Воронение в селитре. Руководство для чайников.

Общая тема по хим. окрашиванию металлов в разделе уже есть, на нее дана ссылка в "Нафигаторе" раздела. Здесь приводится рецепт и описание процесса оксидирования конкретно в натриевой селитре, неоднократно проверенные на практике: по сути выжимка самого главного, сделанная для удобства пользователя и специально для навигатора.
Тема закрыта для комментирования, если возникнут вопросы, пишите в РМ.

Среди аирганеров наибольшее распространение получили 3 способа окрашивания железа и стали в черный цвет:

1. Холодная косметическая окраска готовыми составами типа "Клевер";
2. Оксидирование в расплаве натриевой селитры и едкого каустика;
3. Воронение в ржавом лаке.

Каждый способ имеет свои недостатки и достоинства. Однако даже тщательное окрашивание "Клевером" и т. п. составами в несколько этапов, с применением правильного обезжиривания и горячей сушки, не идет ни в какое сравнение со вторыми двумя способами. Косметика - никуда от этого не уйти, все плюсы здесь заключаются только в простоте и быстроте процесса. "Горячее" воронение несравненно более стойко, равномерно и очень красиво.
Из двух способов, ржавый лак и селитра, второй отнимает меньше времени, но требует большей осторожности и использования только нержавеющей или специальной лабораторной посуды.
В результате оксидирования в натриевой селитре получается глубоко черное, блестящее покрытие с легким красноватым, коричневатым или синеватым отливом: оттенок зависит от свойств окрашиваемого металла.

Для начала несколько важных условий.

1. Прежде всего: если мы хотим получить достойный результат, необходимо использовать только химически чистые реактивы. Приобрести их можно в магазинах лабораторной техники, в Москве н-р. в "Лабтехе", ул. 3-я Парковая, м. Измайловская. Некоторые предлагают использовать вместо едкого каустика сухое средство "Крот", которое, казалось бы, есть тот же самый каустик. Я однажды попробовал. Делал все правильно, однако готовое покрытие легко слезло с металла под полировальной ветошью. Причин не знаю, не химик, однако с чистым натрий гидроксидом у меня такого не случалось. Возможно, причиной какие-то лишние "маркетинговые" наполнители (мел или т. п.)
2. Посуда для селитряной ванны годится не всякая, а только из нержавейки. Причем если вы приобретаете нержавеющую кастрюльку за 250 р., будьте готовы к тому, что хватит ее от силы на 1-2 раза: дешевая китайская нержавейка славна тем, что в случае подобного экстримального использования стремительно ржавеет до оттенка старой рельсы на заброшенном ж/д пути. Можно впрочем использовать емкости из обычного железа или чугуна: расплав их не проест, ведь сами оксидируемые детали он не разъедает. Но штука в том, что из подобного металла в расплав при кипении полезет всякая бяка, способная ухудшить его качество, что может непредсказуемо повлиять на результат.
3. Работать с натриевой селитрой и едким каустиком нужно очень аккуратно: кипящий расплав может вызвать серьезные ожоги. Кроме того, приготовляя раствор, ни в коем случае не лейте воду в реактивы - делать необходимо строго наоборот, т. е. постепенно, малыми порциями, добавлять реактивы в воду. В процессе оксидирования вода в емкости постепенно выкипает, и при необходимости приходится подливать свежей - также очень малыми порциями, иначе результатом будет бешеное бурление и целый фонтан брызг. Лучше обойтись без доливания, сразу отмерив нужный объем воды; расстояние между ее поверхностью и деталями должно быть не менее 3-4 см.

Собственно рецепт.
На 1 л. чистой (фильтрованной, кипяченой или дистиллированной) воды:
500 г. натриевой селитры (она же натрий азотнокислый, NaNO3)
500 г. едкого каустика (он же натрий гидроксид, NaOH)

Но это сухие цифры и формулы. Развернем вопрос шире.

ОБЕЗЖИРИВАНИЕ

Прежде всего: если мы хотим добиться качественного воронения с 1 раза - забудем об ацетоне, уайт-спирите, бензине "Калоша" и т. п. средствах в качестве составов для обезжиривания. Все они содержат вещества, которые по испарении растворителя оставляют на поверхностях малозаметный глазом налет: он-то в 99 из 100 и является причиной неудач. Лучший способ обезжиривания - горячий, и для этого надо приготовить специальный состав.

Вот его рецепт:

На 1 л. чистой (фильтрованной, кипяченой, дистиллированной) воды:
50 г. едкого каустика
50 г. кальцинированной соды (не путать с питьевой, ищут в хозмагах)
10 г. силикатного клея (обычный канцелярский клей - продается в любой палатке с канцтоварами).

Приготовление:

1. Заливаем в чистую кастрюльку из нержавейки нужное количество воды.
2. Чистой ложкой всыпаем нужное кол-во едкого каустика.
3. Кальцинированной соды.
4. Добавляем силикатный клей.

П р и м е ч а н и е. Как выяснил на практике, для обезжиривания в этом растворе можно использовать обычную эмалированную посуду. Концентрация "злобного" натрий гидроксида здесь невелика, и ничего страшного с эмалью за 20-40 минут варки не происходит. Условие одно: на эмали не должно быть сколов - ведь эти емкости делаются из довольно тонкого черного металла.

Перемешиваем, ставим на плиту. Доводим до кипения, погружаем в раствор тщательно очищенные от старого покрытия детали (едва ли нужно упоминать, что к ним заблаговременно должны быть прикреплены проволочки), и кипятим от 20 до 40 минут. Затем вынимаем и промываем под струей воды. Если вода не собирается на железе каплями - значит, мы добились эффекта полного смачивания поверхности металла, т. е. он хорошо обезжирен. После этого, по рекомендациям, детали надо просушить, но я опускал их в расплав селитры почти сразу после промывки, выдержав не более полуминуты на сухой чистой тряпке, впитывавшей излишек воды, и ничего плохого с ними в процессе воронения не происходило. Едва ли, опять же, надо напоминать, что на всех этапах касаться руками обезжириваемых деталей нельзя.
Перед горячим обезжириванием детали можно предварительно промыть в ацетоне и т. п., это им не повредит. Особенно уместно это будет, если на них есть следы смазочного масла.
Учитывайте, что 20-40 минут кипения - это немало, и количество раствора в емкости за это время сильно уменьшается. Так что готовьте с запасом, чтобы детали оказались покрыты слоем воды не менее чем на 5 см.

ОКСИДИРОВАНИЕ

1. Емкость, в которой будет производиться оксидирование, предварительно необходимо тщательно вымыть. Лучше всего со смесью жидкого геля и абразивного средства для мытья посуды. После этого не менее тщательно промываем ее проточной водой, удаляя остатки моющих средств, и вытираем чистой ветошью.
2. Наливаем в емкость подготовленную воду - сразу в нужном объеме.
3. Далее засыпаем натрий гидроксид. ВНИМАНИЕ! Ни в коем случае не бухайте в воду весь его отмерянный объем. Насыщаемый гидроксидом раствор очень сильно разогревается, буквально до кипения, поэтому добавляем медленно и медитативно, посредством ложки, и сразу размешиваем плавными движениями, чтобы на дне не образовалось плотной слоистой корки - это чревато внезапными адскими гейзерами при закипании.
4. Засыпаем натрий азотнокислый: так же медленно и медитативно. Круговыми движениями перемешиваем раствор, и ставим его на плиту.
5. Доводим раствор до кипения, время от времени помешивая ложкой. В процессе закипания на поверхность могут всплыть какие-то инородные частицы - несмотря на заявленную чистоту химикатов из "Лабтехов", такое случается нередко. Их нужно осторожно поддеть все той же ложкой и изъять, или аккуратно собрать салфеткой, положив ее на поверхность раствора.
6. Закипело - отлично. Осторожно, без бултыханий, погружаем в расплав обезжиренные по вышеописанному методу детали. В идеале, они не должны касаться дна, но городить хитрые городухи, чтобы непременно их подвесить, необязательно. Если речь идет, скажем, о рамке пневмопистолета - достаточно просто придать проволочке, которая к ней прикреплена, такую форму, чтобы рамка располагалась под углом ко дну емкости, опираясь на изгиб проволочки и касаясь дна одной-двумя точками.
7. Если все сделано правильно, уже спустя 10 секунд детали в расплаве начинают темнеть, принимая сперва желтый, потом темно-золотистый, потом черно-коричневый и наконец - замечательно глубокий черный цвет. Однако необходимо учитывать, что контролировать степень их почернения в кипящем полупрозрачном расплаве непросто: железо может казаться уже полностью почерневшим, а при извлечении выяснится, что оно всего лишь темно-коричневое, и сквозь оскидную пленку просвечивает металл. Поэтому спешить не надо: минимальное время, которое детали должны провести в расплаве - 10-15 минут. Я обычно выдерживаю 20-25, но тут все зависит от свойств конкретного металла. Например, я заметил, что сталь, из которой сделаны детали СО2-шарометов МР-656К, воронится менее охотно, и на ней чаще образуются всякие бяки, чем на стали МР-654К: в случае с этим последним особенно завораживает загадочный оттенок желтизны на боковинах затвора в задней его части, четко отграниченный от основного, более темного тона затвора, по вертикали в районе окна выбрасывателя - такое я наблюдал на ТРЕХ (!) вороненых мной 656-х. Считается, что примерно после 30-35 минут кипячения качество оксидной пленки может начать ухудшаться.
8. Выдержав положенное время, извлекаем детали из емкости, и тут же промываем их сперва горячей, потом - теплой и наконец холодной водой, после чего опускаем в ацетон или другой растворитель, чтобы выбить остатки воды.
9. Вынимаем, высушиваем и оцениваем качество покрытия.
10. Если оно нас удовлетворяет, протираем детали маслом, н-р оружейным, машинным или баллистолом. Мелкие детальки можно просто бросить в баночку с маслом, потом извлечь и вытереть ветошью. А если не удовлетворяет - сошлифовываем оксидный слой добела, вновь обезжириваем и заново вороним. По моим наблюдениям, на второй раз качество воронения всегда получается просто идеальным: возможно, причиной тому многократная очистка и обезжиривание.
Свежепромасленные детали неплохо также слегка прогреть ручной газовой горелкой, чтобы масло получше проникло в микропоры оксидной пленки. Именно слегка - раскалять докрасна, отжигая их, мягко говоря ни к чему.
Вот собственно и все. Собираем свой пневмопистолет, или что мы там воронили, и радуемся результату, не идущему ни в какое сравнение с "клеверным".

Немного полезных нюансов.

1. Раствор селитры и каустика вполне безвреден в остывшем виде, если, конечно, его не глотать. Однако у него есть одно неприятное свойство: будучи перелит в еще неостывшем виде в стеклянную посуду, он ее стремительно разрушает. Стекло делается хрупким - у 3-литровых банок например чаще всего просто отваливается дно. Остывший же расплав кристаллизуется и твердеет, и переложить его в другую емкость будет очень непросто. В чем хранить - я лично для себя пока не решил. Вероятно, лучше всего тут подойдет какая-то хорошо закрывающаяся емкость из полиэтилена.

2. Также стоит иметь в виду, что в процессе кипения мелкие капельки расплава постоянно вылетают из емкости, и неизбежно попадают на окружающую ее поверхность в радиусе примерно полуметра от "эпицентра". И поскольку к стеклу расплав относится крайне недружелюбно, лучше не пользоваться для его разогрева дорогими электроплитами с деками из жароупорного стекла - поверхностный слой пожрет непременно, останутся белесые точки (это проверено ). Если в доме нет газа, правильнее завести недорогую одноконфорочную плитку специально для этой цели.

3. Известно, что уже раз отработавший раствор селитры и каустика можно использовать не один раз, освежая его добавкой реактивов и чистой воды. Но лично мне этот подход не нравится - уже после 1 воронения раствор делается рыжеватым, т. к. вбирает в себя порядочно дряни от варившегося в нем железа, и это снижает качество оксидирования. Способы очистки существуют, но они чрезвычайно опасны и хлопотны, поэтому даже не стану о них упоминать - дешевле и спокойнее просто приготовить новый раствор.

4. Если заворонить детали в уже раз отработавшем, остывшем и вновь разогретом растворе без добавки реактивов и воды - результатом может оказаться не черное, а темно-коричневое покрытие, причем матовое, без малейшего блеска. В каких-то случаях оно может оказаться весьма уместным.

И еще один нюанс: как говорится, из другой оперы - но не менее важный. В соответствии с нашим миленьким законодательством, воронить самостоятельно такие девайсы, как МР-654К или 656К можно сколько угодно, поскольку они согласно сертификации являются не оружием, а лишь изделиями, конструктивно схожими с ним; а вот травматические и газовые пистолеты согласно тому же законодательству - уже гражданское оружие, и любые самостоятельные действия по их тюнингу рассматриваются законом как правонарушение. В т. ч. и воронение, которое также рассматривается как самостоятельная доработка. Имейте это в виду.

Адрес и контакты Лабтеха в Москве:

mosgid.ru

Телефоны отделения Лабтеха непосредственно на 3-й Парковой, здесь можно узнать, есть ли в наличии нужные реактивы:

499 367 03 64, 499 367 57 52

На фото ниже - завороненные по описанной методе МР-654К и труба Кросман-1377.

С уважением, kun

Д о п о л н е н и е.

Еще более правильным будет после оксидирования и промывки проварить детали сперва в мыльном растворе, а потом, вытерев и обсушив, выдержать в горячем машинном масле в течении прим. 5 минут. В любом случае, тем или иным путем надо тщательно удалить остатки оксидирующего расплава из всех стыков и поднутрений, иначе они будут постепенно кристаллизоваться и выпирать наружу. Причем как ни вытирай этот участок снаружи, толку не будет, процесс будет продолжаться. Винт или втулку, облепленные этой гадостью, будет очень непросто отвернуть, а выглядеть это будет вот так: