Жидкость для чернения металла

Владельцы патента RU 2648106:

Изобретение относится к области нанесения защитно-декоративных покрытий, а именно для холодного чернения (воронения) металлических изделий из стали и чугуна. Изобретение может быть использовано для декоративной отделки изделий, полученных методами ковки, чеканки, литья и другими известными способами. Предложены варианты состава для холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна, один из которых включает, мас.%: диоксид селена 3-20, медь сернокислая 1-15, соляная кислота (в пересчете на чистый HCl) 0,1-4, вода дистиллированная 61-95,9. Другой вариант состава для холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна включает, мас.%: селенистая кислота 3,5-23, медь сернокислая 1-15, соляная кислота (в пересчете на чистый HCl) 0,1-4, вода дистиллированная 58-95,4. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна за счет проведения процесса в одну стадию с возможностью одновременного удаления ржавчины с обрабатываемой поверхности. 2 н.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к области нанесения защитно-декоративных покрытий, а именно для холодного чернения (воронения металлов), и может быть использовано для металлических изделий из стали и чугуна. Покрытие может быть использовано для декоративной отделки любых изделий, полученных методами ковки, чеканки, литья и другими известными способами.

В известном уровне техники понятие чернение (воронение) относится к холодной обработке металлов без термической обработки. При этом для обработки применяются специальные растворы.

Состав для чернения наносится на поверхность с образованием плотной пленки на поверхности.

Традиционно составы для чернения содержат сульфат меди, соли железа. Среда в составах может быть как кислой, так и щелочной. Составы наносят на поверхность и оставляют на продолжительное время (более чем на 30 минут) для более длительного воздействия в условиях повышенных температуры и влажности.

Слой ржавчины затем обрабатывают водяным паром и удаляют щеткой. Операция повторяется до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат. Нередко приходится наносить средство свыше 10 и даже до 20 раз.

Время обработки поверхности составом, содержащим сульфат меди, менее 30 минут с получением хорошего результата, а именно 5 сек-120 сек, известно из патента JPS 57101658 (приоритет от 27.06.1982).

При этом поверхность из нержавеющей стали для чернения и защиты от коррозии обрабатывают в две стадии.

Первая стадия включает обработку поверхности составом из водного раствора уксусной кислоты, содержащим хлорид и ацетат меди. Состав оставляют на поверхности в течение 5 сек-120 сек для образования медного покрытия на обработанной поверхности, препятствующего коррозии поверхности.

Вторая стадия заключается в чернении обработанной поверхности. На этой стадии поверхность обрабатывают жидкостью, содержащей смесь Se (IV), в частности селенистую кислоту, которая контактирует с медным покрытием на поверхности стали с образованием стойкого черного покрытия.

Недостатком известного способа является чрезмерная длительность процесса вследствие строго соблюдения поэтапности, следующими друг за другом стадиями.

В отличие от вышеописанного способа заявленный состав для чернения имеет ряд существенных преимуществ, а именно уменьшение времени на обработку поверхности, при этом обработка металлической поверхности проводится в одну стадию.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение технологии обработки за счет проведения процесса в одну стадию. Техническим результатом является также то, что использование заявленного состава (вариантов) также позволяет удалить уже появившиеся признаки коррозии (ржавчину) и одновременно осуществить воронение (чернение) обрабатываемой поверхности из металла (стали или чугуна).

Состав для чернения с диоксидом селена может включать следующие компоненты, мас.%:

Диоксид селена	3-20%
Медь сернокислая	1-15%
Соляная кислота (в пересчете на чистый HCl)	0,1-4%
Вода дистиллированная	61-95,9%.

Диоксид селена может быть замещен селенистой кислотой.

Состав для чернения, включающий селенистую кислоту, мас.%:

Селенистая кислота	3,5-23
Медь сернокислая	1-15
Соляная кислота (в пересчете на чистый HCl)	0,1-4
Вода дистиллированная	58-95,4.

Состав для чернения получают следующим образом.

I вариант. В реактор загружают 129 г дистиллированной воды, 7,5 г диоксида селена, 9 г меди сернокислой, 4,5 г концентрированной соляной кислоты и перемешивают при комнатной температуре до растворения реагентов.

При нанесении на сталь марки 50А средство придает поверхности черный матовый цвет.

II вариант. В реактор загружают 124 г дистиллированной воды, 10 г селенистой кислоты, 12 г меди сернокислой, 4 г концентрированной соляной кислоты и перемешивают при комнатной температуре до растворения реагентов.

Как и при применении состава по примеру 1, при нанесении на сталь марки 50А средство придает поверхности черный матовый цвет.

Наносят средство для чернения на тщательно очищенную и обезжиренную поверхность металла, используя тонкую кисточку, ватную палочку или мягкую впитывающую ткань. Состав наносят тонким слоем, промакивая поверхность до появления интенсивного черного цвета, и дают подсохнуть. Через 3-10 минут смывают избыток средства тонкой струей воды, мягко вытирают поверхность впитывающей тканью и сушат на воздухе. Действие можно повторить несколько раз до достижения желаемой степени чернения. Заявленный состав позволяет обрабатывать любую поверхность готовых изделий из стали и чугуна при температуре +5÷30°С. При этом возможна обработка влажной поверхности.

1. Состав для холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна, отличающийся тем, что он содержит следующие компоненты, мас.%:

диоксид селена	3-20
медь сернокислая	1-15
соляная кислота (в пересчете на чистый HCl)	0,1-4
вода дистиллированная	61-95,9

2. Состав для холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна, отличающийся тем, что он содержит следующие компоненты, мас.%:

Описание

Чернитель металла.

Кислотный состав для чернения стали и чугуна. При погружении стальных изделий в рабочий раствор средства на поверхности формируется черное химическое соединение.

Перед чернением необходимо тщательно очистить поверхность от масел и оксидных пленок. От качества очистки поверхности напрямую зависит однородность и прочность слоя чернения. Для удаления масел рекомендуется проведение щелочного обезжиривания. Для удаления окалины, оксидной пленки, ржавчины рекомендуется проводить травление в кислотных растворах. В процессе травления не рекомендуется передерживать изделия в растворе в этом случае после чернения покрытие может мазаться.

Альтернативно проводится ошкуривание или пескоструйная обработка металла, при условии, что в процессе обработки на поверхности не остаются масляные загрязнения.

Нанесение покрытия чернения:

Приготовить рабочий раствор с концентрацией 1,5%-3% (оптимально 2%).
Используя пластиковые корзины, сетки, держатели, погрузить стальные изделия в рабочий раствор на 1-5 мин. (в среднем 3 мин.). Время экспозиции подбирается опытным путем, исходя из качества получаемого покрытия.
Тщательно промыть изделие в проточной воде в течение 1-2 мин.

При увеличении времени, необходимого для формирования покрытия, более 5 минут добавить концентрат в рабочий раствор. В процессе работы определить опытным путем количество концентрата, в среднем требуемое для подпитки раствора, и в дальнейшем добавлять концентрат небольшими порциями, не дожидаясь истощения раствора.

В процессе работы в рабочем растворе выпадает хлопьевидный осадок его необходимо отфильтровывать, поддерживая рабочий раствор прозрачным.

Для улучшения внешнего вида покрытия и придания ему антикоррозионных свойств обработать изделие гидрофобизатором, или нанести прозрачный пленкообразующий состав, или протереть изделие масляной тряпкой.

Помещения, в которых используется средство, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией для недопущения накопления испарений в воздухе рабочей зоны.

При работе использовать защитные очки, резиновые перчатки, прорезиненный фартук. Не допускать попадания средства в глаза, на кожу, внутрь организма. В условиях, при которых возможно попадание в органы дыхания аэрозоля или пара средства использовать респиратор. При попадании средства в глаза промыть большим количеством воды и немедленно обратиться к врачу. При попадании на кожу немедленно промыть большим количеством воды. При попадании в органы дыхания вывести пострадавшего на свежий воздух, обратиться к врачу. При попадании внутрь дать выпить воды, вызвать рвоту, обратиться к врачу.

Читайте также: Установка егозы на забор

Не смешивать средство с другими составами.

Средство коррозионно воздействует на металлы. Не использовать для хранения и транспортировки средства и рабочих растворов металлические емкости, трубы и т.п. Рабочие емкости и иной инвентарь, соприкасающийся с рабочими растворами, должны быть изготовлены из пластика.

Раствор НЕ подходит для применения со сталью с содержанием хрома более 3%; для алюминия и сплавов на его основе; медью; латунью.

Избыточное время воздействия средства на поверхность не рекомендуется.

Опасно при проглатывании, попадании в глаза или легкие. При использовании надевать средства защиты глаз, дыхательных путей и рук.