Способы воронения металла в домашних условиях

Алан-э-Дейл       01.06.2022 г.

Оглавление

Критерии выбора способа воронения

Прежде чем приступить к самой процедуре воронения, нужно определиться какой способ будет наиболее эффективным в вашем конкретном случае. Делается это по нескольким критериям.

  1. Степень изношенности предыдущего воронения. Если большая часть покрытия сохранилась, его можно обновить с помощью щелочного воронения или холодным способом. Если же стерлась более половины покрытия, рекомендуется полностью удалить старый слой и заново провести процедуру обработки.
  2. Возраст оружия. Старинные образцы обрабатывались методом термического воронения. К сожалению, на сегодняшний день данный способ не востребован из-за длительности процесса. Можно повторить его в домашних условиях с помощью доступных в продаже специальных препаратов, или же обратиться за помощью к мастеру. Здесь есть некоторые правила. Старинное оружие с серебряной пайкой нельзя обрабатывать термически, т.к. соли могут растворить серебро.
  3. Рациональность того или иного метода воронения в плане затратности. Заворонить дешевый ствол дорогостоящим термическим методом как минимум неразумно.
  4. Стоимость самих способов воронения. Здесь руководствуются здравым смыслом и дальновидностью. Если сейчас дорогостоящий метод покрытия кажется ненужным, то в будущем такая экономия может вылиться в дорогостоящую реставрацию. Также дешевые методы воронения защитят оружие на непродолжительный период времени, и процедуру нужно будет повторять снова и снова. А если подсчитать себестоимость регулярных мероприятий и одного, но на длительный период, то второй вариант покажется не таким уж и дорогим.

В любом случае, выбор способа зависит от возможностей и предпочтений владельца оружия.

Основные правила обработки

химическая обработка

  • фарфоровой;
  • стеклянной;
  • фаянсовой.

Металлические емкости категорически запрещены.

Кроме того, обработка металлических поверхностей предусматривает механическую работу, поэтому нужно всегда использовать защитные средства для глаз и кожных покровов. Воронение должно выполняться в помещении, имеющего систему вентиляции или мощную вытяжку.

Перед тем как начать воронение, поверхность следует качественно и равномерно очистить, полностью убрав с нее следы от жира и грязи. Для этого можно использовать:

  • порошкообразную пемзу;
  • наждачную бумагу;
  • песок мелкозернистого типа.

Перед началом работ рекомендуется ознакомиться со свойствами применяемых реагентов. Жидкость для воронения может иметь в своем составе разнообразные химические элементы, которые способны нанести вред изделию, если их неправильно использовать.

Кроме этого, необходимо следить за тем, чтобы раствор не попал в глаза или кожные покровы, в результате чего можно получить ожог или серьезную травму.

Обработка с помощью химического оксидирования

способность металла окисляться

Предварительный этап заключается в том, что проводят механическую обработку поверхности заготовки и обезжиривают ее. Затем приступают к приготовлению раствора

Очень важно сделать это правильно. Для этого берется фарфоровая емкость определенных размеров. В нее наливают 100 мл обыкновенной воды и добавляют немного азотнокислого натрия и 100 г технической соды

Раствор тщательно перемешивают таким образом, чтобы все компоненты в нем растворились. Образовавшуюся смесь нагревают до температуры 140 градусов и погружают в нее заготовку на полчаса

В нее наливают 100 мл обыкновенной воды и добавляют немного азотнокислого натрия и 100 г технической соды. Раствор тщательно перемешивают таким образом, чтобы все компоненты в нем растворились. Образовавшуюся смесь нагревают до температуры 140 градусов и погружают в нее заготовку на полчаса.

После этого деталь извлекают из раствора, хорошенько промывают дистиллированной водой, высушивают и обильно смазывают машинным маслом с помощью мягкой кисточки таким образом, чтобы слой получился однородным. Металлическая поверхность, обработанная таким образом, приобретает черный цвет с синим оттенком. Если оксидирование было выполнено правильно, с соблюдением всех правил, то металл в результате становится гладким и его не надо будет после этого еще раз полировать.

Применение ржавого лака

в коррозионно-активную химическую среду

Чтобы удалить рыжий налет, применяют щетку с жесткой металлической щетиной, черная окись при этом остается. Такой способ обработки является довольно длительным, но очень эффективным. Сначала выполняют механическую обработку металла, обезжиривают его и помещают в специальный раствор.

Жидкость, которая будет использоваться для воронения по способу ржавого лака, приготавливают в фарфоровых емкостях. Раствор готовится на основе соляной кислоты. Ее вливают в небольшом количестве в приготовленную емкость и смешивают с металлическими опилками, ржавчиной и азотной кислотой. Затем раствор хорошенько перемешивают, чтобы полностью прекратилась химическая реакция, сопровождающаяся выделением газа.

После этого в смесь добавляют воду и водку в равных количествах. Раствор должен некоторое время отстояться, затем его сливают, чтобы устранить окалины и выпавшие в осадок соли. Потом на некоторое время в смесь помещают обрабатываемый металл и ждут, пока он не станет черного цвета, а после этого тщательно промывают под водой.

Другие способы воронения

специальные защитные средства

Кроме того, оксидирование часто выполняется при помощи окрашивания поверхности металла раствором, носящего название «клевер». Такой способ довольно эффективен, если металлическая поверхность имеет незначительную коррозию. В этом случае выполняется окрашивание по максимуму, причем несколько раз.

Если металл испорчен очень сильно, то воронить лучше всего раствором селитры. Для его приготовления необходимо использовать нержавеющую посуду. Берется 1 л воды и небольшое количество натриевой селитры и едкого каустика. Полученная смесь обладает довольно едким резким запахом, поэтому для работы необходимо использовать респиратор. В результате такого воронения металлическая поверхность приобретает красноватый оттенок, имеющего синеватый отлив.

Что дает воронение стали?

Некоторые неискушенные мастера часто не знают, что такое воронение металла. Подобным способом обработки пользуются довольно редко, полагая, что – это довольно сложная процедура. На самом деле любой изготовитель может добиться положительных результатов своими руками при минимальных затратах материалов и труда.

При химическом или термическом воронении на поверхности стали образуется окисная пленка толщиной от 1…3 до 10…15 мк. Толщина образовавшегося слоя во многом зависит от применяемой технологии. При выполнении данной операции достигаются основные цели:

  • у стального изделия возрастает коррозионная стойкость;
  • детали, прошедшие обработку, способны сохранять стойкость к агрессивному воздействию окружающей среды.

Если имеется действие щелочей, кислот и специальной термической обработки, то поверхность покрывается окисью,

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.

Видео:

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.

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.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Разновидности станков для гибки проволоки

Способы обработки металла

Они заключаются в использовании различных химикатов, которые при взаимодействии с металлом в определенных условиях дают прочную пленку. Вариант обработки выбирается в зависимости от необходимого конечного результата — некоторые придают декоративность внешнему виду, другие хорошо защищают от коррозии. Цвет изделия тоже получается разным.

Воронение щелочью

Самый часто используемый способ воронения металла – это химическое оксидирование с щелочным реагентом. В результате получается довольно качественное и стойкое покрытие, если четко следовать технологии. Метод базируется на окислительных способностях металла. Процесс проходит при высоких температурах — 135-150 градусов, при этом выделяется специфический запах.

Воронение щелочным способом целесообразнее проводить в нежилом, хорошо вентилируемом помещении или на улице.

Первым шагом идет обезжиривание и тщательная очистка поверхности металлического изделия. Оксидирование в домашних условиях не получится качественным без приготовления правильного щелочного состава. Готовится он следующим образом:

  1. В фарфоровую емкость наливают 100 мл чистой воды.
  2. Добавляют 100 гр. технической соды и 30 гр. натрия азотнокислого.
  3. Раствор тщательно перемешивается и нагревается до 135-150°С.

В готовый состав помещается металл на 30 минут. Затем изделие надо достать, промыть дистиллированной водой, просушить и равномерно смазать машинным маслом.

В результате металлическая деталь приобретает яркий черный цвет с синим отливом. Для получения более толстой оксидной пленки увеличивается количество используемой щелочи.

Оксидирование кислотой

Перед воронением металлической детали зачищается ее поверхность наждачной бумагой, а обезжирить можно, положив на 10-20 минут в трифосфат натрия или керосин. Пока деталь сушится, можно приготовить раствор:

Оксидирование металла кислотой

  1. Виннокаменная и дубильная кислоты в количестве 2 грамм разводятся в 1 литре воды.
  2. Раствор тщательно перемешивается.
  3. Нагревается до 140-150°С.

В разогретую смесь металл опускается на 15 минут. После его следует промыть обычной водой или кипятком — если требуется лучше смыть раствор. Завершающий этап – погружение металла в машинное масло на 1 час. Затем деталь можно достать, вытереть и просушить — теперь она готова к использованию.

Термический способ

Этот вариант воронения металла появился раньше остальных. По технологии выполнения он самый простой, но результат дает качественный. Он основан на свойстве металла окисляться при нагревании и взаимодействии с кислородом. Интенсивность оксидирования можно регулировать силой нагрева.

Для термического воздействия потребуется:

  • 500 мл машинного масла;
  • емкость;
  • строительный фен или газовая горелка;
  • плоскогубцы;
  • бумажные салфетки.

Термическая обработка металлов

Обработка проводится на кирпичной поверхности. Можно выбрать и другое место, главное — чтобы оно было негорючим.

Алгоритм действий:

  1. Металлическую деталь держать под феном, включенным на максимальную мощность.
  2. Когда она прогреется, опустить в масло. Это можно сделать плоскогубцами, чтобы металл был полностью погружен.
  3. Достать и промокнуть изделие салфеткой.
  4. Эту процедуру повторить еще 3 раза подряд.

Такое простое воронение используется для образования на поверхности металла защитной пленки — она хорошо защищает от коррозии. Придать черный цвет и декоративность этим способом не получится.

Горячее воронение: особенности, преимущества, недостатки

Многие, особенно умельцы в возрасте, предпочитают делать воронение ружья исключительно горячим способом, считая этот способ единственно правильным. Аргумент очень прост. У изделия, которое было воронено горячим способом, покрытие сохраняется намного дольше. Еще одним плюсом данного метода является отсутствие вредных испарений.

Для начала деталь разогревают, чем больше, тем лучше. После этого деталь погружают в масло (именно это и дало названию методу как воронение стали в масле). Это может быть льняное, оливковое, или оружейное масло. Принципиально можно даже использовать и обычное машинное масло.

После того как деталь подержали в масле секунд десять, деталь достается, и маслу обязательно надо дать стечь самому, иначе пойдут пятна. Следующий шаг заключается в «запекании» масла на поверхности. Для этого принято использовать паяльную лампу. Важный момент воронения стали в масле заключается в определении момента готовности изделия.

Опытные мастера говорят, что прекращать запекать надо в тот момент, когда деталь только начинает менять свой цвет с коричневого на черный. Воронение стали в масле один из наиболее старых и проверенных способов защиты металлов от коррозии, не подводил мастеров на протяжении веков, не подведет и сейчас.

Виды оксидирования

Сегодня используется большое количество видов. Они представлены следующими категориями:

Анодное оксидирование

Этот вид является достаточно распространенным. Он представляет собой образование на металле оксидной пленки для предотвращения появления коррозии методом их поляризации их анодов в среде, которая создается при помощи подключения электрического тока. Данный метод применяется для таких металлов, как алюминий, магний, титан.

Микродуговое оксидирование

Данная процедура заключается в том, что оксиды многих метало, которые были получены методом электрохимического окисления, подвергаются химической модификации с использованием электрического тока. Благодаря периодически возникающим электрическим импульсам на поверхности металлов появляется плотная пленка, которая служит надежной защитой от появления коррозии. Данная процедура носит еще одно название плазменно-электролитическое оксидирование. Оно используется лишь на небольшом количестве предприятий.

Щелочное оксидирование


Сегодня не редко для обработки металлов используется щелочная среда. Для проведения данного процесса идеально подходят поверхности из стали. Технология проведения щелочного оксидирования предусматривает изготовление щелочной среды для того, чтобы при взаимодействии с металлом на его поверхности в результате взаимодействия образовалась оксидная пленка.

Низкотемпературное оксидирование

Данный вид процесса образования оксидной пленки является нейтральным. В процесс используется метод нагревания до невысоких температур, что обеспечивает покрытие металла слабой оксидной пленкой.

Таблица 2. Составы растворов для декапирования.

Декапирование алюминия и его сплавов Температура Время обработки
Состав 1 :
Азотная кислота 10-15% раствор (по объему) 20°С 5-15 с

Таблица 3. Составы растворов для окрашивания алюминия в черный цвет.

Для окрашивания в черный цвет: г/л (воды) Температура и время обработки
Состав 1:
Молибдат аммония = молибденовокислый аммоний = ammonium molybdate = парамолибдат аммония= (NH4)6Mo7O24 10-20 90-100°С / 2-10 мин
Хлорид аммония = хлористый аммоний = NH4Cl 5- 15

Таблица 4. Составы растворов для окрашивания алюминия в серый цвет.

Для окрашивания в серый цвет: г/л (воды) Температура и время обработки
Состав 1:
Оксид мышьяка (III) = триокись мышьяка = трехокись мышьяка = arsenic trioxide As2O3 70-75 Кипение / 1-2 мин
Кальцинированная сода = карбонат натрия = натрий углекислый . Химическая формула, Na2CO3 70-75

Таблица 5. Составы растворов для окрашивания алюминия в зеленый цвет.

Для окрашивания в зеленый цвет: г/л (воды) Температура и время обработки
Состав 1:
Ортофосфорная кислота 40-50 20-40°С / 5-7 мин
Кислый фтористый калий = калий бифторид = калий гидрофорид = kalium bifluoratum = potassium bifluor > 3-5
Хромовый ангидрид = оксид хрома(VI) = трёхокись хрома = CrO3 (весьма химически активное вещество, способен вызвать при соприкосновении с органическими веществами возгорания и взрывы) 5-7

Таблица 6. Составы растворов для окрашивания алюминия в оранжевый цвет.

Для окрашивания в оранжевый цвет: г/л (воды) Температура и время обработки
Состав 1:
Хромовый ангидрид = оксид хрома(VI) = трёхокись хрома = CrO3 (весьма химически активное вещество, способен вызвать при соприкосновении с органическими веществами возгорания и взрывы) 3-5 20-40°С / 8-10 мин
Фторсиликат натрия = кремнефтористый натрий = Na2SiF6 3-5

Таблица 7. Составы растворов для окрашивания алюминия в желто-коричневый цвет.

Для окрашивания в желто-коричневый цвет: г/л (воды) Температура и время обработки
Состав 1:
Кальцинированная сода = карбонат натрия = натрий углекислый . Химическая формула, Na2CO3 40-50 80-100°С / 3-20 мин
Натрия хромат = хромовокислый натрий = Na2CrO4 10-15
Гидроксид натрия = каустическая сода = каустик = Едкий натр = едкая щёлочь. Химическая формула NaOH 2-2,5

Антикоррозионные средства

Антикоррозионные пигменты классифицируются на: цинковые крона, алюминий три-полифосфаты и слюдянистую окись железа.

Защита трубопроводов от коррозии

Сегодня без разных видов трубопроводов невозможно представить себе жизнью Они находятся практически в каждом населенном пункте и обеспечивают коммуникации. Производств труб для прокладки под землей осуществляется из металлов самых разных типов.

Процесс коррозии

В современном мире из металлов самых разных видов производится большое количество продукции. Металлические материалы присутствуют в разных отраслях промышленности в виде станков и машин, инструментов.

Применение ржавого лака

Данное средство для воронения часто используется для получения гладкой и ровной поверхности. В него входит стальная стружка, но ее можно заменить на стружку чугуна. При этом финансовые вложения будут минимальными. В данном случае обрабатываемую деталь необходимо поместить в химическое средство. В результате проявляется рыжая или черная окись железа. Эта инструкция, как средство для холодного воронения, дает долгоиграющий и эффективный результат.

Для начала металл подвергают механической обработке и обезжиривают. Затем изделие укладывают в специальный состав. Средство для воронения готовят в фарфоровой емкости

При этом важно работать в перчатках, чтобы защитить кожу. Состав делается с использованием соляной кислоты

Ее в небольшом количестве вливают в емкость. Она смешивается с металлическими опилками, азотной кислотой и железной ржавчиной.

Смесь хорошо размешивают, пока не прекратится химическая реакция, которая сопровождается выделением газа. В смесь в равных пропорциях добавляют воду и обычную водку. В завершении ее оставляют на определенное время, пока она не отстоится. Затем ее сливают, чтобы убрать окалины и соли, выпавшие в осадок.

Когда смесь будет готова, в нее укладывают обрабатываемое металлическое изделие. Его держат до того момента, пока не приобретет черный цвет. После этого его промывают под сильным напором проточной воды.

На видео: воронение ржавым лаком.

Причины коррозии металла на открытом воздухе

Совместное действие воды и кислорода происходит по схеме, где оба агрессивных вещества действуют на чистое железо: 4Fe + 6H₂O + 4O₂ = 4Fe(OH)₃.

В результате образуется гидроксид железа Fe(OH)₃, он имеет рыжий (оранжевый) цвет и обладает рыхлой структурой.

Углеродистая сталь при периодическом нагревании в окружающей среде теряет углерод, имеющееся в ней железо больше подвержено коррозии. Обезуглероживание стальных изделий идет по следующим химическим реакциям:

  • Fe₃C + CO₂ = 3Fe + 2CO;
  • Fe₃C + H₂O = 3Fe + H₂ + CO;
  • Fe₃C + 2H₂ = 3Fe + CH₄,

где Fe₃C – цементит, одна из важных составляющих стали. Именно это соединение определяет прочность и твердость стальных изделий.

В поверхностном слое содержится больше чистого железа. Оно подвержено действию воды и окружающих газов. Процесс идет по нарастающей. Рыхлая ржавчина быстро распространяется внутри деталей.

Для предотвращения коррозии и обезуглероживания изделия покрывают красками или грунтовками. Химическое воздействие сокращается в сотни раз. Но не всегда можно использовать жидкие или порошковые краски. Целая группа стальных деталей эксплуатируется без окрашивания:

  1. Холодное и огнестрельное оружие.
  2. Изделия, полученные в результате холодной ковки.
  3. Претензионные пары, работающие с газами и жидкостями.

Для них нужно использовать иной способ защиты.

Это интересно: Вольфрам — свойства и применение

Как получить побежалый цвет?

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.

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.

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.

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.

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.

Чтобы добиться получения побежалого цвета на поверхности вашего изделия, нужно очень хорошо знать, при какой температуре он появляется и какая продолжительность нагрева необходима для его закрепления на металле. Главное условие: обжиг пламенем должен происходить строго определённое время. Поэтому, если вы хотите облагородить ваше изделие побежалым цветом, выберите предмет небольших размеров, потому что на газовой плите или паяльной лампе будет практически невозможно равномерно нагреть большую площадь металла.

Как только вы добились появления нужного цвета, немедленно снимайте изделие с огня и дайте ему остыть. Затем натрите его маслом для закрепления цвета.

Литература

  • Вайнер Я. В., Дасоян М. А., Технология электрохимических покрытий, М. — Л., 1962.
  • Бахвалов Г. Т., Защита металлов от коррозии, М., 1964.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Воронение стали» в других словарях:

воронение — Получение на поверхн. изделий из углерод. или низколегир. стали и чугуна темно синей или черной 1 10 мкм оксидной пленки (Fe3O4 и др.) В. применяется преимущ. для декоративной отделки; защитные св ва получаемых оксидных пленок низкие. Различают в … Справочник технического переводчика

ВОРОНЕНИЕ — процесс получения на поверхности чёрных металлов (стали, чугуна) тончайшей плёнки оксидов железа с целью предотвращения коррозии и для придания определённой окраски коричневого, тёмно синего и чёрного цветов разных оттенков с сохранением… … Большая политехническая энциклопедия

Воронение — стали (оксидирование, чернение, синение) процесс получения на поверхности углеродистой или низколегированной стали или чугуна слоя окислов железа (Fe3O4 и др.) толщиной 1 10 мкм. От толщины этого слоя зависит его цвет т.н. цвета побежалости,… … Википедия

Воронение — получение на поверхности изделий из углеродистой или низколегированной стали и чугуна темно синей или черной 1 10 мкм оксидной пленки (Fe3O4 и др.) Воронение применяется преимущественно для декоративной отделки; защитные свойства… … Энциклопедический словарь по металлургии

ВОРОНЕНИЕ — получение на поверхности изделий из углеродистой или низколегированной стали и чугуна темно синей или черной 1 10 мкм оксидной пленки (Fe3O4 и др.) Воронение применяется преимущественно для декоративной отделки; защитные свойства… … Металлургический словарь

Воронение — получение на поверхности деталей из углеродистой или низколегированной стали и чугуна слоя окислов железа (Fe3O4 и др.) толщиной 1 10 мкм. Структура покрытия мелкокристаллическая, микропористая. В. применяется для декоративной отделки;… … Большая советская энциклопедия

Воронение — ср. 1. процесс действия по гл. воронить отт. Результат такого действия. 2. Защитная или декоративная оксидная плёнка чёрного цвета, образующаяся на поверхности изделий из стали и чугуна после их специальной обработки. Толковый словарь Ефремовой.… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

ВОРОНЕНИЕ — получение на поверхности деталей и изделий из углеродистой или низколегир. стали и чугуна слоя оксидов железа толш. 1 10 мкм; применяется для декоративной отделки придания поверхности коричневого, тёмно синего или чёрного цвета разных оттенков с… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ВОРОНЕНИЕ — способполучения на поверхности металла (стали, чугуна) тончайшей пленки окисловжелеза с целью предохранения его от коррозии и для придания поверхностиметалла определенной окраски. В зависимости от применяемых масел, кислоти степени нагрева металл … Энциклопедия вооружений

ВОРОНЕНИЕ — способполучения на поверхности металла (стали, чугуна) тончайшей пленки окисловжелеза с целью предохранения его от коррозии и для придания поверхностиметалла определенной окраски. В зависимости от применяемых масел, кислоти степени нагрева металл … Энциклопедия вооружений

Источник

Механизм горячего химического оксидирования стали.

Горячее химическое оксидирование делается в щелочных и не щелочных составах. Щелочное воронение производится в смеси щелочи с окислителями. В результатепроцесса на стали образуется пленка магнитной окиси железа Fe3O4.

Безщелочное воронение производится при более низких температурах и за меньшее время. Используется раствор, состоящий из фосфорной кислоты и окислителей — азотнокислых соединений кальция или бария. Такое оксидное покрытие состоит уже из фосфатов и оксида железа (оксидно-фосфатное).

Главной реакцией процесса воронения стали является ее взаимодействие со щелочью и окислителями. Растворяясь в горячем концентрированном щелочном растворе, железо дает соединение Na2FeO2. Под воздействием окислителей в растворе образуется соединение трехвалентного железа Na2Fe2O4. В итоге при химическом оксидировании на поверхности металла возникает оксидная пленка по реакции:

Na2FeO2 + Na2Fe2O4 + 2H2O -> Fe3O4 + 4NaOH

Формирование оксидной пленки начинается с появления на поверхности металла кристаллических зародышей. По мере того как оксид покрывает металл, изолируя его от взаимодействия с раствором, уменьшается скорость растворения железа и формирования пленки.

Скорость роста покрытия и его толщина зависят от соотношения скоростей образования центров кристаллизации и роста отдельных кристаллов:

  • При большой скорости образования зародышей их количество на поверхности металла быстро растет. Кристаллы смыкаются, образуя тонкую сплошную пленку.
  • Если же скорость формирования зародышей относительно невелика, то до того, как они соединятся, создаются благоприятные условия для их роста и получения оксидной пленки большой толщины.

При химическом воронении стали процесс образования оксидной пленки определяется в первую очередь составом стали, составом раствора и температурой.

Стали, более легированные, чем 40Х, оксидируются труднее не в чисто черный цвет. Нержавеющие стали описанным способом не оксидируются в принципе. Скорость растворения железа зависит от ее химического состава и микроструктуры. Высокоуглеродистые стали оксидируются быстрее, чем малоуглеродистые. Поэтому при оксидировании малоуглеродистой стали применяются растворы с увеличенным содержанием щелочи. Состав стали оказывает влияние и на цвет оксидной пленки: на малоуглеродистых сталях она получается глубоко черного цвета, в то время как на высокоуглеродистых — черного с серым отливом.

При большой концентрации в растворе окислителя возрастает скорость образования зародышей оксида и, следовательно, уменьшается толщина формирующейся оксидной пленки. Уменьшение концентрации окислителя в растворе способствует росту толщины пленки, но в сильно концентрированных растворах на поверхности стали может выделиться рыхлый осадок гидроксида железа и защитные свойства покрытия уменьшаться.

Воронение без промасливания применяется редко ввиду значительной пористости, малой толщины и, следовательно, низкой коррозионной стойкости покрытия. Промасливание, впитываясь в поры, обеспечивает улучшение антикоррозионных характеристик, повышенную износостойкость и более глубокий черный цвет.

Промасленное покрытие на стали применяется для защиты деталей от коррозии, декоративной отделки, как антибликовое покрытие на инструменте.

Горячее высокотемператрное и низкотемпературное химическое воронение без промасливания может использоваться как грунт под покраску. Заметим, что холодное чернение применять как грунт нежелательно.

Особенности воронения стали

Главным условием успешного воронения является абсолютная чистота обрабатываемых поверхностей, причем очищение должно выполняться прямо перед самой химической обработкой, поскольку снаружи металл может снова измениться от контакта с воздухом. Равномерность данного процесса металлообработки достижима только в случае, когда сталь по всей поверхности полностью оголена и в каждой своей точке доступна действию соответствующих реактивов. Разнообразные технологии воронения стали основаны на двух видах формирования покрытия:

•    с использованием обрабатывающего материала;

•    с включением в процесс элементов поверхности изделий.

Живая цветовая палитра и эффектный внешний вид готового изделия образуется в результате особой конечной механической обработки. Микроскопические частицы металлической поверхности теряют из-за химического воздействия жидкости для воронения стали свою естественную структуру и особый порядок во взаиморасположении, в связи с чем они в комплексе перестают производить оптический эффект равномерной поверхности, придавая изделию матовость. Механическое натирание и крацевание вновь возвращает первоначальный порядок и взаимосвязь в размещении поверхностных элементов стали, повышая таким образом визуальный эффект от обработанной поверхности.

В производственной практике стальные предметы воронят, изготавливая на них значительный слой черновой окалины. Достигается это путем прогревания изделия до красного каления в топке, для этого систематически направляют в печь разные по составу топочные газы. Другая технология заключается в длительной 10-часовой обработке сильно перегретым паром. Операции по воронению стальных поверхностей выполняются в специальных цехах при наличии специализированного оборудования.

Процесс холодного воронения стали имеет преимущества сравнительно с горячим методом:

•    Процесс может применяться для обработки всех видов стальных, чугунных и порошково-металлических изделий.

•    Раствор для этой операции – универсальный, в одной ванне могут оксидироваться разные металлы.

•    Повышенные декоративные характеристики покрытия – продукция обретает интенсивный насыщенный черный оттенок.

•    Повышенная экономичность технологии обусловлена отсутствием расходов на прогревание и поддержание рабочей среды в оптимальном температурном режиме. Операция осуществляется при цеховой температуре.

•    Процесс рекомендован для контактирующих деталей, при этом покрытие не крошится, не трескается, не слоится.

Чернение металла

В зависимости от кислотности среды, в которой обрабатывают заготовку, меняется цвет получившегося покрытия, от желтого до черного. Поэтому воронение и чернение металла – не одно и то же. Требуемый оттенок подбирают, варьируя интенсивность и длительность термообработки и процентное содержание компонентов раствора.

Если взять смесь из 7 частей азотнокислой меди и 3 частей спиртового денатурата, нанести ее на изделие и прогреть его на огне то по мере нагрева покрытие начинает менять свой цвет. Когда получится нужный оттенок, нагрев прекращают.

Чернить сталь возможно также и обмазав его маслом и прокалив на открытом пламени. Получится стойкая пленка глубокого черного цвета. Существуют и другие составы для чернения.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.