Как быстро сделать ржавчину на металле?

О простых вещах-сложно. «cпящая сталь». чем смазать заржавевшие болты или не wd-40 единым…

Как быстро сделать ржавчину на металле?

Посвящается всем отчаявшимся и потерявшим надежду… открутить заржавевшую гайку! На улицы наших городов определенно пришла весна. Потеплело и люди с радостью начали отдавать предпочтение своим настоящим железным друзьям, хоть на время забывая про планшеты и смартфоны. Велосипедисты, мотоциклисты и еще множество любителей сезонных средств передвижения достали свое добро и вдруг обнаружили, что что-то заржавело, что-то невозможно открутить и т.д. и т.п.

Признаюсь, я один из этих, обнаруживших 🙂 И чтобы не пропал даром труд по борьбе с коррозией, решил накопленный материал оформить в хабра-статью. Информация точно будет полезна абсолютно всем, кому хотя бы раз приходилось бороться с ржавыми деталями, не только автолюбителям и самодельщикам, но и реставраторам техники, тем кто собирается красить ржавые столбы на даче/страдает от ржавых разводов на раковине и просто желающим докопаться до сути процесса ржавления и найти методы эффективной борьбы с этой напастью.

Сегодня говорим о том, как разбудить «заснувшую сталь». Ну и, традиционно — не забудь закинуть в закладки, %USERNAME%, пригодится! 🙂

Химический background

Мы живем в мире железа и его сплавов. А там где есть железо — там обязательно будут и его оксиды в виде ржавчины. Любой железный элемент будет ржаветь на открытом воздухе, вопрос только в том, насколько быстро. При воздействии содержащихся в воздухе воды, кислорода, агрессивных газов черные металлы легко переходят в химически стойкие формы их соединений. Этот естественный процесс перехода металлов в оксиды, гидроксиды и соли начинается с поверхности, поэтому незащищенная поверхность черных металлов всегда покрыта пленкой продуктов коррозии.

Толщина этих пленок зависит от условий образования и колеблется от долей микрометра до нескольких миллиметров. Процесс коррозии развивается со временем даже при благоприятных условиях хранения, так как многие соли гигроскопичны, а рыхлые оксидные и гидроксидные образования сорбируют и удерживают воду из воздуха, что способствует развитию процесса коррозии. По сути, ржавление металла — это просто окисление железа кислородом воздуха, в котором вода выступает в роли «катализатора».

Описывается все это тремя основными реакциями:

O2+4e-+2H2O → 4ОН-

Fe → Fe2++2е-
4Fe2++O2 → 4Fe3++2O2-

Железо являясь достаточно активным металлом, отдает электроны и окисляется, вода эти электроны принимает и подщелачивает OH- ионами реакционную среду. Ионы двухвалентного железа в комбинации с OH- выпадают в нерастворимый осадок гидроксида железа (II), который постепенно в присутствии все того же кислорода начинает формировать различные комбинации из оксидов/гидроксидов, в том числе и из-за процессов ступенчатой дегидратации.

Fe2+ + 2H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2H+

Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O Состав ржавчины, соответственно, медленно меняется со временем, в зависимости от условий окружающей атмосферы (избыток/недостаток кислорода и воды) Механизм образования ржавчины одной картинкой

Как уже говорилось, состав образующейся ржавчины может варьироваться в зависимости от типа стали, наличия электролитов, агрессивности воздействия и его продолжительности. В целом считается, что существует 16 оксидов железа, имеющих различную кристаллическую структуру, химический состав и валентное состояние железа, которые теоретически можно найти в ржавчине. В наших краях чаще всего ржавчина образовавшаяся при комнатной температуре может содержать гетит (α-FeO(OH)), акаганит (β-FeO(OH)), лепидокроцит (γ-FeO(OH)) и магнетит (Fe3O4;Fe(II),Fe(III)2O4). Рекомендую запомнить эти названия, они еще пригодятся. Большинство исследователей сходятся в том, что основным кристаллическим компонентом ржавчины является γ-FeO(OH), при подогреве переходящий в γ-Fe2O3. Если деталь или изделие ржавеет длительное время во влажной атмосфере, в ржавчине можно обнаружить небольшие количества Fe3O4 (часто нестехиометрического состава). Образцы ржавеющие в дистиллированной воде — это ржавчина из кристаллического α-FeO(OH), γ -FeO(OH) и Fe3O4. Если металл подвергается ржавлению в камере солевого тумана, то основным кристаллическим компонентом ржавчины является γ-FeO(OH) с пластинчатой и пористой структурой.

Хотелось бы еще напомнить о том, что соли, в частности хлорид-ионы выступают в роли своеобразного электрохимического катализатора, ускоряющего коррозию (наши зимние дороги и днища автомобилей не дадут соврать) и способствующего образованию γ-FeO(OH). Существуют исследования, в которых авторы сравнивают ржавчину взятую на анализ в различных местностях (приморские, континентальные и т.п.).

Ржавчина, образовавшаяся в прибрежных районах, была в основном в виде крупных чешуек, в областях с высокой влажностью и хлоридами в почвах формировалась ржавчина в виде листов, порошкообразная и мелкозернистая ржавчина — удел центральных и северных территорий.

Образцы слоистой ржавчины содержали γ-Fe2O3·H2O на поверхности контакта с воздухом и Fe3O4 на поверхности контакта с металлом, α-FeOOH и δ-FeOOH были обнаружены в промежуточных слоях и в хлопьях.

Читайте также  Какие чугуны применяют в качестве заменителей стали?

Зачем я все это рассказываю, а затем, что врага надо знать в лицо. Чем точнее определить тип ржавчины — тем эффективнее можно ее растворить.

Хорошо известно, что в зависимости от условий окружающей среды может образовываться разноцветная ржавчина: красная ржавчина (гидратированный оксид Fe2O3·H2O образуется при высоком уровнях кислорода и водяных паров, чаще всего это равномерная атмосферная коррозия в очень агрессивных средах.), желтая ржавчина (т.н.

сольватированная ржавчина, растворимый FeO (OH)·H2O образуется в условиях высокой влажности, чаще всего, если металл находился в луже/стоячей воде), бурая ржавчина (сухой оксид Fe2O3, который образуется при высоком содержании кислорода и низкой влажности, чаще представляет собой локализованную ржавчину, которая проявляется в виде неоднородных пятен или только в определенных областях (загрязнения и дефекты на поверхности металла) и черная ржавчина (оксид Fe3O4 который образуется в среде с низким содержанием кислорода и низкой влажности, является устойчивым видом ржавчины, похожим на слой покрытия, возникающего при оксидировании металла).

Если в дело вступают ионы различных неорганических кислот (карбонаты, сульфаты, упомянутые уже хлориды, а также бромиды, фториды, иодиды, нитраты и селенаты) то может образовываться т.н. зеленая ржавчина Зеленая ржавчина — это общее название для различных кристаллических соединений зеленого цвета, содержащих катионы железа и упомянутые выше анионы. Образуется эта красота (?) на поверхностях из железа/чугуна/стали подвергнувшихся воздействию воды, содержащей хлорид, сульфат, карбонат или бикарбонат-ионы при чередовании аэробных/анаэробных условий. Например, в морских судах, мостах и т.п. Общий вид кристаллической структуры зеленой ржавчины представлен на картинке. В принципе, можно считать, что структура обычной «оттенков красного» ржавчины во многом похожа на зеленую, но без кислотных анионов. Хотя ржавление в целом является отрицательным аспектом, есть примеры, когда и оно служит человеку. В качестве примера можно привести воронение стволов оружия (в т.ч. обработка так называемым «ржавым лаком») и клинков самодельных ножей. Стволы ружья после обработки ржавым лакомВот так они выглядят сразу после обработки: А вот так — после полировки:
На металле формируется тонкая оксидная пленка «черной ржавчины» (описанной выше), предохраняя металл от дальнейшего окисления. Этот процесс еще называют оксидирование:Оксидирование — создание оксидной плёнки на поверхности изделия или заготовки в результате окислительно-восстановительной реакции. Оксидирование преимущественно используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоёв.
В качестве примера можно упомянуть железную колонну (она же Кутубова колонна) в Дели — цилиндр высотой семь метров и весом в шесть с половиной тонн, входящий в состав архитектурного ансамбля Кутб-Минара, расположенного примерно в 20 километрах южнее Старого Дели. Известность колонна приобрела тем, что за 1600 лет своего существования практически избежала коррозии.
Чего там только по поводу этой колонны не предполагали, от «сделано из метеоритного железа» до «подарок Шивы». Но, традиционно, ответ оказался прост — «высокая температура и сухой воздух» спасут отца русской демократии. Тонкая оксидная пленка замечательно защищает металл от ржавчины, если на него воздействуют лишь пресная вода или сухой воздух.

Резьбовая ржавчина as is

Если кратко представить механизм ржавления резьбы, то получится что он практически не отличается от ржавления металла на поверхности. Первоначально в межрезьбовые каналы (между гайкой и болтом) попадает вода, которая в сочетании с кислородом воздуха и электронами железа запускает процессы, описанные формулами выше. В результате этого процесса начинают формироваться оксиды и гидроксиды железа, которые в зависимости от условий претерпевают циклы гидратации/дегидратации и формируют монолитную пористую структуру.

Можно сказать, что ржавление внутри резьбы отличается от ржавления открытого металла тем, что внутри резьбы может наблюдаться недостаток кислорода и будет формироваться что-то подобное на черную ржавчину (Fe3O4). Наверное самым близким к «закисанию резьбы» явлением является ржавление железобетона. Те же условия с недостатком кислорода. В таких условиях образующийся в результате окисления объем рыхлых оксидов значительно больше, чем объем прореагировавшего металла. Оксиды полностью заполняют все поры и неплотности (резьбы или выступов около арматуры), выступая в качестве своеобразной расклинивающей подпорки или уплотнителя.

В результате описанного процесса, медленно но неумолимо верно, ржавчина давит на все с ней контактирующее и разрушает бетон, блокирует резьбу и т.п. Существует даже такое явление как «rust packing» или «pack rust», что в переводе на великий и могучий означает «пакетная ржавчина». Наблюдается оно в тех случаях, когда объем образовавшихся оксидов своим расклинивающим давление выдавливает соседствующие с местами коррозии детали металлоконструкций. Самым известным примером воздействия пакетной ржавчины может стать обрушения моста через реку Мианус в США в 1983 году с множеством жертв.

Специальное расследование установило, что коррозия, возникшая в результате попадания дождевой воды на элементы металлоконструкций моста из-за нарушенных технологий дренажа, постепенно просачивалась к креплениям из железа. Крепления постепенно ржавели и по миллиметру отталкивали один угол дорожной плиты от опоры. Когда расстояние стало достаточным для разрушения — один проехавший автомобиль послужил спусковым крючком.

С тех пор в мостостроении появился новый термин и активно используется, когда при осмотре моста наблюдаются признаки накопления ржавчины между стальными пластинами и соединениями моста Бетон раздавила, разве ж с болтом не справится
Надеюсь механика процесса примерно понятна. Она нужна для того, чтобы оценить существующие методы борьбы с резбовой (почти «пакетной») ржавчиной.

Читайте также  Как расточить отверстие в металле?

Методы разрушения ржавчины внутри резьбы

В простейшем рассмотрении для того, чтобы открутить болт нужно сделать две вещи

  1. Разрушить (=диспергировать) монолитную пористую массу оксидов и гидроксидов с образованием областей пониженной плотности, «дефектов» и полостей
  2. Снизить трение между обломками монолитных оксидов и позволить им легко скользить друг относительно друга вместе с проворачиванием гайки

Сделать это можно различными методами:

разрушение_метод 1 — Механический

Источник: https://habr.com/ru/post/448808/

Как очистить металл от окисления и ржавчины в домашних условиях

Как быстро сделать ржавчину на металле?

Быстро вывести ржавчину и очистить металл в домашних условиях можно с помощью простых домашних средств.

Существует множество вариантов, позволяющих сделать поверхность предметов идеально чистыми, удалить все загрязнения, очистить металл и, в том числе, избавиться от коррозии.

Среди них применение уксуса, соды, щавелевой и соляной кислоты, перекиси водорода. Также помогает отчистить ее алюминиевая фольга и лимонная кислота.

Очистить металл поможет алюминиевая фольга

Это средство удаляет ржавчину с металла не хуже любой абразивной щетки, только гораздо экономичнее. Кроме того, у каждой хозяйки алюминиевая фольга есть на кухне. Очистить металл очень просто и легко. В данном случае не нужно готовить никаких растворов. Отрежьте небольшой кусочек фольги, скомкайте в плотный шарик, и начинайте очищать поверхность.

Очистка фольгой не всегда помогает. Когда труба полностью ржавая, не тратьте зря свое время, лучше купите новую трубу. Наверняка через несколько месяцев (в лучшем случае) на ней снова проявятся следы коррозии.

Уксус очищает металл от ржавчины и окиси

Этот продукт точно найдется на любой кухне. Для достижения идеального результата очистки лучше взять белый уксус. Средство от ржавчины на металле эффективно его очищает, без ущерба для целостности других поверхностей.

  1. Налейте белый уксус в емкость, чтобы испорченный предмет в нее поместился.
  2. Погрузите изделие в емкость со средством. Не разбавляйте раствор.
  3. Оставьте предмет в емкости с белым уксусом, пока коррозия не ослабнет достаточно, чтобы легко ее можно было удалить.
  4. Наденьте резиновые перчатки, достаньте изделие из раствора и почистите с помощью металлической щетки.
  5. Хорошо ополосните металл, затем просушите.

На самом деле весь процесс протекает очень быстро, ведь во время замачивания металла можно заниматься стиркой или провести время с любимыми людьми.

Очистить при помощи соды

Хорошо способен очистить металл от ржавчины такой пищевой продукт, как сода. Это средство поистине универсальное. С помощью соды можно еще и одежду постирать до белизны, и удалить пятна кофе, крови и зеленой травы.

  1. Необходимо приготовить состав, чтобы получилась текстура, как у магазинной сметаны, только не слишком густая. Для этого понадобится в отдельное емкости смешать пищевую соду с обычной водой. Пропорции подбирайте сами, ориентируясь на площадь, подлежащую обработке.
  2. Нанесите пасту на металлическую поверхность. Прежде чем смывать водой, дайте средству немного подействовать. Достаточно 30 минут, можно и больше поддержать, но эффективней не станет.
  3. Через полчаса потрите поверхность щеткой с металлическими зубчиками, затем смойте водой.

Эта технология не отличается особой эффективностью. Пищевая сода способна убрать лишь небольшие загрязнения за один раз. Если площадь обработки большая, понадобится больше пасты, а соответственно, больше времени и сил.

Как очистить металл с помощью лимонной кислоты?

Один из самых действенных и легких способов как очистить металл и убрать с него ржавчину – это использование лимонной кислоты.

  1. Она имеет множество преимуществ, среди которых:
  2. краска с металлической поверхности не слазит и не вздувается;
  3. доступная и дешевая;
  4. не содержит агрессивных химических веществ;
  5. не вредит коже рук (в отдельных случаях возникают аллергические реакции);
  6. дешевле любого химического реагента.
  7. Для работы с лимонной кислотой купите перчатки и защитные очки. В период соскабливания ржавчины, кусочки могут отлететь в глаза и травмировать их.

Как очистить ржавчину при помощи специальных химических средств?

Удалить ржавчину и очистить металл лучше всего и быстрее получится преобразователем ржавчины. Химические реагенты удаляют коррозию даже в труднодоступных местах.

Преобразователь ржавчины WD-40 значительно сэкономит вам время. WD-40 не только поможет вам очистить металл от ржавчины и окиси, но и создаст на поверхности защитную пленку, которая не даст ржавчине вновь появится!

Как же очистить металл и убрать ржавчину с помощью одного лишь баллончика WD-40?

  1. Сначала поверхность следует обработать обезжиривающим составом.
  2. Затем нанесите WD-40.
  3. Оставьте средство поработать на металле на 5-10 минут, этого достаточно, чтобы ржавчина превратилась в ортофосфат. Она станет серого цвета.
  4. Затем удалите остатки ржавчины и загрязнения с помощью чистой ткани.

Преобразователь ржавчины WD-40 используются для работы с таким металлом, как сталь. WD-40  не только может очистить металл ржавчины, это средство создает защитную пленку на поверхности, чтобы она более не появлялась.

Очистить металл с помощью WD-40 очень просо и быстро. Вам не нужно смешивать различные ингредиенты и следить за пропорциями. В одном баллончике WD-40 уже все есть для того, чтобы ваши металлические изделия долго сохраняли хороший внешний вид и качественно вам служили долгие годы.

Источник: https://wd40.ru/wd-40-poleznye-sovety/kak-ochistit-metall/

Как создать эффект ржавчины на металле и других поверхностях?

Как быстро сделать ржавчину на металле?

На сегодняшний день эффект ржавчины – это один из самых популярных вариантов отделки металлических и иных поверхностей. Существует два простых способа придания покрытию оттенка ржавчины: имитация ржавления и натуральное ржавление металла при помощи специальных химических реагентов. В этой статье мы рассмотрим самые эффективные способы, как заржавить металл в домашних условиях и при промышленной обработке.

Естественная ржавчина

Как известно, любая металлическая поверхность со временем утрачивает свой первоначальный облик, теряет не только технические, но и внешние свойства. Для металлов характерно естественное ржавление, которое происходит из-за негативного воздействия факторов окружающей среды. При необходимости создания натуральной ржавчины на металле можно просто ускорить данный процесс путем использования химических реагентов – их действие направлено на формирование слоя коррозии металла.

Читайте также  Что тяжелее латунь или сталь?

Перед тем как проводить химическую реакцию, нужно удостовериться в том, что применяемый металл подвержен коррозии. Ржавчина появляется только на металлических поверхностях, в составе которых содержится железо. Некоторые же металлы более устойчивы к коррозии – зачастую это хромовые составы или так называемая нержавейка. Для химического ржавления подходят также чугун и кованое железо.

Первый метод: медно-кислотный раствор

Одним из самых простых способов создания натуральной ржавчины является применение медно-кислотного раствора. Для его изготовления не требуется наличие каких-либо специфических реагентов, самое главное в точности соблюдать технические условия и порядок выполнения операции:

  1. В подготовленную (заранее очищенную) емкость заливается порядка шестидесяти миллилитров соляной кислоты. Обязательное условие — использование защитных очков и перчаток из плотной резины.
  2. Далее в соляной кислоте необходимо растворить небольшое количество меди (медный провод или монетки), после чего раствор должен настояться в течение семи дней для ускорения коррозийных процессов на металле.
  3. Остатки меди следует удалить из получившегося состава. Изготовленный медно-кислотных раствор развести с водой в пропорции: одна часть кислоты на пятьдесят частей воды.
  4. Далее проводится зачистка металла (удаление красящего слоя, штукатурки и иных отделочных материалов), после чего поверхность тщательно промывается мыльным раствором.
  5. Наносить медно-кислотный раствор необходимо при помощи специального пульверизатора или обычной строительной кисти. При этом соблюдайте все правила безопасности, уделите особое внимание вентиляции помещения.

Приблизительно через два часа после нанесения на поверхности появится ржавый эффект. Нет необходимости смывать смесь, поскольку состав самостоятельно улетучится спустя некоторое время. При недостаточном количестве образовавшейся ржавчины, процедуру можно провести повторно, дабы добиться желаемого результата.

Второй метод: уксус и отбеливатель

Есть еще один способ, как сделать ржавчину легко и быстро в домашних условиях — применение уксуса и отбеливателя. Данный метод подойдет только для поверхностей, при отделке которых не использовалась грунтовка и различные герметические составы. Сочетание уксуса и отбеливателя дает максимальный эффект естественного ржавления, если металлические изделия имеют в своем составе олово или железо.

Рассмотрим инструкцию покрытия металлического изделия ржавчиной:

  1. На первом этапе тщательно осмотрите объект на наличие посторонних следов старых покрытий, при необходимости очистите.
  2. Далее смешайте в подготовленной емкости одну часть уксуса и две части хлорной извести. Объем смеси может варьироваться в зависимости от размеров предмета, который вы собираетесь заржавить.
  3. Поместите металлическое изделие в раствор на тридцать минут – за этот промежуток времени на поверхности предмета образуется потрескавшийся слой ржавчины.
  4. Уберите остатки смеси при помощи обычного бумажного полотенца, а также утилизируйте оставшуюся часть уксуса и отбеливателя.
  5. После того как изделие полностью высохнет, сотрите необходимую часть ржавчины (в зависимости от желаемого результата). Некоторым больше нравится толстый слой ржавого покрытия, другим же поверхностная коррозия на металле и иных поверхностях.

Для закрепления полученного эффекта на объекте используйте специальную грунтовку в аэрозоле либо матовый герметик в виде спрея.

На видео: три простых способа создания благородной ржавчины.

Имитация натуральной ржавчины на металле

Можно ли заржавить металл, не искажая натуральную структуру материала? В таких случаях используют имитацию ржавления при помощи специального красящего состава или пленки под ржавчину. Обратите внимание, что придать эффект ржавчины можно как металлу, так и иным материалам, например, древесине.

Краски и пигменты

Чтобы сделать изделие ржавым, чаще всего применяют краску под ржавчину на акриловой основе. Сейчас такую смесь можно приобрести в любом строительном магазине. Как же создается краска под ржавчину? Ржавые оттенки образуются посредством взаимодействия коричневого, желтого и красного пигментов. Также может добавляться синий пигмент для придания покрытию большей глубины и насыщенности цвета.

Существует и природный пигмент, который при одиночном использовании дает вид будто поверхность заржавела со временем, а не в результате декоративно-отделочных работ – это сурик железных или охра (смесь гидрата окиси железа и глины).

Природную охру не используют для покраски металлических предметов. Она лишь является основополагающим компонентом и добавляется в лакокрасочные материалы (в краски, грунтовки, эмали).

Независимо от того, какую краску вы собираетесь использовать — купленную или приготовленную самостоятельно на основе железного сурика, смесь должна наноситься на очищенную и обезжиренную поверхность. Чтобы создать правдоподобную текстуру ржавчины, краску можно нанести с помощью пористой губки или сухой кистью (для имитации подтеков).

Имитирующая пленка

В магазинах строительных и отделочных материалов можно найти самоклеящуюся пленку с изображением ржавчины. Это также неплохой вариант, который позволит быстро и без особых проблем получить нужный эффект. Однако такую пленку рекомендуется клеить на идеально ровную поверхность, в противном случае могут появиться воздушные пузыри, либо в некоторых местах пленка просто отклеится.

Чаще всего пленку с имитацией ржавчины используют автовладельцы, которые хотят затюнинговать свою машину.

Как использовать пленку:

  1. Поверхность, которую требуется задекорировать, необходимо обезжирить (спиртом или специальным обезжиривателем).
  2. Приложите пленку к основе и отметьте участки либо контуры, которые нужно вырезать.
  3. Отсоедините пленку от подложки и начинайте приклеивать отрезок по середине, постепенно разравнивая к краям.

Пигменты и бытовые средства (25 фото)

Источник: https://gidpokraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/kak-zarzhavit-metall.html