Для надання презентабельного вигляду та захисту від іржі застосовують вороніння металу. У домашніх умовах цю процедуру виконати досить просто, якщо відомі основні способи, як це зробити.
Використання вороніння вдома – це вигідна процедура, що дозволяє заощадити сімейний бюджет. На метал при цьому наноситься спеціальний склад, що дозволяє виконати чорніння та утворює захисну плівку.
Спочатку сталь зачищається та знежирюється, потім відбувається обробка поверхні обраним способом.
Правила безпеки:
- Вся робота виконується у рукавичках;
- Розчин для вороніння містить різноманітних хімію, тому слід його зберігати в оригінальних упаковках, остерігатися протоки речовини;
- Поруч повинні бути кошти від опіків, щоб у разі потреби надати першу допомогу;
- Проводиться робота в приміщенні, що добре провітрюється;
- Краще не використовувати металевий посуд під час роботи.
Також знадобиться наждачний папір.Її використовують для зачистки поверхонь. Знежирюють метал зазвичай ацетоном, перхлоретиленом, бензином Б-70 та іншими органічними розчинниками. Поверхня його до цих речовин інертна (несприйнятлива).
Способи обробки металу
Чорнення металу відбувається такими способами: лужний, кислотний та термічний. Такі роботи можна проводити на сокирі, зброї та інших металевих виробах.
Лужне воронення
Найпопулярніший спосіб чорніння сталі – це хімічне оксидування із лужним складом.Отриманий результат є досить якісним і стійким, коли суворо дотримуються технології. Метод ґрунтується на здатності металу до окислення. Робота виконується при 135-150 градусах, слід бути готовим до характерного запаху.
Чорнення лужним способом краще проводити поза квартирою. Робити це можна у дворі чи гаражі, у приміщенні з гарною вентиляцією.
Тож почнемо. Насамперед потрібно знежирити і добре очистити поверхню металевого предмета. Пам'ятайте, що вороніння в домашніх умовах неможливе без приготування лужного складу.
Зробити це можна так:
- У порцеляновий посудину треба налити 100 мл звичайної води.
- Додати 100 гр соди технічної та 30 гр азотнокислого натрію.
- Ретельно перешкодити та нагріти отриманий склад до 135-150 градусів.
Розчин готовий, тепер потрібно в нього на півгодини опустити виріб, який планується гаяти. Потім метал миється дистильованою водою, сушиться і змащується рівномірно машинним маслом.
Внаслідок лужного вороніння в домашніх умовах має з'явитися яскравий чорний колір із синім відтінком. Щоб отримати товщу оксидну плівку, слід збільшити відсоток лугу в розчині.
На відео: лужне воронення своїми руками.
Кислотне вороніння
Перед випаровуванням слід добре зачистити виріб наждачним папером.Потім можна його знежирити, зануривши на 10-20 хвилин у гас або трифосфат натрію. Після цього деталь сушиться, а тим часом можна приготувати розчин для чорніння.
Готується він так:
- В 1 л води додається по 2 г виннокам'яної та дубильної кислоти.
- Інгредієнти ретельно поєднуються.
- Розчин нагрівається до 140-150 градусів.
У розігрітий склад слід опустити деталь на 14-17 хвилин, потім обполоснути її звичайною або киплячою водою (для кращого очищення розчину).
Останній етап – це занурення виробу на 60 хвилин у машинне масло. Потім її потрібно протерти, висушити і можна користуватися.
Термічне воронення
Даний варіант з'явився раніше за всіх, тому він простіше за інших у виконанні, але не менш дієвий. Засновано метод нагрівання металевих виробів до виникнення реакції кисню із самим металом.Сила нагрівання залежить від потрібного результату.
У таблиці представлений колір, що отримується, при різних температурних режимах.
Для реалізації термічної обробки знадобиться машинне масло (500 мл), ванна для машинного масла, плоскогубці, газовий фен і сухі серветки. Термічну обробку слід робити на цегляній або іншій негорючій поверхні.
Хід роботи:
- Фен потрібно увімкнути на максимальну температуру і тримати над ним виріб.
- Розігріту деталь повністю занурюють в олію, тримати її можна плоскогубцями.
- Дістати та промокнути виріб серветкою.
- Повторити ще 3 рази всю процедуру із самого початку.
Цей спосіб не надасть металу чорного кольору. Чорнення даним методом необхідне запобігання іржі, декоративне вороніння рідко робиться цим способом.
Оксидування лимонною кислотою
Чорнення лимонною кислотою захист від корозії, плівочки оксидів та іржі. Це старий спосіб, що підходить для сталі з високою кількістю вуглецю. Якщо таким чином оксидувати ножа, то в місцях, де відбуватиметься його заточування, все покриття зійде.Воно не дуже стійке, підійде для предметів, якими користуються рідко.
Для цього знадобиться:
- пачка лимонної кислоти;
- гаряча вода (90-95 градусів);
- машинне масло.
У ємність із нержавіючої сталі або скла необхідно висипати весь пакетик із лимонною кислотою (20 гр), заливати гарячою водою (близько 200 гр) і ретельно розмішати. Занурюємо виріб у склад і залишаємо на 50 хвилин. Через деякий час можна спостерігати початок реакції. Навколо деталі активно утворюватимуться бульбашки. Вони можуть перешкоджати доступу повітря до виробу, тому можна періодично (10-15 хв) рухати ножем, щоб вони зникли з поверхні.
Через 50 хвилин можна дістати деталь, вона стане по закінченню процесу чорного кольору. Її потрібно сполоснути, змастити олією та протерти.
Синіння сталі
Гаряче вороніння найчастіше допомагає досягти синього кольору. Відбувається це при нагріванні протягом тривалого часу. Спочатку поверхня набуває білого, жовтого, фіолетового відтінків, і в результаті виходить красивий синій колір.
Рецепт 1
Вороніння сталі в домашніх умовах цим способом передбачає наявність горна, в ідеалі з автоматичним піддувом.У ящик із металу слід покласти березове вугілля, залишаючи місце для металу, який потрібно обробити.
Цю конструкцію поміщають у горн, попередньо розігрітий. Метал змащують оцтом, протирають і кладуть у ящик, коли вугілля починає тліти. При виникненні синюватого кольору деталь необхідно витягнути назовні, трохи остудити і повернути на місце. Такі маніпуляції слід зробити 3-4 рази до отримання правильного відтінку.
Рецепт 2
Цей спосіб одержання синього кольору здійснюється без термічної обробки.Потрібно 3 гр гексаціаноферату («червона сіль» у народі) та півторахлорне залізо. Хімічні компоненти з безпеки потрібно додавати у воду, але не навпаки.
Ці речовини добре розчиняються і є сильними окислювачами. Додаємо їх окремо в 0,5 л води, заважаємо та змішуємо в одну субстанцію. У розчин, що вийшов, занурюємо сталь до моменту, поки вона не набуде потрібного кольору.
Шляхетний сірий та чорний кольори
Гарний сірий колір можна отримати за допомогою азотної міді (вид солі) та денатурату (вид спирту).При цьому утворюється потужна задоволена плівка добре стійка до іржі. Сіль (70 гр) слід розплавити на вогні, додати до неї денатурат (20 гр) і змастити цією сумішшю метал, нагріваючи його до отримання правильного відтінку.
Зачорнити нержу можна за допомогою різних олій (лляна, тварина) або воску. Їм змащують предмет та розжарюють на вогні. У результаті вона стає благородного чорного кольору та з'являється стійка захисна плівка.
Як правильно проводити вороніння (2 відео)
Способи воронення металів (19 фото)
Нанесення лакофарбового покриття на поверхню металевих виробів - спосіб зробити деталі красивими та захистити їх від деформації чи утворення корозійного шару. Існують не лише спеціальні фарби, а й спосіб вороніння, який відрізняється застосуванням оксидів заліза під час проведення хімічної реакції. У результаті вдається отримати поверхню з унікальним виглядом та стійким опором до зовнішніх факторів.
Особливості фарбування металу
Багато методів фарбування розширило і колірну основу. Залежно від способу нанесення лакофарбового покриття та використаних масел, кислот та різного ступеня нагріву вдається зробити будь-яке забарвлення, навіть лимонний колір.
Усі варіанти нанесення фарби поділяють на два типи:
- механічний;
- хімічний.
При механічному нанесенні фарби застосовують різні порошки, які розпорошують, розбризкують, забивають, застосовуючи спеціальні інструменти. Цей варіант не відрізняється якістю, красою або унікальністю, але цінується в автолюбителів за рахунок низьких цін. Крім того, механічне фарбуваннялегко зробити на будь-якій СТО або навіть своїми руками, якщо є необхідне обладнання.
Застосування хімічного методу потребує наявності досвіду та знання послідовності всієї процедури. Перше, що потрібно зробити, це зачистити металеву поверхнювід старого лакофарбового покриття. Далі відновлюються пошкоджені ділянки ґрунтовки, які попередньо очищаються від іржі. Після того, як метал придбає ідеальну поверхню, її знежирюють. Маленькі деталі для видалення олії поміщаються в розчинники типу бензину, етилу або ефіру. Оброблені частини опускаються в окріп і лише потім піддаються фарбуванню хімічним методом.
Нанесення лакофарбового покриття недостатньо, якщо хочеться щоб метал набув елегантного вигляду та блиску поверхні і таким залишався навіть при частій експлуатації. Подібна проблема вирішується шляхом оксидування сталі.
Ця процедура включає натирання поверхні такими сумішами, як:
- азотна кислота, змішана зі спиртом, водою та мідним купоросом у вигляді тирси;
- кислота чорнильно-горішкового кольору, що включає залізо та сурму;
- азотнокисле срібло з додаванням води;
- оливкова олія з хлористою сурмою.
Такий спосіб часто використовують, щоб захистити зброю, автомобільні частини від подряпин і сколів. Домогтися захисту виходить і іншими менш дієвими, але дешевими способами. Наприклад, багато хто робить вороніння металу маслом в домашніх умовах, яке завдяки кристалічній структурі захисного шару фарби проникає і створює блиск і додатковий захист.
Якщо вся робота проводиться самостійно, тоді важливо пам'ятати, що після висушування забарвлений метал виглядатиме темніше, ніж у мокрому стані. Тому з урахуванням таких особливостей потрібно відкоригувати колір у прийнятний бік.
Способи чорніння своїми руками
Існує велика кількість способів чорніння сталевої поверхні. Найбільш популярні включають застосування лужних, кислотних розчинів або термічну обробку. Кожен із цих методів вимагає наявності спеціального обладнання, але деякі варіанти вороніння сталевого матеріалу вдасться зробити і в домашніх умовах.
Простий, дешевий та безпечний спосіб відноситься до обробки металу за допомогою лужного матеріалу. Для вороніння лугомпотрібно додатково знайти та підготувати:
- гідроксид натрію;
- нітрат натрію;
- воду;
- цифрові ваги;
- захисний одяг.
До списку захисту обов'язково повинні увійти рукавички, чоботи та респіратор. Як решта захисту підійде старий одяг. Для деяких складів необхідна селітра чи ортофосфорна кислота.
Для обробки металевих деталейнеобхідний посуд з нержавіючої сталі, адже в іншому випадку можуть виникнути хімічні реакції з лугом. Вороніння проводиться за певної температури, тому розчин попередньо засипається в ємність і доводиться до кипіння. У такому стані лужний розчин знаходиться близько години, тільки потім у нього деталь опускається. Якщо не виходить відразу занурити всю металеву частину, то дозволяється долити трохи води.
Нанесення захисного шару за допомогою лугу вимагає дотримання всіх правил, у тому числі підготовчих. Метал попередньо очищається від бруду та сміття, а потім обробляється розчинниками, які знежирюють поверхню. Без цього пункту фарба погано схопиться з поверхнею та швидко почне руйнуватися.
Є дивні та одночасно дивовижні способи чорніння за допомогою олії або яєчного білка. Обидва методи ефективні і добре підходять для проведення цієї процедури в домашніх умовах. Вороніння олією, наприклад, є бюджетним та цікавим методом надання чорного кольору сталі. Для цього оливкова олія наноситься на поверхню металу, який попередньо було трохи відполіровано за допомогою дрібного наждакового паперу. Далі деталь нагрівається на вогні спиртовою лампою до зміни кольору. Залишки олії прибирають простою ганчіркою. Для надання блиску вирібдодатково полірують та шліфують.
Використання яєчного білка – це не менш ефективний спосіб. Насамперед оброблювану сталь промивають у розчині соди і висушують. Далі поверхня покривається тонким шаром збитих білків і так деталь залишається два дні в темному місці. Після цього метал нагрівається до розпеченого стану і відбувається реакція, яка забарвлює його в чорний насичений колір. Чим гарячіше буде нагріта деталь, тим швидше та якісніше протікає процес вороніння, але перегинати не можна. Використовуючи цей метод практично, легко знайти золоту середину, яка знизить якість, але підвищить швидкість роботи.
Оксидування різних сплавів
Воронення алюмінієвих сплавів допомагає захистити поверхню від поширення корозії. Тонкий шар захисту стійко чинить опір будь-яким зовнішнім факторам, які впливають на пофарбовану поверхню. Використання хімічних складів є найбільш затребуваним методом нанесення такого покриття.
Хімічний метод є зануренняму заздалегідь приготовлений склад для вороніння, який включає такі компоненти, як:
- Біхромат натрію та хромовий ангідрит.
- Гексаційноферрат калію, хромовий ангідрид та фторид натрію.
- Вуглекислий та хромовокислотний натрій.
- Ангідрид хрому та фторосилікат натрію.
Всі компоненти замішуються за допомогою рідини і згідно інструкції наносяться на алюмінієву поверхню, що фарбується, де і вступають в хімічну реакцію самостійно або шляхом нагрівання.
Процес чорніння металу в домашніх умовах це не все, адже після отримання необхідного кольору алюміній необхідно обробити для закріплення результату. Насамперед, після вилучення деталей, вся рідина повинна стекти і тільки потім виріб опускають в азотну кислоту. Відбувається фіксація оксидної плівки, яка посилить свої якості під час сушіння при середній температурі. Достеменно сказати час оксидування важко, адже чорний колір буває різний, а він залежить від того, скільки часу деталь знаходиться в хімічному розчині. Після проведення всіх процедур поверхня фарбується спеціальними барвниками для обробки вороненої поверхні.
Анодування алюмінієвих деталей
Цей спосіб набув найбільшої популярності при обробці алюмінієвої поверхні. Суть у тому, щоб покрити всю площу тонким шаром пасивної ізоляції, використовуючи прості компоненти та інструменти.
Насамперед необхідно підготувати насичений розчин електроліту, аналогічний процедурі хромування сталі. Анодування включає обробку алюмінію в ємності з рідиною, куди надходить струм. Як джерело струму підійде простий акумулятор середньої потужності.
Алюмінієві деталі перед тим, як опустити в розчин електроліту, слід знежирити за допомогою розчинників або простого прального порошку. У ємності при впливі струму з'являється блакитно-сірий наліт, якщо знежирення виробу пройшло успішно. Далі поверхню алюмінію протирають розчином з марганцівки, який видаляє наліт і робить поверхню блискучою та гладкою. Для подальшого фарбування підійдуть анілінові фарби будь-якого кольору.
Хоча процес і вважається найлегшим із доступних методів, все одно потрібний досвід і практика. Тому вперше краще попрактикуватися на робочій деталі сокири чи інших непотрібних матеріалах.
Захисний шар, який з'являється після вороніння, здатний зробити поверхню міцною та стійкою до будь-яких механічних та хімічних впливів, що особливо корисно для обладнання або машини, що постійно експлуатується. Хімічне оксидування сталі в домашніх умовах проводиться без допомоги фахівців, якщо дотримуватися всіх правил покрокової інструкції.
У приміщенні, де проходитиме фарбування обов'язково має бути передбачена штучна вентиляція, адже через відкриті вікна або двері може залетіти дрібне сміття, яке осяде на поверхню металу якраз у процесі чорніння. Про попадання пилу на виріб важливо пам'ятати, якщо проводиться полірування або шліфування в безпосередній близькості від деталі, що висихає. Температура в приміщенні має бути кімнатною та постійною незалежно від пори року на вулиці.
Фахівці у сфері фарбування вже давно вивчили, як закрутити метал у домашніх умовах, тому слід дотримуватися встановленої процедури та змінювати її лише за несумісності з матеріалом. Свої правила вводять у практику лише після довгого вивчення та багаторазового застосування нової методики вороніння.
Якість чорніння сталевої поверхні залежить від кількох умов:
- Ділянка фарбування має бути в нормальному стані. Неможливо отримати ідеальний ефект вороніння, якщо метал іржавий має явні деформації, дірки, переломи і т.д.
- Будь-яка хімічна сполука вступає в контакт з очищеною поверхнею і тому будь-які частинки бруду обов'язково потрібно видалити.
- Якість залежить від структури металу.
- При виконанні всіх вимог щодо механічної та термічної обробки.
Це основні умови, які мають прямий вплив на з'єднання хімічної суміші зі сталевою або алюмінієвою поверхнею.
Складність фарбування різних деталей в основному залежить від їх розміру та форми. Невеликі вироби, елементи зброї та частини машини легко покрити в домашніх умовах вороним кольором, використовуючи просту фаянсову, скляну або фарфорову ємність. Великі предмети пофарбувати буде проблематично, без використання спеціального обладнання. Як мінімум, може знадобитися невеликий кран або підвісна машина, що рівномірно опускає метал у киплячу воду або розчин, через який пропускають струм.
Вороніння металу це чудовий спосіб захистити його від зовнішніх пошкоджень і одночасно надати пікантного та унікального вигляду. Особливо такий спосіб підходить для фарбування деталей машини, зброї чи громадських предметів. Зробити все можна і своїми руками, але важливо не забувати про правила процесу вороніння та дотримання безпеки.
Щоб виріб без фарбування міг служити протягом тривалого часу, для захисту від корозії використовують вороніння металу в домашніх умовах. Подібний спосіб обробки створює поверхні деталей тонку оксидну плівку. Вона не пропускає вологу (Н₂О) та гази (ЗО та О₂) до відкритого металу (в реальних умовах відбувається хімічна реакція щодо зниження вмісту вуглецю зі зниженням твердості).
Оксидування йде так, що залізо виявляє двовалентні властивості. На поверхні утворюються оксиди або формується шар із нерозчинних солей. Тільки за наявності сильних кислот плівка, що утворилася, може бути розчинена.
Причини корозії металу на свіжому повітрі
Спільна дія води та кисню відбувається за схемою, де обидві агресивні речовини діють на чисте залізо: 4Fe + 6H₂O + 4O₂ = 4Fe(OH)₃.
В результаті утворюється гідроксид заліза Fe(OH)₃, він має рудий (помаранчевий) колір і має пухку структуру.
Вуглецева сталь при періодичному нагріванні в навколишньому середовищі втрачає вуглець, наявне в ній залізо більше схильне до корозії. Обезуглерожування сталевих виробів йде за такими хімічними реакціями:
- Fe₃C + CO₂ = 3Fe + 2CO;
- Fe₃C + H₂O = 3Fe + H₂ + CO;
- Fe₃C + 2H₂ = 3Fe + CH₄,
де Fe₃C – цементит, одна із важливих складових сталі. Саме це з'єднання визначає міцність та твердість сталевих виробів.
У поверхневому шарі міститься більше чистого заліза. Воно піддається дії води та навколишніх газів. Процес йде по наростаючій. Пухка іржа швидко поширюється всередині деталей.
Для запобігання корозії та обезуглерожування виробу покривають фарбами або ґрунтовками. Хімічна дія скорочується в сотні разів. Але не завжди можна використовувати рідкі чи порошкові фарби. Ціла група сталевих деталей експлуатується без фарбування:
- Холодна та вогнепальна зброя.
- Вироби, отримані внаслідок холодного кування.
- Претензійні пари, що працюють з газами та рідинами.
Їх потрібно використовувати інший спосіб захисту.
Що дає вороніння сталі?
Деякі недосвідчені майстри часто не знають, що таке вороніння металу. Подібним способом обробки користуються досить рідко, вважаючи, що це досить складна процедура. Насправді будь-який виробник може досягти позитивних результатів своїми руками за мінімальних витрат матеріалів і праці.
При хімічному чи термічному вороненні на поверхні сталі утворюється окисна плівка завтовшки від 1...3 до 10...15 мк. Товщина шару, що утворився, багато в чому залежить від застосовуваної технології. При виконанні цієї операції досягаються основні цілі:
- у сталевого виробу збільшується корозійна стійкість;
- деталі, що пройшли обробку, здатні зберігати стійкість до агресивного впливу довкілля.
Якщо є дія лугів, кислот та спеціальної термічної обробки, то поверхня покривається окисом,
2Fe + O₂ = 2FeO.
Окислення, коли залізо виявляє двоатомні властивості, утворює чорні плівки. Залежно від їхньої товщини змінюється і забарвлення виробу. Якщо є досить товста плівка (до 12-15 мк), то поверхня має чорний колір. Щоб пошкодити подібне покриття, потрібно докласти значних зусиль.
Як проводити оксидування металів у домашніх умовах?
На практиці вороніння виконується за різними схемами:
- Термічна обробка деталей із подальшим покриттям олією.
- Нагрівання до температур кипіння у хімічних розчинах.
- Фарбування спеціальними складами, що проникають у поверхневий шар. Відбувається дифузія покривного шару із основою.
У домашніх умовах можна реалізувати будь-який із способів, тільки слід ознайомитись з особливостями технології, а також підготувати потрібне обладнання.
Вибір технології для воронення деталей
Щоб підібрати потрібний спосіб вороніння, бажано визначитися з певними параметрами і рекомендаціями:
- У разі відновлення пошкодженого покриття слід визначити величину наявних пошкоджень. Якщо потрібно реанімувати обмежені ділянки, де є подряпини або невеликі потертості, зупиняють вибір на лужному способі отримання оксидної плівки на поверхні металу.
- При значному пошкодженні поверхні деталі та наявності на ній корозії доведеться повністю знімати покриття.
- Кожен вироб має певну цінність. Виходячи з цього, варто прикинути, як довго передбачається подальша експлуатація. Якщо предмет буде більшу частину часу проводити на стіні як експонат, можливі найпростіші хімічні способи обробки.
- Для виробів, що експлуатуються активно в походах, на відкритому повітрі (ножі, предмети начиння або вогнепальна зброя) застосовують термічні способи з використанням олії.
- При виконанні роботи на замовлення багато залежить від ціни, яку може сплатити замовник. Дешеві замовлення виконуються простими способами, дорогі передбачають використання дорожчих прийомів вороніння. Під час виконання роботи сторонніх замовників питання: «Скільки коштує?» – буде дуже актуальним.
- На стадії навчання доведеться платити самому. Будь-яке професійне навчання витратне, але самостійне пізнання основ професії має перевагу: знання набуваються без додаткової оплати наставнику.
Залишається лише вивчити основні способи нанесення оксидної плівки, а потім на реальному досвіді відпрацювати прийоми, отримати необхідні навички.
Підготовка до вороніння в домашніх умовах
Під час проведення робіт з вороніння з використанням хімічних препаратів доведеться використовувати інструменти для очищення поверхні від забруднень та різних видів жиру. Можна виконувати роботи вручну або використовувати електроінструмент. Роботу потрібно виконувати на робочому столі (верстаку або покривати стіл у квартирі знімною стільницею). У самому приміщенні потрібно мати обладнання та певні предмети захисту:
- Потрібна робоча ємність для вороніння. Вона повинна забезпечувати повне занурення деталі у розчин.
- Створити гарну витяжну вентиляцію та приплив свіжого повітря. Над місцем, де виконуються процеси бажано встановлювати зонд, тоді шкідливі пари не вплинуть на людину.
- При роботі потрібна ємність із матеріалу, який нейтральний до лугів та кислот. У ній повинна бути вода або розчин, здатний швидко нейтралізувати застосовувані препарати. Місткість виготовляється з пластику, скла, фарфору або фаянсу.
- Роботу потрібно виконувати у рукавичках. Тут знадобляться гумові та інші типи рукавичок, що запобігають попаданню розчинів на руки. Вони повинні захистити і від можливої термічної дії.
- Захист органів дихання досягається використанням респіраторів. При використанні міцних кислот знадобляться фільтри активованого вугілля.
- Захист зору досягається використанням захисних окулярів. Є спеціальні окуляри для роботи з хімічними реактивами, їх продають у магазинах робочого одягу.
- Фартухи та куртки з брезенту захистять тіло від попадання крапель розчинів.
Лужне воронення сталі
Найпростішим способом нанесення оксидної плівки на вироби є лужне вороніння. Принцип дії заснований на використанні каустичної соди та натрієвої селітри (використовується як добрива). Обидва компоненти мають виражену лужну реакцію.
Для обробки деталі масою близько 900...1000 г потрібно мати:
- 100 г каустичної соди (NaOH);
- 30 г натрієвої селітри (азотнокислий натрій NaNO₃).
- Розчиняють компоненти 100 мл води. Якщо цієї кількості робочого розчину недостатньо, то збільшують кількість рідини, а також пропорційно – каустика та селітри.
- Розчин нагрівають до 135…145 ⁰С (розчини солей киплять за температури вище, ніж кипить чиста вода).
- Деталь відмивають з милом або слабким лугом від можливих жирних плям.
- Поміщають на 30...35 хвилин у робочий розчин, підтримують високу температуру. У гарячому стані швидкість утворення плівки на поверхні сталевого предмета буде високою.
- Після завершення процедури слід змити залишки робочого розчину.
- Протерти виріб рослинною або технічною олією.
- Потім ретельно протерти предмет ганчір'ям, залишиться тільки тонкий шар масляної плівки, яка додатково захищатиме готовий виріб.
В результаті поверхня металу отримає чорне із синюватим відтінком покриття. Воно досить міцне, витримує невеликі механічні дії.
Інша лужна обробка можлива в розчинах NaOH та КОН. Готують розчин, у якому розчиняється по 300...400 г кожного компонента. Мінімальна концентрація лугів 700 г на 1 л розчину.
Процедура обробки відбувається за технологією, описаною вище. У цьому випадку виходить плівка, у якої синьо трохи більше.
Увага! Під час лужної обробки слід підтримувати рівень рідини таким, щоб деталь завжди була повністю в розчині. Тоді все покриття вийде рівномірним.
Кислотне воронення сталевих заготовок
Перед початком кислотного покриття очищають та відмивають заготовку. Можна обійтися чистим спиртом або розчином міцністю 40% (звичайною горілкою). Деякі використовують уайт-спірит. Тампон очищають поверхню від жирних плям.
Рецепт №1
Робочий розчин для вороніння:
- 2 г лимонної кислоти;
- 2 г щавлевої кислоти;
- 1 л води.
- Розчин нагрівають до температури 120…125 ⁰С.
- Вміщують у нього виріб на 20 хвилин.
- Після завершення деталь виймають і промивають слаболужним розчином. Можна використовувати губку, змочену у шампуні.
- Завершується обробка протиранням машинним маслом.
Виріб набуває чорного кольору з деяким відтінком коричневого відтінку.
Рецепт №2
Використовуються рослинні дубильні речовини (таніни). Їх одержують із гілок дуба чи верби.
Приготування концентрату:
- гілки верби або дуба (приблизно 3 кг) варять у ємності об'ємом 10 л;
- через 3 години після варіння утворюється розчин чорного кольору;
- гілки виймають із розчину;
- розчин випарюють до 3 л. Виходить концентрована дубильна кислота. Для вороніння застосовується лише частина розчину. Залишки концентрату заливаються у скляну ємність та закривають щільною кришкою (може зберігатися до 3...4 років).
Воронення деталей:
- Використовується 20-30 г дубильного концентрату на 1 л робочого розчину.
- Для активації процесу проводять вороніння лимонною кислотою, додають її до складу робочого розчину (2...3 г на 1 л води).
- У готовий розчин кладуть деталь, яку потрібно воронити.
- Тривалість процесу становить 24.30 годин.
- Деталь після обробки виймається та промивається.
- Машинною олією протирається готова деталь.
- З деталі забираються залишки олії за допомогою ганчірки.
Використання «Іржавого лаку»
У продажу реалізується «Іржавий лак». Його використовують для поверхневого покриття деталей:
- деталь протирається від залишків жиру;
- покривається лаком;
- розчинником на основі ацетону, наприклад, № 646 змиваються надлишки лаку з поверхні;
- це один із найшвидших способів вороніння з використанням готових розчинів.
Відео: вороніння у домашніх умовах.
Термічне воронення деталей
У промислових умовах вважають за краще виконувати вороніння термічним способом. Зазвичай цю операцію поєднують з низькою відпусткою, яка знімає внутрішні напруження всередині сталевих виробів:
- Деталь у муфельній печі протягом 20-30 хвилин нагрівають до температури 180-220 ⁰С.
- Витягнуту деталь протирають машинним маслом за допомогою тампона. Бажано провести обробку всіх поверхонь.
- При необхідності повторюють обробки.
- Зазвичай достатньо дворазової термічної обробки для отримання якісної вороненої поверхні.
Інформація: на збройових заводах, що виробляють вогнепальну та холодну зброю, використовують термічне вороніння. Покриття на багатьох виробах зберігається понад 100 років. Приклад, гвинтівки Мосіна 1891 випуску і револьвери Наган, випущені в кінці 1888
Створення надійного поверхневого шару захисту металевого виробу для протистояння корозії дає вороніння металу в домашніх умовах. Увімкнення елементів декорування стійким тонуванням з підбором відтінку – додаткова перевага чорніння. Використання термічного чи однієї з хімічних методів (на вибір) визначає можливості і доцільність.
Підготовка до воронення металу в домашніх умовах та процес обробки деталі
Домашні майстри вдаються до доступних способів створення антикородируючого покриття металу:
- Термообробка в масляному середовищі;
- Обробка хімреактивами;
- Нанесення готового захисного складу.
Дотримання заходів безпеки стоїть першому місці, навіть якщо домашня майстерня немає достатнього устаткування. Цикл операцій з воронення металу починається з знежирення поверхонь розчинниками з дотриманням заходів пожежної безпеки у приміщенні, що провітрюється.
Окисну плівку, залишки іржі знімають механічним способом: торцевою дротяною щіткою за допомогою кутошліфувальної машинки, на обдирному або гумовому колі, вручну наждачним папером. Завершити операцію слід усуненням рисок на повстяному полірувальному колі.
Змішування та нагрівання реактивів вимагають забезпечити захист очей, шкіри та органів дихання:
- Відсутність витяжної вентиляції компенсується активним вентилюванням чи роботою на відкритому повітрі;
- Захищати органи дихання масками при вороненні хімреактивами;
- Хімічні речовини зберігати і використовувати в тарі, що не руйнується;
- Використовувати захисні окуляри, щільні рукавички, клейончастий фартух.
Стійке хімічне покриття металу супроводжується підтримкою високої температури. Тривалість процесу розтягується до 1,5 години. Випаровуванню розчину внаслідок википання, зниженню витрат на нагрівання сприяє щільна кришка з внутрішньою відбортовкою для стікання конденсату в посудину з нержавіючої сталі.
Ємність для занурення з метою охолодження, велика кількість проточної води і бляшанка з машинним маслом (підійде навіть відпрацювання) знаходяться під рукою.
Найчастіше використовується цей метод. Вимірюємо з розрахунку на 1 л. дистильованої води 1,2 кг їдкого натру (NaOH) та 0,3 кг натрієвої селітри (NaNO 3). Обидва інгредієнти добре розчиняються. Повне розчинення відбудеться із підвищенням температури розчину.
Операція проводиться на відкритому просторі. Обов'язкове знаходження з навітряного боку. Випаровування їдки, мають неприємний запах.
Виріб підвішується на мідному дроті, без торкання стін металевої ємності. Нагрів проводиться паяльною лампою. Лужний розчин для вороніння заливається з надлишком, щоби не довелося доливати.
Тривалість кип'ятіння впливає на глибину покриття, густоту кольору можна отримати чорний з синьової. Тривалість обробки - 0,3-1,5 години, припиняється після досягнення потрібного відтінку. Температура розчину – 130–150 0 С.
Витягнутий виріб промивається, рясно змащується олією, протирається насухо. Чорнення металу на полірованій поверхні виходить однотонним, без контрастних розлучень.
Інші варіанти компонентів на 1 л дистильованої води:
- КОН – 0,6 кг;
- KNO 3 – 0,03 кг.
При доведенні до 200 0 С протягом півгодини отримуємо поверхню з матовим вороненням. Для блискучого вороніння використовуємо ті ж самі реагенти та температурний режим:
- Гідроксид калію – 100 г;
- Нітрат калію – 30 г.
Складність доведення до 200 0 С без автоклава компенсується продовженням впливу реагентів за активного кипіння під щільною кришкою.
Хімофарбування або анодне оксидування позбавлене недоліків термодії в розчині лугу. Плівка глибокого чорного кольору без смугастості розлучень з поліпшенням характеристик корозійної стійкості завтовшки 5 мкм виходить за таких умов:
- Насиченість розчину їдкого натру – 0,7 кг/л;
- Щільність постійного струму – 5–10 А/дм 2 ;
- Температура - 60-70 0;
- Час процедури – 40-50 хв.
Катод підбирається нержавіючий, важлива підтримка температурного режиму та діапазону струму стабілізатором. Поверхня вороніння активується одноразовим зануренням у соляну кислоту.
Інгредієнти на 1 л:
- Танін (дубильна кислота) – 2 г;
- Виннокам'яна кислота – 2 г;
- Температура суміші 1500С;
- Час вороніння – 0,4 години.
Холодний спосіб вороніння
Для вороніння стволів зброї гарячі розчини неприйнятні. Вихід із становища – «Іржавий лак». При самостійному приготуванні розчину необхідно враховувати, що рідкі інгредієнти беруться за вагою, а об'ємних частках на 2 л дистильованої води:
- Соляна кислота – 100 мл;
- Азотна кислота – 140 мл;
- Окалина заліза – 25 г;
- Тирса заліза – 35 г.
Запускаємо реакцію. Закінчення виділення бульбашок газу говорить про завершення взаємодії реагентів. Параметри ефективності «Іржавого лаку»:
- Концентрація солей – 4,7%;
- Щільність розчину – 45г/л;
- Час оксидації – 20 хв.
Утримання в хімікаліях при необхідності повторюється до 5 разів із проміжними промиваннями, протиранням та просушуванням.
Іржавий лак – комплект для вороніння Оксидація металу впливом температур, прикордонних до процесу нормалізації, допустима і для загартованих виробів – відпустка при 400 0 С не відбувається. Зручність методу в тому, що гаряче вороніння перевершує за стійкістю інші технології.
Підбір олії для покриття металу не утруднить. Придатні синтетичне, машинне, рослинне. Деталь занурюється та обтирається. Товщина шару не важлива: надлишки стікуть і згорять.
Електропіч розігрівається до 350-400 0 С, вироби завантажуються навалом на піддон. Час розраховується за масою та конфігурацією металу. Пластині достатньо 15 хв. Прогрів масивної деталі тривалий.
Виїмка проводиться після остигання печі. За потреби проводиться неодноразове вороніння. При оксидації дрібних деталей обв'язування дротом залишає слідів.
Найпростіший метод вороніння металу в домашніх умовах
Готуємо 10% розчин лимонної кислоти. Пакет харчової лимонної кислоти розчиняється у десятикратному обсязі окропу без осаду. Опускаємо предмет, що підлягає оксидації. Чорнення металу займає до часу.
У міру появи на поверхні виробу бульбашок струшуємо предмет або перемішуємо склад скляною паличкою. Покриття досить довговічне, але механічною стійкістю не відрізняється.
Воронення поверхневим фарбуванням металу
Оксидний захист паралельно із чорнінням забезпечують готові покупні засоби. Підготовчі заходи щодо зачистки, знежирення, видалення рисок шліфуванням проводяться неодмінно. Маніпуляції з воронення металів проводяться при кімнатній температурі та активній вентиляції.
«Конюшина».Застосовується для відновлення та запобігання частковим пошкодженням поверхні. Препарат за консистенцією – гель. Наноситься пензлем. Витримується 2 хв. на пошкодженій ділянці виробу, що змивається водою. Можливе триразове покриття металу для надання потрібного відтінку. Безпечний у використанні, не потребує спеціальних навичок.
Препарат здатний покривати різноманітні метали. Призначений переважно для декоративного чорніння.
Універсальний засіб по вороненню та декоруванню. Можливі варіації із кольором покриття. Добре протистоїть фізичному впливу, агресивній хімії. Покриває метали, дерево пластик.
Відео: Вороніння стали своїми руками
Нерідко для надання металевим виробам найбільш привабливого вигляду, часто використовуються різні види фарби. Однак такі покриття мають низку недоліків.
Зокрема, відрізняються недовговічністю, низькою стійкістю до температурних перепадів та різних впливів зовнішнього агресивного середовища.
Тим часом споконвіку для вирішення подібних проблем, а також для забезпечення захисту металевих виробів від потьмарення використовувався метод чорніння. Історія цього виду обробки металів налічує не один десяток століть.
Вважається, що на Русі ця технологія узвичаїлася завдяки хазарам, які вміли чорнити зброю, надаючи йому благородного вигляду. У наші дні чорніння, як і раніше, затребуване в різних сферах промислового виробництва, проте найчастіше використовується для декоративних цілей в ювелірній справі та різних ремеслах – ковальському виготовленні всіляких виробів, карбуванні, збройовій справі.
Суть чорніння металу зводиться до того, щоб отримати на його поверхні досить міцне та довговічне покриття, стійке до механічного, фізичного та хімічного впливу. Воно має досить непогані захисні функції, тому що перешкоджає контакту металу з вологою. Тому іржа на чорнених виробах утворюється набагато довше, що дозволяє збільшити термін їхньої служби.
Крім цього, метали, вкриті чорним, мають благородний матовий відлив, який згодом не тьмяніє. Правда, слід зазначити, що при тривалій експлуатації таких виробів чернь все ж таки стирається. Особливо добре це помітно на стовбурах вогнепальної зброї, яка періодично потребує чорніння для захисту металу та відновлення естетичних якостей виробів.
Існує безліч різних способів чорніння металів, які успішно використовуються як у промисловому виробництві, так і в побуті. Найстародавнішим з них по праву вважається оксидування, яке є обробкою металевих поверхонь рідкими розчинами сульфатів, завдяки чому утворюється тонка оксидна плівка чорного кольору.
Ця технологія сьогодні, як і раніше, широко застосовується в промисловому виробництві, проте в побутових умовах вимагає дотримання певних правил безпеки, оскільки в оксидуючі склади нерідко входять агресивні хімічні речовини, такі як соляна кислота.
Крім оксидування, у промислових умовах сьогодні успішно застосовується метод гальванічного чорніння, завдяки якому за допомогою електроліту на металеві поверхні наноситься тонкий та міцний шар, що виконує одночасно захисні та декоративні функції.
До найдавніших способів чорніння металів відноситься їх випал в маслі. Для цих цілей металеві вироби спершу розжарюють до червоного кольору, тому опускають в масляний розчин і знову прогрівають на відкритому вогні до того моменту, поки масло повністю не вигорить.
Якщо кілька разів повторити подібну процедуру, то вироби набувають благородного чорного кольору. Правда, дана технологія в наші дні, як правило, використовується лише в побутових і декоративних цілях, тому що чернь, що отримується подібним чином, має досить слабкі захисні функції.
Більш сучасні технології дозволяють виконувати чорніння металів у промислових умовах термічним способом, коли вироби обробляються парами розплавлених солей, суміші спирту та аміаку, а також масляного лаку.
Що стосується ювелірного виробництва, то в наші дні чорніння срібла може виконуватися не лише хімічним та гальванічним шляхом. Найбільш простим та доступним варіантом є механічне чорніння з використанням графітової суміші, яка втирається у рельєфну поверхню ювелірних виробів, підкреслюючи красу та оригінальність їхнього малюнка.
