Воронение стали в домашних условиях в черный

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.

Способы воронения металлов в домашних условиях и требования к их проведению

К распространенным домашним способам защиты и декорирования металлических поверхностей относятся:

1. кипячение деталей в специальных химических составах, которые можно приготовить самим;
2. покрытие маслом с последующей термической обработкой;
3. нанесение на поверхность готового средства с помощью кисточки.

Проведение работ при химическом воронении связано с химическими операциями травления и чистки, а также с механической шлифовкой и протиркой поверхности.

Для того чтобы применять воронение в домашних условиях с помощью химических реагентов, нужно создать определенные условия:

• обеспечить рабочее помещение вентиляцией или вытяжкой;
• приготовить емкость из нейтрального материала, не разрушающуюся под действием химреактивов. Лучше всего подойдет сосуд из термостойкого стекла, фаянса или фарфора. Если требуется длительное кипячение раствора, то можно использовать емкость из нержавеющей стали;
• емкость должна иметь достаточный объем для того, чтобы деталь полностью была покрыта составом;
• запастись средствами защиты: перчатками, защитной маской или очками, фартуками.

Особенности химического воронения и рецепты некоторых составов

Перед выполнением работ поверхность металлического изделия подвергают обработке: снятию старого окисного слоя путем ошкуривания и обезжиривания растворителем.

Стойкое вороненое покрытие в основном образуется в кипящем растворе на протяжении всего цикла окрашивания. Для получения прочной пленки процесс должен длиться от 30 минут до полутора часов, поэтому кипящий раствор периодически доливают, чтобы обеспечить полное покрытие детали.

После окончания процесса деталь тщательно моют с использованием моющих средств, а затем смазывают маслом.

Для домашних работ используют в основном щелочной способ окисления. Рассмотрим некоторые варианты химического оксидирования металлов в щелочной среде.

Способ №1:

1. В емкость (фарфоровую), соответствующего размера заливается вода и в ней растворяется натриевая селитра (нитрат натрия) и каустическая сода (гидроксид натрия) в соотношении: на 100 мл 30 г натрия и 100 г соды.
2. Смесь нагревается до 140 – 160оС, и в нее помещается обрабатываемая деталь, которая находится там не менее 30 минут.

При правильно проведенном процессе получится глубокое черное покрытие, иногда с синеватым оттенком.

Способ №2:

Синеватый оттенок пленки можно получить, используя кипящий насыщенный щелочной раствор, в котором растворен гидроксид калия или натрия в большой концентрации. В 1 литре воды растворяется не менее 700 грамм химического вещества.

Эти рецепты приведены в качестве примера. Существует множество других химических составов с использованием нитритов и нитратов.

Оксидирование в кислотной среде проводят при более низких температурах. Например, при использовании кислотного раствора, состоящего из:

• азотнокислого кальция – 30 ч,
• ортофосфорной кислоты – 1 ч,
• диоксида марганца – 1 ч.

Проводят оксидирование, выдерживая заготовку в растворе не меньше 30-45 минут при 100оС.

Средства для воронения металлов

К простым способам покрытия, которые можно использовать дома, относятся технологии поверхностного нанесения масла, селитры и готового средства «Клевер».

Эти средства для воронения доступны в использовании и позволяют проводить работы дома без особой подготовки.

Рассмотрим способы создания пленки с помощью каждого из них.

Покрытие маслом

Технология создания защитной пленки с помощью масла является наиболее распространенной для применения дома.

Осуществляется она так:

• ошкуренное и обезжиренное изделие покрывается машинным или подсолнечным маслом;
• затем его помещают в духовку и нагревают до 350 – 400оС;
• после остывания поверхность детали приобретает коричневый или черный цвет;
• остатки масла с детали нужно удалить тряпкой;
• для получения более насыщенного цвета процесс следует повторить несколько раз.

Использовать можно разное масло, например, оружейное, льняное или оливковое. Наносить его можно кисточкой или путем окунания детали в масляный состав.

Если требуется провести чернение на каком-либо участке детали, то для этого лучше использовать обжиг с помощью паяльной лампы. В процессе такого обжига хорошо просматривается цветовое изменение поверхности заготовки. При достижении насыщенного коричнево — черного цвета термообработку можно прекратить.

Использование селитры

Хороший результат химического воронения дает классический раствор с использованием селитры в дополнении к приведенным ранее. В результате вываривания детали в растворе натриевой селитры при температуре 130 – 150оС получается прочное оксидное покрытие блестящего черно-синего оттенка.

Рецепт состава с селитрой:

• Вода дистиллированная – 1 литр;
• Натриевая селитра (NaNO3) – 500 г;
• Едкий каустик (NaOH) – 500 г.

В продаже имеются готовые комплекты с селитрой для оксидирования.

Посмотреть процесс воронения в селитре можно в видеоролике:

Поверхность при такой обработке выглядит гладкой и не требует дополнительного полирования.

Обработка поверхности средством «Клевер»

Проводить обработку металлической поверхности можно готовым средством «Клевер». Оно имеет гелеобразную консистенцию и продается в небольших емкостях по 50 мл.

Используют его при небольших коррозионных повреждениях металла. Чтобы получить максимальное окрашивание изделия, обрабатывать «Клевером» нужно два — три раза. Перед его нанесением деталь нужно ошкурить и обезжирить.

Средство наносят кисточкой и выдерживают 2 минуты. При появлении беловато — желтого налета его нужно смыть теплой водой, а поверхность протереть насухо тканью.

Преимуществом этого средства является простота использования, поэтому его часто применяют для покрытия оружия. На стали, содержащие больше 3% Cr, оно не оказывает действия.

Холодное воронение в домашних условиях

Использование средства «Клевер» не требует дополнительного подогрева заготовки, поэтому способ такой обработки относят к холодному. Кроме него для холодного воронения в домашних условиях используют другие средства, которые также наносят на обработанную поверхность с помощью кисточки.

Например, используют отечественный препарат «Ворон-3М».

При нанесении его на металлическую поверхность образуется плотная черная пленка. Поэтому такое покрытие называют чернением металла.

Популярно также импортное средство «парижский оксид», в состав которого входит селен.

Препарат включает три флакона. Один состав предназначен для предварительной обработки поверхности, второй – действующий состав, а третий обеспечивает защиту образованного покрытия.

Раствор наносится на изделие также с помощью кисточки, после получения окраса остатки смываются с поверхности теплой водой.

Холодная обработка применяется для деталей небольших размеров. Особенно с помощью такого способа хорошо проводить воронение ружья, так как к нему нельзя применять способ горячего кипячения в химических растворах.

Воронение стали в домашних условиях

Вопрос, как сделать воронение стали в домашних условиях, интересует многих.

Большая часть деталей, которые подвергают воронению, относится к изделиям из стали. Поэтому, описанные выше способы обработки поверхности металла путем оксидирования и покрытия масляной пленкой в основном применяют для стальных сплавов.

Многие марки стали подвержены образованию ржавчины. Покрытие для стальных изделий, прежде всего, служит защитой от коррозии и одновременно придает им привлекательный вид. Степень защиты и цвет окраски оксидной пленки зависит от толщины слоя и используемых реагентов. Толщина может меняться от 1 до 10 мкм.

При воронении стальных изделий химическим способом к выбору компонентов раствора при использовании нагрева до высоких температур следует подходить с осторожностью. Например, существует запрет на такую обработку закаленных деталей, а также сталей, которые подвергать нагреву до высоких температур нельзя. Это может привести к ухудшению их технологических свойств.

Именно по этой причине при необходимости высокой термообработки рекомендуют применять растворы щелочного характера. Они более щадящие.

Оксидирование в кислотных составах проводят при более низких температурах. Например, при использовании кислотного состава, состоящего из:

• азотнокислого кальция – 30 ч,
• ортофосфорной кислоты – 1 ч,
• диоксида марганца – 1 ч,
• проводят окисление при температуре 100оС, выдерживая деталь в растворе не меньше 30-45 минут.

Чернение металла

При нагревании стальных заготовок в кислотной или щелочной среде на поверхности может образоваться пленка разного оттенка. Воронение включает все цвета, свойственные побежалости. Они меняются по мере увеличения толщины пленки от желтого, бурого, фиолетового, далее в серый, синий и черный цвет.

Поэтому, воронение не тождественно чернению. Получить нужный оттенок поверхности можно, используя разные режимы термообработки стальных заготовок и используя различные химические компоненты раствора.

Например, можно добиться нужного оттенка при использовании азотнокислой меди, которая является солью, в количестве 70 г и 30 г спиртового денатурата. Соль подогревают до расплавления и добавляют денатурат. Смесь наносят на стальную деталь и нагревают горелкой. Останавливают процесс нагрева после достижения нужного оттенка.

Чернение стальных заготовок можно осуществить с помощью масла. Достаточно обмазать изделие маслом, воском или жиром животного происхождения и хорошенько его прокалить на огне. В итоге на поверхности появится стойкое черное покрытие.

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

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

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

Итак методы воронение своими руками.

Холодная обработка: кисточка или ванна?

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

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

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

Горячая обработка: масло и огонь

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

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

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

Воздействие окислителями

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

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

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

Рецепты холодного воронения

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

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

Рецепты солевых и щелочных растворов

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

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

Воронение в домашних условиях видео

Содержание статьи

• 1. Зачем это нужно
• 2. Процесс воронения
• 2.1 Щелочной способ
• 2.2 Кислотный способ
• 2.3 Термический способ
• 2.4 С применением масла
• 3. Как сделать сталь синей
• 4. Синева без термообработки
• 4.1 Еще 2 способа
• 5. Простейшие способы
• 6. Видео

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:

1. После обработки металл имеет более привлекательный вид.
2. 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:

Далее мы рассмотрим каждый из них.

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.

Далее рассмотрим порядок действий с использованием строительного фена.

1. Детали нужно уложить на негорючую поверхность (кирпич, к примеру).
2. Фен должен работать в режиме сильного разогрева.
3. Деталь нужно максимально нагреть, насколько это возможно.
4. Разогретый металл, удерживая клещами, нужно опустить в ванночку, чтобы она полностью оказалась в масле.
5. После извлечения детали из масла она кладется на бумажную салфетку, чтобы впиталось масло.
6. 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:

1. Гексацианоферрат калия (красная кровяная соль) ‒ 2,5 гр.
2. Полуторахлорное железо ‒ 2,5 гр.
3. 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

1. 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.
2. 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:

1. Уксус столовый.
2. Лимонная кислота – 1 пакетик.
3. Кока-кола (нужно заранее выпустить газ).
4. 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: