Раствор для воронения стали

Что такое воронение оружия? Что оно дает и как сделать в домашних условиях?? Такие вопросы интересуют многих начинающих свой путь совершенствования, как охотника. Воронение стали изначально, с точки зрения технолога, представляет собой процесс нанесения тонкого покрытия на металл за счет химической реакции.

Многими этот процесс воспринимается только с одной стороны — вороненный ствол смотрится красиво.

Однако есть еще как минимум два дополнительных плюса: металл покрытый пленкой менее подвержен коррозии, кроме того, покрытие может иметь оттенки, что дает дополнительную маскировку для оружия.

Оба эти фактора крайне важны для настоящего охотника. По этой причине воронение оружия является важным процессом.

Особенности технологий

Довольно часто можно услышать, что воронение оружия возможно только в заводских условиях. Это не совсем верное утверждение. Да, при промышленной обработки стали достигается изменение в химическом плане верхнего слоя металла, и преобладающий при таком способе оксид железа играет главную защитную роль.

Качественное чернение металла в домашних условиях достигнуть весьма не просто, по мнению некоторых специалистов оксидирование стали в домашних условиях с соблюдением промышленных стандартов качества даже невозможно, но существует много других способов оказывающих тот же эффект и вполне возможных к применению дома любому желающему. Все эти «домашние» технологии можно разбить на три группы по основополагающим принципам осуществления процесса.

Принято выделять:

• холодное воронение стали;
• горячее воронение стали;
• обработка окислителем.

Правила и техника безопасности

Какой бы из этих способов не был избран, в любом случае выполнить предстоит ряд процедур в следующей последовательности:

• Зачистка поверхности, на которой будет проходить воронение стали.
• Шлифовка поверхности до идеального состояния.
• Обезжиривание (обязательно), после этого этапа работать следует только в резиновых перчатках.
• Применение средств для воронения металла в домашних условиях.
• Финишная обработка поверхности металла.

Совершенно очевидно, что воронение стали в домашних условиях относится к категории весьма опасных работ и по этой причине соблюдение определенных правил жизненно важно.

Первое, что следует понимать, это то, что растворы содержат активные и агрессивные химические вещества, поэтому жидкость для воронения стали, должна храниться в специально выделенной для этой цели посуде, впрочем, и весь процесс следует проводить также в специально подготовленной для этих целей посуде.

Очень важно помнить, что многие составы для воронения содержат в себе кислоты и по этой причине посуда должна быть стеклянная, фарфоровая или фаянсовая, а металлические емкости желательно не применять.

Во-вторых, в процессе подготовки воронения стволов присутствуют работы по механической очистке металла, а это значит, что человек, выполняющий данную работу, должен иметь средства защиты от механических повреждений кожи и глаз.

Также подобные действия предполагают проведение работ в хорошо вентилируемом помещении, поскольку дышать пылью и химреактивами не полезно ни для кого. Для очистки и шлифовки поверхностей рекомендуемыми средствами являются пемза, наждачная бумага и мелкозернистый песок.

Приступая к работе, следует четко осознавать порядок и последовательность своих действий, в противном случае изделие может быть испорчено. Также следует помнить, что воронение металла — это работа с весьма опасными и агрессивными химическими реагентами, попадание на кожу которых может вызвать серьезные химические ожоги.

Холодное воронение: особенности, преимущества, недостатки

Довольно часто на вопрос как заворонить сталь в домашних условиях, дается какой-либо вариант именно из холодного способа воронения.

Как правило этот метод используется в тех случаях, когда деталь не испытывает на себе сильных механических воздействий.

Из названия понятно, что такой процесс воронения стволов в домашних условиях происходит без термического воздействия. На практике применяются различные растворы.

При помощи раствора и кисточки

Существует несколько промышленных вариантов готовых смесей для нанесения их на поверхность металла кисточкой. Это средство для воронения «Ворон 3» отечественного производства, а также широко известное средство для воронения импортная смесь «парижский оксид».

Преимущества видны невооруженным глазом. Это простота процесса, а также то, что жидкость для воронения стали не надо готовить самостоятельно, да и требования по безопасности и условиям проведения процесса минимальны.

Но у этого способа есть и минусы. Весьма сложно проникнуть кисточкой во все «щели» детали при ее сложной конфигурации. Для «гладкости» изделия нужна будет дополнительная полировка. Ну и самое плохое в таком воронении стволов, то, что даже небольшое механическое повреждение будет оставлять след и обработку придется повторять.

Метод погружения

Второй вариант предусматривает погружение для воронения металла детали в раствор. Главным плюсом такого способа является то, что жидкость проникает во «все щели» детали и покрывает ее равномерным защитным слоем. Во-вторых, жидкость не разбрызгивается, как в первом случае при нанесении кисточкой.

Рецепты для холодного нанесения защитной пленки можно взять такие:

1. Хлорид железа (FeCl3) – 75 грамм; етанол (этиловый спирт, медицинский спирт C2H5OH) – 30 грамм; сульфат меди (медный купорос, CuSO4 (безводный белого цвета) или же CuSO4*5H2O(синий)), азотная кислота (HNO3) – по 20 грамм.
2. Хлорид железа (FeCl3) – 170 грамм; азотная кислота(HNO3) – 13,5 грамм; соляная кислота (HCl) и сульфат меди медный купорос, CuSO4 (безводный белого цвета) или же CuSO4*5H2O(синий)) – по 4 грамма.

Такой метод не подходит для тех, кто пытается узнать, как заворонить нож, поскольку такое покрытие не устойчиво к механическому воздействию и быстро сотрется.

Довольно часто проблему как воронить ружье рекомендуют решать при помощи воронения ржавым лаком, как одним из наиболее эффективных и минимальных по затратам способом.

Суть метода заключается в обработке детали очень активной коррозионной средой – «ржавым лаком». Эту смесь стоит сначала приготовить.

Рекомендуется делать все под вытяжкой или же на улице с подветренной стороны, чтобы не надышаться очень вредными газами, образующимися в ходе цепи реакций.

Вначале в стеклянную (обязательно) посуду помещают 12 грамм соляной кислоты (HCl), а также азотную кислоту (HNO3) в количестве 20 грамм (внимание, смотрим не по объему, а по весу, у кислот различная плотность).

В эту емкость со смесью кислот добавляют 30 грамм железной окалины (ржавчины) и 5 грамм железных опилок.

Реакции надо дать пройти. После этого к полученным продуктам реакции прибавляем по 50 грамм дистиллированной воды и этилового спирта (медицинский спирт C2H5OH).

Раствор надо оставить на 12 часов и после этого надо отделить получившийся раствор от окалины и солей выпавших в осадок.

Теперь для воронения в домашних условиях этим методом следует поместить деталь в раствор и выждать до того момента пока деталь не станет черной.

После этого деталь надо промыть водой и щеткой снять красные следы от воздействия раствора. В результате получаем очень неплохой результат химического воронения.

Как и в первом случае (щеточкой), так и во втором (применяя растворы), после проведения всех процедур вороненные детали надо хорошенько вымыть с использованием моющих средств. К сожалению, такой метод не подходит для тех, кто пытается узнать, как заворонить нож, поскольку такое покрытие не устойчиво и быстро сотрется.

Горячее воронение: особенности, преимущества, недостатки

Многие, особенно умельцы в возрасте, предпочитают делать воронение ружья исключительно горячим способом, считая этот способ единственно правильным. Аргумент очень прост. У изделия, которое было воронено горячим способом, покрытие сохраняется намного дольше. Еще одним плюсом данного метода является отсутствие вредных испарений.

Довольно часто такой способ называют воронением в масле, что фактически объясняет технологию процесса. Технология очень проста и воронение стали своими руками с использованием данного метода осуществляется довольно легко.

Для начала деталь разогревают, чем больше, тем лучше. После этого деталь погружают в масло (именно это и дало названию методу как воронение стали в масле). Это может быть льняное, оливковое, или оружейное масло. Принципиально можно даже использовать и обычное машинное масло.

После того как деталь подержали в масле секунд десять, деталь достается, и маслу обязательно надо дать стечь самому, иначе пойдут пятна. Следующий шаг заключается в «запекании» масла на поверхности. Для этого принято использовать паяльную лампу. Важный момент воронения стали в масле заключается в определении момента готовности изделия.

Опытные мастера говорят, что прекращать запекать надо в тот момент, когда деталь только начинает менять свой цвет с коричневого на черный. Воронение стали в масле один из наиболее старых и проверенных способов защиты металлов от коррозии, не подводил мастеров на протяжении веков, не подведет и сейчас.

Обработка окислителем: особенности, преимущества, недостатки

Для химика вопрос как заворонить сталь не стоит, буквально первое, что он предложит это действие окислителем. Единственным минусом этого метода является то, что смеси нужно нагревать до температуры плавления, а это в домашних условиях не всегда возможно.

Чаще всего такую обработку проводят с применением нитратов, откуда и название – воронение в селитре. Хотя на самом деле выбор окислителей достаточно большой и воронение в селитре в домашних условиях не единственный эффективный метод с использованием окислителей.

Состав рабочих растворов

Из рецептов следует выделить:

1. Натр едкий (NaOH) – 2,8 грамм; динатрия гидрофосфат (Na2HPO4) – 100 грамм; натрий азотнокислый (NaNO3)– 50 грамм (Расчет приведен на 1 литр воды);
2. Едкий натр(NaOH) – 400; нитрат калия (KNO3) и натрий азотнокислый (NaNO3) – по 10 грамм каждого (Расчет приведен на 0,63 литра воды).

Время погружения в растворы не менее 30 минут. Данная методика подойдет для воронения ножа в домашних условиях, поскольку позволит получить прочное покрытие и при этом не нарушить твердость металла.

При всех своих плюсах метод оксидирования металлов с использованием окислителей является довольно дорогостоящим и непростым для новичков, поскольку требует хороших знаний химии и определенной сноровки. Следует также отметить, что воронение нержавеющей стали осуществляется другими методами, не взаимосвязанными с данными методиками.

Видео

В нашем видео вы можете подробно рассмотреть все этапы холодного воронения.

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:

• Fe₃C + CO₂ = 3Fe + 2CO;
• Fe₃C + H₂O = 3Fe + H₂ + CO;
• Fe₃C + 2H₂ = 3Fe + CH₄,

где Fe₃C – цементит, одна из важных составляющих стали. Именно это соединение определяет прочность и твердость стальных изделий.

В поверхностном слое содержится больше чистого железа. Оно подвержено действию воды и окружающих газов. Процесс идет по нарастающей. Рыхлая ржавчина быстро распространяется внутри деталей.

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:

1. Холодное и огнестрельное оружие.
2. Изделия, полученные в результате холодной ковки.
3. Претензионные пары, работающие с газами и жидкостями.

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:

• у стального изделия возрастает коррозионная стойкость;
• детали, прошедшие обработку, способны сохранять стойкость к агрессивному воздействию окружающей среды.

Если имеется действие щелочей, кислот и специальной термической обработки, то поверхность покрывается окисью,

2Fe + O₂ = 2FeO.

Окисление, когда железо проявляет двухатомные свойства, образует черные пленки. В зависимости от их толщины меняется и окрас изделия. Если имеется достаточно толстая пленка (до 12…15 мк), то поверхность имеет черный цвет. Чтобы повредить подобное покрытие, нужно приложить довольно значительное усилие.

Как проводить оксидирование металлов в домашних условиях?

На практике воронение выполняется по различным схемам:

1. Термическая обработка деталей с последующим покрытием маслом.
2. Нагревание до температур кипения в химических растворах.
3. Окрашивание специальными составами, проникающими в поверхностный слой. Происходит диффузия покровного слоя с основой.

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:

• В случае восстановления поврежденного покрытия следует определить величину имеющихся повреждений. Если нужно реанимировать ограниченные участки, где имеются царапины или небольшие потертости, выбор останавливают на щелочном способе получения оксидной пленки на поверхности металла.
• При значительном повреждении поверхности детали и наличии на ней коррозии придется полностью снимать имеющееся покрытие.
• У каждого изделия имеется определенная ценность. Исходя из этого, стоит прикинуть, как долго предполагается последующая эксплуатация. Если предмет будет большую часть времени проводить на стене в качестве экспоната, возможны простейшие химические способы обработки.
• Для изделий эксплуатируемых активно в походах, на открытом воздухе (ножи, предметы утвари или огнестрельное оружие) применяют термические способы с использованием масла.
• При выполнении работы под заказ многое зависит от цены, которую может оплатить заказчик. Дешевые заказы выполняются простыми способами, дорогие предусматривают использование более дорогих приемов воронения. При выполнении работы для сторонних заказчиков вопрос: «Сколько стоит?» – будет весьма актуальным.
• На стадии обучения придется за все платить самому. Любое профессиональное обучение затратно, но у самостоятельного познания основ профессии есть преимущество: знания приобретаются без дополнительной оплаты наставнику.

Остается только изучить основные способы нанесения оксидной пленки, а потом на реальном опыте отработать приемы, получить нужные навыки.

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:

1. Нужна рабочая емкость для воронения. Она должна обеспечивать полное погружение детали в раствор.
2. Создать хорошую вытяжную вентиляцию и приток свежего воздуха. Над местом, где выполняются процессы желательно устанавливать зонд, тогда вредные пары не окажут влияния на человека.
3. При работе нужна емкость из материала, который нейтрален к щелочам и кислотам. В ней должна находиться вода или раствор, способный быстро нейтрализовать применяемые препараты. Емкость изготавливается из пластика, стекла, фарфора или фаянса.
4. Работу нужно выполнять в перчатках. Здесь понадобятся резиновые и другие типы перчаток, предотвращающие попадание растворов на руки. Они должны защитить и от возможного термического воздействия.
5. Защита органов дыхания достигается использованием респираторов. При использовании крепких кислот понадобятся фильтры из активированного угля.
6. Защита зрения достигается использованием защитных очков. Имеются специальные очки для работы с химическими реактивами, их продают в магазинах рабочей одежды.
7. Фартуки и куртки из брезента защитят тело от попадания капель растворов.

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.

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:

• 2 г лимонной кислоты;
• 2 г щавелевой кислоты;
• 1 л воды.

Процесс:

1. Раствор нагревают до температуры 120…125 ⁰С.
2. Помещают в него изделие на 20 минут.
3. После завершения деталь вынимают и промывают слабощелочным раствором. Можно использовать губку, смоченную в шампуни.
4. Завершается обработка протиркой машинным маслом.

Изделие приобретает черный цвет с некоторым оттенком коричневого оттенка.

Рецепт № 2

Используются растительные дубильные вещества (танины). Их получают из ветвей дуба или ивы.

Приготовление концентрата:

• ветви ивы или дуба (примерно 3 кг) варят в емкости объемом 10 л;
• через 3 часа после варки образуется раствор черного цвета;
• ветви вынимают из раствора;
• выпаривают раствор до 3 л. Получается концентрированная дубильная кислота. Для воронения применяется только часть раствора. Остатки концентрата заливаются в стеклянную емкость и закрывают плотной крышкой (может храниться до 3…4 лет).

Воронение деталей:

1. Используется 20…30 г дубильного концентрата на 1 л рабочего раствора.
2. Для активации процесса проводят воронение лимонной кислотой, ее добавляют в состав рабочего раствора (2…3 г на 1 л воды).
3. В готовый раствор кладут деталь, которую требуется воронить.
4. Длительность процесса составляет 24..30 часов.
5. Деталь после обработки вынимается и промывается.
6. Машинным маслом протирается готовая деталь.
7. С детали убираются остатки масла с помощью ветоши.

Использование «Ржавого лака»

В продаже реализуется «Ржавый лак». Его используют для поверхностного покрытия деталей:

• деталь протирается от остатков жира;
• покрывается лаком;
• растворителем на основе ацетона, например, № 646 смываются излишки лака с поверхности;
• это один из самых быстрых способов воронения с использованием готовых растворов.

1. 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:

1. Деталь в муфельной печи в течение 20…30 минут нагревают до температуры 180…220 ⁰С.
2. Вынутую деталь протирают машинным маслом с помощью тампона. Желательно провести обработку всех поверхностей.
3. При необходимости обработки повторяют.
4. Обычно достаточно двукратной термической обработки для получения качественной вороненой поверхности.

Информация: на оружейных заводах, производящих огнестрельное и холодное оружие, используют термическое воронение. Покрытие на многих изделиях сохраняется более 100 лет. Пример, винтовки Мосина 1891 г. выпуска и револьверы Наган, выпущенные в конце 1888 г.

Republished by Blog Post Promoter

Воронение стали: описание процесса, основные способы

Одним из способов защиты поверхности стали от коррозии является нанесение на поверхность сплошной тонкой пленки окислов – оксидирование. Толщина слоя определяет цвет поверхности, оттенки побежалости.

Методы воронения, чернения используют в декоративных целях, для защиты винтовой резьбы и сопряженных деталей.

Единая система защиты конструкционных материалов от старения, операции покрытия разрабатываются на основе действующего ГОСТ 9.305-84.

В естественных условиях стальная поверхность при контакте с атмосферой покрывается рыжей пористой коркой из гидроокиси. Она не защищает металл от дальнейшей коррозии.

Создать непроницаемую защиту на поверхности черных и легированных сталей можно, связав тонкий слой элемента Fe в комплексы окислов FeO (вюстит) Fe3O4 (магнетит) Fe2O3 (гематит) с привлечением лигандов и ионов металлов из раствора. Пример – соединение FeO*Cr2O3.

Главное, полученная пленка должна иметь сродство с основным металлом, близкий коэффициент термического расширения. Эти условия обеспечивают нужную адгезию слоя толщиной 1-10 микрон, его эластичность. Индикатор толщины – цвет поверхности, постепенно переходящий из желтого в бурый, вишневый, фиолетовый, синий, серый.

Процесс воронения представляет нанесение защиты из магнитной окиси железа на поверхность детали. Цвет окраски зависит от применяемых реактивов и структуры пленки. Чернение, синение – результат произведенного воронения в промышленных условиях или домашней мастерской. Нержавеющая и низкоуглеродистая сталь после обработки приобретают дополнительную твердость и декоративный вид.

Результатом промышленного оксидирования являются структурные преобразования поверхности металла. В домашних условиях речь идет о воронении – доступных способах защиты стальной поверхности и придания изделию декоративности.

Типы растворов для воронения металла

Существует большое количество составов, позволяющих осуществлять процесс воронения стали даже в домашних условиях. 

Примеры некоторых смесей:

1. Состав для щелочения при нагревании жидкости до 130-150 0 С, заготовку погружают на 25-30 мин. Берут 100 мл воды, добавляют 30 г азотистого натрия и 100 г технической соды. Ингредиенты растворяют, доводят до кипения.
2. Лимонная кислота. Температура 70 0 С, погружать несколько раз, снимая черный налет салфеткой. Раствор содержит 50 г лимонной кислоты, растворенной в горячей воде.
3. Состав для холодного окисления, время обработки 30 мин. Растворить в 600 мл воды 400 г NaOH, 10 г NaNO3. Важно отмыть поверхность от состава, высушить и слегка смазать.
4. Раствор виннокаменной и дубильной кислоты, нагретый до 140-150 0 С. Время обработки — 15 минут. Взять по 2 г кислот, растворить в литре воды. После обработки тщательно промыть, выдержать в масляной ванне час.
5. Воронение в селитре, раствор 70-90 0 С, время выдержки — 30 минут. Растворить в 1 л воды 2,8 г NaOH, 100 г Na2HPO4, 50 г NaNO3. Или в 630 мл H2O внести 400 г NaOH, по 10 г KNO3, NaNO3. Покрытие получается твердое и стойкое.
6. Для холодного воронения готовят составы для нанесения на поверхность защитной пленки. Смесь 75 г FeCl3, 30 г C2H5OH, 20 г CuSO4, 20 г HNO3 или 170 г хлорида железа, 13,5 г азотной кислоты, по 4 г соляной кислоты и медного купороса.

Все перечисленные растворы агрессивные, смешивают их в стеклянной, фарфоровой или фаянсовой посуде с соблюдением мер безопасности. 

Воронение стали в домашних условиях

Выполнить защитно-декоративное покрытие такого типа изделия своими руками не сложно. Химические методы обработки изделий щелочными растворами проще, чем кислотными. Процесс сопровождают токсичные испарения, нужна хорошая вытяжка. Чтобы получить результат, обработку ведут в несколько этапов, каждый раз очищая поверхность от налета.

Независимо, какой способ чернения выбран, деталь необходимо подготовить:

• Металлическую поверхность очистить, даже если было воронение.
• Отшлифовать поверхность.
• Обезжирить в растворе эфира, бензина, хлористого этила.
• Переносить заготовку после очистки нужно в резиновых перчатках.
• Подготовить рабочее место, посуду, салфетки, защитную одежду.
• После воронения обязательна тщательная финишная очистка детали и закрытие пор масляной пленкой.

Достигнуть в домашних условиях качества заводской обработки невозможно.

В мастерской создают разные оттенки чернения. Для бурого спектра приготовить пасту из 100 г FeCl3 и литра оливкового масла. Покрыть смесью поверхность, отшлифовать через 3-5 часов.

Защитить изделие от коррозии можно в масляной ванне. Разогреть заготовку, опустить ее в ванну с маслом. После остывания достать, промокнуть излишки. Операцию повторить 3 раза. Если деталь небольшая – отполировать ее, намазать оливковым маслом и отжигать на спиртовке дочерна.

Щелочной способ воронения дает стойкое покрытие. Чтобы достичь нужного результата, необходимо наращивать толщину пленки в 3-4 этапа. Закрепляют результат, создав на поверхности масляную пленку. Провести полировку. 

Чтобы получить побежалый цвет в домашних условиях, изделие должно быть компактным, подходящим для равномерного прогрева. Появился нужный оттенок – нагревание прекратить, заготовку натереть маслом.

Легко получить насыщенный черный цвет изделия в домашних условиях, используя яичный белок. Подготовленная обезжиренная деталь покрывается взбитой пеной. После полного высыхания в темноте, через 2 суток белок прикипает к металлу. Изделие нагреть докрасна, оставить на естественное охлаждение. Белок осыпется, поверхность почернеет. Закрепить цвет, обработав деталь маслом.

Домашним умельцам предлагаются готовые к использованию составы для защитного покрытия. Для холодного чернения есть смеси на основе SeO2. Пример такого состава – «Парижский оксид», включающий 3 компонента – очиститель, рабочий и закрепляющий составы.

Можно приобрести пасту, карандаш, вороненую жидкость. С этими ингредиентами вести процесс намного проще. Для холодного воронения подходят готовые составы (Ворон 3М, Клевер), которые наносят кисточкой, а после обработки излишки удаляют водой с мылом. 

Промышленные способы оксидирования стали 

Пассивация металла за счет перекрытия к поверхности доступа воды и агрессивных газов выполняется различными методами. Некоторые из них применялись еще в средних веках. 

Классические способы воронения стали:

• термический;
• щелочной;
• кислотный.

Промышленное оксидирование выполняется методами, недоступными в домашнем использовании. Используются новые и комбинированные технологии.

Электрохимическое нанесение покрытий

Один из методов – гальваническое чернение деталей со сложной геометрией. Метод называется анодированием. Деталь опускается в щелочной электролит на держателях, при пропускан6ии постоянного тока работает, как анод. Качество и равномерная толщина защитной пленки зависит от следующих факторов:

• Плотность тока.
• Электропроводность щелочного раствора.
• Температура.
• Сложность детали.

Так, японские производители разработали схему чернения кузова авто в сборе. Электрохимический способ не требует вспомогательных составов солей цинка или хрома. Окрашивание происходит за счет структурного изменения поверхности металла.

В промышленности комбинируют химические реагенты, подбирают температурный режим, составляют технологическую карту обработки конкретных метизов. Важно учитывать сорт стали, состав сплава.

Защита деталей методом анодирования имеет ряд преимуществ:

• Образуется равномерная, стойкая защитная пленка.
• Покрытие диэлектрическое, безопасное, разрешено как антипригарное для посуды.
• Скрывает царапины и мелкие дефекты на стенках изделий.
• Изменение состава электролита влияет на цвет поверхности, придает изделию декоративность.
• Толщина слоя 1-10 микрон регулируемая, сродство с основной поверхностью высокое.

В процессе возможно применение нескольких электролитов. Твердое анодирование повышает прочность поверхности, стойкость к коррозии в агрессивной среде.

Термический способ

Процесс протекает в специальных муфелях в присутствии водяных паров и кислорода. Низколегированные марки стали обрабатывают 30 минут при 300-350 0 С. Толщина вороненого слоя — около 2 мкм.

Легированные стали выдерживают в термостате 60 минут. Температура в камере в 2 раза выше, а пленка — всего 1-1,5 мкм.

Плазменный способ

Процесс проводится под действием микроразрядных импульсов токов сверхвысокой частоты. Плазмохимическое влияние придает поверхности декоративные свойства и стойкость к ряду агрессивных факторов.

Лазерное оксидирование

Специальная установка, работающая в инфракрасном диапазоне, подает на металл лазерный луч, который нагревает металл ниже температуры кипения. Деталь находится в толще воды.

  Переменные – уровень жидкости, продолжительность обработки и плотность потока энергии подбираются под изделия.

Метод используют для сложных деталей, когда нужно защитить поверхность, не допустить потери механических свойств и коробления.

Резюме

Оксидирование – промышленный способ нанесения защитного покрытия за счет структурных изменений поверхности металла. Воронение – нанесение тонкого слоя защитного покрытия в домашних условиях, с применением специальных составов химическим методом. Термический способ воронения выполняется за счет нагрева заготовки и охлаждения ее в масляной ванне.

Рецепты воронения из книги по охоте 1929 г

С.А. Бутурлин. Дробовое ружье и стрельба из него. Издание Всекохотсоюза. Москва, 1929 г

21. Окраска и воронение ружейных стволов

Окраска, отнимая у чистой стали ее блеск, делает ружье менее заметным для дичи, а главное — предохраняет сталь и железо от оржавления.
Домашняя окраска вряд ли обойдётся дешевле, чем отдача мастеру. Но сама по себе эта работа не трудная, только для удачи требует очень большой аккуратности и совершенной чистоты и начинающим редко удается.

Стволы должны быть снаружи совершенно отчищены от ржавчины, всяких пятен и следов прежней окраски до полной белизны, сначала наждачной бумагой № 00, затем самой тонкой № 0000, или же пробкой, намоченной маслом и посыпанной наждачной пылью, или так называемой „стальной шерстью“.

Обрезов стволов, а также плоских частей под казенной частью, конечно, не трогают.

Перед чисткой и полировкой стволы густо смазывают внутри салом и плотно затыкают точно пригнанными и тоже смазанными деревянными палочками и с казны и с дула.  Деревяшки должны торчать на 18—22 см (вершка по 4-5) наружу, чтобы можно было обращаться со стволами, не трогая металла, пальцами.
Густо смазать надо и все части экстрактора и залить его, а также обрезы стволов и крючья с плоскими частями, канифолью (гарпиусом) или воском; если же стволы придется сильно нагревать (см. ниже), то залить эти части гипсом, как и казенный и дульный концы стволов, вставив в них по гвоздю, воткнутому в палки.Я
Совершенно очистив и отполировав поверхности стволов, надо снять с них малейшие следы жира (напр. от случайного прикосновения даже и сухою рукой). Для этого надо стволы хорошенько вымыть с мылом, а затем крепким раствором поташа (углекислый калий) или же слабым раствором едкого натра или просто золы, затем хорошенько отмыть в нескольких водах и насухо вытереть сухой тряпочкой или чистой паклей, очистить от следов жира можно, тщательно протирая мокрой тряпкой с просеянной древесной золой или мелом, обварив затем кипятком (из самовара) и хорошенько вытерев сухой чистой тряпкой.
Для некоторых способов окраски надо еще приготовить ванну такой длины, чтобы стволы с торчащими из них палками свободно входили, по ширине — достаточно просторную,  см 12—13 (вершка 2 3/4 — 3) и глубиной около 11 см (2 1/2 верш.). Сделать можно из железа, жести, цинка, даже просто из досок, только густо залить швы растопленной черной смолой, канифолью или воском.
Лучше всего стволы пристраивать на крепких бечевках, привязанных за деревянные палки так, чтобы они висели в ванне, отнюдь не касаясь ни стен, ни дна ее. Во многих случаях наведенный при окраске на стволы слой окиси надо счищать до наведения ровного однородного глянца металлическою щеткой, вроде употребляемых на фабриках для расчесывания шерсти. Сделать ее можно так. Взять самой тонкой („вязательной“) железной проволоки,  нарезав кусками  см по 7 (вершка по 1 1/2), сложить куски в пачку толщиной, примерно, в мизинец, крепко перевязать посередине бечевкой в несколько оборотов, подравняв один из концов пучка проволок (слегка постукивая по концам молотком). Полученную плоскую вершинную площадку еще притирают самым мелким подпилком или оселком. Можно также применять мелкие щетки, служащие для очистки напильников.

Щеткой трут стволы, не царапая их, но гладя щеткой в одном направлении, так сказать „по шерсти“, нигде не оставляя непротертых матовых мест.

Окраска в голубой цвет. Растворить в горячей воде в одном сосуде 1/2 % хлорного железа, а в другом 1/2 % красной кровяной соли (т.е.

на одну водочную бутылку — 3 грамма); смешав 2 равные об‘ема этих растворов в ванне, погружают туда стволы и держат до желаемого цвета.

Вынув, обмывают стволы холодной водой, отнюдь не трогая металла руками, дают высохнуть и, немного нагрев, осторожно протирают вареным маслом (олифой) на мягкой холщевой тряпочке, но не жирно, и оставляют просохнуть несколько дней.

Окраска в серый цвет. Производится, как только что описано выше, но раствор гипосульфита берется более слабый, 200 г (1/2 фунта) на 3 1/2 стакана воды, и применяется не в горячем, а в холодном состоянии.

Окраска в темно-шоколадный с синеватым отливом цвет. На 20 частей по весу перегнанной воды берут 2 ½ части железного купороса (зеленого) и ½ части полуторахлористого железа (в аптеках, против кровотечений).

Раствор этот (его можно и сохранять) берут куском гигроскопической ваты, более или менее плотно свернутым, и ровным однообразным слоем наносят вдоль стволов, затем стволы ставят (лучше подвешивают) на 1 час в сухое место, затем на 24 часа в очень сырое (погреб).

Затем металлической щеткой хорошенько, но осторожно, счищают образовавшуюся ржавчину, не оставляя нигде непротертого матового места, обваривают` стволы  кипятком из самовара, насухо вытирают сухой чистой тряпкой; второй раз точно также покрывают стволы тем же раствором, и все проделывают раз 10 — 12 точно тем же порядком, с выдержкой в погребе.
Получив хороший цвет, если ствол дамасковый, то в последний раз натирают до блеска металлической щеткой, обваривают кипятком, вытирают насухо и натирают олифой.

Если стволы стальные, то лучше окрасить в темно-синий тон (можно, конечно, это сделать и с дамасковыми), как указано ниже.

Окраска в темно-синий цвет.

Поступают во всем, как указано выше для темно-шоколадного цвета, но затем, не натирая стволы олифой, приготовляют такой раствор: на 1,8 литра (3/20 ведра) воды берут 38,4 г (3 лота) кампешевого экстракта и 0,2 г (3 грана) железного купороса, размешивают этот раствор деревянной щепочкой в ванне, нагревают (хотя бы на плите) до кипения и подвешивают в ванне стволы, продолжая кипятить, на 10 минут. Затем, вынув, протирают стволы сухой тряпкой, натирают олифой и сушат.

Окраска в каштаново-бурый цвет. Нагревают в фарфоровом сосуде 16 капель азотной кислоты (осторожно, так как испарения крайне вредны и для вдыхания, и для глаз), прибавляют 32 капли сурьмяного масла (треххлористая сурьма) и 16 капель оливкового масла, и слегка кипятят смесь до полного соединения.

Нагретые стволы покрывают смесью с уже указанною в других рецептах осторожностью и равномерностью и оставляют висеть 12 часов, протирают затем, как уже об‘яснено выше, металлическою щеткою и повторяют протравление также до 3 раз. Затем, после полировки металлическою щеткою, натирают тряпкой, намоченной костяным маслом.

 Окраска в коричневый цвет. Смешивают 4,3 г (1 золотник) слегка подслащенного сахаром „селитряного спирта“ (азотная кислота), 3,1 г (3/4 золот.) раствора сернокислой окиси железа, 3,1 з (3/4 зол.) сурьмянного масла (треххлористая сурьма) и 4,3 г (1 зол.) сернокислой меди.

Эту смесь в плотно закупоренной склянке ставят на 24 часа в теплое (не горячее) место. После того подливают 102,4 г. (8 лот) дистиллированной (или дождевой профильтрованной) воды (1/4 фунта или 102 см.куб.) и хранят до употребления.
Губкой или ваткой (аптекарской) этим составом равномерно покрывают стволы и помещают их на 24 часа в теплое место.

Получившийся тонкий налет ржавчины счищается осторожно металлической щеткой до получения ровного цвета и глянца.

Затем опять наносится красящая жидкость, и вел операция повторяется тем же порядком второй раз, а затем и третий, только при третьем разе — стволы не скоблят металлической щеткой, но лощат кожей, намоченной в деревянном масле, до получения желаемого глянца; затем, в течение 12 часов сушат и снова лощат кожей с деревянным маслом.

Окраска в темно-вишневый цвет. В прочной стеклянной посуде приготовляется один из следующих двух составов. Смешивают 410 г (1 фунт) перегнанной (или процеженной дождевой или кипяченой речной) воды, 8,54 г (2 золот.) азотной кислоты, 5,15 г (1 зол. 20 долей) соляной кислоты, 8,54 г (2 зол.

) дву-треххлористого железа (стальная тинктура) и по 10,67 г (2 ½ зол.) медного (синего) и черного железного купороса.
Иди 700 г или см куб. (54 лота) такой же воды, 25,6 г (2 лота) железных опилок, 12,8 г (1 лот) стальной тинктуры, 51,2 г (4 лота) соляной кислоты и 64 г (5 лот) „крепкой водки“.

Плотно закрыв пробкой, оставляют в теплом месте недели 3 или более, после чего состав готов к употреблению. Состав имеет грязный оливковый цвет и при покое дает темно-ржавый осадок.
При употреблении состав взбалтывается и сначала пробуется на железной пластинке.

Если за сутки в теплом месте образуется на смазанной пластинке слой ржавчины толще одной „точки“ (1/4 мм или 1/100 дюйма), то состав нужно слегка разбавить водой.
Стволы тщательно и ровно покрываются составом и помещаются на сутки в теплое место (хорошо вытопленная комната, например).

Полученный слой ржавчины осторожно полируется металлической щеткой до получения ровного цвета и глянца, затем их снова покрывают составом и все повторяют в прежнем порядке, от 4—12 раз, т.-е. пока не получат желаемого оттенка, или пока состав не перестанет оржавлять стволы.

Окончив окраску, наливают в стволы кипятку и лощат их снаружи кожей, намоченной в деревянном масле.

Окраска в бронзово-коричневый цвет. За неимением графитового тигля в прочном глиняном обожженом сосуде, в крайнем случае чугунном, расплавить обыкновенную черенковую серу на медленном огне, имея наготове мокрую тряпку или хорошо приходящуюся крышку и наблюдая, чтобы сера не вспыхнула.

В расплавленную серу примешивают 1/10 часть по весу ламповой сажи и тщательно размешивают. Нагревают хорошенько металлическую или глиняную ванну и выливают туда жидкую смесь. Погружают туда стволы (конечно с гипсовыми, а не деревянными, пробками) и каждые 2 — 3 минуты вынимают посмотреть, как окрашиваются.

Можно вместо веры взять 3 ¼ — 3 ½ кг обыкновенной селитры и по расплавлении примешать к ней мельчайшего порошка перекиси марганца, 1 весовую часть на 8 частей селитры, тщательно размешивая, согревать, пока брошенные в смесь деревянные опилки не станут загораться.

Тогда смесь выливают в горячую ванну, погружают в нее стволы, поворачивая их в смеси и вынимая посмотреть, до получения желаемой густоты окраски. Так как селитра горюча, то предосторожности те же, что и серой.

Затем стволы обмывают и в теплом состоянии полируют кожей с маслом.

 Окраска в черный цвет. Как и в других случаях, тщательно очищают и обезжиривают (хотя бы раствором извести в воде, разведенным до густоты хороших сливок) стволы, предварительно густо смазав их внутри и заткнув с обоих концов хорошо пригнанными деревянными смазанными пробками, торчащими на 9 — 4 см. (2 — 3 вер.) или более наружу.

В глиняной чаше смешивают: 30 г (1/20 водочной бутылки или 1/400 ведра) воды, 10 г (2 1/3 золотн.) сулемы и     10 г бертолетовой соли, и смесь эту согревают, ставя глиняную чашку в горячую воду.
Затем нагревают и стволы, либо погружая их на время в корыто с горячей водой, либо поливая из самоварного крана кипятком.

Заранее прикрепляют к деревянной палочке (булавками, бечевкой или просто зажимом в расщеп палочки) кусочек губки или фланелевую (отнюдь не шерстяную) тряпочку.
В нагретом составе мочат эту губку или тряпочку, отжимают несколько и затем намазывают нагретые стволы составом осторожно и слегка, чтобы не было потеков и капель.

Намазав сплошь равномерно, опускают стволы на 7—10 минут в кипяток, вынимают и дают высохнуть, держа в отвесном положении (дулом вниз).

Как только высохнут, стволы натирают до блеска полотняной или бумажной (не шерстяной) тряпочкой (чистой, конечно), и опять наносят на них состав, конечно, подогрев их снова, если они остыли, — равно как не дают остывать составу. И опять повторяют все, как сказано выше.

Повторив эту операцию раз 5 — 12, пока не получится желаемой густоты оттенка, хорошенько отмывают стволы кипятком, затем протирают слегка и ровно сухою тряпочкой до блеска и, не давая им остынуть, обильно покрывают их льняным маслом на шерстяной тряпочке, водя ею по стволам вдоль их. длины и с очень легким нажимом, чтобы не стереть еще неокрепшей окраски; наконец, высушивают.

Окраска в черный или коричневый цвет. Подготовка стволов и красящий состав такие же, как только что описано. Сухие стволы также осторожно покрывают составом и оставляют на 1 час, затем осторожно обтирают ватой или тряпочкой (не шерстяной) и кладут на полминуты в кипяток.

Затем обсохшие стволы опять покрывают составом и повторяют все это в том же порядке до получения желаемого оттенка, т.-е иногда до 12 раз.
После того кипятят стволы в воде минут до 10—15, слегка обтирают, дают высохнуть и еще теплые натирают маслом. При этом получается коричневый цвет, хороший для дамасковых стволов.

Для получения же черного цвета, прибавляют в воду при этом окончательном кипячении по чайной ложке на каждую бутылку воды железного купороса (бледно-зеленовато-голубой).

Многие из этих способов окраски, и в частности и два последние, пригодны для окраски не только стволов, но и других частей ружья.

 Воронение полированных частей прибора (не паянных оловом) делается так. Березовый или осиновый (вообще не смолистого дерева) уголь толчется в порошок и просеивается сквозь сито. Порошок этот насыпается в не паянную, а клепанную жестянку, или иной металлический ящик и нагревается на плите или угольях, примусе и т.п.

до тех пор, пока при помешивании порошка в нем не начнут перебегать искры.
Тогда в него кладут хорошо очищенные железные или стальные части, лучше нанизав их предварительно на проволоку, чтобы удобнее было вынимать. Вещи должны быть совершенно погружены в порошок и покрыты им, но отнюдь не касаться хна и стенок ящика.

После 10—15 минут нагревания вещи вынимаются, несколько остужаются, обтираются сухой паклей и снова также кладутся в угольный порошок дня нагревания.
Все это в том же порядке повторяется раз 5—6, пока вещи не почернеют достаточно. Тогда, дав им несколько остыть, еще теплые смазывают деревянным маслом.
Есть еще масса других способов и составов.

Весь секрет успеха — в совершенной аккуратности и полной чистоте работы.

В Америке теперь имеется готовая мазь, продаваемая по 1 доллару за коробку, хватающую на 5 ружей, которой можно в несколько минут поворонить ружье (New method gun bluing U.S.A.).