СРЕДСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ВОРОНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
AGENT AND METHOD FOR BLACKENING 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 алюминия и алюминиевых сплавов.
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 большинство "алюминиевых" деталей производится не из чистого металла, а из его сплавов. Поэтому результат воронения может немного отличаться для разных поверхностей.
Известен способ чернения алюминиевых сплавов, описанный в US 3725137. Недостатком способа является использование в процессе повышенной температуры состава до 80-100°С, что требует дополнительного оборудования. Это также приводит к сильному испарению компонентов состава вместе с водяными парами, что повышает вред для здоровья человека.
Известен способ обработки алюминия, алюминиевых сплавов и стали с покрытием из этих металлов JPH 03240971. Недостаток способа заключается в применении трех активных растворов для создания черной пленки на поверхности металла. Предпочтительно чернение производить окунанием обрабатываемой детали в растворы, но при этом затруднительно обработать определенную ее часть или отдельную поверхность.
Известен способ воронения черных металлов CN 102373463. Формула, описанная в этом изобретении, не образует насыщенного черного цвета на поверхности алюминия и его сплавов.
Известен способ низкотемпературной окислительной обработки стали CN 1390980 A. Способ не распространяется на чернение поверхностей из алюминия и его сплавов.
Известен способ формирования черной пленки на поверхности алюминия или алюминиевых сплавов является JPS 6386873. Недостатком указанного изобретения является использование специального оборудования - как минимум трех ванн для выдерживания деталей в растворах. При этом затруднительно обработать определенную часть или отдельную поверхность детали.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для холодного чернения металлических изделий RU 2648106. При его применении на поверхности алюминия или алюминиевых сплавов не образуется насыщенного черного цвета.
Раскрытие изобретения
Техническое решение включает подготовку поверхности (обезжиривание средством, не оставляющим следов на поверхности) и нанесение средства для холодного чернения как описано далее. Тампон (салфетку) смочить составом и с небольшим усилием втереть в поверхность. При этом появляется характерный неприятный запах, который исчезает по мере нанесения последующих слоев. Смыть излишек состава водой и вытереть поверхность сухой тканью. Нанести также второй и последующие слои до достижения необходимой окраски. По окончании рекомендуется нанести нейтральное или защитное (антикоррозионное) масло. Вместо обработки поверхности маслом можно использовать лаковое покрытие.
Способ холодного чернения (воронения) выполняют следующим образом (все работы необходимо проводить в проветриваемом помещении с использованием защитных перчаток):
1. Поверхность металла очищают, при необходимости зачищают наждачной бумагой, затем обезжиривают средством, не оставляющим следов (пленки, разводов)
2. Тампон (салфетку) смачивают составом и втирают в поверхность, так чтобы поверхность была полностью смочена. При этом появляется характерный неприятный запах, который исчезает по мере нанесения последующих слоев.
3. Излишек состава смывают водой и вытирают поверхность сухой тканью.
4. Повторяют пп. 2 и 3 до достижения необходимой степени чернения.
5. Поверхность высушивают и наносят тонкий слой нейтрального или защитного масла или лаковое покрытие.
В результате поверхность приобретает насыщенный матовый черный цвет.
В одном из вариантов настоящего изобретения состав для воронения включает диоксид селена, медь сернокислую, бор фтористоводородную кислоту, ортофосфорную кислоту, соли никеля, соли железа III 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) содержится в составе в количестве 2-10%, в частности 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10% мас.
В одном из вариантов настоящего изобретения медь сернокислая содержится в составе в количестве 2-10%, в частности 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10% мас.
В одном из вариантов настоящего изобретения борфтористоводородная кислота содержится в составе в количестве 0,01-3%, в частности 0,01; 0,1; 1; 2 или 3% мас.
В одном из вариантов настоящего изобретения ортофосфорная кислота содержится в составе в количестве 2-10%, в частности 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10% мас.
2+
В одном из вариантов настоящего изобретения соли никеля (в пересчете на Ni) содержатся в составе в количестве 0,01-3%, в частности 0,01; 0,1; 1; 2 или 3% мас.
3+
В одном из вариантов настоящего изобретения соли железа III (в пересчете на Fe) содержатся в составе в количестве 0,01-3%, в частности 0,01; 0,1; 1; 2 или 3% мас.
В одном из вариантов настоящего изобретения состав для воронения содержит:
диоксид селена (можно заменить селенистой кислотой) 2-10%,
медь сернокислая 2-10%,
борфтористоводородная кислота 0.01-3%,
ортофосфорная кислота 2-10%,
2+
соли никеля (в пересчете на Ni) 0.01-3%,
3+
соли железа III (в пересчете на Fe) 0.01-3%,
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 следующий порядок действий:
1. Поверхность металла очищают, при необходимости зачищают наждачной бумагой, затем обезжиривают средством, не оставляющим следов (пленки, разводов)
2. Тампон (салфетку) смачивают составом и втирают в поверхность, так чтобы поверхность была полностью смочена. При этом появляется характерный неприятный запах, который исчезает по мере нанесения последующих слоев.
3. Излишек состава смывают водой и вытирают поверхность сухой тканью.
4. Повторяют пп. 2 и 3 до достижения необходимой степени чернения.
5. Поверхность высушивают и наносят тонкий слой нейтрального или защитного масла или лаковое покрытие.
Пример 1.
Использовали следующий состав:
диоксид селена 2%,
медь сернокислая 8%,
борфтористоводородная кислота 0.01%,
ортофосфорная кислота 6%,
2+
соли никеля (в пересчете на Ni) 3%,
3+
соли железа III (в пересчете на Fe) 1%,
вода дистиллированная - остальное
Результат нанесения четырех слоев на алюминий - равномерный матовый черный цвет поверхности.
Пример 2.
Использовали следующий состав:
селенистая кислота 3%,
медь сернокислая 2%,
борфтористоводородная кислота 2%,
ортофосфорная кислота 2%,
2+
соли никеля (в пересчете на Ni) 0.01%,
3+
соли железа III (в пересчете на Fe) 1.5%,
вода дистиллированная - остальное
Результат нанесения четырех слоев на дюралюминий Д1 - равномерный матовый черный цвет поверхности.
Пример 3.
Использовали следующий состав:
селенистая кислота 10%,
медь сернокислая 4%,
борфтористоводородная кислота 3%,
ортофосфорная кислота 3%,
2+
соли никеля (в пересчете на Ni) 2%,
3+
соли железа III (в пересчете на Fe) 0.01%,
вода дистиллированная - остальное
Результат нанесения четырех слоев на алюминий - равномерный матовый черный цвет поверхности.
Пример 4.
Использовали следующий состав:
диоксид селена 4%,
медь сернокислая 10%,
борфтористоводородная кислота 1%,
ортофосфорная кислота 10%,
2+
соли никеля (в пересчете на Ni) 1%,
3+
соли железа III (в пересчете на Fe) 3%,
вода дистиллированная - остальное
Результат нанесения четырех слоев на алюминиевый сплав АД31 - равномерный матовый черный цвет поверхности.
Пример 5 (сравнительный по RU 2648106).
Использовали следующий состав:
диоксид селена 10%,
медь сернокислая 8%,
соляная кислота (в пересчете на чистый HCl) 2%
вода дистиллированная 80%
Результат нанесения четырех слоев на алюминий - цвет поверхности серый с разводами.
Пример 6 (сравнительный по RU 2648106).
Использовали следующий состав:
диоксид селена 10%,
медь сернокислая 8%,
соляная кислота (в пересчете на чистый HCl) 2%
вода дистиллированная 80%
Результат нанесения четырех слоев на дюралюминий Д1 - цвет поверхности серый с разводами.
Вышеуказанные примеры подтверждают неожиданно улучшенные свойства заявленных составов для воронения алюминия и алюминий содержащих сплавов по сравнению с уровнем техники.