксидирования промасливают, путем протирки поверхности промасленными салфетками или погружения в минеральное масло, нагретого до температуры 100-110°С. После проведения процесса воронения, полученное черное оксидированное покрытие не отслаивается, не образует задиров, не подвергается коррозии и обладает низким коэффициентом износа.

Применение

Используется для чернения стали и чугуна

Нужно приобрести

• Дистиллированная вода

Сопутствующие комплекты

Комплекты

• Металлическая емкость
• 7 емкостей из ПП (⌀230*350 мм)
• Металлический анод (80*180*4 мм)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С10 (375 г)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С20 (300 г)
• Реагент АНТИ-ЭМУЛЬГ (200 г)
• Реагент СМАЧИВАТЕЛЬ (25 г)
• Реагент КАУСТИЧ. СОДА (50 г)
• Реагент ОРГАНОР-ТЕЛЬ (25 г)
• Реагент АКТИВАТОР (1 л)
• Реагент ТРАВИЛЬН К-ТА (1 л)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД, ч. А (2750 г)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД, ч. В (1650 г)
• Комплект резиновых перчаток
• Защитные очки (плексиглас)
• ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
• БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА

• Металлическая емкость
• 7 емкостей из ПП (470*310*250 мм)
• Металлический анод (250*180*2 мм)
• Нагреватель “ТН-20” (300 Вт)
• Нагреватель “КН-1П”(300 Вт)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С10 (1.1 кг)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С20 (900 г)
• Реагент АНТИ-ЭМУЛЬГ (600 г)
• Реагент СМАЧИВАТ (75 г)
• Реагент КАУСТИЧ СОДА (150 г)
• Реагент ОРГАНОР-ТЕЛЬ (75 г)
• Реагент АКТИВАТОР (3 л)
• Реагент ТРАВИЛЬН К-ТА (3 л)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД ч.А (8.2 кг)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД ч.В (4.9 кг)
• Комплект резиновых перчаток
• Защитные очки (плексиглас)
• Бордовый СКОТЧ-БРАЙТ
• Термометр (0-150 °С)
• ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
• БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА

• Металлическая емкость
• 7 емкостей из ПП (510*350*330мм)
• 2 металлических анода (180*250*4 мм)
• Нагреватель “ТН-20” (600 Вт)
• Нагреватель “КН-1П”(600 Вт)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С10 (2.23 кг)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С20 (1.8 кг)
• Реагент АНТИ-ЭМУЛЬГ (1.2 кг)
• Реагент СМАЧИВАТЕЛЬ (150 г)
• Реагент КАУСТИЧ СОДА (300 г)
• Реагент ОРГАНОР-ТЕЛЬ (150 г)
• Реагент АКТИВАТОР (6 л)
• Реагент ТРАВИЛЬН К-ТА (6 л)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД ч.А (16.5 кг)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД ч.В (9.9 кг)
• Комплект резиновых перчаток
• Защитные очки (плексиглас)
• Бордовый Скотч-Брайт
• Термометр (0-150 °С)
• ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
• БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА

• Металлическая емкость
• 7 емкостей из ПП (680*470*370 мм)
• 4 металлических анода (180*250*4 мм)
• Нагреватель “ТН-20” (1000 Вт)
• Нагреватель “КН-1П”(1000 Вт)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С10 (3.7 кг)
• Реагент ОБЕЗЖИРИВ-С20 (3 кг)
• Реагент АНТИ-ЭМУЛЬГ (2 кг)
• Реагент СМАЧИВАТ (250 г)
• Реагент КАУСТИЧ СОДА (500 г)
• Реагент ОРГАНОР-ТЕЛЬ (250 г)
• Реагент АКТИВАТОР (10 л)
• Реагент ТРАВИЛЬН К-ТА (10 л)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД ч.А (27.5 кг)
• Реагент ЧЕРН ОКСИД ч.В (16.5 кг)
• Комплект резиновых перчаток
• Защитные очки (плексиглас)
• Бордовый СКОТЧ-БРАЙТ
• Термометр (0-150 °С)
• ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
• БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА

В каждый комплект для нанесения конверсионных покрытий входит инструкция пользователя с описанием подготовки и проведения процесса. Все хим. реагенты, входящие в состав комплекта, были предварительно взвешены и расфасованы в необходимых пропорциях. Все, что Вам необходимо сделать для приготовления рабочего раствора это растворить их в определенной последовательности, согласно инструкции, в дистиллированной или де-минерализованной воде.

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ: Рабочая температура раствора 135°-155° С. Время выдержки в химическом растворе 30-60 минут. При истощении раствора и уменьшении насыщенности цвета можно увеличивать продолжительность процесса. В процессе эксплуатации раствора все компоненты расходуются равномерно, но в растворе накапливаются соединения железа, которые препятствуют процессу чернения, из-за чего корректировка раствора не целесообразна и после выработки, приготавливают новый раствор.

Применение ржавого лака

Способ, использующий так называемый «ржавый лак», отличается своей экономичностью на фоне вполне приемлемого качества покрытия.

Изделие погружается в химически активную коррозионную жидкость на основе соляной кислоты, образующую на его поверхности рыжую и черную окиси.

Чтобы удалить ржавый налет, придется воспользоваться жесткой проволочной щеткой. Черная оксидная пленка останется на изделии.

Готовый ржавый лак

Метод отличается большой длительностью и трудоемкостью, но обеспечивает отличный эффект в домашних условиях.

Перед началом обработки, как и при применении всех остальных методов, следует тщательно зачистить объект шкуркой и обезжирить его растворителем.

Активная жидкость готовится в специальных фарфоровых сосудах, использование защитных перчаток, фартука, кислотостойкой обуви и плотной производственной одежды обязательно. Следует также применять респиратор и прозрачный лицевой щиток.

Малое количество соляной кислоты вливают в сосуд, добавляя соскобленную с железа ржавчину, опилки и азотную кислоту. Состав следует осторожно помешивать фарфоровой мешалкой, пока не прекратят появляться пузырьки.

Далее осторожно доливают воду и водку в равных долях. Раствору дают отстояться и сливают с осадка.

Результат использования ржавого лака

Деталь помещают в раствор на время, достаточное для приобретения глубокого черного цвета. В завершение процесса деталь следует промыть большим количеством воды.

Внимание! Раствор, использующийся при работе эти способом, является одним из самых сильных растворителей. Остерегайтесь даже самых маленьких брызг — они могут причинить очень серьезные травмы и повредить имущество.

Если брызги попали на одежду — ее следует немедленно снять. Если же, несмотря на все предосторожности, капли попали на кожу — пораженное место надо обильно промыть раствором соды и немедленно обратиться за медицинской помощью.

Что дает процесс

Производители деталей из металла знают, что основная проблема, почему их продукция быстро выходит из строя, – это образование коррозии. Дело в том, что фактически любое вещество, обладающее металлическими свойствами, достаточно сильно подвергается влиянию внешней среды. Это влажность, температурные перепады, солнечное излучение, реакции с кислородом, а также загрязнения и естественный износ. Посмотрим, что дает оксидирование для производителей.

Антикоррозийные свойства

Даже при постоянном нахождении на улице под дождем и при контакте с воздухом не происходит ржавления. Это очень актуально для элементов корпуса автомобилей и других предметов, которые преимущественно эксплуатируются вне помещения.

Ограничение воздействия внешней среды

Есть некоторые средства, которые являются агрессорами по отношению к металлу. Проще говоря, они разрушают его поверхность и даже проникают более глубоко в структуру, нарушая целостность. Это пары химикатов или жидкости, а также самый обыкновенный ультрафиолет.

Электроизоляционные характеристики

Ряд деталей должен стать диэлектриком, то есть не пропускать электричество. С такой задачей отлично справляется создаваемый диэлектрический слой.

Придание оригинального декоративного вида

Это может быть черный глянцевый блеск или более экзотический перелив различных цветов. Смотрится очень красиво, причем практичность остается такой же высокой.

Технология химического оксидирования металла.

Декоративное химическое оксидирование гальванопластических изделий из меди, а также изделий из бронзы и латуни позволяет отделывать их разноцветными оксидными пленками. Результаты получаются различные в зависимости от применяемых растворов, их концентрации, температуры и прочих параметров обработки.

При химическом оксидировании изделий из бронзы и латуни играет важную роль состав этих материалов.

При химическом оксидировании изделия обрабатывают растворами или расплавами окислителей (нитратов, хроматов и др.).

Химическое оксидирование используют для

пассивации

металлических поверхностей с целью защиты их от коррозии, а также для нанесения декоративных покрытий на чёрные и цветные металлы и сплавы.

Химическое оксидирование чёрных металлов проводят в кислотных или щелочных составах при 30-100ºС.

Обычно используют смеси соляной, азотной или ортофосфорной кислот с добавками соединений Мn, Ca(NO

3

)

2

и др.

Щелочное оксидирование проводят в растворе щелочи с добавками окислителей при 30-180ºС.

Оксидные плёнки на поверхности чёрных металлов получают также в расплавах, состоящих из щелочи, NaNO

3

и NaNO

2

, MnO

2

при 250-300ºС.

После оксидирования изделия промывают, сушат и иногда подвергают обработке в окислителях (K

2

Cr

2

O

7

) или промасливают.

Химическое оксидирование применяют для обработки некоторых цветных металлов.

Наиболее широко распространено химическое оксидирование изделий из магния и его сплавов в растворах на основе K

2

Cr

2

O

7

.

Медные или меднёные изделия окисляют в составах, содержащих NaOH и K

2

S

2

O

8

.

Иногда химическое оксидирование используют для оксидирования алюминия и сплавов на его основе (дуралюминов).

В состав раствора входят Н

3

РО

4

, СrО

3

и фториды.

Однако по качеству оксидные плёнки, полученные химическим оксидированием, уступают плёнкам, нанесённым методом анодирования.

Различают помимо химического также и термические электрохимические (или анодные) и плазменные методы оксидирования.

Пассивация металлов – это технологический процесс антикоррозийной защиты металлов при помощи специальных растворов.

Как правило, пассивация производится при помощи солей или окислов (в том числе нитрата натрия).

Целью пассивации является сделать металлическую поверхность неактивной к атмосферному воздуху.

Пассивация может производиться двумя основными способами – химическим и электрохимическим.

При химической пассивации детали погружаются в раствор с нужным химическим веществом, в результате чего при определенной температуре образуется защитная пленка.

Электрохимическая пассивация производится следующим образом.

Вещества, которые необходимо нанести на поверхность, смешиваются с электролитом. Далее при пропускании электрического тока они оседают на поверхности изделия. Защитный слой, нанесенный электрохимическим путем, является более равномерным, но данный метод по материальным затратам значительно дороже химического.

Пассивация металлических деталей подразумевает образование фазовых слоев (пленок) при взаимодействии металлов с компонентами растворов в определенных условиях. Пленка представляет собой плотный водонепроницаемый барьер, который и препятствует появлению ржавчины.

Растворы, применяемые для пассивации, изготавливаются на основе окисляющих агентов, которые образуют труднорастворимые в воде соединения.

К ним относятся хроматы, молибдаты, нитраты в среде щелочи.

Как правило, пассивированная деталь или изделие подвергается дополнительной обработке.

На них могут быть нанесены ингибиторы (вещества, которые замедляют или останавливают течение нежелательных химических реакций и процессов), грунты, краски и/или лаки.

ООО НПФ „Крас-Прибор»  

Меднение. Электрохимическое покрытие.

Медь — пластичный, легко полиру­ющийся металл.

Плотность меди 8930 кг/м

3

, температура плавления 1083°С, атомная масса 63,54 удель­ное электрическое сопротивление 0,017∙10

-6

Ом∙м, теплопроводность 319,50 Вт/(м∙К).

В химических соединениях медь может быть одно- и двухвалентна.

Электрохимически осажденная медь имеет розовый цвет.

Электрохимические покрытия медью не следует применять в качестве само­стоятельных защитно-декоративных без дополнительного нанесения других покрытий или специальных лаков, так как в атмосферных условиях они легко взаимодействуют с влагой и углекисло­той воздуха.

В атмосферных условиях и ряде агрессивных сред медь с же­лезом образует гальванопару (медь — катод).

В большинстве случаев медные покрытия применяют для улучшения пай­ки по стали (до 3 мкм), для деталей, подвергаемых глубокой вытяжке (до 9 мкм), для увеличения электропровод­ности (до 24 мкм), для защитно-деко­ративных целей при эксплуатации в по­мещениях, а также в качестве подслоя под никель, хром, серебро, золото и др.

Для нанесения медных покрытий су­ществует большое количество электро­литов, так, например, цианистые, цианидферратные, этилендиаминовые, пирофосфатные, сернокислые, полиэтиленполиаминовые, щелочные бесцианистые и т. д.

Но наибольшее применение в различных областях промышленности нашли цианистые, пирофосфатные и сернокислые.

Обладая высокой рассеивающей спо­собностью и хорошей электропровод­ностью они обеспечивают получение высококачественных мелкокристалли­ческих осадков, имеющих надежное сцепление с большинством металлов и сплавов.

Они обладают низкой кор­розионной стойкостью, поэтому в тех­нике разработаны и внедрены электро­литы, обеспечивающие получение спла­вов на основе меди.

Медь — цинк, медь — олово, медь — никель, медь — свинец, медь — сурьма, медь — висмут и другие сплавы обладают не только повышенными коррозионными свой­ствами, но и рядом специальных свойств, не присущих медным покрытиям.

Открыть

|

Закрыть

Холодное чернение стали, чугунов.

Техпроцесс «Инста-Блэк 333»
Разработка «EPI» — фирменное название «Insta-Blak 333»

Обработка с сохранением размеров

• При цеховой тем­пературе, простым ополаскиванием в химически неаг­рессивном растворе, на деталях форми­руются покрытия, ко­торые по декоративности (глубоко­насыщенный чер­ный цвет) и коррози­онной стойкости не уступают по­крытиям, получаемым при горячем щелоч­ном оксидировании в нитратных растворах;
• Про­цесс применим для чернения  различных ста­лей: угле­роди­стых и легированных, конструк­ционных и инструмен­таль­ных, холодно- и го­рячекатаных, после ковки или штамповки, а также чугунов и порошко­вых металлов; при этом отсутствует образование белого со­ляного на­лета, что присуще горячему оксидированию; не происхо­дит также и вы­щела­чивание по­рошковых металлов и чугунов;
• Одна и та же ванна может использоваться для черне­ния при комнатной температуре деталей из сталей и чугунов, разных марок и видов;
• Покрытия ха­рактери­зу­ются долговечностью, из­носо­стойкостью и отлич­ными противозадир­ными свойст­вами – приработка сопрягаю­щихся деталей об­легча­ется, свойства режущего инстру­мента улучша­ются;
• Посадочные размеры деталей и твердость сохраняются;
• Отсутствует  легко удаляемый темный налет, присущий другим процес­сам чернения при комнатной температуре;
• Процесс рекомендуется производи­телям инструмента, подшипников, прецизи­онных деталей машин, станков, крепежных и других изделий.

На практике чернению подвергаются следующие изде­лия:

шпиндель­ные патроны, планшайбы, шестерни, вы­сокопроч­ные звездочки в цепных пе­редачах, втулки, резцедержатели, цанги, режу­щий инструмент для стан­ков – торцевые и концевые фрезы, инструмент с твер­досплавными пла­сти­нами, сверла, спиральные сверла, кольцевые пилы, ручной инстру­мент и пр..

В автомо­бильной про­мышленности чернят:

тяговые штанги; детали подвески; поршневые кольца; свечи зажигания; крепеж; шланговые хомуты; форсунки; гид­равлические цилиндры и пр..

Производители подшипников, в том числе и подшипников для автопрома, об­рабатывают корпуса, наружные кольца, обоймы, крышки.

Чернение не приводит к измене­нию размеров, зато, когда начинается при­ра­ботка, наличие покры­тия обеспечи­вает трущимся поверхностям отличные про­тивозадирные свойства.

Процесс является незаменимым при обработке удлиненных деталей, например, валов электромо­торов, ко­торые нельзя подвергать горячему оксиди­рованию из-за опасности коробления.

Преимущества холодного чернения.

Антикоррозионная защита – на годы продлевается срок службы деталей, увеличи­вается срок их хранения на складе.
Совместно с уплотнением в фир­менных анти­коррах  «E-Teк» технология обеспечивает превос­ходную коррози­онную стойкость, до 150 часов в камере солевого тумана.
Долговечность, износостойкость – черное химическое конверсионное по­крытие не выкрашивается, не растрескивается, не отслаивается.
Противозадирные свойства – в случае приработки сопряженных дета­лей, при первоначальном контакте и во время последующего притирания про­исхо­дит выработка черного, обеспечивающего смазку трущихся поверхностей, слоя с одновременным фор­мированием нагартованных поверхностей.
Скольжение – пропитка в антикоррах «Е-Тек» не только увели­чивает коррозионную стойкость изделий, но и при необходимости делает их поверхность маслянистой, что обеспечивает плавную работу со­прягаемых де­талей.
Стабильность размеров – размеры при чернении существенно не меня­ются, они увеличиваются лишь на 0,12 – 0,25 мкм; это означает, что свойства поверхности детали после чернения сохраняются – полированные поверхности оста­ются блестящими, твердость по Роквеллу термообработанных деталей не из­меняется.
Размеры прецизионных деталей сохраняются, отсутствует коробле­ние, которое может иметь место при нагревании.
Декоративные свойства – деталь приобретает глубоконасыщенный черный цвет, что улучшает ее внешний вид и товарные качества.
Удобство – легко применять на месте, не передавая детали на обработку субподрядчикам; не надо ждать, когда нагреется раствор для чернения; не надо подстраиваться под график поставок извне; не нужно тратиться на выполнение чернения на стороне; сохраняется контроль производственного процесса и  ка­чества; можно использовать при любых объемах производства; особенно хо­рошо происходит чернение больших партий мелких деталей во вращающихся барабанах (скорость вращения 1-2 об./мин).
Более высокая производительность – детали могут оксидироваться за 2 – 4 минуты в отличие от  15 – 30 минут при горячем оксидировании.
Обычно в два раза больше деталей может оксидироваться за то же время, что и при го­рячем оксидировании, т.е. можно организовать работу в одну смену вместо двух.
Достаточно большие временные допуски на чернение – от 2 до 5 минут позво­ляют ав­томатизировать процесс (алогичные технологии других фирм допус­кают лишь короткое 90-секундное погружение).
Технологичность – процесс малочувствителен к вариациям концентрации основного препарата «Инста-Блэк 333 6Х» – одинаковые результаты можно получить при его содержании 15, 20 или 25 мл/л.
Широкие технологические допуски, простота контроля и корректировки рабочего раствора делают процесс легко управляемым, благодаря чему различные операторы могут обеспечить достижение надлежащего качества обработки.
Продолжительный срок службы ванны – раствор может восполняться непрерывно посредством периодического добавления свежего препарата; не­которые ванны работают уже по 10-15 лет.
Расширение ассортимента черненых деталей – процесс легко внедрить и применять; это позволяет придавать деталям, которые раньше никак не об­рабатывались, прекрасный декоративный товарный вид и заодно обеспечить им отличную антикоррозионную защиту.
Снижение энергетических затрат  – чернение осуществляется при ком­натной температуре по сравнению с горячим оксидированием при 145 °С.
Безопасность – для приготовления раствора оксидирования использу­ются неагрессивные водоразбавляемые химикаты без запаха, отсутствует не­обхо­димость в принудительной вентиляции, как в случае горячего, вредного для здоровья, оксидиро­вания; не применяются опасные едкие вещества с вредными испарениями; при доливании в раствор отсутствует опасность раз­брызгивания горячих, остав­ляющих ожоги на коже, химикатов.
Низкие капитальные затраты и более продолжительный срок службы оборудования – нет необходимости в установке дорого­стоящего оборудова­ния и аппа­ратуры; устанавливаются обыкновенные семь ванн без нагревательных устройств, кон­трольно-из­мери­тельных приборов и вытяжной вентиляции, подобных используемым в случае го­рячего ок­сидиро­вания.
Низкие затраты на выполнение обработки – обеспечиваются высокой технологичностью процесса – простота осуществления, возмож­ность в одной и той же ванне обрабатывать стали и чугуны раз­ных марок и видов; возможность обработки детали насыпью и т.д.
Низкие нормы расхода – на чернение до 180 м2 поверхности деталей за­трачива­ется примерно 1 л 6-кратного концентрата «Инста-Блэк 333 6Х».

Обработка осуществляется в семь стадий (ванны одного размера).

Если детали не подвергались термообработке, изготовлены из обык­новенных сталей или после струйно-аб­разивной обработки, то воз­можен и пя­тистадийный процесс (без акти­вации и после­дующей промывки).

1. Химическое обезжирива­ние – такие загрязнения, как смазочно-охлаж­дающие жидкости, эмульсии, смазки и ингибиторы коррозии должны быть удалены.
Загрязне­ния могут замедлять последующие про­цессы или препятствовать им, отри­цательно влиять на адгезию и внешний вид пленки.
Рекоменду­ется погружение деталей на 2–5 минут при 50 – 65 °С в 10 %-ный щелочной раствор препарата «Е-Клин 148  Е» (E-Kleen 148 E).
2. Промывка погружением в ванну с холодной проточной водопроводной водой на 30 – 60 с.
Неотмытая, прилипшая пленка щелочного раствора обезжи­ривания быстро загрязнит ванну на следующей операции активации или чернения, что приведет к плохой адгезии чёрной оксидной пленки и появлению пятен на поверхности.
3. Активация погружением на 0,5 – 5 мин в 20 %-ный водный раствор пре­парата «Е-Преп 258» (E-Prep 258) при 18 – 30°С.
4. Промывка погружением в ванну с холодной проточной водопроводной водой на 30 – 60 с для удаления остатков раствора активации.
5. Чернение – погружением на 2 – 4 мин при комнатной температуре в кис­лый раствор (рН 1,8), содержащий 17 – 20 мл/л препарата «ИнстаБлэк 333 6Х».
Процесс малочувствителен к ва­риациям концентрации – одинаковые ре­зультаты можно получить при 17, 25 и 40 мл/л.
Легко управляется разными операторами.
6. Промывка погружением в ванну с холодной проточной водопроводной водой на 30 – 60 с для удаления остатков раствора чернения.
7. Уплотнение погружением деталей на 1 мин в один из фирменных пленко­обра­зующих ингибированных гидрофобизирующих составов, име­нуемых антикоррами «Е-Тек».
При этом антикор быстро вытесняет влагу, остающуюся на поверхности де­тали после предшест­вующей про­мывки, и впитывается порами покрытия, что обеспечивает долговременную защиту де­тали от коррозии.

Дистрибьютор в РФ и СНГ – ООО «СОНИС», г. Москва

Методы химического окрашивания металлов.
Химическое оксидирование сталей.

Оксидированию подвергаются углеродистые и низколегированные стали.

Значительное содержание легирующих элементов может повлиять на цвет окрашенной детали, чаще всего он становится ближе к красному.

Неизвестны способы оксидирования нержавеющих сталей химическими методами.

Перед нанесением на металлические поверхности покрытий необходимо осуществить подготовительные операции, то есть удалить с этих поверхностей загрязнения различной природы.

От качества проведения подготовительных операций в сильной степени зависит конечный результат всех работ.

К подготовительным операциям относятся очистка поверхностей, обезжиривание и травление.

Обезжиривание

Процесс обезжиривания поверхности металлических деталей проводят, как правило, когда эти детали только что обработаны (отшлифованы или отполированы) и на их поверхности нет ржавчины, окалины и других посторонних продуктов.

Любые защитные покрытия, например цинковое, также нужно предварительно удалить.

С помощью обезжиривания с поверхности деталей удаляют масляные и жировые пленки.

Для этого применяют водные растворы некоторых химреактивов (силикат и гидроксид натрия; тринатрийфосфат для смачиваемости), хотя для этого можно использовать и органические растворители.

Последние имеют то преимущество, что они не оказывают последующего коррозионного воздействия на поверхность деталей, но при этом они токсичны и огнеопасны.

Обычно используют ацетон, он хорошо справляется с удалением как органических жиров, так и минеральных масел.

На результат работы также влияет чистота реактивов и качество воды.

Есть несколько типов составов для химического оксидирования — щелочные составы, составы на основе диоксида марганца, на основе тиосульфата натрия.

Действие щелочных составов основано на окислении железа до оксида в щелочной среде, как наиболее эффективные, но и самые агрессивные.

Оксидные пленки получаются «радикально черного» цвета, устойчивы к истиранию, матовые или глянцевые в зависимости от содержания реагентов.

Составы покрытий.

1. Едкий натр — 750, азотнокислый натрий — 175.

Температура раствора — 135°С, время обработки — 90 мин. Пленка плотная, блестящая.

2. Едкий натр — 500, азотнокислый натрий — 500.

Температура раствора — 140°С, время обработки — 9 мин. Пленка интенсивная.

3. Едкий натр — 1500, азотнокислый натрий — 30.

Температура раствора — 150°С, время обработки — 10 мин. Пленка матовая.

4. Едкий натр — 750, азотнокислый натрий — 225, нитрит натрия — 60.

Температура раствора — 140°С, время обработки 90 мин. Плёнка блестящая.

Приготовление и применение растворов этого типа выглядит так.

Навески реактивов растворяются в требуемом объеме воды при энергичном перемешивании.

При этом происходит сильное разогревание раствора.

Емкость должна быть стеклянной, керамической или из нержавейки.

Если вы используете стеклянную химическую емкость, посмотрите, чтобы на ней были буквы ‘ТС’, то есть термостойкая.

Ни в коем случае не используйте алюминиевые или эмалированные емкости.

Приготовленный раствор нагревается до кипения и туда помещается деталь.

Контролировать температуру совсем не обязательно, главное — состав должен кипеть.

Ждем положенное время, при необходимости подливая водички в раствор по мере выкипания (осторожно — состав при этом бурно вскипает!), вынимаем деталь, смотрим на ее цвет.

Если он равномерный, насыщенный и без пятен, тщательно промываем деталь водой, просушиваем и смазываем нейтральным маслом.

Лучше не стоит передерживать деталь в растворе, от этого портится качество оксидной пленки.

Гранулы твердой щелочи, попадая на деталь, могут привести к пятнистой окраске.

Следующий состав менее опасен в обращении.

5. Азотнокислый кальций — 30, ортофосфорная кислота — 1, диоксид марганца — 1.

Температура раствора — 100 °С, время обработки — 45 мин.

В процессе работы состав необходимо помешивать нерастворимый в воде диоксид марганца, дабы он не лежал на одном месте, а равномерно распределялся по поверхности детали.

Пленка получается рельефная, черного матового цвета, но не особо устойчивая к истиранию.

После оксидирования деталь промыть горячей водой, высушить и смазать.

В отличие от вышеприведенных составов с высокой рабочей температурой, следующий работает при комнатной.

6. Тиосульфат натрия — 80, хлористый аммоний — 60, ортофосфорная кислота — 7, азотная кислота — 3.

Температура раствора — 20 °С, время обработки — 60 мин.

Сначала в воде растворяются тиосульфат натрия и хлористый аммоний, затем вливаются кислоты и раствор перемешивается.

Раствор мутнеет вследствие выпадения элементарной серы.

Сразу же помещаем туда предварительно обезжиренную деталь.

После чернения деталь кипятим 15 мин. в растворе дихромата калия (120 г/л) чтобы удалить налипшую серу, промываем горячей водой, сушим и смазываем.

Пленка часто получается серого цвета, имеет тенденцию со временем рыжеть.