Для сохранения металлических изделий из черного металла, их покрывают оксидной пленкой. Покрыть черные металлы защитной оксидной пленкой можно различными способами:
Термический способ
Для термической обработки стальных поверхностей используют расплавленные соли, растительные или минеральные масла, а также воздух в присутствии водяного пара. На толщину и цвет получаемых покрытий влияют температура раствора и состав сплава. В диапазоне температур от 225°C и до 315°C можно получить разные цветовые варианты: светло-желтый, коричневый, красноватый или темно-синий. Если нагревать сталь в среде льняного масла образуется оксидная пленка черного цвета. В расплаве, состоящем из нитрата натрия и нитрида натрия, можно получить покрытие синего цвета толщиной 5-10 мкм.
Химическое оксидирование
Наиболее часто применяемый — химический способ, позволяет окислить железо с образованием пленкой оксида толщиной до 3 мкм черного и темно-синего цвета. Если покрытие сформировано в растворе щелочи, его пористость не позволяет использовать изделия в суровых климатических условиях. Защитная способность оксидных покрытий повышается, благодаря пропитке их минеральными маслами или гидрофобизующими жидкостями. Но дополнительную обработку можно проводить не для всех изделий.
Лучшие антикоррозийные свойства получают, проводя оксидирование в бесщелочных растворах. Для этих целей применяют растворы нитратов некоторых металлов, в частности, кальция и бария и фосфорную кислоту. Получаемая пленка состоит из оксидов и фосфатов металлов и обладает более высокими прочностными характеристиками. В бесщелочной среде обработка проходит в 2-3 раза быстрее по сравнению со щелочным оксидированием, при этом рабочий раствор имеет меньшую температуру.
Электрохимическое оксидирование
Осуществляют в щелочном растворе, путем обработки изделий на аноде. Покрытия имеют улучшенные защитные характеристики по сравнению с химическим способом. Но данный способ не находит широкого применения.
Пассивация как способ защиты стали
Также сохранить металл можно методом пассивации. Образуемый при этом на поверхности металла бесцветный или чуть окрашенный оксидный слой служит барьером от агрессивного воздействия внешней среды. Особенно этот эффект имеет место у хромоникелевых сталей. Данный способ для углеродистых сталей не является достаточно надежным.
Окислениеначинается с появления на металле кристаллических зародышей. При низкой скорости образования кристаллических зародышей создаются условия для формирования покрытия большей толщины и наоборот. Число зародышей будущих оксидов уменьшается и при перемешивании растворов.
На стали с низким содержанием углерода получается пленка глубокого черного цвета, а на высокоуглеродистых сталях – черно-серого оттенка.
При декоративной отделке стали должны совпасть внешний вид покрытия и эталонный образец, принятый на производстве. Качество защитных оксидных покрытий оценивается при внешнем осмотре и определении их антикоррозийных свойств. Для этого изделие погружают в раствор меди (II) сульфата. Испытание считается успешным, если на поверхности стали не появились темные пятна меди. Значит, сталь в процессе химической реакции сама себя защитила от разрушения.
Более подробно можно узнать на сайте ZGP1.ru — оксидирование стальных поверхностей.