Отделка металлических изделий
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 де-коративно-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 натра, 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. S Железо, сталь, чугун. В концентрированную азот-ную кислотудобавить 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. S 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 I %-ный раствор соляной кислоты, затем опять промывают и сушат. S 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 связанных 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 идля обработки других металлов, но с другими временем обработки и температурой.
Эмалирование — 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 черневого 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 металлических изделий. 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: фосфат и рующие грунты ВЛ-02 и ВЛ-88; глифталевые ГФ-030, ГФ-031, ГФ-032;
акриловые AT-1 ОС; эпоксидные Э-4021 иЭП-09Т. Ог-рунтовав 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 нитро-растворителем, шлифуют тонкой шкуркой, предварительно промазывают грунтовкой на основе затвердевающей краски. Поскольку естественный цвет меди желательно сохранить, покрывать ее лучше прозрачными лаками, скажем, двухкомпонентньш 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 спосо-бами, 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.