Чем воронить металл в домашних условиях
Особенности воронения металла в домашних условиях
Металлические заготовки после грубой обработки подвергаются различным поверхностным процессам, позволяющим улучшить качество готового изделия. К ним относится воронение металла. Это специальный химический или термический процесс, который проводится, чтобы улучшить коррозийную устойчивость изделия.
Воронение металла
Что такое воронение?
Воронение стали — обработка, в процессе которой сталь покрывается оксидной плёнкой. При этом изделие подвергается химическому или термическому воздействию. Толщина покрытия поверхности оксидным слоем может достигать 10 мм.
Воронение считается эффективным методом борьбы с ржавым металлом и распространением коррозии. При правильном выполнении этапов выбранной технологии воронения можно достичь полного устранения ржавчины. Воронение применяется к тем заготовкам, которые в дальнейшем не будут краситься.
При этом процесс повышения коррозийной устойчивости и изменения внешнего вида никак не отражается на других параметрах металлических изделий. При проведении обработки следует учитывать особенности воронения:
Так можно защитить организм от вредных испарений и повысить эффективность проводимых действий.
Методы воронения
На производстве применяется разные технологии воронения стали. Обработку поверхностей выполняют с применением покупных химических составов или подручных средств. Важно знать этапы проведения работ, чтобы не испортить металлическую заготовку.
Щелочной
Щелочной способ можно применять в домашних условиях. Процесс состоит из нескольких основных этапов:
Когда поверхность изделия примет тёмный оттенок, нужно достать ее из химиката и протереть дистиллированной водой. Последним этапом идёт смазка заготовки машинным маслом.
При проведении работ категорически запрещено изменять количество используемых химикатов. В противном случае можно испортить металлическую поверхность. Когда изделие находится в ёмкости с раствором, нужно контролировать чтобы он касался каждой из его сторон. На пустых местах останутся пятна.
Кислотный
Применяя этот способ воронения металла, нужно использовать кислотный раствор. Процесс обработки:
Термический
Это один из старейших методов покрытия металлических поверхностей оксидной пленкой. Термическое воронение выполняется на открытом воздухе. Заготовка медленно разогревается. Нагревание требуется прекратить в тот момент, когда верхний металлический слой вступить в реакцию с кислородом. В итоге должна образоваться оксидная плёнка.
Средства для воронения металлов
Чтобы без труда провести процедуру обработки, можно выбрать готовые средства для воронения металлов. Они наносятся на обрабатываемую поверхность с помощью кисточки. Дальнейший процесс работы зависит от того, какой состав был куплен.
Покрытие маслом
Воронение в масле считается одни из простейших способов обработки металлических поверхностей. Процесс работы:
Вытаскивать изделие нужно после получения нужного оттенка. Для технологического процесса подходит оливковое, оружейное и машинное масло.
Применение селитры
Чтобы добиться изменения цвета металлического изделия, можно использовать селитру. Для этого требуется приобрести готовую жидкость в хозяйственном магазине и вываривать изделие в ней в течение 60 минут.
Селитра
Средство «Клевер»
Заворонить металл можно с помощью покупного средства «Клевер». Изначально поверхности заготовки очищаются от грязи, ржавчины, краски. Обрабатываются наждачной бумагой. Средство наносится равномерным слоем на изделие. Спустя определённый промежуток времени, должен появиться раствор белого цвета, который нужно удалить. При недостаточном эффекте процедура проводится повторно.
Воронение металла в домашних условиях
Воронение металла в домашних условиях можно проводить двумя способами: холодным или горячим. В первом варианте используются покупные растворы, которые наносятся на поверхность заготовки кистью. После получения нужного оттенка химикаты смываются мыльной водой. Воронение стали в масле относится к холодным способам.
При горячем способе обработки металла химический раствор нужно подбирать особенно аккуратно. Он может ухудшить показатели прочности материала. Мастера рекомендуют использовать щелочные составы. Они не оказывают пагубного влияния на стальные поверхности. При горячей обработке нельзя быстро повышать температуру.
Оптимальный температурный режим — 100 градусов Цельсия. Обработку проводят в среднем около 45 минут. Важно использовать емкости для воронения, изготовленные из оцинкованного металла. В помещении должна быть оборудована хорошая система вентиляции. Человек должен пользоваться защитными очками, респиратором, перчатками, робой.
Как воронить металл в домашних условия
Черный цвет также часто называют вороным, потому что он такой же темный, как и крыло ворона. Такой красивый глубокий оттенок может иметь и сталь. Чтобы произвести окраску, все чаще применяют воронение металла в домашних условиях, в статье мы расскажем как правильно его чернить. Кроме декоративной отделки, владелец получает усовершенствование механических свойств – надежность, коррозийная устойчивость, продление срока эксплуатации. Есть несколько рабочих способов, каждый из которых дает свое качество и скорость чернения. Неверно предполагать, что процедуру можно выполнить только на заводе. Многие умельцы легко заворонят ножи или предметы интерьера, используя подручные средства.
Эту технологию также называют оксидированием. Заводской процесс, конечно же, сильно отличается от того, как его проводят дома. В первом случае меняется химический состав всего верхнего слоя, отчего изделие приобретает совершенно новые свойства. Притом как в домашних условиях воронят металл и получают только нанесение защитной пленки. Она тоньше, менее прочная и выглядит несколько иначе.
Чего можно достичь воронением?
Основная задача этой процедуры — добавить оттенок изделию или придать ему цвета побежалости из-за нагрева. Для чего это нужно пользователям? Как правило, это решает две проблемы.
Защита от коррозии
Это наиболее важная цель. Особенно актуально, когда эксплуатация металлической конструкции происходит на улице, то есть сталь постоянно подвергается воздействию кислорода и влаги. С такими активно вступающими в реакцию веществами возможен окислительный процесс – ржавление. В результате образуется рыжая ржавчина. Она сильно влияет на прочность, уменьшая ее, а также укорачивает срок эксплуатации. В связи с этим многие автолюбители активно интересуются, как сделать поверхность металла черным, воронят стальные элементы машины, так как коррозия портит автомобильные запасные части.
Стильный дизайн обыкновенному ножу может придать темный матовый оттенок. Лезвие, покрытое оксидной пленкой, выглядит очень нестандартно, привлекательно. То же можно отнести и к ряду других предметов. Особенно актуальна эта потребность, когда вещь уже старая.
А также технологию применяют в художественных целях, когда творчески подходят к декоративным элементам интерьера.
Популярные способы
Прежде чем перейдем к конкретным техникам, которые применяются на производстве или дома, расскажем об этапах. Они почти всегда остаются прежними:
Подготовительный. Необходимо тщательно подготовить деталь, убрать любые загрязнения с поверхности и из отверстий, перед тем, как воронить металл в домашних условиях. Если есть окалины или иные выпуклые части, их можно зачистить с помощью шлифовальной бумаги. Если вы используете жидкие среды, то обязательно на предварительном этапе высушить заготовку.
Обезжиривание. Особенно это относится к автомобильным запчастям. Как правило, на них находится тонкий масляный слой, который сперва нужно убрать. Если между сталью и активным веществом, химическим раствором будет находиться маслянистая прослойка, то реакция не произойдет вовсе или будет неполной, с нарушениями. Даже самые незначительные следы жирной среды следует убрать. Например, отпечатки пальцев на рукояти ножа, которые остаются из-за работы сальных желез. Поэтому стоит всегда работать в перчатках.
Нанесение состава. Ниже мы расскажем подробнее о том, как можно наносить массу. А также существуют способы полностью погружать деталь.
Финишная обработка. Она включает промывку заготовки, сушку, а также легкую зачистку, если появились какие-либо погрешности.
В домашних условиях можно проводить воронение металла холодное и горячее: как воронят сталь дома мы представим видео, в которых показаны три наиболее распространенных варианта.
Щелочной
В процессе будет вырабатываться газ. У него неприятный запах, а также он опасен при его чрезмерном вдыхании. Поэтому очень важно обеспечить себе подходящее рабочее место – открытое пространство с хорошей вентиляцией. Подойдет гараж, если двери и окна будут раскрыты, а на вас будет строительный респиратор, который защитит от вдыхания ядовитых паров.
Когда вы подготовили место, пора найти емкость. Она должна быть вместительной, чтобы предмет, подготовленный для процедуры, полностью помещался внутрь и при этом не касался стенок сосуда. Материал изготовления – нержавеющая сталь. Предположим, что это большая кастрюля или металлическое ведро.
После предварительного обезжиривания поверхности мы рекомендуем за тонкие нитки или проволоку подвесить заготовку, чтобы была возможность перемещать её, не касаясь руками.
Теперь наводим раствор для воронения. Мы предлагаем небольшой эксперимент на 100 мл воды (вдруг нужно почернить, скажем, гвоздь), но для более крупных изделий следует приготовить аналогичный состав, только придерживаясь пропорций. Итак, наливаем 0,1 литр жидкости (бутилированной, без примесей), растворяем в ней едкий натр (каустическая сода, гидроксид натрия, NaOH – названий много, купить можно в любом строительном магазине) в размере 120 граммов. Плюс прибавляем буквально 30 г натриевой селитры. Очень важно хорошо перемешать, чтобы при смешении консистенция была однородной и без осадков.
Когда жидкость готова, ставим емкость на плиту. Нагреваем ее до 130–150 градусов. Сразу отмечаем, что вам еще и понадобится термометр, приспособленный к таким высоким температурам. Смесь начнет закипать, и можно будет поместить в нее предмет, заранее указанным способом (чтобы он погрузился полностью и не касался стенок). Подождите 20 минут.
За этот промежуток времени образуется оксидная пленка черного цвета. Теперь можно для быстрого охлаждения сполоснуть вытащенное из раствора изделие в обыкновенной воде.
После высыхания мы рекомендуем взять машинное масло и чистый отрезок полотна. Им следует протереть поверхность и довести ее до сухой. Из-за этого вы получаете верхний слой, который имеет повышенную износостойкость и гладкость. Если все правильно было проведено, то полировка не потребуется.
Еще раз отметим важные правила:
заготовка должна быть полностью погружена в сосуд;
при работе использовать перчатки и респиратор.
В случае неравномерного погружения вы можете получить не тот результат, на который рассчитываете: цвет будет не одинаковым, а с переходами от более светлого к темному.
Кислотное оксидирование металла в домашних условиях
Использование кислот – опасный процесс, который может вызвать появление химических ожогов на коже и на слизистых оболочках, поэтому нужно надежно защищаться. Обязательно надеть защитные очки. Второе важное правило при применении этой технологии чернения – тщательное соблюдение подготовительного этапа. Следует убрать любые следы коррозии. Ржавчина легко очищается с помощью наждачной бумаги (сперва крупнозернистой, затем с мелкими зернами). Если коррозионные повреждения, загрязнения очень глубокие и имеют большую площадь, то актуальным будет использование углошлифовальной машины с насадкой (металлической щеткой).
Затем хорошо помогают очистители, например, на основе трифосфата натрия, этилового спирта. Отдельно неплохо помогает справиться с жирными пятнами керосин. В нем можно отмачивать около 10–15 минут, потом обдать проточной водой и высушить при комнатной температуре в помещении, где не будет активно оседать пыль. За время высыхания приготовьте раствор для чернения металла. На один литр воды понадобится всего по 2 грамма дубильной и виннокаменной кислоты.
Тщательно перемешайте ингредиенты, поместите ёмкость на нагревающий элемент и дождитесь температуры в 150 градусов. Теперь в кипящую жидкость можно помещать заготовку. Остальные правила те же – погружение полное, стенок касаться не должна, руками не трогать. Достаточно 15 минут кипения.
В отличие от щелочного, кислотный так просто не смывается холодной водой. Лучше всего сперва поместить деталь в резервуар с обычной прохладной жидкостью, прополоскать, а затем обдать кипятком – так все остатки веществ смоются. Чтобы закрепить полученный результат, на 1 час положите изделие в машинное масло. По истечении времени достаньте, обсушите с помощью чистой ткани металл, воронение которого проводилось в домашних условиях химическим способом. Теперь можно пользоваться инструментом.
Термический
Его также называют горячим воронением. Это более старый и надежный, проверенный способ. Преимущества в том, что верхнее покрытие служит гораздо дольше, а также в процессе появляется меньше вредных испарений. Но меры предосторожности все же необходимы.
Технология проста, она заключается в том, что при нагреве сталь приобретает цвет побежалости. Интересный момент – так можно добиться не только черного, но и интересных переливов, все зависит от температуры, и от длительности закалки.
Сперва необходимо провести классическую очистку. Затем предварительно несколько разогреть заготовку, чтобы на теплый материал лучше ложился масляный состав. Теперь покрываем всю поверхность маслом, хорошо подходит льняное или оливковое. Как именно полностью смазать деталь – решать вам. Нам кажется, что правильнее всего погрузить ее в емкость с жидкостью.
Очень важно выждать время после погружения, чтобы не осталось масляных следов, в обратном случае останутся некрасивые разводы, пятна, потеки. После этого можно выносить на улицу и равномерно нагревать. Чаще всего для этого берут паяльную лампу. При этом следите за изменением оттенка. Прекратите обжиг, когда он станет чёрным.
Иногда масляное средство не используют вовсе. То есть просто производят нагрев и обработку железа на открытом воздухе. Из-за взаимодействия с кислородом сталь меняет свой цвет.
Как заворонить металл в домашних условиях с помощью ржавого лака
Это простой и быстрый способ для чернения стали. Нужно подготовить заранее емкость. Оптимально подходит фарфоровая. Затем следует подготовить поверхность – механическая обработка и обезжиривание проводится по вышеописанным стандартам. Теперь переходим к приготовлению состава. В него входит соляная кислота, как основание, дополнительно – металлические стружки, азотная кислота и железная ржавчина.
Перемешайте смесь до максимально однородного состояния. В процессе подготовки раствора будет происходить реакция с выделением газа. После этого добавьте спирт или обыкновенную водку в пропорции 1:1. Она осядет вместе с мутным осадком, нужно его слить вместе со стальными опилками и мутной жидкостью.
Использование машинного масла
Необязательно готовить сложный состав для химического воронения стали в домашних условиях. Иногда достаточно обыкновенного масляного вещества, который заливается в автомобильный мотор. Процедура похожа на термический способ, но в обратном порядке. Сперва докрасна раскалите стальной элемент, затем поместите его в резервуар, полностью наполненный маслом (подойдет машинное или льняное). Саму деталь следует держать с помощью плоскогубцев или заранее подготовленных крючков. Выдерживать ее необходимо не менее 15 минут. После этого положите ее на бумажную салфетку, которая впитает жидкость. Затем аналогичные действия повторяют 4–5 раз до образования насыщенного цвета. Он скорее будет темно-серый, а не черный, но зато поверхность будет хорошо от ржавчины.
Рекомендации
Вы сами можете выбрать способ, как зачернить металл в домашних условиях, каждый из них может привести к очень качественному результату. Практически всегда необходима емкость. Лучше всего подходят: фарфоровая, из прочного стекла (если не нужен нагрев), из оцинкованной нержавейки. На края резервуара прикрепите крючки: они понадобятся вам для закрепления детали.
Еще один совет: обезжиривайте не только саму заготовку, но и тару для проведения процедуры. Это может быть ацетон, бензин, керосин или специальный состав. Главное, чтобы они были инертными по отношению к стали, то есть не вступали с ней в химическую реакцию.
Обязательно отнеситесь с ответственностью к выбору места, это должно быть помещение с отличной вентиляцией. В обратном случае вы можете быть подвергнуты воздействию опасных, ядовитых паров. Дополнительная защита – респиратор, очки для предохранения слизистой оболочки глаз, перчатки.
Важный предварительный этап при использовании любого метода — зачистка от ржавчины и загрязнений перед нанесением средства для чернения металла. Ее можно проводить с помощью наждачной бумаги, болгарки со специальной насадкой. В крайнем случае можно применить травление.
Рекомендуем тщательно выбирать, какое средство можно использовать для конкретного вида материала. Если верно следовать нашим советам, то можно получить прекрасный результат в домашних условиях.
Чернение
Мы представим еще один вариант того, как воронить сталь своими руками. Этот вариант максимально простой для использования. Он подходит даже для тех, кто проживает в квартире или просто не хочет проводить такую процедуру с нагревом щелочного или кислотного жидкого состава. Это воронение кисточкой. Продаются специальные средства, например, отечественный «Ворон 3» или иностранный «Пражский оксид».
Технологию применять очень просто – нужно сперва снять верхний жирный слой, то есть обезжирить поверхность. Но есть некоторые недостатки:
Трудно обеспечить хорошую пленку на тех местах, где обеспечивается сложный доступ. Поэтому поделки со сложной конфигурацией лучше погружать в емкости полностью.
Слой не очень прочный, неустойчивый к механическим повреждениям.
Металлические изделия после воронения
Мы рассказали про способы, которыми можно пользоваться дома. А в качестве завершения посмотрим на результаты работы. Вот как выглядит вороненый металл:
Какие существуют средства и способы для самостоятельного воронения металла?
Чтобы изделие без окрашивания могло служить в течение длительного времени, для защиты от коррозии используют воронение металла в домашних условиях. Подобный способ обработки создает на поверхности деталей тонкую оксидную пленку. Она не пропускает влагу (Н₂О) и газы (СО и О₂) к открытому металлу (в реальных условиях происходит химическая реакция по снижению содержания углерода с понижением твердости).
Оксидирование идет так, что железо проявляет двухвалентные свойства. На поверхности образуются окислы или формируется слой из нерастворимых солей. Только при наличии сильных кислот образовавшаяся пленка может быть растворена.
Причины коррозии металла на открытом воздухе
Совместное действие воды и кислорода происходит по схеме, где оба агрессивных вещества действуют на чистое железо: 4Fe + 6H₂O + 4O₂ = 4Fe(OH)₃.
В результате образуется гидроксид железа Fe(OH)₃, он имеет рыжий (оранжевый) цвет и обладает рыхлой структурой.
Углеродистая сталь при периодическом нагревании в окружающей среде теряет углерод, имеющееся в ней железо больше подвержено коррозии. Обезуглероживание стальных изделий идет по следующим химическим реакциям:
где Fe₃C – цементит, одна из важных составляющих стали. Именно это соединение определяет прочность и твердость стальных изделий.
Для предотвращения коррозии и обезуглероживания изделия покрывают красками или грунтовками. Химическое воздействие сокращается в сотни раз. Но не всегда можно использовать жидкие или порошковые краски. Целая группа стальных деталей эксплуатируется без окрашивания:
Для них нужно использовать иной способ защиты.
Что дает воронение стали?
Некоторые неискушенные мастера часто не знают, что такое воронение металла. Подобным способом обработки пользуются довольно редко, полагая, что – это довольно сложная процедура. На самом деле любой изготовитель может добиться положительных результатов своими руками при минимальных затратах материалов и труда.
При химическом или термическом воронении на поверхности стали образуется окисная пленка толщиной от 1…3 до 10…15 мк. Толщина образовавшегося слоя во многом зависит от применяемой технологии. При выполнении данной операции достигаются основные цели:
Если имеется действие щелочей, кислот и специальной термической обработки, то поверхность покрывается окисью,
Как проводить оксидирование металлов в домашних условиях?
На практике воронение выполняется по различным схемам:
В домашних условиях можно реализовать любой из способов, только следует ознакомиться с особенностями технологии, а также подготовить нужное оборудование.
Выбор технологии для воронения деталей
Чтобы подобрать нужный способ воронения, желательно определиться по ряду определенных параметров и рекомендаций:
Подготовка к воронению в домашних условиях
При проведении работ по воронению с использованием химических препаратов придется использовать инструменты для очистки поверхности от загрязнений и разных видов жира. Можно производить работы вручную или использовать электроинструмент. Работу нужно выполнять на рабочем столе (верстаке или покрывать стол в квартире съемной столешницей). В самом помещении нужно иметь оснащение и определенные предметы защиты:
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:
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.
Кислотное воронение стальных заготовок
Перед началом кислотного покрытия очищают и отмывают заготовку. Можно обойтись чистым спиртом или раствором крепостью 40 % (обычной водкой). Некоторые используют уайт-спирит. Тампоном очищают поверхность от жирных пятен.
Рецепт № 1
Рабочий раствор для воронения:
Изделие приобретает черный цвет с некоторым оттенком коричневого оттенка.
Рецепт № 2
Используются растительные дубильные вещества (танины). Их получают из ветвей дуба или ивы.
Использование «Ржавого лака»
В продаже реализуется «Ржавый лак». Его используют для поверхностного покрытия деталей:
Видео: воронение в домашних условиях.
Термическое воронение деталей
В промышленных условиях предпочитают выполнять воронение термическим способом. Обычно эту операцию совмещают с низким отпуском, который снимает внутренние напряжения внутри стальных изделий:
