Воронение металла, стали в домашних условиях

Процесс воронения

В процессе воронения на детали образуется пленка окиси железа. Ее толщина зависит от применяемой технологии и может быть в пределах от 1 до 10 микрометров.

Есть несколько способов обработки металла:

• Щелочной.
• Кислотный.
• Термический.

Далее мы рассмотрим каждый из них.

Щелочной способ

В щелочных растворах воронение выполняется с окислителями при температуре 130‒150°C. Основой щелочного оксидирования является процесс окисления железа.

• Для приготовления раствора лучше всего использовать емкость из нержавеющей стали.
• В эту емкость нужно влить 100 мл. воды и в ней растворить 120 гр. каустической соды и 30 гр. азотнокислого натрия. Размешивание выполняется до тех пор, пока не исчезнет твердый осадок.
• Получившуюся смесь нужно разогреть до 130‒150°C.
• Деталь погружается в кипящий раствор, но она не должна касаться стенок емкости.
• Минут через 20 металл почернеет, после чего нашу деталь нужно вынуть и промыть дистиллированной водой.
• После высыхания детали, ее нужно смазать машинным маслом, а затем насухо вытереть.
• Поверхность получается гладкой, износостойкой и не нуждается в дополнительной полировке.

Кислотный способ

Кислотное воронение выполняется в кислых растворах химическим или электрохимическим способами.

• Если деталь ржавая, то наждачной шкуркой необходимо ее очистить. Ускорить процесс очистки можно при использовании болгарки с металлической щеткой.
• Теперь потребуется очищающий раствор. Это может быть этиловый спирт с керосином либо керосин. Также можно использовать трифосфат натрия.
• Деталь опускается в раствор на 15 минут, после чего обмывается проточной водой и сушится (или протирается).

Пока деталь сохнет, приготовим раствор для кислотного воронения. Потребуются такие компоненты:

• вода – 1 л.
• дубильная кислота – 2 гр.
• виннокаменная кислота – 2 гр.

Теперь начнем воронение металлической детали.

• Компоненты смешиваются и разогреваются до 150°C.
• В емкость опускается деталь и оставляется на 15 минут, после чего ее нужно промыть проточной водой.
• Окончательно избавиться от раствора на детали можно окунув ее в кипящую воду.
• Завершающим этапом воронения будет погружение детали на 1 час в машинное масло, после чего ее нужно протереть и можно использовать по назначению.

Термический способ

Технология термического воронения является самой старой, и, наверное, самой простой. Суть способа заключается в нагреве металлического изделия на открытом воздухе до тех пор, пока кислород, содержащийся в воздухе, не вступит в химическую реакцию с верхним слоем детали. Чем сильнее разогрев, тем темнее становится деталь, потому что процесс окисления проходит на большей глубине.

С применением масла

Рассматриваемый способ несложен для его применения в домашних условиях. Нам понадобятся такие ингредиенты:

• Машинное масло – 500 мл.
• Металлическая емкость для масла.
• Инструмент для удерживания детали (пассатижи, плоскогубцы, клещи и т.п.).
• Газовая горелка. Если ее нет, то можно воспользоваться газовой плитой или строительным феном.
• Бумажные салфетки или ветошь.

Далее рассмотрим порядок действий с использованием строительного фена.

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

Каждый цикл воронения делает деталь темнее.

Воронение лимонной кислотой

Данный метод хорош для высокоуглеродистой стали. Оксидирование надежно защищает от ржавчины, пленочки окислов, коррозии.

Воронение длительной стойкости не имеет, поэтому подходит для оружия, которым стрелок пользуется крайне редко.

Для охотников, живущих в больших городах, которые крайне редко выбираются пострелять, такой способ воронения подходит более чем: бюджетный, процедуру можно проводить в квартирных условиях. Понадобятся только машинное масло, вода и пачка лимонной кислоты.

Кислоту высыпают в емкость, заливают кипятком и перемешивают. Изделие погружают на 1 час, периодически двигая его, чтобы сбить пузыри. Вынув деталь, ее ополаскивают и смазывают маслом.

Горячее воронение

Начнем с самого быстрого, и, пожалуй, эффективного способа.

Нам понадобятся:

• Масло машинное.
• Обезжириватель.
• Печь.
• Уйат-спирит

Процесс воронения клинка:

Воронить нож будем температурой и маслом. Я использовал машинное, но пойдет и подсолнечное. Изделие, которое будет подвергнуто воронению, в моем случае — это нож, необходимо обезжирить. Я использовал 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”.

Причины коррозии металла на открытом воздухе

Ржавчина образуется на металле не только от влаги, но и от взаимодействия с воздухом. На любом топоре со временем появляется коррозия. К причинам можно отнести:

• повышенную влажность воздуха – способствует разрушению металла. При показателях более 60% происходит образование ржавчины. Цинк, медь, никель ржавеют при влажности более 70%;
• газовый состав – газы, рассеянные в атмосфере, ускоряют этот процесс;
• содержание твёрдых частиц – это относится к активным и пассивным включениям;
• температуру – при понижении температуры испаряется вода, а детали начинают разрушаться;
• термодинамическую неустойчивость стали.

Воронение защитит от коррозии.

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.

Статья по теме: Особенности холодного цинкования и его достоинства

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.

Как правильно воронить стальные поверхности

Помните, что вы будете работать с огнём и смесями, поэтому заранее позаботьтесь о средствах защиты, чтобы в процессе воронения не получить химических ожогов.

Чтобы правильно обработать стальную поверхность, необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1. Как вы уже поняли, вы будете взаимодействовать с химическими веществами, которые негативно влияют на организм человека. Чтобы уменьшить воздействие ядовитых паров, необходимо проводить воронение стальной поверхности в пустой комнате с вентиляцией. Во время работы окно должно быть открытым или же должна работать вентиляционная вытяжка.
2. Лучше всего, чтобы в помещении не было никаких предметов. Если они всё-таки есть, перенесите в другую комнату вещества, которые могут взорваться или загореться. Воронение ножа: инструкция.
3. В комнате должно быть чисто, желательно без пыли и грязи. Если в помещении будет пыль, она будет попадать на изделие, вследствие чего ваша работа будет испорчена.
4. Выполняя один из способов воронения металлов, следуйте чётко по инструкции! При нарушении порядка действий могут возникнуть трудности.
5. Если вы не профессионально занимаетесь данной деятельностью, не пытайтесь в доме или в ограниченном помещении воронить вещи больших размеров, так как это очень трудно и крайне неудобно. Скорее всего, такая работа не принесёт вам нужных результатов.

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.

Статья по теме: Реставрируем ванну с помощью жидкого акрила: практические советы 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:

1. Возьмите посуду и залейте в нее 100 мл воды.
2. В ней необходимо растворить 120 грамм каустической соды и 30 грамм азотнокислого натрия, размешивая их до однородной массы.
3. Нагрейте состав до температуры 130-150 градусов.
4. В кипящую смесь поместите деталь таким образом, чтобы она не контактировала со стенками.
5. 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.

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.

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.

Статья по теме: Технология анодирования алюминия и преимущества процедуры

Применение ржавого лака

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.

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 селитрой

Отличный результат показывает химическое воронение селитрой. Оксидное покрытие получается прочным, блестящим, черно-синего цвета.

Очищенное изделие предварительно вываривают для обезжиривания 20 минут в растворе такого состава:

• Вода дистиллированная 1 литр;
• Сода каустическая50 гр;
• Сода кальцинированная 50 гр;
• Клей канцелярский 1 ст. ложка.

После обезжиривания изделия моют горячей водой и помещают в раствор для воронения на 25 минут.

Состав раствора:

• Едкий каустик 500 г.;
• Селитра натриевая 500 г.;
• Дистиллированная вода 1 л.

Обработанные детали начинают промывать под краном очень горячей водой, постепенно снижая температуру до холодной. Дополнительное полирование не требуется.

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.

Воронение оружия: способы и особенности

Изначально воронение оружия носила исключительно практичный характер, защищая металл от коррозии. Сегодня покрытие применяют также для возвращения металлу изначального внешнего вида, к тому же, чернение смотрится намного эффектней и менее заметнее в условиях охоты, чем металлический блеск.

Воронение оружия применяют для стойкости к истиранию и другому механическому повреждению

Особенности технологии и способы воронения оружия в домашних условиях

Независимо от способа воронения необходимо подготовить следующие инструменты и материалы:

• стальную вату;
• резиновые перчатки;
• защитные очки;
• очиститель;
• оружейные масла (смазочное и очистительное);
• аппликаторы (ватные тампоны, тряпки, щетки, зубочистки).

Для воронения оружия понадобятся оружейные масла

Выполнить качественное воронение в домашних условиях, как заявляют специалисты, невозможно. Особенно это касается оксидирования стали, для выполнения которой необходимо промышленные условия.

Домашние методы обработки металла включают в себя холодное, горячие и воронение окислителем. Рассмотрим особенности, а также преимущества и недостатки каждого из них.

Холодное воронение оружие

Данный метод широко применяется среди домашних мастеров. Если оружие не подвергается при эксплуатации высоким механическим нагрузкам, их можно воронить холодным способом. Холодное воронение проводится в ванночке или специальной емкости. Оптимально чтобы она была из древесины или оцинкованная.

Проходит воронение без термической обработки с применением различных растворов. В продаже есть готовые смеси для нанесения на металл с помощью кисточки. Например, состав «Ворон 3», «ржавый лак» или «парижский оксид». «Ржавый лак» — редкая смесь, которая если у кого-то и есть, то только благодаря старым запасам. Самостоятельно изготавливать смесь без определенного опыта не рекомендуется, т.к. занятие это опасное и трудоемкое.

Наносятся готовые составы на поверхность с помощью кисточки, после чего на оружие образуется защитная черная пленка. Необходимо следить за равномерностью слоя и попаданием жидкости для воронения оружия во все труднодоступные места. После окончания работ деталь промывается и полируется.

Есть еще один метод — полное погружение в средство для воронения оружия. Погружение в «ржавый лак» является наиболее эффективным и менее затратным способом. После проведения всех процедур вороненные детали хорошенько вымываются с использованием моющих средств.

Плюсы метода нанесение кисточкой очевидны. Составы не нужно готовить, они уже приготовлены. Простое нанесение позволяет воронить оружие даже неопытным новичкам, тем более, что соблюдать особую технику безопасности не нужно.

Их минусов выделяют сложность промазывания деталей при нестандартной конфигурации изделия. После обработки, поверхность нуждается в дополнительной полировке. Холодное воронение не подходит для изделий, подверженных постоянному механическому воздействию, т.к. полученный защитный слой быстро стирается.

Горячее воронение оружие

Многие, особенно опытные воронильщики предпочитают именно горячий способ обработки, считая его самым верным и надежным. Покрытие, выполненное таким способом, прочное и держится намного дольше.

Общий принцип горячего воронения прост: нагрев-обработка маслом-запекание. Более подробно это выглядит так:

• изделие нагревается до высокой температуры;
• помещается в масло полностью секунд на 10-15 или смазывается обильно смоченным в составе ватным тампоном. Лучший эффект достигается с льняным, конополяным маслом. Хуже ведет себя машинное масло и олифа;
• после нанесения излишкам масла дают стечь естественным образом, чтобы не было размазанных полос;
• промаслянную деталь запекают с помощью паяльной лампы, газовой грелки или старой плиты. Подойдет также и строительный фен.

Воронение оружия достигает лучшего эффекта с льняным маслом

Запекание продолжается до тех пор, пока поверхность детали не начнет изменять свой цвет на черный. Процедуру выдержки в масле и запекание рекомендуется повторить 2-3 раза для достижения качественного результата.

Преимуществ у горячего воронения больше, чем недостатков. Во-первых, это метод, проверенный не одним десятком лет. Во-вторых, покрытия позволяет сохранить в целости оружие в течение долгого времени. В-третьих, отсутствие химических примесей исключает наличие вредных испарений. Минус метода в том, что для его выполнения нужен минимальный опыт, чтобы получить равномерное покрытие без пятен.

Приступая к воронению, следует четко соблюдать порядок и последовательность действий, чтобы исключить порчу оружия.

Как сделать сталь синей

Технология синения металла более сложная и требует не только больших усилий, но и наличия некоторого оборудования. Нам понадобится горн. Очень хорошо, если в нем есть автоматический поддув. Понятно, что горн есть не у всех, поэтому при его отсутствии, можно воспользоваться обычной металлической бочкой, наполовину заполнив ее рубленым хворостом.

Итак, у нас имеется деталь, теперь под ее размер понадобится металлический ящик.

• Его нужно наполнить мелким березовым углем и поместить в основательно разогретый горн (или в бочку).
• Обрабатываемую деталь необходимо протереть уксусом и оставить высыхать.
• Следует дождаться, пока уголь в емкости не начнет тлеть.
• В тлеющие угли укладывается заготовка и оставляется там до появления легкой синевы.
• Как только деталь начала синеть, ее нужно вытащить и очистить мягким углем.
• Деталь вновь помещается на свое место в ящике и после изменения цвета синевы вновь вытаскивается и очищается.
• Работа повторяется до тех пор, пока деталь не приобретет нужный цвет.

Щелочное воронение стали

Самым простым способом нанесения оксидной пленки на изделия является щелочное воронение. Принцип действия основан на использовании каустической соды и натриевой селитры (используется в качестве удобрения). Оба компонента имеют выраженную щелочную реакцию.

Для обработки детали массой около 900…1000 г нужно иметь:

• 100 г каустической соды (NaOH);
• 30 г натриевой селитры (азотнокислый натрий NaNO₃).

Процесс:

1. Растворяют компоненты в 100 мл воды. Если этого количества рабочего раствора недостаточно, то увеличивают количество жидкости, а также пропорционально – каустика и селитры.
2. Раствор нагревают до 135…145 ⁰С (растворы солей кипят при температуре выше, чем кипит чистая вода).
3. Деталь отмывают с мылом или слабой щелочью от возможных жирных пятен.
4. Помещают на 30…35 минут в рабочий раствор, поддерживают высокую температуру. В горячем состоянии скорость образования пленки на поверхности стального предмета будет высокой.
5. После завершения процедуры необходимо смыть остатки рабочего раствора.
6. Протереть изделие растительным или техническим маслом.
7. Потом тщательно протереть предмет ветошью, останется только тонкий слой масляной пленки, которая будет дополнительно защищать готовое изделие.

В результате поверхность металла получит черное с синеватым оттенком покрытие. Оно достаточно прочное, выдерживает небольшие механические воздействия.

Иная щелочная обработка возможна в растворах NaOH и КОН. Готовят раствор, в котором растворяется по 300…400 г каждого компонента. Минимальная концентрация щелочей 700 г на 1 л раствора.

Процедура обработку происходит по технологии, описанной выше. В этом случае получается пленка, у которой синевы несколько больше.

Внимание! Во время щелочной обработки следует поддерживать уровень жидкости таким, чтобы деталь всегда находилась полностью в растворе. Тогда все покрытие получится равномерным.