Отделка металлических изделий: пошаговая инструкция с ценными советами

Отделка металлических изделий является финальной процедурой, которая призвана усовершенствовать их облик. Мало просто произвести деталь на свет, нужно еще привести ее в опрятный вид, а также защитить от коррозии. Без этого невозможно использовать в дальнейшем для всевозможных нужд, кому нужны неопрятные железяки?

Но какие именно существуют способы отделки и в чем тонкости? Присаживайтесь поудобнее, ниже мы все рассказали и разложили по полочкам. Вы узнаете основные разновидности отделки металла, а также технические нюансы, которые помогут провести эту процедуру самостоятельно и без лишних нервов.

Назначение и виды отделки металлических изделий

Отделка металлических изделий – это способ защитить готовое изделие от коррозии и негативных воздействий окружающей среды, придать им красивый вид после всех проведенных слесарных и иных работ с поверхностью.

Обычно эти процессы разделяют на три основных вида:

• механическая отделка – полировка и шлифовка;
• нанесение защитных и декоративных покрытий – эмалирование, чернение, покраска различными красителями, такими как лак, эмаль и краска;
• обработка химическим или электромеханическим способом – химическое окрашивание, анодирование и другие виды.

Подготовка к отделке металлических изделий

Независимо от вида операции по отделке, металлическое изделие нужно очистить от инородных примесей и покрытий: ржавчины, масла, окалины и т. д. Ржавчину нужно удалять в первую очередь. Рыхлый слой ржавчины толще 100 мкм можно зачищать металлической щеткой, наждачкой с крупным зерном, металлической мочалкой (из стали).

Более тонкие слои чаще устраняют химическим способом. Состав этих средств содержит кислоты, растворяющие ржавчину, как, например, «Антикор» и другие.

Эти средства представлены в виде жидкостей, паст и порошков, и в них обычно содержатся вещества-абразивы и моющие добавки, они способны избавить металлическую поверхность изделия от прочих загрязнений, кроме ржавого налета.

На следующем этапе изделие обезжиривается: масло и жир удаляются при помощи мыла, соды или раствора едкого натрия. Можно использовать и смесь жженой извести с содой. Во время процесса лучше не прикасаться руками к поверхности изделия, поэтому рекомендуется привязать его к металлической проволоке из аналогичного материала и опустить в подготовленный раствор.

После очистки и обезжиривания изделие промывают. Часто на поверхностях металлов остаются тонкие оксидные пленки, особенно после тепловой обработки. Их протравливают – деталь погружается в кислотную смесь на определенное время и затем тщательно промывается в воде.

Травление металлических изделий

Чтобы очистить поверхность изделия от тонкого слоя оксида, обычно используют специальные смеси кислот. Их еще называют протравы. Изделие погружается в раствор протравы на заданный период времени, а затем тщательно промывается водой. Если в дальнейшем не планируется окрашивание детали, то с помощью такой обработки можно получить матовую и блестящую поверхность.

Еще от оксидной пленки можно избавиться, погрузив изделие на 15–20 минут в пятипроцентный раствор гидротартрата калия (винный камень). Требуемый результат дает химическая очистка специальным составом. Для его приготовления требуется два раствора.

Берется 250 мл воды, в которой растворяют 53,5 г хлористого аммония, 52 г едкого натра, 200 г 40%-ного формалина, а затем дополняют емкость водой до 500 мл – это первый раствор.

Для следующего берется 10%-ный раствор соляной либо серной кислоты. На один литр такого раствора берется 30 мл первого – необходимый состав готов. Деталь обезжиривается бензином, после чего погружается в приготовленный состав и выдерживается 10–30 минут, пока оксиды не растворятся полностью, затем его тщательно моют горячей водой и так же тщательно вытирают. Есть и другие виды протрав, применяемые для очистки металлических изделий от оксидных пленок.

Шлифование и полирование металлических изделий

Это этап отделки металлических изделий инструментами и материалами с абразивами – так называемая поверхностная чистовая обработка. Шлифовка придает гладкость, а полировка делает поверхность зеркальной.

Надо отметить, что эти два вида работ, по сути, очень похожи. В бытовых условиях их используют для избавления от ржавчины и выравнивания поверхностей, которые затем будут обрабатываться защитным покрытием: эмалью, лаком или краской.

Шлифование предполагает работу сначала грубым, затем мелким абразивом по убывающей. Этот процесс может осуществляться как вручную, так и с помощью специального оборудования.

Шлифовка производится закрепленными (бруски, камни, наждачная бумага) и свободными (какой-либо носитель абразивных частиц, которые не увязаны жестко с носителем) материалами. Полировка исключительно подразумевает свободные абразивы: щетки, специальные гибкие круги и др.

Самыми распространенными считаются нитяные, фетровые и волосяные щетки. На рабочую часть полировочного круга наносятся специальные пасты, круг вращается и касается изделия, нуждающегося в обработке. Особенно популярны полировочные пасты с оксидом железа (крокусная паста) и с оксидом хрома (паста ГОИ).

Если требуется более тщательное и деликатное полирование, то в этом случае часто используют порошок «Блеск», растворенный в машинном масле. Сами полировники бывают стальные и гематитовые (на основе оксида железа) с отполированной и округлой рабочей частью. В этом случае полировка изделия происходит за счет выглаживания поверхности гладким участком полировника. Абразивы при этом не используются.

Кроме механического, существует еще и химическое полирование. Изделие погружается в полировальный раствор с таким составом: фосфорная кислота концентрированная (350 мл), азотная кислота концентрированная (50 мл), серная кислота концентрированная (100 мл), сернокислая или азотнокислая медь (0,5 г).

Температура раствора от +100 до +110 °С, обрабатывается изделие от 0,5 до 4 минут. Такой раствор идеален для полировки алюминия. Он также подходит и для других металлов, но параметры для обработки будут отличаться.

Окрашивание металлических изделий

Механическое окрашивание металлических изделий

Стальные изделия прекрасно сочетаются со всеми видами лакокрасочных и эмалевых покрытий. Но после того как ржавчина удалена и сталь обезжирена, ее нужно как можно скорее начать грунтовать, поскольку на воздухе постоянно происходит окисление, то есть образуется ржавчина. Грунтовка используется как материал с повышенной адгезией. Последнее – это способность материала или вещества обеспечивать сцепление с поверхностью изделия.

Благодаря грунту можно добиться прочности и долговечности дальнейшего покрытия. Тонкий слой грунта кладется на изделие, и его толщина не должна превышать 0,2 мм. Как только слой просохнет, его нужно зачистить наждачной бумагой, чтобы полностью выровнять. Интересно, что грунтом может стать и обыкновенная уксусная эссенция. Она отлично держит лаки, краски и эмали.

Льняное масло также может являться основой для грунтовок, но так как они медленно высыхают, то применяются в ситуациях, когда сверху будет наноситься масляная краска. А грунт на основе искусственных смол используется для лаковых покрытий как быстросохнущий.

Какие инструменты применяют для отделки металлических изделий краской? Это мягкие кисти, которыми она наносится обычно в несколько слоев (обычно в два) так, чтобы направления пересекались под прямым углом. Удобен в использовании и распылитель, но важно защитить потом свежее покрытие от попадания пыли.

Изделия из алюминия, меди, цинка и других цветных металлов способны образовать защитный слой оксида. Но он не всегда может предохранить изделие от активных химических соединений в окружающей среде.

В связи с этим, таким изделиям тоже необходимо защитное покрытие. Для алюминия в качестве очищающего раствора лучше подойдет бензин или нитрорастворитель. При этом нельзя использовать для этого металла грунты свинцовые (белила, крон, сурик), железный сурик, ярь-медянку и киноварь

Но подойдут глифталевые грунты КФ-030, ГФ-031, ГФ-032, акриловые АГ-10С и эпоксидные Э-4021 и ЭП-09Т, а также фосфатирующие ВЛ-02 и ВЛ-88. После нанесения грунта поверхность также окрашивают в два слоя краской, в составе которой есть синтетические или эпоксидные смолы, последний вариант краски отлично применяется в помещениях с повышенной влажностью.

Химическое окрашивание металлических изделий

Окрашивание металла химическим способом происходит в результате искусственного изменения цвета его поверхности с помощью различных веществ, вступающих в химическую реакцию с самим металлом.

Этот вид окрашивания также делится на два вида:

• Изменение цвета поверхности металла оксидированием, воронением и т. д.
• Химическим покрытием поверхности металла тонким слоем другого металла (меднение, лужение, никелирование, хромирование и т. д.).

Отметим, что рецептов окрашивания металлических изделий химическим способом имеется довольно много.

Эмалирование металлических изделий

Эмаль используется для покрытия посуды, ювелирных украшений, фурнитуры и многого другого. В ее состав входят специальное легкоплавкое стекло, в которое добавлены красители и другие вещества, например, оксиды свинца, кобальта, никеля, марганца, сурьмы, кремния и др.

Эмали бывают разноцветными, а также прозрачными и непрозрачными.

Процесс эмалирования происходит так: исходный порошок аккуратно измельчается, затем растирается с водой до кашеобразной консистенции, наносится на изделие и затем обжигается в муфельной печи при температуре +600…+800 °С.

Отделка металлических изделий гальваническим способом

Отделка металлических изделий методом гальванического покрытия известна достаточно давно. Такой способ помогает улучшить механические свойства материала, тем самым увеличить области применения готовой продукции.

Гальванизация – это электрохимический процесс, в результате которого на исходной детали образуется тонкое металлическое покрытие.

Такая обработка включает в себя несколько циклов:

1. Подготовка электролита и подходящего состава (варьируется в зависимости от типа материала и желаемого результата).
2. Погружение в готовый раствор двух анодов, соединяющихся с плюсовым контактом источника постоянного тока.
3. Погружение в приготовленную гальванизирующую смесь детали или заготовки, дальнейшая ее установка между анодами и подсоединение к контакту «минус». Таким образом, деталь станет катодом.
4. Замыкание электрической цепи.

Процесс заключается в передвижении по цепи заряженных частиц наносимого металла, которые находятся в электролитическом растворе, к отрицательно заряженному катоду с дальнейшим оседанием на поверхности заготовки. В результате на последней образуется металлическая пленка.

Лужение как способ отделки металлических изделий

Этот способ отделки металлических изделий предохраняет поверхность от окисления путем покрытия слоем олова, которое практически не подвержено воздействию влаги, кислоты и щелочи.

Очищенное от оксидов и других примесей изделие погружается в расплавленное олово, а после извлечения лишний металл (олово) удаляется, защитный слой распределяется по неостывшему изделию щеткой или тряпочкой, предварительно смоченными горячим маслом.

Медные изделия лудятся по-другому: сначала их нагревают на углях, затем посыпают нашатырем, только потом на поверхность наливают нужное количество расплавленного олова и распределяют его с помощью пакли.

5 видов декоративной отделки металлических изделий

Рифление

Это самый простой способ декоративной отделки кованых металлических изделий, который на первый взгляд напоминает травление и гравировку.

Рифление чаще всего используется при отделке кованых изделий малого размера: декоративных накладок, элементов фурнитуры и мебели. Чеканы при рифлении предпочитают в виде зубил разной кривизны и с разным углом заточки.

От непосредственно зубил их отличает более затупленная рабочая кромка, которая вдавливает металл, не рассекая его. Средняя часть линии выдавливается чеканом с полукруглой рабочей частью, а края ее плавно сходят на нет. Поэтому стык со следующей линией насечки имеет вид плавного перехода.

Зернение

Выполняется по той же технологии, что и рифление, только у чеканов другая рабочая часть. Чеканы для зернения можно изготовить следующим способом: заготовку разогревают и ее конец устанавливают на напильник с односторонней насечкой и бьют молотком по ней.

Это формирует на заготовке равномерные, конусообразные, параллельные углубления. Операция повторяется, заготовка при этом поворачивается на 90°. Затем следует термообработка.

Рекомендуемые статьи

Лучше всего изготовить сразу несколько чеканов разного размера и с различной частотой расположения зубчиков. От одного удара такого приспособления определенная площадь изделия сразу приобретает фактуру.

Если форма рабочей части чекана имеет конфигурацию обратной полусферы, то от одного удара получается только одна фактурная точка, поэтому такая работа сложнее. А после обработки поверхности при помощи подобного чекана она выглядит так, будто покрыта маленькими шариками.

Чтобы чекан мог лучше скользить по изделию, его рабочую часть рекомендуется регулярно протирать тряпочкой, предварительно смоченной маслом.

Инкрустация

Это декоративная отделка металлических изделий, в результате которой углубления, образованные гравировкой или травлением, заполняют другим металлом или инкрустационной массой. Обычно в качестве такой массы применяются разноцветные сургучи.

Чтобы приготовить их, натуральный воск в количестве 25 г растапливается на водяной бане и добавляется 100 г канифоли, растолченной очень мелко. В уже расплавленную смесь постепенно добавляется просеянный мел в количестве 20 г. Можно заменить его зубным порошком или каолином и 40 г пигмента. Мел выступает в роли наполнителя, а пигмент делает сургуч цветным.

Обычно в качестве пигмента берутся оксиды металлов: оксид кобальта дает синий цвет, железа – коричневый, окись хрома – зеленый и т. д. Пигментами также могут служить сухие красители, используемые в строительстве.

Расплавленную массу для инкрустации нужно хорошо перемешать и вылить в специальные формочки, обычно в виде желобков, тогда застывший сургуч будет в форме палочек. При оплавлении конца этой палочки углубления удобно заполнять сургучом.

Серебрение

Этот вид декорирования металла выполняют с помощью волосяной щетки, увлажненной смеси из серебряного порошка (восстановленное азотнокислое серебро) и измельченной поваренной соли. Частицы серебра легко прилипают к металлу, так как имеют толщину менее 0,1 мк и форму правильных шестиугольников.

А оксидная пленка на металле удаляется при помощи поваренной соли. Если нужно крупнозернистое покрытие, то соотношение серебряного порошка и поваренной соли должно быть 1:3, а если мелкозернистое – то 1:50.

Чернение

Если нужна отделка металлических изделий способом чернения, то на поверхность изделия накладывается легкоплавкий сплав черного цвета (это и есть чернь). Обычно таким образом декорируют золотые и серебряные изделия после гравировки.

На медь она также хорошо ложится, а также может использоваться для заполнения травленого рисунка. В составе сплава для чернения основными компонентами являются медь, свинец, серебро и сера. Рецептов состава множество, и они отличаются цветом и блеском. Все зависит от содержащихся в нем ингредиентов.

Если вы собрались выполнять окраску и лакирование изделий из металла самостоятельно, дадим несколько рекомендаций:

• Помещение, где выполняются работы по окраске и лакированию, должно проветриваться.
• Лучше использовать одежду, которую не жаль запачкать.
• Нельзя дотрагиваться грязными руками до лица и глаз.
• Следует производить окраску вдали от нагревательных приборов.
• Необходимо тщательно вымыть руки с мылом после завершения работ.