Воронение стали горячим способом

Секреты воронения металла в домашних условиях

Создание надёжного поверхностного слоя защиты металлического изделия для противостояния коррозии даёт воронение металла в домашних условиях. Включение элементов декорирования стойкой тонировкой с подбором оттенка — дополнительное преимущество чернения. Использование термического либо одного из химических способов (на выбор) определяет возможности и целесообразность.

Подготовка к воронению металла в домашних условиях и процесс обработки детали

Домашние мастера прибегают к доступным способам создания антикорродирующего покрытия металла:

• Термообработка в масляной среде;
• Обработка химреактивами;
• Нанесение готового защитного состава.

Соблюдение мер безопасности стоит на первом месте, даже если домашняя мастерская не имеет достаточного оборудования. Цикл операций по воронению металла начинается с обезжиривания поверхностей растворителями с соблюдением мер пожарной безопасности в проветриваемом помещении.

Окисную плёнку, остатки ржавчины снимают механическим способом: торцовой проволочной щёткой с помощью углошлифовальной машинки, на обдирочном или резиновом круге, вручную наждачной бумагой. Завершить операцию следует устранением рисок на войлочном полировальном круге.

Смешивание и нагревание реактивов требуют обеспечить защиту глаз, кожи и органов дыхания:

• Отсутствие вытяжной вентиляции компенсируется активным вентилированием либо работой на свежем воздухе;
• Защищать органы дыхания масками при воронении химреактивами;
• Химические вещества хранить и использовать в неразрушающейся таре;
• Использовать защитные очки, плотные перчатки, клеёнчатый фартук.

Воронение металла химрастворами

Стойкое химическое покрытие металла сопровождается поддержанием высокой температуры. Длительность процесса растягивается до 1,5 часов. Испарению раствора вследствие выкипания, снижению затрат на нагревание способствует плотная крышка с внутренней отбортовкой для стекания конденсата в сосуд из нержавеющей стали.

Ёмкость для погружения с целью охлаждения, обилие проточной воды и жестянка с машинным маслом (подойдёт даже отработка) находятся под рукой.

Щелочное воронение металла

Операция проводится на открытом пространстве. Обязательно нахождение с наветренной стороны. Испарения едки, обладают неприятным запахом.

Изделие подвешивается на медной проволоке, без касания стенок металлической ёмкости. Нагрев производится паяльной лампой. Щелочной раствор для воронения заливается с избытком, чтобы не пришлось доливать.

Длительность кипячения влияет на глубину покрытия, густоту цвета – можно получить чёрный с синевой. Длительность обработки — 0,3–1,5 часа, прекращается по достижении нужного оттенка. Температура раствора — 130–150 0 С.

Извлечённое изделие промывается, обильно смазывается машинным маслом, протирается насухо. Чернение металла на полированной поверхности получается однотонным, без контрастных разводов.

Другие варианты компонентов на 1 л дистиллированной воды:

При доведении до 200 0 С в течение получаса, получаем поверхность с матовым воронением. Для блестящего воронения используем те же реагенты и температурный режим:

• Гидроксид калия – 100 г;
• Нитрат калия – 30 г.

Сложность доведения до 200 0 С без автоклава компенсируется продлением воздействия реагентов при активном кипении под плотной крышкой.

Электрохимическое щелочное воронение металла

Химокрашивание или анодное оксидирование лишено недостатков термовоздействия в растворе щелочи. Плёнка глубокого чёрного цвета без полосатости разводов с улучшением характеристик коррозионной стойкости толщиной 5 мкм получается при соблюдении следующих условий:

• Насыщенность раствора едкого натра – 0,7 кг/л;
• Плотность постоянного тока — 5–10 А/дм 2 ;
• Температура — 60–70 0 ;
• Время процедуры – 40–50 мин.

Катод подбирается нержавеющий, важно поддержание температурного режима и диапазона тока стабилизатором. Поверхность воронения активируется однократным окунанием в соляную кислоту.

Воронение металла в кислой среде

Ингредиенты на 1 л:

• Танин (дубильная кислота) – 2 г;
• Виннокаменная кислота – 2 г;
• Температура смеси 150 0 С;
• Время воронения – 0,4 часа.

Холодный способ воронения

Для воронения стволов оружия горячие растворы неприемлемы. Выход из положения – «Ржавый лак». При самостоятельном приготовлении раствора необходимо учитывать, что жидкие ингредиенты берутся не по весу, а в объёмных долях на 2 л дистиллированной воды:

• Соляная кислота – 100 мл;
• Азотная кислота – 140 мл;
• Окалина железа – 25 г;
• Опилки железа – 35 г.

Запускаем реакцию. Окончание выделения пузырьков газа говорит о завершении взаимодействия реагентов. Параметры эффективности «Ржавого лака»:

• Концентрация солей — 4,7%;
• Плотность раствора — 45г/л;
• Время оксидации – 20 мин.

Удержание в химикалиях при необходимости повторяется до 5 раз с промежуточными промывкой, протиранием и просушкой.

Ржавый лак — комплект для воронения

Термическое воронение сталей

Оксидация металла воздействием температур, пограничных процессу нормализации, допустима и для закалённых изделий – отпуск при 400 0 С не происходит. Удобство способа в том, что горячее воронение превосходит по стойкости иные технологии.

Термическое воронение сталей

Подбор масла для покрытия металла не затруднит. Пригодны синтетическое, машинное, растительное. Деталь окунается и обтирается. Толщина слоя не принципиальна: излишки стекут и сгорят.

Электропечь разогревается до 350–400 0 С, изделия загружаются навалом на поддон. Время рассчитывается по массе и конфигурации металла. Пластине достаточно 15 мин. Прогрев массивной детали длителен.

Выемка производится после остывания печи. При необходимости проводится неоднократное воронение. При оксидации мелких деталей обвязывание проволокой не оставляет следов.

Простейший метод воронения металла в домашних условиях

Готовим 10% раствор лимонной кислоты. Пакет пищевой лимонной кислоты растворяется в десятикратном объёме кипятка без осадка. Опускаем предмет, подлежащий оксидации. Чернение металла занимает до часа времени.

По мере появления на поверхности изделия пузырьков, встряхиваем предмет или перемешиваем состав стеклянной палочкой. Покрытие достаточно долговечно, но механической стойкостью не отличается.

Воронение металла лимонной кислотой

Воронение поверхностным окрашиванием металла

Оксидную защиту параллельно с чернением обеспечивают готовые покупные средства. Подготовительные мероприятия по зачистке, обезжириванию, удалению рисок шлифовкой проводятся непременно. Манипуляции по воронению металлов проводятся при комнатной температуре и активной вентиляции.

«Клевер». Применяется для восстановления и предохранения частичных повреждений поверхности. Препарат по консистенции — гель. Наносится кистью. Выдерживается 2 мин. на повреждённом участке изделия, смывается водой. Возможно троекратное покрытие металла для придания потребного оттенка. Безопасен в использовании, не требует специальных навыков.

«Ворон-3М». Препарат способен покрывать различные металлы. Предназначен в большей степени для декоративного чернения.

DuraCoat. Универсальное средство по воронению и декорированию. Возможны вариации с цветом покрытия. Хорошо противостоит физическому воздействию, агрессивной химии. Покрывает металлы, пластик дерево.

Видео: Воронение стали своими руками

Источник

Как воронить металл в домашних условия

Черный цвет также часто называют вороным, потому что он такой же темный, как и крыло ворона. Такой красивый глубокий оттенок может иметь и сталь. Чтобы произвести окраску, все чаще применяют воронение металла в домашних условиях, в статье мы расскажем как правильно его чернить. Кроме декоративной отделки, владелец получает усовершенствование механических свойств – надежность, коррозийная устойчивость, продление срока эксплуатации. Есть несколько рабочих способов, каждый из которых дает свое качество и скорость чернения. Неверно предполагать, что процедуру можно выполнить только на заводе. Многие умельцы легко заворонят ножи или предметы интерьера, используя подручные средства.

Эту технологию также называют оксидированием. Заводской процесс, конечно же, сильно отличается от того, как его проводят дома. В первом случае меняется химический состав всего верхнего слоя, отчего изделие приобретает совершенно новые свойства. Притом как в домашних условиях воронят металл и получают только нанесение защитной пленки. Она тоньше, менее прочная и выглядит несколько иначе.

Чего можно достичь воронением?

Основная задача этой процедуры — добавить оттенок изделию или придать ему цвета побежалости из-за нагрева. Для чего это нужно пользователям? Как правило, это решает две проблемы.

Защита от коррозии

Это наиболее важная цель. Особенно актуально, когда эксплуатация металлической конструкции происходит на улице, то есть сталь постоянно подвергается воздействию кислорода и влаги. С такими активно вступающими в реакцию веществами возможен окислительный процесс – ржавление. В результате образуется рыжая ржавчина. Она сильно влияет на прочность, уменьшая ее, а также укорачивает срок эксплуатации. В связи с этим многие автолюбители активно интересуются, как сделать поверхность металла черным, воронят стальные элементы машины, так как коррозия портит автомобильные запасные части.

Стильный дизайн обыкновенному ножу может придать темный матовый оттенок. Лезвие, покрытое оксидной пленкой, выглядит очень нестандартно, привлекательно. То же можно отнести и к ряду других предметов. Особенно актуальна эта потребность, когда вещь уже старая.

А также технологию применяют в художественных целях, когда творчески подходят к декоративным элементам интерьера.

Популярные способы

Прежде чем перейдем к конкретным техникам, которые применяются на производстве или дома, расскажем об этапах. Они почти всегда остаются прежними:

Подготовительный. Необходимо тщательно подготовить деталь, убрать любые загрязнения с поверхности и из отверстий, перед тем, как воронить металл в домашних условиях. Если есть окалины или иные выпуклые части, их можно зачистить с помощью шлифовальной бумаги. Если вы используете жидкие среды, то обязательно на предварительном этапе высушить заготовку.

Обезжиривание. Особенно это относится к автомобильным запчастям. Как правило, на них находится тонкий масляный слой, который сперва нужно убрать. Если между сталью и активным веществом, химическим раствором будет находиться маслянистая прослойка, то реакция не произойдет вовсе или будет неполной, с нарушениями. Даже самые незначительные следы жирной среды следует убрать. Например, отпечатки пальцев на рукояти ножа, которые остаются из-за работы сальных желез. Поэтому стоит всегда работать в перчатках.

Нанесение состава. Ниже мы расскажем подробнее о том, как можно наносить массу. А также существуют способы полностью погружать деталь.

Финишная обработка. Она включает промывку заготовки, сушку, а также легкую зачистку, если появились какие-либо погрешности.

В домашних условиях можно проводить воронение металла холодное и горячее: как воронят сталь дома мы представим видео, в которых показаны три наиболее распространенных варианта.

Щелочной

В процессе будет вырабатываться газ. У него неприятный запах, а также он опасен при его чрезмерном вдыхании. Поэтому очень важно обеспечить себе подходящее рабочее место – открытое пространство с хорошей вентиляцией. Подойдет гараж, если двери и окна будут раскрыты, а на вас будет строительный респиратор, который защитит от вдыхания ядовитых паров.

Когда вы подготовили место, пора найти емкость. Она должна быть вместительной, чтобы предмет, подготовленный для процедуры, полностью помещался внутрь и при этом не касался стенок сосуда. Материал изготовления – нержавеющая сталь. Предположим, что это большая кастрюля или металлическое ведро.

После предварительного обезжиривания поверхности мы рекомендуем за тонкие нитки или проволоку подвесить заготовку, чтобы была возможность перемещать её, не касаясь руками.

Теперь наводим раствор для воронения. Мы предлагаем небольшой эксперимент на 100 мл воды (вдруг нужно почернить, скажем, гвоздь), но для более крупных изделий следует приготовить аналогичный состав, только придерживаясь пропорций. Итак, наливаем 0,1 литр жидкости (бутилированной, без примесей), растворяем в ней едкий натр (каустическая сода, гидроксид натрия, NaOH – названий много, купить можно в любом строительном магазине) в размере 120 граммов. Плюс прибавляем буквально 30 г натриевой селитры. Очень важно хорошо перемешать, чтобы при смешении консистенция была однородной и без осадков.

Когда жидкость готова, ставим емкость на плиту. Нагреваем ее до 130–150 градусов. Сразу отмечаем, что вам еще и понадобится термометр, приспособленный к таким высоким температурам. Смесь начнет закипать, и можно будет поместить в нее предмет, заранее указанным способом (чтобы он погрузился полностью и не касался стенок). Подождите 20 минут.

За этот промежуток времени образуется оксидная пленка черного цвета. Теперь можно для быстрого охлаждения сполоснуть вытащенное из раствора изделие в обыкновенной воде.

После высыхания мы рекомендуем взять машинное масло и чистый отрезок полотна. Им следует протереть поверхность и довести ее до сухой. Из-за этого вы получаете верхний слой, который имеет повышенную износостойкость и гладкость. Если все правильно было проведено, то полировка не потребуется.

Еще раз отметим важные правила:

заготовка должна быть полностью погружена в сосуд;

при работе использовать перчатки и респиратор.

В случае неравномерного погружения вы можете получить не тот результат, на который рассчитываете: цвет будет не одинаковым, а с переходами от более светлого к темному.

Кислотное оксидирование металла в домашних условиях

Использование кислот – опасный процесс, который может вызвать появление химических ожогов на коже и на слизистых оболочках, поэтому нужно надежно защищаться. Обязательно надеть защитные очки. Второе важное правило при применении этой технологии чернения – тщательное соблюдение подготовительного этапа. Следует убрать любые следы коррозии. Ржавчина легко очищается с помощью наждачной бумаги (сперва крупнозернистой, затем с мелкими зернами). Если коррозионные повреждения, загрязнения очень глубокие и имеют большую площадь, то актуальным будет использование углошлифовальной машины с насадкой (металлической щеткой).

Затем хорошо помогают очистители, например, на основе трифосфата натрия, этилового спирта. Отдельно неплохо помогает справиться с жирными пятнами керосин. В нем можно отмачивать около 10–15 минут, потом обдать проточной водой и высушить при комнатной температуре в помещении, где не будет активно оседать пыль. За время высыхания приготовьте раствор для чернения металла. На один литр воды понадобится всего по 2 грамма дубильной и виннокаменной кислоты.

Тщательно перемешайте ингредиенты, поместите ёмкость на нагревающий элемент и дождитесь температуры в 150 градусов. Теперь в кипящую жидкость можно помещать заготовку. Остальные правила те же – погружение полное, стенок касаться не должна, руками не трогать. Достаточно 15 минут кипения.

В отличие от щелочного, кислотный так просто не смывается холодной водой. Лучше всего сперва поместить деталь в резервуар с обычной прохладной жидкостью, прополоскать, а затем обдать кипятком – так все остатки веществ смоются. Чтобы закрепить полученный результат, на 1 час положите изделие в машинное масло. По истечении времени достаньте, обсушите с помощью чистой ткани металл, воронение которого проводилось в домашних условиях химическим способом. Теперь можно пользоваться инструментом.

Термический

Его также называют горячим воронением. Это более старый и надежный, проверенный способ. Преимущества в том, что верхнее покрытие служит гораздо дольше, а также в процессе появляется меньше вредных испарений. Но меры предосторожности все же необходимы.

Технология проста, она заключается в том, что при нагреве сталь приобретает цвет побежалости. Интересный момент – так можно добиться не только черного, но и интересных переливов, все зависит от температуры, и от длительности закалки.

Сперва необходимо провести классическую очистку. Затем предварительно несколько разогреть заготовку, чтобы на теплый материал лучше ложился масляный состав. Теперь покрываем всю поверхность маслом, хорошо подходит льняное или оливковое. Как именно полностью смазать деталь – решать вам. Нам кажется, что правильнее всего погрузить ее в емкость с жидкостью.

Очень важно выждать время после погружения, чтобы не осталось масляных следов, в обратном случае останутся некрасивые разводы, пятна, потеки. После этого можно выносить на улицу и равномерно нагревать. Чаще всего для этого берут паяльную лампу. При этом следите за изменением оттенка. Прекратите обжиг, когда он станет чёрным.

Иногда масляное средство не используют вовсе. То есть просто производят нагрев и обработку железа на открытом воздухе. Из-за взаимодействия с кислородом сталь меняет свой цвет.

Как заворонить металл в домашних условиях с помощью ржавого лака

Это простой и быстрый способ для чернения стали. Нужно подготовить заранее емкость. Оптимально подходит фарфоровая. Затем следует подготовить поверхность – механическая обработка и обезжиривание проводится по вышеописанным стандартам. Теперь переходим к приготовлению состава. В него входит соляная кислота, как основание, дополнительно – металлические стружки, азотная кислота и железная ржавчина.

Перемешайте смесь до максимально однородного состояния. В процессе подготовки раствора будет происходить реакция с выделением газа. После этого добавьте спирт или обыкновенную водку в пропорции 1:1. Она осядет вместе с мутным осадком, нужно его слить вместе со стальными опилками и мутной жидкостью.

Положите изделие в ёмкость, дождитесь, когда оно поменяет цвет. Если появился рыжий налет, то его поможет счистить щетина средней твердости. С помощью этого метода можно покрыть холодное оружие или предметы интерьера из стали, сделать чернение металла в домашних условиях в максимально короткий срок.

Использование машинного масла

Необязательно готовить сложный состав для химического воронения стали в домашних условиях. Иногда достаточно обыкновенного масляного вещества, который заливается в автомобильный мотор. Процедура похожа на термический способ, но в обратном порядке. Сперва докрасна раскалите стальной элемент, затем поместите его в резервуар, полностью наполненный маслом (подойдет машинное или льняное). Саму деталь следует держать с помощью плоскогубцев или заранее подготовленных крючков. Выдерживать ее необходимо не менее 15 минут. После этого положите ее на бумажную салфетку, которая впитает жидкость. Затем аналогичные действия повторяют 4–5 раз до образования насыщенного цвета. Он скорее будет темно-серый, а не черный, но зато поверхность будет хорошо от ржавчины.

Рекомендации

Вы сами можете выбрать способ, как зачернить металл в домашних условиях, каждый из них может привести к очень качественному результату. Практически всегда необходима емкость. Лучше всего подходят: фарфоровая, из прочного стекла (если не нужен нагрев), из оцинкованной нержавейки. На края резервуара прикрепите крючки: они понадобятся вам для закрепления детали.

Еще один совет: обезжиривайте не только саму заготовку, но и тару для проведения процедуры. Это может быть ацетон, бензин, керосин или специальный состав. Главное, чтобы они были инертными по отношению к стали, то есть не вступали с ней в химическую реакцию.

Обязательно отнеситесь с ответственностью к выбору места, это должно быть помещение с отличной вентиляцией. В обратном случае вы можете быть подвергнуты воздействию опасных, ядовитых паров. Дополнительная защита – респиратор, очки для предохранения слизистой оболочки глаз, перчатки.

Важный предварительный этап при использовании любого метода — зачистка от ржавчины и загрязнений перед нанесением средства для чернения металла. Ее можно проводить с помощью наждачной бумаги, болгарки со специальной насадкой. В крайнем случае можно применить травление.

Рекомендуем тщательно выбирать, какое средство можно использовать для конкретного вида материала. Если верно следовать нашим советам, то можно получить прекрасный результат в домашних условиях.

Чернение

Мы представим еще один вариант того, как воронить сталь своими руками. Этот вариант максимально простой для использования. Он подходит даже для тех, кто проживает в квартире или просто не хочет проводить такую процедуру с нагревом щелочного или кислотного жидкого состава. Это воронение кисточкой. Продаются специальные средства, например, отечественный «Ворон 3» или иностранный «Пражский оксид».

Технологию применять очень просто – нужно сперва снять верхний жирный слой, то есть обезжирить поверхность. Но есть некоторые недостатки:

Трудно обеспечить хорошую пленку на тех местах, где обеспечивается сложный доступ. Поэтому поделки со сложной конфигурацией лучше погружать в емкости полностью.

Слой не очень прочный, неустойчивый к механическим повреждениям.

Металлические изделия после воронения

Мы рассказали про способы, которыми можно пользоваться дома. А в качестве завершения посмотрим на результаты работы. Вот как выглядит вороненый металл:

Источник