Воронение нержавеющей стали в домашних условиях

Проблематика и сложности работы по оксидированию нержавеющей стали

Представленная в данной статье информация будет полезна для материаловедов, технологов и инженеров, задействованных в области обработки и изучения свойств металлов. Получение декоративных покрытий все чаще находит применение в различных отраслях машиностроения, автомобилестроения, в производстве предметов быта. Рассмотрим один из самых затребованных способов создания пленки — оксидирование нержавеющей стали.

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.

Термический процесс

Термический процесс оксидирования заключается в обработке металла при определенных температурах в среде кислорода или водяного пара. Низколегированные стали и железо при таком воздействии получают пленку, называемую воронением. Температура для воронения составляет 300-350 градусов Цельсия. Для высоколегированных и высоко хромистых сталей этот показатель вырастает до 700 градусов.

Интересная информация: воронение нержавеющей стали в домашних условиях вполне под силу каждому. Для этого существует несколько способов. Любому способу должны предшествовать шлифовка металла и его обезжиривание. Окунаем деталь или изделие в масло. Оно может быть оливковым, машинным, а лучше всего оружейным. Убедившись в равномерности нанесения и попадания масла в труднодоступные места, вынимаем заготовку и даем стечь маслу. После этого начинаем нагрев паяльной лампой. Чем ниже скорость нагрева, тем выше вероятность полного удаления легких фракций, получения равномерного слоя воронения. После преодоления порога в 400 градусов на поверхности появляется характерный черный окрас. По окончании необходимо произвести полировку мягкими войлоками и пастой.

Химическое оксидирование

Химическое оксидирование – получение защитной пленки при взаимодействии металла и расплавов, чаще растворов, оксидирующих веществ. К преимуществам такого метода относятся:

• относительная простота
• отсутствие высокотемпературных источников
• простота оборудования
• низкие трудозатраты

Единственным и самым существенным недостатком данного способа заключается в низких защитных характеристиках такой пленки и низкая стойкость при механических воздействиях. Преимущественное использование химического оксидирования заключается в нанесении подкрасочного слоя, а также для консервации механизмов и деталей в условии хранения в производственных цехах и отапливаемых складах.

Необходимость в использовании большого количества воды, ее последующая очистка, высокая стоимость воды и очищающих реагентов приводит к постепенному вытеснению с производств, в условиях ужесточения природоохранных норм. Холодное химическое оксидирование нержавеющих сталей стало доступным благодаря появлению в продаже двухкомпонентных химических реагентов.

Обратите внимание: Чем выше концентрация активных химических элементов тем быстрее скорость протекания реакции, но глубина проникновения меньше. Соответственно толщина пленки будет меньше.

Электрохимическое оксидирование

Электрохимическое оксидирование нержавеющих сталей способ, который нашел широкое распространение в промышленности. Заключается он в том, что детали подвешиваются на специальные держатели. На этом приспособлении они опускаются в раствор с щелочью, после чего ванна, в котором он находится, присоединяется к отрицательному катоду. Детали подсоединяются к положительному аноду. При пропускании постоянного тока, согласно курсу физики, происходят процессы электролиза, сопровождающиеся повышением температуры. Скорость нанесения и толщина появляющейся пленки зависит от множества факторов. Основные влияющие факторы:

1. Плотность протекающего тока.
2. Электропроводность раствора, в который помещены детали
3. Температура электролита
4. Геометрия и конфигурация детали

Интересный факт: в конце предыдущего десятилетия один из гигантов японского автопроизводителя использовал гальваническое чернение нержавеющей стали кузова своих авто. Исследования показали, что в районе перегибов крыши в стойки оксидированный слой имел недостаточную толщину. Долгие изыскания по изменению места крепления электродов к кузову, изменение плотности тока, времени воздействия не приводили к ожидаемому результату. Лишь поменяв электропроводность щелочного раствора, внеся специальные добавки, слой стал равномерным и достаточным для уровня качества предприятия.

Сложная геометрия, острые углы, изогнутые формы в контурах детали приводят к различию потенциалов, возникающих на поверхности нержавеющей стали и соответственно приводят к разности толщин пленки. Для таких деталей целесообразно использование предыдущего метода оксидирования.

Плазменное оксидирование

Оксидирование плазмой происходит при условиях подобных к гальваническому чернению. При определенном достижении критического значения поляризации происходит плазменный микроразряд на поверхность анодируемой детали. В отличие от электрохимического азотирования в формировании образовавшейся пленки участвует не только раствор щелочи, но и материал катода. Характерной особенностью представленного метода можно назвать глубокое проникновение в слой нержавеющего металла и возможность получения равномерного покрытия на объектах сложной геометрической конфигурации.

Интересный факт: в месте пробоя искры при плазменном оксидировании температура составляет порядка 10000К., а давление сопоставимо с величиной 10 2 МПа. После прекращения действия искры происходит резкое охлаждение поверхности, которые приводят к появлению новых физических свойств и исследованию их как элементов нанотехнологий.

Покрытия, которые образуются при применении такого метода, характеризуются повышенной адгезией к основе и свойствам, приближенным к керамике. Учитывая цену оборудования и недостаточность исследований в этой области, его трудоемкость и необходимость высокой квалификации персонала не позволяют широко применять этот процесс в промышленности, ограничиваясь дорогостоящими отраслями и штучными изделиями. Для алюминия, титана и сплава магния плазменное оксидирование находит ниши и распространение в промышленности.

Обратите внимание: терминология этого процесса не устоялась по сегодняшний день. Поэтому встретив в литературе оксидирование в режиме искрения, анодное осаждение, режим максимального напряжения, плазменно-электролитическое оксидирование надо понимать, что это один и тот же процесс – плазменное оксидирование.

Сложности работы по чернению, связанные с нержавеющей сталью

Все описанные выше способы идеально подходят для черных сплавов и мало легированных сталей. Требуется особый подход, комплекс мероприятий для чернения нержавеющей стали, как условно инертного сплава. Разрозненные данные в литературе о прямом чернении нержавеющей стали противоречивы и на практике не всегда срабатывают. В производственных масштабах принято решать этот вопрос двухэтапным подходом. Первый этап анодирование нержавеющей стали другим, более склонным к оксидированию металлом. В основном это никель, реже медь. Второй этап оксидирование полученной поверхности. Химиками многих стран ведется разработка специальных пассивирующих паст, составов для чернения нержавеющих сталей, способных склонять их к оксидированию.

Для нанесения декоративной пленки, неработающей при перепаде температур, на поверхности, не испытывающей больших механических нагрузок, можно применить следующий способ оксидирования:

1. Травление в 10% растворе щавелевой кислоты
2. Промывка и обработка в 1% растворе сульфида натрия до необходимой степени чернения
3. Промасливание образца из нержавеющей стали.

Исходя из представленной информации, можно сделать вывод, что использование чернения для нержавеющей стали носит характер коммерческого декоративного покрытия. Использование оксидирования для достижения более высоких характеристик металла неоправданно и не может быть гарантированно. Для получения пленок защитного характера, расширяющих область применения нержавеющих сталей, стоит рассматривать другие способы и методы.

Чернение стали в домашних условиях – выбираем способ

Для того, чтобы защитить железо от коррозии, сегодня активно используют воронение, как заводское, так и кустарное, которое делится на разные виды, в том числе чернение углеродистой и низколегированной стали в домашних условиях.

1 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.

2 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.

3 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.

4 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.

Как сделать воронение стали в домашних условиях. В селитре, маслом, средством «Клевер»

Воронение или оксидирование – это способ поверхностного покрытия (отделки) металлических изделий в синий, черный, сине-черный цвет или цвета побежалости с помощью воздействия на них химическим и термическим способом.

Оно используется с целью коррозионной защиты изделий из металлов, а также придает поверхности привлекательную тонировку. Существует много способов поверхностной тонировки металлов. Основной – это создание оксидной пленки.

Самыми распространенными являются химическое (щелочное и кислотное) и термическое воздействие на поверхность. В результате такой обработки изменяется химический состав и структура поверхностного слоя. Внешне это проявляется образованием пленки в виде оксида металла.

Можно самостоятельно выполнять покрытие, используя более простые технологии.

Способы воронения металлов в домашних условиях и требования к их проведению

К распространенным домашним способам защиты и декорирования металлических поверхностей относятся:

1. кипячение деталей в специальных химических составах, которые можно приготовить самим;
2. покрытие маслом с последующей термической обработкой;
3. нанесение на поверхность готового средства с помощью кисточки.

Проведение работ при химическом воронении связано с химическими операциями травления и чистки, а также с механической шлифовкой и протиркой поверхности.

Для того чтобы применять воронение в домашних условиях с помощью химических реагентов, нужно создать определенные условия:

• обеспечить рабочее помещение вентиляцией или вытяжкой;
• приготовить емкость из нейтрального материала, не разрушающуюся под действием химреактивов. Лучше всего подойдет сосуд из термостойкого стекла, фаянса или фарфора. Если требуется длительное кипячение раствора, то можно использовать емкость из нержавеющей стали;
• емкость должна иметь достаточный объем для того, чтобы деталь полностью была покрыта составом;
• запастись средствами защиты: перчатками, защитной маской или очками, фартуками.

Особенности химического воронения и рецепты некоторых составов

Перед выполнением работ поверхность металлического изделия подвергают обработке: снятию старого окисного слоя путем ошкуривания и обезжиривания растворителем.

Стойкое вороненое покрытие в основном образуется в кипящем растворе на протяжении всего цикла окрашивания. Для получения прочной пленки процесс должен длиться от 30 минут до полутора часов, поэтому кипящий раствор периодически доливают, чтобы обеспечить полное покрытие детали.

После окончания процесса деталь тщательно моют с использованием моющих средств, а затем смазывают маслом.

Для домашних работ используют в основном щелочной способ окисления. Рассмотрим некоторые варианты химического оксидирования металлов в щелочной среде.

1. В емкость (фарфоровую), соответствующего размера заливается вода и в ней растворяется натриевая селитра (нитрат натрия) и каустическая сода (гидроксид натрия) в соотношении: на 100 мл 30 г натрия и 100 г соды.
2. Смесь нагревается до 140 – 160оС, и в нее помещается обрабатываемая деталь, которая находится там не менее 30 минут.

При правильно проведенном процессе получится глубокое черное покрытие, иногда с синеватым оттенком.

Синеватый оттенок пленки можно получить, используя кипящий насыщенный щелочной раствор, в котором растворен гидроксид калия или натрия в большой концентрации. В 1 литре воды растворяется не менее 700 грамм химического вещества.

Эти рецепты приведены в качестве примера. Существует множество других химических составов с использованием нитритов и нитратов.

Оксидирование в кислотной среде проводят при более низких температурах. Например, при использовании кислотного раствора, состоящего из:

• азотнокислого кальция – 30 ч,
• ортофосфорной кислоты – 1 ч,
• диоксида марганца – 1 ч.

Проводят оксидирование, выдерживая заготовку в растворе не меньше 30-45 минут при 100оС.

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.

Холодное воронение в домашних условиях

Использование средства «Клевер» не требует дополнительного подогрева заготовки, поэтому способ такой обработки относят к холодному. Кроме него для холодного воронения в домашних условиях используют другие средства, которые также наносят на обработанную поверхность с помощью кисточки.

Например, используют отечественный препарат «Ворон-3М».

При нанесении его на металлическую поверхность образуется плотная черная пленка. Поэтому такое покрытие называют чернением металла.

Популярно также импортное средство «парижский оксид», в состав которого входит селен.

Препарат включает три флакона. Один состав предназначен для предварительной обработки поверхности, второй – действующий состав, а третий обеспечивает защиту образованного покрытия.

Раствор наносится на изделие также с помощью кисточки, после получения окраса остатки смываются с поверхности теплой водой.

Холодная обработка применяется для деталей небольших размеров. Особенно с помощью такого способа хорошо проводить воронение ружья, так как к нему нельзя применять способ горячего кипячения в химических растворах.

Воронение стали в домашних условиях

Вопрос, как сделать воронение стали в домашних условиях, интересует многих.

Большая часть деталей, которые подвергают воронению, относится к изделиям из стали. Поэтому, описанные выше способы обработки поверхности металла путем оксидирования и покрытия масляной пленкой в основном применяют для стальных сплавов.

Многие марки стали подвержены образованию ржавчины. Покрытие для стальных изделий, прежде всего, служит защитой от коррозии и одновременно придает им привлекательный вид. Степень защиты и цвет окраски оксидной пленки зависит от толщины слоя и используемых реагентов. Толщина может меняться от 1 до 10 мкм.

При воронении стальных изделий химическим способом к выбору компонентов раствора при использовании нагрева до высоких температур следует подходить с осторожностью. Например, существует запрет на такую обработку закаленных деталей, а также сталей, которые подвергать нагреву до высоких температур нельзя. Это может привести к ухудшению их технологических свойств.

Именно по этой причине при необходимости высокой термообработки рекомендуют применять растворы щелочного характера. Они более щадящие.

Оксидирование в кислотных составах проводят при более низких температурах. Например, при использовании кислотного состава, состоящего из:

• азотнокислого кальция – 30 ч,
• ортофосфорной кислоты – 1 ч,
• диоксида марганца – 1 ч,
• проводят окисление при температуре 100оС, выдерживая деталь в растворе не меньше 30-45 минут.

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.

Особенности воронения металла в домашних условиях

Металлические заготовки после грубой обработки подвергаются различным поверхностным процессам, позволяющим улучшить качество готового изделия. К ним относится воронение металла. Это специальный химический или термический процесс, который проводится, чтобы улучшить коррозийную устойчивость изделия.

Что такое воронение?

Воронение стали — обработка, в процессе которой сталь покрывается оксидной плёнкой. При этом изделие подвергается химическому или термическому воздействию. Толщина покрытия поверхности оксидным слоем может достигать 10 мм.

Воронение считается эффективным методом борьбы с ржавым металлом и распространением коррозии. При правильном выполнении этапов выбранной технологии воронения можно достичь полного устранения ржавчины. Воронение применяется к тем заготовкам, которые в дальнейшем не будут краситься.

При этом процесс повышения коррозийной устойчивости и изменения внешнего вида никак не отражается на других параметрах металлических изделий. При проведении обработки следует учитывать особенности воронения:

• соблюдать технику безопасности;
• придерживаться заданного температурного режима нагрева заготовки;
• при работе использовать посуду из оцинкованного металла.

Так можно защитить организм от вредных испарений и повысить эффективность проводимых действий.

Методы воронения

На производстве применяется разные технологии воронения стали. Обработку поверхностей выполняют с применением покупных химических составов или подручных средств. Важно знать этапы проведения работ, чтобы не испортить металлическую заготовку.

Щелочной способ можно применять в домашних условиях. Процесс состоит из нескольких основных этапов:

• Обезжирьте обрабатываемую поверхность.
• Подготовьте ёмкость из нержавеющей стали со 100 мл чистой воды.
• Насыпьте в жидкость 30 грамм азотнокислого натрия и 120 грамм каустической соды. Тщательно перемешайте компоненты с водой.
• Медленно нагрейте состав до 130°.
• Переложите обрабатываемую деталь в химический состав.

Когда поверхность изделия примет тёмный оттенок, нужно достать ее из химиката и протереть дистиллированной водой. Последним этапом идёт смазка заготовки машинным маслом.

При проведении работ категорически запрещено изменять количество используемых химикатов. В противном случае можно испортить металлическую поверхность. Когда изделие находится в ёмкости с раствором, нужно контролировать чтобы он касался каждой из его сторон. На пустых местах останутся пятна.

Применяя этот способ воронения металла, нужно использовать кислотный раствор. Процесс обработки:

• Устраните с поверхности заготовки мусор, грязь, краску, ржавчину.
• Погрузите заготовку в металлический таз с чистым керосином. Там оно должно выдерживаться 25–30 минут. После очистки промойте заготовку в чистой воде. Просушите в проветриваемом помещении.

• Сделайте состав для проведения воронения. Для этого смешайте 2 грамма виннокаменной кислоты, 2 грамма дубильной кислоты и литр чистой воды. Тщательно перемешайте компоненты и медленно разогрейте до 150 градусов.
• Опустите заготовку в химический состав и оставьте на 15 минут.
• Вымойте изделие дистиллированной водой и опустите на 60 минут в емкость с машинным маслом.

Термический

Это один из старейших методов покрытия металлических поверхностей оксидной пленкой. Термическое воронение выполняется на открытом воздухе. Заготовка медленно разогревается. Нагревание требуется прекратить в тот момент, когда верхний металлический слой вступить в реакцию с кислородом. В итоге должна образоваться оксидная плёнка.

Средства для воронения металлов

Чтобы без труда провести процедуру обработки, можно выбрать готовые средства для воронения металлов. Они наносятся на обрабатываемую поверхность с помощью кисточки. Дальнейший процесс работы зависит от того, какой состав был куплен.

Покрытие маслом

Воронение в масле считается одни из простейших способов обработки металлических поверхностей. Процесс работы:

• Очистите деталь от грязи, краски, ржавчины. Обезжирьте и высушите поверхность.
• Покройте поверхность маслом. Его наносят с помощью кисти.
• Переложите заготовку в муфельную печь и разогрейте до 350 градусов.

Вытаскивать изделие нужно после получения нужного оттенка. Для технологического процесса подходит оливковое, оружейное и машинное масло.

Применение селитры

Чтобы добиться изменения цвета металлического изделия, можно использовать селитру. Для этого требуется приобрести готовую жидкость в хозяйственном магазине и вываривать изделие в ней в течение 60 минут.

Средство «Клевер»

Заворонить металл можно с помощью покупного средства «Клевер». Изначально поверхности заготовки очищаются от грязи, ржавчины, краски. Обрабатываются наждачной бумагой. Средство наносится равномерным слоем на изделие. Спустя определённый промежуток времени, должен появиться раствор белого цвета, который нужно удалить. При недостаточном эффекте процедура проводится повторно.

Воронение металла в домашних условиях

Воронение металла в домашних условиях можно проводить двумя способами: холодным или горячим. В первом варианте используются покупные растворы, которые наносятся на поверхность заготовки кистью. После получения нужного оттенка химикаты смываются мыльной водой. Воронение стали в масле относится к холодным способам.

При горячем способе обработки металла химический раствор нужно подбирать особенно аккуратно. Он может ухудшить показатели прочности материала. Мастера рекомендуют использовать щелочные составы. Они не оказывают пагубного влияния на стальные поверхности. При горячей обработке нельзя быстро повышать температуру.

Оптимальный температурный режим — 100 градусов Цельсия. Обработку проводят в среднем около 45 минут. Важно использовать емкости для воронения, изготовленные из оцинкованного металла. В помещении должна быть оборудована хорошая система вентиляции. Человек должен пользоваться защитными очками, респиратором, перчатками, робой.

Воронение металла — поверхностный технологический процесс. С его помощью мастера увеличивает коррозийную устойчивость материала и придают изделию нужный оттенок. Процедуру воронения можно провести в домашних условиях, применяя любую из технологий. Важно соблюдать дозировку активных веществ, не увеличивать время обработки материала. В противном случае можно испортить обрабатываемую поверхность. Нельзя забывать про технику безопасности.

Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш сайт, там Вы найдете множество информации о металлах, сплава и их обработке.

Технология воронения металла в домашних условиях

Существует ошибочное мнение, что невозможно выполнить [воронение металлов в домашних условиях], и эта техническая операция, в любом случае, должна выполняться только на производствах.

В настоящее время есть сразу несколько различных способов, при помощи которых можно эффективно справиться с ржавым металлом в домашних условиях.

Данный вид обработки необходим для того, чтобы не только сделать металл более привлекательным.

При помощи него значительно повышаются защитные свойства против коррозии.

Воронение стали своими руками в домашних условиях отличается более простыми способами обработки металла, при которых используются подручные средства.

По своей сути данный способ борьбы с ржавым металлом подразумевает нанесение на обрабатываемую поверхность самых разных покрытий, которые образуют на нем тонкую защитную пленку.

В домашних условиях сделать это можно при помощи лимонной или ортофосфорной кислоты, а также воспользовавшись лаком или маслом, из которых готовится определенный раствор.

Конечно, промышленная технология позволяет проводить более качественную обработку, однако некоторые методы борьбы с ржавым металлом в домашних условиях показывают достаточно высокий результат.

Особенности воронения металлов

В промышленных условиях чернение верхнего слоя металла снимают, путем изменения его структурного состава.

Кроме этого, особым способом накладывается защитное покрытие, обеспечивающее качественную защиту от коррозии.

Использовать в домашних условиях промышленные методы борьбы с ржавым металлом не только невозможно, но и экономически невыгодно.

Самостоятельно горячее или холодное покрытие выполняется путем нанесения на поверхность металла некоторых специальных составов, которые не только снимают его чернение, но и образуют тонкую защитную пленку.

Средство для воронения можно приобрести в любом специализированном магазине, причем, в достаточно широком ассортименте.

Так, достаточно качественного результата позволяет добиться воронение в селитре, кроме этого, эффективно снять чернение с металла позволяет специальный карандаш для воронения.

В некоторых случаях можно воспользоваться ортофосфорной или лимонной кислотой, а также приготовить раствор для обработки нержавеющей стали на масле.

Вне зависимости от того, какая технология — ортофосфорной, лимонной кислотой или маслом, выбрана для борьбы с ржавым металлом, весь процесс можно условно разделить на несколько отдельных этапов.

В первую очередь, выполняется тщательная шлифовка и зачистка металлической поверхности. После этого проводится обезжиривание, для чего используется специальный раствор.

Далее следует аккуратно нанести выбранное средство для воронения. На завершающем этапе выполняется финишная обработка металлической поверхности.

Следует отметить, в зависимости от детали, ее технических характеристик, а также выбранного способа для воронения, могут возникать определенные нюансы и тонкости, однако общий алгоритм действий всегда остается неизменным.

Также следует запомнить, что после проведения обезжиривания обрабатываемой поверхности, к ней нельзя прикасаться, а это значит, что всю работу лучше всего выполнять в резиновых перчатках.

Основные правила обработки

Воронение по свой сути является химической обработкой металлических поверхностей, при которой не только снимается чернение, но и накладывается защитный слой.

Данные работы относятся к категории опасных, а поэтому должны выполняться с соблюдением определенных правил и в специальных условиях.

Так как раствор, который используется для воронения, имеет в своем составе химически активные вещества с кислотой, в обязательном порядке для него следует использовать специальные емкости.

Кроме этого, такая обработка металлических поверхностей подразумевает и механическую работу, а значит, необходимо иметь под рукой и соответствующие средства для защиты глаз и кожных покровов.

Также следует выполнять обработку металла в помещении, которое оборудовано системой вентиляции или имеет мощную вытяжку.

На видео, которое размещено выше, можно увидеть, как должна проводиться такая обработка металлических поверхностей.

При работе с кислотой и другими химическими реагентами следует использовать только те емкости, которые выполнены из фаянса, а также фарфора или стекла.

Не рекомендуется для этих целей брать емкости, изготовленные из металла.

Непосредственно перед началом воронения следует провести равномерную и качественную очистку поверхности, а также полностью убрать с нее следи от грязи и жира.

В качестве материала для обработки в этом случае можно использовать наждачную бумагу, порошкообразную пемзу, а также песок мелкозернистого типа.

Рекомендуется перед началом всех работ хорошо изучить свойства используемых реагентов, а также порядок действий.

Следует помнить, жидкость в своем составе содержит самые разные химически элементы, которые при неправильном использовании могут нанести вред изделию.

Также надо следить, чтобы используемый раствор не попадал на кожные покровы или в глаза, так как в этом случае можно получить серьезную травму или ожог.

Обработка при помощи химического оксидирования

Наиболее часто обработку поверхности металла проводят при помощи химического оксидирования.

Данный способ достаточно эффективен и, при соблюдении технологии, позволяет добиться высокого качества конечного результата.

В основе данного способа воронения металла лежит способность металла к окислению.

На предварительном этапе необходимо выполнить механическую обработку поверхности заготовки, а также полностью ее обезжирить.

После этого следует правильно приготовить соответствующий раствор.

Для этих целей следует взять определенных размеров емкость, которая обязательно должна быть изготовлена из фарфора.

Далее в нее наливается сто миллилитров обыкновенной водопроводной воды, после чего добавляется небольшое количество азотнокислого натрия и около ста граммов технической соды.

После этого раствор следует тщательно перемешать и проследить, чтобы в нем растворились все компоненты.

Полученную смесь следует нагреть до температуры порядка ста сорока градусов по Цельсию, и погрузить в нее заготовку примерно на тридцать минут.

После того как заданное время истечет, деталь извлекается из раствора и тщательно промывается дистиллированной водой.

Далее следует ее тщательно высушить и при помощи мягкой кисточки обильно смазать машинным маслом, добившись однородности слоя.

Обработанная таким образом поверхность металла приобретет ярко выраженный черный отлив с синим оттенком.

Если воронение было выполнено правильно и в соответствии с технологией, то металл станет гладким и не требующим последующей полировки.

На видео, которое размещено в разделе, можно увидеть, как в домашних условиях выполняется обработка металлической поверхности с использованием химического раствора.

Использование ржавого лака

Многие используют для воронения металла способ, который получил название «воронение ржавым металлом». При помощи него можно добиться ровной и гладкой поверхности при минимальных финансовых затратах.

Суть его заключается в помещении обрабатываемого изделия в коррозионно-активную химическую среду.

В результате такого воронения на металлической поверхности появляется рыжая и черная окиси железа.

Для удаления рыжего налета используется щетка с жесткой металлической щетиной, при этом черная окись остается. Следует отметить, что данный метод обработки достаточно длительный, но эффективный.

В любом случае, для начала выполняется механическая обработка металла и его обезжиривание, и только после этого изделие помещается в специальный раствор.

Жидкость для воронения ржавым лаком готовится в специальных фарфоровых емкостях, при этом необходимо обязательно использовать средства для защиты кожных покровов.

Раствор в этом случае готовится на основе соляной кислоты.

Ее необходимо в небольшом количестве влить в приготовленную емкость и смешать с железной ржавчиной, металлическими опилками и азотной кислотой.

Далее раствор тщательно перемешивается до полного прекращения химической реакции, которая сопровождается выделением газа.

После этого в смесь необходимо добавить в равных количествах воду и обыкновенную водку.

Раствор должен определенное время отстояться, после чего его необходимо слить, чтобы убрать окалины и выпавшие в осадок соли.

Далее необходимо на определенное время в смесь поместить обрабатываемый металл и дождаться того момента, пока он не приобретет черный цвет, после чего его обильно промывают под водой.

Другие способы воронения

Очень часто для обработки металла используется специальный карандаш для воронения.

Перед тем как применить карандаш для воронения, поверхность металла обрабатывают механическим способом, после чего тщательно обезжиривают.

Такое воронение стали при соблюдении всех технологических требований достаточно эффективное и позволяет получить гладкую и ровную поверхность. Также очень часто избавляются от коррозии лаком.

Как и во всех остальных случаях, перед тем, как обработать поверхность лаком, ее обрабатывают путем механического воздействия.

Далее проводится обезжиривание металла, на поверхности которого не должно остаться следов грязи и жира. Обработка лаком достаточно эффективная и не требует серьезных финансовых затрат.

При работе с лаком или карандашом необходимо использовать специальные защитные средства, чтобы используемое средство не контактировало с кожными покровами.

Также выполнить обработку можно путем окрашивания металлической поверхности раствором, который носит название «Клевер».

Данный способ окрашивания Клевером достаточно эффективен при незначительной коррозии металлической поверхности.

В этом случае необходимо выполнить максимально тщательное окрашивание обрабатываемой поверхности Клевером, причем несколько раз.

Продается состав Клевер в особых тюбиках небольших размеров. Цена на Клевер также варьируется в различных местах.

Клевер по консистенции представляет собой гель. Основное преимущество пользования Клевером — простота применения.

Деталь достаточно ошкурить, затем обезжирить бензином, а потом нанести Клевер. Через несколько минут, когда гель впитается — остатки смыть водой.

Воронить сильно испорченный металл лучше всего раствором селитры.

Для приготовления раствора селитры следует использовать только нержавеющую посуду, при этом кожные покровы должны быть обязательно защищены от попадания смеси.

В результате воронения селитрой металлическая поверхность приобретает приятный красноватый оттенок, который дополняется немного синеватым отливом.

Готовится раствор селитры для воронения из одного литра воды и небольшого количества натриевой селитры, а также едкого каустика.

Данная смесь имеет достаточно едкий резкий запах, а поэтому при работе с ним лучше использовать респиратор.

Обработка алюминиевой поверхности

Способ воронения алюминия носит название — анодирование и позволяет придать изделию эстетичный внешний вид и полностью удалить следы от коррозии.

В настоящее время из алюминия изготавливают много самых разных деталей, в том числе и тех, которые повержены коррозии и требуют проведения очистки путем воронения.

Для обработки алюминия, как правило, не подходят различные кислоты, так как в этом случае деталь может деформироваться и повредиться.

В некоторых случаях для алюминия можно использовать активные кислоты, но только в небольших количествах, обильно разбавленных водой.

Поверхность алюминия можно воронить лаком, но только определенным способом.

Достаточно эффективен в воронении алюминия раствор, приготовленный на основе небольшого количества серной кислоты, обильно разбавленной в воде.

Средство необходимо поместить в специальную посуду, после чего поместить в него свинцовую пластину, подсоединенную к аккумулятору на двенадцать вольт.

После того как в растворе будут образовываться пузырьки, в него помещается деталь из алюминия на определенное время. После этого деталь из алюминия достается из раствора и опускается в пигментную краску синего цвета.

Далее необходимо алюминиевую заготовку обернуть тряпкой и дождаться полного высыхания.

Данный способ воронения алюминия считается народным, однако имеет высокую эффективность и позволяет хорошо защитить металл от коррозии при дальнейшей эксплуатации.

Обработка какого-либо металла путем воронения должна выполняться в строгом соответствии с выбранной технологией и с соблюдением правил по технике безопасности.

Конечный результат во многом зависит от способа приготовления раствора и качества используемых компонентов.

Некоторые способы воронения металла в домашних условиях можно увидеть на видео, которое размещено выше.