СРЕДСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ВОРОНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
AGENT AND METHOD FOR BLASTING OF METAL ARTICLES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области нанесения защитно-декоративных покрытий, а именно для холодного чернения (воронения), и может быть использовано для металлических изделий из меди, латуни и бронзы.
Уровень техники
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.
Процедуру воронения следует проводить на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении. При работе со средством использовать защитные перчатки.
Необходимо учитывать, что существуют различные марки латуни и бронзы, поэтому результат воронения может немного отличаться для разных поверхностей.
Известен способ декоративного чернения изделий RU 2196051. Используют черневой сплав в виде смеси сульфидов серебра, меди и свинца при соотношении их в смеси 10, 53.6 и 46.4 соответственно. Недостатком способа является необходимость обработки изделия при высокой температуре Т=450-550°С.
Известен способ обработки для чернения металлов JP 2008144225, в котором используют раствор соединений теллура до 0,45% и соляной кислоты до 8%. Недостатком способа является высокое содержание соляной кислоты, что может привести к коррозионным разрушениям различных металлов, даже нержавеющих сталей.
Известен раствор для чернения металлических поверхностей и способ его применения JP 2012237034. Раствор по данному изобретению подходит для чернения таких металлов как Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo, Tc, Hf, Та, W или Re, а также сплавов, содержащих один, два или более металлов из указанных. Состав не предназначен для чернения латуни и бронзы, в которых не содержатся указанные металлы, а также для чернения меди.
Известна композиция для чернения металла и метод ее нанесения KR 20160080488. Композиция включает сульфурирующий реагент, соединение с аминогруппой и растворитель. Состав наносится на следующие металлы: медь, алюминий, золото, серебро, титан, палладий, хром, никель или их комбинацию в виде фольги или электроосажденного металла. Композиция не предназначена для чернения латуни и бронзы, в составе которых содержатся другие элементы.
Известен метод чернения нержавеющей стали, JPS57101658. По этому изобретению на сталь сначала наносят тонкую пленку из меди, затем обрабатывают вторым составом, содержащим соединения Se(IV), который образует черное покрытие. Обработку проводят 5-120 секунд при температуре 25-35°С. Недостаток изобретения в узком температурном диапазоне применения состава и необходимости выдерживания средства на обрабатываемой поверхности. Композиция не предназначена для чернения латуни и бронзы
Существует способ получения пленки из оксислов железа на поверхности различных сталей CN 1390980A, а также состав для чернения железосодержащих сплавов при комнатной температуре US 4728365A. Технические решения этих изобретений не подразумевает обработку поверхности меди, латуни и бронзы, если в указанных сплавах не содержится железо.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для холодного чернения металлических изделий RU 2648106. Технические решения этих изобретений не подразумевает обработку поверхности меди, латуни и бронзы. Также композиция не содержит в составе солей цинка и ее применение на меди или ее сплавах приводит к образованию нестойкого покрытия, которое легко отслаивается от металла.
Раскрытие изобретения
Техническое решение включает подготовку поверхности (очистку, обезжиривание средством, не оставляющим следов на поверхности) и нанесение средства для холодного чернения как описано далее. Тампон (салфетку) смочить составом и нанести на поверхность. Почернение поверхности металла проявляется мгновенно. Смыть излишек состава водой и вытереть поверхность сухой тканью. При необходимости нанести второй и последующие слои до достижения необходимой окраски. В большинстве случаев достаточно одного слоя. По окончании рекомендуется нанести нейтральное или защитное (антикоррозионное) масло. Вместо обработки поверхности маслом можно использовать лаковое покрытие.
В результате поверхность приобретает цвет от темно-коричневого до черного, возможно с металлическим блеском, в зависимости от состава обрабатываемого металла.
В одном из вариантов настоящего изобретения состав для воронения включает: диоксид селена, сульфат меди II, сульфат цинка, минеральную кислоту и дистиллированную воду.
В одном из вариантов состав для воронения согласно настоящему изобретению вместо диоксида селена включает селенистую кислоту.
В одном из вариантов настоящего изобретения диоксид селена (или селенистая кислота) содержатся в составе в количестве 0,1-5%, в частности 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3,4, или 5 маc.%.
В одном из вариантов настоящего изобретения сульфат меди II содержатся в составе в количестве 0,1-5%, в частности 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3,4, или 5 маc.%.
В одном из вариантов настоящего изобретения сульфат цинка содержатся в составе в количестве 0,1-5%, в частности 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3,4, или 5 маc.%.
В одном из вариантов настоящего изобретения минеральная кислота содержит соляную кислоту, ортофосфорную кислоту, азотную кислоту или их смесь.
В одном из вариантов настоящего изобретения минеральная кислота содержится в составе в количестве 0,1-5%, в частности 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3,4, или 5 маc.%.
В одном из вариантов настоящего изобретения состав для воронения содержит:
диоксид селена (можно заменить селенистой кислотой) 0,1-5%,
сульфат меди II 0,1-5%,
сульфат цинка 0,1-5%,
минеральная кислота (соляная, ортофосфорная, азотная или их смесь) 0,1-5%,
вода дистиллированная - остальное.
Осуществление изобретения
Далее приводятся примеры осуществления настоящего изобретения, которые не являются каким-либо образом ограничивающими для объема заявленного изобретения и служат лишь для иллюстративных целей.
Для каждого из указанных составов применялся способ воронения по изобретению, содержащий:
1. Подготовку поверхности (очистку, обезжиривание средством, не оставляющим следов на поверхности).
2. Нанесение средства для холодного чернения (воронения) по настоящему изобретению или прототипа. Тампон (салфетку) смочить составом и нанести на поверхность. Почернение поверхности металла проявляется мгновенно.
3. Смыть излишек состава водой и вытереть поверхность сухой тканью.
Пример 1.
Использовали следующий состав:
диоксид селена - 2%,
сульфат меди II - 0,1%,
сульфат цинка - 5%,
соляная кислота - 2%,
вода дистиллированная - остальное.
Результат нанесения одного слоя на медную пластину - равномерный матовый черный цвет поверхности.
Пример 2.
Использовали следующий состав:
селенистая кислота - 5%,
сульфат меди II - 1,5%,
сульфат цинка - 2,4%,
соляная кислота - 0,1%,
вода дистиллированная - остальное.
Результат нанесения одного слоя на латунь ЛО90-1 - равномерный матовый темно-коричневый цвет поверхности с небольшим металлическим блеском.
Пример 3.
Использовали следующий состав:
диоксид селена - 0,1%,
сульфат меди II - 5%,
сульфат цинка - 2,4%,
смесь соляной и ортофосфорной кислот в массовом соотношении - 1:2 3%,
вода дистиллированная - остальное.
Результат нанесения двух слоев на медную пластину - равномерный матовый темно-коричневый цвет поверхности.
Пример 4.
Использовали следующий состав:
диоксид селена - 3%,
сульфат меди II - 3,5%,
сульфат цинка - 0,1%,
ортофосфорная кислота - 5%,
вода дистиллированная - остальное.
Результат нанесения одного слоя на латунь ЛО90-1 - равномерный матовый черный цвет поверхности с небольшим металлическим блеском.
Пример 5 (сравнительный по RU 2648106).
Использовали следующий состав:
диоксид селена - 10%,
медь сернокислая - 8%,
соляная кислота (в пересчете на чистый НСl) - 2%
вода дистиллированная - 80%.
Результат нанесения одного слоя на пластину из меди или латуни ЛО90-1 - черный неравномерные цвет поверхности, покрытие частично отслоилось.