Пожалуй, самый популярный способ избавления от ржавчины - растворение оной в кислоте с добавкой ингибитора, хотя иногда его и не используют.
Лично мне, более всего подошла фосфорная (ортофосфорная) кислота. Поэтому, в первом сообщении речь пойдёт именно о способе очистки железа в ортофосфорной кислоте.

Для растворения ржавчины необходимо разбавить кислоту водой. Наиболее оптимальна концентрация от 3 до 10%.
Ортофосфорная кислота пассивирует поверхность железа, образуя на его поверхности плёнку фосфата, защищающего металл от дальнейшей коррозии. Однако, в кислоте низкой концентрации (ориентировочно - процентов 10 и менее) железо уже нестойко. И требуется особая добавка, предотвращающая (или, как можно более замедляющая) окисление металлического железа - ингибитор. Отлично подходит уротропин.



А так же, в качестве поверхностно-активного вещества, облегчающего проникание раствора во все поры, рекомендуется добавить спирт (буквально любой, какой окажется под рукой - хоть этанол, изопропанол или бутанол). Из своего опыта сужу, что добавки в 1-2% должно быть достаточно.

И того:
На литр 3 - 10% ортофосфорной кислоты необходимо добавить 1 - 3 грамма уротропина, и 10 - 20 мл этилового спирта.

Что удобно: благодаря дешевизне и нелетучести фосфорной кислоты, можно приготовить раствор впрок.

А теперь, фото-практика!

В качестве образца был взят немецкий штык нож, в исключительно плачевном состоянии. Посмотрим, что от него останется...

После чистки водой из мойки высокого давления:

Погружаем в раствор, по рецепту выше.

На следующий день:


После протирки железной щёткой:


На второй день:


На третий день:

Как можно видеть, за три дня ржавчину удалось удалить полностью. Но остался один очень важный момент - в рукоятке ножа есть подпружиненная кнопка, которая намертво приржавела, при чём в нажатом состоянии (скорее всего, она была нажата корнем дерева, и в таком состоянии прикипела к корпусу). Так вот, кнопку расшевелить не удалось, даже после прогрева горелкой, с усиленным заливанием проникающей смазки. А ведь разъединение приржавевших деталей - важный пункт очистителя ржавчины. Впрочем, в менее запущенных случаях, ортофосфорная кислота сработала бы на отлично.

Что касается моего случая, то ситуацию удалось исправить кипячением рукоятки в 10% растворе гидроксида натрия. Но об этом способе напишу ниже...


Как можно видеть, всё получилось! Пружинка оказалась в полном порядке, и кнопка отлично работает. Единственный недочёт - её так и не удалось открутить. Но, действовал я только подручными средствами, не имея специфической отвёртки. То есть, при желании, разобрать её может и можно, но принципиальной необходимости в этом пока нет.

Следующий метод очистки ржавчины - электролитический.
Лично мне он нравится гораздо больше, чем кислотный. Его плюсы: очищает относительно быстро, не требует специфических реактивов, а из затрат - только электроэнергия.
Минусы данного способа: очистка возможна только погружённым методом (крупные детали очистить будет проблематично). Обдирает не только ржавчину, но и остатки краски.

В чём этот метод заключается:
Готовится электролит - раствор каустической, либо кальцинированной соды. При чём, концентрация подбирается в зависимости от источника тока (если мощность слабая, то раствор делают более насыщенным - иначе процесс очистки будет слишком медленным. Если же источник мощный - раствор следует разбавить, чтобы избежать его перегрева).
При чём, электролит готовится лишь один раз. В процессе работы он не вырабатывается, нужно лишь будет подливать воду, по мере её испарения, и фильтровать от образующихся нерастворимых примесей.

Затем, нужно найти материал для анода - например, хорошо подходит нержавейка, или что-либо с "благородным" покрытием. Если взять плохую нержавейку, или же просто железо, то ничего хорошего не получится. В этом случае будет два возможных варианта (зависит от используемого материала). В первом случае анод будет быстро рассыпаться в труху, и засорять раствор. А во втором он покроется защитной плёнкой ржавчины, изолируя себя от течения тока, и процесс электролиза остановится вовсе.

Ну, а роль катода будет играть сам очищаемый предмет. Нужно лишь зачистить его в одной точке, для обеспечения надёжного электрического контакта.


Для примера, попробуем очистить найденный в лесу, старый капкан:

В качестве электролита используем 2 - 3% раствор гидроксида натрия.
А в качестве анода - фрагмент бандажной ленты (используется электриками для фиксации чего-либо на электрических столбах). По документам её материал - нержавейка. Но по факту, это лента из простой стали, но с хорошим защитным покрытием (толи хромированная, толи никелированная. Точно судить не могу).

Подали ток:

Спустя 5 минут:

Спустя пол часа:
(Видно, что появился контакт с пружиной капкана)

Прошла ночь:

Вот что представляют из себя анод и катод:

Потёрли капкан железной щёткой:

Всё сразу начало двигаться! Плюс приятный момент - пружина оказалась вполне живая.

Единственный недочёт состоял в том, что нажимной язычок капкана так и остался ржавым. Из за того, что не имел контакта с остальной конструкцией. Пришлось отдельно подсоединяться к нему:

Вот и всё. Конструкция полностью живая. Добавив отсутствовавшую стальную пластинку, удалось получить отличный экспонат в рабочем состоянии!

На язычке обнаружилось четыре клеймёных надписи. Но прочитать и понять удалось лишь две. По центру: "№ 0" что означает размер капкана. А нижняя строчка: "им Сталина" обозначает завод изготовитель.

Видео работы восстановленного капкана:

Теперь о вопросе разъединения приржавевших деталей.
Пример: миномётная мина (Германия), очевидно, была обезврежена сапёрами ещё во время войны. Очистка электролизом в растворе кальцинированной соды, в течение, примерно, 14 - 16 часов.
Затем, с помощью проникающей смазки, при нагреве, удалось без лишних сложностей открутить хвост.
Как видно, повреждённая коррозией резьба (в том месте, где вкручивался взрыватель) так же восстановилась на отлично!

Вообще, электролизом можно чистить практически любой металл.
Вот например: попался плоский кружочек, плотно заросший зелёными окислами. Понятно, что его материал - медь, или медный сплав. Но что это было в прошлом? Фрагмент чего-либо? Деталь механизма? Может прокладка? Или что-то ещё?

Для подобных предметов собрал маленький, портативный электролизёр. Блок питания 5V 1А (с защитой от КЗ). А электролит в стакане - насыщенный раствор кальцинированной соды.

Буквально 15 - 20 минут электролиза, и все окислы с монеты отпали начисто! Даже протирать не потребовалось.

Кислотный метод очистки с помощью щавелевой кислоты.
Интересен он главным образом реставраторам, так как позволяет воостановить родное лакокрасочное покрытие.

Пример: проржавевший хвостик немецкой мины (уцелевший после взрыва, ещё во время войны).

Приготовили 10% раствор щавелевой кислоты, +0,5% уротропина.

Предмет был выдержат в растворе в течение 4 - 5 часов, после протёрт мягкой щёткой, и высушен.

А вот, пожалуй, самый необычный способ очистки ржавчины. И самый неторопливый.

Нашёл такой рецепт совершенно случайно. Однажды, пришлось вытравливать щёлочью обломанную алюминиевую вставку из стального корпуса. Но дело было в начале зимы, а деталь слишком громоздка, чтобы её нести в дом.
Поступил следующим образом: поместил деталь в контейнер, залил раствором щёлочи. И закопал всё это в землю (чтобы защитить от замерзания на морозе).

Когда весной извлёк контейнер из земли, алюминий был полностью растворён. Но, вот неожиданность - сам стальной корпус, будучи ранее заросшим ржавчиной, оказался полностью чист.
Чем это объяснить? Конечно, железо с алюминием вполне могли создать гальваническую пару. А с другой стороны, размер алюминиевой вставки был не так уж велик, по отношению к стальному корпусу. Возможно, очистку произвела сама щёлочь? ...


Вспомнив об этом случае несколько лет спустя, решил всё же провести эксперимент. В качестве образца взял советские, фактически убитые ржавчиной пассатижи. Поместил их в 5% раствор гидроксида натрия. И так оставил.

Прошла неделя:

Прошло 9 месяцев:

Ржавчина частично осыпалась, но большая часть её до сих пор так и оставалась на металле. Казалось, что щёлочь не сработала, или сработала плохо. Тогда было решено накрутить не много алюминиевой проволоки на ручку, и стравить алюминий в растворе щёлочи. Проследить, как это скажется на очистке ржавчины.

Однако, экспериментировать с алюминием не пришлось. По извлечении пассатиж из раствора, обнаружилось, что ржавчина как бы деструктурированна, и осыпается от малейшего прикосновения.


Потребовалась лишь лёгкое протирание щёткой, и затем промывка водой. Двигаться пассатижи начали практически сразу, даже без дополнительных манипуляций и приложения силы.

Очень интересно и красиво. Спасибо.
Одновременно есть возможность оценить Ваше терпение - 9 месяцев ждать...
Сидеть на берегу реки и ждать, пока мимо проплывёт ржавый топор твоего врага :)
Ещё бы добавить слегка эффект химической полировки, чтобы получить не тёмно-серую матовую поверхность, а посветлее, на которой более заметен рельеф. Ну и заодно несколько уменьшить площадь поверхности.

Хорошая статья.
______
Средство "Крот" - в идеале едкий натр (в который производители любят вводить ненужные добавки, фактически - балласт). Оно предназначено не только для очистки от накипи, но и от ржавчины, так что неудивительно, что щелочь удалила ржавчину с пассатижей.

Был уверен, что оно (технический едкий натр) сугубо для растворения засоров канализации.
Всё остальное для меня - сюрприз.

Прямое назначение - да. Особенно хорошо он растворяет жиры и коллаген. Но попутно удаляет и ржавчину внутри труб. В инструкциях, которые были на бутылках с "кротом", - об этом писали.

Чтобы его непосредственно использовали для удаления ржавчины с деталей - я тоже не слышал. Только в качестве электролита для электрохимического удаления ржавчины - аналогично описанному выше способу с кальцинированной содой viewtopic.php?p=171210#p171210.

А что там, примерно, получается при воздействии гидроксида натрия на ржавчину, разнообразные ферраты натриев и примесей или всё сложнее?

Если верить практикуму
Г. Брауэр (ред.) Руководство по неорганическому синтезу т.6, viewtopic.php?p=1750#p1750
там образуется Гептагидроксоферрат(III) натрия - Na4[Fe(OH)7]

но в разбавленных растворах могут быть и другие анионы (в равновесии между собой), а, если гидроксид подвергся старению, - то основная масса его явно не растворится (тем более - без нагрева, тем более - без большого избытка щелочи). По-видимому, в этом случае очистка идет за счет химического действия на поверхность ржавчины, в результате чего ее адгезия с металлом уменьшается и ржавчина легко отделяется.

Идея интересная!

Несколько лет назад, встретил тему химической полировки на сайте химик.ру (на форуме). И вроде оттуда же и выписал рецепты полирующих составов. Но испытать на практике всё руки не доходили.

И так, наконец попробовал:

Было два рецепта, в первом случае полировка должна идти при комнатной температуре. А во втором: смесь кислот нужно греть.
Решил сделать первый состав, который можно отнести к разряду "дёшево и сердито".
"Необходимо взвесить 25 граммов щавелевой кислоты, 13 грамм пергидроля, и 0,1 грамм серной кислоты. Вода до одного литра. Железное изделие полировать в растворе при комнатной температуре, в пределах часа".

Приготовил пол литра раствора, поместил в него (уже известные) пассатижи.

Через час ничего не изменилось - поверхность как была серо-чёрной, так таковой и осталась. Решив, что тут "крайне запущенный случай", оставил раствор на сутки. Однако, не помогло. Металл так и остался тёмным, протирка щёткой никак на цвете не сказалась.
Вообщем, раствор не сработал. Впрочем, такие опасения были - он подозрительно простой, на фоне составов аналогичного предназначения. Хотя, может там нужны какие-то особые условия. Или легированная сталь ему не под силу.



Тогда решил сделать следующий состав:
"15-25% ортофосфорной кислоты,
2-4% азотной кислоты, 2-5% соляной кислоты, и 60 - 80% воды. (Всё в весовых частях!).
Перед погружением детали раствор нагреть до 80 градусов по Цельсию. Выдержка в течение 1 - 10 минут.
Полировать в данном растворе, можно как углеродистую, так и нержавеющую сталь".

Взвесил 60 грамм ортофосфорной (плотность 1,8), 15 мл соляной (конц.), и 10 мл азотной кислоты (плотность 1,4). И 240 мл воды.

Нагрел смесь кислот до рабочей температуры, поместил пассатижи. Сразу началось пузырение, летел едкий кислотный аэрозоль. (Без противогаза, вообще никак!).
По прошествии десяти минут пассатижи извлёк. (А за минуту ДО этого, наблюдая, что ничего хорошего не происходит, для эксперимента поместил в раствор обрезок нержавеющей трубы, и кончик сверла (то, что оказалось под рукой)).
Вот что вышло:

Казалось, что ничего не получилось. Отправился мыть пассатижи, потёр железной щёткой... И, был не мало удивлён, обнаружив металлический блеск!

Не знаю, можно ли считать такой результат - большим успехом. Но, хотя бы что-то положительное в нём есть.

Великолепно!
Именно такое мне и хотелось бы видеть!
И спасибо за рецепт! (видимо, только на свежем воздухе :( )
А нержавка тоже в итоге заблестела? Там не очень видно на фото.

Мне где-то попадались рецепты для нержавейки, но там был вообще какой-то ужас - с плавиковкой.

В принципе, мощность блока питания, как и концентрация электролита, может варьироваться в широких пределах. А разница лишь в скорости очистки ржавчины. Об этом уже упоминал выше.

Впрочем, давайте попробуем обозначить "верхний предел".
Для эксперимента взял вот такой перочинный ножик:

Ориентировочно принял его эффективную площадь за 40 квадратных сантиметров.

На счёт источника питания: мой выдаёт порядка 25 вольт. Ток - по диодам до 10А.

Погрузил ножик в раствор карбоната натрия (насыщеннее, чем обычно). Подаём напряжение.
Сдвигаем электроды поближе. Начинают интенсивно бурлить газы, а раствор потихоньку нагревается (минус использования высокого напряжения). Получается, так скажем, режим экспресс-чистки.

Измеряем ток на выходе из трансформатора (до выпрямителя).
Получается 4,1 А.

Выходит, что мы имеем примерно 0,1А на квадратный сантиметр. Или 10А на дециметр.

Буквально минут через 30 - 40 ржавчина была очищена полностью.

Таким образом, если будет выбор в источниках питания, и возможность корректировать концентрацию электролита, то считаю оптимальным ориентироваться на полученные данные. (10 ампер на дециметр).
Реально же я обычно провожу очистку при токе на площадь на пару порядков меньше - удобно, неторопливо оставлять электролиз на ночь. А к утру очистка обычно уже завершается.



Там выдержка была всего минуту. Мало, чтобы можно было что-то сказать.
Нагрел раствор снова, и выдержал обрезок трубы около 10 минут.
По извлечении, блестит практически сразу, нужно лишь водой ополоснуть. Так что, похоже, этот состав более подходит для нержавейки, нежели для стали (которую приходится дочищать механически).

Эксперимент по спасению "убитых" медных монет.
Электролизом в растворе карбоната натрия.

В результате, у трёх монет по центру ощутимо улучшилась рельефность (Николаевская копейка так и вовсе, оказалась очень хорошая).
У маленькой Александровской копейки слева проявился вензель правителя.
У медного кружка справа рельеф так и не проявился. Возможно, это и вовсе не монета.

Насколько мне известно, нумизматами монеты ценятся именно в патине.

В плотной, вековой патине монеты действительно ценятся очень высоко.
Но, к сожалению, в земле медь сохраняется плохо. Образуется рыхлая корка оксидов, скрывающая под собой рисунок. А за счёт удерживаемой в себе влаги - лишь способствует дальнейшему окислению металла.
Поэтому, на большинстве экземпляров патина не благородная. Но осторожной механической чисткой предмету удаётся придать достойный, читаемый вид.

В данном же случае, на монетах едва ли можно было что-то разглядеть. Не виден номинал, не виден год. А где-то не понятно, монета ли это вообще. В таком состоянии монеты ценятся едва ли выше цены лома.
Так что в данном случае электролитическая очистка - последняя надежда проявить под окислами сохранившийся рисунок. В прошедшем эксперименте, хорошее состояние обнаружилось лишь у одного из пяти образцов.

Есть ли различия между каустической и кальцинированной содой, если главное условие чтобы сам металл не растворялся, только окислы? Ну и вообще, какая сода все таки предпочтительней для очистки? Отдельный вопрос насчет повторного использования раствора. Он вырабатывается, стабилен?

Давно хотел спросить насчет использования пищевой соли или гидрокарбоната натрия здесь. Насколько ухудшается процесс очистки?