Воронение оружия в домашних условиях. Способы воронения стали Способ очернить металл

Воронение, или оксидирование, стало известно очень давно. Раньше такую обработку применяли с целью защитить металл от коррозии, сейчас же - в основном в декоративных целях. Для умельца не составит большого труда провести воронение в домашних условиях, чтобы придать металлическому изделию интересный вид или отреставрировать Для этого нужно только желание и определенные познания.

Способы сделать воронение в домашних условиях стали

3. Чтобы снять старую оксидную пленку, применяется декапировка, или слабое травление. Ствол окунается в пятипроцентный раствор серной кислоты и выдерживается там одну минуту.

4. Основной процесс происходит при помощи водного раствора (0,7/100), хлористого аммония (6/100), гипосульфита натрия (8/100) и азотной кислоты (0,3/100). Стволы «варятся» при температуре 70 град. в течение часа.

5. Чтобы закрепить полученную оксидную пленку, заготовку погружают на пять минут в раствор хромпика (120 г на литр воды). Температура раствора 70 градусов.

После процедуры воронение металла в домашних условиях завершается тщательной промывкой стволов, при этом их ни в коем случае нельзя брать голыми руками. Особое внимание при каждом способе обработки следует уделить мерам безопасности! Все вещества очень агрессивны!

Нередко для придания металлическим изделиям наиболее привлекательного вида, нередко используются различные виды краски. Однако такие покрытия имеют ряд недостатков.
В частности, отличаются недолговечностью, низкой устойчивостью к температурным перепадам и различным воздействиям внешней агрессивной среды.

Между тем, испокон веков для решения подобных проблем, а также для обеспечения защиты металлических изделий от потускнения, использовался метод чернения. История данного вида обработки металлов насчитывает не один десяток веков.

Считается, что на Руси эта технология вошла в обиход благодаря хазарам, которые умели чернить оружие, придавая ему благородный вид. В наши дни чернение по-прежнему востребовано в различных сферах промышленного производства, однако чаще всего используется для декоративных целей в ювелирном деле и различных ремеслах – кузнечном изготовлении всевозможных изделий, чеканке, оружейном деле.

Суть чернения металла сводится к тому, чтобы получить на его поверхности достаточно прочное и долговечное покрытие, устойчивое к механическому, физическому и химическому воздействию. Оно обладает довольно неплохими защитными функциями, так как препятствует контакту металла с влагой. Поэтому ржавчина на черненых изделиях образуется гораздо дольше, что позволяет увеличить срок их службы.

Кроме этого, металлы, покрытые чернью, имеют благородный матовый отлив, который со временем не тускнеет. Правда, следует отметить, что при длительной эксплуатации таких изделий чернь все же стирается. Особенно хорошо это заметно на стволах огнестрельного оружия, которое периодически нуждается в чернении для защиты металла и восстановления эстетических качеств изделий.

Существует множество различных способов чернения металлов, которые с успехом используются как в промышленном производстве, так и в быту. Самым старинным из них по праву считается оксидирование, которое представляет собой обработку металлических поверхностей жидкими растворами сульфатов, благодаря чего образуется тонкая оксидная пленка черного цвета.

Эта технология сегодня по-прежнему широко применяется в промышленном производстве, однако в бытовых условиях требует соблюдения определенных правил безопасности, так как в оксидирующие составы нередко входят агрессивные химические вещества, такие, как соляная кислота.

Помимо оксидирования, в промышленных условиях сегодня успешно применяется метод гальванического чернения, благодаря которому с помощью электролита на металлические поверхности наносится тонкий и прочный слой, выполняющий одновременно защитные и декоративные функции.

К наиболее древним способам чернения металлов относится их обжиг в масле. Для этих целей металлические изделия сперва накаляют докрасна, потому опускают в масляной раствор и снова прогревают на открытом огне до того момента, пока масло полностью не выгорит.

Если несколько раз повторить подобную процедуру, то изделия приобретают благородный черный цвет. Правда, данная технология в наши дни, как правило, используется лишь в бытовых и декоративных целях, так как получаемая подобным образом чернь имеет довольно слабые защитные функции.

Более современные технологии позволяют выполнять чернение металлов в промышленных условиях термическим способом, когда изделия обрабатываются парами расплавленных солей, смеси спирта и аммиака, а также масляного лака.

Что касается ювелирного производства, что в наши дни чернение серебра может выполняться не только химическим и гальваническим путем. Наиболее простым и доступным вариантом является механическое чернение с использованием графитовой смеси, которая втирается в рельефную поверхность ювелирных изделий, подчеркивая красоту и оригинальность их рисунка.

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 . 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.

При самостоятельном воронении технология состоит в том, что на деталь наносится специальный слой, который и защищает металл, и изменяет его оттенок. Способов, как и используемых «препаратов», достаточно. Но если рассмотреть их в целом, то можно выделить несколько основных методик.

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.

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.

На металлических поверхностях при контакте с воздухом формируется плоское окисное пленочное покрытие, выполняющее функцию предохранения от разрушения вследствие электрохимического взаимодействия металлов с окружающей средой. Но в большей степени такие пленки не могут защитить от агрессивного действия коррозии, поэтому в металлургии активно используется искусственное окисное покрытие. Чаще всего воронению подвергают стволы оружия и сельскохозяйственные орудия.

Воронение стали представляет собой процесс возникновения на поверхности стального или чугунного изделия плёнки из окислов железа величиной до 10 мкм. Размер слоя влияет на оттенок готового экземпляра — радужные цвета чередуют друг друга в соответствии с увеличением толщины покрытия. На сегодня такая обработка используется главным образом в виде декоративной отделки и с целью устранения отсвечивания стальных поверхностей, но первоначальной целью данного процесса было снижение коррозии металлической подложки.

Способы воронения стали

Традиционно используют три способа воронения стали:

Щелочное;

Кислотное;

Тепловое.

Щелочное воронение стали производится в растворах щелочи с катализаторами окисления при 130-150 °C, кислотное - в кислотных составах химико-физическим или электрохимическим методами. При тепловом типе окисление стали осуществляется под действием повышенных температур в одной из рабочих сред:

В атмосфере пароперегрева при 250-450 °C;
. в парообразном аммиачно-спиртовом растворе при 500-850 °C;
. в растопленных солях при 450-650 °C:
. в атмосфере при 300-450 °C с первоначальным нанесением на поверхность изделий небольшого слоя лака.

Структура полученной пленки имеет мелкокристаллическое, микропористое строение. Для наведения блеска и повышения защитных качеств окисного покрытия производят воронение стали в масле, насыщая ее техническими липофильными веществами.

При химическом воронении в отличие от механической покраски, заключающейся в механичном нанесении на изделие лакокрасочного средства с непосредственным красителем, красящими пигментами являются вещества, которые образуются в ходе химических реакций непосредственного процесса оксидирования. При таком виде обработки в качестве красителей выступают сами металлы либо их химические окислы.

Чаще всего технология химического воронения стали представляет собой "мокрую" операцию, то есть такую, в которой принимают участие жидкостные растворы солей металла. Вороненая пленка, полученная таким образом, характеризуется значительной стойкостью и надежным соединением со стальной подложкой, поскольку сам металл подвергается на поверхности химико-молекулярным изменениям, вследствие которых он преобразуется в красочное покрытие. При воронении нержавеющей стали достигается предельно тесное и целостное сращивание материала подложки с красочной пленкой, которое не получается в процессе механической покраски.

Состав для воронения стали может иметь разнообразные компоненты, текстуру и консистенцию. Наиболее популярные средства для этого - специальная вороненая жидкость, паста и карандаш. При работе с ними процесс оксидирования следует выполнять несколько раз, поскольку единоразовое воздействие придает изделию тускло-блеклый оттенок. С каждым повторным воронением цвет стали значительно темнеет и становится максимально приемлемым для разных типов продукции.

Особенности воронения стали

Главным условием успешного воронения является абсолютная чистота обрабатываемых поверхностей, причем очищение должно выполняться прямо перед самой химической обработкой, поскольку снаружи металл может снова измениться от контакта с воздухом. Равномерность данного процесса металлообработки достижима только в случае, когда сталь по всей поверхности полностью оголена и в каждой своей точке доступна действию соответствующих реактивов. Разнообразные технологии воронения стали основаны на двух видах формирования покрытия:

С использованием обрабатывающего материала;

С включением в процесс элементов поверхности изделий.

Живая цветовая палитра и эффектный внешний вид готового изделия образуется в результате особой конечной механической обработки. Микроскопические частицы металлической поверхности теряют из-за химического воздействия жидкости для воронения стали свою естественную структуру и особый порядок во взаиморасположении, в связи с чем они в комплексе перестают производить оптический эффект равномерной поверхности, придавая изделию матовость. Механическое натирание и крацевание вновь возвращает первоначальный порядок и взаимосвязь в размещении поверхностных элементов стали, повышая таким образом визуальный эффект от обработанной поверхности.

В производственной практике стальные предметы воронят, изготавливая на них значительный слой черновой окалины. Достигается это путем прогревания изделия до красного каления в топке, для этого систематически направляют в печь разные по составу топочные газы. Другая технология заключается в длительной 10-часовой обработке сильно перегретым паром. Операции по воронению стальных поверхностей выполняются в специальных цехах при наличии специализированного оборудования.

Процесс холодного воронения стали имеет преимущества сравнительно с горячим методом:

Процесс может применяться для обработки всех видов стальных, чугунных и порошково-металлических изделий.

Раствор для этой операции - универсальный, в одной ванне могут оксидироваться разные металлы.

Повышенные декоративные характеристики покрытия - продукция обретает интенсивный насыщенный черный оттенок.

Повышенная экономичность технологии обусловлена отсутствием расходов на прогревание и поддержание рабочей среды в оптимальном температурном режиме. Операция осуществляется при цеховой температуре.

Воронение или оксидирование - это способ поверхностного покрытия (отделки) металлических изделий в синий, черный, сине-черный цвет или цвета побежалости с помощью воздействия на них химическим и термическим способом.

Оно используется с целью коррозионной защиты изделий из металлов, а также придает поверхности привлекательную тонировку. Существует много способов поверхностной тонировки металлов. Основной - это создание оксидной пленки.

Самыми распространенными являются химическое (щелочное и кислотное) и термическое воздействие на поверхность. В результате такой обработки изменяется химический состав и структура поверхностного слоя. Внешне это проявляется образованием пленки в виде оксида металла.

Можно самостоятельно выполнять покрытие, используя более простые технологии.

К распространенным домашним способам защиты и декорирования металлических поверхностей относятся:

1. кипячение деталей в специальных химических составах, которые можно приготовить самим;
2. покрытие маслом с последующей термической обработкой;
3. нанесение на поверхность готового средства с помощью кисточки.

Проведение работ при химическом воронении связано с химическими операциями травления и чистки, а также с механической шлифовкой и протиркой поверхности.

Для того чтобы применять воронение в домашних условиях с помощью химических реагентов, нужно создать определенные условия:

• обеспечить рабочее помещение вентиляцией или вытяжкой;
• приготовить емкость из нейтрального материала, не разрушающуюся под действием химреактивов. Лучше всего подойдет сосуд из термостойкого стекла, фаянса или фарфора. Если требуется длительное кипячение раствора, то можно использовать емкость из нержавеющей стали;
• емкость должна иметь достаточный объем для того, чтобы деталь полностью была покрыта составом;
• запастись средствами защиты: перчатками, защитной маской или очками, фартуками.

Особенности химического воронения и рецепты некоторых составов

Перед выполнением работ поверхность металлического изделия подвергают обработке: снятию старого окисного слоя путем ошкуривания и обезжиривания растворителем.

Стойкое вороненое покрытие в основном образуется в кипящем растворе на протяжении всего цикла окрашивания. Для получения прочной пленки процесс должен длиться от 30 минут до полутора часов, поэтому кипящий раствор периодически доливают, чтобы обеспечить полное покрытие детали.

После окончания процесса деталь тщательно моют с использованием моющих средств, а затем смазывают маслом.

Для домашних работ используют в основном щелочной способ окисления. Рассмотрим некоторые варианты химического оксидирования металлов в щелочной среде.

Способ №1:

1. В емкость (фарфоровую), соответствующего размера заливается вода и в ней растворяется натриевая селитра (нитрат натрия) и каустическая сода (гидроксид натрия) в соотношении: на 100 мл 30 г натрия и 100 г соды.
2. Смесь нагревается до 140 - 160оС, и в нее помещается обрабатываемая деталь, которая находится там не менее 30 минут.

При правильно проведенном процессе получится глубокое черное покрытие, иногда с синеватым оттенком.

Способ №2:

Синеватый оттенок пленки можно получить, используя кипящий насыщенный щелочной раствор, в котором растворен гидроксид калия или натрия в большой концентрации. В 1 литре воды растворяется не менее 700 грамм химического вещества.

Эти рецепты приведены в качестве примера. Существует множество других химических составов с использованием нитритов и нитратов.

Оксидирование в кислотной среде проводят при более низких температурах. Например, при использовании кислотного раствора, состоящего из:

• азотнокислого кальция - 30 ч,
• ортофосфорной кислоты - 1 ч,
• диоксида марганца - 1 ч.

Проводят оксидирование, выдерживая заготовку в растворе не меньше 30-45 минут при 100оС.

Средства для воронения металлов

К простым способам покрытия, которые можно использовать дома, относятся технологии поверхностного нанесения масла, селитры и готового средства «Клевер».

Эти средства для воронения доступны в использовании и позволяют проводить работы дома без особой подготовки.

Рассмотрим способы создания пленки с помощью каждого из них.

Покрытие маслом

Технология создания защитной пленки с помощью масла является наиболее распространенной для применения дома.

Осуществляется она так:

• ошкуренное и обезжиренное изделие покрывается машинным или подсолнечным маслом;
• затем его помещают в духовку и нагревают до 350 - 400оС;
• после остывания поверхность детали приобретает коричневый или черный цвет;
• остатки масла с детали нужно удалить тряпкой;
• для получения более насыщенного цвета процесс следует повторить несколько раз.

Использовать можно разное масло, например, оружейное, льняное или оливковое. Наносить его можно кисточкой или путем окунания детали в масляный состав.

Если требуется провести чернение на каком-либо участке детали, то для этого лучше использовать обжиг с помощью паяльной лампы. В процессе такого обжига хорошо просматривается цветовое изменение поверхности заготовки. При достижении насыщенного коричнево — черного цвета термообработку можно прекратить.

Использование селитры

Хороший результат химического воронения дает классический раствор с использованием селитры в дополнении к приведенным ранее. В результате вываривания детали в растворе натриевой селитры при температуре 130 - 150оС получается прочное оксидное покрытие блестящего черно-синего оттенка.

Рецепт состава с селитрой:

• Вода дистиллированная - 1 литр;
• Натриевая селитра (NaNO3) - 500 г;
• Едкий каустик (NaOH) - 500 г.

В продаже имеются готовые комплекты с селитрой для оксидирования.

Посмотреть процесс воронения в селитре можно в видеоролике:

Поверхность при такой обработке выглядит гладкой и не требует дополнительного полирования.

Обработка поверхности средством «Клевер»

Проводить обработку металлической поверхности можно готовым средством «Клевер». Оно имеет гелеобразную консистенцию и продается в небольших емкостях по 50 мл.

Используют его при небольших коррозионных повреждениях металла. Чтобы получить максимальное окрашивание изделия, обрабатывать «Клевером» нужно два — три раза. Перед его нанесением деталь нужно ошкурить и обезжирить.

Средство наносят кисточкой и выдерживают 2 минуты. При появлении беловато — желтого налета его нужно смыть теплой водой, а поверхность протереть насухо тканью.

Преимуществом этого средства является простота использования, поэтому его часто применяют для покрытия оружия. На стали, содержащие больше 3% Cr, оно не оказывает действия.

Холодное воронение в домашних условиях

Использование средства «Клевер» не требует дополнительного подогрева заготовки, поэтому способ такой обработки относят к холодному. Кроме него для холодного воронения в домашних условиях используют другие средства, которые также наносят на обработанную поверхность с помощью кисточки.

Например, используют отечественный препарат «Ворон-3М».

При нанесении его на металлическую поверхность образуется плотная черная пленка. Поэтому такое покрытие называют чернением металла.

Популярно также импортное средство «парижский оксид», в состав которого входит селен.

Препарат включает три флакона. Один состав предназначен для предварительной обработки поверхности, второй - действующий состав, а третий обеспечивает защиту образованного покрытия.

Раствор наносится на изделие также с помощью кисточки, после получения окраса остатки смываются с поверхности теплой водой.

Холодная обработка применяется для деталей небольших размеров. Особенно с помощью такого способа хорошо проводить воронение ружья, так как к нему нельзя применять способ горячего кипячения в химических растворах.

Воронение стали в домашних условиях

Вопрос, как сделать воронение стали в домашних условиях, интересует многих.

Большая часть деталей, которые подвергают воронению, относится к изделиям из стали. Поэтому, описанные выше способы обработки поверхности металла путем оксидирования и покрытия масляной пленкой в основном применяют для стальных сплавов.

Многие марки стали подвержены образованию ржавчины. Покрытие для стальных изделий, прежде всего, служит защитой от коррозии и одновременно придает им привлекательный вид. Степень защиты и цвет окраски оксидной пленки зависит от толщины слоя и используемых реагентов. Толщина может меняться от 1 до 10 мкм.

При воронении стальных изделий химическим способом к выбору компонентов раствора при использовании нагрева до высоких температур следует подходить с осторожностью. Например, существует запрет на такую обработку закаленных деталей, а также сталей, которые подвергать нагреву до высоких температур нельзя. Это может привести к ухудшению их технологических свойств.

Именно по этой причине при необходимости высокой термообработки рекомендуют применять растворы щелочного характера. Они более щадящие.

Оксидирование в кислотных составах проводят при более низких температурах. Например, при использовании кислотного состава, состоящего из:

• азотнокислого кальция - 30 ч,
• ортофосфорной кислоты - 1 ч,
• диоксида марганца - 1 ч,
• проводят окисление при температуре 100оС, выдерживая деталь в растворе не меньше 30-45 минут.

Чернение металла

При нагревании стальных заготовок в кислотной или щелочной среде на поверхности может образоваться пленка разного оттенка. Воронение включает все цвета, свойственные побежалости. Они меняются по мере увеличения толщины пленки от желтого, бурого, фиолетового, далее в серый, синий и черный цвет.