Л Ямпольский - Воронение, Практическое руководство по химическому окрашиванию железного металла
Более крупные вещи кипятят для обезжиривания в 10-процентном водном растворе едкого натра (каустической соды). При неимении едкого натра, можно взять соду или поташ, но тогда, кипятить надо дольше. Можно также обезжиривать поверхность металла, натирая (её при помощи проволочных щеток кашицей из гашеной извести (пушонка) и чистой воды.
При подобной обработке следует смотреть за, тем, чтобы изделия были сплошь покрыты обрабатывающим веществом, чтобы например на них (особенно внутри полостей) не оставалось воздушных пузырьков, мешающих проникновению в металлу жидкости. После 15-30-минутного пребывания в щелоке обрабатываемые предметы извлекают (за проволоки, на которые они подвешены, или деревянными щипцами) и споласкивают обильным током чистой (мягкой, лучше - дождевой) воды.
Если обезжиривание велось правильно, поверхность изделий должна смачиваться водой равномерно и совершенно.
Изделия могут быть запачканы жировыми и восковыми веществами, не омыляемыми (не переводимыми в водный раствор щелочами). В соответственных случаях необходима дополнительная промывка надлежащим органическим растворителем (нефтяным эфиром, древесным спиртом, ацетоном, бензолом).
Об обезжиривании при помощи электролиза (в гальванических ваннах) см. сказанное в брошюре "Гальваническое никелирование".
За механической чисткой и обезжириванием следует травление изделий. Нельзя для всех сортов железного товара дать один определенный рецепт травления. Обычно травят предметы в разбавленной серной кислоте (концентрация 1 : 5), в которой их оставляют, пока с поверхности их не сойдет пленка окислов. Продолжительность травления устанавливается из опыта: во время травления изделия время от времени вынимают из ванны, ополаскивают водой и осматривают.
Литые изделия, равно как изделия из литого металла, следует перед травкой подвергнуть осторожному отжигу в окислительной среде (предпочтительней в порошке окиси железа, или железной кислородной руды). Не всегда, этот отжиг (преследующий цель получения поверхности, хорошо принимающей химическую окраску) возможен или выполним, но в случае литья с твердой и хрупкой поверхностной пленкой нельзя никогда иметь гарантии, что воронение без такой термической подготовки действительно удастся. Особенно это относится к чугунному литью.
Отчасти заменой такой обработки является травка изделий в конц. азотной кислоте (в которую засыпан порошок древесного угля). Выдержав изделие короткое время в кислоте, его извлекают и споласкивают последовательно: водой, разбавленным водным раствором соды и снова чистой водой.
Полированные стальные изделия травят в водном растворе кислого сернокислого калия (или такой же соли натрия) такой густоты, что погруженные предметы не вызывают образования газовых пузырей. Окунутые в ванну изделия приводят в соприкосновение с полоской листового цинка (при этом начинает выделяться газ - водород) и оставляют в ней до тех пор, пока вся ржавчина не исчезнет.
Сталь можно также травить в 20-процентной соляной кислоте.
Протравленные и хорошо сполоснутые водой изделия обыкновенно высушивают в сухих древесных опилках. Предпочтительней однако не сохранять подготовленные к воронению изделия на воздухе, а во избежание образования свежей ржавчины переносить их после ополаскивания в 0.5-1-процентный водный раствор винного камня (кислый виннокислый калий, кремортартар), откуда уже и вынимать для дальнейшей работы.
Непосредственно перед воронением (по тому или иному мокрому способу) рекомендуется окунуть воронимые вещи в разбавленный винный спирт (40-50+). Этим облегчается смачивание поверхности металла реактивами и удаление пристающих воздушных пузырьков.
Ни в коем случае нельзя притрагиваться к подготовленным для химического окрашивания изделиям пальцами: на последних всегда имеются выделения, которые пристанут к поверхности металла и испортят окраску, вызовут пятнистость. Лучше всего укрепить изделия в железной или каменной (керамиковой) посуде с дырчатым дном (дуршлаг) и производить все операции с ними, берясь руками лишь за верхний конец проволоки, на которой они подвешены, или же за выступающую ручку посудины.
После воронения по тому или иному мокрому способу изделия, по выемке из ванны должны быть промыванием в воде (или ополаскиванием ею) освобождены от последних следов приставшей к ним воронильной жидкости (иначе возможны пятна!) и, за исключением отдельных рецептов, предписывающих особый род обработки, быстро высушены в чистых, сухих, нагретых древесных опилках, либо же в сушильном шкафу ("Работы в лаборатории химика-любителя") при 90-100+.
На этом дополнительная обработка повороненных изделий еще не кончается. Практика химической окраски металла вообще показала, что сама по себе химическая обработка в большинстве случаев не дает того внешнего эффекта, который желательно ею произвести; обыкновенно если металл не был предварительно доведен полировкой до высокого блеска, получается в известной степени матовый, "холодный" тон, и предмет мало изменяет свою первоначальную внешность. Красивый внешний вид и "теплые", "живые" цветовые эффекты достижимы по большей части лишь в результате дополнительной механической обработки, о которой говорится ниже. Действие ее часто бывает поразительно, - так неузнаваемо она меняет облик предмета!
Объяснение этого обстоятельства заключается в том, что мельчайшие частички поверхности металла лишаются в результате химической обработки своей нормальной структурной связи, определённого порядка во взаимном расположении, отчего они в совокупности перестают действовать оптически, как непрерывная поверхность, а дают эффект матовости.
Механическая обработка (натирка, крацовка) снова восстанавливает известный порядок и связь в расположении поверхностных частиц предмета, улучшая тем самым оптический эффект от обработанной металлической поверхности.
Дополнительная обработка имеет известное благоприятное влияние и на сохранность, долговечность химически окрашенной вещи.
В зависимости от примененного способа окраски (воронения) и рода металлического грунта для натирки пользуются то суконкой, то деревянным или стальным полировальником, то щетинной или проволочной (стальной) щеткой ручной или круглой (на станке). Натирка производится реже всухую, чаще же с помощью какой-нибудь подходящей жидкости, например - воды, водного отвара мыльного корня и т. д. Воронения, произведенные с предварительным омеднением предмета (образовании пленки сернистой меди через обработку серной печенью), "проявляют" натиркой пемзой, мелом или венской известью.
Возвышенным местам поверхности изделий стараются обычно придать более светлую расцветку, для чего их осторожно полируют суконкой с крокусом, стараясь не задеть при этом углубленных мест.
Вообще, начищая выпуклые и выдающиеся части поверхности тщательней и продолжительней, чем вогнутые и углубленные, достигают красивого рельефного оттенения тех и других благодаря разнице в тоне и блеске.
Для придания произведенной окраске "теплого" тона, без сообщения особенного блеска, натирают изделия ; о воском, церезином или парафином, часто обмазывая одним из этих веществ во время натирки рабочие щетки.
Вместо воска в твердой форме можно воспользоваться раствором его в 15 в. ч. бензола, наносимым на обрабатываемые изделия кисточкой, либо же пастой приготовляемой растворением 1 в. ч. воска в 2 в. ч. горячего скипидара и последующим охлаждением; пасту эту наносят и растирают суконкой или щеткой. Применяют еще мазь, составляемую из 1 в. ч. ядрового мыла, 3 в. ч. японского воска и 20 в. ч. воды.
Для окончательной отделки окрашенные и натертые изделия подвергают лакировке. Простейший применяемый для данной цели лак - это раствор шеллака в спирту с прибавлением небольшой дозы (около 0,1%) касторового масла. Наиболее же пригодны цапоновый и целлоновый лаки.
О подробностях составления лаков см. нашу брошюру "Лаки и лаковые краски", вып. 71 "Популярной библиотеки Н. и Т".
IV. ХИМИЧЕСКОЕ ОКРАШИВАНИЕ ЖЕЛЕЗА ПОМОЩЬЮ НАГРЕВА. ЦВЕТА ПОБЕЖАЛОСТИ
Железо и железные сплавы при нагревании покрываются тонкой пленкой железных окислов самых разнообразных цветных оттенков; это - так называемые "цвета побежалости".
Явление цветов побежалости основано на том, что на омываемой воздухом поверхности металла образуется просвечивающая пленка окислов, которая по мере последовательного наращивания принимает в последовательности спектральной шкалы цветов так называемые "цвета тонких пленок". Это - так называемое явление оптической интерференции, примером которого служат известные из физики "Ньютоновы кольца".
Обычно определенные цвета побежалости относят неопределенным же температурам нагрева. Часто приводятся даже цифры температур, соответствующих всей гамме этих цветов. Примерно, эта зависимость цвета от температуры нагрева представляется в виде такой таблицы: Таблица цветов побежалости Цвета
