Воронение. Практическое руководство по химическому окрашиванию железного металла

I. ХИМИЧЕСКОЕ ОКРАШИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ И ВОРОНЕНИЕ ЖЕЛЕЗА

Воронение железа относится к процессам, которые в совокупности именуются химическим окрашиванием металлов. При химическом окрашивании, в противоположность окрашиванию механическому, состоящему в механическом нанесении на поверхность (либо в толщу) материала красочного состава с готовым красителем (красящим веществом), в качестве красителей выступают вещества, образуемые в результате химических реакций во время и в процессе самого окрашивания. При этом в реакциях этих может принимать участие и вещество окрашиваемого материала.

При химическом окрашивании металла красителями являются сами же (цветные) металлы или же цветные химические соединения (например, окислы) металлов. Примером первого случая может служить омеднение железа, т. е. покрытие его пленкой металлической меди, например — погружением в раствор медного купороса, гальваническое никелирование железа и т. д. Пример второго случая — воронение железа, покрытие железного металла пленкой железных окислов или иных темно-окрашенных соединений железа. Образование на железе окалины (закиси-окиси железа) при горячей прокатке представляет простейший пример химического окрашивания, производимого горячим сухим путем. В большинстве способы химического окрашивания, в том числе и воронение, являются способами «мокрыми», т. е. такими, в которых участвуют жидкости, преимущественно водные растворы металлических солей.

Омеднение и никелирование железа представляют примеры химического окрашивания, при котором красочная пленка образуется исключительно за счет обрабатывающего вещества. В примере же образования на железе окалины горячим сухим путем мы инеем случай химического окрашивания, при котором в реакции получения (при процессе окрашивания) красителя участвует непосредственно (своими поверхностными частицами) сам окрашиваемый металл.

Как правило, покрытия, получаемые химическим окрашиванием, отличаются сравнительной стойкостью; они прочно держатся на покрытой ими металлической подложке. В особенной степени это относится почти ко всем случаям химического окрашивания металла, в которых, как только что говорилось, сам металл подложки претерпевает с поверхности химические изменения, в результате которых он превращается в красочную пленку. При этого рода процессах достигается исключительно тесное и неразрывное сращение металла подложки с красочным покрытием, недостаточное столь часто при механическом окрашивании.

Различные способы воронения железного металла используют оба вида образования на поверхности обрабатываемых железных (стальных, чугунных) изделий красочной пленки:

1) за счет обрабатывающего вещества

2) с участием в этом образовании железа поверхностного слоя обрабатываемых предметов.

Образование на железе, предоставленном действию воздуха (содержащего влагу и углекислоту), желтого-красно-коричневого налета гидрата окиси железа (ржавчина) также есть не что иное, как естественное химическое окрашивание металла. Однако этот налет, со временем, как известно, все растущий, не представляет сплошного и прочно пристающего слоя, а состоит из пористой, рыхлой, легко осыпающейся массы, ничуть не защищающей покрытый ею металл от дальнейшего окисления, заканчивающегося проржавленном железного изделия на значительную глубину или даже насквозь.

Столь выраженная химическая нестойкость железа вынуждает к предохранению его от порчи защитными оболочками. В качестве таких оболочек и служат часто красочные пленки, получаемые воронением. Цветовые тона этих пленок шоколадные, коричневые, серые, чисто черные, черные с синим отцветем («воронье крыло») и т. п. — соответствуют естественной окраске химических соединений, входящих в состав пленок. По большей части это суть соединения железа же.

Оба вышеуказанные способа химического окрашивания металлов могут быть комбинируемы. Один металл моет быть покрыт (например — гальваническим путем) пленкой другого, а уже эта, химически образованная, металлическая пленка может быть подвержена дальнейшей химической обработке, с образованием того или иного окрашенного металлического соединения. Так железо может быть покрыто медью, а эта последняя, с целью воронения предмета, переведена в сернистую медь (черного цвета).