Воронение нержавейки (хим. оксидирование)

Воронение нержавейки (хим. оксидирование) может проводится следующими способами:

1. Травлением в кислоте с последующей обра­боткой в растворе сульфида натрия.
2. Обработкой в растворе едкого натра с добавлением хлорида никеля и сульфида натрия.
3. Обработкой поверхности раст­вором на основе хроматов и серной кислоты при контактировании с метал­лом, имеющим более отрицательный электрохимический потенциал.
4. Химической обработкой изделий, приводящей к получению на их поверхности окрашенных слоев широкой цветовой гаммы на подвеске из проволоки с более положительным электрохимическим потенциалом.

1. ЩЕЛОЧНОЕ ВОРОНЕНИЕ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ В ЧЕРНЫЙ ЦВЕТ

В некоторых случаях оксидирование применяют для декора­тивной отделки изделий из нержавеющей стали. Однако для этой цели нельзя использовать растворы и технологию, приме­няемые для обычных сталей.

Вариант № 1

Чтобы получить черные оксидные пленки на нержавеющей стали, применяют следующую процедуру:

1)  изделия протравливают в 10%-ном рас­творе щавелевой кислоты;
2)  тщательно промывают;
3)  обра­батывают в 1%-ном растворе сульфида натрия до полного по­чернения;
4)  промывают и сушат;
5)  промасливают.

Вариант № 2

Японский патент предлагает следующий метод окрашивания хромо-никелевой стали в черный цвет. После обычной подго­товки детали оксидируют в 50%-ном растворе едкого натра (1 л), содержащего:

1)  20—30 г/л хлористого никеля;
2) 30—55 г/л сульфида натрия;
температура:  130°С
время:  2—5 мин.

Затем детали сушат и протирают. Пленка получается проч­ная, красивого черного цвета. При концентрации щелочи ниже 45% температура раствора снижается и качество пленок ухуд­шается.

2. ОКРАШИВАНИЕ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ С НИЗКИМ
СОДЕРЖАНИЕМ ХРОМА И НИКЕЛЯ

Способ окрашива­ния нержавеющей стали с низким содер­жанием хрома и никеля или железа включает обработку поверхности раст­вором на основе хроматов и серной кислоты при контактировании с метал­лом, имеющим более отрицательный электрохимический потенциал. Используется концентрированный раствор серной кислоты 45-50%, нагретый до 110-120°С, с добавкой хромат-ионов

Состав раствора	t °С	Время, мин	Контактирующий металл	S0/Sк	Гамма получен­ных цветов	Изображ.
Серная кислота 95%-ная 300 мл	110-120	4	Сталь	100	Черный
Вода дистиллированная, 700 мл		5,5			Красно-черный
Двухромовокислый натрий		6			Коричневый

В качестве контактирующего метал­ла берут сталь при соотношении его поверхности к обрабатываемой по­верхности, равном 1:100 и про­цесс проводят при темпера­туре 110-120 °С.

Способ осуществляют следующим об­разом.

Окрашиваемое изделие из нержавеющей стали на подвеске из стальной проволоки (пластине) завешивают в раствор химического окрашивания контакти­рующего металла при темпе­ратуре 110-120°С так, чтобы подвеска (хотя бы ее часть) была погружена в раствор.
При этом на поверхности изделия осаж­дается окрашенная пленка. Цвет плен­ки (черный, красно-черный, коричневый) зависит от времени нахождения в растворе (табл). После получения тре­буемой окраски изделие извлекают из раствора, тщательно промывают снача­ла в проточной, а затем в дистиллированной воде, просушивают фильтро­вальной бумагой, а затем отсоединяют от подвески.

Примечание: заменой 95%-ной серной кислоте, являющейся прекурсором,может служить электролит корректирующий 1,34,  являющийся 44%-ной серной кислотой; указанное в способе смешение 300 мл  95%-ной серной кислоты с 700 мл дистиллированной водой даёт раствор 42%-ной серной кислоты.

3. СОЗДАНИЕ НА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ ПОКРЫТИЙ ШИРОКОЙ ЦВЕТОВОЙ ГАММЫ

Сущность способа состоит в химической обработке изделий из нержавеющей стали всех марок, приводящей к получению на их поверхности окрашенных слоев широкой цветовой гаммы.

Способ осуществляют следующим об­разом

Окрашиваемое изделие из нержавеющей стали любой марки на подвеске из проволоки завешивают в раст­вор химического окрашивания, имеющий комнатную темпе­ратуру так, чтобы место контакта проволо­ки и обрабатываемого образца было погружено в окрашивающий раствор. Подвеска обязательно должна быть изготовлена из метал­ла с более положительным электрохимическим потенциалом (медь, никель, латунь, бронза), чем у нержавеющей стали. Соотношение площади подвески (Sк) и поверхности детали (S₀) обязательно должно быть в пределах 1:(100:500). Про­цесс проводят при комнатной темпера­туре. Цвет полученной пленки зави­сит от времени нахождения детали в растворе.

Цветовая гамма зависит лишь от окрашивающего раствора, соотношение площадей окрашиваемой детали и контактирующего металла (подвески) влияет на скорость окрашивания. При соотношении 500:1 процесс сильно замедляется, при соотношении менее 100:1 наоборот, ускоряется так, что трудно регулировать цвет детали.

Варианты окрашивания

Соотношение площади окрашиваемого из­делия и контактирующего металла рав­но 100:1. Металл подвески: медь. Температура раствора 18-22°С. Обработку проводят при комнатной температуре. Смена цве­тов происходит следующим образом:

Состав раствора № 1	Время, мин		Гамма полученных цветов
Селеновая кислота - 10 г/л	4.5		Жёлтый
Медь сернокислая - 10 г/л	6		Темно-красный
Азотная кислота - 7 г/л	10		Темно-фиолетовый
	13		Тёмно-синий
Состав раствора № 2	Время, мин		Гамма полученных цветов
Гипосульфит натрия -100 г/л	3		Желтый
Уксуснокислый свинец - 10 г/л	4.5		Коричневый
Сегнетова соль - 12 г/л	7		Красный
Медь сернокислая - 12 г/л	7.5		Малиновый
	8		Фиолетовый
	9		Синий
	11		Зеленый
	13		Светло-зеленый
	18		Розовый
	27		Сине-зеленый

После получения тре­буемой окраски изделие извлекают из раствора, тщательно промывают снача­ла в проточной, а затем в дистиллированной воде, просушивают фильтро­вальной бумагой, а затем отсоединяют от подвески.