Чернение стали

Содержание

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

Проблематика оксидирования нержавеющей стали

Представленная в данной статье информация будет полезна для материаловедов, технологов и инженеров, задействованных в области обработки и изучения свойств металлов. Получение декоративных покрытий все чаще находит применение в различных отраслях машиностроения, автомобилестроения, в производстве предметов быта. Рассмотрим один из самых затребованных способов создания пленки — оксидирование нержавеющей стали.

Термины, определения, виды оксидирования нержавеющей стали

По определению под этим термином понимают создание пленки из оксидов на поверхности нержавеющей стали вследствие реакций окислительно-восстановительного характера. Помимо защитной функции, декоративной отделки, применение этого процесса задействовано при необходимости создания диэлектрических слоев и изменения поверхностных физических процессов происходящих в среде высоких магнитных и электрических полей. В зависимости от того каким способом было получено оксидирование различают:

Термический процесс
Химическое воздействие
Электрохимический процесс
Плазменное оксидирование

Рассмотрим эти процессы более подробно.

к содержанию ↑

Термический процесс

Термический процесс оксидирования заключается в обработке металла при определенных температурах в среде кислорода или водяного пара. Низколегированные стали и железо при таком воздействии получают пленку, называемую воронением. Температура для воронения составляет 300-350 градусов Цельсия. Для высоколегированных и высоко хромистых сталей этот показатель вырастает до 700 градусов.

Интересная информация: воронение нержавеющей стали в домашних условиях вполне под силу каждому. Для этого существует несколько способов. Любому способу должны предшествовать шлифовка металла и его обезжиривание. Окунаем деталь или изделие в масло. Оно может быть оливковым, машинным, а лучше всего оружейным. Убедившись в равномерности нанесения и попадания масла в труднодоступные места, вынимаем заготовку и даем стечь маслу. После этого начинаем нагрев паяльной лампой. Чем ниже скорость нагрева, тем выше вероятность полного удаления легких фракций, получения равномерного слоя воронения. После преодоления порога в 400 градусов на поверхности появляется характерный черный окрас. По окончании необходимо произвести полировку мягкими войлоками и пастой.

к содержанию ↑

Химическое оксидирование

Химическое оксидирование – получение защитной пленки при взаимодействии металла и расплавов, чаще растворов, оксидирующих веществ. К преимуществам такого метода относятся:

относительная простота
отсутствие высокотемпературных источников
простота оборудования
низкие трудозатраты

Единственным и самым существенным недостатком данного способа заключается в низких защитных характеристиках такой пленки и низкая стойкость при механических воздействиях. Преимущественное использование химического оксидирования заключается в нанесении подкрасочного слоя, а также для консервации механизмов и деталей в условии хранения в производственных цехах и отапливаемых складах.

Необходимость в использовании большого количества воды, ее последующая очистка, высокая стоимость воды и очищающих реагентов приводит к постепенному вытеснению с производств, в условиях ужесточения природоохранных норм. Холодное химическое оксидирование нержавеющих сталей стало доступным благодаря появлению в продаже двухкомпонентных химических реагентов.

Обратите внимание: Чем выше концентрация активных химических элементов тем быстрее скорость протекания реакции, но глубина проникновения меньше. Соответственно толщина пленки будет меньше.

к содержанию ↑

Электрохимическое оксидирование

Электрохимическое оксидирование нержавеющих сталей способ, который нашел широкое распространение в промышленности. Заключается он в том, что детали подвешиваются на специальные держатели. На этом приспособлении они опускаются в раствор с щелочью, после чего ванна, в котором он находится, присоединяется к отрицательному катоду. Детали подсоединяются к положительному аноду. При пропускании постоянного тока, согласно курсу физики, происходят процессы электролиза, сопровождающиеся повышением температуры. Скорость нанесения и толщина появляющейся пленки зависит от множества факторов. Основные влияющие факторы:

Плотность протекающего тока.
Электропроводность раствора, в который помещены детали
Температура электролита
Геометрия и конфигурация детали

Интересный факт: в конце предыдущего десятилетия один из гигантов японского автопроизводителя использовал гальваническое чернение нержавеющей стали кузова своих авто. Исследования показали, что в районе перегибов крыши в стойки оксидированный слой имел недостаточную толщину. Долгие изыскания по изменению места крепления электродов к кузову, изменение плотности тока, времени воздействия не приводили к ожидаемому результату. Лишь поменяв электропроводность щелочного раствора, внеся специальные добавки, слой стал равномерным и достаточным для уровня качества предприятия.

Сложная геометрия, острые углы, изогнутые формы в контурах детали приводят к различию потенциалов, возникающих на поверхности нержавеющей стали и соответственно приводят к разности толщин пленки. Для таких деталей целесообразно использование предыдущего метода оксидирования.

к содержанию ↑

Плазменное оксидирование

Оксидирование плазмой происходит при условиях подобных к гальваническому чернению. При определенном достижении критического значения поляризации происходит плазменный микроразряд на поверхность анодируемой детали. В отличие от электрохимического азотирования в формировании образовавшейся пленки участвует не только раствор щелочи, но и материал катода. Характерной особенностью представленного метода можно назвать глубокое проникновение в слой нержавеющего металла и возможность получения равномерного покрытия на объектах сложной геометрической конфигурации.

Интересный факт: в месте пробоя искры при плазменном оксидировании температура составляет порядка 10000К., а давление сопоставимо с величиной 10²МПа. После прекращения действия искры происходит резкое охлаждение поверхности, которые приводят к появлению новых физических свойств и исследованию их как элементов нанотехнологий.

Покрытия, которые образуются при применении такого метода, характеризуются повышенной адгезией к основе и свойствам, приближенным к керамике. Учитывая цену оборудования и недостаточность исследований в этой области, его трудоемкость и необходимость высокой квалификации персонала не позволяют широко применять этот процесс в промышленности, ограничиваясь дорогостоящими отраслями и штучными изделиями. Для алюминия, титана и сплава магния плазменное оксидирование находит ниши и распространение в промышленности.

Обратите внимание: терминология этого процесса не устоялась по сегодняшний день. Поэтому встретив в литературе оксидирование в режиме искрения, анодное осаждение, режим максимального напряжения, плазменно-электролитическое оксидирование надо понимать, что это один и тот же процесс – плазменное оксидирование.

к содержанию ↑

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:

Травление в 10% растворе щавелевой кислоты
Промывка и обработка в 1% растворе сульфида натрия до необходимой степени чернения
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.

solidiron.ru

Данный 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

После 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

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 K

2Cr₂O₇.
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 – Чернение деталей из стали — Общий