Металические изделия и их обработка

После проведения всех слесарных и иных работ поверхности готовых металлических изделий необходимо не только защищать от коррозии и прочих вредных воздействий, но и придать им красивый внешний вид, в чем и состоит цель отделки. Все эти процессы классифицируются по трем основным видам: механическая отделка — шлифование и полирование; нанесение декоративно-защитных покрытий — чернение, эмалирование, окрашивание красками, лаками и эмалями; химическая или электромеханическая обработка — анодирование, химическое окрашивание и др.

ПОДГОТОВКА К ОТДЕЛКЕ.

Какую бы операцию отделки ни предстояло выполнить, металлическое изделие должно быть очищено от всего инородного — масла, ржавчины, окалины и т. д. Прежде всего надо удалить ржавчину. Толстые (толще 100 мкм) и рыхлые слои можно удалять с помощью металлической щетки, грубой наждачной бумаги, стальной мочалки. Тонкие слои ржавчины удобнее устранять химическими средствами, в состав которых входят кислоты, способные растворять ржавчину, например, такими, как «Преобразователь ржавчины», «Антикор», «Русас» и др. Выпускаются такие средства в виде порошков, жидкостей и паст и часто содержат абразивы и моющие добавки, которые очищают поверхность металла не только от ржавчины, но и от иных загрязнений.

Следующая операция по очистке поверхности — ее обезжиривание, т. е. удаление жиров и масел, которые обычно смывают мылом, содой или раствором едкого натрия, а также смесью жженой извести с содой. Чтобы не касаться обрабатываемых поверхностей руками, изделие рекомендуется подвязать к проволоке из того же металла и опустить на ней в обезжиривающий раствор. Если жир с поверхности удален полностью, то вода будет смачивать всю поверхность равномерно; если же нет, то на пятнах жира вода собирается в крупные капли. После полной очистки поверхности ее тщательно промывают. На поверхностях металла нередко наблюдаются тонкие слои оксидов, особенно после термической обработки. Их удаляют с помощью протрав — кислотных смесей; деталь погружают на определенное время в такую смесь, а затем промывают водой. Для удаления тонких слоев оксидов протравой может служить раствор гидротартрата калия (винный камень). Для удаления оксидов с поверхностей металлов применяют различные протравы, о которых можно получить сведения в специальной литературе, посвященной этому вопросу. Здесь мы приведем самые простые рецепты протрав лишь для некоторых материалов.

Железо, сталь, чугун. В концентрированную азотную кислоту добавить небольшое количество сосновой сажи и опустить туда изделие на несколько минут, затем промыть водой, погрузить в 4%-ный раствор соды и вновь промыть. Окислы на стали удаляют также погружением детали в раствор, состоящий из четырех массовых частей (м. ч.) концентрированной серной кислоты и одной массовой части воды.

Алюминий. Изделие опускают в раствор каустической соды (1:10) и держат там до момента выделения пузырьков водорода. После этого изделие извлекают, промывают водой и погружают в 1%-ный раствор соляной кислоты, затем опять промывают и сушат.

Олово, свинец. Раствор соды плюс очистка щеткой.

Цинк. 1 м. ч. концентрированной серной кислоты и 16 м. ч. воды.

Медь, латунь, бронза. Протрава состоит из 2 кг концентрированной азотной кислоты, 1 кг концентрированной серной кислоты, 10 г поваренной соли и 15—40 г цинкового купороса. Чем дольше изделие находится в такой протраве, тем более матовой становится его поверхность.

ШЛИФОВАНИЕ И ПОЛИРОВАНИЕ.

Это чистовая обработка поверхностей изделий абразивными материалами и инструментами. При шлифовании поверхность получается ровной и гладкой, при полировании - зеркальной. Ясно, что четкой границы между этими двумя операциями нет. В домашних условиях они применяются чаще всего для удаления ржавчины и получения ровной поверхности, на которую затем обычно наносится защитное покрытие — краска, эмаль, лак.

При шлифовании сначала используют грубые, а далее все более мелкие абразивы. Осуществляют этот процесс либо вручную, либо с помощью специальных станков, шлифуя закрепленными (наждачная бумага, абразивные бруски и камни) и свободными (какое-либо приспособление — носитель абразивных частиц, не увязанных жестко с носителем абразивами). При полировании используют только свободные абразивы, носителями которых служат эластичные круги, щетки и полировники. Наиболее распространены волосяные, нитяные, суконные, фетровые щетки. На поверхность круга наносят полировочные пасты, круг приводится во вращение и касается обрабатываемого изделия. Из полировочных паст особенно популярны пасты на основе оксида хрома (паста ГОИ) и оксида железа (крокусная паста). Для тонкого полирования металлов применяют порошок «Блеск», разведенный машинным маслом. Полировники бывают стальные и гепатитовые (на основе оксида железа) и имеют округлую и отполированную рабочую часть. Полирование изделий производится выглаживанием его поверхности гладким участком полировника, причем абразивы не используются.

Кроме механического, применяется также химическое полирование. В этом случае изделие погружают в полировальный раствор следующего состава: концентрированная фосфорная кислота (350 мл), концентрированная азотная кислота (50 мл), концентрированная серная кислота (100 мл), сернокислая или азотнокислая медь (0,5 г). Рабочая температура раствора составляет 100—110 °С, время обработки — 0,5—4 мин. Особенно хорош такой раствор для полировки алюминия и его сплавов, хотя годится и для обработки других металлов, но с другими временем обработки и температурой.

ЭМАЛИРОВАНИЕ.

Это процесс нанесения эмали на поверхность детали или изделия и закрепления ее обжигом. Эмалью покрывают посуду, ювелирные изделия украшения, фурнитуру и т. д. В состав эмалей входят специальные легкоплавкие стекла с добавлением различных красителей и некоторых других веществ (оксиды свинца, никеля, кобальта, сурьмы, марганца, кремния и других). Эмали бывают различных цветов, прозрачные и непрозрачные. Покрытие эмалью производится следующим образом: исходное вещество тщательно дробят до состояния мелкой крошки, после чего растирают водой до образования однородной кашицы, наносят на предмет, затем обжигают в муфельной печи при температуре 600-800 °С.

ЧЕРНЕНИЕ.

Это образование на поверхности детали или изделия легкоплавкого сплава черного цвета. Чаще других чернят бронзу, латунь, серебро и золото. В состав чернового сплава обязательно входят серебро, медь, свинец и сера. Наиболее распространенной является чернь такого состава (в массовых частях): серебра — 1, меди — 2, свинца — 3, серы — 12, буры — 1. Чернь закладывают в заранее подготовленные углубления на поверхности изделия (так называемый рисунок) глубиной не менее 0,2 мм, после чего изделие обжигают в печи при температуре 300—400 °С до полного расплавления черни. После обжига и охлаждения изделие опиливают, шабрят и полируют, в результате чего чернь приобретает характерный оттенок и блеск. Для изделий из стали чернение имеет несколько иной характер: в этом случае под чернением понимается создание на их поверхности оксидной пленки черного цвета для повышения коррозионной стойкости или в декоративных целях. Процесс заключается в погружении стального изделия в расплавленные соли либо в обработке в водных растворах кислот, щелочей или солей.

ОКРАШИВАНИЕ.

Стальные изделия можно покрывать любыми красками, лаками и эмалями. Как правило, сначала необходимо удалить ржавчину и обезжирить поверхность, которую предполагается красить. Поскольку сталь на воздухе окисляется, очищенную поверхность необходимо как можно быстрее огрунтовать, так как грунт хорошо сцепляется с поверхностью металла, обеспечивая тем самым и прочность всего покрытия (грунта и краски). Грунт накладывают на поверхность изделия слоем толщиной не более 0,2 мм, дают ему высохнуть, после чего шлифуют шкуркой до получения ровной поверхности. Окрашивание производят мягкими кистями в два взаимно перпендикулярных слоя. Можно и удобно окрашивать с помощью краскораспылителя. На изделия из цветных металлов (алюминия, цинка, меди) также нередко наносят защитные покрытия из краски. Алюминий перед окрашиванием очищают бензином или нитрорастворителями. В качестве грунтов для этого металла употребляют: фосфатирующие грунты ВЛ-02 и ВЛ-88; глифталевые ГФ-030, ГФ-031, ГФ-032; акриловые АГ-10С; эпоксидные Э-4021 и ЭП-09Т. Огрунтовав поверхность, ее красят в два слоя красками на основе эпоксидных или синтетических смол.

Оцинкованные листы металла перед нанесением защитного слоя очищают шлифовкой с помощью аммиака (0,5 л нашатырного спирта на 10 л воды), затем наносят адгезионное покрытие на основе синтетических смол. Спустя год на это покрытие можно нанести слой лака на основе синтетических смол (эпоксидные смолы, ДД, акрил или КД). Медные поверхности готовят к покрытию краской или лаком так: очищают уайт-спиритом либо нитрорастворителем, шлифуют тонкой шкуркой, предварительно промазывают грунтовкой на основе затвердевающей краски. Поскольку естественный цвет меди желательно сохранить, покрывать ее лучше прозрачными лаками, скажем, двухкомпонентным акриловым. Стальные изделия можно окрасить и совсем иным способом — нагреванием. При этом цветовая гамма весьма широка — от светло-оранжевого до темно-синего. «Технология» состоит в том, что изделие из стали равномерно и медленно нагревают с помощью любого источника — плиты, горячего песка, углей и т. п. При этом цвет изделия будет изменяться в зависимости от его температуры: при 230 °С металл желтого цвета; при 275 °С — пурпурного; при 288 °С — голубого; при 295 °С — синего; при 315 °С — черно-синего. Как только изделие приобрело требуемый цвет, его тотчас вынимают, обмывают и сушат. Металлические изделия красят и химическими способами, которые достаточно сложны, и познакомиться с ними при желании можно в более специальной литературе.

ЛУЖЕНИЕ.

Назначение этого способа обработки изделий состоит в предохранении их поверхностей от окисления путем покрытия изделий слоем олова, на которое почти не действуют влага, кислоты, щелочи. Изделие очищают от грязи и оксидов и погружают в расплав олова, а достав его, удаляют лишнее олово и распределяют защитный слой по горячему изделию тряпкой или щеткой, смоченными горячим маслом. Иначе лудят медные изделия: их нагревают на углях, посыпают нашатырем, наливают на поверхность немного расплавленного олова и с помощью пакли распределяют его по всей поверхности изделия.

Новости светотехники