15.12.2019

Способы воронения стали в домашних условиях

Воронение металла, стали в домашних условиях

Воронение (чернение) металла, стали представляет собой покрытие поверхности специальным слоем. Оно придает изделию определенную окраску: черную, синюю или другую. При такой обработке появляется красивая тонировка. Однако метод широко используется благодаря своей практической пользе: покрытые особой пленкой предметы хорошо защищены от коррозии. Процесс давно получил распространение в промышленности. Некоторые применяют воронение в домашних условиях.

Способы воронения

Существует несколько способов подобной обработки. В промышленности воронение осуществляется с помощью изменения структурного состава поверхности. Нанесение — специальным способом. В домашних условиях применять подобные технологии очень дорого или попросту невозможно.

Однако есть способы, позволяющие чернить сталь дома. Для этого не требуется промышленного оборудования. Все необходимое можно найти в магазине. Эти методы представлены ниже.

Горячий метод

Горячий способ предполагает воздействие высокой температуры. Сначала металл просмаливают, затем обжигают, например, паяльной лампой.

Принцип максимально прост и использовался еще в древности. Для работы достаточно даже обычной кухонной плиты. Под воздействием температуры верхний слой взаимодействует с кислородом.

Нагревание нужно осуществлять медленно, постепенно доводя до 400 °C. Поверхность становится сначала коричневой, а потом — черной. Потребуется масло: оливковое или оружейное. Важно рассчитать его количество и не переусердствовать. В противном случае будут пятна.

Способ в домашних условиях применяется реже остальных из-за технологии. Хотя он имеет преимущества:

защитный эффект держится дольше, чем при холодном способе;
безвреден для здоровья;
требует малых затрат.

Перед беспламенным обжигом желательно обработать изделие специальным составом, в который входят:

Соотношение компонентов один к двадцати соответственно. Наносится как можно более тонким слоем. В итоге защитная поверхность получается очень ровной.

Проверить качество воронения можно простым способом. Окунуть кисточку в обычную воду и провести по обработанной поверхности. Должна получиться пленка, но не капля.

Холодный способ

Другой способ обработки — холодное воронение. Часто используется, если изделия нельзя подвергать серьезным нагрузкам. Занимает немного времени и также не потребует много денег.

Суть заключается в покрытии поверхности особым раствором, например, парижским оксидом. Наносят, как правило, кисточкой. Для большего эффекта изделие погружают в раствор. После процедуры изделие:

Моют.
Протирают ветошью. Ее необходимо смочить спиртом.

Применение окислителей

Есть метод с использованием расплавленных окислителей:

Такое чернение металла в домашних условиях предполагает погружение в расплав. Изделие находится в нем, пока поверхность не приобретет характерный цвет. При работе стоит помнить, что перечисленные вещества опасны для здоровья. Их можно заменить следующими растворами:

Некоторые особенности

Воронение стали в домашних условиях не представляет ничего сложного. Окислители применяются для обработки и других металлических изделий:

чугунных;
медных, которые приобретают интенсивный красный цвет.

Есть ряд особенностей, которые желательно запомнить:

Если изделия термочувствительные или закаленные, то их лучше не трогать. Воронение ухудшит характеристики.
Для завершения процесса нужно не забыть помыть изделие специальным средством. После сушки иногда требуется смазка маслом.
В магазинах нетрудно найти необходимые вещества, например, селитру, лимонную кислоту.
Снять чернение также возможно. Для этого понадобится специальный карандаш.

Перед началом необходимо зачистить поверхность и отшлифовать ее.
Обезжирить особым раствором.
Нужно не забыть про резиновые перчатки для защиты рук. К обработанному изделию нельзя прикасаться.
Создать вентиляцию, вытяжку.
Подобрать сосуд с подходящими свойствами. Объем должен позволять утопить обрабатываемое изделие полностью. Подойдет материал, не боящийся применяемых веществ: стекло, фарфор, нержавейка, фаянс.

Что касается цвета, то для некоторых изделий он также может быть важен. Можно получить различную окраску: от желтой до черной, ее оттенки. Поэтому, строго говоря, чернение и воронение — не одно и то же.

Чтобы добиться нужного цвета, придется дополнительно уточнить компоненты растворов либо обратить внимание на режим термообработки. Например, один из способов заключается в следующем:

Берется азотнокислая медь (70 г) и спиртовой денатурат (30 г).
Соль нагревают, пока она не расплавится.
Добавляют денатурат.
Этой смесью покрывают изделие.
Нагревают до тех пор, пока не получится необходимый оттенок. Цвет будет меняться.

Секреты воронения

Рецептов воронения существует много. Каждый мастер предпочитает свой, у кого-то могут быть хитрости. В древности нередко рецепты вороненой стали держали в тайне. Сегодня можно найти различные рецепты на любой вкус.

Холодное воронение

Можно привести следующий пример холодного воронения дома:

Берется литр воды (дистиллированной), два вида кислоты: 30% соляная (4 г), 69% азотная (13,5 г). Добавляется также хлорид железа трехвалентный (170 г) и сульфат меди двухвалентный (4 г).
Смесью обрабатывают поверхность и оставляют на какое-то время. Чем дольше — тем лучше.
Ржавчину убирают с помощью водяного пара и щетки.
Все повторяется до тех пор, пока результат не окажется желаемым. Некоторые делают это до 10−20 раз.

Рецепт с окислителем

Для примера можно привести следующий рецепт щелочного раствора:

Понадобится каустическая сода (400 г), азотнокислый натрий (10 г), вода (600 мл).
Воздействовать смесь должна 30 минут или дольше.
Затем поверхность хорошо моется, сушится, немного смазывается маслом. Если щелочь не смыть до конца, будет налет.

Во время работы следует соблюдать осторожность. Горячие вещества и химикаты способны повредить здоровью или испортить имущество. Важно не забывать про правильный подбор емкости, подходящую одежду и элементарную технику безопасности.

Читать еще: Механические свойства стали ст3

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:

Качество стали. Лучше всего поддается воронению высокоуглеродистая сталь. Другие разновидности стали могут быть окрашены в более светлый оттенок либо иметь неравномерный окрас.
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.
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:

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.
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.
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.
В зависимости от желаемого эффекта и размера самого изделия процесс воронения занимает 30-60 минут.
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.

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.

Читать еще: Меднение нержавеющей стали

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