Антикоррозионное покрытие ножа

Воронение ножа и современные способы антикоррозийной обработки стального холодного оружия | Клинок.ру

Антикоррозионное покрытие ножа

С широким распространением коррозионностойкой стали на клинках, люди стали мало-помалу забывать о такой неприятности, как поржавевший нож.

Но увы, нет на земле совершенства: у «нержавеек» есть свои недостатки, заставляющие потребителей и производителей обращаться к старым, проверенным десятилетиями, маркам инструментальных сталей.

Появление в конце XX века высокоуглеродистой хромистой стали с высокими режущими свойствами, но ограниченным антикоррозионным потенциалом, а также «открытого заново» дамасска и булата, вновь придало актуальность борьбе с вездесущей ржавчиной. Историческому обзору этой борьбы и ее современным методам посвящен данный материал.

Дедовские методы

Для защиты клинков издавна применялось полирование, смазка и воронение.

Сущность полирования и защиты поверхности клинка смазками общеизвестна: полировка ножа уменьшает площадь поверхности металла, контактирующего с окружающей средой, а смазка изолирует ее.

Недостатки очевидны: полированная поверхность клинка требует регулярного ухода, а смазка – периодического удаления и возобновления.

Эти процедуры требовали не только времени и расходных материалов, но и высокого профессионального мастерства. К примеру, у японских самураев отдельной строкой ухода за оружием стояла полировка клинка, который потом защищали маслом камелии для предотвращения окисления. Японские повара и краснодеревщики пользуются им и сегодня для ухода за ножами и инструментами из углеродистых сталей.

В Европе и Северной Америке для защиты кухонных ножей применялось растительное масло. Видимо, тогда же было подмечено, что в результате нагревания и обработки растительным маслом появляется патина – пленка различных оттенков, образующаяся на поверхности изделий из металла, защищающая его от дальнейшего окисления.

Окисление металлов – это реакция соединения металла с кислородом, сопровождающаяся образованием окислов (оксидов).

В более широком смысле окисление металлов – реакции, в которых атомы теряют электроны и образуются различные соединения, например хлориды, сульфиды и т.п.

Пленки некоторых окислов способны весьма неплохо защищать металлическую поверхность, находящуюся под ней, от действия коррозии.

Еще в глубокой древности было подмечено, что при производстве металлургической продукции окисление может привести к образованию окалины, высокий антикоррозионный потенциал которой можно использовать в защитных целях.

Этот процесс, известный под названием оксидирование, до сих пор широко применяется на кустарных ножах северных народностей — финнов, саамов, коряков, чукчей и др.

Слой окалины защищает от коррозии тело клинка и пользователю достаточно следить только за состоянием режущей кромки.

То, что хорошо работало на Севере, не всегда подходило для Юга. Неровный, пористый слой окалины подчас служил питомником для болезнетворных бактерий. Поэтому в странах с теплым климатом большей популярностью пользовалась другая разновидность оксидирования клинков – воронение металла.

Так в Фергане, историческом средневековом центре производства оружия, поступавшего во все области мусульманского мира, оно считалось необходимой операцией. Ножовщики Ферганской долины издавна использовали для этих целей сернокислую глину из Наукатских гор (Ошская область Киргизии).

После шлифования и полирования полотна клинка, его обезжиривали и покрывали водным раствором наукатской глины. В результате этой операции полотно ножа приобретало темный цвет, а если клинок делали из булата или дамасска, то узор становился четким и ясным.

Такое покрытие придавало клинку антикоррозийную стойкость.

В этой связи уместно привести наблюдения П. П. Аносова, который писал: «Персидский железный купорос, содержащий часть сернокислой глины, считается лучшим средством для вытравки клинков. Для составления протравы он предварительно кипятится с водой в свинцовом сосуде.

Клинок заранее очищают мелкою золою с водой или щелоком, потом его обмывают в чистой воде. Далее его опускают в чистый раствор или им часто поливают, держа клинок над сосудом с раствором. Когда узоры и грунт обнаружатся, клинок вынимают, обмывают несколько раз щелоком и холодной водой.

Потом, с возможной скоростью обтирают клинок досуха стараясь как можно слабее прикасаться сухой льняной ветошью к клинку.

Узоры на булате появляются весьма скоро, но вытравку продолжают, дабы резче отличить его от грунта, который теряя следы полировки, приобретает свойственный металлу цвет и отлив…» Далее автор подчеркивает, что вообще вытравка способствует предохранению булатов от ржавчины.

В настоящее время воронение клинка производят раствором железного купороса и даже автола, а травление узорчатых металлов – хлорным железом и растворами кислот.

Отголоском популярности этих методов являются многочисленные рецепты и современные готовые составы для воронения в домашних условиях стволов охотничьего оружия в черно-бурый и черный цвета. Они основаны на химическом воздействии на сталь тех или иных реактивов.

С их помощью получают прочно держащиеся, тонкие матовые или блестящие черные пленки, удовлетворительно защищающие металл от ржавчины.

Промышленное воронение производится разнообразными способами: щелочное – в щелочных растворах с окислителями, при температуре 135 – 150°С; кислотное – в кислотных растворах химическим или электрохимическим способами; термическое – окисление стали при высоких температурах. Суть наиболее популярного в промышленности термического воронения состоит в получении на поверхности клинка из углеродистой или низколегированной стали слоя окислов железа  толщиной 1-10 микрон.

Структура покрытия мелкокристаллическая, микропористая, а его цветовые тона – шоколадные, коричневые, серые, черные, черные с синим («воронье крыло») и т. п. – соответствуют естественной окраске химических соединений, входящих в состав пленок. Так на заводских клинках, из популярных в конце XIX века марок углеродистой стали, окраску в цвета побежалости соединяли с отпуском.

Обычно для этого пользовались ваннами из расплавленного металла (как правило, сплав в разных пропорциях олова со свинцом), точка плавления которого как раз соответствует температуре отпуска и, одновременно, температуре появления требуемого цвета побежалости. Например, бритвы могли иметь при 220 – 240°С цвета от бледно – желтого до темно-желтого, перочиные ножи при 265 – 275°С – пурпурный, большие ножи при 293°С – темно-синий и т. д.

Выбор цвета окраски клинка был связан с его назначением, формой рабочей части, родом материала, по которому будет работать инструмент и т. п. Обычно сталь клинков, от которых требуется высокая твердость (бритвенные лезвия, хирургические инструменты и т. п.), отпускалась на побежалость до желтого цвета.

До пурпурно-красных тонов отпускались складные и перочиные ножи, деревообрабатывающие инструменты. Цвет от лилового до черно-синего придавали изделиям, от которых требовалась упругость (пилы, длинные ножи, вилы и т. д.).

Уже позже, на армейских моделях, выбор цвета стал диктоваться соображениями незаметности и антибликовости.

Немного меньшее распространение с XVIII века получило плакирование клинков – термомеханический метод нанесения на защищаемую поверхность тонких слоев коррозионностойкого металла (как правило серебра и золота, наносимого на парадное и наградное холодное оружие), осуществляемый в процессе горячей прокатки. Сегодня столовые приборы также покрываются слоем серебра толщиной около 20 микрон, но делают это уже гальваническими методами.

Технологии XX века

К сожалению, защитные свойства пленок, образующихся при воронении, довольно низкие. Поэтому для повышения антикоррозийной стойкости, такие клинки дополнительно покрывают жировой смазкой или лаком. Уже к концу Первой Мировой войны на смену воронению пришла паркеризация.

Это название одного из способов фосфатирования, который был запатентован американской фирмой Паркер (Parker R. RC.) в 1918 году.

Суть этого метода заключается в создании химическим путем на поверхности металлических изделий пленки нерастворимых фосфатов, предохраняющей металл (при дополнительном нанесении лакокрасочного покрытия) от атмосферной коррозии.

Фосфатированию подвергают главным образом углеродистую и низколегированную сталь. Пленка, толщиной 2-5 микрон хотя и не особенно эффективно защищает клинки от коррозии, но хорошо удерживает смазку, что снижает влияние влажности.

Кроме того, благодаря высокому удельному электрическому сопротивлению, фосфатные покрытия выдерживают напряжение 300 – 500 В, и сохраняют устойчивость до температур в 400 – 500С. Оно осуществляется погружением изделий в нагретый до 90 – 100°С раствор фосфатов железа, марганца, цинка и кадмия.

Обычно процесс продолжается около 1 часа, по завершению которого изделие сушится и пассивируется.

Применяется также электрохимическое фосфатирование на переменном или постоянном токе. Такое покрытие получило распространение на армейских моделях ножей в первой половине XX века, но сегодня оно сохранилось только на огнестрельном оружии.

С 20-х годов XX века его начало вытеснять хромирование – нанесение хрома или его сплава на клинок из углеродистой стали для придания поверхности комплекса физико-химических свойств: износостойкости, высоких механических свойств и сопротивления коррозии. Оно уменьшает или полностью устраняет коррозию основного металла в порах покрытия, т. е. обеспечивает электрохимическую защиту.

К сожалению, хромирование ножа не может защитить от действия коррозии режущую кромку, постоянно подвергаемую заточке.

Впрочем, этого недостатка не лишено ни одно из используемых ныне поверхностных покрытий.

Наиболее распространенным способом нанесения хрома стал гальванический процесс, при котором пленку хрома, толщиной до 15 микрон наносят методом электролитического осаждения на поверхность клинка.

Хромовое покрытие характеризуется высокой химической стойкостью, обусловленной способностью хрома пассивироваться.

Из-за трудностей получения тонкого беспористого покрытия, надежная защита ножа от коррозии может быть достигнута при нанесении более экономичного, трехслойного защитно-декоративного покрытия: «медь-никель-хром» (толщина слоя хрома до 1 микрон). Таким образом, формируются поры, удерживающие смазку.

Осажденный на предварительно отполированную поверхность, хром имеет зеркальный блеск и серебристый с синеватым отливом цвет. Иногда для снижения блеска поверхность клинка не полируется, а шлифуется. Сходным образом для покрытия использовался и никель.

Источник: http://klinoc.ru/rubashka-dlya-klinka.html

Варианты обработки поверхности клинка ножа, виды механической обработки и покрытия поверхности клинка

Антикоррозионное покрытие ножа

По мнению психологов, в ближнем бою блестящий клинок ножа оказывает деморализующее действие на противника и тем самым дает владельцу такого клинка тактическое преимущество.

Если же нужно использовать нож по аналогии, например, огнестрельного оружия с глушителем, то наверняка следует отдать предпочтение матовому клинку. Он не выдаст владельца своим блеском.

В равной степени это относится, разумеется, и к использованию ножа в качестве инструмента во время тактических операций. 

При обработке поверхности клинка фирмы проявляют все больше и больше изобретательности. Наряду с простым матированием клинков приобретают значение, в частности, закалка поверхностного слоя металла и защита от коррозии. В основном различают два способа: изменение поверхности за счет механической обработки или покрытия.

Сатинирование клинка

Во время сатинирования поверхность металла за счет использования щеток или в результате шлифования приобретает штриховой узор.

Чем крупнее зернистость шлифовального материала, тем более матово выглядит поверхность. Штриховой узор можно наносить как машинным способом, так и вручную.

Например с помощью шкурки, как это делают многие мастера. Клинок имеет матовый оттенок, но при этом отражает прямые солнечные лучи.

Шлифование клинка

У американцев такой способ обработки известен как «stonewashed» (выстиранный с камнями).

При этом клинок в прямом смысле слова промывается или полируется с помощью перекатывающихся камешков и добавленных шлифующих материалов.

Так же, как и при сатинировании, величина камешков, шлифующий материал и продолжительность шлифования определяют внешний вид поверхности. Она может быть матовой, иметь неравномерный рисунок и быть довольно прочной.

Струйная обработка клинка

Данный вид обработки является самым простым способом придания клинку матового оттенка. Частички вещества под большим давлением разбрасываются по поверхности клинка. Эти частички могут быть корундовыми или стеклянными. От этого зависит получаемый при этом серый оттенок поверхности и ее структура.

Струйная обработка корундом делает поверхность сильно шероховатой, что способствует образованию ржавчины. Стеклянные бусинки уплотняют поверхность и делают ее более стойкой против коррозии. Поверхности, прошедшие струйную обработку, могут сравнительно быстро оцарапать кожу.

Виды покрытия поверхности клинка

В данном случае, в отличие от механической обработки, на поверхность клинка наносится слой того или иного материала. В зависимости от вида покрытия оно может не только придавать поверхности матовый оттенок, но и дополнительно создавать защиту от коррозии и делать поверхность чрезвычайно прочной на износ.

Стоимость покрытия может широко варьироваться. Порошковое или лаковое покрытие относительно недороги. Покрытия из твердого материала с титано-алюминиевым нитридом в значительной степени повысят стоимость изделия. Следует заметить, что для клинков подходит не всякий способ покрытия.

Если температура материала во время процедуры покрытия выше, чем температура отпуска клинка, то последний теряет свою твердость. Поэтому следует следить, чтобы температура не поднималась слишком высоко.

Воронение вряд ли защитит клинок от ржавчины или износа. Поэтому такой способ покрытия используется обычно для тех сортов стали, из которых изготавливаются главным образом штыки и недорогие боевые ножи.

Порошковые и лаковые покрытия клинка

С учетом различных свойств покрытий выбирать их всегда необходимо в зависимости от качества стали клинка и профиля его тактического использования. Порошковые и лаковые покрытия в первую очередь применяются для стальных сплавов, подверженных коррозии. Слой таких покрытий полностью защищает стальную поверхность от внешних воздействий.

Лезвие, разумеется, остается при этом слабым местом. Поскольку во время последующих заточек покрытие снимается. После чего лезвие легко поддается воздействию коррозии.

Порошковые и лаковые покрытия поэтому не такие износостойкие, как покрытия из твердых материалов, но в отношении стоимости они являются недорогими методами, позволяющими воронить ржавеющие клинки и одновременно защищать их от коррозии.

Такие фирмы, как «Крис Рив Найфс», «Бекер Найф & Тул», «Онтарио», «Колд Стил», «Колумбия Ривер Найф & Тул» или «KA-BAR» используют такой метод покрытия вот уже в течение многих лет, и это лишь некоторые фирмы-изготовители.

Наиболее распространенными видами порошкового покрытия являются эпоксидный порошок или тефлон. За счет электростатического заряда частички порошка наносятся на поверхность клинка. После чего спекаются под воздействием высокой температуры. К сожалению, слой покрытия в большинстве случаев бывает довольно толстым. В результате чего углы и края клинка выглядят неуклюже.

Кальгард представляет собой вид лака. Он с помощью пульверизатора наносится на поверхность клинка. Причем толщину слоя можно менять по желанию. После нанесения лака клинок кладут в печь на один час при температуре 160 градусов, где частички лака спекаются в твердый слой.

Твердые покрытия клинка

У ножей с клинками из высококачественной, нержавеющей стали антикоррозийное покрытие играет второстепенную роль. Поэтому речь здесь скорее идет о том, чтобы защитить матовую поверхность клинка от износа и царапин. В середине 90-х годов первые изготовители ножей пришли к этому, использовав для своих клинков метод «Physical-Vapor-Deposition» — PVD (вакуумный метод покрытия).

Он находит применение главным образом при изготовлении инструментов. Например, для покрытия фрез и сверл, предназначенных для резания металлов и очень твердых материалов. Или же в деформирующей технике для штамповки, растяжения, сгибания и прессовки металлических заготовок.

Обычно такое покрытие имеет золотистый оттенок. Но может быть также черным или серым. К наиболее известным твердым покрытиям относятся титано-карбоновый нитрид (TiCN), титано-алюминиевый нитрид (TiAIN) и хром-нитрид (CrN).

Покрытие из твердых материалов не только делает поверхность чрезвычайно прочной, но и выполняет еще одну не менее важную функцию, которую используют лишь немногие изготовители. Покрытие инструментов увеличивает срок их службы. Свойство, которое также можно использовать для лезвий ножей.

Если покрыть твердым материалом остро заточенное лезвие, срок его службы значительно увеличивается. При покрытии происходит незначительное, но все же ощутимое снижение остроты лезвия.

Это можно компенсировать односторонней его заточкой. При этом слой твердого покрытия сохраняется на другой стороне клинка.

При последующих заточках следует постоянно следить за тем, чтобы всегда обрабатывалась одна и та же сторона лезвия.

По материалам книги «Современные боевые ножи».
Д. Поль.

Источник: https://kombat.com.ua/variantyi-obrabotki-poverhnosti-klinka-nozha-vidyi-mehanicheskoy-obrabotki/

Обработка и покрытия современных ножей. >> Статьи на Myhunt.ru

Антикоррозионное покрытие ножа

Обработка клинка производится как для улучшения внешнего вида, так и имеет определенное функциональное значение. Основное из них – защита металла от повреждений и коррозии. Кроме того, создание матового черного цвета необходимо для тактического оружия, чтобы создать антибликовую поверхность и не выдать бойца противнику.

Различают два основных вида обработки клинковой части:

— механическая;

— нанесение покрытия (тефлоновое, титановое, керамическое и так далее).

В зависимости от выбранного вида зависит цена конечного изделия.

Разновидности покрытий

Нанесение покрытия на клинок создает матовый оттенок, придает дополнительную защиту, дает возможность варьировать цветовую гамму. Повышение коррозийных свойств и прочностных характеристик делает изделие более долговечным.

Среди различных видов существуют как бюджетные варианты для недорогих брендов, так и дорогостоящие, улучшающие качество изделия. К самым недорогим можно отнести лаковое и порошковое. При использовании титановых сплавов стоимость заметно возрастает.

Прежде, чем выбрать покрытие, необходимо учесть свойства клинка. Некоторые материалы наносятся при температуре, размягчающей сталь, поэтому они не могут применяться. Также не всегда подходит воронение, так как оно не защищает от коррозии.

Использование порошка и лака

Порошковые и лаковые покрытия EDP (Electro-Deposit Primer) защищают изделие от коррозии и других внешних воздействий при сохранении небольшой цены. Единственным слабым местом является лезвие, так как при заточке повреждается верхний слой, и клинок становится уязвим. Многие крупные компании используют этот метод в производстве своих моделей, например, Cold Steel, Ontario и другие.

В качестве порошка используют эпоксидные материалы или тефлон. Покрытие с использованием эпоксидной смолы Epoxy Powder Coat придает черный цвет клинкам из углеродистой стали. Наносится порошок полимеризацией и запекается при высоких температурах в печи.

Тефлоновое покрытие придает легкость применения ножа, не дает к нему ничему прилипать, легко моется.

Лаковое покрытие из кальгарда наносится на клинок струйным методом и также запекается в печи под высокой температурой.

BlackWash – это покрытие, создающее черную матовую антибликовую поверхность, производит эффект состаривания, как будто клинком уже пользовались. Это помогает скрыть новые царапины и повреждения.

Использование твердых материалов

Твердое покрытие не только дополняет прочностные характеристики стали и ее устойчивость к ржавчине, но и создают поверхность, устойчивую к царапинам, сохраняют внешний вид изделия долгое время. Разновидностей существует несколько:

  1. DLC coating – это покрытие из алмазо и графитоподобных связей, обладающее высокой прочностью и хорошим скольжением. Изобретен этот способ в 60-х годах 20-го века американскими физиками. Алмазоподобное покрытие, благодаря идеальному сочетанию свойств, получило широкое распространение не только в ножевом искусстве, но и в различных отраслях промышленности, где необходимо обеспечить минимальное трение и максимальную прочность. DLC (алмазоподобное углеродное покрытие) создает удивительную твердость, придает изделию антрацитовый цвет, стойко к истиранию и обладает высочайшей устойчивостью к коррозии. Такое покрытие стойко не только к механическим воздействиям, но и выдерживает контакт с солью, кислотами, маслами, щелочами. К тому же оно относится к экологически чистым материалам и безопасно при использовании ножей.
  2. HPC (Titanium alumina coating) –широко используется компанией ROCKSTEAD. Это покрытие имеет ряд преимуществ перед DLC coating. Например, оно более устойчиво к трению, обладает более высокими прочностными характеристиками. Оно придает клинку матовость и богатый вид.
  3. Damascus покрытие может придавать различные цвета стали, в том числе и рисунок. Этот порошковый вариант надежно защищает клинок от внешних воздействий. Такой вариант состоит из нескольких сплавов, с разными соотношениями углерода и других компонентов.

Эти покрытия наносятся на сталь с помощью PVD- технологии. В этом методе используются температуры от 400 до 600 градусов. Процесс проходит в вакууме. На металл оказывается воздействие молекулами другого металла, вследствие чего получают высокую прочность поверхности. Самыми распространенными материалами, которые применяются, являются цирконий и титан.

Перед началом будущий клинок тщательно полируется и только потом происходит обработка его поверхности. Если материал изделия латунь, то перед обработкой его необходимо никелировать и хромировать.

Преимуществом использования вакуумной обработки является отсутствие повреждений самого материала, плотное прилегание покрытия к поверхности изделия, равномерное распределение. Такие плюсы позволяют защитить клинок от коррозии и внешних воздействий в течение длительного времени, повышают долговечность.

Чаще всего используют различные комбинации металлов, что повышает устойчивость к воздействиям изделия. В основном используют следующие слои:

TiN — нитрид титана, придающий золотой цвет изделию.

Ti(C,N) — карбонитрид титана отличается от нитрида титана более высокой твердостью и износостойкостью.

(Ti,Al)N — нитрид титана алюминия обладает стойкостью к окислению, что увеличивает прочность и долговечность.

PVD-оксид – химически инертный материал, обладает очень высокой стойкостью к лункообразованию.

Благодаря получению высокопрочных кромок с отличными режущими качествами, эта технология нашла применение не только у компаний-производителей ножей, но и на заводах, в промышленности.

Механическая обработка клинка

При механической обработке клинковой части холодного оружия, производится воздействие на сам материал, вследствие чего, он приобретает дополнительные защитные свойства.

Существуют следующие виды:

  1. Шлифование или Stonewash – идеально маскирует царапины, неизбежно появляющиеся во время использования ножа. При такой обработке поверхность обрабатывается шлифовальными материалами с мелкими камешками, которые создают сетку царапин. Процесс придает прочность и долговечность клинку, а получившаяся в итоге матовость создает антибликовую поверхность.
  2. При обработке клинка по типу Bead Blast, его поверхность бомбардируется стеклянными шариками маленького размера (возможно использование дроби). В итоге получается матовый антибликовый оттенок. Дробь, в отличии от стекла, ухудшает стойкость к коррозии изделия, создает шероховатость.
  3. Обработка посредством трехчасового закаливания с использованием температуры 1500 градусов и потом резкого охлаждения жидким азотом называется CryoEdge и создает дополнительную прочность, гибкость и лучшую заточку.
  4. Обработка Satin finish (сатинирование) – это воздействие на поверхность абразивом (щетками) без шлифования. В итоге создается узор из царапин, зернистость которого можно варьировать в зависимости от того, какая матовость должна получиться. Несмотря на это, клинок отражает солнечный свет при прямом попадании лучей. Для создания такой обработки вручную можно использовать обычную шкурку.
  5. Использование электрического молотка Tsuchime создают на поверхности впадины в случайном порядке. Такой вид изделия уникален и удобен при резе, так как уменьшена площадь соприкосновения и есть воздушная подушка.

Некоторые модели ножей комбинируют в себе несколько типов обработки, например, сатинирование и покрытие. Это увеличивает прочность и антикоррозийность изделия. А также создают неповторимый внешний вид.

Кроме приведенных видов, некоторые производители покрывают поверхность выкованными узорами, делают свои изделия неповторимыми небесно-голубыми или золотыми.

Разнообразие производственных процессов, дизайнерских идей позволят любому человеку выбрать не просто функциональное изделие, но и отразят индивидуальность обладателя благодаря интересному внешнему виду.

Источник: https://myhunt.ru/articles/knives/vidy-pokrytiy-sovremennykh-nozhey/

Покрытие ножа

Антикоррозионное покрытие ножа

Покрытие клинка обеспечивает защиту, устраняет отсветы и улучшает его внешний вид.

Военнослужащие, защитники правопорядка или фанаты ножей в целом используют клинки с черным, темно-земляным, коричневым или иным цветом в зависимости от ряда причин, делая их неотъемлемой частью снаряжения.

Внешний вид и удобство использования притягивают внимание, а простота обслуживания является привлекательным качеством.

Покупка ножа с качественным покрытием лезвия — это своеобразная заявка на эксклюзивность. Но при этом, естественно, также преследуются и практические цели. Найфмейкеры знают, что такие клинки пользуются спросом, и стараются внести свой вклад, чтобы заполнить данную нишу.

По словам Пола Цуджимото, главного инженера KA-BAR Knives, порошковое покрытие было разработано в 1960-е годы. Он утверждает: «Порошок наносится электростатическим методом. Обрабатываемая деталь получает отрицательный заряд, а порошок – положительный. Покрытие распыляется, после чего сухие детали спекаются в сушильной камере или печи до отвердевания порошка и получения защитного покрытия».

Компания Rowen Mfg. для изготовления ножей ESEE Knives наносит текстурированное порошковое покрытие на клинки из углеродистой стали 1095, применяя электростатическое распыление, в результате которого частицы порошка соединяются со сталью. После чего сталь с покрытием проходит четыре стадии обработки: плавление, растекание, загустевание и отвердение.

«Порошок наносится электростатическим распылительным пистолетом. Перед подачей на пистолет порошок разжижается для сепарации отдельных зерен порошка и повышения подающегося электростатического разряда так, чтобы облегчить поступление порошка в пистолет.

Электростатический заряд вызывает искривление порошка на задней части детали по мере приближения к системе отбора воздуха, – объясняет Джефф Рэндэл из компании ESEE.

– Для получения окончательного твердого, прочного, стойкого к истиранию покрытия обработанные детали помещают в духовой шкаф и нагревают до температуры 160-210°С или 400° по Фаренгейту, в зависимости от типа порошка».

По словам президента и совладельца Spartan Blades Кёртиса Айовито, его компания применяет напыление конденсацией из паровой (газовой) фазы (PVD). «Технологический процесс можно охарактеризовать как создание пара материала, который может реагировать с различными газами, образуя тонкую покрывающую пленку, – отмечает он.

– Мы используем метод под названием электродуговое напыление. Данный процесс выполняется в условиях сильного вакуума. Одной из приятных особенностей PVD-покрытия является равномерность нанесения, в результате чего не требуется снимать излишки с углов и кромок».

Для покрытия клинков Spartan Blades используется гетерополярная связь.

PVD-покрытие от компании Spartan Blades носит торговое название SpartaCoat. Айовито и его бизнес-партнер, Марк Кэри, узнали о PVD-покрытии во время разработки новой винтовки для войск специального назначения. Айовито отмечает: «В армии мы искали стойкое покрытие [темно-земляного цвета] для новой системы вооружения.

Нам посчастливилось узнать, что для получения цветной модели темно-земляного цвета используется карбонитрид циркония. Мы считали, что мы первыми использовали настоящее темно-земляное покрытие на клинках.

В ножевой и оружейной промышленности его еще часто называют алмазоподобным покрытием, или DLC, из-за стойкости к износу».

Джеймс Боуэен использует на моделях компании TOSS Knives покрытие под коммерческим названием Black Traction Coating. Майк Фуллер, президент TOPS Knives, говорит: «Мы используем эпоксидную основу с добавлением полиэстера.

Покрытие наносится на клинок электростатическим методом в виде сухого порошка толщиной 0,003-0,005 дюйма. После чего ножи спекают в сушильной камере при температуре чуть выше 400°F в течение 17 минут в зависимости от толщины материала.

Покрытие не слишком гладкое, по сравнению с другими аналогами, и оно позволяет выполнять более тщательную обработку клинка».

Углеродистая и нержавеющая сталь

Несмотря на то, что технологические процессы разных изготовителей во многом схожи, у каждого есть свои вариации покрытия. KA-BAR покрывает как углеродистые, так и нержавеющие стали, а ESEE при изготовлении клинков использует только углеродистую сталь 1095. Spartan Blades применяют нержавеющие стали марок CPM-S30V, S35VN и 154CM.

Майк Фуллер из компании TOPS Knives рассказывает : «По заказу клиентов мы также используем покрытие Black Traction Coating на всех изделиях из нержавеющей стали 1095 и 5160.

Одной из причин, по которой мы используем его для нержавеющих стали 440С и 154 СМ, является то, что оно сохраняет видимую целостность клинка и облегчает его очистку. Разница в цене незначительная, и мы получаем возможность уменьшить вероятность окисления покрытия до нуля.

Тем не менее, участки без покрытия, например, режущая кромка, требуют смазки, как и любой другой хороший инструмент».

Представители Spartan Blades признают тот факт, что после нанесения покрытия на нержавеющую сталь выполняется струйная очистка поверхности для устранения отблеска. Однако струйная очистка делает поверхность более уязвимой к коррозии. Поэтому используется покрытие PVD/SpartaCoat для повышения коррозийной стойкости и поддержания матовой поверхности.

Цуджимото выделяет четыре главные причины покрытия клинков: защита от коррозии, устранение отблесков, повышение гладкости при резке и в целом комбинация приведенных выше причин.

Он заявляет: «KA-BAR – не исключение. Мы часто используем углеродистые стали, которые сильно подвержены коррозии, поэтому покрытие клинков просто необходимо.

Нержавеющая сталь покрывается для удаления отблесков и защиты от коррозии».

«Важно помнить, что даже нержавеющая сталь ржавеет, хоть и реже углеродистой», – добавляет Айовито.

«Обычно покрытие наносится на нож для устранения отблесков на поверхностях и защиты от износа, а также придания дополнительной стойкости к коррозии. Кроме того оно отлично смотрится, – отмечает Айовито.

– Не стоит путать матовую поверхность с распылением или лакокрасочным покрытием.

Хотя они приемлемы, PVD-покрытие не приведет к сколу или истиранию из-за слишком сильной адгезии к стали на молекулярном уровне».

Конечно, покрытие хорошо, пока оно остается на клинке. Стойкость может зависеть от состава самого покрытия, соблюдения норм эксплуатации и срока износа. Повторное нанесение покрытий на клинки либо редко применяют, либо выполняют далеко не все изготовители по одной простой причине: покрытие выполняется “на века”.

Толщина нанесения покрытия SpartaCoat составляет 3-5 мкм, а твердость – 70-90 HRC по шкале Роквелла. В компании Spartan Blades в прошлом выполняли повторное нанесение покрытия на некоторые клинки, большей частью ради изменения цвета или вытравления. По словам Айовито, по иным причинам за все долгие годы повторно покрывались лишь считанные экземпляры.

Снегоходы и индейские вожди

Покрытие клинков выполняется из практических, эстетических и утилитарных соображений. Оно повышает защиту и срок службы и подчеркивает стиль клинка, сохраняя высокую производительность в полевых условиях. Две истории Майк Фуллера говорят сами за себя.

«Как-то мы сотрудничали с изготовителем снегоходов, – комментирует Фуллер, – изготовитель использовал данный материал покрытия в качестве грунтовочного покрытия снегоходов. Это говорит о его надежности. Покрытие Black Traction Coating очень стойкое и даже слегка пластичное.

Разработанный нами состав отлично справился с 24-часовыми армейскими испытаниями в солевом тумане, а также с испытаниями химикатами. Много лет назад эксперт по выживанию в условиях дикой природы преподнес наш нож в подарок вождю перуанского племени, живущего в районе реки Амазонки. Этот народ применяет ножи для выполнения повседневных работ, используя для заточки речные камни».

Эксперт вернулся через три или четыре года и обнаружил, что вождь все еще пользуется ножом, а покрытие клинка осталось целым.

Источник: https://customknife.ru/articles/blade-cover/

Как защитить металл от коррозии в домашних условиях

Антикоррозионное покрытие ножа

Минувший век характеризуется возникновением огромного количества принципиально новых материалов, нашедших широкое применение в разнообразнейших отраслях человеческой жизнедеятельности, включая и строительную.

Собственно говоря, в материаловедении произошла подлинная революция, причем значительное внимание было уделено вопросам предотвращения коррозии металлов и разработке материалов, необходимых для достижения этой цели.

Так, например, появились различные композитные панели, гальванические покрытия, облицовочные материалы из строительной керамики (керамогранит, облицовочный кирпич и т. д.), прочие современные строительные материалы, не нуждающиеся в защите путем дополнительной обработки.

Применение в строительстве металлических изделий, как и прежде, остается востребованным чрезвычайно широко. Перила, декоративные решетки и ограждения даже сегодня чаще всего изготавливают из металлов, которые подвержены коррозии.

Так, отделка фасадов, которую в наше время осуществляют посредством использования тех или иных материалов, устойчивых к воздействию атмосферной влаги, все же не обходится без применения крепежа, узлов ввода-вывода коммуникаций, иных скрытых элементов.

Данные компоненты наиболее часто выполняются из металла, а потому жизненно нуждаются в антикоррозионной защите.

Хорошо известно, что основной причиной коррозии является вода, которая неминуемо попадает на металлические поверхности даже в помещениях. А потому наиболее эффективным и, пожалуй, единственным способом защиты металлов, подверженных коррозии, является нанесение изолирующих составов и химических покрытий.

К традиционным способам предохранения металлических изделий от коррозии относится механическая зачистка старой ржавчины, а также нанесение преобразователей ржавчины, позволяющих удалить ее остатки, после чего поверхность металла покрывается грунтом и лакокрасочным защитным слоем.

Некоторые из производителей лакокрасочных материалов рекомендуют осуществить завершение этого процесса путем нанесения поверх слоя краски специального защитного состава.

При этом основное внимание необходимо обратить на то, чтобы грунтовки, краски и лаки были качественными.

На упаковках с грунтами указываются виды специальных добавок, улучшающих свойства состава: изолирующих, фосфатирующих, пассивирующих и протектирующих.

Как видим, окраска металлических поверхностей «по старинке» — процесс достаточно сложный и трудоемкий, отнимающий много сил и времени.

Ныне компании-производители рекомендуют разработанные ими антикоррозионные составы, отличающиеся большей универсальностью, применение которых позволяет одновременно решать не какую-либо одну, а сразу несколько задач. Наиболее популярными среди потребителей являются так называемые средства «два в одном» и «три в одном».

Краска «два в одном» сочетает в себе находящиеся в одной емкости грунтующий и окрашивающий составы, при помощи которых возможно выполнение как грунтования, так и окончательной окраски металлических поверхностей.

Нередко производителями подобных красок рекомендуется использование составов типа «два в одном» по предварительно огрунтованным поверхностям, работающим в агрессивных средах, к примеру для кровли.

Композиции «три в одном», кроме грунта и краски, включают в свой состав также и преобразователь ржавчины. Их целесообразно использовать при окрашивании сильно заржавевших поверхностей, при этом необходимо удалить лишь верхний рыхлый слой ржавчины. На упаковках подобных составов обычно можно видеть надпись — непосредственно на ржавчину.

Может ли вода защитить металл от коррозии?

Казалось бы как вообще такое возможно? Этого не может быть, потому что этого быть не может никогда! Однако прогресс не стоит на месте. Он стремительно движется вперед во всех отраслях, в т. ч. и в сфере разработок новых видов лакокрасочных материалов.

Преимущества, которыми обладают лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе водных полимеров, способствуют ежегодному росту их производства и применения. На состоявшейся 3–4 декабря 2013 г. в г. Дюссельдорфе (Германия) конференции European Coatings Conference «Waterborne coatings» были рассмотрены достижения, проблемы и пути их решения в области водных ЛКМ.

Высокое качество водных 2К полиуретановых систем в сочетании с низкой эмиссией растворителей вызывает большой спрос промышленности.

Эти материалы успешно зарекомендовали себя во многих сегментах рынка, поскольку они позволяют преодолеть разрыв между растущей потребностью в «зеленых» решениях и требованиями к качеству со стороны промышленности и профессионалов.

Поставщики лакокрасочных материалов (ЛКМ) постоянно совершенствуют качество водных систем, а сырьевая отрасль развивает инновационные концепции как для смол, так и для отвердителей.

В докладе д-ра Кристофа Ирла (Christoph Irle), Bayer Material Science (Германия), особое внимание было уделено производству и надежности таких составов. Рассмотрение этих вопросов в дальнейшем поможет получить водные 2К системы, близкие к самой высокой отметке, которая уже многие десятилетия установлена для 2К полиуретановых систем.

Продолжил тему полиуретанов д-р Норберт Питшман (Norbert Pietschmann), Institute fur Lack und Fabric (Германия), выступив с докладом «Водные УФ-отверждаемые ЛКМ для защиты стали от коррозии».

При испытаниях противокоррозионных свойств пигментов, ингибиторов, связующих или их комбинаций он использовал электрохимические измерения, обеспечивающие более быстрое получение результатов. Этим методом
было установлено, что оптимальная комбинация связующего состоит из смеси УФ-отверждаемых и физически высыхающих дисперсий.

Кроме того, был найден подходящий и быстрый способ выбора антикоррозионного пигмента и ингибитора. На основе предварительных исследований могут быть созданы модельные рецептуры с отличной адгезией и коррозионной стойкостью. После нанесения на сталь испарения влаги и УФ-отверждения были испытаны на стойкость к соляному туману и конденсации влаги.

Электрохимические исследования подтвердили отличную адгезию и устойчивость к коррозии, однако это было получено только на стальных поверхностях с цинкфосфатным подслоем.

Защита металла от коррозии в домашних условиях

Существуют ли «народные» средства против ржавчины?

И обычное железо, и даже высококачественная сталь во влажном воздухе, который наверняка присутствует в гаражах, сараях и прочих подсобных помещениях подвергаются коррозии — постепенно покрываются буро-коричневой рыхлой пленкой ржавчины.

Порой абсолютно новая вещь, случайно оставленная под открытым небом или «забытая» на зиму на даче, покрывается неприятной на вид бурой коростой.

Ржавчина, которая состоит из смеси оксида железа Fe2O3 и метагидроксида железа FeO(OH), не защищает его поверхность от дальнейшей «агрессии» со стороны кислорода воздуха и воды, и со временем некогда прочный железный предмет разрушается (очень часто полностью).

Секреты удаления ржавчины есть. Ржавчину проще всего снять обработкой разбавленным водным раствором соляной или серной кислоты, содержащим ингибитор кислотной коррозии уротропин.

Ингибиторы (от латинского «ингибео» — останавливаю, сдерживаю) — вещества, тормозящие химическую реакцию (в данном случае реакцию растворения металла в кислоте).

Но ингибитор коррозии не мешает взаимодействию кислоты с оксидом и гидроксидом железа, из которых состоит ржавчина.

Если заржавели оконные шпингалеты, мелкие детали велосипеда, болты или гайки, их погружают в 5% раствор кислоты с добавкой 0,5 г уротропина на литр, а на крупные вещи такой раствор наносят кистью.

Использовать растворы сильных кислот без ингибитора рискованно: можно растворить не только ржавчину, но и само изделие, поскольку железо — активный металл и взаимодействует с сильными кислотами с выделением водорода и образованием солей.

В качестве ингибитора кислотной коррозии при удалении ржавчины можно использовать и картофельную ботву. Для этого в стеклянную банку кладут свежие или засушенные листья картофеля и заливают 5-7%-й серной или соляной кислотой так, чтобы уровень кислоты был выше примятой ботвы.

После 15-20-минутного перемешивания содержимого банки кислоту можно сливать и использовать для обработки ржавых железных изделий.

Преобразователь ржавчины превращает ее в прочное покрытие поверхности коричневого цвета. На изделие кистью или пульверизатором наносят 15-30%-й водный раствор ортофосфорной кислоты и дают изделию высохнуть на воздухе.

Еще лучше использовать ортофосфорную кислоту с добавками, например, 4 мл бутилового спирта или 15 г винной кислоты на 1 л раствора ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота переводит компоненты ржавчины в ортофосфат железа FePO4 , который создает на поверхности защитную пленку.

Одновременно винная кислота связывает часть производных железа в тартратные комплексы.

Металлические поверхности, сильно изъеденные ржавчиной, обрабатывают:

  • смесью 50 г молочной кислоты и 100 мл вазелинового масла. Кислота превращает метагидроксид железа из ржавчины в растворимую в вазелиновом масле соль — лактат железа. Очищенную поверхность протирают тряпочкой, смоченной вазелиновым маслом;
  • раствором 5 г хлорида цинка и 0,5 г гидротартрата калия в 100 мл воды. Хлорид цинка в водном растворе подвергается гидролизу и создает кислую среду. Метагидроксид железа растворяется за счет образования в кислой среде растворимых комплексов железа с тартрат-ионами;

Отворачивать приржавевшие гайки помогает смачивание керосином, скипидаром или олеиновой кислотой. Через некоторое время гайку удается отвернуть. Затем можно поджечь керосин или скипидар, которым ее смачивали. Обычно этого достаточно для разъединения гайки и болта.

Самый последний способ: к гайке прикладывают сильно нагретый паяльник.

Металл гайки расширяется, и ржавчина отстает от резьбы; теперь в зазор между болтом и гайкой можно впустить несколько капель керосина, скипидара или олеиновой кислоты, и на этот раз гайка отвернется ключом.

Есть и другой способ разъединения ржавых гайки и болта. Вокруг заржавевшей гайки делают «чашечку» из воска или пластилина, бортик которой выше уровня гайки на 3-4 мм. Заливают в чашечку разбавленную серную кислоту и кладут кусочек цинка. Через сутки гайка легко отвернется ключом.

Чашечка с кислотой и металлическим цинком на железном основании — это миниатюрный гальванический элемент.

Кислота растворяет ржавчину, и образовавшиеся катионы железа восстанавливаются на поверхности цинка; в то же время металл гайки и болта не растворяется в кислоте до тех пор, пока у кислоты есть контакт с цинком, поскольку цинк более активный в химическом отношении металл, чем железо.

Чтобы предохранить от ржавления столярный или слесарный инструмент, его смазывают с помощью кисточки раствором 10 г воска в 20 мл бензина. Воск растворяют в бензине на водяной бане, не используя открытого огня (бензин огнеопасен).

Полированный инструмент защищают, нанося на его поверхность раствор 5 г парафина в 15 мл керосина.

А старинный рецепт мази для защиты металла от ржавчины таков: растапливают 100 г свиного жира, добавляют 1,5 г камфоры, снимают с расплава пену и смешивают его с графитом, растертым в порошок, чтобы состав стал черным. Остывшей мазью смазывают инструмент и оставляют его на сутки, а потом полируют металл шерстяной тряпочкой.

Чтобы в будущем не мучиться, отворачивая крепежные изделия с проржавевшей резьбой, ее заранее смазывают смесью вазелина с графитовым порошком. Вместо вазелина можно взять и любую другую жировую смазку нейтрального или слабощелочного типа. Болты и гайки на такой смазке легко отворачиваются даже через несколько лет пребывания под открытым небом.

Источник: http://www.infrahim.ru/sprav/publications/construction-and-repair/kak_zashchitit_metall_ot_korrozii_v_domashnikh_usloviyakh/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.