Воронение стали в домашних условиях

Старинный способ воронения стволов без оловянной пайки

Этот рецепт взят из книги «Дробовое ружье»Бутурлина С.А., 1936 год. Он отличается простотой и очень высокой эффективностью.

Воронение в углях

Для этого березовый или осиновый уголь (выпеченный в костер кокс) толкут в порошок, потом просеивают сквозь сито. Порошок этот насыпают в жестянку или иной металлический ящик (только клепанные, без пайки!) и нагревают на плите до тех пор, пока при помешивании в порошке не начнут перебегать искры. Тогда хорошо очищенные железные или стальные части ствола кладут в этот порошок. Лучше всего их нанизать на проволоку, чтобы удобнее было вынимать. Стволы должны быть совершенно погружены в порошок и покрыты им, но не касаться дна и стенок ящика.

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.

Поэтому, воронение не тождественно чернению. Получить нужный оттенок поверхности можно, используя разные режимы термообработки стальных заготовок и используя различные химические компоненты раствора.

Например, можно добиться нужного оттенка при использовании азотнокислой меди, которая является солью, в количестве 70 г и 30 г спиртового денатурата. Соль подогревают до расплавления и добавляют денатурат. Смесь наносят на стальную деталь и нагревают горелкой. Останавливают процесс нагрева после достижения нужного оттенка.

Чернение стальных заготовок можно осуществить с помощью масла. Достаточно обмазать изделие маслом, воском или жиром животного происхождения и хорошенько его прокалить на огне. В итоге на поверхности появится стойкое черное покрытие.

P.S. Существует множество рецептов, применяя которые можно добиться насыщенного черного покрытия на металле.

Чего можно достичь воронением?

В результате проведенной работы на поверхности появится пленка из окиси железа. Размеры ее толщины полностью зависят от используемой технологии. Она может составлять 1-10 микрометров. Используя метод воронения металла, вы можете решить следующие задачи:

• защитить покрытие от коррозии, т. к. на воронёных поверхностях не появляется ржавчина;
• придать изделию более презентабельный вид.

Можно получить требуемое покрытие множеством способов. Но самыми популярными из них являются щелочное, термическое или кислотное воронение. Для самостоятельной работы идеально подходит щелочная обработка. Для этого понадобится вода, цифровые весы, нитрат натрия и гидроксид натрия. Также потребуется защитная маска и перчатки для личной безопасности.

Для работы используйте только нержавеющую посуду. Воронение стали проводится при соблюдении определенного температурного режима. Раствор поддерживают в кипящем состоянии, из-за чего с ним нужно работать предельно аккуратно.

Для создания прочного покрытия стали в домашних условиях процесс длится не менее 1,5 часов. Перед тем как приступить к чернению, поверхность необходимо обезжирить растворителем. Цвет защитной пленки определяется временем прогрева, в результате чего он будет постоянно меняться. Чтобы избежать сильного перепада оттенков, поверхность полностью погружают в раствор.

Важно! После завершения обработки металлические изделия нужно обязательно тщательно промывать в мыльном растворе

Самые распространённые способы химического воронения

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. Процедура осуществляется в течение 1,5 часов, во время которых вам нужно неотрывно находиться рядом с изделием, периодически доливая воду в ёмкость по мере необходимости.

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

Этот способ характеризуется малыми денежными затратами и доступен для осуществления в домашних условиях. Для его выполнения вам понадобится следующее:

• Наждачная бумага мелкого зернения.
• Спиртовая лампа.
• Оливковое масло.

Сначала от вас потребуется заполировать поверхность изделия наждачной бумагой. Это необходимо для того, чтобы убрать с металла различные шероховатости и неровности, которые могут испортить внешний вид предмета после воронения. Затем густо намазав поверхность оливковым маслом, нужно начать нагревание стали или металла над спиртовой лампой. Какое-либо точное время обжига в этом случае указать невозможно, главный критерий удачного выполнения операции — убедиться в том, что изделие приобрело ровный чёрный цвет. После этого позвольте предмету остыть до комнатной температуры и удалите избыточное масло с помощью салфетки или тряпочки.

Воронение с помощью яичного белка

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.

Горячее воронение

Интересуетесь тем, как в домашних условиях заворонить ружье? Многие умельцы предпочитают использовать горячий способ, считая его единственно верным. Аргументы достаточно простые. У изделия, воронение которого прошло горячим способом, защитное покрытие сохраняется значительно дольше, а отсутствие вредных испарений во время процедуры является дополнительным плюсом.

Еще такой способ принято называть воронением в масле, поскольку технология включает в себя использование этого вещества. Данный метод осуществляется довольно просто. Для начала деталь разогревается до большой температуры, после чего ее погружают в масло. В качестве жидкости для закалки может служить оружейное, оливковое льняное или даже машинное масло – это не столь принципиально. Деталь выдерживается в емкости около 10 секунд, после чего ее необходимо обязательно достать, иначе металл покроется различными пятнами.

Следующий этап заключается в «кипячении» масла на поверхности. Для этой цели можно использовать паяльную лампу или стационарную газовую плиту. Важным моментом воронения стали является определение момента «готовности» детали. Опытные оружейники говорят, что нужно прекратить нагревать жидкость в тот момент, когда ствол оружия поменяет цвет на черный. Масло является одним из самых старых и эффективных средств для воронения стволов охотничьего оружия. Отзывы об этом методе на тематических форумах говорят о его эффективности.

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

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.

Средства для воронения металлов

Относительно несложные способы воронения, доступные для проведения своими руками, включают в себя поверхностное нанесение масла, селитры и покупного состава «Клевер»

Средство «Сапфир» для воронения

Покрытие маслом

Это один из самых популярных домашних способов. Технология разбивается на следующие операции:

• Деталь ошкуривают и обезжиривают растворителем.
• Покрывают маслом.
• В муфельной печи нагревают до 350-400 °С. Допустимо использовать духовой шкаф.
• Остывшая деталь приобретает черный или коричневый оттенок.
• Для насыщения цвета процедуру повторяют.

Масло наносят кисточкой или окуная изделие в емкость с маслом. Применяют разные сорта масла, такие, как

• оружейное;
• оливковое;
• льняное.

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.

Сложности работы по чернению, связанные с нержавеющей сталью

Все описанные выше способы идеально подходят для черных сплавов и мало легированных сталей. Требуется особый подход, комплекс мероприятий для чернения нержавеющей стали, как условно инертного сплава. Разрозненные данные в литературе о прямом чернении нержавеющей стали противоречивы и на практике не всегда срабатывают. В производственных масштабах принято решать этот вопрос двухэтапным подходом. Первый этап анодирование нержавеющей стали другим, более склонным к оксидированию металлом. В основном это никель, реже медь. Второй этап оксидирование полученной поверхности. Химиками многих стран ведется разработка специальных пассивирующих паст, составов для чернения нержавеющих сталей, способных склонять их к оксидированию.

Для нанесения декоративной пленки, неработающей при перепаде температур, на поверхности, не испытывающей больших механических нагрузок, можно применить следующий способ оксидирования:

1. Травление в 10% растворе щавелевой кислоты
2. Промывка и обработка в 1% растворе сульфида натрия до необходимой степени чернения
3. Промасливание образца из нержавеющей стали.

Исходя из представленной информации, можно сделать вывод, что использование чернения для нержавеющей стали носит характер коммерческого декоративного покрытия. Использование оксидирования для достижения более высоких характеристик металла неоправданно и не может быть гарантированно. Для получения пленок защитного характера, расширяющих область применения нержавеющих сталей, стоит рассматривать другие способы и методы.

Использование машинного масла

Воронение ножа можно выполнить в домашних условиях с маслом. Вам потребуется следующее:

• 500 мл машинного масла;
• оборудование для удержания детали, такое как специальные крючки, плоскогубцы или пассатижи;
• металлическая емкость для воронения в масле;
• ветошь или бумажные салфетки;
• газовая горелка, строительный фен или газовая плита.

Как сделать процедуру, если у вас есть строительный фен? Для этого деталь выкладывают на негорючую поверхность, такую, как кирпич. Затем фен устанавливают в режим сильного разогрева. Деталь максимально сильно нагревают. Затем при помощи клещей или плоскогубцев ее укладывают в ванночку, полностью покрывая поверхность маслом. Это обеспечит ровный цвет по завершении процедуры. Затем деталь укладывают на бумажную салфетку для впитывания масла.

Статья по теме: Особенности холодного цинкования и его достоинства

При обработке металла данным способом можно воспользоваться льняным маслом. Процедура прекращается, как только получится нужный цвет. Процесс необходимо повторить 3 или 4 раза. По завершении каждого цикла изделие становится все темнее.

Анодная форма оксидирования

Оксидирование металлов может проходить с применением анодного процесса. Чаще всего электрохимический процесс оксидирования называют именно анодным. Он осуществляется в толще электролитов твердого или жидкого агрегатного состояния. Также применение такого метода позволит нанести на объект пленку высокого качества:

• Толщина тонкослойного покрытия лежит в пределах от 0.1 до 0.4 микрометров.
• Обеспечение электроизоляционных и износостойких свойств возможно в том случае, если толщина будет колебаться от двух-трех до трехсот мкм.
• Защитное покрытие = 0.3 – 15 мкм.
• Могут наноситься слои со свойствами, подобными эмали. Специалисты такую пленку чаще всего называют эматаль-покрытием.

Характеристикой изделия, которое подвергли анодированию, является наличие положительного потенциала. Данная процедура рекомендуется с целью придания защиты элементам микросхем интегрального типа, а также при создании диэлектрического покрытия на поверхности полупроводников, сплавов и сталей.

Процесс оксидирования металлов анодированного типа может, при желании, выполнить любой человек в бытовых условиях, дома

Однако очень важно будет соблюдать все условия техники безопасности, и выполнять это необходимо безоговорочно. Это обуславливается использованием в данном методе очень агрессивных соединений. Одним из частных случаев анодирования считают способ микродугового оксидирования

Он позволяет человеку получать ряд уникальных покрытий с высокими параметрами декоративного, теплостойкого, защитного, изоляционного и антикоррозийного типа. Микродуговая форма протекания процесса может осуществляться только под воздействием переменного или импульсного тока в толще электролитов, обладающих слабощелочным характером. Рассматриваемый способ позволяет получать толщину покрытия от двухсот до двухсот пятидесяти мкм. После выполнения операции поверхность станет похожа на керамику

Одним из частных случаев анодирования считают способ микродугового оксидирования. Он позволяет человеку получать ряд уникальных покрытий с высокими параметрами декоративного, теплостойкого, защитного, изоляционного и антикоррозийного типа. Микродуговая форма протекания процесса может осуществляться только под воздействием переменного или импульсного тока в толще электролитов, обладающих слабощелочным характером. Рассматриваемый способ позволяет получать толщину покрытия от двухсот до двухсот пятидесяти мкм. После выполнения операции поверхность станет похожа на керамику.

Как правильно воронить стальные поверхности

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

Чтобы правильно обработать стальную поверхность, необходимо соблюдать следующие рекомендации:

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

2 Синение стали – рецепты разной степени сложности

При длительном нагреве, после того, как накал металла минует белую стадию, а затем желтую, бурую и фиолетовую, поверхность стали окрасится в красивый светло-синий цвет, постепенно сменяющийся темным. Именно на термообработке основан самый простой метод синения, и именно с него мы начнем перечень существующих способов оксидирования. Для получения качественного воронения в домашних условиях вам понадобится горн, желательно с автоматическим поддувом, в крайнем случае можно использовать обычную металлическую бочку, заполненную наполовину рубленым хворостом.

Металлический ящик под размер детали наполняем мелким березовым углем и помещаем в хорошо разогретый горн или в бочку с горящими щепками. Когда уголь нагреется и начнет тлеть, укладываем в него обтертую уксусом и высушенную стальную деталь, после чего следим за этапами ее каления. В самом начале появления синевы вытаскиваем заготовку и слегка остужаем на воздухе, одновременно очищая мягким углем. Затем снова помещаем в ящик. Повторив эти манипуляции несколько раз, и в конце доведя каление до явственной синевы, вы получите прочную окисную пленку.

Другой способ – с применением специального раствора и без термообработки. Для него вам нужно раздобыть всего 2 реактива: по 2,5 грамма гексацианоферрата калия, в народе именуемого красной кровяной солью и являющийся мощным окислителем, а также полуторахлорное железо. Оба ингредиента прекрасно растворяются, поэтому смело заливаем каждый в отдельной емкости 0,5 литра воды, после чего объединяем получившиеся жидкости в единую смесь. Именно в нее и помещаем стальную деталь, которой нужно придать антикоррозийную устойчивость. Когда поверхность металла достигнет нужного окраса – извлекаем деталь из ванны и обсушиваем.

Существуют и более сложные методы синения, но мы обратимся к тем, что попроще. Оксидирование можно осуществлять не только растворами, но и расплавами различных веществ. В частности темно-синий цвет стальному изделию можно придать, погрузив его в расплавленную серу, в которую предварительно, после перехода в жидкое состояние, замешивается небольшое количество сажи. Второй вариант – расплав селитры, получаемый при ее нагреве до температуры свыше 320 градусов. Если выдержать в такой ванне стальное изделие, оно покроется равномерной темно-синей пленкой.

https://youtube.com/watch?v=MH8Z4lSUBpY

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.