Что такое воронение

Воронение или чернение – процесс оксидирования поверхности стали.

Структура такого покрытия является микрокристаллической и микропористой, а толщина составляет от 1 до 10 микрон. Зачастую для придания блеска и улучшения антикоррозионных характеристик слой воронения пропитывают нейтральным маслом.

В современном значении слова «воронение» известно с 19 века и использовалось для снижения коррозии оружейной стали. Классическим методом являлось превращение красно-бурой ржавчины в железную окалину методом кипячения детали в воде. В 20 веке были разработаны методы щелочного и горячего воронения, позволяющие существенно экономить время. К настоящему моменту это всё ещё самый востребованный метод, однако во многом утративший своё практическое значение.

Всё чаще воронение применяется для декоративной отделки металлов, в то время как современные высоколегированные (в основном хромированные, нержавеющие) стали не нуждаются в защитном оксидировании. Характерным примером подобного явления можно считать отдельные модели ножей из быстрорежущей стали Р12 с воронеными клинками.

Воронение или оксидирование, или чернение, или синение

Нож «Судак», сталь Р12 (быстрорез), рукоять граб с мельхиором

К настоящему моменту можно выделить несколько видов воронения.

Рассмотрим наиболее характерные виды этого процесса. Принципиально воронение можно разделить на горячее и холодное.

Горячее воронение

• Щелочное – в щелочных растворах при 130-150°C от 10 до 90 мин;
• Кислотное – в кислотных растворах при 50-150°C от 15 до 60 мин;
• Соляное – в расплавах солей при 300-600°C от 15 до 30 мин;
• Термическое – в атмосфере перегретого водяного пара или горячим воздухом при 200-480°C с предварительным покрытием детали тонким слоем масла, лака или иного нефтепродукта, процесс занимает 5-10 часов;
• Электрохимическое – в щелочном электролите при 50-90°C от 15 до 60 мин.

Заметим, что для горячего воронения указано лишь время самого процесса, в то время как на нагревание состава или заготовки изделия требуется дополнительное время. Кроме того, классификация видов горячего воронения довольно условна, а параметры процессов, недоступных по открытым источникам, могут отличаться от указанных.

Понятным минусом горячего воронения является то, что нагревание может не лучшим образом повлиять на изделия и материал. Кроме того, данный способ требует времени и больших энергозатрат.

Холодное воронение

В сильных окисляющих агентах при 10-30°C от 1 до 5 мин.

При использовании холодного воронения, подготовленная сталь воронится с высокой скоростью, при этом могут быть обработаны также такие металлы как медь, олово, цинк, алюминий, свинец, сурьма, никель, магний и т.д. Окраска изделий может регулироваться за счёт концентрации реагента или времени замачивания заготовки. Минусом является то, что работа проводится с сильным окислителем и требует осторожности.

Источник: dzen.ru

Два способа воронения металла в гаражных условиях! Токарные работы

Воронение стали

Оксидирование сталей относится к числу популярных процессов химико-термической обработки деталей, в результате чего на поверхности изделия формируется тонкая, но прочная оксидная плёнка характерного синего цвета.

В промышленной практике процесс используется реже, чем воронение в домашних условиях своими руками, либо, например, в кузнечных мастерских свободной ковки. Это объясняется простотой реализации способа и наличием альтернативных технологий оксидирования, обеспечивающих более стабильные результаты.

Сущность процесса

Защитное покрытие при воронении сталей образуется в результате химической реакции, которая происходит на поверхности металла. Во время воздействия оксид железа превращается в магнитный оксид железа, что и придаёт изделию характерный чёрно-синий оттенок.

Суть обработки – получение оксидного слоя, образующегося вследствие определённых электрохимических превращений. Они происходят в результате окислительной химической реакции с железом на поверхности, с селективным образованием магнетита Fe3O4 — это оксид железа чёрного цвета, который занимает тот же объём, что и обычное железо. Однако, если магнитную окись железа не обработать льняным маслом (для уменьшения смачиваемости и гальванического воздействия), то коррозионная стойкость покрытия существенно не увеличится. Поэтому необходимо дополнительное воздействие высоких температур.

Результирующий цвет стальной поверхности в значительной степени зависит от конкретного состава средств, используемых производителем во время финишной обработки поверхности, а также от продолжительности и степени воздействия покрытия на деталь. Образовавшаяся плёнка обеспечивает соответствующую защиту от коррозии.

Разновидности метода

Наибольшее распространение при производстве и техническом обслуживании различных изделий получили две разновидности метода — холодное и горячее воронение металла.

При холодном оксидировании повышенные температуры не требуются. Желающие воспроизвести процесс в домашних условиях пытаются сделать специальные гели. Средства для воронения состоят из жидкостей, способных вызывать окислительные химические реакции на поверхности готовых стальных заготовок. Такие химические вещества изменяют цвет металлической детали, придавая ей желаемый оттенок от голубоватого до глубокого чёрного цвета (см. рис. 2).

Для воронения в горячем виде необходимы условия промышленного производства или специализированных мастерских. Процесс предполагает использование высоких температур — от 1350 °С до 1550 °С. а также химически агрессивных веществ. Этапы обработки включают в себя:

1. Обезжиривание поверхности при её нагреве, для чего подлежащую оксидированию заготовку окунают в ванну с щелочным составом на основе гидроксида натрия и нитрата калия.
2. Ополаскивание тёплой, а затем – холодной водой.
3. Травление в растворах соляной, азотной или лимонной кислоты.
4. Воронение стали, в результате которого на поверхности образуется плёнка из смеси окислов железа (магнетита и оксида чёрного цвета).
5. Промывку.
6. Пассивацию, которая заключается в прогреве поверхности изделия, предварительного смазанного тонким слоем масла, до температур 60-700 °С.
7. Окончательную промывку и сушку.

Все операции проводятся в непрерывно вентилируемом помещении.

Горячее оксидирование обеспечивает более высокую коррозионную стойкость, чем холодное. Используется, в частности, при изготовлении декоративных ковочных элементов (см. рис. 3).

Используемые материалы

Независимо от варианта, средства для воронения применяют в качестве финишной обработки поверхности стали. В условиях промышленного производства воронение стали иногда выполняют во время технологического цикла производства листового проката (см. рис. 4). Соответствующее оборудование позволяет наносить покрытие на одну (или обе) плоские поверхности листового металла в автоматическом режиме.

Часто воронение стали производят и на завершающей стадии изготовления деталей. При этом обеспечивается точный температурный контроль, что повышает равномерность оксидообразования.

Оксидирование в качестве финишной обработки поверхности используется при изготовлении холодного оружия и лезвий ножей (см. рис. 5). Процесс эффективен также для корпусов огнестрельного оружия и электронных авиационных приборов, поскольку гарантирует работоспособность техники при особо суровых внешних условиях.

Оксидирование с целью защиты от коррозии работает только с деталями, изготовленными из обычной или нержавеющей стали.

Источник: metalworkind.com

Воронение (оксидирование) стали

Зашло не так давно в одной из тем обсуждение покрытия одного из пневматических пистолетов, а точнее его воронения. После, неоднократно получал в личку вопросы о том, что это такое и зачем это надо. Как вижу, интерес есть, значит опишу более подробно.
В нежном возрасте 18 лет я был уже весьма не нежным парнем и попадал под определенную катерогию граждан, по долгу работы на моем поясе появился т.н. «травматик» ФОРТ-17р. Особенностью ФОРТ-17р является то, что его рама выполнена из композитного пластика, а затворная рама классическая, стальная. Приобрел я его летом, а осенью заметил, что покрытие на затворной раме начало проявлять точечную коррозию с той стороны, которая прилегает к телу. Протерев маслом я так ничего и не добился, через пару дней коррозия снова дала о себе знать, что говорит о том, что защитный слой на металле отсутствует напрочь.
Начал я штудировать литературу и профильные форумы. Оказалось, что в Украине никто не оказывает подобного рода услугу, как восстановление покрытия.
Что такое воронение? Все очень просто 🙂 Это реакция на поверхности металла, в результате которой появляются окислы того самого металла, выполняющие защитные функции и придающие эстетический вид изделию. Воронение бывает щелочным и кислотным, зависит от того, что именно требует оксидирования и в какой среде это живет, а так же «горячим» и «холодным». Прошу заметить, воронение не является слоем на металле, а реакцией в верхнем слое металла.
Длинноствольное оружие подвергается воздействию атмосферных явлений, таких как дождь и снег, которые, в свою очередь, имеют кислотную среду. Воронить такое щелочью глупо, так как кислота быстро вступит в реакцию с щелочью и нейтрализуется. Равно так же, глупо воронить кислотой короткоствольное оружие, имеющее постоянный контакт с потом человека, который имеет среду щелочную.
Подковавшись теорией я приступил к практике и обработал свой пистолет…

Далее дело встало на поток, благо законодательство Украины легко позволяло находится мне в рамках правового поля. Регулярно присылали на проварку даже гайки и колесные болты на «отсезонить» ))

В стране было на тот момент несколько мастеров, но все работали исключительно кислотой, т.н. «ржавым лаком». Процесс требует больше времени, но не так критичен к химической чистоте реактивов, обрабатываемого материала и не так сильно требует знаний химии, благодаря чему является более простым и менее опасным. За неделю можно получить красивый вороненый ствол любимого ружья!
Щелочь же, в свою очередь, более опасна, но и дает более стабильное покрытие, так как реагирующий слой является более глубоким благодаря температурному процессу. Готовое изделие, при должной практике, можно получить через 3-4 часа. Есть и нюанс, заключающийся в том, что данным способом, как бы не настаивал клиент, нельзя обрабатывать ствол ружей, паяные оловом. Агрессивная среда и высокая температура процесса (145-160°С) делают свое дело и на выходе мы получаем две отдельно плавающие трубки.
Оба способа попадают под категорию горячего воронения, так как для обработки требуется воздействие температур.
Существуют и холодные воронилки, являющиеся в своей сути только лишь химическим подкрашиванием и не дающие никакой антикоррозийной защиты.
В России данная деятельность регламентируется «Законом об Оружии». Иными словами, без присутствия владельца или получения лицензии оружейной мастерской можно обрабатывать только пневматические изделия.
Надеюсь, ответил на все возникающие вопросы 🙂 Написано может быть сумбурно, но общий смысл должен быть понятен. Напоследок накидаю фоток

Источник: www.drive2.ru