Приємне з корисним захисно-декоративне оброблення металевих частин зброї - Світ захоплень
Свіжий номер
Прагнучи продовжити життя своїй зброї та захистити її від корозії, людина здавна застосовувала захисні покриття. Виявилося, що деякі з таких покриттів справно виконують декоративну функцію.
Захисні покриття в залежності від технологічного процесу, що застосовується, поділяють на хіміко-термічний, хімічний, гальванічний і змішаний типи. Стисло зупинимося на кожному з них.
Хіміко-термічна обробка або Поверхневе зміцнення металевих частин зброї.
Сам процес корінням сягає глибоко в історію залізної доби, а саме — в епоху зародження ковальського ремесла та початку використання заліза, поверхню якого зміцнювали куванням. Саме коване залізо являло собою двокомпонентний матеріал, що складається із заліза та склоподібного шлаку, що виступав у ролі флюсу та «мастила» при куванні. Цей традиційний матеріал коваля отримав свою назву від слова "кувати", яке в середні віки в англійській мові означало дієслово "працювати" в минулому часі. Неозброєним оком складно відрізнити вироби з кованого заліза та м'якої сталі, проте справжні ковані вироби відмінні і візуально, і експлуатаційно, і не так схильні до корозії. Коване залізо має високу міцність і довговічність — наприклад, ковані огорожі мосту Тюдорів, що чудово збереглися, були зроблені ще 500 років тому. Однак наявність крем'янистого шлаку та його глибоких ліквацій у кованому залозі, а також трудомісткість самого процесу кування змусили замінити його м'якою сталлю – незважаючи на її схильність до сильного оржавлення та м'яку поверхню. Перехід прискорив і прогрес сталеплавильного справи, саме: зародження двоступінчастогоспособу виробництва стали шляхом переробки до неї чавуну, який раніше вважався відходами. М'яку маловуглецеву сталь покращують наступними поверхневими методами зміцнення: дифузійною металізацією поверхні хромом, насиченням поверхні азотом (азотування в газовому аміачному середовищі), вуглецем (цементування), одночасно азотом і вуглецем (рідке цианування в суміші кісткового та деревного вугілля). Для надання особливих покращених експлуатаційних характеристик, що підвищують надійність при збільшенні зовнішніх руйнівних навантажень, а також надання необхідних декоративних властивостей середньовуглецевим (особливо - сучасним легованим) сталям, крім термічного поліпшення, застосовують ще й хіміко-термічну обробку поверхні, що називається карбони див. фото 2) - наприклад, в рідкому розплаві суміші карбаміду та поташу.
У всіх випадках на поверхні утворюється тверда плівка, що зміцнює виріб і захищає його від корозії. Ці поверхнево-тверді шари металу відрізняються як за властивостями, так і структурою.
Цементація
Цементація - це процес насичення поверхневого шару сталі вуглецем у закритому контейнері з твердим карбюризатором. Процес цементації ґрунтується на здатності вуглецю при нагріванні розчинятися в залозі, утворюючи з ним твердий розчин. Цементований шар має твердість за Брінеллем понад 800 кг/мм2 із задовільним захистом від атмосферної корозії. Недоліком такого поверхневого зміцнення є робоча температура процесу - 930-950 ° С - і тривалий час обробки. Внаслідок цього можливе утворення грубозернистого цементованого шару, а також дуже суттєво зростає зерно.серцевини самого виробу (див. фото 12).
Спостерігався і зростання зерна під час проведення одноразового загартування (внаслідок високої робочої температури) без подальшого подрібнення зерна. До того ж загартування з такої температури призводило до жолоблення готового виробу. Тому з високих температур доводилося робити подвійне загартування в масло з припуском на припасування, а з більш низьких температур проводилося вже загартування зовнішнього шару готового виробу у воді.
Хромування
Термічне хромування у ферах ромі здійснюється зануренням сталевих деталей у розплав цього металізатора. Вміст вуглецю в отриманому поверхневому шарі досягає 7-8%, а хрому - 75-95%. Отримана в результаті твердість поверхні невисока (НВ - 180-200), але вона має хорошу корозійну стійкість (див. фото 3).
Азотування
Азотування це процес насичення поверхневого шару сталевих виробів азотом при нагріванні до 480-700 °С. При азотуванні, як і при карбонітруванні, короблення виробу практично відсутнє, проте необхідно враховувати зростання лінійних розмірів деталі в мізерно малі плюси - у зв'язку з утворенням нітридної фази. Процес дуже привабливий для обробки особливо складнопрофільних та дорогих рушничних колодок з гравіюванням, що потребує вишуканого відтінку (див. фото 4 ), а також рушничних колодок, виготовлених з легованих сталей, на поверхні яких йде процес з утворенням нітридів заліза та нітридів легуючих елементів: хрому, молібдену, алюмінію.
Поверхня, утворена нітридами цих елементів, має дуже високу твердість (НV - 1100) і при цьому підвищену зносостійкість та витривалість, а також покращені антикорозійні властивості. Азотування звичайних нелегованихвуглецевих сталей не забезпечує достатньої твердості поверхні, але це покриття поверхні також відносять до захисно-декоративного. Для отримання кольорових ефектів азотовані вироби занурюють у сушильний шафу і піддають обробці струмом повітря, підігрітого до температури 220-250 ° С у спеціальній змішувальній камері. Поверхня при цьому змінює колір - у такий спосіб вироби можна обробляти під колір нікелю, бронзи, червоної міді, золота і т.д. Ступінь зміни кольору – аж до темно-сірого – залежить від тривалості нагріву (див. фото 5, 6).
Кольорова оксидна плівка, що утворилася, володіє достатньою щільністю і важко знімається, її можна видалити тільки полірувальними щітками. Свій підхід і технологічне вишукування кожен майстер-штучник, звичайно ж, не афішує. Дуже красиві кольорові ефекти досягаються і при нітроцементації колодок рушниць з маловуглецевої сталі в закритому твердому карбюризаторі в суміші з кісткового і деревного вугілля (див. фото 7-11,13).
Нітроцементація
При нітроцементації (або газовому ціануванні) відбувається одночасне насичення поверхні сталі азотом та вуглецем. У порівнянні з газовою нітроцементацією відрізняється нижчою температурою і меншою тривалістю процесу, вдвічі більшим опором ціанованого шару зносу, меншим зростанням зерна в серцевині. Це дає можливість робити гарт деталей безпосередньо з печі з підстуджуванням, вивалюючи вміст контейнера разом з карбюризатором в охолоджувач. При цьому на загартованій поверхні додатково утворюються дуже гарні колірні ефекти. Колірна гама, контраст меж кольорових переходів та насиченості відтінків залежать від співвідношення та якості вугілля, висоти вивалювання вмісту контейнера над дзеркалом ванниохолодження та якісного складу самої ванни. Потрібно відзначити, що якісний легуючий склад самої маловуглецевої сталі, яку планується піддати кольоровій калці, багато в чому визначає якість поверхневої плівки та її зносостійкість, міцність серцевини та витривалість виробу в цілому. Колодки рушниць із посереднього сорту маловуглеці мають невисокі показники міцності та ударної в'язкості. Наприклад, проба на вигин вже дає уявлення про міцність зразка - і візуально можна переконатися в наявності зовнішнього твердого шару, який при незначному згині зразка покривається тріщинами (див. фото № 14,15).
Хімічні покриття металевих частин зброї
Для нанесення такого типу покриттів застосовують кислі та лужні оксидуючі склади для вороніння, а також склади для фосфатування сталевих поверхонь. Сюди можна віднести і старі способи амальгамного золочення і хімічного нікелювання. Це не повний, але основний список такого виду покриттів.
Гальванотехнічні покриття
Гальваностегія є нанесенням на поверхню металевих виробів шарів інших металів шляхом електролізу — для запобігання виробам від корозії, надання їх поверхням більшої твердості, а також у декоративних цілях. Сутність гальванічного нанесення покриттів полягає в зануренні добре очищеної та знежиреної деталі у ванну з розчином, що містить сіль металу, яким її необхідно покрити. Сам виріб при цьому приєднують як катод до ланцюга постійного струму. Найбільш поширеними видами катодних покриттів є хромування або нікелювання із глибинним ефектом (див. фото 15). Крім обробки деталей на катоді, зброярі часто застосовують обробку деталей і аноді. Такий процесназивають анодуванням; його застосовують головним чином зміни структури оксидної плівки лежить на поверхні металу. Термічні способи зміцнення поверхонь перевершують хіміко-гальванотехнічні покриття як за експлуатаційними, так і декоративними характеристиками. Тому й не згасає інтерес до даного виду покриттів у найсерйозніших збройових компаній світу, культурний збройовий досвід та знання яких передаються з покоління до покоління.