Состав для воронения стали

Какие существуют средства и способы для самостоятельного воронения металла?

Чтобы изделие без окрашивания могло служить в течение длительного времени, для защиты от коррозии используют воронение металла в домашних условиях. Подобный способ обработки создает на поверхности деталей тонкую оксидную пленку. Она не пропускает влагу (Н₂О) и газы (СО и О₂) к открытому металлу (в реальных условиях происходит химическая реакция по снижению содержания углерода с понижением твердости).

Оксидирование идет так, что железо проявляет двухвалентные свойства. На поверхности образуются окислы или формируется слой из нерастворимых солей. Только при наличии сильных кислот образовавшаяся пленка может быть растворена.

  1. Причины коррозии металла на открытом воздухе
  2. Что дает воронение стали?
  3. Как проводить оксидирование металлов в домашних условиях?
  4. Выбор технологии для воронения деталей
  5. Подготовка к воронению в домашних условиях
  6. Щелочное воронение стали
  7. Кислотное воронение стальных заготовок
  8. Рецепт № 1
  9. Рецепт № 2
  10. Использование «Ржавого лака»
  11. Термическое воронение деталей

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.

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.

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,

Как проводить оксидирование металлов в домашних условиях?

На практике воронение выполняется по различным схемам:

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

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

Выбор технологии для воронения деталей

Чтобы подобрать нужный способ воронения, желательно определиться по ряду определенных параметров и рекомендаций:

  • В случае восстановления поврежденного покрытия следует определить величину имеющихся повреждений. Если нужно реанимировать ограниченные участки, где имеются царапины или небольшие потертости, выбор останавливают на щелочном способе получения оксидной пленки на поверхности металла.
  • При значительном повреждении поверхности детали и наличии на ней коррозии придется полностью снимать имеющееся покрытие.
  • У каждого изделия имеется определенная ценность. Исходя из этого, стоит прикинуть, как долго предполагается последующая эксплуатация. Если предмет будет большую часть времени проводить на стене в качестве экспоната, возможны простейшие химические способы обработки.
  • Для изделий эксплуатируемых активно в походах, на открытом воздухе (ножи, предметы утвари или огнестрельное оружие) применяют термические способы с использованием масла.
  • При выполнении работы под заказ многое зависит от цены, которую может оплатить заказчик. Дешевые заказы выполняются простыми способами, дорогие предусматривают использование более дорогих приемов воронения. При выполнении работы для сторонних заказчиков вопрос: «Сколько стоит?» – будет весьма актуальным.
  • На стадии обучения придется за все платить самому. Любое профессиональное обучение затратно, но у самостоятельного познания основ профессии есть преимущество: знания приобретаются без дополнительной оплаты наставнику.

Подготовка к воронению в домашних условиях

При проведении работ по воронению с использованием химических препаратов придется использовать инструменты для очистки поверхности от загрязнений и разных видов жира. Можно производить работы вручную или использовать электроинструмент. Работу нужно выполнять на рабочем столе (верстаке или покрывать стол в квартире съемной столешницей). В самом помещении нужно иметь оснащение и определенные предметы защиты:

  1. Нужна рабочая емкость для воронения. Она должна обеспечивать полное погружение детали в раствор.
  2. Создать хорошую вытяжную вентиляцию и приток свежего воздуха. Над местом, где выполняются процессы желательно устанавливать зонд, тогда вредные пары не окажут влияния на человека.
  3. При работе нужна емкость из материала, который нейтрален к щелочам и кислотам. В ней должна находиться вода или раствор, способный быстро нейтрализовать применяемые препараты. Емкость изготавливается из пластика, стекла, фарфора или фаянса.
  4. Работу нужно выполнять в перчатках. Здесь понадобятся резиновые и другие типы перчаток, предотвращающие попадание растворов на руки. Они должны защитить и от возможного термического воздействия.
  5. Защита органов дыхания достигается использованием респираторов. При использовании крепких кислот понадобятся фильтры из активированного угля.
  6. Защита зрения достигается использованием защитных очков. Имеются специальные очки для работы с химическими реактивами, их продают в магазинах рабочей одежды.
  7. Фартуки и куртки из брезента защитят тело от попадания капель растворов.

Щелочное воронение стали

Самым простым способом нанесения оксидной пленки на изделия является щелочное воронение. Принцип действия основан на использовании каустической соды и натриевой селитры (используется в качестве удобрения). Оба компонента имеют выраженную щелочную реакцию.

Для обработки детали массой около 900…1000 г нужно иметь:

  • 100 г каустической соды (NaOH);
  • 30 г натриевой селитры (азотнокислый натрий NaNO₃).
  1. Растворяют компоненты в 100 мл воды. Если этого количества рабочего раствора недостаточно, то увеличивают количество жидкости, а также пропорционально – каустика и селитры.
  2. Раствор нагревают до 135…145 ⁰С (растворы солей кипят при температуре выше, чем кипит чистая вода).
  3. Деталь отмывают с мылом или слабой щелочью от возможных жирных пятен.
  4. Помещают на 30…35 минут в рабочий раствор, поддерживают высокую температуру. В горячем состоянии скорость образования пленки на поверхности стального предмета будет высокой.
  5. После завершения процедуры необходимо смыть остатки рабочего раствора.
  6. Протереть изделие растительным или техническим маслом.
  7. Потом тщательно протереть предмет ветошью, останется только тонкий слой масляной пленки, которая будет дополнительно защищать готовое изделие.

В результате поверхность металла получит черное с синеватым оттенком покрытие. Оно достаточно прочное, выдерживает небольшие механические воздействия.

Иная щелочная обработка возможна в растворах NaOH и КОН. Готовят раствор, в котором растворяется по 300…400 г каждого компонента. Минимальная концентрация щелочей 700 г на 1 л раствора.

Процедура обработку происходит по технологии, описанной выше. В этом случае получается пленка, у которой синевы несколько больше.

Кислотное воронение стальных заготовок

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

Рецепт № 1

Рабочий раствор для воронения:

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

Изделие приобретает черный цвет с некоторым оттенком коричневого оттенка.

Рецепт № 2

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

  • ветви ивы или дуба (примерно 3 кг) варят в емкости объемом 10 л;
  • через 3 часа после варки образуется раствор черного цвета;
  • ветви вынимают из раствора;
  • выпаривают раствор до 3 л. Получается концентрированная дубильная кислота. Для воронения применяется только часть раствора. Остатки концентрата заливаются в стеклянную емкость и закрывают плотной крышкой (может храниться до 3…4 лет).
  1. Используется 20…30 г дубильного концентрата на 1 л рабочего раствора.
  2. Для активации процесса проводят воронение лимонной кислотой, ее добавляют в состав рабочего раствора (2…3 г на 1 л воды).
  3. В готовый раствор кладут деталь, которую требуется воронить.
  4. Длительность процесса составляет 24..30 часов.
  5. Деталь после обработки вынимается и промывается.
  6. Машинным маслом протирается готовая деталь.
  7. С детали убираются остатки масла с помощью ветоши.

Использование «Ржавого лака»

В продаже реализуется «Ржавый лак». Его используют для поверхностного покрытия деталей:

  • деталь протирается от остатков жира;
  • покрывается лаком;
  • растворителем на основе ацетона, например, № 646 смываются излишки лака с поверхности;
  • это один из самых быстрых способов воронения с использованием готовых растворов.

Видео: воронение в домашних условиях.

Термическое воронение деталей

В промышленных условиях предпочитают выполнять воронение термическим способом. Обычно эту операцию совмещают с низким отпуском, который снимает внутренние напряжения внутри стальных изделий:

  1. Деталь в муфельной печи в течение 20…30 минут нагревают до температуры 180…220 ⁰С.
  2. Вынутую деталь протирают машинным маслом с помощью тампона. Желательно провести обработку всех поверхностей.
  3. При необходимости обработки повторяют.
  4. Обычно достаточно двукратной термической обработки для получения качественной вороненой поверхности.

Информация: на оружейных заводах, производящих огнестрельное и холодное оружие, используют термическое воронение. Покрытие на многих изделиях сохраняется более 100 лет. Пример, винтовки Мосина 1891 г. выпуска и револьверы Наган, выпущенные в конце 1888 г.

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.

Читайте также  Теплопроводность нержавеющей стали

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.

Способ №1:

  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.

Способ №2:

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.

Секреты воронения металла в домашних условиях

Создание надёжного поверхностного слоя защиты металлического изделия для противостояния коррозии даёт воронение металла в домашних условиях. Включение элементов декорирования стойкой тонировкой с подбором оттенка — дополнительное преимущество чернения. Использование термического либо одного из химических способов (на выбор) определяет возможности и целесообразность.

Подготовка к воронению металла в домашних условиях и процесс обработки детали

Домашние мастера прибегают к доступным способам создания антикорродирующего покрытия металла:

  • Термообработка в масляной среде;
  • Обработка химреактивами;
  • Нанесение готового защитного состава.

Соблюдение мер безопасности стоит на первом месте, даже если домашняя мастерская не имеет достаточного оборудования. Цикл операций по воронению металла начинается с обезжиривания поверхностей растворителями с соблюдением мер пожарной безопасности в проветриваемом помещении.

Окисную плёнку, остатки ржавчины снимают механическим способом: торцовой проволочной щёткой с помощью углошлифовальной машинки, на обдирочном или резиновом круге, вручную наждачной бумагой. Завершить операцию следует устранением рисок на войлочном полировальном круге.

Смешивание и нагревание реактивов требуют обеспечить защиту глаз, кожи и органов дыхания:

  • Отсутствие вытяжной вентиляции компенсируется активным вентилированием либо работой на свежем воздухе;
  • Защищать органы дыхания масками при воронении химреактивами;
  • Химические вещества хранить и использовать в неразрушающейся таре;
  • Использовать защитные очки, плотные перчатки, клеёнчатый фартук.

Воронение металла химрастворами

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

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

Читайте также  Удельное сопротивление нержавеющей стали

Щелочное воронение металла

Операция проводится на открытом пространстве. Обязательно нахождение с наветренной стороны. Испарения едки, обладают неприятным запахом.

Изделие подвешивается на медной проволоке, без касания стенок металлической ёмкости. Нагрев производится паяльной лампой. Щелочной раствор для воронения заливается с избытком, чтобы не пришлось доливать.

Длительность кипячения влияет на глубину покрытия, густоту цвета – можно получить чёрный с синевой. Длительность обработки — 0,3–1,5 часа, прекращается по достижении нужного оттенка. Температура раствора — 130–150 0 С.

Извлечённое изделие промывается, обильно смазывается машинным маслом, протирается насухо. Чернение металла на полированной поверхности получается однотонным, без контрастных разводов.

Другие варианты компонентов на 1 л дистиллированной воды:

  • КОН – 0,6 кг;
  • KNO3 – 0,03 кг.

При доведении до 200 0 С в течение получаса, получаем поверхность с матовым воронением. Для блестящего воронения используем те же реагенты и температурный режим:

  • Гидроксид калия – 100 г;
  • Нитрат калия – 30 г.

Сложность доведения до 200 0 С без автоклава компенсируется продлением воздействия реагентов при активном кипении под плотной крышкой.

Электрохимическое щелочное воронение металла

Химокрашивание или анодное оксидирование лишено недостатков термовоздействия в растворе щелочи. Плёнка глубокого чёрного цвета без полосатости разводов с улучшением характеристик коррозионной стойкости толщиной 5 мкм получается при соблюдении следующих условий:

  • Насыщенность раствора едкого натра – 0,7 кг/л;
  • Плотность постоянного тока — 5–10 А/дм 2 ;
  • Температура — 60–70 0 ;
  • Время процедуры – 40–50 мин.

Катод подбирается нержавеющий, важно поддержание температурного режима и диапазона тока стабилизатором. Поверхность воронения активируется однократным окунанием в соляную кислоту.

Воронение металла в кислой среде

Ингредиенты на 1 л:

  • Танин (дубильная кислота) – 2 г;
  • Виннокаменная кислота – 2 г;
  • Температура смеси 150 0 С;
  • Время воронения – 0,4 часа.

Холодный способ воронения

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

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

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

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

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

Ржавый лак — комплект для воронения

Термическое воронение сталей

Оксидация металла воздействием температур, пограничных процессу нормализации, допустима и для закалённых изделий – отпуск при 400 0 С не происходит. Удобство способа в том, что горячее воронение превосходит по стойкости иные технологии.

Термическое воронение сталей

Подбор масла для покрытия металла не затруднит. Пригодны синтетическое, машинное, растительное. Деталь окунается и обтирается. Толщина слоя не принципиальна: излишки стекут и сгорят.

Электропечь разогревается до 350–400 0 С, изделия загружаются навалом на поддон. Время рассчитывается по массе и конфигурации металла. Пластине достаточно 15 мин. Прогрев массивной детали длителен.

Выемка производится после остывания печи. При необходимости проводится неоднократное воронение. При оксидации мелких деталей обвязывание проволокой не оставляет следов.

Простейший метод воронения металла в домашних условиях

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

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

Воронение металла лимонной кислотой

Воронение поверхностным окрашиванием металла

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

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

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

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

Видео: Воронение стали своими руками

Воронение в домашних условиях

Все металлические предметы (гвозди, крепежи, инструменты) со временем чернеют и ржавеют. Чтобы избежать этого придумали – воронение стали. Благодаря этому, сталь слала намного лучше на внешний вид и защищённей от ржавчины.

Конечно, настоящее воронение стали делают в промышленных условиях, получая на ее поверхности слой оксида железа, который и защищает металл от коррозии.

С промышленными масштабами и качеством не поспоришь, но и в домашних гаражных условиях можно сделать воронение. Нанести на стальные предметы покрытие, которое образует пленку и будет служить защитой. Качество сравнительно с промышленным оксидированием отличаются, но за неимением имеем то, что имеем. Некоторые методы хорошо зарекомендовали себя на практике и довольно популярны среди умельцев.

Итак методы воронение своими руками.

Холодная обработка: кисточка или ванна?

В арсенале умельцев есть немало растворов» вызывающих на поверхности металла образование темного осадка. При определенных химических реакциях содержащиеся в растворе вещества образуют на поверхности металла черную пленку. Наиболее известным веществом для холодного воронения является «парижский оксид». С улучшенной рецептурой он предлагается в торговой сети как Klever Schnellbmenierung (российский аналог — «Ворон 3»). Содержащее селен вещество наносится кистью на обрабатываемую поверхность, после чего тщательно смывается. Метод довольно экономичный и не требует особых затрат.

Быстрое воронение может применяться для деталей, не подвергающихся высокой механической нагрузке. Тогда как высококачественные стали с содержанием хрома свыше 3% таким способом обрабатывать не рекомендуется. К тому же чернение будет равномерным только при предельно тщательной обработке» после которой требуется полирование специальной пастой.

Гораздо результативнее производить быстрое воронение путем погружения. Эффект от такой процедуры сохраняется более длительное время. Кроме того» операцию можно неоднократно повторить. Для очистки от красящего состава используется моющее средство. После чего обрабатываемую деталь нужно насухо вытереть смоченной спиртом тряпкой. Если теперь на изделие кисточкой нанести дистиллированную воду, то она не будет скатываться каплями, а образует равномерную пленку, свидетельствующую об отсутствии на поверхности жира.

Горячая обработка: масло и огонь

Древний кустарный метод воронения, при котором деталь сначала промасливается, а затем обжигается паяльной лампой, имеет ряд преимуществ. Процесс не сопровождается выделением вредных веществ, дешев и эффективен. И хотя масляный обжиг тоже в полном смысле не является подлинным воронением, образовавшееся покрытие держится на поверхности гораздо дольше, чем при холодной обработке. Желающим выполнить термическое воронение следует слегка нагреть поверхность изделия и нанести на нее очень тонкий слой льняного масла.

Модно использовать также оливковое или специальное оружейное (к примеру, Ballistol). Преимущество последнего заключается в слабощелочных свойствах, не оказывающих разрушительного воздействия на металл. Для этих целей пригодны буроугольное и нефтяное масла, а также различные парафины. При медленном разогреве до 200-400 С легкие фракции улетучиваются, и на поверхности образуется плотная масляная пленка. Дальнейший постепенный нагрев приводит к образованию сначала коричневой, а затем черной окраски, которую уже невозможно удалить. Принципиально важно при данной технологии не применять слишком много масла, чтобы избежать появления пятен.

Наилучший результат достигается при использовании смеси из двадцати частей консистентной смазки и одной части серы. Последняя способствует формированию очень темного слоя сульфида железа. Из серы можно изготовить сернистый бальзам, растворив ее в небольшом количестве скипидара, а затем смешав с льняным маслом. Состав распределяют тонким слоем по поверхности обрабатываемого изделия и подвергают беспламенному сжиганию, что приводит к равномерному воронению.

Воздействие окислителями

На сталь можно воздействовать и расплавленными окислителями. Обычно для этого используют нитраты и нитриты, которые можно нагревать до расплавления (нитрит калия плавится при температуре 395 °С, а азотнокислый натрий — при температуре около 270 С). В расплавы этих солей опускают подлежащие воронению предметы, и они приобретают черную окраску. Однако горячие расплавы нитритов могут вызвать воспламенение органических веществ, а при некоторых обстоятельствах и угрожать взрывом.

Тем не менее данный метод довольно широко практикуется и пригоден для обработки чугуна, стали и даже меди, которая при этом окрашивается в насыщенный красный цвет. Однако его нельзя применять для обработки термочувствительных или закаленных изделий.

Вместо этих довольно опасных веществ можно использовать горячие солевые или щелочные растворы, рабочая температура которых существенно ниже.

Рецепты холодного воронения

1.1000 мл дистиллированной воды, 30 г этанола, 20 г 69% азотной кислоты, 75 г хлорида железа (III), 20 г сульфата меди (II)
2. сульфат железа (II): 30 г, хлорид железа (III): 15 г, сульфат меди (II): 15 г, этанол: 50 г, долить воды до 1000 мл
3.1000 мл воды, 50 г изопропилового спирта, 75 г 30% соляной кислоты, 75 г 69% азотной кислоты, 150 г хлорида железа (III), 30 г сульфата меди (II)
4.1000 мл воды, 13,5 г 69% азотной кислоты, 4 г 30% соляной кислоты, 4 г сульфата меди (II), 170 г хлорида железа (III)

Составы наносят на поверхность и оставляют по возможности дольше для более длительного воздействия в условиях повышенных температуры и влажности. Слой ржавчины затем обрабатывают водяным паром и удаляют щеткой. реакция повторяется до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат. Нередко приходится наносить средство свыше 10 и даже до 20 раз. Для того чтобы освежить старое воронение, сделав его более темным, достаточно 8% раствора азотнокислого серебра.

Рецепты солевых и щелочных растворов

1. 400 г едкого натра, 10 г нитрата калия, 10 г азотистокислого натрия, 600 мл воды
2. 800 г едкого натра, 100 г гидрофосфата динатрия, 50 г азотистокислого натрия, Ю00 мл воды.

Время воздействия данных составов должно превышать 30 минут. Работать следует очень аккуратно и осторожно. Если недостаточно тщательно удалить остатки щелочи, на поверхности изделия может образоваться налет. Поэтому по завершении обработки изделие требуется основательно промыть, высушить и слегка смазать маслом.

Читайте также  Цементация стали ее сущность и назначение

Воронение в домашних условиях видео


Воронение оружия в домашних условиях

Что такое воронение оружия? Что оно дает и как сделать в домашних условиях?? Такие вопросы интересуют многих начинающих свой путь совершенствования, как охотника. Воронение стали изначально, с точки зрения технолога, представляет собой процесс нанесения тонкого покрытия на металл за счет химической реакции.

Многими этот процесс воспринимается только с одной стороны — вороненный ствол смотрится красиво. Однако есть еще как минимум два дополнительных плюса: металл покрытый пленкой менее подвержен коррозии, кроме того, покрытие может иметь оттенки, что дает дополнительную маскировку для оружия. Оба эти фактора крайне важны для настоящего охотника. По этой причине воронение оружия является важным процессом.

Особенности технологий

Довольно часто можно услышать, что воронение оружия возможно только в заводских условиях. Это не совсем верное утверждение. Да, при промышленной обработки стали достигается изменение в химическом плане верхнего слоя металла, и преобладающий при таком способе оксид железа играет главную защитную роль.

Качественное чернение металла в домашних условиях достигнуть весьма не просто, по мнению некоторых специалистов оксидирование стали в домашних условиях с соблюдением промышленных стандартов качества даже невозможно, но существует много других способов оказывающих тот же эффект и вполне возможных к применению дома любому желающему. Все эти «домашние» технологии можно разбить на три группы по основополагающим принципам осуществления процесса.

  • холодное воронение стали;
  • горячее воронение стали;
  • обработка окислителем.

Правила и техника безопасности

Какой бы из этих способов не был избран, в любом случае выполнить предстоит ряд процедур в следующей последовательности:

  • Зачистка поверхности, на которой будет проходить воронение стали.
  • Шлифовка поверхности до идеального состояния.
  • Обезжиривание (обязательно), после этого этапа работать следует только в резиновых перчатках.
  • Применение средств для воронения металла в домашних условиях.
  • Финишная обработка поверхности металла.

Совершенно очевидно, что воронение стали в домашних условиях относится к категории весьма опасных работ и по этой причине соблюдение определенных правил жизненно важно. Первое, что следует понимать, это то, что растворы содержат активные и агрессивные химические вещества, поэтому жидкость для воронения стали, должна храниться в специально выделенной для этой цели посуде, впрочем, и весь процесс следует проводить также в специально подготовленной для этих целей посуде.

Очень важно помнить, что многие составы для воронения содержат в себе кислоты и по этой причине посуда должна быть стеклянная, фарфоровая или фаянсовая, а металлические емкости желательно не применять.

Во-вторых, в процессе подготовки воронения стволов присутствуют работы по механической очистке металла, а это значит, что человек, выполняющий данную работу, должен иметь средства защиты от механических повреждений кожи и глаз.

Также подобные действия предполагают проведение работ в хорошо вентилируемом помещении, поскольку дышать пылью и химреактивами не полезно ни для кого. Для очистки и шлифовки поверхностей рекомендуемыми средствами являются пемза, наждачная бумага и мелкозернистый песок.

Приступая к работе, следует четко осознавать порядок и последовательность своих действий, в противном случае изделие может быть испорчено. Также следует помнить, что воронение металла — это работа с весьма опасными и агрессивными химическими реагентами, попадание на кожу которых может вызвать серьезные химические ожоги.

Холодное воронение: особенности, преимущества, недостатки

Довольно часто на вопрос как заворонить сталь в домашних условиях, дается какой-либо вариант именно из холодного способа воронения. Как правило этот метод используется в тех случаях, когда деталь не испытывает на себе сильных механических воздействий. Из названия понятно, что такой процесс воронения стволов в домашних условиях происходит без термического воздействия. На практике применяются различные растворы.

При помощи раствора и кисточки

Существует несколько промышленных вариантов готовых смесей для нанесения их на поверхность металла кисточкой. Это средство для воронения «Ворон 3» отечественного производства, а также широко известное средство для воронения импортная смесь «парижский оксид».

Преимущества видны невооруженным глазом. Это простота процесса, а также то, что жидкость для воронения стали не надо готовить самостоятельно, да и требования по безопасности и условиям проведения процесса минимальны.

Но у этого способа есть и минусы. Весьма сложно проникнуть кисточкой во все «щели» детали при ее сложной конфигурации. Для «гладкости» изделия нужна будет дополнительная полировка. Ну и самое плохое в таком воронении стволов, то, что даже небольшое механическое повреждение будет оставлять след и обработку придется повторять.

Метод погружения

Второй вариант предусматривает погружение для воронения металла детали в раствор. Главным плюсом такого способа является то, что жидкость проникает во «все щели» детали и покрывает ее равномерным защитным слоем. Во-вторых, жидкость не разбрызгивается, как в первом случае при нанесении кисточкой.

Рецепты для холодного нанесения защитной пленки можно взять такие:

  1. Хлорид железа (FeCl3) – 75 грамм; етанол (этиловый спирт, медицинский спирт C2H5OH) – 30 грамм; сульфат меди (медный купорос, CuSO4 (безводный белого цвета) или же CuSO4*5H2O(синий)), азотная кислота (HNO3) – по 20 грамм.
  2. Хлорид железа (FeCl3) – 170 грамм; азотная кислота(HNO3) – 13,5 грамм; соляная кислота (HCl) и сульфат меди медный купорос, CuSO4 (безводный белого цвета) или же CuSO4*5H2O(синий)) – по 4 грамма.

Такой метод не подходит для тех, кто пытается узнать, как заворонить нож, поскольку такое покрытие не устойчиво к механическому воздействию и быстро сотрется. Довольно часто проблему как воронить ружье рекомендуют решать при помощи воронения ржавым лаком, как одним из наиболее эффективных и минимальных по затратам способом. Суть метода заключается в обработке детали очень активной коррозионной средой – «ржавым лаком». Эту смесь стоит сначала приготовить.

Рекомендуется делать все под вытяжкой или же на улице с подветренной стороны, чтобы не надышаться очень вредными газами, образующимися в ходе цепи реакций. Вначале в стеклянную (обязательно) посуду помещают 12 грамм соляной кислоты (HCl), а также азотную кислоту (HNO3) в количестве 20 грамм (внимание, смотрим не по объему, а по весу, у кислот различная плотность). В эту емкость со смесью кислот добавляют 30 грамм железной окалины (ржавчины) и 5 грамм железных опилок.

Реакции надо дать пройти. После этого к полученным продуктам реакции прибавляем по 50 грамм дистиллированной воды и этилового спирта (медицинский спирт C2H5OH).

Раствор надо оставить на 12 часов и после этого надо отделить получившийся раствор от окалины и солей выпавших в осадок. Теперь для воронения в домашних условиях этим методом следует поместить деталь в раствор и выждать до того момента пока деталь не станет черной. После этого деталь надо промыть водой и щеткой снять красные следы от воздействия раствора. В результате получаем очень неплохой результат химического воронения.

Как и в первом случае (щеточкой), так и во втором (применяя растворы), после проведения всех процедур вороненные детали надо хорошенько вымыть с использованием моющих средств. К сожалению, такой метод не подходит для тех, кто пытается узнать, как заворонить нож, поскольку такое покрытие не устойчиво и быстро сотрется.

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.

Довольно часто такой способ называют воронением в масле, что фактически объясняет технологию процесса. Технология очень проста и воронение стали своими руками с использованием данного метода осуществляется довольно легко.

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.

Обработка окислителем: особенности, преимущества, недостатки

Для химика вопрос как заворонить сталь не стоит, буквально первое, что он предложит это действие окислителем. Единственным минусом этого метода является то, что смеси нужно нагревать до температуры плавления, а это в домашних условиях не всегда возможно. Чаще всего такую обработку проводят с применением нитратов, откуда и название – воронение в селитре. Хотя на самом деле выбор окислителей достаточно большой и воронение в селитре в домашних условиях не единственный эффективный метод с использованием окислителей.

Состав рабочих растворов

Из рецептов следует выделить:

  1. Натр едкий (NaOH) – 2,8 грамм; динатрия гидрофосфат (Na2HPO4) – 100 грамм; натрий азотнокислый (NaNO3)– 50 грамм (Расчет приведен на 1 литр воды);
  2. Едкий натр(NaOH) – 400; нитрат калия (KNO3) и натрий азотнокислый (NaNO3) – по 10 грамм каждого (Расчет приведен на 0,63 литра воды).

Время погружения в растворы не менее 30 минут. Данная методика подойдет для воронения ножа в домашних условиях, поскольку позволит получить прочное покрытие и при этом не нарушить твердость металла.

При всех своих плюсах метод оксидирования металлов с использованием окислителей является довольно дорогостоящим и непростым для новичков, поскольку требует хороших знаний химии и определенной сноровки. Следует также отметить, что воронение нержавеющей стали осуществляется другими методами, не взаимосвязанными с данными методиками.

Видео

В нашем видео вы можете подробно рассмотреть все этапы холодного воронения.