Воронение стали: назначение, процесс и преимущества
В современной промышленности обработка поверхности металлоизделий играет важную роль в эффективности, улучшении качества и долговечности продукции, а значит и конкурентоспособности предприятий.Из разных методов защиты поверхности металла заслуживает большого внимания воронение (старение) оно же чёрное оксидирование. Это надёжный и недорогой способ защитить металл от коррозии, так же он значительно улучшает внешний вид поверхности изделий из стали и других чёрных металлов. В этой статье рассмотрим процесс воронения чёрных металлов, его преимущества практическое применение.
Определение воронения металла
Воронение стали — это процесс создания конверсионного химического покрытия. Он преобразует поверхность металла в магнетит и чёрный оксид железа путём контролируемой реакции. Благодаря оксидированию получается не отдельный слой покрытия как при покраске или гальванизации, а неотъемлемая часть структуры металла. Это значительно повышает стойкость к износу и коррозии, также улучшает внешний вид металлоизделий.
Технология воронения чёрных металлов
Подготовка. Грамотная подготовка поверхности изделий обеспечит качественное покрытие оксидной плёнкой. Сначала металлическая поверхность тщательно очищается от загрязнений, для этого применяются: химическое травление, обезжиривание растворителями или пескоструйная обработка. Если детали имеют сложную геометрию, то используются последовательно кислотное и щелочное травление, чтобы получить чистую поверхность, пригодную для надёжного воронения.
Реактор для процесса окисления. Для старения металла (воронения) используется специальная окислительная ванна. Раствор в ней щелочной, нагревается до температуры 140 - 146 °C, содержит различные окислители и NaOH. Изделия полностью окунают в раствор от 10 до 30 мин для химической реакции. После окисления металла на его поверхности образуется слой Fe₃O₄ с характерным чёрным цветом.
Постобработка.После процедуры старения детали промываются, сушатся, а затем на них наносят масло, лак или восковые составы для дополнительной защиты от коррозии во время хранения и транспортировки.Технологии воронения разнообразны и не сводятся к одному универсальному методу. Разные сорта сталей и других металлов требуют различных способов. Так для нержавейки нужны особые оксидирующие растворы, а алюминий предварительно подвергается цинкованию. Некоторые методы позволяют проводить оксидирование без нагрева, при комнатной температуре, другие требуют используют электролитические методы.
Определение воронения металла
Воронение стали — это процесс создания конверсионного химического покрытия. Он преобразует поверхность металла в магнетит и чёрный оксид железа путём контролируемой реакции. Благодаря оксидированию получается не отдельный слой покрытия как при покраске или гальванизации, а неотъемлемая часть структуры металла. Это значительно повышает стойкость к износу и коррозии, также улучшает внешний вид металлоизделий.
Технология воронения чёрных металлов
Подготовка. Грамотная подготовка поверхности изделий обеспечит качественное покрытие оксидной плёнкой. Сначала металлическая поверхность тщательно очищается от загрязнений, для этого применяются: химическое травление, обезжиривание растворителями или пескоструйная обработка. Если детали имеют сложную геометрию, то используются последовательно кислотное и щелочное травление, чтобы получить чистую поверхность, пригодную для надёжного воронения.
Реактор для процесса окисления. Для старения металла (воронения) используется специальная окислительная ванна. Раствор в ней щелочной, нагревается до температуры 140 - 146 °C, содержит различные окислители и NaOH. Изделия полностью окунают в раствор от 10 до 30 мин для химической реакции. После окисления металла на его поверхности образуется слой Fe₃O₄ с характерным чёрным цветом.
Постобработка.После процедуры старения детали промываются, сушатся, а затем на них наносят масло, лак или восковые составы для дополнительной защиты от коррозии во время хранения и транспортировки.Технологии воронения разнообразны и не сводятся к одному универсальному методу. Разные сорта сталей и других металлов требуют различных способов. Так для нержавейки нужны особые оксидирующие растворы, а алюминий предварительно подвергается цинкованию. Некоторые методы позволяют проводить оксидирование без нагрева, при комнатной температуре, другие требуют используют электролитические методы.
Преимущества воронения металлов
Главная особенность чернения металлов — защита от коррозии.Далее о других полезных свойствах воронения.Чернение металла даёт привлекательный внешний вид изделий и матовую поверхность. Гальванизация и окраска несколько повышают толщину деталей, воронение добавляет к поверхности только порядка 5-2,5 микрон, что важно для прецизионного производства. По сравнению с другими методами защиты металлоизделий от коррозии чернение металла может более экономным.
Возможные проблемы и ограничения воронения металла
Кроме плюсов оксидирование металлов имеет также и нижеперечисленные недостатки.
Малая толщина. Это как преимущество, так и, в некоторых случаях недостаток воронения, оксидных слой в среднем обычно не превышает 0,5 до 1,5 мкм. Небольшая толщина защитного слоя не подходит для очень экстремальных условий.Несмотря на множество преимуществ, чёрное оксидное покрытие имеет и определённые недостатки. Для правильного нанесения важно учитывать следующие ограничения:
Невысокое качество при холодной обработке. При горячем чернении металла защитный слой получается более прочным, хотя нагревание несколько усложняет процесс.
Предел термостойкости чёрного оксидного покрытия приблизительно 474°C, поэтому для высоких температур нужно выбрать другой тип защитного покрытия.
Возможные проблемы и ограничения воронения металла
Кроме плюсов оксидирование металлов имеет также и нижеперечисленные недостатки.
Малая толщина. Это как преимущество, так и, в некоторых случаях недостаток воронения, оксидных слой в среднем обычно не превышает 0,5 до 1,5 мкм. Небольшая толщина защитного слоя не подходит для очень экстремальных условий.Несмотря на множество преимуществ, чёрное оксидное покрытие имеет и определённые недостатки. Для правильного нанесения важно учитывать следующие ограничения:
Невысокое качество при холодной обработке. При горячем чернении металла защитный слой получается более прочным, хотя нагревание несколько усложняет процесс.
Предел термостойкости чёрного оксидного покрытия приблизительно 474°C, поэтому для высоких температур нужно выбрать другой тип защитного покрытия.
