Что такое воронение металла и зачем это

Воронение железа и стали

Воронение железных и стальных предметов имеет целью не только придать внешнюю окраску предмету, но предохранить его от окисляющего действия воздуха и сырости. На предварительную очистку нужно обратить особое внимание.

Железным предметам можно придать различную окраску от светлооранжевого до темносинего одним только нагреванием, причем окраска эта зависит от степени нагрева предмета. Если нагреть до 220° — получается светлооранжевая окраска, до 225°—оранжевая, 235°— желтая, 277° — пурпуровая, 280°—голубая, 299°—синяя, 316°—черно-синяя. .

Зеленовато-коричневый цвет (для ружейных стволов).
1 вес. ч. треххлористой сурьмы растирают при нагревании с 3 вес. ч. оливкового масла; полученную смесь наносят на поверхность предмета тонким слоем при помощи тряпки и оставляют предмет в таком виде на 24 часа. По истечении этого срока предмет становится ржавым, а при повторении процедуры— коричневым. Воронение повторяют до получения желаемого цвета. Обыкновенно это длится 10—12 дней, причем процесс протекает быстрее в теплом помещении. После воронения предмет тщательно промывается, сушится, полируется полировочным камнем или покрывается лаком или олифой.

Синий цвет.
Составляют смесь из раствора 140 г серноватистокис-лого натрия (гипосульфита) в 1 л воды и 35 г уксуснокислого свинца в 1 л воды. В эту смесь погружают предмет и держат в ней, пока он не примет темносинего цвета. Полезно .раствор нагреть до кипения.
Можно также пользоваться смесью растворов:
1 вес. ч. красной кровяной соли в 200 г воды и 1 вес. ч. хлорного железа в 200 г воды.
Погружают в полученную смесь очищенные предметы. Такая окраска очень прочна, но указанную смесь следует применять осторожно, так как она ядовита.

Красно-коричневый цвет.
Растворяют 15—20 г хлорного железа в 1 л воды. Замена воды спиртом или денатуратом дает лучшие результаты и ровную окраску. Раствор наносят на предмет дважды с промежутком в несколько часов, затем образующийся налет обрабатывают железной щеткрй и еще раз наносят раствор. После воронения предмет покрывают лаком или олифой. .

Темнокоричневый цвет.
Предметы погружают в раствор 30 г железкого купороса, 15 г хлорного железа, 12 г азотнокислой меди в 1 л воды, к которой прибавляют немного денатурированного спирта. Лучше вместо погружения нанести мягкой кистью этот раствор на предмет и дать просохнуть. Появляющийся ржавый налет счищают щеткой и повторяют операцию до тех пор, пока не получится прочная темнокоричневая окраска.

Черный цвет.

Приводим несколько рецептов.

1. Предмет погружают в 10-процентный раетвор дву-хромовокислого калия (хромпика) на 15—20 минут, вынимают, просушивают на воздухе и держат в течение двух минут над сильно горящими, но не коптящими углями. После первого раза получается чернобурое окрашивание; если же эту операцию повторить несколько раз, то получается чистый черный цвет.
2. Предмет покрывают равномерным тонким слоем льняного маела или олифы и нагревают над сильно горящим раскаленным древесным углем (без поддувала). Слой масла при этом обугливается и сгорает. Операцию эту повторяют несколько раз. После каждого нагревания охлаждения предмет растирают сухой тряпкой. В последний раз предмет нагревают слабо, а растирание производят тряпкой, смоченной в льняной олифе.
3. Очищенный предмет сначала подвергают протраве, т. е. его погружают на короткое время в смесь из 1 вес. ч. концентрированной серной кислоты и 20 вес. ч. воды. Затем предмет промывают, просушивают и покрывают приготовленным на водяной бане раствором 1 вес. ч. серного цвета в 16 вес. ч. скипидара, затем предмет слегка нагревают, пока не образуется черный налет.
   В случае надобности покрытие раствором серы и нагревание повторяют.
4. Для воронения чугунных изделий в черный цвет их опускают в раетвор 5—10 вес. ч. медного купороса и 5—10 вес. ч. серной кислоты в 100 вес. ч. воды, промывают водой и погружают в раствор 6 вес. ч. серной печени и 20 г нашатыря в 100 вес. ч. воду.

Воронение стали

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

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

Сущность процесса

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

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

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

Разновидности метода

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

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

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

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

Все операции проводятся в непрерывно вентилируемом помещении.

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

Используемые материалы

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

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

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

Для воронения разработано ряд подобных химико-термических процессов – чернение, потемнение (формирование поверхностной плёнки коричневого цвета) и т.п. Существенных отличий от оксидирования они не имеют. Так, например, для воронения по методу Браунинга используют химические вещества, в состав которых входят соли ртути или цианиды, а также кислоты. Они создают на металлической поверхности плёнку красновато-ржавого или коричневого цвета, что объясняется повышенным процентным содержанием оксидов железа. Сегодня эти процессы для воронения используются реже, из-за обязательного применения агрессивных химических веществ.

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

Зачем нужно воронение и синение стали

Воронение стали, после воронения стальные детали приобретают черную или темно-синюю окраску различных оттенков, они сохраняют металлический блеск, а на их поверхности образуется стойкая оксидная пленка, предохраняющая детали от коррозии. Перед воронением изделие тщательно шлифуют и полируют.

Поверхность его обезжиривают промывкой в щелочах, после чего изделие прогревают до 60— 70° С. Затем помещают его в печь и нагревают до 320—325° С. Ровная окраска поверхности изделия получается только при равномерном его прогреве. Обработанное таким образом изделие быстро протирают тряпкой, смоченной в конопляном масле. После смазки изделие снова слегка прогревают н вытирают насухо.

«Синение» стали. Стальным деталям можно придать красивый синий цвет. Для этого составляют два раствора: 140 г гипосульфита на 1 л воды и 35 г уксуснокислого свинца («свинцовый сахар») также на 1 л воды.

Перед употреблением растворы смешивают и нагревают до кипения. Изделия предварительно очищают, полируют до блеска, после чего погружают в кипящую жидкость и держат до тех пор, пока не получат желаемого цвета. Затем деталь промывают в горячей воде и сушат, после чего слегка протирают тряпкой, смоченной касторовым или чистым машинным маслом.

Детали, обработанные таким способом, меньше подвержены коррозии.

Литература: В. Г. Бастанов. 300 практических советов, 1986г.

Воронение оружия

Уход за ружьем или карабином заключается не только в его тщательной и грамотной очистке, но и в своевременном воронении. Эта процедура не только продляет срок службы оружия и защищает его от коррозии, но и придает металлу превосходный внешний вид. Для грамотного воронения необходимо обладать специфическими знаниями о взаимодействиях различных веществ, а также иметь на руках арсенал необходимых реактивов для оксидирования. Ниже в статье детально расскажем обо всем, что вам нужно знать, о видах воронения и что приобрести для этой процедуры.

Технология процесса

Часто можно услышать такое мнение, что качественное воронение доступно лишь в промышленных, заводских условиях. Это правда, но лишь частично. Да, в заводских условиях для оксидирования применяются реагенты с гораздо большим содержанием оксида железа, чем возможно использовать в домашних условиях. Попросту не получится довести вещество до необходимой температуры. Но и домашнее воронение почти ничем не уступает заводскому при условии использования высококачественных материалов и необходимого оборудования.

Фото от alexander_andrews на unsplash

Для домашнего воронения используется обычно одна из трех методик:

• Обработка поверхности окислителем. Ствол покрывается выбранным реагентом, например, селитрой, и реагируя с металлом, селитра придает ему черный цвет. Сложность этой технологии заключается в том, что перед нанесением селитру придется разогреть до температуры плавления, а это около 169,6°C и удается не всем.
• Самый популярный метод – это горячее воронение. Он наиболее приближен к тому, какой применяют на заводах. Также плюсом способа является полное отсутствие вредных испарений. Действия очень просты – максимально разогреть деталь и погрузить ее в машинное или льняное масло.
• Воронение холодным способом. Он применяется в тех случаях, когда сталь обладает недостаточно высокой прочностью и может получить повреждения в процессе нагревания. Процесс холодного оксидирования заключается в обработка детали различными реагентами, которые создают на поверхности металла защитную пленку. Самое важное – пользоваться защитными средствами для лица и рук, а также следить за временем погружения металла в окислитель.

Еще один негласный способ обработки оружия, который практикуют многие охотники – покрытие стволов «ржавым лаком». Подробнее о каждом методе расскажем чуть позже. А ознакомившись с каждым уже можно будет сделать выбор.

Подготовка

Не пренебрегайте тщательной подготовкой, так как именно она поможет обеспечить и вашу безопасность, и качество проведения процедуры.

• Счищаем освинцованный налет с помощью медного или пластикового ершика.
• Внутреннюю поверхность ствола тщательно обрабатываем ветошью, смоченной в керосине.
• Промываем ствольный канал мыльным раствором (вода + любое неабразивное моющее средство).
• Ставим ствол в тепло и дожидаемся его полного высыхания.
• Наружную поверхность ствола шлифуем любым удобным способом до идеального состояния – это можно сделать наждачкой или мелким песком.
• Обезжириваем, используя раствор лимонной кислоты или спирт.
• После подготовительного цикла можно приступать непосредственно к самому воронению.

Даже школьник поймет, что оксидирование в домашних условиях – процесс довольно опасный, особенно, если в нем задействованы агрессивные химические реагенты. Поэтому строго соблюдайте все правила хранения и использования химикатов.

• Хранить реагенты допускается только в чистой посуде, в недоступном для посторонних месте.
• Во время процесса воронения необходимо надевать защитную одежду, перчатки, очки и маску.
• Работать с опасными веществами лучше всего на улице или в хорошо проветриваемой комнате.
• Крайне важно соблюдать те пропорции и временные рамки, которые указаны в нашей статье.
• При подозрении на отравление химическим веществом стоит немедленно обратиться к врачу.

Обратите внимание и на другое оборудование, которое будете использовать. Например, если нагревать реагент предполагается на газовой плите, то плита, как и баллон, и газовая труба, должны быть исправны. То же касается и шлифмашинки, и других инструментов.

Если вы знаете, что сталь ствола вашего оружия не проходила холодную закалку, значит, она может плохо перенести термическое воздействие. В этом случае лучше выбрать холодный способ воронения. Обычно предпочитают его владельцы малокалиберного и пневматического оружия. Суть холодного оксидирования заключается в поэтапной обработке стальной детали окислителями. Эти реагенты доступны в специализированных магазинах, где можно приобрести уже полностью готовые наборы. Наибольшей популярностью среди охотников пользуется смесь «Ворон-3» (отечественный продукт) и «Парижский оксид» (зарубежное производство).

Фото от jp-valery на unsplash

Проводить процесс можно также двумя способами – наносить раствор на поверхность металла кистью или же использовать полное погружения. Рассмотрим подробнее каждый.

Кисточка и раствор

Этот способ отлично подходит тем, кто впервые проводит воронение в домашних условиях, так как все реагенты, необходимые для процедуры, обычно нетоксичны и стандартное требование безопасности – не допускайте попадания жидкости в глаза, как и у обычной бытовой химии.

Но у этого способа есть и недостаток – при обработке поверхности специальной кистью раствор не может попасть во все труднодоступные места. Слой тоже получается неровным вследствие такого способа нанесения, поэтому после обработки обязательно должна проводиться полировка. Самый неприятный момент – если при обработке поверхности на металле остался неровный след, а это бывает при использовании некачественных растворов, то придется делать все заново. Это уже существенные расходы, поэтому при воронении кистью следует быть предельно аккуратным и внимательным и не экономить на качестве реагентов.

Метод погружения

Такой способ оксидирования более предпочтителен, так как в этом случае жидкость проникает во все зазоры и обеспечивает куда более надежную защиту металла. Также при использовании кисти неизбежны брызги, которые в данном способе полностью исключены, поэтому воронение погружением еще и более безопасно. Недостаток, пожалуй, всего один – это высокая стоимость концентрата, необходимого для процедуры.

Для первого рецепта нам понадобятся следующие реагенты:

• азотная кислота (HNO3) — 20 граммов;
• хлорид железа (FeCl3) — 75 граммов;
• медицинский спирт (C2H5OH) — 30 граммов.

Реагенты для второго рецепта:

• хлорид железа (FeCl3) — 170 граммов;
• азотная кислота (HNO3) — 13,5 граммов;
• соляная кислота (HCl) — 4 грамма;
• медный купорос (CuSO4) — 4 грамма.

Фото от remy-gieling на unsplash

Помните, что этот способ совершенно неподходящий для воронения клинков, так как покрытие холодным способом очень неустойчиво к механическим воздействиям и быстро сотрется. Охотник тоже рискует в первую же охоту заполучить царапины на пленке, покрывающей ствол, зацепившись им за ветку.

Горячее воронение в масле

Это самый распространенный способ домашнего воронения, так как он не предполагает использования дорогостоящих химических реагентов и опасных веществ. Единственной опасностью является вероятность случайного ожога, поэтому будьте максимально аккуратны и обезопасьте руки одеждой с плотными рукавами. Большинство охотников искренне считают, что это единственно правильная методика воронения и они по-своему правы. Ведь защитная пленка, полученная этим способом, во много раз прочнее и долговечнее покрытия, полученного при помощи холодного воронения.

Для начала необходимо раскалить деталь. Сделать это можно в дровяной печи или же в бочке. Обязательны плотные перчатки, одежда с толстыми рукавами и обязательно хорошие ухватистые щипцы. После этого надо погрузить деталь в емкость с машинным либо льняным маслом. Выдерживаем максимум 10 секунд и осторожно вынимаем. После этого наблюдаем за поверхностью – начавшие появляться темные пятна говорят о том, что металл готов к дальнейшей обработке.

Далее обжигаем ствол паяльной лампой. Для этого после извлечения его из масла нужно подвесить его за мушку и обработать паяльником. Запекаем поверхность равномерно до тех пор, пока металл полностью не станет из коричневого черным.

Дать стволу остыть при комнатной температуре, не охлаждать дополнительно, после чего протереть сухой тряпкой, чтобы впитались остатки масла.

Окисление

При использовании этого метода металл обрабатывается каким-либо оксислителем, например, селитрой. Сложность заключается в том, чтобы разогреть химикат до температуры плавления, что не для каждого является возможным. Но есть несколько рецептов растворов, которые можно использовать и без нагревания.

Для создания раствора на 1 литр воды придется смешать следующие компоненты:

• динатрия гидрофосфат (Na2HPO4) — 100 граммов;
• азотнокислый натрий (NaNO3) — 50 граммов;
• едкий натр (NaOH) — 2,8 грамма.

рассчитан на 0,63 литра воды и включает в себя большое количество едкого натра:

• едкий натр (NaOH) — 400 граммов;
• нитрат калия (KNO3) — 10 граммов;
• азотнокислый натрий (NaNO3) — 10 граммов.

Оба варианта одинаково эффективны, выбирайте тот, для которого удалось найти реагенты в нужных количествах.

Приготовив раствор, погрузите в него деталь на полчаса, после чего просушить. Обратите внимание, что эти способы подходят и для воронения клинков, так как получившаяся пленка очень прочна.

Воронение «ржавым лаком»

Это самый простой и малозатратный способ, однако и покрытие держится недолго.

Фото от thomas-tucker на unsplash

Для приготовления лака смешайте соляную кислоту (12 граммов) и азотную кислоту (20 граммов). Отмерять нужное количество нужно с помощью аптечных весов, а не мензурок, так как плотность у веществ разная. После смешивания добавить 30 граммов железной окалины и 5 граммов железных опилок. Выждать полчаса для полного прохождения химической реакции, после чего добавить в раствор 50 грамм спирта и 50 грамм дистиллированной воды. В смесь ствол погрузить на 12 часов. По истечении нужного времени ствол достать, промыть холодной водой, все красные пятна счистить щеткой.

Данный способ не подходит для холодного оружия, так как негативно влияет на металл.

ООО «Трофей-2» 2023-06-27T05:22:51 2021-10-05T20:00:00