Защита оружия окисными плёнками

Пособие «Коррозия оружия и боеприпасов», инженер-подполковник Поддубный В. Н., Военное издательство Министерства Вооруженных сил Союза ССР, Москва, 1946

Коррозионная стойкость металлов зависит от наличия на их поверхности защитной окисной плёнки. Естественные окисные плёнки не всегда обладают защитными свойствами, поэтому на поверх­ности металлов создают искусственные окисные плёнки. Такие плёнки можно получать различными путями.
Искусственные окисные плёнки толще естественных и могут достигать нескольких сотых и даже десятых миллиметра; защитные свойства плёнок зависят от их пористости (от величины и числа пор). Состояние поверхности защитных плёнок также имеет значение: смазки лучше пристают и удерживаются на шероховатых плёнках, чем на гладких; они закупоривают поры и улучшают коррозионную стойкость покрытого металла. Хорошие результаты достигаются смазыванием плёнки при высокой температуре (проварка в смазках); жидкая смазка лучше проникает в поры, которые могут образо­ваться в защитной плёнке, и, охлаждаясь, закупоривает их.
Поверхность изделия перед оксидированием должна быть со­ответствующим образом подготовлена. Удаляются все окислы, ржавчина, загрязнения, смазка и пр., что достигается травлением в кислотах, вываркой в растворах щелочей, а иногда обработкой в электролитических ваннах.

1. Воронение

 Воронением называется покрытие поверхности металла слоем окислов железа, главным образом магнитной окисью железа, окра­шивающей металл в синий или чёрный цвет.
Рецептов и способов воронения очень много. При чёрном вороне­нии (по методу Руффингтона) стальные детали опускают на не­сколько секунд в расплавленную смесь селитры и двуокиси мар­ганца. Синее воронение получается при погружении в расплавлен­ную селитру. При опускании нагретых до 600° изделий в масло на них образуются грубые плёнки.
Обработка водяным паром при высоких температурах (600-900°) теперь почти не применяется.

3. Щелочное оксидирование

 В настоящее время наиболее широко применяется щелочное окси­дирование – способ воронения, при котором стальные изделия обрабатываются в концентрированных растворах едкой щёлочи с добавками различных окислителей.
Несмотря на то, что первые щелочные оксидировочные ванны у нас были предложены в 1929—1930 гг. («Ситоксид», «Бартоксид» и др.) и на первых порах имели большие недостатки, щелочное окси­дирование нашло широкое применение в промышленности. В табл. 16 приведены основные рецептуры ванн, применяющихся на различных заводах.

Таблица 16. Ванны для щелочного оксидирования

Наибольшее распространение получил способ завода им. Киркиж. Эта простая по составу ванна позволяет применять различные окис­лители, дающие чёрные и ровные покрытия с достаточно удовлетво­рительной коррозионной стойкостью, малой пористостью, но всё же механически недостаточно прочные.
Оксидные покрытия могут получаться матовыми и блестящими. Матовые оксидные плёнки получаются в очень концентрированных растворах (с содержанием 1000 и более грамм едкого натра на 1 л воды) при высоких температурах. Поверхность стали при этом под­вергается травлению, и железо частично переходит в раствор.
Таковы способы Краузе, ГОМЗ и др.
Блестящие покрытия получаются в менее концентрированных ваннах, для которых типичной является ванна завода имени Киркиж.
В приведённых рецептах ванн, там, где указано химическое обозначение компонента (например NaOH, NaNО₃ и т. п.), следует иметь в виду применение технических продуктов (каустика, нитрата натрия и т. п.), в которых содержатся примеси, оказывающие влия­ние на оксидирование. Так, в каустике всегда содержится поваренная соль NaCl (до 1%), что не является, по-видимому, вредным, так как в ряде рецептов имеются добавки хлористого натрия или калия и даже соляной кислоты, которая, нейтрализуясь едким натром, образует тот же хлористый натрий. Содержатся в них углекислые и сернокислые соли.
От концентрации щёлочи и окислителей зависит температура ванны, так как ванны во время оксидировки бурно кипят. Чем выше концентрация, тем выше температура кипения, тем быстрее идёт процесс оксидирования.
Перед оксидированием изделия необходимо очищать от грязи, обезжиривать и слепка протравливать так, чтобы на них не было и «следов ржавчины.
Основным недостатком оксидных защитных плёнок является их малая механическая прочность: они быстро стираются при трении о сукно, от захватывания руками и вообще при обычной эксплуата­ции. Поэтому оксидные покрытия нельзя считать совершенным ме­тодом защиты от коррозии.
Испытания показали, что лучше всего защищают от коррозии плёнки, полученные методом Иваненко; этот способ применялся для защиты от коррозии деталей оптических приборов. Хорошо защи­щают от коррозии вообще все матовые оксидные покрытия.
После оксидирования детали нужно тщательно промывать и сушить, а затем смазывать, окуная в горячую смазку. В некоторых случаях их лакируют.
Плёнки, полученные в щелочных ваннах, хорошо защищают сталь от коррозии в условиях конденсации на ней влаги, особенно в тех случаях, когда перед оксидированием изделие было подверг­нуто травлению и с него были удалены следы ржавчины.
Оксидные плёнки обладают, как уже указывалось, малой меха­нической прочностью, быстро стираются и сцарапываются, поэтому воронёные детали оружия нуждаются в постоянном наблюдении и уходе; они всегда должны быть смазаны соответствующей смазкой. Оксидная плёнка, между прочим, довольно хорошо защищает стальные части оружия от коррозии, которая развивается от прикос­новения к ним потными руками.
Оксидирование необходимо производить очень тщательно. Оксидная плёнка на частично покрытом металле способствует раз­витию ржавления в порах, вдоль царапин и в местах, где плёнка стёрлась, так как в воде она (плёнка) является по отношению к же­лезу катодом; в таких местах, если они не смазаны, развивается сильная местная коррозия и образуются раковины.