ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА

В данной статье будет представлен способ относительно простого и недорогого оксидирования металлических деталей на основе проделанных опытов. Информация из данной статьи может быть внедрена в производство.

Одной из важных задач по сохранению металлических конструкций является борьба с вредным воздействием окружающей среды. Повышенная влажность, наличие в воздухе химически активных элементов, способных разрушать целостность металла, особенно стали, приводит к ухудшению таких показателей как надёжность и прочность.

Для решения этой задачи готовые изделия покрывают различными видами защитных покрытий.

Сущность заключается в использовании свойств окислительно — восстановительной реакции, в результате чего на поверхности стали образуется защитная плёнка. Так же производится оксидирование стали.

Этот процесс позволяет решить следующие задачи:

• Защитить стальные конструкции от образования коррозии (особенно это актуально в современном строительстве, где применяются металлические конструкции).
• Ограничить воздействие агрессивных составляющих внешней среды (растворов кислот, щелочей, химических элементов, разрушающих целостность стали).
• Создать поверхностный слой, обладающий хорошими электроизоляционными характеристиками.
• Придать деталям, отдельным элементам, конструкции в целом оригинальные декоративные и эстетические свойства.

Процесс химического оксидирования предполагает обработку металлов растворами, смесями, расплавами химических элементов (такие окислы как окислы хрома). Данное оксидирование позволяет провести так называемую пассивацию поверхности металла. Он предполагает создание в близком к поверхности слое металла неактивного (пассивного) образования. Создаётся тонкий поверхностный слой, защищающий основную часть конструкции.

Технологически этот процесс реализовывается посредством опускания подготовленной металлической детали в раствор щёлочи или кислоты, заданного процентного соотношения.

Выдерживают его там определённое время, которое позволяет полностью провести окислительно — восстановительную реакцию. Затем деталь тщательно промывают, подвергают естественной сушке, окончательной обработке.[1]

На сегодняшний день на российском рынке представлен большой ассортимент средств для химического оксидирования.

Рисунок 1. Средства для холодного оксидирования

Это так называемое «Холодное оксидирование». Применяется оно следующим образом: с металлического изделия удаляются остатки старой оксидной пленки, затем изделие обезжиривают в ацетоне, и уже на обезжиренную поверхность ватной палочкой, ватным диском или кисточкой наносят новый слой оксидной пленки, всего в инструкции рекомендуется наносить около 3-4 слоев. Плюс данных средств имеющихся в продаже – простота их использования, минусы – высокая стоимость и недолговечность покрытия, практика показала, что при интенсивном использовании, покрытие быстро стирается.

Рисунок 2. Результат холодного оксидирования

Есть другой способ химического оксидирования, он более трудоемок, но себестоимость такого способа покрытия в 10 раз меньше представленных выше средств, так же оксидная пленка нанесенная таким способом имеет свойство держаться долгие годы.

Для того, чтобы произвести оксидирование металлической детали нам потребуется: 2 литра H₂O, 500 г NaNO₃, 500 г NaOH, 50 г Na₂CO₃, 10 г силикатного клея.

Для начала необходимо обезжирить металлическую деталь, для этого потребуется 50 г едкого каустика, 50 г кальцинированной соды, 10 г силикатного клея и 1 л воды. Удаляем остатки старой оксидной пленки с металлической детали.

Рисунок 3. Зачищенная деталь

В емкость для обезжиривания наливаем воду, добавляем все вышеперечисленные ингредиенты. Подогреваем смесь до кипения и опускаем металлические детали. Кипятим в течении 30 минут.

Рисунок 4. Обезжиривание детали

Готовим раствор для оксидирования, оксидирование лучше производить в таре из нержавеющей стали. При приготовлении желательно использовать респиратор, что бы закрыть дыхательные пути. Наливаем 1 л холодной воды, постепенно вводим гидроксид натрия и азотнокислый натрий, плавными движениями размешиваем до растворения. Раствор доводим до кипения.

Рисунок 5. Раствор для оксидирования

После того, как детали обезжирились их необходимо промыть горячей водой, далее необходимо опустить их в кипящий раствор для оксидирования. Рекомендуется заранее позаботиться о том, чтобы детали не лежали плашмя на дне, можно использовать металлическую проволоку что бы детали не касались дна. Емкость в которой протекает процесс оксидирования накрывается крышкой, детали кипят в растворе 30-40 минут. По истечении времени детали извлекаются и промываются проточной водой. Цвет деталей может быть черный, темно-коричневый. Если же детали имеют ярко-выраженный красный, синий или зеленый оттенок, то их необходимо опустить в раствор еще на 20 минут, после чего извлечь и промыть проточной водой. Если раствор темный, то в нем еще можно варить, если же он рыжий или покрывается пеной, то детали нужно срочно извлечь. Детали промываются проточной водой при помощи губки и жидкого моющего средства (например Fairy). После промывки детали насухо вытираются и смазываются нейтральным маслом.

Рисунок 6. Результат горячего химического оксидирования

Список литературы:

1. http://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/oksidirovanie-stali.html