Как делают чернение металла

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?
2. Синение стали – рецепты разной степени сложности
3. Воронение стали в буром спектре
4. Рецепты оксидирования стали в благородные серый и черный цвета

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.

ТРИ СПОСОБА ВОРОНИТЬ СТАЛЬ. Чернение стали в домашних условиях.

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.

Источник: tutmet.ru

Воронение ножа — 1001 способ, как привести клинок в порядок своими руками

Процесс специального окисления стальной поверхности клинка называют – воронение ножа. Это позволяет сделать изделие красивым и прочным. Но самое главное, что клинок будет защищён от коррозии. Способов воронения ножа очень много. Попробуем описать самые популярные и не сложные процессы.

Причины коррозии металла на открытом воздухе

Совместное действие воды и кислорода приводят к окислению железа. Оба этих агрессивных вещества работают по формуле: 4Fe + 6H₂O + 4O₂ = 4Fe(OH)₃. В результате химической реакции образуется гидроксид железа. Он имеет рыжий или оранжевый цвет и имеет рыхлую структуру.

Углеродистая сталь при периодическом нагревании в окружающей среде теряет углерод. И имеющееся железо в металле больше подвержено коррозии. Реакцию можно описать следующими формулами:

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

«Fe₃C» в этих формулах является цементитом. Это важнейшая составляющая стали. Именно это соединение определяет прочность и твёрдость стальных изделий. Чистое железо больше находится на поверхностном слое. Оно подвержено воздействию воды и различных газов.

Процесс окислении будет происходить по нарастающей. Рыхлая ржавчина быстро распространяется по поверхности детали.

Чтобы предотвратить процесс и прервать обезуглероживание изделия, его покрывают различными лаками, красками или грунтовками.

Химическая реакция сокращается в сотни раз. Но не во всех случаях можно использовать такие покрытия. Очень много различных изделий используется без окрашивания. Среди них можно выделить следующие предметы:

• изделия полученные в результате холодной ковки;
• огнестрельное и холодное оружие;
• претензионные пары, работающие с газами и жидкостями.

Источник: warmsteel.ru

Как сделать воронение стали в домашних условиях: ТОП проверенных популярных способов химического чернения металлических изделий

На протяжении тысячелетий люди изобретали новые способы обработки металлов. Одним из таковых стало воронение — придание материалу износостойкости и устойчивости к коррозии, а также привлекательного внешнего блеска. Сейчас «помощниками» выступают химические растворы на базе кислот и масел. Твёрдым веществам придают натуральные оттенки, ориентируясь на характер нагрева поверхности.

Жидкость для холодного воронения

Люди причисляют воронение к работам, которые выполняются исключительно внутри фабрик и заводов. Вопреки распространённому мнению, эту процедуру можно реально осуществить в домашней обстановке, если тщательно подбирать на средства и чётко соблюдать инструкции.

Средство для чернения/воронения алюминия

Что получают методом воронения

Этот процесс гарантирует защиту металлов от внешних факторов. После работы появляется тонкая плёнка из окиси железа, варьирующаяся от 1 до 10 миллионных частей миллиметра. Усиление материала гарантирует:

• Избавление от разрушительного влияния ржавчины.
• Привлекательный внешний вид.

«Кустарный» процесс

Профессионалы обычно выделяют три распространённых типа воронения: термическое, кислотное и щелочное. Последнее наиболее выгодно, когда речь заходит о «металлургии» в домашних условиях. Всё, что потребуется мастеру — это вещества на базе натрия (нитрат и гидроксид), чистая вода и цифровые весы, чтобы засекать точное время процесса. Не менее важно защищать кожу и органы дыхания, надевая маску и перчатки.

Средство для чернения/воронения латуни, меди и бронзы

Перед воронением нужно подбирать любую нержавеющую тару. Если речь идёт об обработке стали, то мастеру необходимо придерживаться постоянных температур. Отсюда вытекает необходимость поддерживать кипящее состояние раствора.

Сама процедура для упрочнения стали потребует как минимум полутора часов. Затем в дело вступает придание чёрного окраса, но с покрытия сначала убирают жир (растворитель в помощь). Оттенок металла зависит от отведённого на прогрев времени — характерные перемены неизбежны. Во избежание «колоритных» композиций деталь погружается полностью внутрь жидкости.

По завершении обработки металл промывается с помощью мыла.

Жидкость для холодного воронения

Популярные методы воронения

Вышеописанные типы обладают следующими особенностями:

1. Щелочной — обязательное наличие кислот с поддержкой теплового диапазона в 130-150 градусов Цельсия. С помощью химических процессов выполняется окисление железа. Подобный способ стоит исключать из домашней практики: выделяющиеся запахи довольно опасны.
2. Кислотный — применение соответствующих растворов. Работа выполняется химическим способом или с добавлением электричества. Неукоснительное соблюдение инструкций гарантирует надёжный результат.
3. Термический — именно с него началось воронение. Принцип действия основан на взаимодействии вещества с чистым воздухом: кислород служит катализатором химической реакции.

Cредство для чернения/воронения металла GUN BLACK

Щелочной

Работа по этому методу предусматривает неукоснительное соблюдение нижеприведённых шагов. Алгоритм действий таков:

1. Обезжирить поверхность металла, применяя растворитель.
2. Влить в посуду 100 миллилитров воды.
3. Добавить к ней следующие компоненты: каустическая сода — 120 граммов, азотнокислый натрий — 30 граммов.
4. Перемешать состав до однородной консистенции.
5. Разогреть вещество до вышеуказанных температур (130-150 градусов Цельсия).
6. Аккуратно окунуть металлическую деталь (важное условие — отсутствие прикосновений со стенками сосуда).
7. Дождаться 20 минут до почернения предмета.
8. Слить раствор, затем промыть деталь обычной водой.

Средство холодного воронения грач

Финишной обработкой выступает смазка машинным маслом и вытирание до сухого состояния. С помощью неё металл получает гладкость и стойкость к износу. Дополнительной полировки изделия не потребуется. Сам процесс щелочного воронения не является трудоёмким; основное требование — носить маску и перчатки для персональной защиты.

Ещё один важный нюанс заключается в работе с нержавеющей ёмкостью определённого размера (про обработку ножей и им подобных предметов придётся забыть). Для устранения «радужных» переливов каждый миллиметр детали держится в растворе.

Кислотный

В этом случае обязательно использование соответствующих жидкостей. Обработка проводится как химическим способом, так и его комбинацией с электричеством. При наличии ржавчины таковую следует счистить куском наждачной бумаги. Ускорить процесс поможет болгарка с металлической щёткой.

Следующий этап — выбор очищающего вещества. Такому соответствуют три варианта: фосфат натрия (), этиловый спирт и керосин. Определившись с раствором, мастер погружает туда металл (время «выдержки» — 15 минут). Далее изделие тщательно промывается водой, протирается и высушивается.

Быстрое воронение кппс

Процесс, однако, ещё не окончен. Далее следует навести жидкость, «помогающую» воронению металла. Тут следует смешивать:

• 1 литр обычной воды.
• Дубильная кислота — 2 грамма.
• Виннокаменная кислота — ту же самую дозу с предыдущим ингредиентом.

Далее полученная смесь нагревается до 150 градусов Цельсия, а металлический предмет «выдерживается» в ней 15 минут. Важно, чтобы металлическая поверхность погружалась внутрь раствора полностью. После обработки её промывают водой, затем погружают в кипяток для полной очистки.

Последнее действие — воронение металла в масле. Под таковое подойдёт только машинное, а «выдержка» составит 1 час.

Любителям экспериментировать можно воспользоваться ржавым лаком — сам процесс получает название холодного воронения.

Средство для удаления воронения и ржавчины

Термический

Этот метод — самый простой из трёх. Его применяли на протяжении столетий. Вещество нагревается на свежем воздухе до тех пор, пока его поверхность не станет реагировать с кислородом. Интенсивно нагреваемые участки будут «окрашиваться» в тёмные цвета.

Средство для состаривания и чернения изделий из меди

Рекомендации

Каждому, кто задумывается о выполнении воронения вручную, можно выбрать один из трёх вышеописанных способов. Также можно прислушиваться следующих рекомендаций для лучшей «консистенции» металла и соблюдения мер безопасности.

1. Если речь заходит про холодное воронение, то для процесса важно иметь ванночку или другую специфическую ёмкость. Лучшими вариантами выступят деревянные или оцинкованные.
2. Подвески типа «крючок» наиболее желательны для удобного размещения деталей в растворах. Их можно монтировать на стене или выполнять как изогнутые стойки. Нужные параметры подсчитываются исходя из высоты бортов и размеров заготовки.
3. Обезжиривание — гарант идеального результата. Наиболее предпочтительным «агентом» выступит любое вещество на базе органических компонентов (бензин, ацетон, и так далее). Разумеется, на финальный выбор повлияет обрабатываемый металл: правильно подобранный раствор позволит получить корректную «цветовую гамму» при воронении.
4. Непосредственный процесс лучше всего выполнять на открытом воздухе. Альтернативой является отлично проветриваемое помещение. Если этим шагом пренебречь, то мастер может испытать на себе вредное влияние испарений и химических «ароматов».
5. Если чистка щёткой или абразивами не приносит результата, то на помощь придёт травление поверхности. Соответствующие растворы подбираются исходя из обрабатываемого металла. Например, «чёрные» разновидности означают применение жидкости со следующим составом кислот в граммах (ингредиенты указаны с расчётом на 1 литр воды): соляная — 150, азотная — 100, серная — 50. Вещество окунается в жидкость на более чем два с половиной часа (150 минут). Финишная операция — химическая полировка для создания гладкой поверхности.

Аппликатор для нанесения воронения

Источник: svoimirukami.guru