Химическая обработка металла в домашних условиях
Обновлено: 18.05.2024
Для окраски металлических изделий все чаще используют воронение стали. Оно обеспечивает надежную защиту поверхности от ржавчины и декоративность отделки. При химическом варианте окрашивания на поверхности появляется защитная оболочка. В процессе работы применяют масла и кислоты. В зависимости от вида используемого материала и степени нагрева соединения металла приобретают естественный оттенок.
Многие считают, что этот вариант обработки применяется только в заводских условиях. Но его можно организовать и самостоятельно, если соблюдать последовательность действий и использовать подходящие средства.
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.
Популярные способы воронения
Технология воронения включает несколько способов, основными из которых являются следующие:
- Щелочной способ. В данном случае придется работать с окислителями с соблюдением температурного режима 130-150 градусов. Благодаря щелочному оксидированию осуществляется окисление железа. Но с этим методом не стоит работать в доме или квартире, так как в процессе работы выделяется неприятный запах.
- Кислотный способ. В данном случае работа выполняется в кислых растворах с использованием химического или электрохимического способа. Важно помещать предмет в раствор на установленное время и действовать в соответствии с инструкцией.
- Термический способ. Такое воронение считается самым старым и простым из существующих. Эта технология заключается в необходимости нагревать сталь на открытом воздухе. Процедура продолжается, пока верхний слой металла не вступит в химическую реакцию с кислородом. Чем сильнее нагрев, тем более темной станет деталь.
Существуют и другие способы получения вороненого железа. Вы можете выбрать наиболее подходящий из них и сделать всю работу самостоятельно. Главное в точности соблюдать последовательность действий и использовать правильные составы для воронения.
Щелочной
Для воронения металла этим способом необходимо выполнить четкую последовательность действий. В первую очередь придется обезжирить поверхность при помощи растворителя. Затем сделайте следующее:
- Возьмите посуду и залейте в нее 100 мл воды.
- В ней необходимо растворить 120 грамм каустической соды и 30 грамм азотнокислого натрия, размешивая их до однородной массы.
- Нагрейте состав до температуры 130-150 градусов.
- В кипящую смесь поместите деталь таким образом, чтобы она не контактировала со стенками.
- Деталь почернеет через 20 минут, после чего ее промывают в дистиллированной воде.
Когда изделие полностью высохнет, его необходимо смазать машинным маслом и насухо протереть. В результате покрытие становится гладким и износостойким. Вам не придется дополнительно полировать изделие. Данные правила позволяют придать поверхности нужный эффект, не прибегая к сложной технологии. Не забудьте использовать защитную маску и плотные перчатки.
Работы важно проводить только в нержавеющей емкости, которая имеет достаточные размеры. Это может стать проблемой, если планируется воронить нож большого размера. Чтобы избежать перепадов цвета, вся поверхность изделия должна находиться в растворе.
Кислотный
Данный вариант выполняется в кислых растворах. При этом используют электрохимическую или химическую технологию обработки. Важно очистить ржавчину. Для этого подойдет обычная наждачная бумага. Для увеличения скорости очистки в запущенных случаях можно использовать болгарку, оснащенную металлической щеткой.
Затем воспользуйтесь очищающим составом, в качестве которого используют трифосфат натрия, этиловый спирт с керосином или простой керосин. Деталь необходимо погрузить в раствор на 15 минут. В завершении изделие следует промыть в проточной воде, хорошо протереть и высушить.
Пока высыхает деталь, необходимо подготовить раствор для кислотного воронения. Смешайте следующие ингредиенты:
- 1 литр воды;
- 2 грамма дубильной кислоты;
- 2 грамма виннокаменной кислоты.
На следующем этапе осуществляется непосредственное воронение ножа. Нагрейте смесь до 150 градусов. Поместите предмет в емкость на 15 минут. Следите, чтобы металлическая поверхность находилась в растворе полностью. Затем промойте ее в проточной воде и окуните ее в кипящую воду. Это позволяет полностью очистить поверхность от раствора.
На завершающей стадии осуществляют процесс воронения стали в масле. При этом изделие погружают в машинное масло на 60 минут, после чего им можно пользоваться по назначению.
Важно! При использовании данного метода возможно и холодное воронение. Для этого используют такое средство, как ржавый лак.
Термический
Здесь все очень просто. Такое воронение считается самым старым. Эта технология заключается в необходимости нагревать сталь на открытом воздухе. Процедура продолжается, пока верхний слой металла не вступит в химическую реакцию с кислородом. Чем сильнее нагрев, тем более темной станет деталь.
Применение ржавого лака
Данное средство для воронения часто используется для получения гладкой и ровной поверхности. В него входит стальная стружка, но ее можно заменить на стружку чугуна. При этом финансовые вложения будут минимальными. В данном случае обрабатываемую деталь необходимо поместить в химическое средство. В результате проявляется рыжая или черная окись железа. Эта инструкция, как средство для холодного воронения, дает долгоиграющий и эффективный результат.
Чтобы избавиться от налета рыжего цвета, воспользуйтесь щеткой с достаточно жесткой щетиной из металла. В результате остается только черная окись.
Для начала металл подвергают механической обработке и обезжиривают. Затем изделие укладывают в специальный состав. Средство для воронения готовят в фарфоровой емкости. При этом важно работать в перчатках, чтобы защитить кожу. Состав делается с использованием соляной кислоты. Ее в небольшом количестве вливают в емкость. Она смешивается с металлическими опилками, азотной кислотой и железной ржавчиной.
Смесь хорошо размешивают, пока не прекратится химическая реакция, которая сопровождается выделением газа. В смесь в равных пропорциях добавляют воду и обычную водку. В завершении ее оставляют на определенное время, пока она не отстоится. Затем ее сливают, чтобы убрать окалины и соли, выпавшие в осадок.
Когда смесь будет готова, в нее укладывают обрабатываемое металлическое изделие. Его держат до того момента, пока не приобретет черный цвет. После этого его промывают под сильным напором проточной воды.
На видео: воронение ржавым лаком.
Использование машинного масла
Воронение ножа можно выполнить в домашних условиях с маслом. Вам потребуется следующее:
- 500 мл машинного масла;
- оборудование для удержания детали, такое как специальные крючки, плоскогубцы или пассатижи;
- металлическая емкость для воронения в масле;
- ветошь или бумажные салфетки;
- газовая горелка, строительный фен или газовая плита.
Как сделать процедуру, если у вас есть строительный фен? Для этого деталь выкладывают на негорючую поверхность, такую, как кирпич. Затем фен устанавливают в режим сильного разогрева. Деталь максимально сильно нагревают. Затем при помощи клещей или плоскогубцев ее укладывают в ванночку, полностью покрывая поверхность маслом. Это обеспечит ровный цвет по завершении процедуры. Затем деталь укладывают на бумажную салфетку для впитывания масла.
При обработке металла данным способом можно воспользоваться льняным маслом. Процедура прекращается, как только получится нужный цвет. Процесс необходимо повторить 3 или 4 раза. По завершении каждого цикла изделие становится все темнее.
Если вы решаете, как вам воронить стальное изделие, этот способ не сделает ее черной. А поверхность не получится слишком прочной. Данное средство для воронения подойдет, если необходимо защитить стальное изделие от ржавчины.
Рекомендации
Вы думаете, как заворонить металлические предметы самостоятельно? Для этого можно использовать один из подходящих для вас способов. Используя профессиональные советы, вы получите идеальный цвет металла, а сам процесс пройдет безопасным для вас способом.
Холодное воронение предполагает использование ванночки или специальной емкости. Но она не может быть выполнена из любого материала. Оптимальна ванночка из древесины или оцинкованная емкость.
Хорошо, если тара будет дополнительно оборудована подвесками-крючками для размещения в растворе детали. Данные элементы могут выполняться в виде изогнутых стоек или монтироваться на стенке. Все определяется высотой бортиков емкости и размерами заготовки.
Для воронения стали емкость необходимо как следует обезжирить. Лучшим образом для этого подойдет растворитель, выполненный на органической основе. Это может быть ацетон, перхлорэтилен или бензин Б-70. Основа остается инертной по отношению к этим составам. Но для каждого вида металла необходимо подбирать оптимальный раствор. Только с его помощью можно получить оптимальный цвет и максимально улучшить характеристики изделия.
Даже если вы проводите холодное воронение, работы следует выполнять на открытом воздухе или в помещении с хорошей вентиляцией. Это связано с вредными испарениями и резким химическим запахом.
Если вам не удается хорошо зачистить поверхность щеткой или абразивом, используйте травление. Для каждого вида металла существует свое средство. Если у вас изделие из черного металла, жидкость для воронения включает 100 грамм азотной, 50 грамм серной и 150 грамм соляной кислот на 1 литр дистиллированной воды. Поверхность обрабатывают не менее 2,5 часов. Для придания гладкой поверхности применяют химическую полировку.
Таким образом, воронение стального предмета можно выполнить самостоятельно. Для этого важно подобрать наиболее подходящий способ обработки и придерживаться четкой последовательности действий. В результате вы получите устойчивую к коррозии поверхность подходящего оттенка.
Травление металла
Удаление части поверхностного слоя металлического изделия с помощью химической реакции называют травлением. Эта технология известна человеку уже несколько тысячелетий, наряду с чеканкой и чернением ее применяли для отделки металлических деталей оружия и домашней утвари, украшений и ритуальных предметов. В наши дни травление металлов применяется в художественных промыслах, для нанесения гальванических покрытий, для создания изображений и надписей на металлических изделиях.
Электрохимическое травление лезвия ножа
Суть метода
Перед проведением травления на те участки поверхности металла, которые не должны быть вытравлены, наносится защитное покрытие, устойчивое к травящему веществу (протраве).
Далее деталь подвергают воздействию кислой среды или погружают в емкость с электролитической жидкостью. Чем дольше деталь подвергается обработке, тем больший слой металла разъедается агрессивной средой. Травление металла может осуществляться в несколько приемов, это так называемое многослойное протравливание.
Травление изображений на металле проводят как в промышленных, так и в домашних условиях.
Способы травления металла
Исходя из применяемых для разъедания слоя металла материалов, различают такие способы травления металлов, как:
- Химический (жидкий). Применяются кислые растворы. Не требует сложного оборудования и дорогостоящих материалов. В ходе работы образуются вредные для здоровья испарения.
- Электрохимический. Применяется раствор электролита и пропускаемый через него электрический ток. Характеризуется большей скоростью процесса, более точным исполнением деталей рисунка, экономным расходованием рабочей жидкости. Не образует вредных испарений
- Ионно-плазменный (сухой). Поверхностный слой испаряется пучком ионизированной плазмы. Применяется при производстве микроэлектронных компонентов.
Ионно-плазменный метод требует высокоточного и дорогостоящего оборудования и применяется только в условиях промышленного производства. Жидкий метод, электрохимическое травление металла и даже электрохимическая гравировка доступны и в домашних условиях.
С помощью гальванического травления можно самостоятельно сделать печатную плату, практически не уступающую промышленной.
Гальваническое травление металла
Гальванический способ травления выгодно отличается от жидкого отсутствие необходимости использования кислот, дающих вредные испарения. В зависимости от материала заготовки используются разные электролитические растворы:
- Сталь и железо — нашатырь и железный купорос
- Медь и ее сплавы (бронза, латунь)- медный купорос
- Цинк – цинковый купорос.
Гальванический способ травления рисунка на металле
Для проведения процесса в домашних условиях потребуется:
- Гальваническая ванна из непроводящего материала.
- Блок питания на 5 вольт постоянного тока.
- Металлический катод (из того же металла, что и заготовка.)
- Проволочные подвесы для заготовки и катода. Заготовка не должна касаться стенок или дна ванны.
- Две проводящие штанги, превосходящие по длине ванну.
Одну штангу присоединяют к отрицательному выводу блока питания и вешают на нее катод.
Другую штангу — к положительному выводу и подвешивают на нее изделие, которое будет служить анодом.
При подаче напряжения начинается процесс электролитического переноса металла с изделия на катод. Он будет происходить с участков поверхности, не покрытых защитным лаком.
Художественное травление металла
Художественное травление металла проводят как гальваническим, так и жидким методом.
Художественное многослойное травление металла
Мастера народных промыслов и просто домашние умельцы получают с его помощью высокохудожественные изображения на холодном и огнестрельном оружии, всевозможной кованой и литой утвари. Для мастеров, делающих авторские охотничьи и бытовые ножи, травление стало практически обязательным элементом отделки. Особенно популярны охотничьи сцены, арабские, рунические или абстрактно — геометрические орнаменты. Многие мастера комбинируют травление металла с его воронением, придавая рисунку синеваты, черный или желтоватый оттенок.
Для переноса изображений используют как способ покрытия детали лаком, так и глянцевую бумагу. Применяют также еще один способ – оклеивание детали скотчем. Горячей иглой процарапывают линии рисунка, после чего пинцетом аккуратно удаляют скотч с участков, подлежащих протравливанию. Остатки клеевой массы нужно смыть растворителем.
Перед травлением деталь следует тщательно обезжирить.
Подготовка поверхности металла
Перед началом травления поверхность следует подготовить. Это позволит обеспечить:
- Высокую скорость процесса
- удаление металла ровным слоем.
В ходе обработки поверхности с нее удаляются все механические и химические загрязнения. Для нее применяют теплый мыльный раствор, подойдет и любое моющее средство. После высыхания поверхности ее надо протереть ветошью, пропитанной растворителем или обезжиривателем. Это позволит удалить остатки жидкости и масляные пленки.
Процесс обезжиривания поверхности металла
Химическую обработку хорошо сочетать с механической:
- полировка до зеркального состояния
- шлифовка наждачкой. Применяется при недоступности полировки. Следует проследить, чтобы шкурка все время двигалась в одном направлении и следы от нее были строго параллельны
Механическая обработка значительно улучшит внешний вид изделия после травления.
Нанесение рисунка
Для этой операции применяется несколько способов. Все их объединяет общий принцип: защита части поверхности от разъедающего действия протравы, а различает вещество, используемое для нанесения рисунка.
Лак для ногтей
Популярный и доступный способ. Обладает некоторыми недостатками:
Использование лака для ногтей
Грунтовка или битумный лак
Используется грунтовка ГФ 021, ХВ 062 или битумный лак. Сначала веществом покрывается все протравливаемое изделие. Далее тонкой ручкой или маркером переносят контуры рисунка. Из тонкой проволоки или прутка из мягких сплавов следует изготовить иглу, заострив конец проволоки.
Травление с применением грунтовки
Те участки изображения, которые должны быть вытравлены, процарапываются до металла. Следует следить за тем, чтобы грунтовка не скалывалась.
Глянцевая бумага
Кроме глянцевой бумаги (ее можно купить в магазинах товаров для творчества, а можно просто вырезать лист из журнала), потребуется лазерный принтер, приложение для работы с изображениями и утюг. Изображение рисунка следует сделать зеркальным и распечатать в натуральную величину. Изображение прикладывают к поверхности и проглаживают несколько раз. После остывания заготовки бумагу смывают теплой водой, а тонер остается на поверхности детали. Тыльную и боковые поверхности, не подлежащие протравке, нужно защитить лаком или пластилином.
Глянцевая бумага для травления
Основное достоинство метода — можно точно переносить мельчайшие детали изображения.
Основной недостаток — работать таким образом можно только с плоскими или цилиндрическими заготовками. Способ весьма популярен при изготовлении печатных плат.
Травление стали
Кроме художественного травления металла, позволяющего получать изысканные изображения на стальных поверхностях, травление стали используют и для удаления окалины и оксидных пленок. При этом следует особо тщательно соблюдать требования технологического процесса во всем, что связано с концентрацией протравочных растворов и времени выдержки детали в протраве или в электролитной ванне. Перетравливание в ходе такой операции крайне нежелательно.
При травлении стали применяют как жидкий, так и электрохимический метод. Протраву готовят на основе сильнодействующих кислот, таких, как соляная или серная. Особое внимание следует уделить тщательному обезжириванию поверхности. Пропущенное масляное или жировое пятно может привести заготовку в негодность. Для защиты частей заготовки, не подлежащих травлению, использую лаки, составляемые на основе канифоли, скипидара, гудрона.
Эти компоненты легко воспламеняемы, поэтому во время работы с лаком следует сбыть особо внимательным и осторожным. По окончании травления непротравленные участки заготовки очищают от защитного лака растворителем.
Протравы, используемые для стали
Большой популярностью среди домашних мастеров — травильщиков пользуется азотная кислота. Ее применяют как единственную основу для протравы, так и в смеси с виннокаменной или соляной. Раствор для травления металла на основе смеси азотной и соляной кислоты обладает очень высокой химической активностью, и обращаться с ним следует крайне осторожно.
Для обработки твердых и специальных сортов стали используют смеси азотной и уксусной кислоты. Обработку проводят в два этапа. Сначала готовят специальную предварительную протраву — глифоген, представляющий собой смесь воды, азотной кислоты и этилового спирта. В ней деталь выдерживают в течение нескольких минут. Далее заготовку промывают раствором винного спирта в дистиллированной воде и тщательно высушивают. После этого проводят основное протравливание.
Для травления чугунов применяют растворы серной кислоты средних концентраций.
Травление цветных металлов
Исходя их атомного веса и определяемых им физико-химических свойств вещества, для каждого металла и сплава подбирают свою, наилучшим образом воздействующую именно на него, протраву.
Травление медных сплавов
Как чистая медь, так и медные сплавы протравливают с применением серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты. Для повышения скорости реакции в растворы добавляют соединения хрома или азота. На первой стадии травления с заготовки удаляют окалину и оксидную пленку, далее переходят собственно к травлению металла. При травлении меди в домашних условиях следует соблюдать осторожность.
Алюминий и сплавы на его основе выделяются среди других металлов тем, что для их травления применяют не кислотные, а щелочные растворы. Для молибдена также применяют щелочные растворы на основе едкого натра и перекиси водорода.
Титан стоит еще большим особняком — на первом этапе предварительного протравливания применяют щелочь, а на основном — уже кислоту. Для титана применяю самые сильные кислоты — плавиковую и концентрированные серную и азотную. Титановые заготовки протравливают с целью снятия поверхностного слоя окислов непосредственно перед тем, как нанести гальваническое покрытие.
Для протравливания таких металлов, как никель или вольфрам, используют водный раствор перекиси водорода и муравьиной кислоты.
Травление печатных плат
Заготовка для печатной платы представляет собой лист текстолита, с одной или с двух сторон покрытый слоем медной фольги. Целью травления печатных плат является создание проводящих дорожек из медной фольги в точном соответствии с чертежом. Дорожки покрывают защитным лаком, остальную часть фольги удаляют травлением.
В домашних условиях применяет несколько способов:
- Хлорным железом. Реагент приобретают в магазине химических товаров или делают самостоятельно. В соляной кислоте следует растворить железные опилки. Перед использованием раствор следует выдержать до полного растворения железа и тщательно перемешать.
- Азотной кислотой.
- Водным раствором серной кислоты, смешанной с таблетированной перекисью водорода.
- Медным купоросом с добавлением горячей воды и хлорида натрия. Этот вариант самый безопасный, но и самый продолжительный. На протяжении всего процесса температуру протравы следует поддерживать не менее 40 о С, иначе протравливание растянется на многие часы.
- Электролитическим методом. Следует взять диэлектрическую емкость (хорошо подходят кюветы для проявки фотографий), наполнить ее раствором поваренной соли, поместить туда плату и кусок медной фольги, которая будет служить катодом.
По окончании протравливания жидким методом плату следует тщательно промыть раствором соды, чтобы погасить остатки кислоты.
Процесс травления для других материалов
Кроме металлов, операции травления подвергают и другие материалы. Наиболее часто встречается протравливание стекла с декоративными целями. Травление осуществляют в парах плавиковой кислоты, единственной, способной растворить стекло. На этапах подготовки проводится предварительная кислотная полировка поверхности изделия, потом на нее переводится контур будущего изображения. Защитные покрытия для стекла делают из смеси воска, канифоли и парафинов. После нанесения защитного покрытия заготовку окунают в травильную емкость.
Применение плавиковой кислоты создает на поверхности красивую матовую структуру. Чтобы получить гладкую, прозрачную поверхность, в протравочную смесь добавляют концентрированную серную кислоту. Для получения рельефного, глубокого узора операцию повторяют.
Техника безопасности при травлении
В травлении металлов используются чрезвычайно активные в химическом отношении вещества-сильные кислоты, щелочи и их растворы. При неправильном обращении они могут причинить серьезный вред здоровью и нанести значительный материальный ущерб.
Использование резиновых перчаток
Поэтому при работе с ними нужно соблюдать особые меры предосторожности и строго выполнять правила техники безопасности при проведении работ:
- Работы проводят только при наличии хорошей вентиляции, предпочтительно — вытяжного шкафа.
- Обязательно использование средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток и фартука, плотной производственной одежды, респиратора, защитного лицевого щитка.
- Нельзя ставить банки с кислотами и щелочами на высоко расположенные полки и шкафы.
- Во время разведения кислот КИСЛОТУ ЛЬЮТ в ВОДУ, и никогда — воду в кислоту.
- При работе с кислотой иметь под рукой раствор соды, а при работе со щелочью — слабый уксусный раствор для промывания участков кожи, на которые случайно попали капли раствора.
- При работе гальваническим методом перед началом работы тщательно осмотреть все используемое электрооборудование на предмет отсутствия механических повреждений и целостности изоляции.
- Иметь под рукой исправный огнетушитель.
В случае попадания травильного раствора на кожу следует немедленно промыть пораженный участок соответствующим нейтрализующим раствором. Если брызги кислоты или щелочи попали на одежду — ее следует немедленно снять.
Промыть водой пораженный участок
Если травильный раствор попал на слизистые оболочки — следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Промедление в таких случаях может стоить здоровья или даже жизни.
Воронение стали в домашних условиях
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.
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.
Чего можно достичь воронением
В результате химической или термической обработки на поверхности стальной детали возникает слой окиси железа толщиной от 1 до 10 микрон. Толщина слоя определяется выбранной технологией обработки.
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
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.
Способы воронения металлов в домашних условиях и требования к их проведению
Популярными способами воронения металла в домашних условиях являются:
- Кипячение в самостоятельно приготовленных или приобретенных химических составах.
- Покрытие стали специальным маслом и последующая термообработка.
- Покрытие поверхности подготовленным составом при комнатной температуре.
Воронение стали в домашних условиях
Воронение железа химическим способом предусматривает также подготовительные операции травления и очистки, а также шлифовки и полировки.
Проводя синение стали, важно подобрать емкость для раствора таким образом, чтобы он полностью покрывал обрабатываемый объект.
Наиболее распространенными в домашних условиях являются следующие способы воронения:
- щелочное;
- термическое;
- кислотное.
Для самостоятельного применения в домашних условиях хорошо подходит щелочной метод. Для него потребуются
- вода;
- точные весы;
- нитрат и гидроксид натрия.
Чтобы покрытие стало прочным, процесс должен продолжаться не менее полутора часов.
Технология воронения стали щелочным способом в домашних условиях разбивается на следующие операции
- Обезжирить поверхность растворителем или специальным обезжиривателем.
- Залить в посуду из нержавеющей стали емкостью не менее литра 100 г воды.
- Добавить 120 г каустической соды и 30 г азотнокислого натрия, тщательно размешать до полного растворения.
- Нагреть раствор до 130-145 °С.
- Разместите изделие в посуде, избегая прикосновений к стенкам.
- Через 20 минут, после почернения детали, промыть ее в дистиллированной воде.
- После высыхания обильно смазать изделие машинным маслом и тщательно протереть.
Воронение стали щелочью
Тщательное соблюдение пропорций и параметров позволит получить гладкое и стойкое к истиранию покрытие, не нуждающееся в полировке.
Важно! Изделие должно быть полностью покрыто раствором все время обработки. В противном случае возможны неоднородности покрытия, переходы цвета и т.д.
Этот способ предусматривает применение кислых растворов.
Перед началом обработки следует тщательно удалить всю ржавчину с поверхности объекта. Для этого применяют обычную шкурку, а в труднодоступных местах и при сильной ржавчине используют болгарку или шуруповерт с проволочной щеткой.
Средство для обезжиривания стали перед обработкой
Далее проводят химическую очистку. Для нее применяют
- трифосфат натрия;
- этанол, смешанный с керосином;
- или чистый керосин.
Изделие помещают в емкость с раствором так, чтобы он ее полностью покрывал и выдерживают не менее четверти часа. По окончании чистки изделие промывают большим количеством воды и высушивают.
Состав для кислотного воронения состоит из:
- вода: 1 л;
- дубильная кислота: 2г;
- виннокаменная кислота: 2г.
После тщательного перемешивания и полного растворения состав нагревают до 150 °С и полностью погружают в него заготовку. Выдерживают 15 минут, далее промывают проточной водой и ненадолго окунают в кипящую воду для полной и качественной промывки.
Составляющие раствора для воронения
Последний этап процесса — это выдержка в машинном масле в течение часа. После высушивания изделие готово к использованию.
Термическое воронение — самый старый и самый простой способ для домашних условий. Весь процесс сводится к нагреванию стали на открытом воздухе. Он длится до тех пор, пока верхние слои стали не прореагируют с кислородом воздуха и не создадут в результате оксидную пленку. Чем сильнее нагревают деталь, тем темнее она становится.
Следует помнить, что термическая обработка изменяет и физические свойства стали всего изделия.
Особенности химического воронения и рецепты некоторых составов
Перед нанесением нового покрытия в домашних условиях необходимо удалить старое. Это делают, комбинируя механические и химические способы очистки.
Для получения стойкого и красивого покрытия деталь приходится кипятить от 30 до 90 минут, за это время часть раствора выкипает. Заготовка все время должна быть покрыта составом полностью, поэтому состав надо готовить с запасом и во время кипячения периодически доливать.
В конце процедуры химического воронения стали изделие следует вымыть в мыльном растворе, просушить и обильно смазать маслом.
Существует много вариантов химического воронения. В одних состав делается мастером самостоятельно, другие предполагают применение готовых средств фабричного производства, таких, как парижский оксид, Ворон3М, Клевер и другие.
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
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.
Холодное воронение в домашних условиях
«Клевер» не требует термической обработки детали, поэтому такой способ считают холодным воронением. Холодное воронение можно проводить и другими средствами.
- «Ворон-3М». Препарат образует на поверхности плотную пленку глубокого черного цвета.
- «Парижский оксид». Импортный препарат на основе селена поставляется в трех емкостях: 1- для подготовки поверхности, 2- основной состав и 3 закрепитель, дающий покрытию дополнительную защиту.
Жидкость для холодного воронения наносят на детали кисточкой, а после окрашивания смывают теплым мыльным раствором. Метод популярен для обработки стволов и других деталей огнестрельного оружия, не подлежащий кипячению.
Если вы проводите воронение стали в домашних условиях, нужно разумно выбирать составляющие раствора для кипячения. Нагрев закаленных деталей может привести к потере им своих прочностных свойств.
Щелочные растворы менее пагубно воздействуют на сталь, и опытные мастера советуют остановить свой выбор на них. Обработку кислыми растворами предпочтительно проводить при пониженных температурах
Так, например, при применении кислотного состава для воронения стали из:
- азотнокислого кальция – 94%;
- ортофосфорной кислоты – 3%;
- диоксида марганца – 3%.
обработку ведут от получаса до 45 минут при 100 °С
Чернение металла
В зависимости от кислотности среды, в которой обрабатывают заготовку, меняется цвет получившегося покрытия, от желтого до черного. Поэтому воронение и чернение металла – не одно и то же. Требуемый оттенок подбирают, варьируя интенсивность и длительность термообработки и процентное содержание компонентов раствора.
Если взять смесь из 7 частей азотнокислой меди и 3 частей спиртового денатурата, нанести ее на изделие и прогреть его на огне то по мере нагрева покрытие начинает менять свой цвет. Когда получится нужный оттенок, нагрев прекращают.
Чернить сталь возможно также и обмазав его маслом и прокалив на открытом пламени. Получится стойкая пленка глубокого черного цвета. Существуют и другие составы для чернения.
Способ, использующий так называемый «ржавый лак», отличается своей экономичностью на фоне вполне приемлемого качества покрытия.
Изделие погружается в химически активную коррозионную жидкость на основе соляной кислоты, образующую на его поверхности рыжую и черную окиси.
Чтобы удалить ржавый налет, придется воспользоваться жесткой проволочной щеткой. Черная оксидная пленка останется на изделии.
Готовый ржавый лак
Метод отличается большой длительностью и трудоемкостью, но обеспечивает отличный эффект в домашних условиях.
Перед началом обработки, как и при применении всех остальных методов, следует тщательно зачистить объект шкуркой и обезжирить его растворителем.
Активная жидкость готовится в специальных фарфоровых сосудах, использование защитных перчаток, фартука, кислотостойкой обуви и плотной производственной одежды обязательно. Следует также применять респиратор и прозрачный лицевой щиток.
Малое количество соляной кислоты вливают в сосуд, добавляя соскобленную с железа ржавчину, опилки и азотную кислоту. Состав следует осторожно помешивать фарфоровой мешалкой, пока не прекратят появляться пузырьки.
Далее осторожно доливают воду и водку в равных долях. Раствору дают отстояться и сливают с осадка.
Результат использования ржавого лака
Деталь помещают в раствор на время, достаточное для приобретения глубокого черного цвета. В завершение процесса деталь следует промыть большим количеством воды.
Внимание! Раствор, использующийся при работе эти способом, является одним из самых сильных растворителей. Остерегайтесь даже самых маленьких брызг — они могут причинить очень серьезные травмы и повредить имущество.
Если брызги попали на одежду — ее следует немедленно снять. Если же, несмотря на все предосторожности, капли попали на кожу — пораженное место надо обильно промыть раствором соды и немедленно обратиться за медицинской помощью.
Воронение стали в масле также доступно в домашних условиях.
Для проведения процедуры понадобится:
- 0,5 л масла.
- Оснастка для размещения изделия: крючки, пассатижи, прокладки.
- Емкость из нержавеющей стали.
- Достаточное количество ветоши или салфеток из нетканого материала.
- Источник тепла.
Воронение стали с помощью машинного масла
В качестве источника тепла использую газовую плиту, строительный фен или компактную газовую горелку.
Деталь нагревают на открытом огне или потоком горячего воздуха из фена, берут плоскогубцами и осторожно помещают в емкость с маслом на заранее подготовленные проволочные крючки и подставки так, чтобы она была полностью погружена. Это гарантирует ровный и выразительный цвет. Обработку маслом повторяют до тех пор, пока заготовка не приобретет требуемый оттенок.
Этот способ обеспечивает в домашних условиях хорошие антикоррозионные свойства, но, к сожалению, покрытие получается не очень прочным.
Очистка изделия от ржавчины
В данной статье были описаны несколько самых популярных способов воронения стали в домашних условиях. Их применяют охотники и коллекционеры для восстановления коррозионной стойкости и внешнего вида ружей, кузнецы, кующие ножи ручной работы, мастера в автосервисе, возвращающие к новой жизни старые гайки и болты. Если соблюдать пропорции и технологию, о ваши металлические изделия приобретут отличный внешний вид и долгую жизнь.
3 проверенных способа воронения ножа
Здравствуйте, дамы и господа. Сегодня поговорим о воронении, оксидировании или чернении стали. Это способ поверхностного покрытия стали тонким слоем железных окислов. Он защищает металл от коррозии, а также придает привлекательную тонировку изделию. Можно добиться черного сине-черного, серого или синего цвета. Процесс проходит под воздействием химических (щелочь или кислота) и термических способов. Я покажу несколько методов, которые лично проверил.
Горячее воронение
- Масло машинное.
- Обезжириватель.
- Печь.
- Уйат-спирит
Далее наливаем масло в емкость, желательно фарфоровую, я налил в кружку. В масло погружаем клинок, и отправляем кружку в печь при температуре примерно 280 градусов по Цельсию. Пара слов про печь. В идеале нужна муфельная печь с регулировкой температуры, но где мы такую возьмем? Пойдет кухонная духовка, но помещение должно быть очень хорошо проветриваемым. Я использовал остывающий горн, а также остывающую печку в доме.
Второй вариант далеко не лучший, так как масло начинает кипеть и испарять, что сопровождается не приятным запахом, ну и самими испарениями (поэтому и духовка не лучший варик). Кипятить так нож надо от 10 до 20 минут, пока не будете довольны оттенком. Вот результат:
После изделие пусть остынет, снова протрите его обезжиривателем и вытрите насухо. Конечно же закалка от этого способа никуда “не денется”.
Воронение в лимонной кислоте
- Лимонная кислота.
- Теплая вода.
- Обезжириватель.
- Салфетки.
Чернение проходит от получаса до двух часов. В обще, это зависит от стали, но я пробовал разные марки, и для всех результат примерно одинаковый. Каждые 15 минут клинок необходимо доставать и протирать салфетками, убирая черный налет. Как только будете довольны цветом можно вытащить нож и протереть его растительным маслом это остановит реакцию.
И да, вода должна быть горячей 70-90 градусов по Цельсию. Хотя я и частенько забивал на эту температуру, процесс шел, но неравномерно.
Вот два примера абсолютно отличных друг от друга.
Отличия из-за разных марок стали. Та, что темней - высокоуглеродистая (бывший напильник), для таких марок чернение подходит идеально. Ну и я постоянно протирал клинок. Второй ножичек из низкоуглеродистой стали, которую я просто оставил примерно на сутки в растворе, и процесс прошел неравномерно. В целом, результатом я все равно доволен, оттенок получился интересный (на фото присутствует желтизна, в реальности я ее замечаю).
Воронение в уксусе
Процесс воронения:
Уксус необходимо прокипятить, но можно и обойтись без этого. Он и так ужасно пахнет, так что я забил. Но уксус не должен быть холодным, хотя бы комнатной температуры. Клинок можно промыть под горячей водой, чтобы он тоже нагрелся, после обезжириваем и опускаем в уксус, также каждые 15-20 минут очищая от черного налета.
Итог такой:
Все эти методы позволяют оксидировать клинок, что защитит его от ржавчины, а также придаст интересный тонированный цвет. Во всех случаях не стоит дышать испарениями воронения, они вредны для здоровья.
Все эти методы позволят добиться любого нужного вам результата. Покрытие достаточно прочное во всех описанных методах, и хватит его на пару лет точно. Надеюсь, статья была полезной для вас.
Правила воронения металла в домашних условиях
Для придания презентабельного вида и защиты от ржавчины применяют воронение металла. В домашних условиях эту процедуру выполнить довольно просто, если известны основные способы как это сделать.
Особенности работы
Использование воронения дома – это выгодная процедура, позволяющая сэкономить семейный бюджет. На металл при этом наносится специальный состав, позволяющий выполнить чернение и образующий защитную пленку.
Вначале сталь зачищается и обезжиривается, затем происходит обработка поверхности выбранным способом.
- Вся работа выполняется в перчатках;
- Раствор для воронения содержит различного рода химию, поэтому следует его хранить в оригинальных упаковках, остерегаться пролива вещества;
- Рядом должны находиться средства от ожогов, чтобы в случае необходимости оказать первую помощь;
- Проводится работа в хорошо проветриваемом помещении;
- Лучше не использовать металлическую посуду при работе.
Также понадобится наждачная бумага. Ее используют для зачистки поверхностей. Обезжиривают металл обычно ацетоном, перхлорэтиленом, бензином Б-70 и другими органическими растворителями. Поверхность его к этим веществам инертна (невосприимчива).
Способы обработки металла
Чернение металла происходит следующими способами: щелочной, кислотный и термический. Такие работы можно проводить на топоре, оружие и других металлических изделиях.
Щелочное воронение
Самый популярный способ чернения стали – это химическое оксидирование со щелочным составом. Полученный результат довольно качественный и стойкий, когда строго придерживаются технологии. Метод основывается на способности металла к окислению. Работа выполняется при 135-150 градусах, следует быть при этом быть готовым к характерному запаху.
Чернение щелочным способом лучше проводить вне квартиры. Делать это можно во дворе или гараже, в помещении с хорошей вентиляцией.
Итак, начнем. Первым делом нужно обезжирить и хорошо очистить поверхность металлического предмета. Помните, что воронение в домашних условиях невозможно без приготовления хорошего щелочного состава.
Сделать это можно следующим образом:
- В фарфоровую посудину нужно налить 100 мл обычной воды.
- Добавить 100 гр соды технической и 30 гр азотнокислого натрия.
- Тщательно помешать и нагреть полученный состав до 135-150 градусов.
Раствор готов, теперь нужно в него на полчаса опустить изделие, которые планируется воронить. Затем металл моется дистиллированной водой, сушится и смазывается равномерно машинным маслом.
В результате щелочного воронения в домашних условиях должен появиться яркий черный цвет с синим оттенком. Чтобы получить более толстую оксидную пленку, следует увеличить процент щелочи в растворе.
На видео: щелочное воронение своими руками.
Кислотное воронение
Перед воронением следует хорошо зачистить изделие наждачной бумагой. Потом можно его обезжирить, окунув на 10-20 минут в керосин или трифосфат натрия. После этого деталь сушится, а в это время можно приготовить раствор для чернения.
Готовится он следующим образом:
- В 1 л воды добавляется по 2 гр виннокаменной и дубильной кислоты.
- Ингредиенты тщательно смешиваются.
- Раствор нагревается до 140-150 градусов.
В разогретый состав следует опустить деталь на 14-17 минут, затем ополоснуть ее обычной или кипящей водой (для лучшего очищения от раствора).
Последний этап – это погружение изделия на 60 минут в машинное масло. Затем его нужно протереть, высушить и можно пользоваться.
Термическое воронение
Данный вариант появился раньше всех, поэтому он проще других в исполнении, но не менее действенный. Основан метод на нагревании металлических изделий до возникновения реакции кислорода с самим металлом. Сила нагрева варьируется в зависимости от нужного результата.
В таблице представлен получаемый цвет при разных температурных режимах.
| Температура | Цвет |
| 220-229 | Бледно-желтый |
| 230-255 | От золотисто-желтого до красно-желтого |
| 256-280 | Лиловый, пурпурный |
| 281-295 | Голубой |
| 296-320 | Синий, темно-синий |
Для реализации термической обработки понадобится машинное масло (500 мл), ванночка для машинного масла, плоскогубцы, газовый фен и сухие салфетки. Термическую обработку следует делать на кирпичной или другой негорючей поверхности.
- Фен нужно включить на максимальную температуру и держать над ним изделие.
- Разогретую деталь полностью погружают в масло, держать при этом ее можно плоскогубцами.
- Достать и промокнуть изделие салфеткой.
- Повторить еще 3 раза всю процедуру с самого начала.
Данный способ не придаст металлу черный цвет. Чернение данным методом необходимо для предотвращения ржавчины, декоративное воронение редко делается этим способом.
Оксидирование лимонной кислотой
Чернение лимонной кислотой защит от коррозии, пленочки окислов и ржавчины. Это старый способ, подходящий для стали с высоким количеством углерода. Если таким образом оксидировать нож, то в местах, где будет происходить его заточка, все покрытие сойдет. Оно не слишком стойкое, подойдет для предметов, которыми пользуются редко.
Для этого понадобится:
- пачка лимонной кислоты;
- горячая вода (90-95 градусов);
- машинное масло.
В емкость из нержавеющей стали или стекла необходимо высыпать весь пакетик с лимонной кислотой (20 гр), заливать горячей водой (около 200 гр) и тщательно размешать. Окунаем изделие в приготовленный состав и оставляем на 50 минут. Через некоторое время можно наблюдать начало реакции. Вокруг детали станут активно образовываться пузыри. Они могут препятствовать доступу воздуха к изделию, поэтому можно периодически (раз в 10-15 мин) двигать ножом, чтобы они исчезли с поверхности.
По истечении 50 минут можно достать деталь, она станет по окончанию процесса черного цвета. Ее нужно сполоснуть, смазать маслом и протереть.
Синение стали
Горячее воронение чаще всего помогает достичь синего цвета. Происходит это при нагреве в течение более длительного время. Вначале поверхность приобретает белый, желтый, фиолетовый оттенки, и в итоге получается красивый синий цвет.
Рецепт 1
Воронение стали в домашних условиях этим способом предполагает наличие горна, в идеале — с автоматическим поддувом. В ящик из металла следует положить березовый уголь, оставляя место для металла, который нужно обработать.
Эту конструкцию помещают в горн, предварительно разогретый. Металл смазывают уксусом, протирают и кладут в ящик, когда уголь начинает тлеть. При возникновении синеватого цвета деталь нужно вытащить наружу, немного остудить и вернуть на место. Такие манипуляции следует проделать 3-4 раза до получения правильного оттенка.
Рецепт 2
Этот способ получения синего цвета осуществляется без термической обработки. Потребуется 3 гр гексацианоферрата («красная соль» в народе) и полуторахлорное железо. Химические компоненты по технике безопасности нужно добавлять в воду, но не наоборот.
Эти вещества отлично растворяются и представляют собой сильные окислители. Добавляем их по отдельности в 0,5 л воды, мешаем и смешиваем в одну субстанцию. В получившийся раствор окунаем сталь до момента, пока она не приобретет нужный цвет.
Благородный серый и черный цвета
Красивый серый цвет можно получить с помощью азотной меди (вид соли) и денатурата (вид спирта). При этом образуется довольная мощная пленка хорошо устойчивая к ржавчине. Соль (70 гр) следует расплавить на огне, добавить в нее денатурат (20 гр) и смазать этой смесью металл, нагревая его до получения правильного оттенка.
Зачернить нержу можно при помощи разных масел (льняное, животное) или воска. Им смазывают предмет и раскаляют на огне. В итоге она становится благородного черного цвета и появляется устойчивая защитная пленка.
Как правильно проводить воронение (2 видео)
Читайте также: