Л Ямпольский - Воронение, Практическое руководство по химическому окрашиванию железного металла
Температура нагрева
бледно-желтый
220+
бледно - соломенно-желтый
230+
золотисто желтый
246+
коричнево - желтый до буро-красного
356+
пурпурно - красный
265+
пурпурный
275+
лиловый
280+
голубой
290+
васильковистый
295+
индиго
300+
темно - синнй
310+
цвет морской воды
320+
Строгого совпадения во всех встречаемых таблицах (и в обозначении цветов и в фиксировании температур) искать не приходится. Ведь качественная оценка цвета - дело чисто субъективное. Главное же, существенное влияние на расцветку вещи оказывает продолжительность нагрева. И действительно более или менее продолжительной обработкой можно вызвать посинение железа при температуре более низкой, чем считающаяся необходимой для вызова даже соломенно-желтой окраски. Точно так же соломенно-желтый налет на железо-стальные изделия можно навести, выдержав последние необходимое число минут при температуре, на несколько десятков градусов более низкой, чем 220+.
С другой стороны, можно поставить нагреваемые предметы в условия, при которых желательные цветовые тона получались бы при сравнительно более высоком нагреве.
Для практической работы лучше предпочесть более низкие степени нагрева с более продолжительной выдержкой, так как пленки в таком случае получаются более прочными. Однако практически же для каждого цветового нюанса существует температурный предел, ниже которого он не получается.
Цвета побежалости можно вызывать как на закаленной, так и незакаленной стали и на ковком железе и чугуне столь же хорошо, как и на сталях. При этом состав сплава и структура поверхностной пленки оказывают заметное влияние. Закаленный металл принимает нюансировку медленней, чем мягкий. Значительно сказывается загрязненность поверхности металла. Наконец имеет значение и чисто механическое состояние поверхности металла, степень ее гладкости или шероховатости и т. п.
Цвета побежалости, особенно желтых и темно-синих тонов, находят обширное применение при производстве мелких железных я стальных изделий: пуговиц, кнопок, планшеток, пружин, разных инструментов и т. д. Выбор цвета окраски инструмента (или вообще закаливаемого изделия) сопряжен с его назначением, формой рабочей части (острое или тупое лезвие), родом материала, по которому будет работать инструмент, и т. п.
Процесс появления и смены цветов побежалости совершается довольно быстро и потому при воронении металла по этому способу требуется высокая степень опытности; предмет нельзя недодержать или передержать. В заводских условиях для массового производства применяют специальные нагревные печи, дающие совершенно равномерный и надлежаще растянутый во времени нагрев. При любительской же работе такими печами воспользоваться нельзя, и приходится прибегать к таким простым средствам как горно (раскаленные древесные угли), примус или паяльная лампа, кухонная плита, песчаная баня и тому подобное.
На раскаленных угольях или на примусе или паяльной лампе, плите и т. п. воронить изделия нагревом можно лишь при незначительности размеров последних; для более же крупных вещей крайне затруднительно добиться равномерности окраски. Как только изделие приняло необходимый цветовой нюанс его снимают с горна щипцами и, поводя по воздуху, охлаждают.
Более крупные и ответственные изделия предпочтительно нагревать на песчаной бане (см. "Работы в лаборатории химика-любителя"). Можно класть предметы непосредственно на песок бани. Но более правильно погружать их в песок так, чтобы виднелась только небольшая часть поверхности для возможности наблюдения за сменой цветов. В этом случае будет достигнута максимально возможная для любительской работы равномерность окраски Песчаная баня должна быть накалена еще до погружения воронимых изделий в песок.
В случае стальных закаленных изделий (инструменты) окраску в цвета побежалости соединяют с отпуском. Обычно для этого пользуются, помимо песчаных бань, масляными банями (см. "Работы в лаборатории химика-любителя"), или же ваннами из расплавленного металла (обычно сплав олова со свинцом), точка плавления которого как раз соответствует температуре отпуска (одновременно температуре появления требуемого цвета побежалости). Название
Cocтав ванны в. частей
Температура плавления
Цвет побежалости
Свинец
Олово
Ланцеты
7
4
220
Чуть бледно - желтый
Бритвы
8
4
228
Бледно - желтый до ярко-желтого
Пружинящие ножи
8
4
232
Соломенно - желтый
Ножницы
14
4
254
Бурый
Перочинные ножи, стамески.
19
4
265
Пурпуровый
Часовые пружины
48
4
284
Голубой, светло - синий
Сверла, ножовки
100
4
293
Темно - синий
Ручные пилы
Кипящее льняное масло
316 температура нагрева
Черно - синий
Обычно для стальных инструментов, от которых прежде всего требуется высокая твердость (таковы инструменты для обработки железа, стали и твердого камня, бритвенные лезвия, хирургические инструменты, грабштихели, штампы, волочильные очки и т. п.), придерживаются отпуска на побежалость до желта; до пурпурно-красных тонов отпускают обычно деревообрабатывающие инструменты; лиловый до черно-синего цветов сообщают изделиям, от которых требуется упругость (часовые пружины, пилы, ножи, вилы и т. д.).
V. ВОРОНЕНИЕ В СИНИЙ ЦВЕТ
На железном металле возможно воспроизведение самых разнообразных тонов, оттенков и нюансов синего цвета - от голубого до иссиня-черного включительно.
Простейшим способом химического окрашивание железа и его сплавов является непосредственный нагрев в воздушной среде, поверхностное окисление кислородом воздуха. Так производится воронение в побежалые цвета о котором мы говорили в предыдущей главе. Среди гаммы цветов побежалости выступают сине-цветные окраски. Только длительным опытом можно добиться в каждом данном случае (для определенной величины и формы изделий и определенного материала) установления условий, при соблюдении которых всегда получается один и тот же цветной тон. При постоянной работе над одними и теми же изделиями следует непременно держаться раз испытанного рецепта нагрева, почти наверняка добиваясь в таком случае каждый раз желательного результата.
Следует всегда иметь в виду, что более мелкие вещи нагреваются до определенной температуры скорее, чем более крупные, и потому одновременно те и другие нагревать в общей ванне или вообще вместе никогда не следует; всегда грозит риск "перепалить" (т. е. перейти синюю расцветку) мелкие изделия и недодержать (не дойти до требуемого синего тона) более крупные.
Практически наиболее легко осуществить равномерный прогрев воронимых в большом количестве мелких предметов, заключая их в железный (снабженной дырочками) барабан, который вертят на вертеле над раскаленным угольным горном. Время выдержки вещей в барабане узнается из опыта. При работе можно уследить конец нагрева, поминутно извлекая образец для осмотра. Воронение нагревом-это "сухой" способ обработки. Для мокрого воронения железа и стали в однородный синий цвет служит следующая испытанная ванна (1):
красной кровяной соли ...... 2,5 г
полуторахлорного железа ...... 2,5 "
воды ............ 1000,0 "
Для ее приготовления растворяют красную кровяную соль и полуторахлорное железо отдельно в 500 гр. воды и оба раствора сливают в одну бутыль.
Отстаиваемые изделия погружают в эту ванну на время, необходимое для появления требуемого цветового тона.
Темно-синий цвет на железо и сталь наводят ванной (2):
серноватистокислого натрия ...... 70 г
свинцового сахара ...... 17,5 "
воды ............ 1000,0 "
Ту и другую соли растворяют в воде отдельно, и оба раствора смешивают. При употреблении ванну осторожно нагревают, медленно доводя ее до кипения. При этом железо-стальные предметы покрываются в ней темно-синим налетом (сернистого свинца). По достижении правильного тона изделия извлекают, ополаскивают водой, обсушивают и помещают еще на несколько часов в теплое место.
Рекомендуются еще горячие ванны из расплавленных (а не растворенных в воде) реактивов. Одна из них (3), особенно пригодная для небольших изделий из ковкого железа и чугуна, составляется из расплавленной (черенковой) серы, в которую по расплавлении замешивают немного сажи. При обработке в такой ванне изделия покрываются пленкой сернистого железа, приобретающей от натирки щеткой (крацовки) красивую темно-синюю полировку.
Другая ванна (4) - расплавленная селитра (температура около 315+). Действие ее очевидно основано на окислении железа кислородом, отделяемым при плавлении селитрой.
VI. ВОРОНЕНИЕ В КОРИЧНЕВЫЙ ЦВЕТ
Хороший коричневый цвет на железе и стали достигается воронением при помощи пасты (5) из смеси равных частей оливкового и сурьмяного масел:
