Состав для холодного чернения металлических изделий
COMPOSITION FOR COLD BLACKENING OF METAL PRODUCTS

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.