Л Ямпольский - Воронение, Практическое руководство по химическому окрашиванию железного металла

Л. Ямпольский

Воронение. Практическое руководство по химическому

окрашиванию железного металла

64 рецепта

(1929)

I. Химическое окрашивание металлов и воронение железа

II Основные правила воронения

III Предварительная и дополнительная обработка воронимых предметов

IV. Химическое окрашивание железа помощью нагрева. Цвета побежалости

V. Воронение в синий цвет

VI Воронение в коричневый цвет

VII. Воронение в серый цвет

VIII. Воронение в черный цвет

IX. Воронение с бронзовым отливам

X. Воронение ружейных стволов

XI Гальваническое воронение

I. ХИМИЧЕСКОЕ ОКРАШИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ И ВОРОНЕНИЕ ЖЕЛЕЗА

Воронение железа относится к процессам, которые в совокупности именуются химическим окрашиванием металлов. При химическом окрашивании, в противоположность окрашиванию механическому, состоящему в механическом нанесении на поверхность (либо в толщу) материала красочного состава с готовым красителем (красящим веществом), в качестве красителей выступают вещества, образуемые в результате химических реакций во время и в процессе самого окрашивания. При этом в реакциях этих может принимать участие и вещество окрашиваемого материала.

При химическом окрашивании металла красителями являются сами же (цветные) металлы или же цветные химические соединения (например, окислы) металлов. Примером первого случая может служить омеднение железа, т. е. покрытие его пленкой металлической меди, например - погружением в раствор медного купороса, гальваническое никелирование железа и т. д. Пример второго случая - воронение железа, покрытие железного металла пленкой железных окислов или иных темно-окрашенных соединений железа. Образование на железе окалины (закиси-окиси железа) при горячей прокатке представляет простейший пример химического окрашивания, производимого горячим сухим путем. В большинстве способы химического окрашивания, в том числе и воронение, являются способами "мокрыми", т. е. такими, в которых участвуют жидкости, преимущественно водные растворы металлических солей.

Омеднение и никелирование железа представляют примеры химического окрашивания, при котором красочная пленка образуется исключительно за счет обрабатывающего вещества. В примере же образования на железе окалины горячим сухим путем мы инеем случай химического окрашивания, при котором в реакции получения (при процессе окрашивания) красителя участвует непосредственно (своими поверхностными частицами) сам окрашиваемый металл.

Как правило, покрытия, получаемые химическим окрашиванием, отличаются сравнительной стойкостью; они прочно держатся на покрытой ими металлической подложке. В особенной степени это относится почти ко всем случаям химического окрашивания металла, в которых, как только что говорилось, сам металл подложки претерпевает с поверхности химические изменения, в результате которых он превращается в красочную пленку. При этого рода процессах достигается исключительно тесное и неразрывное сращение металла подложки с красочным покрытием, недостаточное столь часто при механическом окрашивании.

Различные способы воронения железного металла используют оба вида образования на поверхности обрабатываемых железных (стальных, чугунных) изделий красочной пленки:

1) за счет обрабатывающего вещества

2) с участием в этом образовании железа поверхностного слоя обрабатываемых предметов.

Образование на железе, предоставленном действию воздуха (содержащего влагу и углекислоту), желтого-красно-коричневого налета гидрата окиси железа (ржавчина) также есть не что иное, как естественное химическое окрашивание металла. Однако этот налет, со временем, как известно, все растущий, не представляет сплошного и прочно пристающего слоя, а состоит из пористой, рыхлой, легко осыпающейся массы, ничуть не защищающей покрытый ею металл от дальнейшего окисления, заканчивающегося проржавленном железного изделия на значительную глубину или даже насквозь.

Столь выраженная химическая нестойкость железа вынуждает к предохранению его от порчи защитными оболочками. В качестве таких оболочек и служат часто красочные пленки, получаемые воронением. Цветовые тона этих пленок шоколадные, коричневые, серые, чисто черные, черные с синим отцветем ("воронье крыло") и т. п. - соответствуют естественной окраске химических соединений, входящих в состав пленок. По большей части это суть соединения железа же.

Оба вышеуказанные способа химического окрашивания металлов могут быть комбинируемы. Один металл моет быть покрыт (например - гальваническим путем) пленкой другого, а уже эта, химически образованная, металлическая пленка может быть подвержена дальнейшей химической обработке, с образованием того или иного окрашенного металлического соединения. Так железо может быть покрыто медью, а эта последняя, с целью воронения предмета, переведена в сернистую медь (черного цвета).

II. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ВОРОНЕНИЯ

Воронение представляет одну из отраслей техники химического окрашивания металлов и, как таковое, сопряжено с препаративными химическими работами. Общие принципы и наиболее существенные указания для производства таких работ даны в других книжках нашей Популярной библиотеки (вып. 25 - "Гальваническое никелирование"; вып. 38-"Химик-любитель" и гл. обр. вып. 69 - "Работы в лаборатории химика-любителя"). Прежде чем, прочтя настоящую книжку, перейти к самостоятельной, хотя бы и пробной, практической работе, мы рекомендуем читателю внимательно ознакомиться по вышеуказанным выпускам со всеми условиями и обстоятельствами практических любительских химико-технических упражнений.

Работы по химическому окрашиванию металлов производятся в определенной обстановке, с определенной посудой, при помощи определенных средств и химических реактивов. Помимо собственно химического процесса, вызывающего окрашивание (воронение), эти работы бывают сопряжены с некоторыми подготовительными и дополнительными, отчасти механическими (обтирка, шлифовка) и отчасти тоже химическими операциями (чистка, травка), основательное знакомство с которыми должно предшествовать началу практических занятий по воронению. Для сбережения места мы не распространяемся здесь об этих операциях, отсылая читателя за подробностями к вышеуказанным брошюрам. Сейчас же мы остановимся лишь на некоторых основных моментах.

В воздухе помещений, где занимаются химическими работами, несмотря на вентиляцию, вытяжные шкафы и т. п. приспособления, всегда содержатся кислотные, аммиачные, сернистые и т. п. едкие пары, пылинки разных едких веществ и т. п. химические ингредиенты, могущие, так или иначе действовать на обрабатываемые металлические изделия, производя изменения на их поверхности. Поэтому вести процесс химического окрашивания, значит и воронения, в таких помещениях нельзя; уже повороненный предмет, оставшийся в химически неиндифферентной (т. е. деятельной, едкой) атмосфере, может изменить свою окраску. Отсюда правило - производить воронение в отдельном, хорошо изолированном месте (либо же на открытом воздухе); если же почему-либо воронить приходится там же, где ведешь и все остальные операции, то во всяком случае не следует оставлять и мастерской уже повороненные вещи, а окончательную обработку их производить в помещении с воздухом, заведомо свободным от вредно влияющих примесей.

Точно также следует остерегаться пыли от шлифовки металла, могущей сесть на изделия и также послужить причиной порчи окраски.

Конечно прежде всего для достижения хорошие результатов весьма важно строго придерживаться раз установленных рецептов (в отношении крепостей растворов, температур нагрева и т. д.), изменяя и приспособляя их лишь в случае несходства обрабатываемого материала с сортами его, с которыми всегда приходилось иметь дело раньше. Разумеется не все рецепты безгрешны на 100%, и в ходе работы вполне возможно найти для них улучшенные варианты. Однако не следует, для нахождения таких вариантов производить опыты с подлежащими воронению вещами (для этой цели можно использовать лом), а вводить новые рецепты в практику лишь после многократной их проверки.

Нельзя обвинять в негодности рецепт, если любитель пользуется негодными реактивами, начиная с наиболее часто употребляемого - воды (воду, по крайней мере для реактивов, нужно применять перегнанную, заменяя ее в крайнем случае дождевой), или же спутывает реактивы. Проверка качества рабочих веществ обязательное предварительное условие удачи всякой работы по химическому окрашиванию металлов.

Обыкновенно для химокрашивания металлов, в частности для воронения, пользуются не одним каким-нибудь веществом, а, смесью, подчас довольно сложной, разных химикалий, и случается, что эти сложные составы (так называемые "ванны") со временем - от стояния и употребления - портятся, иногда изменяя свой цвет, выделяя осадки и т. п. Действуя в свежеприготовленном виде хорошо, состав может начать воронить неважно, поработав некоторое время и ослабев. Это обстоятельство также надо всегда иметь в виду, непрерывно проверяя действенность раз приготовленной (ванны) и исправляя ее или совсем сменяя. Сказанное относится не только к собственно ворнильным ваннам, но и к травкам и всем вообще составам, с которыми приходится приводить в соприкосновение воронимые изделия.