Популярные способы воронения 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.

Горячее воронение

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

Нам понадобятся:

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

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.

Воронение стали в домашних условиях

Воронением (иначе оксидированием) называют процесс покрытия поверхности изделий из стали тонким слоем оксидов. Воронение проводят химическим способом- с помощью реакций с различными веществами и термическим — путем нагревания.

Воронение стали

Цель процесса — повышение коррозионной стойкости изделий и улучшение их внешнего вида. Традиционно воронение применялось к оружию из стали- сначала к холодному, а потом и к огнестрельному. Сегодня воронение стали широко используется в оборонном и гражданском машиностроении, а также в художественных промыслах. Доступен процесс и в домашних условиях.

Чего можно достичь воронением

В результате химической или термической обработки на поверхности стальной детали возникает слой окиси железа толщиной от 1 до 10 микрон. Толщина слоя определяется выбранной технологией обработки.

Воронение металла позволяет достичь две основные цели:

Повышение коррозионной стойкости изделия. Обработанные детали не ржавеют.
Улучшение внешнего вида

Особенно важно для тех деталей, которые по условиям эксплуатации не подлежат покраске.

Температурные режимы воронения

Обработка не влияет на другие свойства стали.

Воронение стали возможно не только в условиях производства, но и в домашних условиях. Существует много способов и составов, практически все они связаны с применением химически активных веществ, могущих причинить серьёзный вред здоровью. Для успешного и безопасного применения в домашних условиях этих веществ необходимо следовать правилам безопасности:

• Использовать защитную маску и перчатки.
• Обеспечить вентиляцию помещения, в котором проводят работы.
• Применять посуду из нержавеющей стали.
• Не превышать рекомендованную температуру обработки.

Применение селитры

Прекрасного результата добиваются домашние мастера и с применением селитряного раствора. Можно приобрести готовый раствор, а можно составить его самостоятельно:

• вода-1000 мл;
• натриевая селитра- 0,5 кг;
• едкий каустик-0,5 кг.

После часового вываривания получается гладкая и не требующая дальнейшей обработки поверхность глубокого сине-черного цвета.

Средство «Клевер»

Гелеобразное средство можно купить в баночках по 50 мл и применяют к сплавам с содержание хрома не более 3 процентов

Средство «Клевер»

Оно предназначено для восстановления локальной коррозии. Для получения яркого оттенка средство придется наносить несколько раз. Предварительно изделие следует зачистить шкуркой и протереть обезжиривателем.

Клевер наносят кисточкой и оставляют на две минуты. Появляющийся налет бело-желтого цвета смывают водой и протирают деталь ветошью.

Воронение «горячее»

Щелочной способ

Это один из лучших вариантов для воронения металла в домашних условиях, который вы можете сделать самостоятельно. Перед началом работы вам потребуются:

• Защитные приспособления, такие, как маска для лица и перчатки.
• Вода.
• Нитрат натрия.
• Цифровые весы.
• Гидроксид натрия.
• Ёмкость, сделанная из нержавеющей стали.

Процедура воронения делается следующим образом: во время выполнения работы изделие будет кипятиться в щелочном растворе, поэтому обязательным условием успеха вашего начинания станет поддерживание температурного режима, необходимого для удачного проведения операции. Иными словами, вы должны смотреть за тем, чтобы жидкость была постоянно в кипящем состоянии.

На следующем этапе предмет, подвергающийся воронению, требуется обезжирить, чтобы удалить с него любой жир или масло, которые могут негативно повлиять на получившийся цвет изделия. Защите от возможных цветовых перепадов помогает полное погружение предмета в растворитель. И на последнем этапе обезжиренное изделие, например, нож, необходимо отмыть мылом.

Воронение маслом

Необычный, но тем не менее эффективный и интригующий способ воронения, который легко сделать в домашних условиях. Вам понадобится:

• Яичный белок.
• Содовый раствор.
• Источник огня.

В первую очередь, нужно подготовить поверхность к чернению. Для этого изделие моется в растворе соды, высушивается и потом покрывается яичным белком, который был предварительно взбит. Далее, необходимо обеспечить надлежащие условия для полного высыхания поверхности. Для выполнения этой цели предмет помещается на 2 дня в тёмное и прохладное место.

Рассматривая его через двое суток, вы можете заметить, что белок яйца плотно приклеился к металлу. Теперь, чтобы удалить белок с поверхности, нужно до покраснения нагреть металл на источнике огня. После того, как изделие остынет и яичный белок осыпется, вы обнаружите, что ваша вещь приобрела насыщенный чёрный цвет.

Существует три способа воронения стали:

• Холодное – когда изделие, подвергающееся воронению не испытывает на себе термического воздействия.
• Горячее – в процессе воронения изделие подвергается какой-либо термической обработке.
• Обработка окислителем – наиболее сложный для домашнего использования способ, так как необходимо не только использование химикатов, но и нагрев до высоких температур.

Теперь давайте рассмотрим подробней, какие же приемы по воронению ножа можно использовать в домашних условиях. Перед применением любого из способов необходимо обезжирить сталь спиртом и протереть насухо фланелью.

Перед применением такого способа, можно предварительно погрузить нож в раствор медного купороса и нашатырного спирта: 100 граммов купороса и 10 граммов нашатырного спирта разводят в одном литре чистой дистиллированной или отстоянной воды. Погружение и каление ножа необходимо производить несколько раз до тех пор, пока вы не получите необходимый цвет металла.

Воронение ножа таким способом можно проводить лишь при условиях хорошей вытяжки и вентиляции, так как в противном случае оно может быть опасным для здоровья!

1. В нагретую до 140 – 160 градусов смесь селитры и каустической соды (30 граммов селитры и 100 граммов соды) поместите нож и держите его там не менее получаса. При этом способе воронения получается красивый глубокий черный, отдающий в синеву, цвет.
2. В щелочном растворе разведите в большой концентрации гидроксид калия либо натрия и поместите в этот раствор нож. Такой способ даст синеватую пленку на поверхности ножа.

Основные правила обработки

химическая обработка

• фарфоровой;
• стеклянной;
• фаянсовой.

Металлические емкости категорически запрещены.

Кроме того, обработка металлических поверхностей предусматривает механическую работу, поэтому нужно всегда использовать защитные средства для глаз и кожных покровов. Воронение должно выполняться в помещении, имеющего систему вентиляции или мощную вытяжку.

Перед тем как начать воронение, поверхность следует качественно и равномерно очистить, полностью убрав с нее следы от жира и грязи. Для этого можно использовать:

• порошкообразную пемзу;
• наждачную бумагу;
• песок мелкозернистого типа.

Перед началом работ рекомендуется ознакомиться со свойствами применяемых реагентов. Жидкость для воронения может иметь в своем составе разнообразные химические элементы, которые способны нанести вред изделию, если их неправильно использовать.

Кроме этого, необходимо следить за тем, чтобы раствор не попал в глаза или кожные покровы, в результате чего можно получить ожог или серьезную травму.

Обработка с помощью химического оксидирования

способность металла окисляться

Предварительный этап заключается в том, что проводят механическую обработку поверхности заготовки и обезжиривают ее. Затем приступают к приготовлению раствора

Очень важно сделать это правильно. Для этого берется фарфоровая емкость определенных размеров

В нее наливают 100 мл обыкновенной воды и добавляют немного азотнокислого натрия и 100 г технической соды. Раствор тщательно перемешивают таким образом, чтобы все компоненты в нем растворились. Образовавшуюся смесь нагревают до температуры 140 градусов и погружают в нее заготовку на полчаса.

После этого деталь извлекают из раствора, хорошенько промывают дистиллированной водой, высушивают и обильно смазывают машинным маслом с помощью мягкой кисточки таким образом, чтобы слой получился однородным. Металлическая поверхность, обработанная таким образом, приобретает черный цвет с синим оттенком. Если оксидирование было выполнено правильно, с соблюдением всех правил, то металл в результате становится гладким и его не надо будет после этого еще раз полировать.

Применение ржавого лака

в коррозионно-активную химическую среду

Чтобы удалить рыжий налет, применяют щетку с жесткой металлической щетиной, черная окись при этом остается. Такой способ обработки является довольно длительным, но очень эффективным. Сначала выполняют механическую обработку металла, обезжиривают его и помещают в специальный раствор.

Жидкость, которая будет использоваться для воронения по способу ржавого лака, приготавливают в фарфоровых емкостях. Раствор готовится на основе соляной кислоты. Ее вливают в небольшом количестве в приготовленную емкость и смешивают с металлическими опилками, ржавчиной и азотной кислотой. Затем раствор хорошенько перемешивают, чтобы полностью прекратилась химическая реакция, сопровождающаяся выделением газа.

После этого в смесь добавляют воду и водку в равных количествах. Раствор должен некоторое время отстояться, затем его сливают, чтобы устранить окалины и выпавшие в осадок соли. Потом на некоторое время в смесь помещают обрабатываемый металл и ждут, пока он не станет черного цвета, а после этого тщательно промывают под водой.

Другие способы воронения

специальные защитные средства

Кроме того, оксидирование часто выполняется при помощи окрашивания поверхности металла раствором, носящего название «клевер». Такой способ довольно эффективен, если металлическая поверхность имеет незначительную коррозию. В этом случае выполняется окрашивание по максимуму, причем несколько раз.

Если металл испорчен очень сильно, то воронить лучше всего раствором селитры. Для его приготовления необходимо использовать нержавеющую посуду. Берется 1 л воды и небольшое количество натриевой селитры и едкого каустика. Полученная смесь обладает довольно едким резким запахом, поэтому для работы необходимо использовать респиратор. В результате такого воронения металлическая поверхность приобретает красноватый оттенок, имеющего синеватый отлив.

Воронение в лимонной кислоте

Достаточно известный и действенный способ, но более долгий.

Понадобятся:

• Лимонная кислота.
• Теплая вода.
• Обезжириватель.
• Салфетки.

Чернение проходит от получаса до двух часов. В обще, это зависит от стали, но я пробовал разные марки, и для всех результат примерно одинаковый. Каждые 15 минут клинок необходимо доставать и протирать салфетками, убирая черный налет. Как только будете довольны цветом можно вытащить нож и протереть его растительным маслом это остановит реакцию.

И да, вода должна быть горячей 70-90 градусов по Цельсию. Хотя я и частенько забивал на эту температуру, процесс шел, но неравномерно.

Вот два примера абсолютно отличных друг от друга.

Отличия из-за разных марок стали. Та, что темней – высокоуглеродистая (бывший напильник), для таких марок чернение подходит идеально. Ну и я постоянно протирал клинок. Второй ножичек из низкоуглеродистой стали, которую я просто оставил примерно на сутки в растворе, и процесс прошел неравномерно. В целом, результатом я все равно доволен, оттенок получился интересный (на фото присутствует желтизна, в реальности я ее замечаю).

Это другой напильник, который приобрел серый цвет за полчаса.

Воронение стали при помощи льняной олифы, машинного или конопляного масла

В прошлой статье мы рассказывали, как воронить ствол оружия при помощи «ржавого лака», и что нужно для приготовления состава для воронения. В данной статье мы познакомим читателя, как воронить сталь при помощи льняной олифы, машинного или конопляного масла. Разный оттенок черного появляется при воронении стволов и деталей оружия разными маслами, об этом ниже.

Воронение стали при помощи льняной олифы, машинного или конопляного масла

При воронении стальное изделие нагревается до высокой температуры и мажется специальной жидкостью. Последовательность может быть разной.1. Нагреваем изделие, и окунаем его в жидкость.2. Нагреваем изделие и мажем его тампоном смоченным в жидкость3. Сначала смазываем изделие жидкостью, а потом кладём в печку и греем до 250-300 градусов. Для более плотного покрытия так можно делать несколько раз.Сам лично воронил по 1 и 2 варианту, третий ни разу не пробовал.

Что используется в качестве жидкости для воронения. В классическом варианте это льняная олифа или льняное или конопляное масло. Принципиальной разницы нет. Льняную олифу получают длительным нагревом – варкой льняного масла. Это масло содержит много непредельных органических кислот, за счёт чего на воздухе окисляется и полимеризуется – “высыхает”. Синтетическую олифу – оксоль брать для этих целей не стоит.

Другой вариант жидкости это машинное масло. Подходит любое минеральное масло: И20, моторное М8, и т.д. Можно брать станочную отработку И-20. С полусинтетическими и синтетическими маслами результат может получаться не тот, нужно проверять каждое конкретное масло.

Цвет, оттенок воронения принципиально не отличается при использовании олифы или минерального масла. Но свойства покрытия разные. Минеральное масло при нагревании пропитывает поверхность оксидного слоя железа обугливается, коксуется и всё. Олифа же, кроме обугливания на поверхности стали “засыхает” за счёт окисления воздухом и даёт более плотное покрытие, которое лучше держится и лучше защищает от коррозии.

Когда я воронил по 1-му способу то для получения чёрного цвета стальное изделие нагревал в муфеле до температуры, когда металл начинает в темноте едва заметно светится. Если поверхность матовая (например ободрана карщёткой или грубым наждаком) то можно греть и чуть выше. Если поверхность полированная, то при более высоком нагреве образуется более толстый слой окалины, который потом местами (пятнами) отвалится. Также если изделие полированное перед воронением его нужно тщательно протереть и не трогать голыми руками. Иначе на воронении будут отчётливо видны отпечатки ваших пальцев.

После окунания в жидкость ждём некоторое время, недолго (зависит от толщины металла) и вынимаем ещё горячий предмет. Если использовали минеральное масло то тщательно отираем остатки масла бумагой тряпками, горячее легче отереть. Если использовали олифу то тряпочкой снять капли и подтёки и оставить олифу засыхать. Горячая олифа быстрее высохнет.

Если нагревать ниже температуры начала свечения в темноте, то воронение будет иметь разные цвета (в зависимости от температуры). Но с этим я толком не экспериментировал.

Крупные изделия сложно нагреть целиком и окунуть в жидкость (особенно если это дорогая олифа). В этом случаем можно (по второму варианту) нагревать частями паяльной лампой, газом и мазать тампоном смоченным в олифу или масло. Мазать нужно без подтёков, т.к. капли будут вскипать и поверхность будет неровной. Правда эти капли можно счистить. При таком способе олифа даёт результат лучше чем минеральное масло.

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

Кислотное оксидирование

Независимо от того, какие реактивы применяются, холодное воронение подразумевает окисление поверхности металла без применения высоких температур. Таким видом обработки пользуются в тех случаях, если хотят получить светлый бронзовый оттенок. Рассмотрим самые популярные типы холодного воронения.

В данном случае для обработки применяется так называемый ржавый лак. Он представляет собой солевой раствор железа. Суть процесса заключается в ускорении процессов коррозии, обработка ржавым лаком относится к категории холодного воронения оружия.

Для работы понадобится:

• вода дистиллированная — 1 литр;
• стальная стружка — 30 г;
• окалина металла — 20-30 г;
• азотная кислота — 54 мл;
• соляная кислота — 50 мл.

Весь процесс необходимо осуществлять на свежем воздухе, вдали от жилых помещений, так как испарение имеет токсичные свойства.

В стеклянную емкость влейте 50 мл соляной кислоты, поместите туда стальную стружку, окалину и азотную кислоту в равных частях. Начнется химический процесс. При взаимодействии компонентов раствор приобретет зеленоватый оттенок, и начнет выделяться газ бурого цвета. Вносим еще одну порцию компонентов в тех же пропорциях. Всего исходные компоненты нужно разделить на 3-4 части, вносить их нужно постепенно. Когда реакция закончится, должна получиться масса цвета ржавчины, напоминающая по консистенции сметану. Плотно закройте емкость и оставьте состав настаиваться в течение суток.

По истечении 24 часов вносим в настоявшийся состав 1 литр дистиллированной воды. Масса готова к использованию. Наносим получившийся лак на поверхность металла ружья тонким слоем, аккуратно обрабатываем все части и оставляем элементы сохнуть при температуре +30-60 °С. Со временем металл приобретет светло-рыжий цвет.