Оксидирование металла в домашних условиях

Способы и технология воронения (оксидирования) металла в домашних условиях

Такой обработкой металла можно решить две задачи. Во-первых, этим материалу придается привлекательный вид, он словно бы «омолаживается». Это самое распространенное понимание сути процесса, но довольно узкое. Во-вторых, и это главное, повышается уровень его защиты от коррозии. Считается, что воронение возможно только в условиях производства. Однако это не совсем верно.

В чем отличие

Результат промышленной обработки – изменение химического и структурного состава «верхнего» слоя металла. Получаемый оксид железа и играет роль защитного покрытия всей заготовки. Такая методика в домашних условиях если и осуществима, то крайне нерентабельна, так как потребует не только специальных знаний, но и значительных материальных вложений.

Все приведенные ниже вещества – только пример. У них есть много аналогов как российского, так и зарубежного производства. Не каждый продавец разбирается в технологии воронения. Но если назвать что-то конкретное, то даже если такого средства в продаже нет, менеджер легко подберет ему замену.

Независимо от выбранного способа воронения, весь процесс подразделяется на несколько этапов, которые можно кратко описать так:

зачистка (+ шлифовка); обезжиривание; нанесение средства для воронения; финишная обработка.

Нюансы для разных способов и деталей могут быть свои, но общий алгоритм действий неизменен.

Нужно учесть, что после обезжиривания к заготовке пальцами прикасаться нельзя. Поэтому необходимо работать в чистых прорезиненных перчатках.

Воронение «холодное»

Из названия понятно, что металл в процессе работы термическому воздействию не подвергается. Для обработки применяются специальные растворы. Все отличие только в способе, которым ими покрывается деталь.

Кисточкой

Средства, нанесенные на поверхность, образуют плотную пленку. Такой способ называют еще «чернением». Можно использовать отечественный состав «Ворон 3». Из импортных – так называемый «оксид парижский».

Преимущества

Простота технологии. Воронение можно сделать в любых условиях, без какой-либо подготовки рабочего места.

Недостатки

Трудность воронения деталей со сложной конфигурацией или рельефом. При механических воздействиях слой покрытия повреждается. Понадобится дополнительная полировка, чтобы добиться «гладкости» основы.

Погружением в емкость

Преимущества очевидны. Во-первых, жидкость проникнет во все «закоулки». Во-вторых, такая обработка потребует значительно меньше времени. В-третьих, снизится расход вещества, который неминуемо будет, так как при обмазке часть состава будет разбрызгиваться.

Независимо от выбранного способа, после окончания процедуры вещество смывается водой с моющим средством.

Несколько рецептов растворов

Доли всех компонентов указаны в граммах на 1 л воды дистиллированной.

Хлорид железа – 75; этанол – 30; сульфат меди и азотная кислота – по 20. Хлорид железа – 170; азотная кислота – 13,5; соляная кислота и сульфат меди – по 4.

Воронение «горячее»

Преимущества

Такое покрытие служит гораздо дольше. Отсутствие вредных испарений, которыми сопровождается процесс «холодного» воронения.

Технология

Обрабатываемая заготовка сначала слегка разогревается, чтобы вещество лучше «ложилось» на основу. Можно использовать масло оружейное, льняное, буроугольное, оливковое или что-то подобное. Выбор конкретного средства зависит от вида металла.

Как нанести масло, каждый решает сам. Наверное, целесообразнее деталь окунуть в него. После этого она подвергается термической обработке. Самый распространенный способ – обжиг паяльной лампой.

Особенность методики

После погружения в ванночку нужно дать маслу стечь. Его излишки приведут к появлению пятен на поверхности детали. В процессе обжига необходимо контролировать изменение цвета заготовки. Как только он изменится с коричневого на черный, обработку следует прекратить.

Воронение окислителем

Применяются различные химические соединения из числа нитритов или нитратов. Все они характеризуются своей температурой плавления, поэтому ориентироваться нужно в первую очередь на собственные возможности, так как не у каждого хозяина есть, к примеру, муфельная печь. Источники температуры могут быть разными, поэтому не нужно усложнять себе жизнь и руководствоваться первым попавшимся рецептом – выбор окислителей достаточно большой.

Недостатки

С точки зрения ТБ такая методика небезопасна, так как чревата воспламенением «органики». Работа с окислителями требует хороших знаний, в первую очередь, по химии. Ограничение в использовании веществ. Запрет – на обработку металлов закаленных или деталей, которые нельзя подвергать высоким термическим воздействиям.

Именно по этим причинам на практике растворы соединений натрия (калия) заменяются на щелочные или солевые.

Несколько рецептов

На 1 л воды: натр едкий – 2,8; динатрия гидрофосфат – 100; натрий азотнокислый – 50. На 0,6 л: едкий натр – 400; нитрат калия и натрий азотнокислый – по 10.

Все ингредиенты – в «г».

Минимальное время погружения детали в раствор – полчаса. После этого необходимо промыть проточной водой, просушить и покрыть тонким слоем смазки.

Полезные советы

1. Ванночка для «холодного» воронения делается не из любого материала. Как правило, это «оцинковка» или древесина. Необходимо в ее конструкции предусмотреть подвески-крючки для помещения в раствор детали. Они могут быть или смонтированы на стенке, или выполнены в виде изогнутых стоек. Все зависит от габаритов заготовки и высоты бортиков емкости.
2. Для обезжиривания лучше использовать растворители на органической основе (ацетон, бензин Б-70, перхлорэтилен и другие). Основа по отношению к ним инертна. Если хочется изготовить средство самостоятельно, по имеющимся в интернете рецептам, то нужно учесть, что для каждого металла подбирается свой состав.
3. Независимо от способа воронения и применяемых химреактивов все работы нужно проводить или на открытом воздухе, или в комнате с хорошей вентиляцией, так как процесс сопровождается вредными испарениями.

Если надлежащей зачистки механическим способом добиться не удается (щеткой, абразивом), то применяется методика травления. Для каждого металла или сплава – «свой состав». Рецептов также достаточно.

Например, для металлов «черных» есть такой (один из многих): кислоты азотная, серная и соляная (100 + 50 + 150) в «г» на 1 л воды дистиллированной. Обработка проводится около 2,5 часов при температуре смеси порядка 80 °С.

Для деталей, которым необходимо придать идеальную «гладкость» поверхности, применяется химическая полировка. Она очень эффективна в тех случаях, когда механический способ не дает результата из-за рельефности основы или ее сложной конфигурации.

Воронение в домашних условиях

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

Способы и технология воронения (оксидирования) металла в домашних условиях

Такой обработкой металла можно решить две задачи. Во-первых, этим материалу придается привлекательный вид, он словно бы «омолаживается». Это самое распространенное понимание сути процесса, но довольно узкое. Во-вторых, и это главное, повышается уровень его защиты от коррозии. Считается, что воронение возможно только в условиях производства. Однако это не совсем верно.

В чем отличие

Результат промышленной обработки – изменение химического и структурного состава «верхнего» слоя металла. Получаемый оксид железа и играет роль защитного покрытия всей заготовки. Такая методика в домашних условиях если и осуществима, то крайне нерентабельна, так как потребует не только специальных знаний, но и значительных материальных вложений.

Все приведенные ниже вещества – только пример. У них есть много аналогов как российского, так и зарубежного производства. Не каждый продавец разбирается в технологии воронения. Но если назвать что-то конкретное, то даже если такого средства в продаже нет, менеджер легко подберет ему замену.

Независимо от выбранного способа воронения, весь процесс подразделяется на несколько этапов, которые можно кратко описать так:

зачистка (+ шлифовка); обезжиривание; нанесение средства для воронения; финишная обработка.

Нюансы для разных способов и деталей могут быть свои, но общий алгоритм действий неизменен.

Нужно учесть, что после обезжиривания к заготовке пальцами прикасаться нельзя. Поэтому необходимо работать в чистых прорезиненных перчатках.

Воронение «холодное»

Из названия понятно, что металл в процессе работы термическому воздействию не подвергается. Для обработки применяются специальные растворы. Все отличие только в способе, которым ими покрывается деталь.

Кисточкой

Средства, нанесенные на поверхность, образуют плотную пленку. Такой способ называют еще «чернением». Можно использовать отечественный состав «Ворон 3». Из импортных – так называемый «оксид парижский».

Преимущества

Простота технологии. Воронение можно сделать в любых условиях, без какой-либо подготовки рабочего места.

Недостатки

Трудность воронения деталей со сложной конфигурацией или рельефом. При механических воздействиях слой покрытия повреждается. Понадобится дополнительная полировка, чтобы добиться «гладкости» основы.

Погружением в емкость

Преимущества очевидны. Во-первых, жидкость проникнет во все «закоулки». Во-вторых, такая обработка потребует значительно меньше времени. В-третьих, снизится расход вещества, который неминуемо будет, так как при обмазке часть состава будет разбрызгиваться.

Независимо от выбранного способа, после окончания процедуры вещество смывается водой с моющим средством.

Несколько рецептов растворов

Доли всех компонентов указаны в граммах на 1 л воды дистиллированной.

Хлорид железа – 75; этанол – 30; сульфат меди и азотная кислота – по 20. Хлорид железа – 170; азотная кислота – 13,5; соляная кислота и сульфат меди – по 4.

Воронение «горячее»

Преимущества

Такое покрытие служит гораздо дольше. Отсутствие вредных испарений, которыми сопровождается процесс «холодного» воронения.

Технология

Обрабатываемая заготовка сначала слегка разогревается, чтобы вещество лучше «ложилось» на основу. Можно использовать масло оружейное, льняное, буроугольное, оливковое или что-то подобное. Выбор конкретного средства зависит от вида металла.

Как нанести масло, каждый решает сам. Наверное, целесообразнее деталь окунуть в него. После этого она подвергается термической обработке. Самый распространенный способ – обжиг паяльной лампой.

Особенность методики

После погружения в ванночку нужно дать маслу стечь. Его излишки приведут к появлению пятен на поверхности детали. В процессе обжига необходимо контролировать изменение цвета заготовки. Как только он изменится с коричневого на черный, обработку следует прекратить.

Воронение окислителем

Применяются различные химические соединения из числа нитритов или нитратов. Все они характеризуются своей температурой плавления, поэтому ориентироваться нужно в первую очередь на собственные возможности, так как не у каждого хозяина есть, к примеру, муфельная печь. Источники температуры могут быть разными, поэтому не нужно усложнять себе жизнь и руководствоваться первым попавшимся рецептом – выбор окислителей достаточно большой.

Недостатки

С точки зрения ТБ такая методика небезопасна, так как чревата воспламенением «органики». Работа с окислителями требует хороших знаний, в первую очередь, по химии. Ограничение в использовании веществ. Запрет – на обработку металлов закаленных или деталей, которые нельзя подвергать высоким термическим воздействиям.

Именно по этим причинам на практике растворы соединений натрия (калия) заменяются на щелочные или солевые.

Несколько рецептов

На 1 л воды: натр едкий – 2,8; динатрия гидрофосфат – 100; натрий азотнокислый – 50. На 0,6 л: едкий натр – 400; нитрат калия и натрий азотнокислый – по 10.

Все ингредиенты – в «г».

Минимальное время погружения детали в раствор – полчаса. После этого необходимо промыть проточной водой, просушить и покрыть тонким слоем смазки.

Полезные советы

1. Ванночка для «холодного» воронения делается не из любого материала. Как правило, это «оцинковка» или древесина. Необходимо в ее конструкции предусмотреть подвески-крючки для помещения в раствор детали. Они могут быть или смонтированы на стенке, или выполнены в виде изогнутых стоек. Все зависит от габаритов заготовки и высоты бортиков емкости.
2. Для обезжиривания лучше использовать растворители на органической основе (ацетон, бензин Б-70, перхлорэтилен и другие). Основа по отношению к ним инертна. Если хочется изготовить средство самостоятельно, по имеющимся в интернете рецептам, то нужно учесть, что для каждого металла подбирается свой состав.
3. Независимо от способа воронения и применяемых химреактивов все работы нужно проводить или на открытом воздухе, или в комнате с хорошей вентиляцией, так как процесс сопровождается вредными испарениями.

Если надлежащей зачистки механическим способом добиться не удается (щеткой, абразивом), то применяется методика травления. Для каждого металла или сплава – «свой состав». Рецептов также достаточно.

Например, для металлов «черных» есть такой (один из многих): кислоты азотная, серная и соляная (100 + 50 + 150) в «г» на 1 л воды дистиллированной. Обработка проводится около 2,5 часов при температуре смеси порядка 80 °С.

Для деталей, которым необходимо придать идеальную «гладкость» поверхности, применяется химическая полировка. Она очень эффективна в тех случаях, когда механический способ не дает результата из-за рельефности основы или ее сложной конфигурации.

Воронение металла в домашних условиях лимонной кислотой

Воронение или травление металла придает материалу красивый черный оттенок, а также защищает его от ржавчины и окисления. Воронение используется исключительно для защиты стали и может применяться для обработки практически любых предметов: ножей, болтов, топоров и других стальных изделий.

В домашних условиях протравливание может выполняться несколькими способами, но одним из самых эффективных является воронение лимонной кислотой. Воронение металла в домашних условиях лимонной кислотой не требует специальных навыков, поэтому может выполняться каждым желающим.

Особенности воронения лимонной кислотой

Стоит отметить, что воронение при помощи лимонной кислоты является не очень долговечным, поэтому не стоит использовать его для травления ручек, ножей, регулярно использующихся при приготовлении пищи. При правильном выполнении процедуры цвет готового изделия ровный и не имеет разнообразных пятен, разводов и прочих недостатков. Стоит отметить, что при проведении воронения необходимо обращать особое внимание на несколько моментов:

1. Качество стали. Лучше всего поддается воронению высокоуглеродистая сталь. Другие разновидности стали могут быть окрашены в более светлый оттенок либо иметь неравномерный окрас.
2. При выполнении процедуры необходимо иметь хорошее проветривание, так как в процессе выделяются вредные газы. Если воронение выполняется на кухне, то обязательно включить вытяжку либо открыть окно.
3. Весь процесс воронения должен происходить под постоянным контролем, так как каждые несколько минут рекомендуется переворачивать металл для равномерного травления.

Если технология воронения не была нарушена, то спустя всего полчаса-час можно получить качественно обработанный металл.

Как происходит воронение

Первую очередь необходимо правильно подготовиться к процессу воронения. Подготовка включает в себя приобретение лимонной кислоты, мытьё посуды для травки металла, а также кипячение воды. Чаще всего воронение происходит в пол-литровой банке, так как эта посуда является наиболее удобной для небольших клинков. Если сталь имеет большие размеры, то стоит задуматься об использовании другой посуды. Если клинок имеет размер сопоставимый с литровой или двухлитровой банкой, то стоит задуматься об использовании данных емкостей.

Лимонную кислоту необходимо развести в воде в соотношении 1 к 10. То есть на пол-литровую банку необходимо 50 г лимонной кислоты. Важно использовать исключительно горячую воду. Оптимальной температурой воды станет жидкость в диапазоне 80-100 градусов. Стоит очень аккуратно наливать горячую воду в стеклянную емкость, так как в процессе банка может лопнуть. После размешивания лимонной кислоты в воде начинается сам процесс воронения.

Важно! Перед воронением сталь должна быть дополнительно очищена. Для этих целей можно использовать спирт — он удалит грязь и жировые следы.

Процесс воронения состоит из нескольких этапов:

1. Погружение стали в заранее подготовленную емкость с раствором. Изделие должно полностью находиться в воде. В течение 1-2 начнётся реакция, которая сопровождается образованием большого количества пузырей.
2. Каждые 2-3 минуты необходимо проворачивать стальное изделие в растворе для сброса больших пузырьков образовавшегося газа. Это необходимо для равномерного распределения покрытия и предотвращения появление разнообразных разводов на стали.
3. Каждые 10 минут необходимо доставать стальное изделие и протирать его при помощи бумажной либо тканевой салфетки. В процессе протирания удаляется чёрный налет с поверхности, поэтому не стоит беспокоиться если ткань либо салфетка имеют другой оттенок.
4. В зависимости от желаемого эффекта и размера самого изделия процесс воронения занимает 30-60 минут.
5. Если желаемый результат был достигнут, то необходимо извлечь стальное изделие из раствора, протереть его салфеткой и машинным либо подсолнечным маслом. Данное действие останавливает реакцию, а также способствует сохранению цвета покрытия и делает его крепче.

Стоит учитывать, что при сильном охлаждении воды процесс воронения может прерваться, поэтому если заметно, что раствор остыл, то стоит незначительно подогреть его в микроволновке либо на печке. Рабочая температура раствора составляет 80 градусов, поэтому дополнительно емкость можно укутать полотенцем для сохранения тепла.

В интернете имеется множество примеров воронения различными материалами, но лимонная кислота является наиболее доступным решением. Даже если после воронения появились небольшие разводы, то они исчезнут спустя несколько очисток предмета. Если в дальнейшем стальное изделие планируется затачиваться, то необходимо делать это предельно аккуратно для предотвращения появления потертостей на самом лезвии. Если планируется воронить нож, то лучше заточку произвести заранее до процедуры травки.