Рецепт для воронения стали

Рецепты воронения от американского мастера

НАСТОЯЩЕЕ ВОРОНЕНИЕ

журнал Sports Afield № 5/2011
автор Стивен Додд Хьюз

Обработка оружия по индивидуальным заказам включает в себя несколько типов воронения и закалки поверхностей, в зависимости от поставленной задачи. До сих пор самым популярным является воронение оксидированием. Прочность и износостойкость имеет первостепенное значение, но любое воронение должно обеспечить металлическим элементам обрабатываемого предмета такую же высококачественную отделку, как и у остальных его деталей. Эта отделка металла должна так же быть осуществимой в условиях небольшой мастерской.
Есть несколько видов воронения оксидированием, некоторые с похожими названиями, что приводит к некоторой путанице. С исторической точки зрения, чернение появилось раньше воронения, что легко понять, когда вы уясните, что эти способы обработки металлов на самом деле представляют собой поверхностное оксидирование или «ржавление» стальных деталей.
Воронение оксидированием – самый популярный метод отделки штучного оружия. На фотографии – ствол и десять мелких деталей выдерживаются в масляной ванне после воронения. Ствол на нижней фотографии демонстрирует глубокое глянцевое воронение оксидированием, без всякого матирования и повреждения гравировки
Чернение – это просто последовательное, раз за разом, удаление нескольких тонких слоёв ржавчины в тот момент, пока ещё не возникла точечная коррозия, и до той поры, пока не образовалась прочная оксидная пленка. Её можно увидеть на старых, хорошо ухоженных садовых инструментах или старинном оружии, как слой однородной патины, практически предохраняющей металл от дальнейшей коррозии. Чернение использовалось для отделки металлических частей оружия в течение, как минимум, двухсот лет. Воронение же было изобретено в середине XIX столетия, но вот кем или каким образом – эти сведения не сохранились. Воронение, называемое в Англии чернением, представляет собой просто процесс превращения красной ржавчины, или оксида железа, в черную окись железа методом кипячения детали в воде.
К 1880-м годам воронение прочно вошло в практику работы лучших оружейников. Оно стало, да и до сих пор остается, лучшим методом отделки высококачественных двуствольных ружей и современных штучных винтовок.

Метод щелочного или горячего воронения был разработан во время Второй мировой войны, как более рациональный, и подавляющее большинство изготовляемого заводским способом оружия подвергается в настоящее время горячему воронению. Это самый быстрый и самый лёгкий для исполнения метод, и в большинстве оружейных мастерских, предлагающих услуги по воронению оружия, применяется именно этот метод.
Любой тип воронения требует подготовки металла в виде полировки. В большинстве случаев при подготовке к горячему воронению металлические поверхности доводятся почти до зеркального блеска с помощью вращающихся с большой скоростью кругов, покрытых мелкозернистым полировочным составом. В некоторых случаях изделия перед горячим воронением подвергаются очистке стеклянными шариками или песком для получения патины с матовым синеватым оттенком. В большинстве случаев, при воронении оружия в небольших мастерских именитых оружейников, металлические детали обычно полируются вручную, с использованием в ходе процесса всё более мелкозернистой наждачной шкурки или бумаги, закреплённой на жёстких или полужёстких брусках.

Ручная полировка имеет свои преимущества перед машинной. При правильной ручной полировке плоские металлические поверхности получаются действительно плоскими, а торцы на стыках с закругленными поверхностями остаются отчётливыми, заметными и ровными. Перекрёстная полировка с последовательным использованием наждачной шкурки всё более мелкой зернистости под углом 45° гарантирует удаление всех царапин и прочих дефектов перед каждым заходом полировки.

При машинной полировке, за исключением случаев использования самого лучшего оборудования, остаются необработанными зенкованные отверстия для винтов, возможна волнистость на плоских поверхностях или сглаженные кромки, а часто царапины и прочие дефекты, проступающие на зеркальной поверхности. В начале ХХ в. при машинной полировке использовались очень большие круги для плоских поверхностей, а также целый ряд приспособлений с особыми размерами и конфигурацией для обработки различных фигурных поверхностей металлических деталей. Примерами высококачественной машинной полировки являются револьверы фирм Smith & Wesson и Colt, выпущенные до 1940-х годов, но даже на этих, тщательно изготовленных образцах оружия, заметны недостатки и дефекты машинной полировки.

Но воронение оксидированием никогда ни исчезнет под напором современного горячего воронения, поскольку оно остается единственным методом при изготовлении и отделке двуствольного оружия. Сдвоенные стволы винтовок и ружей соединяются между собой путем пайки с помощью мягкого припоя. Припой представляет собой сплав из свинца и олова, который плавится при относительно низкой температуре около 400°. «Соли» щёлочи, входящие в раствор для горячего воронения, будут «атаковать» свинцово-оловянный припой, постепенно разъедая его до тех пор, пока припаянные соединения ослабеют, и крепление стволов нарушится, что может произойти даже через годы после проведённого процесса воронения. Температура раствора для горячего воронения недостаточно высока для того, чтобы быстро расплавить припой, но она намного выше той, при которой происходит обычное воронение.

Сдвоенные стволы, соединенные свинцово- оловянным припоем, можно воронить только обычным методом. Вот почему этот архаичный метод до сих пор применяют в небольших оружейных мастерских уже на протяжении более чем 150 лет. Хотя до Второй мировой войны оружейники во всём мире, работавшие по индивидуальным заказам, применяли воронение оксидированием, но подлинное возрождение этого способа пришлось на 1970-е годы в Америке, благодаря неустанному поиску оружейниками путей улучшения, совершенствования и вывода своего мастерства на более высокий уровень.

Медленное воронение оксидированием осуществляется в ходе целой серии приёмов, связанных с очень лёгким «ржавлением» стальных деталей оружия. После полной ручной полировки и почти хирургически стерильного обезжиривания детали покрываются слабым раствором кислоты с использованием тампона, которым наносятся длинные, равномерные мазки, с помощью которых металл лишь слегка смачивается. При этом следует избегать подтеков и заходов на уже обработанные участки поверхности. Детали, обычно подвешенные на проволоке, помещаются в закрытую «воздушную баню», где поддерживается внутренняя температура порядка 80° при относительной влажности около 80%. Я использую очень «горячий» раствор, и уже примерно через тридцать минут на деталях появляется ржавый налёт отличного качества. Таким образом детали выдерживаются в течение примерно двух часов и за это время на них образуется лёгкий и равномерный налёт ржавчины.

Всё ещё подвешенные на проволоке, детали затем помещаются в резервуар с чистой кипящей водой. Красновато-ржавый оттенок покрытия почти сразу меняется на сине-чёрный цвет, но детали оставляют погружёнными в воду ещё примерно на 10 минут, чтобы зафиксировать оксидную плёнку. После просушки и охлаждения детали зачищаются вручную или машинным способом – с помощью проволочного шлифовального круга для чистовой отделки, вращающегося с небольшой скоростью, до удаления всех следов поверхностного окисления с поверхности. Отдельные волоски шлифовального круга, изготовленные из мягкой стали, имеют диаметр только 0,003 дюйма, что обеспечивает чрезвычайно мягкую очистку. Затем детали осматриваются, любые недостатки исправляются или удаляются, после чего детали вновь покрываются раствором для воронения и весь цикл обработки начинается снова. Я считаю, что для получения красивой и надёжной защитной воронёной поверхности требуется, как минимум, шесть циклов покрытия кислотным раствором, кипячения и зачистки. Когда процесс воронения закончен, детали помещаются на ночь в масляную ванну.

Существует быстрый способ воронения оксидированием, так же как и традиционный медленный способ. По этому методу кислотный раствор наносится на предварительно нагретые детали, в результате чего происходит мгновенное оксидирование, ещё до кипячения и очистки. С помощью быстрого метода можно получить результаты, внешне сходные с результатами медленного метода. Но внешний вид обманчив. Слой воронения, полученный быстро, так же гораздо быстрее и изнашивается.

Ознакомление с различными оружейными форумами в интернете может навести на мысль о том, что любой может заняться воронением в домашней мастерской, но это верно лишь отчасти. Любой человек может возвратить поржавевшим деталям характерный для вороненых поверхностей иссиня- чёрный оттенок с помощью кипячения. Но чаще всего в домашних условиях проявляется точечная коррозия в лёгкой или более серьёзной форме, и на поверхности деталей остаются участки с более или менее матовым оттенком, что, так или иначе, свидетельствует о наличии коррозии. Если не обеспечена полная стерильность металлической поверхности, то на ней проявятся пятна и другие следы неаккуратной обработки. Воронение оксидированием, гарантирующее получение глубокой, тёмной, с равномерным блеском и без матовых участков поверхности, может быть надёжно осуществлено только в мастерских американских оружейников, мастеров высококачественной отделки, добросовестно выполняющих заказы своих взыскательных клиентов.

Высококачественное горячее воронение так- же выполняется во многих небольших оружейных мастерских в США. Эти оружейники полируют металл столь же тщательно, как я описал, рассказывая о воронении оксидированием. Они используют те смеси солей, которые обеспечивают оптимальную прочность защитного слоя, и выдерживают детали в растворе дольше, чем это обычно происходит при горячем воронении. Я считаю, что при высококачественном горячем воронении можно достичь почти таких же высоких результатов, как и при воронении оксидированием, если будут соблюдаться одни и те же стандарты. Тем не менее, мне не доводилось встречать изделий, прошедших горячее воронение, внешний вид которых выдерживал бы сравнение с лучшими образцами воронения оксидированием.

Источник

Для кого этот сайт? О чём материал?

Пару лет назад автор сайта приобрел несколько пневматических пистолетов МР-654, требующих переворонения. В поисках недорогого, но качественного способа было изучено немало форумов, интернет-статей и технической литературы, испробованы различные варианты воронения: от кустарных способов (горелка, «Крот», лимонная кислота и т.д.) до магазинных средств («Клевер», «Супер Блю»). Однако, первые не давали стабильного качества, а вторые оказались недостаточно декоративны и прочны.
К счастью, автору удалось ознакомился с изданием Военного министерства СССР «Руководство по ремонту 7,62-мм автоматов (пистолетов-пулеметов) обр. 1941 г. и 1943 г.». Оказалось, что изложенный в нём процесс воронения легко адаптируется к домашним условиям. Проведенное по руководству оксидирование пистолетов подтвердило высокое качество, простоту и дешевизну способа. Желая поделиться полученным опытом оксидирования, а также найденными в сети качественными и доступными способами химического окрашивания металлов, автор и создал сайт «Воронение стали».

Раздел «Виды покрытий»

Страничка «Способы нанесения защитных покрытий» дано краткое описание наиболее доступных способов химического окрашивания металлов, в т.ч. оксидирования (воронения) и фосфатирования металлов.
Страничка «Домашние способы воронения оружия» указаны наиболее популярные способы воронения оружия с указанием их достоинств и недостатков.

Раздел «Подготовка металла»

Известно, что без тщательной предварительной подготовки металла невозможно получить качественное защитно-декоративное покрытие на нём. На страничке «Обезжириваем, травим, активируем» даны краткие, но достаточные сведения о механических и химических способах предварительной подготовки металла к химическому окрашиванию (воронению). На остальных страничках даны рецепты растворов для обезжиривания, травления и декапирования (активирования) различных металлов.

Раздел «Щелочное воронение»

В разделе «Щелочное воронение» вниманию читателей представлена страничка « Щелочное воронение в армии» с выдержками из Руководства по ремонту 7,62-мм автоматов (пистолетов-пулеметов). На страничке « Щелочное воронение в картинках » доступным языком, схематично изображена последовательность щелочного воронения оружия. Страничка «Набор для щелочного воронения за 700 руб.» предлагает читателям, не желающим заниматься покупкой и расфасовкой необходимых реагентов, позвонить по указанным телефонам и заказать готовый набор.

Раздел «В чёрный» и «В другие цвета»

Указанные разделы заинтересуют пользователей, занимающихся изготовлением мелких изделий из стали и цветных металлов, реставрирующих металлические предметы. Нередко важной стадией такой работы является придание металлическим изделиям различной окраски, в том числе чёрного цвета. Но современная техническая литература основное внимание уделяет сложной технологии электрохимического покрытия металлов, требующей наличия дорогостоящего электрооборудования. В связи с этим, в домашних условиях доступным решением проблемы является химический способ, предусматривающий приготовление и нагрев одного или нескольких химических растворов, в которые последовательно погружаются металлические изделия. Указанный процесс, как правило, создает достаточно прочное защитное покрытие, чем выгодно отличается от холодных «чернилок».
Собранные автором из различных источников (патенты, справочники, журналы) рецепты химического окрашивания в различные цвета путём оксидирования и фосфатирования, и изложены в указанных разделах.

Раздел «Вороним ружья»

Несомненно, интересным и полезным для владельцев охотничьих ружей окажется раздел «Воронение ружей». На его страничках можно ознакомиться с рецептами воронения оружия из книг по охоте 1823 года , 1928 года и последующих годов, а также прочитать статью авторитетного ружейного мастера из США про воронение коллекционного оружия. Здесь же даны пошаговые инструкции владельцам ружей, желающим заворонить их « ржавым лаком» .

Надеюсь, что собранный на данном сайте материал будет интересен и полезен его читателям.

Источник

Способы воронения для защиты стали в домашних условиях

Нанесение лакокрасочного покрытия на поверхность металлических изделий — способ сделать детали красивыми и защитить их от деформации или образования коррозийного слоя. Существуют не только специальные краски, но и способ воронения, который отличается применением окислов железа при проведении химической реакции. В итоге удаётся получить поверхность с уникальным видом и стойким сопротивлением к внешним факторам.

Особенности окрашивания металла

Огромное количество методов окрашивания расширило и цветовую базу. В зависимости от способа нанесения лакокрасочного покрытия и использованных масел, кислот и различной степени нагрева удаётся сделать любую окраску, даже лимонный цвет.

Все варианты нанесения краски разделяют на два типа:

При механическом нанесении краски применяют различные порошки, которые распыляют, разбрызгивают, вколачивают, применяя специальные инструменты. Этот вариант не отличается качеством, красотой или уникальностью, но ценится у автолюбителей за счёт низкой стоимости. Кроме того, механическое окрашивание легко сделать на любой СТО или даже своими руками, если есть необходимое оборудование.

Применение химического метода требует наличия опыта и знания последовательности всей процедуры. Первое, что необходимо сделать, это зачистить металлическую поверхность от старого лакокрасочного покрытия. Дальше восстанавливаются повреждённые участки грунтовки, которые предварительно очищаются от ржавчины. После того как металл приобретёт идеальную поверхность, её обезжиривают. Маленькие детали для удаления масла помещаются в растворители по типу бензина, этила или эфира. Обработанные части опускаются в кипяток и только потом подвергаются окрашиванию химическим методом.

Нанесения лакокрасочного покрытия недостаточно, если хочется чтобы металл приобрёл элегантный вид и блеск поверхности и таким оставался даже при частой эксплуатации. Подобная проблема решается путём оксидирования стали.

Эта процедура включает натирание поверхности такими смесями, как:

• азотная кислота, смешанная со спиртом, водой и медным купоросом в виде опилок;
• кислота чернильно-орешкового цвета, включающая железо и сурьму;
• азотнокислое серебро с добавлением воды;
• оливковое масло с хлористой сурьмой.

После нанесения одной из этих смесей на металлическую поверхность, она подвергается термической обработке. Результат по итогу работы будет зависеть в основном от того, насколько качественно была очищена от жира, пыли и грязи деталь.

Такой способ часто используют, чтобы защитить оружие, автомобильные части от царапин и сколов. Добиться защиты получается и другими менее действенными, но дешёвыми способами. Например, многие делают воронение металла маслом в домашних условиях, которое благодаря кристаллической структуре защитного слоя краски проникает и создаёт блеск и дополнительный слой защиты.

Если вся работа проводится самостоятельно, тогда важно помнить, что после высушивания окрашенный металл будет выглядеть темнее, чем в мокром состоянии. Поэтому с учётом таких особенностей нужно откорректировать цвет в приемлемую сторону.

Способы чернения своими руками

Существует большое количество способов чернения стальной поверхности. Самые популярные из них включают применение щелочных, кислотных растворов или термическую обработку. Каждый из этих методов требует наличия специального оборудования, но некоторые варианты воронения стального материала получится сделать и в домашних условиях.

Простой, дешёвый и безопасный способ относится к обработке металла с помощью щелочного материала. Для воронения щёлочью потребуется дополнительно найти и подготовить:

• гидроксид натрия;
• нитрат натрия;
• воду;
• цифровые весы;
• защитную одежду.

В список защиты обязательно должны войти перчатки, сапоги и респиратор. В качестве остальной части защиты подойдёт старая одежда. Для некоторых составов необходима селитра или ортофосфорная кислота.

Для обработки металлических деталей необходима посуда из нержавейки, ведь в противном случае могут возникнуть химические реакции с щёлочью. Воронение проводится при определённой температуре, поэтому раствор предварительно засыпается в ёмкость и доводится до кипения. В таком состоянии щелочной раствор находится около часа, только потом в него опускается деталь. Если не получается сразу окунуть всю металлическую часть, то разрешается долить немного воды.

Нанесение защитного слоя с помощью щёлочи требует соблюдения всех правил, в том числе и подготовительных. Металл предварительно очищается от грязи и мусора, а потом обрабатывается растворителями, которые обезжиривают поверхность. Без этого пункта краска плохо схватится с поверхностью и быстро начнёт разрушаться.

Есть странные и одновременно удивительные способы чернения с помощью масла или яичного белка. Оба способа действенные и отлично подходят для проведения этой процедуры в домашних условиях. Воронение маслом, например, является бюджетным и интересным методом придания чёрного цвета стали. Для этого оливковое масло наносится на поверхность металла, который предварительно был немного отполирован с помощью мелкой наждачной бумаги. Дальше деталь нагревается на огне спиртовой лампой до момента изменения цвета. Остатки масла убирают простой тряпкой. Для придания блеска изделие дополнительно полируют и шлифуют.

Использование яичного белка — это не менее эффективный способ. Первым делом обрабатываемую сталь промывают в растворе соды и высушивают. Дальше поверхность покрывается тонким слоем взбитых белков и так деталь остаётся лежать два дня в тёмном месте. По истечении этого времени металл нагревается до раскалённого состояния и происходит реакция, которая окрашивает его в чёрный насыщенный цвет. Чем горячее будет нагрета деталь, тем быстрее и качественнее протекает процесс воронения, но перегибать нельзя. Используя этот метод на практике, легко найти золотую середину, которая не снизит качество, но повысит скорость работы.

Оксидирование различных сплавов

Воронение алюминиевых сплавов помогает защитить поверхность от распространения коррозии. Тонкий слой защиты стойко сопротивляется любым внешним факторам, которые воздействуют на окрашенную поверхность. Использование химических составов является наиболее востребованным методом для нанесения такого покрытия.

Химический метод представляет собой погружение в приготовленный заранее состав для воронения, который включает такие компоненты, как:

1. Бихромат натрия и хромовый ангидрит.
2. Гексационоферрат калия, хромовый ангидрид и фторид натрия.
3. Углекислый и хромовокислотный натрий.
4. Ангидрид хрома и фторосиликат натрия.

Все компоненты замешиваются при помощи жидкости и согласно инструкции наносятся на окрашиваемую алюминиевую поверхность, где и вступают в химическую реакцию самостоятельно или путём нагрева.

Процесс чернения металла в домашних условиях это ещё не всё, ведь после получения требуемого цвета алюминий необходимо обработать для закрепления результата. Первым делом, после извлечения деталей, вся жидкость должна стечь и только потом изделие опускают в азотную кислоту. Происходит фиксация оксидной плёнки, которая только усилит свои качества во время сушки при средней температуре. Точно сказать время оксидирования трудно, ведь чёрный цвет бывает разный, а он зависит от того, сколько времени деталь находится в химическом растворе. После проведения всех процедур, поверхность окрашивается специальными красителями для обработки воронёной поверхности.

Анодирование алюминиевых деталей

Этот способ приобрёл наибольшую популярность при обработке алюминиевой поверхности. Суть в том, чтобы покрыть всю площадь тонким слоем пассивной изоляции, используя простые компоненты и инструменты.

Первым делом необходимо подготовить насыщенный раствор электролита, аналогичный процедуре хромирования стали. Анодирование включает обработку алюминия в ёмкости с жидкостью, куда поступает ток. В качестве источника тока подойдёт простой аккумулятор средней мощности.

Алюминиевые детали, перед тем как опустить в раствор электролита, следует обезжирить при помощи растворителей или простого стирального порошка. В ёмкости при воздействии тока появляется голубовато-серый налёт, если обезжиривание изделия прошло успешно. Дальше поверхность алюминия протирают раствором из марганцовки, который удаляет налёт и делает поверхность блестящей и гладкой. Для дальнейшего окрашивания подойдут анилиновые краски любого цвета.

Хоть процесс и считается самым лёгким из доступных методов, всё равно требуется опыт и практика. Поэтому первый раз лучше попрактиковаться на рабочей детали топора или других ненужных материалах.

Воронение нержавеющей стали

Защитный слой, который появляется после воронения, способен сделать поверхность прочной и стойкой к любым механическим и химическим воздействиям, что особенно полезно для постоянно эксплуатируемого оборудования или машины. Химическое оксидирование стали в домашних условиях проводится без помощи специалистов, если следовать всем правилам пошаговой инструкции.

В помещении, где будет проходить окрашивание обязательно должна быть предусмотрена искусственная вентиляция, ведь через открытые окна или двери может залететь мелкий мусор, который осядет на поверхность металла как раз в процессе чернения. О попадании пыли на изделие важно помнить, если проводится полировка или шлифовка в непосредственной близости от высыхающей детали. Температура в помещении должна быть комнатной и постоянной независимо от времени года на улице.

Специалисты в сфере окрашивания уже давно изучили, как заворонить металл в домашних условиях, поэтому следует придерживаться установленной процедуры и изменять её только при несовместимости с материалом. Свои правила вводят в практику только после долгого изучения и многократного применения новой методики воронения.

Качество чернения стальной поверхности зависит от нескольких условий:

1. Участок окрашивания должен быть в нормальном состоянии. Невозможно получить идеальный эффект воронения, если металл ржавый, имеет явные деформации, дыры, переломы и т. д.
2. Любое химическое соединение вступает в контакт с очищенной поверхностью и поэтому любые частицы грязи обязательно необходимо удалить.
3. Качество зависит и от структуры металла.
4. При выполнении всех требований по механической и термической обработке.

Это основные условия, которые оказывают прямое влияние на соединение химической смеси со стальной или алюминиевой поверхностью.

Сложность окрашивания различных деталей в основном зависит от их размера и формы. Небольшие изделия, элементы оружия и части машины легко покрыть в домашних условиях вороным цветом, используя простую фаянсовую, стеклянную или фарфоровую ёмкость. Большие предметы окрасить будет проблематично без использования специального оборудования. Как минимум, может потребоваться небольшой кран или подвесная машина, равномерно опускающая металл в кипящую воду или раствор, через который пропускают ток.

Воронение металла это отличный способ защитить его от внешних повреждений и одновременно придать пикантный и уникальный вид. Особенно такой способ подходит для окрашивания деталей машины, оружия или публичных предметов. Сделать всё можно и своими руками, но важно не забывать о правилах процесса воронения и соблюдения безопасности.

Источник