Химическое воронение стали в домашних условиях: составы, способы

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.

Чего можно достичь воронением?

В результате проведенной работы на поверхности появится пленка из окиси железа. Размеры ее толщины полностью зависят от используемой технологии. Она может составлять 1-10 микрометров. Используя метод воронения металла, вы можете решить следующие задачи:

защитить покрытие от коррозии, т. к. на воронёных поверхностях не появляется ржавчина;
придать изделию более презентабельный вид.

Можно получить требуемое покрытие множеством способов. Но самыми популярными из них являются щелочное, термическое или кислотное воронение. Для самостоятельной работы идеально подходит щелочная обработка. Для этого понадобится вода, цифровые весы, нитрат натрия и гидроксид натрия. Также потребуется защитная маска и перчатки для личной безопасности.

Для работы используйте только нержавеющую посуду. Воронение стали проводится при соблюдении определенного температурного режима. Раствор поддерживают в кипящем состоянии, из-за чего с ним нужно работать предельно аккуратно.

Для создания прочного покрытия стали в домашних условиях процесс длится не менее 1,5 часов. Перед тем как приступить к чернению, поверхность необходимо обезжирить растворителем. Цвет защитной пленки определяется временем прогрева, в результате чего он будет постоянно меняться. Чтобы избежать сильного перепада оттенков, поверхность полностью погружают в раствор.

Важно! После завершения обработки металлические изделия нужно обязательно тщательно промывать в мыльном растворе

Химическое воронение стали в домашних условиях: составы, способы

Воронением (иначе оксидированием) называют процесс покрытия поверхности изделий из стали тонким слоем оксидов. Воронение проводят химическим способом- с помощью реакций с различными веществами и термическим — путем нагревания.

Воронение стали

Цель процесса — повышение коррозионной стойкости изделий и улучшение их внешнего вида. Традиционно воронение применялось к оружию из стали- сначала к холодному, а потом и к огнестрельному. Сегодня воронение стали широко используется в оборонном и гражданском машиностроении, а также в художественных промыслах. Доступен процесс и в домашних условиях.

Воронение металла позволяет достичь две основные цели:

Повышение коррозионной стойкости изделия. Обработанные детали не ржавеют. Улучшение внешнего вида

Особенно важно для тех деталей, которые по условиям эксплуатации не подлежат покраске. Температурные режимы воронения

Температурные режимы воронения

Обработка не влияет на другие свойства стали.

Воронение стали возможно не только в условиях производства, но и в домашних условиях. Существует много способов и составов, практически все они связаны с применением химически активных веществ, могущих причинить серьёзный вред здоровью. Для успешного и безопасного применения в домашних условиях этих веществ необходимо следовать правилам безопасности:

Использовать защитную маску и перчатки.
Обеспечить вентиляцию помещения, в котором проводят работы.
Применять посуду из нержавеющей стали.
Не превышать рекомендованную температуру обработки.

Воронение по свой сути является химической обработкой металлических поверхностей, при которой не только снимается чернение, но и накладывается защитный слой.

Данные работы относятся к категории опасных, а поэтому должны выполняться с соблюдением определенных правил и в специальных условиях.

Так как раствор, который используется для воронения, имеет в своем составе химически активные вещества с кислотой, в обязательном порядке для него следует использовать специальные емкости.

Наиболее часто обработку поверхности металла проводят при помощи химического оксидирования.

В основе данного способа воронения металла лежит способность металла к окислению.

Способ воронения алюминия носит название — анодирование и позволяет придать изделию эстетичный внешний вид и полностью удалить следы от коррозии.

В настоящее время из алюминия изготавливают много самых разных деталей, в том числе и тех, которые повержены коррозии и требуют проведения очистки путем воронения.

Для обработки алюминия, как правило, не подходят различные кислоты, так как в этом случае деталь может деформироваться и повредиться.

Достаточно эффективен в воронении алюминия раствор, приготовленный на основе небольшого количества серной кислоты, обильно разбавленной в воде.

Средство необходимо поместить в специальную посуду, после чего поместить в него свинцовую пластину, подсоединенную к аккумулятору на двенадцать вольт.

Далее необходимо алюминиевую заготовку обернуть тряпкой и дождаться полного высыхания.

Данный способ воронения алюминия считается народным, однако имеет высокую эффективность и позволяет хорошо защитить металл от коррозии при дальнейшей эксплуатации.

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.

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

Процедура химического воронения стали в домашних условиях пошагово (общая схема)

Перед началом работы поверхность предмета нужно очистить от любых загрязнений, в том числе, невидимых.
Далее, необходимо провести обезжиривание рабочей поверхности. С этой целью изделие нужно погрузить в специальные растворители, которые могут эффективно удалить масло. К числу таких жидкостей для воронения относятся хлористый этил, эфир и бензин. Если ваш предмет, который вы хотите подвергнуть воронению, слишком массивный, то будет лучше обезжирить его в наполненной раствором едкого натра ванной.
После этого вы должны, не касаясь вашего ножа, ружья или другого изделия руками, поместить его в ёмкость с краской. Окрашивание происходит методом погружения.

Воронение ножа в домашних условиях

Перед началом работы необходимо подготовить изделие, для этого нужно:

Очистить сталь от загрязнений.
Обработать остриё в обезжиривающем средстве. В качестве него можно взять бензин или эфир. Погружаем сталь в обезжириватель, чтобы полностью избавиться от масла. Если клинок слишком массивный, его можно очистить в ванной раствором едкого натра.
Теперь металлический предмет нужно перенести в банку с краской, но при этом нельзя руками касаться поверхности стали.

Щелочной способ

Это простой способ обработки металла в домашних условиях. Необходимые вещи для работы:

ёмкость из нержавейки;
весы;
жидкость (вода);
элементы защиты для тела;
вещество NaNO2 (нитрит натрия);
вещество NAOH (гидроксид натрия).

Поэтапный план работы:

В течение 1,5 часов металлическое изделие будет кипятиться в растворе щёлочи

Важно, чтобы на протяжении всего времени раствор кипел. В случае необходимости добавляйте воды.
Наступает второй этап

Сейчас нужно полностью очистить металл от любого жира и масла. Это необходимо, чтобы не испортить внешний вид изделия. Остриё ножа можно обработать растворителем.
Последний этап – обработка мылом. Чистый клинок нужно помыть с мылом.

Воронение — защита от коррозии.

Воронение маслом

Этим методом можно обработать нож, не затрачивая множество денежных средств и ресурсов. Это один из самых простых способов воронения металла. Для работы вам понадобится 3 вещи:

масло из оливок;
наждачная бумага с мелким зернением;
лампа со спиртом.

План действий:

Сначала обработаем лезвие жёсткой бумагой, чтобы избавиться от неровностей на поверхности стали. Дело в том, что данные изъяны могут испортить внешний вид ножа, поэтому металлическую поверхность нужно отполировать наждачной бумагой.
Намазываем сталь густым слоем масла. Подносим его к зажжённой спиртовой лампе. Обжигаем сталь до того момента времени, пока она не приобретёт однородный чёрный цвет.
После чернения даём предмету остыть. От остатков масла избавляемся с помощью тряпочки или салфетки.

Воронение делает сталь тверже.

Воронение с помощью яичного белка

Это один из интереснейших способов обработки металлической поверхности. Для работы нужны:

белок из куриного яйца;
огонь (плита или другой источник огня);
раствор соды.

Поэтапная инструкция:

Подготовим все предметы для начала работы. Яичный белок нужно взбить. Металлическое изделие необходимо помыть в содовом растворе, после чего покрыть яичным белком. Теперь лезвие необходимо высушить — для этого его нужно положить в прохладное место на пару дней.
Когда клинок высох, его нужно очистить от ненужного слоя белка. В этом нам поможет высокая температура, которая образуется в источнике огня. В общем, изделие нужно подержать в огне, чтобы металл приобрёл багровый цвет.
Теперь остужаем изделие. Как вы видите, лишний белок осыпался, а клинок имеет насыщенный чёрный цвет.

Закалка стального ножа.

Средства для воронения металлов

Относительно несложные способы воронения, доступные для проведения своими руками, включают в себя поверхностное нанесение масла, селитры и покупного состава «Клевер»

Средство «Сапфир» для воронения

Покрытие маслом

Это один из самых популярных домашних способов. Технология разбивается на следующие операции:

Деталь ошкуривают и обезжиривают растворителем.
Покрывают маслом.
В муфельной печи нагревают до 350-400 °С. Допустимо использовать духовой шкаф.
Остывшая деталь приобретает черный или коричневый оттенок.
Для насыщения цвета процедуру повторяют.

Масло наносят кисточкой или окуная изделие в емкость с маслом. Применяют разные сорта масла, такие, как

оружейное;
оливковое;
льняное.

Применение селитры

Прекрасного результата добиваются домашние мастера и с применением селитряного раствора. Можно приобрести готовый раствор, а можно составить его самостоятельно:

вода-1000 мл;
натриевая селитра- 0,5 кг;
едкий каустик-0,5 кг.

После часового вываривания получается гладкая и не требующая дальнейшей обработки поверхность глубокого сине-черного цвета.

Средство «Клевер»

Гелеобразное средство можно купить в баночках по 50 мл и применяют к сплавам с содержание хрома не более 3 процентов

Средство «Клевер»

Оно предназначено для восстановления локальной коррозии. Для получения яркого оттенка средство придется наносить несколько раз. Предварительно изделие следует зачистить шкуркой и протереть обезжиривателем.

Клевер наносят кисточкой и оставляют на две минуты. Появляющийся налет бело-желтого цвета смывают водой и протирают деталь ветошью.

Анодная форма оксидирования

Оксидирование металлов может проходить с применением анодного процесса. Чаще всего электрохимический процесс оксидирования называют именно анодным. Он осуществляется в толще электролитов твердого или жидкого агрегатного состояния. Также применение такого метода позволит нанести на объект пленку высокого качества:

Толщина тонкослойного покрытия лежит в пределах от 0.1 до 0.4 микрометров.
Обеспечение электроизоляционных и износостойких свойств возможно в том случае, если толщина будет колебаться от двух-трех до трехсот мкм.
Защитное покрытие = 0.3 – 15 мкм.
Могут наноситься слои со свойствами, подобными эмали. Специалисты такую пленку чаще всего называют эматаль-покрытием.

Характеристикой изделия, которое подвергли анодированию, является наличие положительного потенциала. Данная процедура рекомендуется с целью придания защиты элементам микросхем интегрального типа, а также при создании диэлектрического покрытия на поверхности полупроводников, сплавов и сталей.

Процесс оксидирования металлов анодированного типа может, при желании, выполнить любой человек в бытовых условиях, дома

Однако очень важно будет соблюдать все условия техники безопасности, и выполнять это необходимо безоговорочно. Это обуславливается использованием в данном методе очень агрессивных соединений

Одним из частных случаев анодирования считают способ микродугового оксидирования. Он позволяет человеку получать ряд уникальных покрытий с высокими параметрами декоративного, теплостойкого, защитного, изоляционного и антикоррозийного типа. Микродуговая форма протекания процесса может осуществляться только под воздействием переменного или импульсного тока в толще электролитов, обладающих слабощелочным характером. Рассматриваемый способ позволяет получать толщину покрытия от двухсот до двухсот пятидесяти мкм. После выполнения операции поверхность станет похожа на керамику.

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;
нож.

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.

Другие способы воронения

Очень часто для обработки металла используется специальный карандаш для воронения.

Перед тем как применить карандаш для воронения, поверхность металла обрабатывают механическим способом, после чего тщательно обезжиривают.

Такое воронение стали при соблюдении всех технологических требований достаточно эффективное и позволяет получить гладкую и ровную поверхность. Также очень часто избавляются от коррозии лаком.

Далее проводится обезжиривание металла, на поверхности которого не должно остаться следов грязи и жира. Обработка лаком достаточно эффективная и не требует серьезных финансовых затрат.

При работе с лаком или карандашом необходимо использовать специальные защитные средства, чтобы используемое средство не контактировало с кожными покровами.

Видео:

Также выполнить обработку можно путем окрашивания металлической поверхности раствором, который носит название «Клевер».

Данный способ окрашивания Клевером достаточно эффективен при незначительной коррозии металлической поверхности.

В этом случае необходимо выполнить максимально тщательное окрашивание обрабатываемой поверхности Клевером, причем несколько раз.

Продается состав Клевер в особых тюбиках небольших размеров. Цена на Клевер также варьируется в различных местах.

Клевер по консистенции представляет собой гель. Основное преимущество пользования Клевером — простота применения.

Деталь достаточно ошкурить, затем обезжирить бензином, а потом нанести Клевер. Через несколько минут, когда гель впитается — остатки смыть водой.

Воронить сильно испорченный металл лучше всего раствором селитры.

Для приготовления раствора селитры следует использовать только нержавеющую посуду, при этом кожные покровы должны быть обязательно защищены от попадания смеси.

В результате воронения селитрой металлическая поверхность приобретает приятный красноватый оттенок, который дополняется немного синеватым отливом.

Видео:

Готовится раствор селитры для воронения из одного литра воды и небольшого количества натриевой селитры, а также едкого каустика.

Данная смесь имеет достаточно едкий резкий запах, а поэтому при работе с ним лучше использовать респиратор.

Воронение нержавеющей стали

Защитный слой, который появляется после воронения, способен сделать поверхность прочной и стойкой к любым механическим и химическим воздействиям, что особенно полезно для постоянно эксплуатируемого оборудования или машины. Химическое оксидирование стали в домашних условиях проводится без помощи специалистов, если следовать всем правилам пошаговой инструкции.

В помещении, где будет проходить окрашивание обязательно должна быть предусмотрена искусственная вентиляция, ведь через открытые окна или двери может залететь мелкий мусор, который осядет на поверхность металла как раз в процессе чернения

О попадании пыли на изделие важно помнить, если проводится полировка или шлифовка в непосредственной близости от высыхающей детали. Температура в помещении должна быть комнатной и постоянной независимо от времени года на улице

Специалисты в сфере окрашивания уже давно изучили, как заворонить металл в домашних условиях, поэтому следует придерживаться установленной процедуры и изменять её только при несовместимости с материалом. Свои правила вводят в практику только после долгого изучения и многократного применения новой методики воронения.

Качество чернения стальной поверхности зависит от нескольких условий:

Участок окрашивания должен быть в нормальном состоянии. Невозможно получить идеальный эффект воронения, если металл ржавый, имеет явные деформации, дыры, переломы и т. д.
Любое химическое соединение вступает в контакт с очищенной поверхностью и поэтому любые частицы грязи обязательно необходимо удалить.
Качество зависит и от структуры металла.
При выполнении всех требований по механической и термической обработке.

Это основные условия, которые оказывают прямое влияние на соединение химической смеси со стальной или алюминиевой поверхностью.

Сложность окрашивания различных деталей в основном зависит от их размера и формы. Небольшие изделия, элементы оружия и части машины легко покрыть в домашних условиях вороным цветом, используя простую фаянсовую, стеклянную или фарфоровую ёмкость. Большие предметы окрасить будет проблематично без использования специального оборудования. Как минимум, может потребоваться небольшой кран или подвесная машина, равномерно опускающая металл в кипящую воду или раствор, через который пропускают ток.

Воронение металла это отличный способ защитить его от внешних повреждений и одновременно придать пикантный и уникальный вид. Особенно такой способ подходит для окрашивания деталей машины, оружия или публичных предметов

Сделать всё можно и своими руками, но важно не забывать о правилах процесса воронения и соблюдения безопасности