). Для постоянной работы рекомендуется держать наготове несколько стеклянных бутылей (с притертыми пробками), наполненных одним из указанных растворителей примерно на 2/3 высоты. Погрузив обезжириваемое изделие (на проволоке) в сосуд No 1, движут его за проволоку в разные стороны, оставляют на несколько минут в покое, извлекают, переносят в сосуд No 2, повторяют снова описанные операции, ополаскивают в сосуде No 3 и под конец дают обсохнуть на воздухе. Спустя известное время (после ряда чисток), когда растворитель в сосуде No 1 поглотит достаточно жировых веществ, бензин в нем сменяют на свежий и ставят его номером третьим (No 3), сосуд же No 3 ставят No 2 и No 2 переставляют на место No 1.
Мы подчеркиваем еще раз исключительную огнеопасность работ с бензином и т. п. взрывчатыми органическими растворителями. Зажигание огня и курение при исполнении таких работ абсолютно воспрещается!
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
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.
1 2 3 4 5
Мы подчеркиваем еще раз исключительную огнеопасность работ с бензином и т. п. взрывчатыми органическими растворителями. Зажигание огня и курение при исполнении таких работ абсолютно воспрещается!
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
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.
1 2 3 4 5