Воронение стали. Чернение стали


Воронение стали

Воронение стали – химический процесс, применяемый для получения на поверхности стальной детали тонкой защитной пленки окислов железа Fe3O4. Название получил из-за характерного цвета детали после обработки (иссиня-черный, воронова крыла), также имеет названия "чернение" или "синение" в общем случае, независимо от цвета – "оксидирование". Получаемая в результате пленка пассивирует поверхность и защищает деталь от атмосферной коррозии и воздействия других агрессивных сред.

воронение сталиПеред тем как произвести воронение стали, деталь предварительно подготавливают, очищают от ржавчины механическим способом, полируют, обезжиривают и протравливают в кислотном растворе. Обезжиривать можно растворителем или спиртом. Протравка нужна, чтобы убрать с поверхности все лишние окислы, оставить голый металл.

Самый простой способ – воронение стали маслом. Есть разные методики, но смысл простой: на деталь наносится тонкий слой масла, после чего её необходимо нагреть до 300-350°С. Масло, обгорая, оставляет на поверхности оксидную пленку. С первого раза равномерного покрытия не получается, поэтому процесс повторяют до достижения желаемого результата. Важно добиться равномерного нагрева, иначе пленка пойдет пятнами, и не перегревать деталь, так как её может деформировать или отпустить. Многие совершают ошибку и опускают разогретую деталь в масло, это неправильно. Нужно именно наоборот: сначала мазать, потом греть. Масло используют любое, от подсолнечного до трансмиссионного или машинного. Такое воронение стали имеет низкую прочность покрытия. Оно годится только в декоративно-защитных целях.

воронение стали в домашних условиях Воронение стали с использованием железного купороса, железа хлористого и азотной кислоты

Для этого на литр воды нужно растворить 15 г железа, 30 г купороса и 10 г кислоты. На опущенном в раствор изделии будет образовываться ржавый налет, его необходимо периодически снимать щеткой и продолжать макать до получения необходимого цвета оксидной пленки. Сейчас практически в любом городе есть магазин, продающий химические реактивы, поэтому достать их относительно несложно.

Воронение стали с использованием хромпика (двухромовокислого калия). Для этого на литр воды разводят 200 грамм хромпика и погружают в раствор деталь на 20-30 минут. После извлечения из раствора ее необходимо высушить при высокой температуре (в духовке или над углями). Процесс повторять до получения равномерного иссиня-черного цвета. После чего деталь протереть промасленной ветошью. Хромпик – реактив весьма распространенный, он применяется в кожевенной промышленности.

Для воронения оружейных стволов смешивают при нагреве 1 весовую часть треххлористой сурьмы с 3 частями оливкового масла. Затем смесь наносят на деталь и оставляют на сутки. Процесс повторяют 10-12 раз, после чего ствол промывают, сушат и полируют. Цвет получается зеленовато-коричневый.

воронение стали масломКак видно из вышеописанного, воронение стали в домашних условиях - вполне осуществимый и несложный процесс. Применять его можно для любых изделий из стали в случаях, когда другие способы защиты от коррозии, например, окраска, неприменимы.

fb.ru

Чернение стали - это... Что такое Чернение стали?

 Чернение стали

Вороне́ние стали (оксидирование, чернение, синение) — процесс получения на поверхности углеродистой или низколегированной стали или чугуна слоя окислов железа (Fe3O4 и др.) толщиной 1-10 мкм. От толщины этого слоя зависит его цвет - т.н. цвета побежалости, сменяющие друг друга по мере роста плёнки (жёлтый, бурый, вишнёвый, фиолетовый, синий, серый).

Существуют следующие виды воронения:

  • щелочное — воронение в щелочных растворах с окислителями при температуре 135—150 °C;
  • кислотное — воронение в кислых растворах химическим или электрохимическим способами;
  • термическое — окисление стали при высоких температурах: в атмосфере перегретого водяного пара при 200—480 °C или в парах аммиачно-спиртовой смеси при 520—880 °C, в расплавленных солях при 400—600 °C, а также в воздушной атмосфере при 310—450 °C с предварительным покрытием поверхности деталей тонким слоем асфальтового или масляного лака.

Структура покрытия мелкокристаллическая, микропористая. Для придания блеска, а также улучшения защитных свойств окисной плёнки её также пропитывают маслом (минеральным или растительным).

Сейчас воронение применяется преимущественно в качестве декоративной отделки, а раньше - в основном - для уменьшения коррозии металла.

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Чернега Леонид Алексеевич
  • Чернение изображения

Смотреть что такое "Чернение стали" в других словарях:

  • ЧЕРНЕНИЕ — создание на поверхности металлических изделий тонкой оксидной (сталь, чугун) или сульфидной (серебро) пленки. Чернение стали разновидность воронения …   Большой Энциклопедический словарь

  • чернение — я; ср. 1. к Чернить. Ч. сукна. Ч. по серебру. Ч. репутации. 2. = Чернь (3 зн.). Браслет с чернением. Выставка ростовских эмалей и чернения. * * * чернение создание на поверхности металлических изделий тонкой оксидной (сталь, чугун) или сульфидной …   Энциклопедический словарь

  • ЧЕРНЕНИЕ — создание на поверхности стали чёрной оксидной плёнки для повышения корроз. стойкости или в декоративных целях. Ч. проводят погружением стали в расплавл. соли либо обработкой в водных р рах щелочей, к т или солей. Ч. разновидность воронения …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Воронение стали — (оксидирование, чернение, синение)  процесс получения на поверхности углеродистой или низколегированной стали или чугуна слоя окислов железа толщиной 1 10 мкм. От толщины этого слоя зависит его цвет  т. н. цвета побежалости,… …   Википедия

  • Оксидирование стали — Воронение стали (оксидирование, чернение, синение) процесс получения на поверхности углеродистой или низколегированной стали или чугуна слоя окислов железа (Fe3O4 и др.) толщиной 1 10 мкм. От толщины этого слоя зависит его цвет т.н. цвета… …   Википедия

  • Таджикская Советская Социалистическая Республика — (Республикаи Советии Социалистии Тоджикистон)         Таджикистан.          I. Общие сведения          Таджикская АССР образована 14 октября 1924 в составе Узбекской ССР; 16 октября 1929 преобразована в Таджикскую ССР, 5 декабря 1929… …   Большая советская энциклопедия

  • Доспехи воина в комплексе —         Прежде чем приступить к рассмотрению изменений в защитном вооружении, которое воин носил непосредственно на своем теле и которое известно под общим названием доспех (рис. 128), следует заметить, что до XIV века он не предстает перед… …   Энциклопедия средневекового оружия

  • Драгоценные и поделочные камни —         (a. precious and semiprecious stones; н. Edel und Schmucksteine; ф. pierres precieuses et decoratives; и. piedras preciosas y semi preciosas) минералы и горн. породы, используемые в ювелирно камнерезном произ ве для изготовления украшений …   Геологическая энциклопедия

  • ювелирное искусство — вид декоративно прикладного искусства: изготовление художественных украшений, предметов быта и др. из драгоценных металлов (золота, серебра), часто в сочетании с драгоценными и поделочными камнями и пр.; художественные изделия из других металлов… …   Энциклопедический словарь

  • ДРАГОЦЕННЫЕ И ПОДЕЛОЧНЫЕ КАМНИ — ДРАГОЦЕННЫЕ И ПОДЕЛОЧНЫЕ КАМНИ, минералы, используемые для изготовления украшений и художественных изделий. Основными критериями для отнесения минерала к драгоценным и поделочным служат красота (цвет, блеск, прозрачность, «игра», иризация (см.… …   Энциклопедический словарь

dic.academic.ru

Воронение стали - Слесарное дело

Страница 1 из 3

 

Деталь до и после воронения

Воронение, или чернение, стали – это технология пассивации, при которой сталь подвергается частичной защите от коррозии.

Своим названием этот метод обязан сине-чёрному цвету получаемого при этом защитного покрытия.

Настоящее воронение оружейной стали – это формирование на поверхности стали защитного покрытия методом её электрохимического преобразования в результате поверхностной химической реакции окисления железа с образованием чёрного оксида железа, или магнетита (Fe3O4).

Чёрный оксид обеспечивает минимальную антикоррозионную защиту, которая может быть дополнена за счёт обработки водовытесняющим маслом для ослабления увлажняющего и гальванического действия агрессивных сред.

Можно провести различие между традиционным воронёным покрытием и некоторыми другими современными чёрными оксидными покрытиями, хотя оно и представляет собой разновидность чёрных оксидных покрытий.

Ржавчина, или красный оксид железа (Fe2O3), в отличие от воронёного покрытия, подвержена чрезвычайно большому расширению вследствие гидратации. В результате этого оксид легко осыпается с поверхности стали, оставляя на окружающих предметах характерные рыжие следы ржавчины.

Термин «воронение» является общим обозначением нескольких технологий окисления. Речь идёт о холодном, горячем, оксидном и паровом воронении.

Холодное воронение

Холодное воронение – это, как правило, чернение стали с использованием химической смеси на основе двуокиси селена (SeO2), которая окрашивает сталь в чёрный или чаще в очень тёмный серый цвет.

При этом методе сложно равномерно нанести смесь на поверхность стали, он обеспечивает лишь минимальную защиту, и больше годится для быстрого выполнения мелкого ремонта и отделки.

Методы холодного воронения не требуют использования горячих растворов. В торговой сети широко представлены коммерческие составы для холодного воронения огнестрельного оружия, используемые в первую очередь владельцами ружей для небольшой отделки их чистовой поверхности с целью предотвращения образования на ней небольших царапин, которые со временем могут стать источником появления ржавчины. Некоторые из таких растворов для холодного чернения содержат двуокись селена. Покрытие, полученное методом холодного воронения, не обладает особой стойкостью ни к износу, ни к ржавлению. Однако оно зачастую обеспечивает адекватный внешний вид чистовой поверхности оружия при условии последующей регулярной обработки маслом.

Горячее воронение

Горячее воронение представляет собой процесс обработки поверхности стали раствором гидроксида натрия (каустической соды, NaOH) и нитрата калия (KNO3), который, как правило, осуществляется при повышенной температуре (от 135 °C до 155 °C).

Оно может осуществляться, например, путём погружения обрабатываемых стальных деталей ружей в водный раствор нитрата калия и гидроксида натрия, нагретый до температуры кипения (135 °C -155 °C) в зависимости от конкретно применяемого метода. Ружейные детали из нержавеющей стали, подвергаемые горячему воронению, погружаются в смесь нитратов и хроматов, нагретую аналогичным образом. Любой из этих двух методов называется горячим воронением. Помимо этого существует множество других методов горячего воронения.

Общая технология горячего воронения является современным стандартом чернения огнестрельного оружия, так как она наряду с оксидным воронением обеспечивает самый стабильный уровень коррозионной стойкости и косметическую защиту внешних металлических поверхностей ружья. Она применяется крупными оружейными компаниями в целях более экономичного крупносерийного чернения изделий.

Горячее воронение стали обеспечивает ей хорошую коррозионную стойкость, которую дополнительно улучшают путём обработки маслом.

ПерваяПредыдущая 1 2 3 Следующая > Последняя >> < Предыдущая Следующая >
 

slesario.ru

Способ электрохимического чернения стали

Изобретение относится к области нанесения защитно-декоративных покрытий и может быть использовано для декорирования и защиты от коррозии стальных деталей и изделий, в частности покрытие может быть использовано для декоративной отделки художественных изделий полученных методами ковки, чеканки, литья. Способ позволяет осуществлять чернение как в стационарных ваннах, так и методом электронатирания. Для электроосаждения таких покрытий предлагается электролит, содержащий следующие компоненты, г/л: хлористый натрий 250-300, сахар 100-200, синтанол ДС-10 1-3. Электроосаждение черного покрытия осуществляют, используя переменный электрический ток. Плотность тока в стационарной гальванической ванне 0,6-1,0 А/см2, а при использовании метода электронатирания 3-6 А/см2. Для электронатирания используют электрод-инструмент из хромированной стали с кримпленовой тканью и с полостью для электролита. Технический результат: увеличение скорости обработки, повышение производительности оборудования, увеличение коррозионной стойкости стали, возможность обработки изделий и деталей различных размеров при использовании экологически чистых веществ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

 

Изобретение относится к области нанесения защитно-декоративных покрытий и может быть использовано для декорирования и защиты от коррозии стальных деталей и изделий за счет окрашивания поверхности в черный цвет. Покрытие может быть использовано для декоративной отделки художественных изделий, полученных методами: ковки, чеканки, литья и другими. При этом чернение может осуществляться локально или по всей поверхности изделия.

Известен способ химического оксидирования стали, приводящий к окрашиванию поверхности стали в основном в черный цвет. Для достижения этой цели используются горячие растворы на основе едкого натрия (Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галль И.Е. и др. Гальванотехника. Справочник. М.: Металлургия, 1987, с. 485). Однако едкий натрий является токсичным веществом, а в предлагаемом способе используются только экологически чистые вещества. Кроме этого в известном способе используются растворы, содержащие едкий натрий, нитрат натрия и нитрит натрия при температуре от 125 до 155°С, а в предлагаемом способе раствор применяют при комнатной температуре. В предлагаемом способе сокращается время обработки по сравнению с известным способом. В известном способе время обработки составляет 15-90 минут, в предлагаемом способе - 0,5-1,5 минуты.

Известен способ электрохимического катодного окрашивания меди и медных сплавов в электролите, содержащем сульфат меди, сахар, едкий натрий (Ажогин Φ.Ф., Беленький Μ.Α., Галль И.Е. и др. Гальванотехника. Справочник. М.: Металлургия, 1987, с. 459). В данном способе, так же как и в предлагаемом способе, обработка выполняется в электролите, содержащем сахар. Однако этот известный способ позволяет выполнять окрашивание только меди и сплавов меди, но не может применяться для окрашивания стали. Кроме этого в известном способе используется едкий натрий, который является токсичным веществом, а в предлагаемом способе используются только экологически чистые вещества. Также следует отметить, что скорость обработки предлагаемым способом выше, чем известным способом. При этом если в известном способе обработка осуществляется только на одном электроде - на катоде, то в предлагаемом способе при использовании переменного тока чернение идет на обоих электродах, что повышает производительность используемого оборудования.

Известен способ электрохимического окрашивания под действием электрического тока переменной полярности в начале в серной или щавелевой кислоте, а затем в сульфосалициловой кислоте (см. RU №2467096, C25D 11/22, 20.11.2012). В данном способе, так же как и в предлагаемом способе, обработка выполняется с применением переменного тока. Однако в этом известном способе используется токсичное вещество - серная кислота, кроме этого известный способ менее технологичен, так как в нем используется обработка в двух электролитах. Известный способ позволяет выполнять окрашивание только алюминия, но не может применяться для окрашивания железа и сплавов на их основе.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого в изобретении электрохимического способа чернения является способ электрохимического оксидирования стали, приводящий к окрашиванию стали в основном в черный цвет (см. Дасоян М.А., Пальмская И.Я., Сахарова Е.В. Технология электрохимических покрытий. Л.: Машиностроение, 1989. 305 с.). Авторы предлагают использовать горячие растворы едкого натрия или хромовый ангидрид и борфтористоводородную кислоту. Однако едкий натрий, хромовый ангидрид и борфтористоводородная кислота - это токсичные вещества, а в предлагаемом способе используются только экологически чистые вещества. Предлагаемый способ позволяет сократить время обработки в 10-20 раз по сравнению с прототипом. Кроме этого в предлагаемом способе используется не постоянный ток, а получаемый на более дешевом оборудовании переменный ток. При этом если в известном способе обработка осуществляется только на одном электроде - на аноде, то в предлагаемом способе при использовании переменного тока чернение идет на обоих электродах, что почти в два раза повышает производительность используемого оборудования (гальванических ванн).

Задача изобретения - повысить производительность оборудования, увеличить скорость обработки, используя при этом экологически чистые вещества.

Также задачей изобретения является разработка способа, позволяющего обрабатывать изделия и детали различных размеров, в том числе и крупногабаритные, при этом не только окрасить их в черный цвет, но и повысить коррозионную стойкость обработанной стали.

Поставленная задача достигается тем, что в способе электрохимического чернения стали, включающем электрохимическую обработку в электролите, содержащем сахар, в состав этого электролита дополнительно вводят хлористый натрий и синтанол ДС-10 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хлористый натрий 250-300
Сахар 100-200
Синтанол ДС-10 1-3

в стационарной ванне поддерживают плотность переменного тока 0,6-1,0 А/см2.

Предложен способ электрохимического чернения, позволяющий получать на поверхности стали темные, в основном черные защитно-декоративные покрытия электролизом, как в стационарных ваннах, так и методом электронатирания. Для электроосаждения таких покрытий предлагается электролит, содержащий следующие компоненты в г/л:

Хлористый натрий 250-300
Сахар 100-200
Синтанол ДС-10 1-3

а электронатирание осуществляют электрод-инструментом, содержащим электрод из хромированной стали с кримпленовой тканью и с полостью для электролита, используя плотность переменного тока 3,0-6,0 А/см2.

В этом растворе хлористый натрий (марки хч ГОСТ 4233-77) является электропроводной добавкой, введение в электролит сахара (первой категории ГОСТ Р53396-2009) приводит к образованию черного покрытия, поверхностно-активное вещество синтанол ДС-10 (ТУ У 24.1-32257423-108-2004) способствует смачиванию электролитом обрабатываемых поверхностей.

Электроосаждение черного покрытия осуществляют, используя переменный электрический ток. Плотность тока в стационарной гальванической ванне 0,6-1,0 А/см2, а при использовании метода электронатирания поддерживают 3-6 А/см2. Для электронатирания используют электрод-инструмент. На фиг. 1 изображен электрод-инструмент для чернения методом электронатирания, где:

- кримпленовая ткань,

- токопроводящая часть электрода-инструмента, изготовленная из хромированной стали,

- диэлектрическая рукоятка электрода-инструмента, изготовленная из пластмассы,

- токоподвод - клемма,

- полость для электролита,

- нить для закрепления кримпленовой ткани.

Электрод-инструмент состоит из электропроводной части, изготовленной из хромированной стали, обмотанной кримпленовой тканью, и диэлектрической части, состоящей из пластмассы. Кримпленовая ткань изолирует электрод-инструмент от изделия, кроме этого впитывает и удерживает электролит, т.е. выполняет функцию ванны.

Предлагаемое изобретение позволяет получить следующий технический результат: увеличить скорость обработки, повысить производительность оборудования, увеличить коррозионную стойкость стали, дает возможность обрабатывать изделия и детали различных размеров, в том числе и крупногабаритных, при этом использовать экологически чистые вещества.

Пример 1 конкретного нанесения предлагаемого покрытия на образец из стали Ст3кп. Образец перед нанесением покрытия шлифовали, полировали, обезжиривали венской известью, декапировали в 10% растворе серной кислоты, промывали водопроводной и дистиллированной водой. Предлагаемое покрытие наносили в стационарной ванне, используя электролит с минимальной концентрацией компонентов следующего состава в г/л:

Хлористый натрий 250
Сахар 100
Синтанол ДС-10 1

При этом использовали плотность переменного тока 0,6 А/см2. Время обработки 30 секунд. Покрытие получилось ровным, гладким, полублестящим. Цвет покрытия темно-серый. Время появления первых очагов коррозии в 12% водном растворе морской соли увеличилось в 3 раза по сравнению со стальными образцами из стали Ст3кп без покрытия. Если первые очаги коррозии на стальном образце без покрытия появились через 3 часа, то на стальных образцах с покрытием первые очаги коррозии появились почти через 9 часов.

Пример 2

Образец из стали Ст3кп готовили так же, как и в примере 1. Предлагаемое покрытие наносили в стационарной ванне, используя электролит с максимальной концентрацией компонентов следующего состава в г/л:

Хлористый натрий 300
Сахар 200
Синтанол ДС-10 3

При этом использовали плотность переменного тока 1,0 А/см2. Время обработки 90 секунд. Покрытие ровное, матовое, насыщенного радикально-черного цвета. Время появления первых очагов коррозии в 12% водном растворе морской соли увеличилось в 8 раз по сравнению со стальными образцами из стали Ст3кп без покрытия.

Пример 3

Образец из стали Ст3кп готовили так же, как и в примере 1. Предлагаемое покрытие наносили методом электронатирания, используя электролит с минимальной концентрацией компонентов следующего состава в г/л:

Хлористый натрий 250
Сахар 100
Синтанол ДС-10 1

Для чернения методом электронатирания использовали электрод-инструмент с площадью 1 см2, площадь детали 2,7 см2. Применяли плотность переменного тока 3 А/см2. Скорость движения электрода-инструмента поддерживали в диапазоне 7-9 м/мин. Наносили покрытие круговыми движениями, так как при этом происходит лучшее перемешивание электролита, кроме того, при поступательном движении на краях происходит секундная фиксация, что увеличивает возможность образования пригара. Общее время обработки 30 секунд. Покрытие получилось ровным, гладким, полублестящим. Цвет покрытия темно-серый. Время появления первых очагов коррозии в 12% водном растворе морской соли увеличилось в 2,7 раза по сравнению со стальными образцами из стали Ст3кп без покрытия.

Пример 4

Образец из стали Ст3кп готовили так же, как и в примере 1. Предлагаемое покрытие наносили методом электронатирания, используя электролит с максимальной концентрацией компонентов следующего состава в г/л:

Хлористый натрий 300
Сахар 200
Синтанол ДС-10 3

Для чернения методом электронатирания использовали электрод-инструмент с площадью 1 см2, площадь детали 2,7 см2. Применяли плотность переменного тока 6 А/см2. Скорость движения электрода-инструмента поддерживали в диапазоне 7-9 м/мин. Наносили покрытие круговыми движениями, так как при этом происходит лучшее перемешивание электролита, кроме того, при поступательном движении на краях происходит секундная фиксация, что увеличивает возможность образования пригара. Общее время обработки 90 секунд. Покрытие получилось ровным, гладким, черным. Время появления первых очагов коррозии в 12% водном растворе морской соли увеличилось в 5,3 раза по сравнению со стальными образцами из стали Ст3кп без покрытия.

Таким образом, варьируя концентрацию компонентов электролита, время обработки и плотность тока в предлагаемых диапазонах, можно получать покрытия от темно-серых полублестящих до матовых, насыщенно радикально-черных. Покрытия можно полировать и при необходимости таким способом повысить степень их блеска.

1. Способ электрохимического чернения стального изделия, включающий нанесение покрытия электрохимической обработкой в ванне с электролитом, отличающийся тем, что покрытие наносят при плотности переменного тока 0,6-1,0 А/см2, а электролит содержит, г/л:

хлористый натрий 250-300
сахар 100-200
синтанол ДС-10 1-3

2. Способ электрохимического чернения стального изделия, включающий нанесение покрытия электрохимической обработкой, отличающийся тем, что нанесение покрытия осуществляют электронатиранием электрод-инструментом, содержащим электрод из хромированной стали с кримпленовой тканью с полостью для электролита, содержащего, г/л:

хлористый натрий 250-300
сахар 100-200
синтанол ДС-10 1-3
при плотности переменного тока 3,0-6,0 А/см2.

www.findpatent.ru

Оксидирование.Чернение стали и чугуна.Меднение. - 17 Декабря 2011 - Технологии

Технология химического оксидирования металла.

Декоративное химическое оксидирование гальванопластических изделий из меди, а также изделий из бронзы и латуни позволяет отделывать их разноцветными оксидными пленками. Результаты получаются различные в зависимости от применяемых растворов, их концентрации, температуры и прочих параметров обработки.

При химическом оксидировании изделий из бронзы и латуни играет важную роль состав этих материалов.

При химическом оксидировании изделия обрабатывают растворами или расплавами окислителей (нитратов, хроматов и др.).Химическое оксидирование используют для пассивации металлических поверхностей с целью защиты их от коррозии, а также для нанесения декоративных покрытий на чёрные и цветные металлы и сплавы.Химическое оксидирование чёрных металлов проводят в кислотных или щелочных составах при 30-100ºС.Обычно используют смеси соляной, азотной или ортофосфорной кислот с добавками соединений Мn, Ca(NO3)2 и др.

Щелочное оксидирование проводят в растворе щелочи с добавками окислителей при 30-180ºС.Оксидные плёнки на поверхности чёрных металлов получают также в расплавах, состоящих из щелочи, NaNO3 и NaNO2, MnO2 при 250-300ºС.После оксидирования изделия промывают, сушат и иногда подвергают обработке в окислителях (K2Cr2O7) или промасливают.

Химическое оксидирование применяют для обработки некоторых цветных металлов.Наиболее широко распространено химическое оксидирование изделий из магния и его сплавов в растворах на основе K2Cr2O7.Медные или меднёные изделия окисляют в составах, содержащих NaOH и K2S2O8.Иногда химическое оксидирование используют для оксидирования алюминия и сплавов на его основе (дуралюминов).В состав раствора входят Н3РО4, СrО3 и фториды.

Однако по качеству оксидные плёнки, полученные химическим оксидированием, уступают плёнкам, нанесённым методом анодирования.Различают помимо химического также и термические электрохимические (или анодные) и плазменные методы оксидирования. 

Пассивация металлов. Пассивация металлов – это технологический процесс антикоррозийной защиты металлов при помощи специальных растворов. Как правило, пассивация производится при помощи солей или окислов (в том числе нитрата натрия). Целью пассивации является сделать металлическую поверхность неактивной к атмосферному воздуху.

Пассивация может производиться двумя основными способами – химическим и электрохимическим.При химической пассивации детали погружаются в раствор с нужным химическим веществом, в результате чего при определенной температуре образуется защитная пленка.Электрохимическая пассивация производится следующим образом.Вещества, которые необходимо нанести на поверхность, смешиваются с электролитом. Далее при пропускании электрического тока они оседают на поверхности изделия. Защитный слой, нанесенный электрохимическим путем, является более равномерным, но данный метод по материальным затратам значительно дороже химического.

Пассивация металлических деталей подразумевает образование фазовых слоев (пленок) при взаимодействии металлов с компонентами растворов в определенных условиях. Пленка представляет собой плотный водонепроницаемый барьер, который и препятствует появлению ржавчины.Растворы, применяемые для пассивации, изготавливаются на основе окисляющих агентов, которые образуют труднорастворимые в воде соединения.К ним относятся хроматы, молибдаты, нитраты в среде щелочи.Как правило, пассивированная деталь или изделие подвергается дополнительной обработке.На них могут быть нанесены ингибиторы (вещества, которые замедляют или останавливают течение нежелательных химических реакций и процессов), грунты, краски и/или лаки.

ООО НПФ „Крас-Прибор"  

Меднение. Электрохимическое покрытие.

Медь - пластичный, легко полиру­ющийся металл. Плотность меди 8930 кг/м3, температура плавления 1083°С, атомная масса 63,54 удель­ное электрическое сопротивление 0,017∙10-6Ом∙м, теплопроводность 319,50 Вт/(м∙К). В химических соединениях медь может быть одно- и двухвалентна. Электрохимически осажденная медь имеет розовый цвет. Электрохимические покрытия медью не следует применять в качестве само­стоятельных защитно-декоративных без дополнительного нанесения других покрытий или специальных лаков, так как в атмосферных условиях они легко взаимодействуют с влагой и углекисло­той воздуха. В атмосферных условиях и ряде агрессивных сред медь с же­лезом образует гальванопару (медь — катод). В большинстве случаев медные покрытия применяют для улучшения пай­ки по стали (до 3 мкм), для деталей, подвергаемых глубокой вытяжке (до 9 мкм), для увеличения электропровод­ности (до 24 мкм), для защитно-деко­ративных целей при эксплуатации в по­мещениях, а также в качестве подслоя под никель, хром, серебро, золото и др. Для нанесения медных покрытий су­ществует большое количество электро­литов, так, например, цианистые, цианидферратные, этилендиаминовые, пирофосфатные, сернокислые, полиэтиленполиаминовые, щелочные бесцианистые и т. д. Но наибольшее применение в различных областях промышленности нашли цианистые, пирофосфатные и сернокислые. Обладая высокой рассеивающей спо­собностью и хорошей электропровод­ностью они обеспечивают получение высококачественных мелкокристалли­ческих осадков, имеющих надежное сцепление с большинством металлов и сплавов. Они обладают низкой кор­розионной стойкостью, поэтому в тех­нике разработаны и внедрены электро­литы, обеспечивающие получение спла­вов на основе меди. Медь - цинк, медь - олово, медь - никель, медь - свинец, медь - сурьма, медь - висмут и другие сплавы обладают не только повышенными коррозионными свой­ствами, но и рядом специальных свойств, не присущих медным покрытиям.Открыть | Закрыть  

Холодное чернение стали, чугунов.

Техпроцесс "Инста-Блэк 333"Разработка "EPI" - фирменное название "Insta-Blak 333"  

Обработка с сохранением размеров

  • При цеховой тем­пературе, простым ополаскиванием в химически неаг­рессивном растворе, на деталях форми­руются покрытия, ко­торые по декоративности (глубоко­насыщенный чер­ный цвет) и коррози­онной стойкости не уступают по­крытиям, получаемым при горячем щелоч­ном оксидировании в нитратных растворах;
  • Про­цесс применим для чернения  различных ста­лей: угле­роди­стых и легированных, конструк­ционных и инструмен­таль­ных, холодно- и го­рячекатаных, после ковки или штамповки, а также чугунов и порошко­вых металлов; при этом отсутствует образование белого со­ляного на­лета, что присуще горячему оксидированию; не происхо­дит также и вы­щела­чивание по­рошковых металлов и чугунов;
  • Одна и та же ванна может использоваться для черне­ния при комнатной температуре деталей из сталей и чугунов, разных марок и видов;
  • Покрытия ха­рактери­зу­ются долговечностью, из­носо­стойкостью и отлич­ными противозадир­ными свойст­вами – приработка сопрягаю­щихся деталей об­легча­ется, свойства режущего инстру­мента улучша­ются;
  • Посадочные размеры деталей и твердость сохраняются;
  • Отсутствует  легко удаляемый темный налет, присущий другим процес­сам чернения при комнатной температуре;
  • Процесс рекомендуется производи­телям инструмента, подшипников, прецизи­онных деталей машин, станков, крепежных и других изделий.
На практике чернению подвергаются следующие изде­лия: шпиндель­ные патроны, планшайбы, шестерни, вы­сокопроч­ные звездочки в цепных пе­редачах, втулки, резцедержатели, цанги, режу­щий инструмент для стан­ков – торцевые и концевые фрезы, инструмент с твер­досплавными пла­сти­нами, сверла, спиральные сверла, кольцевые пилы, ручной инстру­мент и пр.. В автомо­бильной про­мышленности чернят: тяговые штанги; детали подвески; поршневые кольца; свечи зажигания; крепеж; шланговые хомуты; форсунки; гид­равлические цилиндры и пр.. Производители подшипников, в том числе и подшипников для автопрома, об­рабатывают корпуса, наружные кольца, обоймы, крышки. Чернение не приводит к измене­нию размеров, зато, когда начинается при­ра­ботка, наличие покры­тия обеспечи­вает трущимся поверхностям отличные про­тивозадирные свойства. Процесс является незаменимым при обработке удлиненных деталей, например, валов электромо­торов, ко­торые нельзя подвергать горячему оксиди­рованию из-за опасности коробления.  

Преимущества холодного чернения.

Антикоррозионная защита – на годы продлевается срок службы деталей, увеличи­вается срок их хранения на складе.Совместно с уплотнением в фир­менных анти­коррах  «E-Teк» технология обеспечивает превос­ходную коррози­онную стойкость, до 150 часов в камере солевого тумана.Долговечность, износостойкость – черное химическое конверсионное по­крытие не выкрашивается, не растрескивается, не отслаивается.Противозадирные свойства – в случае приработки сопряженных дета­лей, при первоначальном контакте и во время последующего притирания про­исхо­дит выработка черного, обеспечивающего смазку трущихся поверхностей, слоя с одновременным фор­мированием нагартованных поверхностей.Скольжение – пропитка в антикоррах «Е-Тек» не только увели­чивает коррозионную стойкость изделий, но и при необходимости делает их поверхность маслянистой, что обеспечивает плавную работу со­прягаемых де­талей.Стабильность размеров – размеры при чернении существенно не меня­ются, они увеличиваются лишь на 0,12 – 0,25 мкм; это означает, что свойства поверхности детали после чернения сохраняются – полированные поверхности оста­ются блестящими, твердость по Роквеллу термообработанных деталей не из­меняется.Размеры прецизионных деталей сохраняются, отсутствует коробле­ние, которое может иметь место при нагревании.Декоративные свойства – деталь приобретает глубоконасыщенный черный цвет, что улучшает ее внешний вид и товарные качества.Удобство – легко применять на месте, не передавая детали на обработку субподрядчикам; не надо ждать, когда нагреется раствор для чернения; не надо подстраиваться под график поставок извне; не нужно тратиться на выполнение чернения на стороне; сохраняется контроль производственного процесса и  ка­чества; можно использовать при любых объемах производства; особенно хо­рошо происходит чернение больших партий мелких деталей во вращающихся барабанах (скорость вращения 1-2 об./мин).Более высокая производительность – детали могут оксидироваться за 2 – 4 минуты в отличие от  15 – 30 минут при горячем оксидировании.Обычно в два раза больше деталей может оксидироваться за то же время, что и при го­рячем оксидировании, т.е. можно организовать работу в одну смену вместо двух.Достаточно большие временные допуски на чернение – от 2 до 5 минут позво­ляют ав­томатизировать процесс (алогичные технологии других фирм допус­кают лишь короткое 90-секундное погружение).Технологичность – процесс малочувствителен к вариациям концентрации основного препарата «Инста-Блэк 333 6Х» – одинаковые результаты можно получить при его содержании 15, 20 или 25 мл/л.Широкие технологические допуски, простота контроля и корректировки рабочего раствора делают процесс легко управляемым, благодаря чему различные операторы могут обеспечить достижение надлежащего качества обработки.Продолжительный срок службы ванны – раствор может восполняться непрерывно посредством периодического добавления свежего препарата; не­которые ванны работают уже по 10-15 лет.Расширение ассортимента черненых деталей – процесс легко внедрить и применять; это позволяет придавать деталям, которые раньше никак не об­рабатывались, прекрасный декоративный товарный вид и заодно обеспечить им отличную антикоррозионную защиту.Снижение энергетических затрат  – чернение осуществляется при ком­натной температуре по сравнению с горячим оксидированием при 145 °С.Безопасность – для приготовления раствора оксидирования использу­ются неагрессивные водоразбавляемые химикаты без запаха, отсутствует не­обхо­димость в принудительной вентиляции, как в случае горячего, вредного для здоровья, оксидиро­вания; не применяются опасные едкие вещества с вредными испарениями; при доливании в раствор отсутствует опасность раз­брызгивания горячих, остав­ляющих ожоги на коже, химикатов.Низкие капитальные затраты и более продолжительный срок службы оборудования – нет необходимости в установке дорого­стоящего оборудова­ния и аппа­ратуры; устанавливаются обыкновенные семь ванн без нагревательных устройств, кон­трольно-из­мери­тельных приборов и вытяжной вентиляции, подобных используемым в случае го­рячего ок­сидиро­вания.Низкие затраты на выполнение обработки – обеспечиваются высокой технологичностью процесса – простота осуществления, возмож­ность в одной и той же ванне обрабатывать стали и чугуны раз­ных марок и видов; возможность обработки детали насыпью и т.д.Низкие нормы расхода – на чернение до 180 м2 поверхности деталей за­трачива­ется примерно 1 л 6-кратного концентрата «Инста-Блэк 333 6Х».

 

Обработка осуществляется в семь стадий (ванны одного размера).

Если детали не подвергались термообработке, изготовлены из обык­новенных сталей или после струйно-аб­разивной обработки, то воз­можен и пя­тистадийный процесс (без акти­вации и после­дующей промывки).

1. Химическое обезжирива­ние – такие загрязнения, как смазочно-охлаж­дающие жидкости, эмульсии, смазки и ингибиторы коррозии должны быть удалены.Загрязне­ния могут замедлять последующие про­цессы или препятствовать им, отри­цательно влиять на адгезию и внешний вид пленки.Рекоменду­ется погружение деталей на 2–5 минут при 50 – 65 °С в 10 %-ный щелочной раствор препарата «Е-Клин 148  Е» (E-Kleen 148 E).2. Промывка погружением в ванну с холодной проточной водопроводной водой на 30 – 60 с.Неотмытая, прилипшая пленка щелочного раствора обезжи­ривания быстро загрязнит ванну на следующей операции активации или чернения, что приведет к плохой адгезии чёрной оксидной пленки и появлению пятен на поверхности.3. Активация погружением на 0,5 – 5 мин в 20 %-ный водный раствор пре­парата «Е-Преп 258» (E-Prep 258) при 18 – 30°С.4. Промывка погружением в ванну с холодной проточной водопроводной водой на 30 – 60 с для удаления остатков раствора активации.5. Чернение – погружением на 2 – 4 мин при комнатной температуре в кис­лый раствор (рН 1,8), содержащий 17 – 20 мл/л препарата «ИнстаБлэк 333 6Х».Процесс малочувствителен к ва­риациям концентрации – одинаковые ре­зультаты можно получить при 17, 25 и 40 мл/л.Легко управляется разными операторами.6. Промывка погружением в ванну с холодной проточной водопроводной водой на 30 – 60 с для удаления остатков раствора чернения.7. Уплотнение погружением деталей на 1 мин в один из фирменных пленко­обра­зующих ингибированных гидрофобизирующих составов, име­нуемых антикоррами «Е-Тек».При этом антикор быстро вытесняет влагу, остающуюся на поверхности де­тали после предшест­вующей про­мывки, и впитывается порами покрытия, что обеспечивает долговременную защиту де­тали от коррозии.

Дистрибьютор в РФ и СНГ – ООО «СОНИС», г. Москва

 

Методы химического окрашивания металлов.Химическое оксидирование сталей.

Оксидированию подвергаются углеродистые и низколегированные стали. Значительное содержание легирующих элементов может повлиять на цвет окрашенной детали, чаще всего он становится ближе к красному. Неизвестны способы оксидирования нержавеющих сталей химическими методами.

Перед нанесением на металлические поверхности покрытий необходимо осуществить подготовительные операции, то есть удалить с этих поверхностей загрязнения различной природы.От качества проведения подготовительных операций в сильной степени зависит конечный результат всех работ.К подготовительным операциям относятся очистка поверхностей, обезжиривание и травление. 

Обезжиривание

Процесс обезжиривания поверхности металлических деталей проводят, как правило, когда эти детали только что обработаны (отшлифованы или отполированы) и на их поверхности нет ржавчины, окалины и других посторонних продуктов. Любые защитные покрытия, например цинковое, также нужно предварительно удалить. С помощью обезжиривания с поверхности деталей удаляют масляные и жировые пленки. Для этого применяют водные растворы некоторых химреактивов (силикат и гидроксид натрия; тринатрийфосфат для смачиваемости), хотя для этого можно использовать и органические растворители. Последние имеют то преимущество, что они не оказывают последующего коррозионного воздействия на поверхность деталей, но при этом они токсичны и огнеопасны. Обычно используют ацетон, он хорошо справляется с удалением как органических жиров, так и минеральных масел. На результат работы также влияет чистота реактивов и качество воды.

Есть несколько типов составов для химического оксидирования - щелочные составы, составы на основе диоксида марганца, на основе тиосульфата натрия.Действие щелочных составов основано на окислении железа до оксида в щелочной среде, как наиболее эффективные, но и самые агрессивные.Оксидные пленки получаются «радикально черного» цвета, устойчивы к истиранию, матовые или глянцевые в зависимости от содержания реагентов. 

Составы покрытий.

1. Едкий натр - 750, азотнокислый натрий - 175. Температура раствора - 135°С, время обработки - 90 мин. Пленка плотная, блестящая. 2. Едкий натр - 500, азотнокислый натрий - 500. Температура раствора - 140°С, время обработки - 9 мин. Пленка интенсивная. 3. Едкий натр - 1500, азотнокислый натрий - 30. Температура раствора - 150°С, время обработки - 10 мин. Пленка матовая. 4. Едкий натр - 750, азотнокислый натрий - 225, нитрит натрия - 60. Температура раствора - 140°С, время обработки 90 мин. Плёнка блестящая.

Приготовление и применение растворов этого типа выглядит так.Навески реактивов растворяются в требуемом объеме воды при энергичном перемешивании.При этом происходит сильное разогревание раствора.Емкость должна быть стеклянной, керамической или из нержавейки.Если вы используете стеклянную химическую емкость, посмотрите, чтобы на ней были буквы 'ТС', то есть термостойкая.Ни в коем случае не используйте алюминиевые или эмалированные емкости.Приготовленный раствор нагревается до кипения и туда помещается деталь.Контролировать температуру совсем не обязательно, главное - состав должен кипеть.Ждем положенное время, при необходимости подливая водички в раствор по мере выкипания (осторожно - состав при этом бурно вскипает!), вынимаем деталь, смотрим на ее цвет.Если он равномерный, насыщенный и без пятен, тщательно промываем деталь водой, просушиваем и смазываем нейтральным маслом.Лучше не стоит передерживать деталь в растворе, от этого портится качество оксидной пленки.Гранулы твердой щелочи, попадая на деталь, могут привести к пятнистой окраске.

Следующий состав менее опасен в обращении.5. Азотнокислый кальций - 30, ортофосфорная кислота - 1, диоксид марганца - 1.Температура раствора - 100 °С, время обработки - 45 мин.

В процессе работы состав необходимо помешивать нерастворимый в воде диоксид марганца, дабы он не лежал на одном месте, а равномерно распределялся по поверхности детали.Пленка получается рельефная, черного матового цвета, но не особо устойчивая к истиранию.После оксидирования деталь промыть горячей водой, высушить и смазать.

В отличие от вышеприведенных составов с высокой рабочей температурой, следующий работает при комнатной.6. Тиосульфат натрия - 80, хлористый аммоний - 60, ортофосфорная кислота - 7, азотная кислота - 3.Температура раствора - 20 °С, время обработки - 60 мин.

Сначала в воде растворяются тиосульфат натрия и хлористый аммоний, затем вливаются кислоты и раствор перемешивается.Раствор мутнеет вследствие выпадения элементарной серы.Сразу же помещаем туда предварительно обезжиренную деталь.После чернения деталь кипятим 15 мин. в растворе дихромата калия (120 г/л) чтобы удалить налипшую серу, промываем горячей водой, сушим и смазываем.Пленка часто получается серого цвета, имеет тенденцию со временем рыжеть.

 

lmx.ucoz.ru

Чернение стали

image1.jpegДанный состав подходит для холодного чернения стальных и чугунных деталей. Покрытие обладает хорошей коррозионной стойкостью и может использоваться в качестве конечной отделки. Если деталь дополнительно промаслить, можно повысить коррозионная стойкость и получить более глубокий, насыщенный черный цвет. Данное покрытие не подходит как подслой под окраску и для чернения деталей из нержавеющей стали.

Подготовка поверхности

С учетом того, что покрытие получается матовым, перед проведением процесса чернения нет необходимости проводить полировку поверхность детали. При наличии на поверхности окислов, крупных очагов коррозии, необходимо провести механическую обработку (шлифовку или пескоструйную обработку).

Перед нанесением покрытия поверхность необходимо обезжирить, очистить от жировых загрязнений, остатков полировальных паст, смазок.

Для этого, деталь после механической подготовки необходимо обработать поэтапно с промежуточной промывкой в растворах "УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ" и "АКТИВАТОР". (См. "Инструкцию по подготовке поверхности"). При проведении этапов подготовки, необходимо уделять особое внимание промывке поверхности деталей. При некачественной промывке деталь после подготовки может покрыться окисной пленкой на которую покрытие будет осаждается крайне плохо.

Чернение стали

После подготовки поверхности можно приступать непосредственно к чернению стали. Данный процесс является химическим и не требует применения источника тока и анодов. Для проведения процесса деталь просто опускается в раствор и выдерживается там определенное время. Чтобы избежать образования на детали не прокрытых участков (из-за образования пузырей), необходимо осуществлять периодическое покачивание подвески с деталью.

Параметры процесса

Температура раствора 15-25°С
Перемешивание раствора нет
Общее время обработки до 25 мин

После промывки деталь опускается в закрепляющий раствор и выдерживается там определенное время. Во время проведения процесса необходимо также осуществлять периодическое покачивание подвески с деталями. Перед проведением процесса закрепления, используя ареометр, необходимо замерить плотность раствора и затем, добавляя закрепляющий реактив, довести его плотность до значения не менее 1,1 г/мл.

После закрепляющего раствора детали промывать не надо.

Параметры процесса

Температура раствора 15-25°С
Перемешивание раствора нет
Общее время обработки 5-7 мин

image2.jpegПосле обработки в закрепляющем растворе деталь сушат. После сушки, поверхность детали промасливают (окунанием или протиркой) в техническом масле с низкой вязкостью, нагретом до температуры 35-40°С. Более высокую коррозионную стойкость окисной пленки можно получить путем промасливания детали в горячем льняном масле.

impgold.ru