Černění oceli


cerneni 1
  Černění je proces při kterém dochází ke snížení odrazu světla na povrchu kovu za vzniku zbarvení v tónech od modrých odstínů až po sytě černou. Vrstva oxidu, která vzniká během procesu má vlastnosti podle kombinace technologie a nosného materiálu. Tento proces můžeme dělit podle procesní teploty na horké a studené černění, kde dělící teplotou je 100°C, což je teplota kde začínají problémy spojené s horkým černěním. Dalším zásadním parametrem pro výběr technologie černění je i materiálové složení ošetřovaného materiálu, velmi specifická je situace u nerez oceli, kde je potřeba překonat přirozenou ochranu této slitiny, i zde existuje horká a studená varianta.
  Další možností pokud chceme použít proces černění na ocelovém výrobku může být nanesení kovové mezivrstvy, která mění vlastnosti výrobku (hrubost povrchu, rezistenci vůči oxidaci, barevný odstín, a další). Vhodné varianty volby kovové mezivrstvy v tomto případě mohou být měď a nebo mosaz. Tato varianta má samozřejmě svá specifika, ale může být možným východiskem pro určité aplikace kde vytvoří přidanou hodnotu. 

Horké černění

  Proces horkého černění je znám a používán již dlouhou dobu a pro výsledné vlastnosti ošetřeného materiálu v porovnání s cenou, je stále velmi populární po celém světě. Je založen na principu působení velmi zásadité lázně na povrch kovu za vzniku příslušných oxidů kovů, tímto procesem lze docílit velmi konzistentní vrstvy provázané s povrchem louhovaného předmětu. Velmi ceněné je zbarvení a odolnost vůči otěru, stejně jako rezestenci vůči korozi, tu nezajišťuje sama o sobě vrstva oxidu i když částečnou rezestinci materiálu dává, ale je potřeba použít například oleje k impregnaci povrchu, což vrstva černého oxidu svými vlastnostmi podporuje. Přesto tato metoda obnáší určitá rizika a je potřeba uzpůsobit jim výrobu.
  Italgalvano má tento proces označený Mark 30. Je to 5 krokový proces včetně finální olejové úpravy povrchu, procesní teplota pro samotný Mark 30 je 146-152°C.

Horké černění nerez oceli
schema cerneni 1
  Pro nerezovou ocel má Italgalvano proces Mark 45, procesní teplota je tomto případě 120-130°C, jedná o 8krokový proces včetně oplachu, sušení a impregnace. Největším problémem tohoto procesu je vznik silně korozivních par u kterých existuje riziko výbuchu a poleptání obsluhy, to je důvod proč je potřeba velmi důkladně se zaměřit na otázku bezpečnosti. Zásadní úskalí procesu je, že lázeň má teplotu nad bodem varu vody a tak dochází k poměrně intenzivnímu odpařování vody (lázeň obsahuje až 50% vody), která se musí průběžně doplňovat zpět, aby se neměnila pracovní koncentrace lázně a tím pádem i schopnost vytvářet uniformní a reprodukovatelný výsledek. Stejně jako je potřeba zajistit vhodnou ventilaci silně korozivních par.

Studené černění oceli

  Proces studeného černění se rozšiřuje od 70. let minulého století v návaznosti na tlak ze strany úřadů a okolí provozoven v mnoha státech. Vzhledem k tomu, že výsledná černá vrstva byla u studeného procesu méně odolná vůči například otěru či korozi, tak se uplatnění tohoto procesu stalo vhodným jen pro některé účely, často to bylo pro estetické a do interiéru kde nejsou vystaveny vyšší vlhkosti, případně tam kde nebyla požadováná dlouhá trvanlivost a odolnost povrchové úpravy. Toto nebyla zdaleka plnohodnotná nahrada procesu horkého černění. Přesto, že se dlouho nedařilo vyvinout technologii, která by výslednou kvalitou a cenou dosahovala klasické metody, trend byl nastaven jasně což podporovalo i množství havárií (včetně smrtelných) a problémů, které tato technologie nese, to vše bylo hnacím motorem ve vývoji alternativy, která by splňovala moderní požadavky na bezpečnost.
  Technologií, která je schopná plně nahradit horké černění oceli a byla schopná překonat nedostatky jejích předchůdců, je například proces MARK 5333 od společnosti Italgalvano. Dosahuje temných černých odstínů, srovnatelné rezistence vůči otěru a korozi a navíc se dá plně automatizovat. Navíc díky řádově o 100°C nižší procesní teplotě klesají nároky na obsluhu a výrazně se i snižují náklady na zajištění bezpečnosti a stability procesu. Tento proces se dá zvládnout, pokud neni materiál hodně zoxidovaný, většinou v 5 krocích včetně finální antikorozní povrchové úpravy a oplachů, jak můžete vidět na schématu níže.
schema cerneni 2
  Pro nerezovou ocel je pak určený proces Mark SS 73. U nerezezové oceli je situace specifická, záleží například na velikosti plochy a některé kroky je případně potřeba opakovat, pro dosažení požadovaného výsledku u konkrétního výrobku, ale tam to neni otázka toho zda se jedná o studený a nebo horký proces, ale o překonání přirozené chemické rezistence materiálu vůči oxidaci.

Černění mědi a mosazi

  Variant jak vytvořit finální černou vrstvu na výrobku je více, například lze na slitinu železa nanést vrstvu mědi a použít produkt Mark 20L. Tento roztok funguje jako dip do kterého se při teplotě 60-80°C namáčí na dobu 5-15minut upravovaný materiál.
  Další variantou je nanést vrstvu mosazi na slitinu železa použít opět produkt Mark 20L. Akorát s tím rozdílem, že pro mosaz, vzhledem k větší rezistenci povrchu vůči oxidaci je potřeba ještě zařadit mezikrok kdy se na dobu 1-3minuty namáčí zpracovávaný materiál v lázni Mark 10L při teplotě 102°C a následně se provede krok namáčení v roztoku Mark 20L po dobu 5-15minut při teplotě 60-104°C.

  Pokud nad zařazením procesu černění uvažujete, rádi Vám poradíme, případně předvedeme vlastnosti vybrané technologie na Vašich vzorcích, dokážeme Vám navrhnout celý proces přesně podle Vašich potřeb ať už v manuální a nebo automatizované variantě a zajistit Vám i kompletní technické řešení na klíč včetně softwarové podpory a v případě problémů s výrobky pomoci s jejich analýzou a návrhem jak problém vyřešit. Máme k dispozici technika, který funguje v rámci celé evropy a je schopen pomoci Vám v případě zájmu rozjet novou lázeň a nastavit jí tak, abychom se vyhnuli problémům, které se mohou na začátku vyskytnou.



Miroslav Schmidt