Кіріспе

Болатты тотығудан ішінара қорғайтын процесс – қара оксидтің тарихи қолданылуы.

Блюинг, кейде көктеу деп те жазылады, – болатты тотығудан ішінара қорғайтын пассивтеу процесі. Оның атауы нәтижесінде пайда болатын қорғаныш жабынның көк-қара түсімен байланысты. Блюинг – бетіндегі темірмен окистендіретін химиялық реакция нәтижесінде пайда болатын электрохимиялық конверсиялық жабынды қамтиды, бұл темірдің қара оксиді – магнитті таңдамалы түрде түзетіндігімен сипатталады. Қарама-қарсылығы, тотық – темірдің қызыл оксиді – сулы ортада үлкен көлемді өзгеріске ұшырайды; нәтижесінде оксид оңай қабыршақталып, темірдің қызыл түсті тотығуына себеп болады. Қара оксид коррозияға қарсы минималды қорғаныс береді, егер суды ығыстыратын маймен өңдемесе, бұл ылғалдануды және галвандық әрекетті азайтуға көмектеседі. Күнделікті қолданыста, қара оксидтің жұқа жабындары көбінесе "қару көктеуі" деп аталады, ал қалың жабындары – "қара оксид" деп аталады. Екеуі де нағыз қару көктеуіне қолданылатын химиялық процесті білдіреді.

Шолу

Оксидтік жабынды жасау үшін әртүрлі процестер қолданылады. "Салқын" қара бояу көбінесе селен диоксидіне негіделген қосылыс болып табылады, ол болатты қара немесе көбінесе өте қою сұр түске бояйды. Бұл өнімді тегіс жағу қиын, қорғанысы шамалы және көбінесе шағын, жылдам жөндеу жұмыстары мен түзетулер үшін қолданылады. "Жылу" процесі – калий нитриті немесе натрий нитраты және натрий гидроксиді қолданылатын сілтілі тұз ерітіндісі, ол "дәстүрлі күйдіргіш қара" деп аталады және әдетте жоғары температурада жүзеге асырылады. Бұл әдіс ірі қару компаниялары тарапынан кең ауқымды, экономикалық бояу үшін қабылданды. Ол жақсы тотқа қарсы тұруды қамтамасыз етеді, маймен жақсартылады. "Тотты бояу" және "түтінді бояу" тот пен коррозияға ең жақсы төзімділікті қамтамасыз етеді, себебі процесс тотығуға бейім металлдың барлығын магнитке айналдырады. Майлы жабынмен өңдеу бояудың қорғанысын арттырады. Бұл процесс сонымен қатар көне мылтықтарды қайта бояу үшін қауіпсіз түрде қолданылатын жалғыз процесс болып табылады. Көптеген екі түтікшелі мылтықтар жұмсақ лездеу (қорыш) немесе күміс лездеу арқылы біріктірілген, ал көптеген бөліктері де осы әдіспен бекітілген. Басқа процестердің жоғары температурасы және олардың күйдіргіш сипаты лездеу тігістерін әлсіретіп, мылтықты пайдалануды қауіпті етеді. Бояуды пеште де жасауға болады, мысалы, қылыш немесе дәстүрлі түрде темірші немесе қаругер сияқты маман жасаған басқа да бұйымдар үшін. Теміршілік өнімдері бүгінгі күнге дейін дәстүрлі шеберлер жасаған көк түсті болаттан жасалған, сол технологияны қажеттілік немесе таңдау бойынша қолданатын мәдениеттер мен қоғамның сегменттерінде кездесуі мүмкін.

Ыстық көкшіл көкшіл

Рецептке байланысты, болат бөлшектерді калий нитраты, натрий гидроксиді және қайнау температурасына дейін қыздырылған су ерітіндісіне батырып, көгілдірлеуді қолдануға болады. Сол сияқты, тот баспайтын болат бөлшектерді нитраттар мен хроматтар қоспасына батырып, осылайша қыздыруға болады. Бұл екі әдіс те "ыстық көктеп алу" деп аталады. Ыстық көктеп алу – қазіргі кезде қаруды көктеп алудың қабылданған стандарты, себебі ол, сондай-ақ тот көктеп алу, ашық металлдың тотығуға ең жоғары төзімділігін және эстетикалық қорғауын қамтамасыз етеді, ал ыстық көктеп алу тот көктеп алуға қарағанда аз уақыт алады.

Қатты көгілдірлеу

Тоңазытқышқа тоңазытқыштарды қоюлау ыстық және суық процестер арасында пайда болды және бастапқыда 19-ғасырда қару жасаушылар ыстық көк түсіретін процестерді әзірлеуге дейін қаруларды көк түске бояу үшін қолданды. Процесс қару бөлшектерін қышқыл ерітіндісіне жағу, бөлшектерді біркелкі тотығуға жіберу, содан кейін қызыл оксидті қара оксидке айналдыру үшін бөлшектерді қайнаған суға батыру шараларын қамтиды; қара оксид қызыл оксидке қарағанда қорғанышқа және тұрақтырақ жабын құрайды. Қайнаған су қолданылған қышқыл ерітіндісінен (көбінесе суда сұйылтылған азот қышқылы мен тұз қышқылы) қалған қалдықтарды да жояды. Содан кейін, жұмсақ, жіңішке (әдетте қалыңдығы...) сымдары бар кардинг щеткасы немесе дөңгелек арқылы тотыққан оксидтер кардинг (тазалау) арқылы алынып тасталды. Бұл процесс қалаған түстің тереңдігіне жеткенше немесе металл енді түске түспегенше қайталанды. Дәл осы себепті тот басу және түтінмен көк түске бояу әдістері басқа әдістерге қарағанда тотығуға төзімді болады. Содан соң бөлшектер майланып, бір түнге қалдырылады. Бұл процесс терең көк қара түсті жабын қалдырады. Қазіргі заманғы үй хоббилері үшін жасалған нұсқаларында көбінесе тотығу кезеңінде сутек пероксиді мен тұз ерітіндісі қолданылады, ал кейде оған бұрын сірке сумен емдеу шарасы қосылады, бұл қауіпті қышқылдарды пайдалану қажеттілігін болдырмауға мүмкіндік береді.

Түтін көк түсі

Түтіннің көк түске айналуы – тот көк түске айналуға ұқсас тағы бір процесс. Қышқыл ерітіндісін металл бөлшектерге тікелей жағудың орнына, бөлшектер ылғал көзі, азот қышқылы және тұз қышқылы бар жабық шкафқа орналастырылады. Қышқылдардың аралас буы шамамен 12 сағат ішінде бөлшектердің бетінде (ішкі және сыртқы жағында) біркелкі тотық қалыптастырады. Содан кейін бөлшектер дистильденген суда қайнатылады, құрғақ ауамен кептіріледі, сосын тот көк түске айналғандай, жұмсақ матамен сүртіледі. Бұл процестер кейіннен ірі қару өндірушілермен тоқтатылды, себебі бөлшектерді толық аяқтауға көбінесе бірнеше күн уақыт кетіп, көп еңбек талап етті. Дегенмен, қару жасаушылар осы процесті әлі де қолданады, оның көмегімен тотығу көк түске айналған дәуірдегі қарудың түпнұсқалық сыртқы түрін алуға болады, бұл ертеректегі атыс қаруларының көшірмелерінде қоңыр түске айналуды қолданумен сабақтас. Тоңғытқыш ұңғыларына да тотық жағылады, әсіресе егер ұңғылар арасындағы жиекке дәнекерленген болса, себебі ыстық көк түске айналдыру ерітінділері дәнекерлеу процесінде дәнекерлеуді ерітеді. Ірі көлемдегі өнеркәсіптік ыстық көк түске айналдыру көбінесе көк түске айналдыру пеші арқылы жүзеге асырылады. Бұл қара оксидті қаптама жасаудың баламалы тәсілі. Ыстық ваннаны пайдаланудың орнына (бірақ төмен температурада) химиялық әдіс қолданылатын болса, температураны бақылап, болатты дәл қыздыру арқылы қызыл оксидтен қара оксидті таңдамалы түрде қалыптастыруға болады. Ол да тотығуға қарсы тұру үшін майлауды қажет етеді.

Суық көгілдірлеу

Сондай-ақ, жылуды қажет етпейтін суық көкшілдендіру әдістері бар. Коммерциялық өнімдер қаруды суық көк түске бояу үшін кішкентай бөтелкелерде кеңінен сатылады, және бұл өнімдерді жеке қару иелері негізінен қарудың жалағына шағын түзетулер енгізу үшін қолданады, соның арқасында уақыт өте келе кішкентай сызат қаруда үлкен тот көзіне айналуына жол бермейді. Суық көкшілдендіру қапталғы киімнен тозуға аса төзімді емес, сондай-ақ тотқа қарсы тұру деңгейін де қамтамасыз етпейді. Көбінесе, қарудың жалағына жеткілікті косметикалық түзету жасайды, егер оны үнемі майлап, қосымша маймен майласа. Дегенмен, тоттандырып көк түске боялған кішкентай аймақтар көбінесе кез келген суық көкшілдендіру процесінен гөрі жақсы үйлеседі, бірігіп кетеді және тозылады. Суық көкшілдендіруге арналған ерітінділердің кем дегенде біреуі селен диоксидін қамтиды. Олар бетке мыс селенидінің қабатын жағу арқылы жұмыс істейді.

Нитр көкшілтуі

Нитрді көкшілдендіру процесінде жылтыратылған және тазартылған болат бөлшектер ерітілген тұздар ваннасына батырылады – әдетте калий нитраты мен натрий нитраты (кейде әр фунт нитратқа марганец диоксидінің шамалы мөлшері қосылады). Қоспа белгілі температураға дейін қыздырылады, ал бөлшектер сымға ілініп, осы ерітіндіде орналастырылады. Бөлшектердің түсінің өзгеруі үнемі қадағалануы керек. Бөлшектердің қимасы мен мөлшері жалану нәтижесіне және оған жетуге қажетті уақытқа әсер етеді. Бұл әдіс қабылдағыштар, сырғытқыштар немесе серіппелер сияқты жоғары температуралық термообработкадан өткен бөлшектерге қолданылмауы тиіс. Ол көбінесе кішкентай бөлшектерге, мысалы, штифтерге, бұрандаларға, айналымдық құрылғыларға және т.б. қолданылады. Түстер сабан түсінен бастап, алтын, қоңыр, күлгін, көк, бирюза, содан кейін қараға дейін өзгереді. Осы жаланудың мысалдары көне қалта сағаттарында жиі кездеседі, олардың тілдері "павлин көгі" деп аталатын, жарқыраған бай көк түспен ерекшеленеді.

Түсті қатқылдандыру

Түсті қаптаманы қатайту – қару-жарақ өнеркәсібінде қолданылатын металл түсін өзгертудің алғашқы әдісі. Заманауи жылумен өңделетін болаттар болған жоқ немесе олар жаңа ғана дамуда болды. Жұмсақ, төмен көміртекті болат қолданылды, бірақ қарулардың корпусы үшін мықты материалдар қажет еді. Алғашқыда қаптаманы қатайту қолданылды, бірақ ол эстетикалық көрініс бермеді. Түсті қатаю – жұмсақ болаттарды көмірленген былғары, сүйек көмірі және ағаш көмірі қоспасымен тығыз жабылатын ыдысқа салып қатайту арқылы жүзеге асады. Бұл ыдыс 6 сағатқа дейін қыздырылады (қыздыру уақыты ұзарған сайын қаптама қалыңдай түседі). Осы қыздыру процесі аяқталғаннан кейін ыдыс пештен шығарылып, су ваннасының үстіне, ванна төменгі жағындағы тесіктелген спираль арқылы ауа үрленіп орналастырылады. Ыдыстың төменгі жағы ашылып, ішіндегі заттар қарқынды қайнап тұрған суға түседі. Айырмашылық салқындату нәтижесінде түстердің өрнектері пайда болады және деталь қатаяды. Судың орнына май қолдану сияқты, осы әдістің түрлі нұсқалары арқылы әртүрлі түстерге қол жеткізуге болады.

Қаңырлау

"Қоңырлау" – бақыланатын қызыл тот, сонымен қатар "түстілендіру" немесе "қоңыр түс беру" деп те аталады. Көбінесе, қоңырлау үшін қолданылатын ерітінді көктеп алуға да жарамды. Айырмашылығы – көктеп алу үшін қайнаған суға салу қажет. Содан кейін тот қара-көк түске айналады. Көптеген ескі қоңырлау және көктеп алу формулалары коррозиялық ерітінділерге негізделген (металды тоттануға мәжбүр етеді) және көбінесе адамдар үшін аса зиянды цианид немесе сынап тұздарының ерітінділерін қамтиды.

Қолданбалар

Көктеу әдісін ең көп қару өндірушілер, қару жасаушылар және қару иелері өз қаруларының сыртқы түрін жақсарту және коррозияға төзімділігін арттыру үшін қолданады. Оны машина жасаушылар өздері жасаған құралдарды қорғау және әдемілеу үшін де пайдаланады. Көктеу металл бетін сақтауға көмектеседі, себебі ол сызаттарға қарсы тұрады, сондай-ақ қарудың ұңғысына қарап тұрғанда атушының көзін қорқынтуды азайтады. Көктеуге ұшыраған барлық бөлшектерді тотығудан сақтау үшін майлау қажет. Көктеу – химиялық түрлендіру жабыны болғандықтан, плазмалық жабындарға қарағанда тозуға және коррозияға төзімділігі төмен, әдетте 2,5 микрометрден (0,0001 дюйм) қалың болмайды. Сондықтан, ол дәл өңделген бөлшектерге айтарлықтай қалыңдық қоспас деп есептеледі. Сүргі болған жерлерде суық көктеуді түзету ретінде қолдану көбінесе ұсынылмайды. Егер суық көктеудің жалғыз мүмкіндігі болса, жабынның қызмет ету мерзімін барынша ұзарту үшін сол жерді майлап ұстаған жөн. Жаңа қарулар көбінесе ең арзан жабын ретінде ұсынылатын көк түсті жабынмен келеді, бірақ бұл жабын паркеризациялау, қатты хромдау немесе Тенифер сияқты нитридтеу процестеріне қарағанда тотқа төзімділігі ең төмен. Көктеу әсем сағаттардың және басқа да жоғары сапалы металл бұйымдардың болат бөлшектерін бояу үшін де қолданылады. Бұл көбінесе химиялық заттарды қолданбай, болатты көк оксидті қабат пайда болғанша қыздыру арқылы жасалады. Оксидті қабықтың көк түсі температураны бақылау үшін де қолданылады, көміртекті болатты қатайтқаннан кейін, серіппелерге қолайлы температураны көрсетеді. Көктеу құйма темір ыдыстарды қайнату үшін де қолданылады, оларды тотығуға төзімді және жабыспайтын етеді. Бұл жағдайда тамақ майы, емес, қару майы суды ығыстырып, тотығудың алдын алады. Жоғары сапалы қоршау жарақтары көбінесе көк түсті жабынмен ұсынылады. Бұл жабын оларды спорттық сумкалар сияқты ылғалды ортада тоттамай сақтауға мүмкіндік береді. Көктеу көбінесе хобби ретінде танылады, оның көптеген әдістері бар және әр әдістің тиімділігі туралы пікірталас жалғасуда. Тарихи тұрғыдан алғанда, жүзбектер көбінесе көк түсті болаттан жасалған. Жүзбектерден жасалған көк түсті болаттың сызықты емес кедергі қасиеттері, кейін жартылай өткізгіш диодтық байланыстарда табылған сол қасиетті болжады, сонымен қатар көк түсті болаттан жасалған жүзбектердің қолжетімділігі екінші дүниежүзілік соғыс кезінде әскерилер (тұмсық радиолары ретінде) немесе тұтқындар жасаған кристаллдық AM радиоларында детектор ретінде қолданылуына әкелді.

Темір емес материалдар

Блюинг тек темір, шойын немесе тот баспайтын болат сияқты темірлі материалдарда ғана коррозиядан қорғау үшін тиімді, себебі ол темірді Fe3O4-ке айналдырады. Алюминий мен полимерлер тоттанбайтындықтан, оларды көгілдірлендіруге болмайды және коррозиядан қорғау қамтамасыз етілмейді. Дегенмен, көгілдірлендіру процесіндегі химиялық заттар алюминий және полимер бөлшектерінде тегіс дақтар пайда болуына себеп болуы мүмкін. Алюминийді ыстық көгілдірлендіруге тырысуға болмайды, өйткені ол реакцияға түсіп, әдетте каустикалық тұз ваннасында еріп кетеді.