Как сделать воронение ножа в домашних условиях. Чернение металла. Использование машинного масла

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.

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.

В поверхностном слое содержится больше чистого железа. Оно подвержено действию воды и окружающих газов. Процесс идет по нарастающей. Рыхлая ржавчина быстро распространяется внутри деталей.

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:

Холодное и огнестрельное оружие.
Изделия, полученные в результате холодной ковки.
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,

2Fe + O₂ = 2FeO.

Окисление, когда железо проявляет двухатомные свойства, образует черные пленки. В зависимости от их толщины меняется и окрас изделия. Если имеется достаточно толстая пленка (до 12…15 мк), то поверхность имеет черный цвет. Чтобы повредить подобное покрытие, нужно приложить довольно значительное усилие.

Как проводить оксидирование металлов в домашних условиях?

На практике воронение выполняется по различным схемам:

Термическая обработка деталей с последующим покрытием маслом.
Нагревание до температур кипения в химических растворах.
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.

Остается только изучить основные способы нанесения оксидной пленки, а потом на реальном опыте отработать приемы, получить нужные навыки.

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:

Нужна рабочая емкость для воронения. Она должна обеспечивать полное погружение детали в раствор.
Создать хорошую вытяжную вентиляцию и приток свежего воздуха. Над местом, где выполняются процессы желательно устанавливать зонд, тогда вредные пары не окажут влияния на человека.
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.
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.
Защита органов дыхания достигается использованием респираторов. При использовании крепких кислот понадобятся фильтры из активированного угля.
Защита зрения достигается использованием защитных очков. Имеются специальные очки для работы с химическими реактивами, их продают в магазинах рабочей одежды.
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).

Растворяют компоненты в 100 мл воды. Если этого количества рабочего раствора недостаточно, то увеличивают количество жидкости, а также пропорционально – каустика и селитры.
Раствор нагревают до 135…145 ⁰С (растворы солей кипят при температуре выше, чем кипит чистая вода).
Деталь отмывают с мылом или слабой щелочью от возможных жирных пятен.
Помещают на 30…35 минут в рабочий раствор, поддерживают высокую температуру. В горячем состоянии скорость образования пленки на поверхности стального предмета будет высокой.
После завершения процедуры необходимо смыть остатки рабочего раствора.
Протереть изделие растительным или техническим маслом.
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.

Внимание! Во время щелочной обработки следует поддерживать уровень жидкости таким, чтобы деталь всегда находилась полностью в растворе. Тогда все покрытие получится равномерным.

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.

Раствор нагревают до температуры 120…125 ⁰С.
Помещают в него изделие на 20 минут.
После завершения деталь вынимают и промывают слабощелочным раствором. Можно использовать губку, смоченную в шампуни.
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.

Приготовление концентрата:

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).

Воронение деталей:

Используется 20…30 г дубильного концентрата на 1 л рабочего раствора.
Для активации процесса проводят воронение лимонной кислотой, ее добавляют в состав рабочего раствора (2…3 г на 1 л воды).
В готовый раствор кладут деталь, которую требуется воронить.
Длительность процесса составляет 24..30 часов.
Деталь после обработки вынимается и промывается.
Машинным маслом протирается готовая деталь.
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:

Деталь в муфельной печи в течение 20…30 минут нагревают до температуры 180…220 ⁰С.
Вынутую деталь протирают машинным маслом с помощью тампона. Желательно провести обработку всех поверхностей.
При необходимости обработки повторяют.
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.

Многие люди до сих пор считают, что воронение металла в домашних условиях нереально выполнить. Спешим обрадовать, что это не так. В этой статье мы не только расскажем о технологии воронения, но и поведаем о разных способах, позволяющих добиться того, что обрабатываемая деталь будет серого, синего или черного цвета.

Зачем это нужно

Путем воронения решается сразу две задачи:

После обработки металл имеет более привлекательный вид.
Решается проблема с коррозией метала – вороненая деталь не ржавеет.

Процесс воронения

В процессе воронения на детали образуется пленка окиси железа. Ее толщина зависит от применяемой технологии и может быть в пределах от 1 до 10 микрометров.

Есть несколько способов обработки металла:

Щелочной.
Кислотный.
Термический.

Щелочной способ

В щелочных растворах воронение выполняется с окислителями при температуре 130‒150°C. Основой щелочного оксидирования является процесс окисления железа.

При кипении щелочной раствор выделяет весьма неприятный запах, поэтому лучше с ним в квартире (или в любом другом закрытом помещении) не работать.

Для приготовления раствора лучше всего использовать емкость из нержавеющей стали.
В эту емкость нужно влить 100 мл. воды и в ней растворить 120 гр. каустической соды и 30 гр. азотнокислого натрия. Размешивание выполняется до тех пор, пока не исчезнет твердый осадок.
Получившуюся смесь нужно разогреть до 130‒150°C.
Деталь погружается в кипящий раствор, но она не должна касаться стенок емкости.
Минут через 20 металл почернеет, после чего нашу деталь нужно вынуть и промыть дистиллированной водой.
После высыхания детали, ее нужно смазать машинным маслом, а затем насухо вытереть.
Поверхность получается гладкой, износостойкой и не нуждается в дополнительной полировке.

При воронении данным способом больших деталей, проблемой может стать поиск нержавеющей емкости подходящего размера.

Кислотный способ

Кислотное воронение выполняется в кислых растворах химическим или электрохимическим способами.

Если деталь ржавая, то наждачной шкуркой необходимо ее очистить. Ускорить процесс очистки можно при использовании болгарки с металлической щеткой.
Теперь потребуется очищающий раствор. Это может быть этиловый спирт с керосином либо керосин. Также можно использовать трифосфат натрия.
Деталь опускается в раствор на 15 минут, после чего обмывается проточной водой и сушится (или протирается).

Пока деталь сохнет, приготовим раствор для кислотного воронения. Потребуются такие компоненты:

вода – 1 л.
дубильная кислота – 2 гр.
виннокаменная кислота – 2 гр.

Теперь начнем воронение металлической детали.

Компоненты смешиваются и разогреваются до 150°C.
В емкость опускается деталь и оставляется на 15 минут, после чего ее нужно промыть проточной водой.
Окончательно избавиться от раствора на детали можно окунув ее в кипящую воду.
Завершающим этапом воронения будет погружение детали на 1 час в машинное масло, после чего ее нужно протереть и можно использовать по назначению.

Кислотный способ воронения можно выполнить и холодным способом. Для этого потребуется Хлорид железа(III) или «Ржавый лак».

Термический способ

Технология термического воронения является самой старой, и, наверное, самой простой. Суть способа заключается в нагреве металлического изделия на открытом воздухе до тех пор, пока кислород, содержащийся в воздухе, не вступит в химическую реакцию с верхним слоем детали. Чем сильнее разогрев, тем темнее становится деталь, потому что процесс окисления проходит на большей глубине.

С применением масла

Рассматриваемый способ несложен для его применения в домашних условиях. Нам понадобятся такие ингредиенты:

Машинное масло – 500 мл.
Металлическая емкость для масла.
Инструмент для удерживания детали (пассатижи, плоскогубцы, клещи и т.п.).
Газовая горелка. Если ее нет, то можно воспользоваться газовой плитой или строительным феном.
Бумажные салфетки или ветошь.

Детали нужно уложить на негорючую поверхность (кирпич, к примеру).
Фен должен работать в режиме сильного разогрева.
Деталь нужно максимально нагреть, насколько это возможно.
Разогретый металл, удерживая клещами, нужно опустить в ванночку, чтобы она полностью оказалась в масле.
После извлечения детали из масла она кладется на бумажную салфетку, чтобы впиталось масло.
Деталь вновь нужно разогреть и опустить в масло – процесс повторяется 3–4 раза.

Каждый цикл воронения делает деталь темнее.

Описанный процесс воронения не сделает деталь черной. Кроме того, покрытие не отличается прочностью и его легко повредить. Технология больше подходит для защиты от ржавчины, нежели для декоративных целей.

Как сделать сталь синей

Технология синения металла более сложная и требует не только больших усилий, но и наличия некоторого оборудования. Нам понадобится горн. Очень хорошо, если в нем есть автоматический поддув. Понятно, что горн есть не у всех, поэтому при его отсутствии, можно воспользоваться обычной металлической бочкой, наполовину заполнив ее рубленым хворостом.

Итак, у нас имеется деталь, теперь под ее размер понадобится металлический ящик.

Его нужно наполнить мелким березовым углем и поместить в основательно разогретый горн (или в бочку).
Обрабатываемую деталь необходимо протереть уксусом и оставить высыхать.
Следует дождаться, пока уголь в емкости не начнет тлеть.
В тлеющие угли укладывается заготовка и оставляется там до появления легкой синевы.
Как только деталь начала синеть, ее нужно вытащить и очистить мягким углем.
Деталь вновь помещается на свое место в ящике и после изменения цвета синевы вновь вытаскивается и очищается.
Работа повторяется до тех пор, пока деталь не приобретет нужный цвет.

Важно следить за процессом нагрева и вовремя вытаскивать деталь, иначе ее цвет изменится до серого.

Синева без термообработки

Добиться нужного оттенка синевы можно и без термообработки – с помощью специального раствора.

Для выполнения работы нужно 2 реактива и вода:

Гексацианоферрат калия (красная кровяная соль) ‒ 2,5 гр.
Полуторахлорное железо ‒ 2,5 гр.
Вода – 1 л.

Возьмем 2 банки по 0,5 л и в них растворим каждый ингредиент по отдельности. С этим не возникнет проблем, так как для них вода идеальный растворитель. После этого растворы смешиваются, и в полученную смесь помещается стальная деталь. Нужно внимательно следить за процессом оксидирования. При достижении нужного оттенка синевы деталь извлекается из раствора и сушится.

Еще 2 способа

Для того чтобы деталь сделать темно-синей, можно расплавить серу, вмешивая в нее небольшое количество сажи. В этот состав помещается деталь, и контролируется процесс изменения цвета.
Нагрев селитру более 320°C, доведем ее до жидкого состояния. Далее, как и в предыдущем способе.

Существует еще множество способов воронения металла, благодаря которым можно добиться получения красивого и прочного окраса детали, но не все они подходят для применения в домашних условиях. Мы же постарались описать самые несложные, и, по возможности, безопасные.

Любой из описанных выше способов воронения металла может причинить вред здоровью человека! Нужно заранее позаботиться о мерах безопасности, помня о том, что горячий металл может стать причиной термического ожога, а реактивы могут причинить химический ожог. Кроме того, реактивы могут стать причиной отравления испарениями. Многие реактивы горючи, и их нельзя нагревать, поэтому будьте предельно внимательны и строго следуйте инструкции.

Простейшие способы

У большинства хозяек дома найдется уксус, чай и лимонная кислота. А любители кока-колы могут не только ей смывать смолу со своего автомобиля, но и использовать для воронения металла.

Не будем описывать каждый способ, так как они почти одинаковые и чаще всего применяются для чернения ножей и прочей кухонной утвари. Опишем способ воронения ножа.

Итак, нам потребуется любой из этих ингредиентов:

Уксус столовый.
Лимонная кислота – 1 пакетик.
Кока-кола (нужно заранее выпустить газ).
Чай черный (заварка).

Теперь о технологии чернения металла.

Нож нужно обезжирить и полить кипятком, чтобы он был горячим.
Любая из перечисленных жидкостей набирается в пластиковую бутылку с отрезанным горлышком настолько, чтобы снаружи осталась только ручка.
Нож надо почаще встряхивать для того, чтобы на лезвии не было пузырьков воздуха.
Периодически нож следует извлекать из жидкости и вытирать лезвие, снимая таким способом окислы.
Когда металл станет нужного цвета, процесс воронения прекращается.

Покрытие получается не очень прочным. При желании его можно снять, и вновь нанести.

В своих комментариях вы можете рассказать о своем методе воронения в домашних условиях, поделившись своим мнением и впечатлениями от выполненной работы.

Видео

В этом видео показано, как происходит травление ножей в разных веществах:

Посмотрите, как выполняется очернение металла с помощью жидкости для воронения:

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.

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.

К распространенным домашним способам защиты и декорирования металлических поверхностей относятся:

кипячение деталей в специальных химических составах, которые можно приготовить самим;
покрытие маслом с последующей термической обработкой;
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:

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.
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.

Почему-то считается, что воронение металла невозможно провести в домашних условиях, что такая операция производится лишь на производствах. На самом деле это мнение ошибочно и дома с помощью простых подручных средств можно не только защитить металл от ржавчины, но и придать ему красивый черный или синий цвет. Итак, рассмотрим способы выполнения работ по воронению на примере ножа.

Особенности домашней технологии

Вполне естественно, что использование в домашних условиях промышленных методов воронения ножа невыгодно ни с экономической, ни с технической точки зрения. На производстве воронение стали достигается путем изменения структуры верхних слоев металла при помощи химикатов. Дома использование такого метода нецелесообразно, есть гораздо более простые, но достаточно эффективные способы воронения ножа в домашних условиях.

Способы воронения

Существует три способа воронения стали:

Холодное - когда изделие, подвергающееся воронению не испытывает на себе термического воздействия.
Горячее - в процессе воронения изделие подвергается какой-либо термической обработке.
Обработка окислителем - наиболее сложный для домашнего использования способ, так как необходимо не только использование химикатов, но и нагрев до высоких температур.

Теперь давайте рассмотрим подробней, какие же приемы по воронению ножа можно использовать в домашних условиях. Перед применением любого из способов необходимо обезжирить сталь спиртом и протереть насухо фланелью.

Лимонная кислота

Такое воронение защитит металл от коррозии и придаст ему красивый черный цвет. Способ воронения стали с помощью лимонной кислоты используется достаточно давно, но подходит лишь для высокоуглеродистых металлов. Кроме того, следует знать, что воронение ножа в лимонной кислоте лучше проводить тогда, когда нож выполняет чисто декоративные функции, так как такой способ чернения металла не стойкий и при заточке все покрытие очень быстро сойдет.

Для того, чтобы провести чернение ножа с помощью лимонной кислоты, понадобится:

лимонная кислота - 1 пакетик;
вода, нагретая до 90 - 95 градусов;
машинное масло;

В стеклянную или нержавеющую посуду налейте горячую воду и растворите в ней лимонную кислоту в пропорциях 1/10, то есть на 1 часть лимонной кислоты 10 частей воды. Поместите в воду нож и оставьте его минут на 50. Периодически двигайте нож, так как образующиеся на его поверхности пузырьки будут препятствовать доступу воздуха и мешать процессу воронения. По истечении 50 минут сталь должна стать черного цвета, это означает, что процесс воронения подошел к концу. Осталось ополоснуть нож в чистой воде, смазать его машинным маслом и протереть насухо.

Такой способ воронения хотя и защищает металл от ржавчины, но носит, скорее, декоративный характер в силу того, что при малейшем воздействии, покрытие сходит и процедуру воронения ножа нужно будет проводить заново.

Кока-кола

Еще один способ чернения ножа в домашних условиях проводится при помощи кока-колы. Кстати говоря, этот напиток очень универсален и чаще всего применяется не по его прямому назначению, а именно для всевозможных опытов, в том числе и с металлами. Итак, для воронения ножа в кока коле потребуются:

стеклянная или металлическая емкость из нержавеющего металла;
кока-кола;

Процесс воронения схож с предыдущим, но не требует нагревания. Для воронения этим способом, необходимо поместить нож в напиток на сутки-двое, периодически переворачивая его и выпуская пузырьки. По истечении этого времени необходимо заменить напиток на новый и повторно поместить туда нож. Такую процедуру необходимо выполнять до того момента, пока нож не приобретет красивый черный цвет, обычно в течение недели, каждые два дня меняя напиток. Следите за тем, чтобы кока-кола полностью покрывала нож сантиметров на 5 и не забывайте периодически переворачивать его, так как скапливающиеся на поверхности ножа пузырьки будут мешать процессу его чернения.

После этого необходимо хорошо промыть нож в чистой воде, можно с добавлением мыла, и смазать его машинным или ружейным маслом. Без смазки на металле очень быстро появляется ржавчина, она становится видна уже в процессе сушки.

Такой способ воронения лучше всего подходит для узких ровных поверхностей, например, воронение штык-ножа таким способом позволит добиться более ровного покрытия, чем на какой-либо сложной поверхности с множеством выпуклостей и изгибов. Кроме кока-колы можно также использовать и пепси-колу. Чернение происходит за счет фосфорной кислоты, входящей в состав этих напитков.

Такой способ воронения ножа достаточно прочный. По отзывам даже при появлении в процессе эксплуатации небольших царапин, покрытие не сходит. Кроме того, изделие получается абсолютно гладким, как будто и не подвергалось никаким воздействиям. Единственным минусом такого воронения можно назвать то, что оно занимает довольно длительное время и требует постоянного контакта с изделием (необходимо переворачивать нож до 4 - 6 раз в сутки), так как в противном случает от пузырьков получаются пегие вкрапления на поверхности ножа.

Уксусная кислота

Воронение ножа в уксусе практически ничем не отличается от двух предыдущих способов. Нож также необходимо поместить в уксус и периодически встряхивать и переворачивать его, чтобы не допустить оседания на поверхности изделия пузырьков.

Кроме того, если ручка ножа пластмассовая либо пластиковая, то ее необходимо защитить от воздействия уксуса, например, покрыв ее парафином.

Воронение ножа можно проводить и в нагретом уксусе, тогда этот способ будет больше схож не с чернением, а с травлением металла.

Нож можно не опускать в уксус полностью, а заворачивать лезвие в ворсистую ткань, хорошо пропитанную уксусом, но этот способ более трудоемкий, так как ткань необходимо периодически смачивать.

Покрытие получается достаточно красивым, не совсем черного, а скорее, темно-серого цвета. Такое воронение ножа не особо прочно, поэтому лучше всего применять его для декоративных ножей и других металлических предметов интерьера.

Также следует сказать, что чернить при помощи уксуса можно не любой металл, а только углеводородный. Поэтому первые часы внимательно следите за тем, как ведет себя сталь. Если заметите, что на поверхности появляются белые вкрапления, то этот способ воронения, к сожалению, не подходит для данного металла, в последствии вкрапления не исчезнут, а станут лишь более контрастными.

Ржавый лак

Воронение ножа ржавым лаком имеет как свои достоинства, так и недостатки. Основным достоинством такого способа является то, что можно воронить ножи, на которых имеется оловянный припой, так как все предыдущие методы для этих целей не подходят - олово либо растворится, либо не поменяет своего цвета. Кроме того, при помощи ржавого лака можно проводить точечное воронение ножа, то есть воронить только определенные участки клинка или рукояти. Слой покрытия довольно толстый, по сравнению с предыдущими методами, а сама сталь после такого воронения матовая.

Недостатками же воронения ножа таким способ является то, что ножи, особенно промышленные, чаще всего изготавливают из различных сплавов, а ржавый лак очень чувствителен к примесям, то есть каждый металл в сплаве будет окрашиваться в свой цвет и на поверхности изделия появятся красно-коричневые и бурые пятна. Если при нанесении лака вы заметили такой эффект, необходимо как можно быстрее, еще до промасливания поверхности, удалить лак, иначе потом уже эти пятна не выведутся и нож будет испорчен.

К другим существенным недостаткам относится то, что этот способ воронения ножа чувствителен к различным нюансам процесса: качеству обезжиривания, температуре сушки, времени воронения. Кроме того, процесс воронения довольно длительный и требует вашего непосредственного присутствия, так как лак необходимо наносить несколько раз и каждый раз после сушки вываривать его на пару, после чего промывать под проточной водой. Все эти процедуры необходимо повторять до тех пор, пока вы не будете удовлетворены конечным результатом. После чего необходимо поместить нож в кипящее масло минут на 5, а затем дождаться полного его остывания и лишь после этого приступить к процессу шлифовки мягкой фланелевой тряпочкой.

Помимо вышеперечисленных, в домашних условиях используют и способы воронения ножа при помощи прокаливания. Перед тем, как заворонить нож таким способом, его необходимо обмазать льняным маслом, животным жиром или воском. После чего нож нужно хорошо прокалить на огне. Некоторые делают это в обычной кухонной сковороде, но следует учитывать, что посуда после этого будет испорчена.

Перед применением такого способа, можно предварительно погрузить нож в раствор медного купороса и нашатырного спирта: 100 граммов купороса и 10 граммов нашатырного спирта разводят в одном литре чистой дистиллированной или отстоянной воды. Погружение и каление ножа необходимо производить несколько раз до тех пор, пока вы не получите необходимый цвет металла.

Химическое воронение

Воронение ножа таким способом можно проводить лишь при условиях хорошей вытяжки и вентиляции, так как в противном случае оно может быть опасным для здоровья!

В нагретую до 140 - 160 градусов смесь селитры и каустической соды (30 граммов селитры и 100 граммов соды) поместите нож и держите его там не менее получаса. При этом способе воронения получается красивый глубокий черный, отдающий в синеву, цвет.
В щелочном растворе разведите в большой концентрации гидроксид калия либо натрия и поместите в этот раствор нож. Такой способ даст синеватую пленку на поверхности ножа.

Промасливание

Покройте нож маслом - можно применять льняное, машинное, оружейное, даже подсолнечное. Наносить масло можно как кисточкой, так и просто погрузив в него нож. После этого прокалите нож в духовке до 400 градусов. После остывания проверьте результат и если цвет недостаточно насыщенный, повторите процедуру. После завершения остудите нож и удалите масло мягкой фланелевой тряпочкой.

Заключение

Как вы видите, способы воронения металла в домашних условиях достаточно разнообразны. Единственная трудность может заключаться в том, что никогда не знаешь как поведет себя конкретный металл при использовании определенного метода воронения. Но большинство покрытий все же можно удалить с поверхности металла, а значит предмет в любом случае не будет испорчен безвозвратно.

Какой из вышеперечисленных способов использовать решать только вам, но все они заслуживают внимания и позволяют добиться хороших результатов.

На металлических поверхностях при контакте с воздухом формируется плоское окисное пленочное покрытие, выполняющее функцию предохранения от разрушения вследствие электрохимического взаимодействия металлов с окружающей средой. Но в большей степени такие пленки не могут защитить от агрессивного действия коррозии, поэтому в металлургии активно используется искусственное окисное покрытие. Чаще всего воронению подвергают стволы оружия и сельскохозяйственные орудия.

Воронение стали представляет собой процесс возникновения на поверхности стального или чугунного изделия плёнки из окислов железа величиной до 10 мкм. Размер слоя влияет на оттенок готового экземпляра — радужные цвета чередуют друг друга в соответствии с увеличением толщины покрытия. На сегодня такая обработка используется главным образом в виде декоративной отделки и с целью устранения отсвечивания стальных поверхностей, но первоначальной целью данного процесса было снижение коррозии металлической подложки.

Способы воронения стали

Традиционно используют три способа воронения стали:

Щелочное;

Кислотное;

Тепловое.

Щелочное воронение стали производится в растворах щелочи с катализаторами окисления при 130-150 °C, кислотное - в кислотных составах химико-физическим или электрохимическим методами. При тепловом типе окисление стали осуществляется под действием повышенных температур в одной из рабочих сред:

В атмосфере пароперегрева при 250-450 °C;
. в парообразном аммиачно-спиртовом растворе при 500-850 °C;
. в растопленных солях при 450-650 °C:
. в атмосфере при 300-450 °C с первоначальным нанесением на поверхность изделий небольшого слоя лака.

Структура полученной пленки имеет мелкокристаллическое, микропористое строение. Для наведения блеска и повышения защитных качеств окисного покрытия производят воронение стали в масле, насыщая ее техническими липофильными веществами.

При химическом воронении в отличие от механической покраски, заключающейся в механичном нанесении на изделие лакокрасочного средства с непосредственным красителем, красящими пигментами являются вещества, которые образуются в ходе химических реакций непосредственного процесса оксидирования. При таком виде обработки в качестве красителей выступают сами металлы либо их химические окислы.

Чаще всего технология химического воронения стали представляет собой "мокрую" операцию, то есть такую, в которой принимают участие жидкостные растворы солей металла. Вороненая пленка, полученная таким образом, характеризуется значительной стойкостью и надежным соединением со стальной подложкой, поскольку сам металл подвергается на поверхности химико-молекулярным изменениям, вследствие которых он преобразуется в красочное покрытие. При воронении нержавеющей стали достигается предельно тесное и целостное сращивание материала подложки с красочной пленкой, которое не получается в процессе механической покраски.

Состав для воронения стали может иметь разнообразные компоненты, текстуру и консистенцию. Наиболее популярные средства для этого - специальная вороненая жидкость, паста и карандаш. При работе с ними процесс оксидирования следует выполнять несколько раз, поскольку единоразовое воздействие придает изделию тускло-блеклый оттенок. С каждым повторным воронением цвет стали значительно темнеет и становится максимально приемлемым для разных типов продукции.

Особенности воронения стали

Главным условием успешного воронения является абсолютная чистота обрабатываемых поверхностей, причем очищение должно выполняться прямо перед самой химической обработкой, поскольку снаружи металл может снова измениться от контакта с воздухом. Равномерность данного процесса металлообработки достижима только в случае, когда сталь по всей поверхности полностью оголена и в каждой своей точке доступна действию соответствующих реактивов. Разнообразные технологии воронения стали основаны на двух видах формирования покрытия:

С использованием обрабатывающего материала;

С включением в процесс элементов поверхности изделий.

Живая цветовая палитра и эффектный внешний вид готового изделия образуется в результате особой конечной механической обработки. Микроскопические частицы металлической поверхности теряют из-за химического воздействия жидкости для воронения стали свою естественную структуру и особый порядок во взаиморасположении, в связи с чем они в комплексе перестают производить оптический эффект равномерной поверхности, придавая изделию матовость. Механическое натирание и крацевание вновь возвращает первоначальный порядок и взаимосвязь в размещении поверхностных элементов стали, повышая таким образом визуальный эффект от обработанной поверхности.

В производственной практике стальные предметы воронят, изготавливая на них значительный слой черновой окалины. Достигается это путем прогревания изделия до красного каления в топке, для этого систематически направляют в печь разные по составу топочные газы. Другая технология заключается в длительной 10-часовой обработке сильно перегретым паром. Операции по воронению стальных поверхностей выполняются в специальных цехах при наличии специализированного оборудования.

Процесс холодного воронения стали имеет преимущества сравнительно с горячим методом:

Процесс может применяться для обработки всех видов стальных, чугунных и порошково-металлических изделий.

Раствор для этой операции - универсальный, в одной ванне могут оксидироваться разные металлы.

Повышенные декоративные характеристики покрытия - продукция обретает интенсивный насыщенный черный оттенок.

Повышенная экономичность технологии обусловлена отсутствием расходов на прогревание и поддержание рабочей среды в оптимальном температурном режиме. Операция осуществляется при цеховой температуре.