Травление металла: Травление металла: виды, технология, травители

Травление металла: виды, технология, травители

Травление – это процесс очистки и обработки металлической заготовки. Химическое, кислотное, щелочное, электрохимическое – есть много способов выполнения этой технологической операции. Где применяют травление металла, зачем его используют в промышленности, какие бывают способы обработки с применением этой технологии, всё эти вопросы подробно разобраны в представленной ниже статье.

 

Что такое травление

Это технология удаления верхнего слоя с поверхности металлической детали. Технология применяется для очистки заготовок от окалины, ржавчины, окислов и снятия верхнего слоя металла. Используя этот способ, снимают верхний слой для поиска внутренних дефектов и изучения макроструктуры материала.

С помощью травления зачищают деталь и увеличивают адгезию поверхности. Это делают для последующего соединения металлической поверхности с другой заготовкой, перед нанесением краски, эмали, гальванического покрытия и других защитных покрытий.

Метод позволяет не только быстро очистить деталь, но и создать на металлической поверхности нужный рисунок. Этим методом вырезают на металлической поверхности тончайшие каналы и сложные изображения. Можно выполнять очистку габаритных деталей или проката. Глубина обработки регулируется с точностью до несколько микрон, что позволяет изготавливать сложные детали с небольшими пазами и другими сложными элементами.

 

 

Применение травления в промышленности

1. Для очистки от оксидной плёнки деталей из углеродистой, низколегированной и высоколегированной стали, титана и алюминия.
2. Для улучшения адгезии перед нанесением гальванических и других видов защитных покрытий.
3. Для подготовки стальной поверхности к горячему цинкованию.
4. Чтобы провести макроанализ для выявления образования межкристаллитной коррозии у нержавеющих сталей.
5. С помощью этой технологии обрабатываются мелкие металлические детали, такие как шестерёнки наручных часов.
6. Обработка меди применяется для изготовления полупроводниковых микросхем и печатных плат в электронике. Этим методом выполняется нанесение токопроводящего рисунка на микросхему.
7. Для быстрой очистки изделий горячего металлопроката, термообработанных деталей, от окислов.
8. В авиастроении с помощью этой технологии уменьшают толщину алюминиевых листов для снижения массы самолёта.
9. При изготовлении металлических надписей и рисунков. Травлением получают рельефные изображения, нарисованные путём удаления слоя металла по определённому трафарету.

Виды травления

Основные разновидности применяемой в промышленности обработки металлов:

• электролитическое – бывает катодное и анодное;
• химическое;
• плазменное.

Электролитическое травление

Электролитическая или гальваническая обработка металла применяется для быстрой очистки деталей, нанесения гравировок и получения пазов.

Металлические детали погружают в кислотный или солевой электролит. Деталь становится катодом – отрицательным электродом или анодом – положительным электродом. Поэтому классифицируют два типа электролитического травления – катодное и анодное.

 

1. Катодное травление. Метод применяется для снятия окалины с поверхности изделий из углеродистых сталей после горячей прокатки или проведения закалки в масле. При катодном травлении материалом для анода служит свинец, электролитом является раствор соляной, серной кислоты или соли щелочного металла. В процессе электролиза на катоде активно выделяется газообразный водород, который взаимодействует с железом, и отрывает окалину. Металлическая поверхность при катодном методе активно насыщается водородом, что повышает хрупкость заготовки. Поэтому для тонкостенных изделий катодный способ не применяют.
2. Анодная электрохимическая очистка. Это самый распространённый в машиностроении способ. Процесс заключается в механическом отрывании на аноде оксидной плёнки кислородом и смешивании с электролитом металлических молекул. Электролит представляет собой раствор кислот или солей обрабатываемого металла. В качестве катода применяют свинец, медь и другие металлы. При анодной обработке поверхность изделий становится чистой, с небольшой шероховатостью, а металл растворяется в электролите. При этом способе существует риск уменьшения толщины заготовки и перетравливания.

Химическое травление

Метод химической обработки используют для очистки поверхности детали от оксидной плёнки, окалины и ржавчины для заготовок из следующих материалов:

• чёрных металлов;
• нержавеющих и жаропрочных сталей;
• титана и его сплавов;
• алюминия.

Для травления применяют серную, соляную или азотную кислоту. Заготовку погружают в кислотный или щелочной раствор, расплав соли и выдерживают на протяжении нужного временного интервала. Необходимое время для очистки может составлять от 1 до 120 минут.

Процесс очистки происходит за счёт выделения водорода при взаимодействии кислоты с металлом. Молекулы кислоты проникают через поры и трещины под оксидную плёнку. Там они взаимодействуют с металлической поверхностью, выделяется водород. Выделяющийся газ отрывает оксидную плёнку и очищает деталь.

Одновременно с оксидами в кислоте растворяется обрабатываемый металл. Чтобы предотвратить этот процесс используются ингибиторы коррозии.

Плазменное травление

При ионно-плазменном способе очистка и снятие поверхностного слоя происходит путём бомбардировки детали ионами инертных газов, которые не вступают в химическую реакцию с молекулами обрабатываемого материала. Позволяет делать высокоточные насечки, пазы с точностью до 10 нм. Технология применяется в микроэлектронике.

Плазмохимический метод предусматривает возбуждение плазмы в химически активной среде, что вызывает образование ионов и радикалов. Активные частицы, попадая на металлическую поверхность, вызывают химическую реакцию. При этом образуются лёгкие соединения, которые удаляются из окружающей воздушной среды вакуумными насосами.

 

 

Метод основывается на химических реакциях, возникающих при использовании химически активных газов, таких как кислород, обладающих большой реакционной способностью. Эти газы активно взаимодействуют в плазме газового разряда. В отличие от плазменной обработки в инертных газах при этом способе очистки активный газ вступает в реакцию только с определёнными молекулами.

Недостатком этого метода является боковое расширение пазов.

Травители

Травление углеродистых сталей осуществляется в 8-20% растворе серной или 10-20% соляной кислоты. С обязательным добавлением ингибиторов коррозии (КС, ЧМ, УНИКОЛ) для устранения хрупкости материала и уменьшения возможности перетравливания.

Изделия из нержавеющей или жаропрочной стали обрабатываются с применением раствора, состоящего из: 12% соляной, 12% серной, 1% азотной кислоты. Если требуется, обработку делают в несколько ступеней. Первая – в 20% соляной кислоте разрыхляется окалина. Второй этап – это погружение в 20-40% раствор азотной кислоты для полного удаления поверхностных загрязнений.

Толстый слой окалины, который образуется на нержавеющей стали, при её производстве удаляют 75-85% расплавом едкого натра с 20-25% азотнокислого натрия. После чего в 15-20% азотной кислоте производится полное удаление окислов.

Обработку алюминия и сплавов на его основе используют снятия тугоплавкой оксидной плёнки с поверхности заготовки. Для этого применяются щелочные или кислотные растворы. Обычно используют 10-20 % щёлочь, при температуре 50-80 ºС, процедура травления занимает менее 2 минут. Добавка в щелочь хлористого и фтористого натрия делает этот процесс более равномерным.

Очистка титана и его сплавов, проводимая после термической обработки, выполняется в несколько этапов. На первой стадии в концентрированном едком натре разрыхляют окалину. Затем удаляют окалину в растворе из серной, азотной или фтористоводородной кислоты. Для удаления оставшегося травильного шлама используют соляную или азотную кислоту с добавкой небольшого количества фтористоводородной кислоты.

При обработке меди и ее сплавов используют травители из перекиси водорода, хромовой кислоты и следующих солей:

• хлорида меди;
• хлорида железа;
• персульфата аммония.

Этот информационный материал подробно описывает применяемый на металлургических предприятиях процесс травления. Способ позволяет быстро очищать поверхность металла от окислов, окалины, ржавчины и других загрязнений. Благодаря травлению можно наносить на металл различные рисунки, создавать сложные микросхемы и делать микроскопические каналы нужной формы.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Химическое травление металла в домашних условиях, травление рисунка

Удаление части поверхностного слоя металлического изделия с помощью химической реакции называют травлением. Эта технология известна человеку уже несколько тысячелетий, наряду с чеканкой и чернением ее применяли для отделки металлических деталей оружия и домашней утвари, украшений и ритуальных предметов.

В наши дни травление  металлов применяется в художественных промыслах, для нанесения гальванических покрытий, для создания изображений и надписей на металлических изделиях.

Электрохимическое травление лезвия ножа

Перед проведением травления на те участки поверхности металла, которые не должны быть вытравлены, наносится защитное покрытие, устойчивое к травящему веществу (протраве).

Далее деталь подвергают воздействию кислой среды или погружают в емкость с электролитической жидкостью. Чем дольше деталь подвергается обработке, тем больший слой металла разъедается агрессивной средой. Травление металла может осуществляться в несколько приемов, это так называемое многослойное протравливание.

Травление изображений на металле проводят как в промышленных, так и в домашних условиях.

Исходя из применяемых для разъедания слоя металла материалов, различают такие способы травления металлов, как:

• Химический (жидкий). Применяются кислые растворы. Не требует сложного оборудования и дорогостоящих материалов. В ходе работы образуются вредные для здоровья испарения.
• Электрохимический. Применяется раствор электролита и пропускаемый через него электрический ток. Характеризуется большей скоростью процесса, более точным исполнением деталей рисунка, экономным расходованием рабочей жидкости. Не образует вредных испарений
• Ионно-плазменный (сухой). Поверхностный слой испаряется пучком ионизированной плазмы. Применяется при производстве микроэлектронных компонентов.

Ионно-плазменный метод требует высокоточного и дорогостоящего оборудования и применяется только в условиях промышленного производства. Жидкий метод, электрохимическое травление металла и даже электрохимическая гравировка доступны и в домашних условиях.

С помощью гальванического травления можно самостоятельно сделать печатную плату, практически не уступающую промышленной.

Гальванический способ травления выгодно отличается от жидкого отсутствие необходимости использования кислот, дающих вредные испарения. В зависимости от материала заготовки используются разные электролитические растворы:

• Сталь и железо — нашатырь и железный купорос
• Медь и ее сплавы (бронза, латунь)- медный купорос
• Цинк – цинковый купорос.

Гальванический способ травления рисунка на металле

Для проведения процесса в домашних условиях потребуется:

• Гальваническая ванна из непроводящего материала.
• Блок питания на 5 вольт постоянного тока.
• Металлический катод (из того же металла, что и заготовка.)
• Проволочные подвесы для заготовки и катода. Заготовка не должна касаться стенок или дна ванны.
• Две проводящие штанги, превосходящие по длине ванну.

Одну штангу присоединяют к отрицательному выводу блока питания и вешают на нее катод.

Другую штангу — к положительному выводу и подвешивают на нее изделие, которое будет служить анодом.

При подаче напряжения начинается процесс электролитического переноса металла с изделия на катод. Он будет происходить с участков поверхности, не покрытых защитным лаком.

Художественное травление металла проводят как гальваническим, так и жидким методом.

Художественное многослойное травление металла

Мастера народных промыслов и просто домашние умельцы получают с его помощью высокохудожественные изображения на холодном и огнестрельном оружии, всевозможной кованой и литой утвари. Для мастеров, делающих авторские охотничьи и бытовые ножи, травление стало практически обязательным элементом отделки. Особенно популярны охотничьи сцены, арабские, рунические или абстрактно — геометрические орнаменты. Многие мастера комбинируют травление металла с его воронением, придавая рисунку синеваты, черный или желтоватый оттенок.

Для переноса изображений используют как способ покрытия детали лаком, так и глянцевую бумагу. Применяют также еще один способ – оклеивание детали скотчем. Горячей иглой процарапывают линии рисунка, после чего пинцетом аккуратно удаляют скотч с участков, подлежащих протравливанию. Остатки клеевой массы нужно смыть растворителем.

Перед травлением деталь следует тщательно обезжирить.

Перед началом травления поверхность следует подготовить. Это позволит обеспечить:

• Высокую скорость процесса
• удаление металла ровным слоем.

В ходе обработки поверхности с нее удаляются все механические и химические загрязнения. Для нее применяют теплый мыльный раствор, подойдет и любое моющее средство. После высыхания поверхности ее надо протереть ветошью, пропитанной растворителем или обезжиривателем. Это позволит удалить остатки жидкости и масляные пленки.

Процесс обезжиривания поверхности металла

Химическую обработку хорошо сочетать с механической:

• полировка до зеркального состояния
• шлифовка наждачкой. Применяется при недоступности полировки. Следует проследить, чтобы шкурка все время двигалась в одном направлении и следы от нее были строго параллельны

Механическая обработка значительно улучшит внешний вид изделия после травления.

Для этой операции применяется несколько способов. Все их объединяет общий принцип: защита части поверхности от разъедающего действия протравы, а различает вещество, используемое для нанесения рисунка.

Лак для ногтей

Популярный и доступный способ. Обладает некоторыми недостатками:

• Высокая вязкость лака не дает возможности для прорисовки мелких деталей и тонких линий.
• Требуется твердая рука и навык рисования.
• Весьма сложно исправить ошибочно нанесенные детали.

Использование лака для ногтей

Грунтовка или битумный лак

Используется грунтовка ГФ 021, ХВ 062 или битумный лак. Сначала веществом покрывается все протравливаемое изделие. Далее тонкой ручкой или маркером переносят контуры рисунка. Из тонкой проволоки или прутка из мягких сплавов следует изготовить иглу, заострив конец проволоки.

Травление с применением грунтовки

Те участки изображения, которые должны быть вытравлены, процарапываются до металла. Следует следить за тем, чтобы грунтовка не скалывалась.

Глянцевая бумага

Кроме глянцевой бумаги (ее можно купить в магазинах товаров для творчества, а можно просто вырезать лист из журнала), потребуется лазерный принтер, приложение для работы с изображениями и утюг. Изображение рисунка следует сделать зеркальным и распечатать в натуральную величину. Изображение прикладывают к поверхности и проглаживают несколько раз. После остывания заготовки бумагу смывают теплой водой, а тонер остается на поверхности детали. Тыльную и боковые поверхности, не подлежащие протравке, нужно защитить лаком или пластилином.

Глянцевая бумага для травления

Основное достоинство метода — можно точно переносить мельчайшие детали изображения.

Основной недостаток — работать таким образом можно только с плоскими или цилиндрическими заготовками. Способ весьма популярен при изготовлении печатных плат.

Травление стали

Кроме художественного травления металла, позволяющего получать изысканные изображения на стальных поверхностях, травление стали используют и для удаления окалины и оксидных пленок. При этом следует особо тщательно соблюдать требования технологического процесса во всем, что связано с концентрацией протравочных растворов и времени выдержки детали в протраве или в электролитной ванне. Перетравливание в ходе такой операции крайне нежелательно.

При травлении стали применяют как жидкий, так и электрохимический метод. Протраву готовят на основе сильнодействующих кислот, таких, как соляная или серная. Особое внимание следует уделить тщательному обезжириванию поверхности. Пропущенное масляное или жировое пятно может привести заготовку в негодность. Для защиты частей заготовки, не подлежащих травлению, использую лаки, составляемые на основе канифоли, скипидара, гудрона.

Эти компоненты легко воспламеняемы, поэтому во время работы с лаком следует сбыть особо внимательным и осторожным. По окончании травления непротравленные участки заготовки очищают от защитного лака растворителем.

Большой популярностью среди домашних мастеров — травильщиков пользуется азотная кислота. Ее применяют как единственную основу для протравы, так и в смеси с виннокаменной или соляной. Раствор для травления металла на основе смеси азотной и соляной кислоты обладает очень высокой химической активностью, и обращаться с ним следует крайне осторожно.

Азотная кислота

Для обработки твердых и специальных сортов стали используют смеси азотной и уксусной кислоты. Обработку проводят в два этапа. Сначала готовят специальную предварительную протраву — глифоген, представляющий собой смесь воды, азотной кислоты и этилового спирта. В ней деталь выдерживают в течение нескольких минут. Далее заготовку промывают раствором винного спирта в дистиллированной воде и тщательно высушивают. После этого проводят основное протравливание.

Для травления чугунов применяют растворы серной кислоты средних концентраций.

Исходя их атомного веса и определяемых им физико-химических свойств вещества, для каждого металла и сплава подбирают свою, наилучшим образом воздействующую именно на него, протраву.

Травление медных сплавов

Как чистая медь, так и медные сплавы протравливают с применением серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты. Для повышения скорости реакции в растворы добавляют соединения хрома или азота. На первой стадии травления с заготовки удаляют окалину и оксидную пленку, далее переходят собственно к травлению металла. При травлении меди в домашних условиях следует соблюдать осторожность.

Алюминий и сплавы на его основе выделяются среди других металлов тем, что для их травления применяют не кислотные, а щелочные растворы. Для молибдена также применяют щелочные растворы на основе едкого натра и перекиси водорода.

Титан стоит еще большим особняком — на первом этапе предварительного протравливания применяют щелочь, а на основном — уже кислоту. Для титана применяю самые сильные кислоты — плавиковую и концентрированные серную и азотную. Титановые заготовки протравливают с целью снятия поверхностного слоя окислов непосредственно перед тем, как нанести гальваническое покрытие.

Для протравливания таких металлов, как никель или вольфрам, используют водный раствор перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Заготовка для печатной платы представляет собой лист текстолита, с одной или с двух сторон покрытый слоем медной фольги. Целью травления печатных плат является создание проводящих дорожек из медной фольги в точном соответствии с чертежом. Дорожки покрывают защитным лаком, остальную часть фольги удаляют травлением.

В домашних условиях применяет несколько способов:

1. Хлорным железом. Реагент приобретают в магазине химических товаров или делают самостоятельно. В соляной кислоте следует растворить железные опилки. Перед использованием раствор следует выдержать до полного растворения железа и тщательно перемешать.
2. Азотной кислотой.
3. Водным раствором серной кислоты, смешанной с таблетированной перекисью водорода.
4. Медным купоросом с добавлением горячей воды и хлорида натрия. Этот вариант самый безопасный, но и самый продолжительный. На протяжении всего процесса температуру протравы следует поддерживать не менее 40^оС, иначе протравливание растянется на многие часы.
5. Электролитическим методом. Следует взять диэлектрическую емкость (хорошо подходят кюветы для проявки фотографий), наполнить ее раствором поваренной соли, поместить туда плату и кусок медной фольги, которая будет служить катодом.

По окончании протравливания жидким методом плату следует тщательно промыть раствором соды, чтобы погасить остатки кислоты.

Процесс травления для других материалов

Кроме металлов, операции травления подвергают и другие материалы. Наиболее часто встречается протравливание стекла с декоративными целями. Травление осуществляют в парах плавиковой кислоты, единственной, способной растворить стекло. На этапах подготовки проводится предварительная кислотная полировка поверхности изделия, потом на нее переводится контур будущего изображения. Защитные покрытия для стекла делают из смеси воска, канифоли и парафинов. После нанесения защитного покрытия заготовку окунают в травильную емкость.

Применение плавиковой кислоты создает на поверхности красивую матовую структуру. Чтобы получить гладкую, прозрачную поверхность, в протравочную смесь добавляют концентрированную серную кислоту. Для получения рельефного, глубокого узора операцию повторяют.

В травлении металлов используются чрезвычайно активные в химическом отношении вещества-сильные кислоты, щелочи и их растворы. При неправильном обращении они могут причинить серьезный вред здоровью и нанести значительный материальный ущерб.

Использование резиновых перчаток

Поэтому при работе с ними нужно соблюдать особые меры предосторожности и строго выполнять правила техники безопасности при проведении работ:

• Работы проводят только при наличии хорошей вентиляции, предпочтительно — вытяжного шкафа.
• Обязательно использование средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток и фартука, плотной производственной одежды, респиратора, защитного лицевого щитка.
• Нельзя ставить банки с кислотами и щелочами на высоко расположенные полки и шкафы.
• Во время разведения кислот КИСЛОТУ ЛЬЮТ в ВОДУ, и никогда — воду в кислоту.
• При работе с кислотой иметь под рукой раствор соды, а при работе со щелочью — слабый уксусный раствор для промывания участков кожи, на которые случайно попали капли раствора.
• При работе гальваническим методом перед началом работы тщательно осмотреть все используемое электрооборудование на предмет отсутствия механических повреждений и целостности изоляции.
• Иметь под рукой исправный огнетушитель.

В случае попадания травильного раствора на кожу следует немедленно промыть пораженный участок соответствующим нейтрализующим раствором. Если брызги кислоты или щелочи попали на одежду — ее следует немедленно снять.

Промыть водой пораженный участок

Если травильный раствор попал на слизистые оболочки — следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Промедление в таких случаях может стоить здоровья или даже жизни.

Травление нержавеющей стали: кислотами, пастами, хлорным железом

Травление нержавеющей стали – немаловажный процесс, который обеспечивает удаление верхнего слоя материала и восстановление первоначального состояния. Суть в том, что после проведения определённых работ на поверхности нержавейки могут образоваться дефекты в виде сварных швов, оксидов и окалин, которые способны заметно подпортить внешний вид материала, а также ухудшить эксплуатационные и эстетические свойства. Отличительной чертой стали считается наличие оксидохромовой пленки, целью которой является защита верхнего слоя. Именно из-за неё и возникают вышеперечисленные дефекты, которые с трудом вступают в связь с реагентами. В случае возникновения таких неприятностей можно исправить ситуацию, воспользовавшись специальной процедурой – травление нержавеющей стали.

Процедура травления нержавеющей стали

Химическая и электрохимическая обработка или травление считается одним из лучших способов очистки верхнего слоя нержавейки. Данная процедура отлично очищает поверхность стали от сварных швов, устраняет деформации различного типа, а также способствует укреплению структуры сплава после термической обработки. Кроме очистных свойств, процедура обеспечивает восстановление пассивного слоя стали, необходимого для защиты сплава от разрушения структуры при повышенных температурах.

Суть очистки стали 12х18н10т заключается в химическом взаимодействии верхнего слоя с концентрированным кислотным раствором. В основном используются соляная либо серная кислоты, после чего в ход вступает смесь расплавленной щелочи. Процесс очистки кислотой имеет две стадии: в первую очередь металл обрабатывается основным кислотным составом, а в заключении сплав выдерживается в ванне с раствором азотной кислоты.

Обрабатывая нержавейку, стоит строго соблюдать этапы технологического процесса. Емкость с раствором, в которую помещен сплав, должна обрабатывать лишь верхние слои металла, дополнительно устраняя имеющиеся повреждения. Не рекомендуется допускать изменение макроструктуры нержавеющей стали, так как железо может потерять свои первоначальные свойства.

Применение травления

Процесс травления широко применим на производстве во время очистки верхних слоев стали от сварных швов, окалин, окислов и ржавчин. Используется во время поиска внутренних дефектов путем снятия верхнего слоя заготовки либо для изучения структуры металла.

Эта процедура обеспечивает зачистку материала, благодаря чему увеличивается адгезия верхнего слоя. Это необходимо для успешного соединения металлической заготовки с другой поверхностью, после чего наносится покрасочный, эмалированный, гальванический слой или другое защитное покрытие.

Такой вид обработки обеспечивает не только быструю очистку заготовки, но и создаёт на верхнем слое металла заданный рисунок. С помощью травления можно вырезать канал любой толщины или оформить сложное изображение. Также возможна обработка крупных заготовок и проката. Можно легко регулировать глубину обработки до микронов, благодаря чему удастся обработать поверхность со сложными участками и мелкими пазами. Процедура применяется в проведении анализа, определяющего образование межкристаллической коррозии у нержавеющей стали.

Кроме этого данный процесс широко используется во время обработки углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей, цветных металлов и титана. Эта технология незаменима во время обработки мелких металлических деталей, шестеренок наручных часов. С помощью неё изготавливаются полупроводниковые микросхемы и печатные платы в электронике. Этот способ обработки обеспечивает образование токопроводящего канала на микросхемах. В авиастроении травление играет важную роль, так как с помощью этого процесса уменьшается толщина металлических листов, благодаря чему снижается вес самолёта. В нанесении рисунков и надписей данная операция также играет большую роль. Травление производит рельефное изображение, полученное путем разрушения металлической поверхности согласно определенным шаблонам. В быту операция способствует очистке трубопровода.

Методы травления

В домашних условиях и на производственных участках используется следующие виды обработки:

• Кислотная очистка;
• Электролитическая очистка;
• Очистка пастами.

Травление кислотами

Наилучший результат в ходе обработки нержавеющей стали получается путем длительного выдерживания верхнего слоя нержавейки в емкости кислот из серы и азота. Как происходит данный процесс:

1. Первоначальным этапом считается обезжиривание верхнего слоя стали, с последующей зачисткой заусениц и ожогов;
2. Далее происходит травление в сернокислотных ваннах. Во время процесса кислотный состав разъедает шероховатость на поверхности, окалины и заусенцы. Наилучшим показателем температуры во время разъедания является 60-80 градусов по Цельсию. В течение процесса важно контролировать данный параметр. Продолжительность травления зависит от концентрации кислоты (10-12%) и маркировки стали. Стоит быть внимательней, так как истощение кислотной ванны приводит образование точечной коррозии на поверхности металла. К примеру, сталь с содержанием хрома (18%) и никеля (8%) потребует 20-40 минут обработке сернокислотной ванне. Есть возможность сократить время данной процедуры в несколько раз. Для этого следует контролировать уровень атмосферы.
3. Следующий шаг — промывка заготовки в большом количестве жидкости.
4. Следом стоит погрузить обрабатываемую деталь в ванну, которая наполнена азотнокислым раствором. Время процедуры занимает от 5 до 15 минут с учётом температуры ванны 50-70 градусов по Цельсию.
5. Заключительный этап – повторное ополаскивание проточной водой.

Описанный метод травления считается стандартным и включает в себя несколько вариантов обработки. К примеру, выдержка в емкости с азотным раствором, который обогащен элементами плавиковой кислоты, увеличивает процедуру до получаса. Если поднять уровень концентрации плавиковой примеси до 15%, то получится провести процесс обработки при низкой температуре, при этом избежав предварительное опускание заготовки в кислоту. Ещё один доступный вариант обработки – очистка стали с помощью ортофосфорной кислоты. Для выполнения процедуры стоит следовать следующим шагам:

• Обезжирить стальную заготовку любым доступным средством;
• Промыть деталь в проточной воде и высушить;
• Залить ванну для обработки ортофосфорной кислотой по пропорции 150 мг на литр воды;
• Поместить сплав в емкость и ожидать в течение часа;
• Достать и промыть в проточной воде очищенную деталь.

Сократить время обработки в сернокислой ванне можно с помощью добавления хлористого натрия в размере 5%. Благодаря этому процесс занимает 15 минут, но стоит придерживаться соответствующего температурного режима (80 градусов).

Важно помнить, что в помещении с плохой аспирацией следует заменить состав для второго этапа обработки. Проблема в выделении вредных паров из кислоты, поэтому лучше заменить раствор, используя 8% сернокислого железа и 3% плавикового раствора.

Оказать помощь в определении метода травления может окисная пленка, расположенная на верхнем слое нержавейки. Преимущество в том, что внешнее состояние подсказывает о составе плёночного слоя. Если цвет окалины зелёный, это свидетельствует о высоком уровне хрома в составе. В результате может затрудниться взаимодействие стали и кислотной ванны, следовательно, на обработку уйдет больше времени.

Электролитическое травление

Суть электролитической очистки заключается в неравномерной анодной обработке различных структурных элементов, а также в избирательной окраске металла из-за появления пленок. Отличительной чертой данной обработки считается имение внешних источников тока.

Максимально эффективна электролитическая обработка во время определения макроструктуры металлов, сплавов подвергшихся деформации, а также высоколегированных сталей, которые отличаются высокой химической устойчивостью. Электролитическая обработка имеет три вариации травления:

• Очистка посредством анодного растворения;
• Анодная пленочная очитка;
• Катодная пленочная очистка.

Самым распространённым методом электротравления считается анодное растворение, благодаря которому рельеф на поверхности образуется в результате отдельных границ или фаз зерен.

Травление готовыми пастами

На данный момент современный рынок обеспечен огромным ассортиментом различных паст для травления нержавеющей стали. Главная задача пасты – изменение неровностей окрашенной поверхности в результате высоких перепадов температуры, а также очистка сварных швов. Процесс использования травильной пасты достаточно прост и может быть применён даже в домашних условиях. Нержавейка после сварки хорошо очищается пастой густой концентрации, ведь её эффективность уже начинает проявляться при температуре 80 градусов. Перед травлением металлическую поверхность необходимо очистить от коррозии и прочих дефектов.

Процесс травления пастой состоит из следующих шагов:

• Обработка верхнего слоя заготовки пастой слоем до нескольких сантиметров;
• Выдержка в течение полутора часа;
• Промывка под проточной водой.

Травление пастой идеально подходит для обработки сварных швов на нержавеющих марках стали. После правильной обработки поверхность способна выдерживать коррозийные атаки в самых неблагоприятных условиях.

способы нанесения рисунка на металл

Чтобы создать необычный рисунок на металлической поверхности, не нужно использовать высокотехнологичное оборудования. Травление металла позволяет создать любой рисунок на обрабатываемой поверхности без серьёзных усилий и покупки дорогостоящего оборудования.

Травление металла

Суть метода

Чтобы сделать рисунок на металле, необходимо использовать разъедающий состав (протраву). Чтобы не повредить участки поверхности, на которых не будет декоративного изображения, на них наносится специальное защитное покрытие.

После подготовки детали, её погружают в ёмкость, заполненную электролитической жидкостью. Металлическая заготовка подвергается воздействию агрессивной среды. Постепенно кислота разъедает металл. Важно понимать, что чем дольше заготовка будет находится в протраве, тем больший слой металла она вытравит. Существует две методики травления: гальваническое и художественное. Их можно применять как на производстве, так и в домашних условиях.

Считается наиболее безопасной методикой. Гальванический способ травления подразумевает под собой использование электролитических растворов на основе медного, железного, цинкового купороса и нашатыря. При этом не используются едкие кислоты, которые при травлении выделяют вредные испарения.

Для проведения гальванической обработки необходимо подготовить определенный инвентарь:

1. Большая емкость для погружения детали (ванна).
2. Подача постоянного тока в 5 вольт. Удобнее всего использовать для этого блок питания.
3. Отдельный катод. Он должен быть изготовлен из того же металла, что и обрабатываемая деталь.
4. Подвесы из проволоки.
5. Две штанги на которых будут закреплять заготовку с катодом и подавать напряжение.

После подачи тока металл начинает передаваться от заготовки к катоду.

Художественный метод травления металла используется различными умельцами, работающими с металлическими изделиями. С его помощью украшают охотничьи ножи, различное оружие, детали оборудования и многое другое. Помимо использования различных химических жидкостей, можно опробовать применение глянцевой бумаги, скотча или лака.

Существует несколько основных способов художественной обработки металлов, которые используют на производстве и в домашних условиях.

Химический

Химическое травление изделий из металла подразумевает под собой использование различных кислот. Для создания рисунка не нужно покупать дорогостоящее оборудование или собирать сложные конструкции. Используются серная, соляно-фосфорная или азотная кислота. В растворе серной кислоты можно эффективно травить различные материалы.

При использовании химического способа декоративной обработки металлических изделий необходимо использовать защитные очки и респиратор. Кислоты выделяют едкие пары, которые могут навредить организму человека.

Электрохимический

В этом способе обработки металла применяют раствор электролита. В процессе травления через него пропускают ток. Таким образом работа проходит быстрее чем при химической обработке, не выделяется вредных испарений.

Ионно-плазменный

Для этого способа не используются кислоты и другие химические составы. Металл обрабатывается с помощью ионизированной плазмы, которая подаётся на него отдельными пучками.

Способы травления металла могут отличаться в зависимости от обрабатываемого материала. Например, цветные металлы или сталь и железо обрабатываются по-разному.

Цветной металл

Травление цветных металлов

Протравы подбираются в зависимости от вида металла, его физических и механических свойств. Например, сплавы на основе меди и чистую медь эффективнее всего обрабатывать с помощью серной, азотной, соляной или фосфорной кислот. В качестве катализатора, ускоряющего реакцию, можно использовать соединения на основе хрома.

Чтобы травить алюминий, необходимо использовать щелочные растворы. То же самое касается молибдена.

До начала травления цветных металлов, их нужно подготовить. Для этого с поверхности материала требуется снять оксидную плёнку. Также нужно удалить окалины.

Титан интересен в процессе обработки. Изначально его нужно покрыть щелочным раствором и только потом использовать кислоты. В качестве вторых должны выступать мощные концентраты.

Травление печатных плат

Платы для электроприборов изготавливаются из текстолита. На одной из сторон платы находится слой медной фольги. Вытравить дорожки, по которым будет проходить ток, можно с помощью медного купороса, азотной кислоты, хлорного железа, разбавленной серной кислоты.

Травление стали

Часто методами травления со стали удаляются окалины или оксидная плёнка. Важно изначально обезжирить поверхность стали, чтобы на ней не осталось масляных подтёков или пятен жира. Они могут испортить внешний вид материала после травления. Также особое внимание нужно уделить протравам.

Протравы, используемые для стали

Самый популярный состав, которые используют домашние мастера — азотная кислота. Часто её смешивают с соляной, чтобы добиться наилучшего эффекта. Эта смесь опасна и обращаться с ней нужно аккуратно. Чтобы работать с твердыми видами стали, требуется использовать смесь уксусной и азотной кислоты.

Азотная кислота

Процесс травления для других материалов

Часто с помощью травления создаются рисунки на стекле. Для этого применяются пары, которые выделяет плавиковая кислота. При этом защищают места, которые не нужно обрабатывать, с помощью воска или парафина.

Проведение работ в домашних условиях

Травление на металле в домашних условиях считается популярным среди мастеров-самодельщиков. Своими руками можно создать любой рисунок и перенести его на металлическую поверхность.

Основную обработку поверхности можно начинать только после подготовки заготовки:

1. С поверхности металла удаляются посторонние вкрапления, ржавчина, окалины, грязь.
2. Металлическое изделие протирается ветошью и обезжиривается с помощью растворителя.

Последним этапом обработки является полировка. Если довести поверхность до зеркального состояние не получается нужно почистить её наждачной бумагой в одном направлении.

Получение цветного рисунка

Чтобы нанести рисунок на поверхность изделия в домашних условиях, можно воспользоваться одним из трёх проверенных способов.

Лак для ногтей

Этим косметическим составом сложно прорисовывать мелкие детали из-за его густоты. Требуется умение рисовать лаком, поскольку исправить неудавшиеся детали сложно.

Лак для ногтей

Грунтовка или битумный лак

Для этого способа можно использовать грунтующие составы ГФ 021, ХВ 062. Также подходит битумный лак. Всё изделие покрывается выбранным составом. Кистью переносятся контуры изображения. С помощью иглы или шила очищаются те места, с которых требуется снять слой металла.

Глянцевая бумага

Такую бумагу можно приобрести в канцелярском отделе магазинов. Дополнительно нужен утюг и принтер:

1. В первую очередь, на принтере распечатывается изображение в полную величину.
2. Рисунок кладут на металлическую поверхность глянцевой стороной и проводят 3–5 раз горячим утюгом.

После обработки теплом, бумагу смывают водой.

Техника безопасности при травлении

При проведении травления металла домашних условиях требуется соблюдать правила техники безопасности. Таким образом можно защитить свой организм от возможного негативного влияние химикатов. Правила и рекомендации:

1. Проводить работы нужно в помещении с хорошей вентиляцией.
2. Нельзя лить воду в кислоту. Можно наливать кислоту в воду.
3. Если для травления используется гальванический метод, требуется проверить оборудование для обработки на наличие поломок и неизолированных участков.
4. Чтобы не получить ожогов, необходимо использовать респиратор, защитные перчатки и очки.
5. В мастерской должен присутствовать огнетушитель.

При попадании кислоты на кожу, поражённый участок требуется промыть раствором соды. Щелочи смываются разбавленным уксусом.

Травление металла применяется на производстве и в домашних условиях. Это процесс позволяет создавать разнообразные рисунки на металлических и стеклянных поверхностях. Однако при работе с кислотами и щелочами требуется уделять особое внимание безопасности организма.

Травление металла в домашних условиях: вытравливание рисунка своими руками электролизом, как вытравить узор на нержавеющей стали, как травить железом надписи на нержавейке

26Авг

1. Суть метода
2. Используемые способы
3. Как травить рисунок на металле в домашних условиях гальваническим способом
4. Художественное травление металла в домашних условиях
5. Подготовка поверхности перед тем, как нанести рисунок на металл для травления
6. Нанесение рисунка на металл для травления: как сделать узор
7. Лак для ногтей
8. Травление рисунка на нержавейке грунтовкой или битумом
9. Глянцевая бумага
10. Немного информации о травлении стали
11. Протравы, используемые для стали
12. Травление цветных металлов
13. Создание печатных плат
14. Как проходит процесс для других материалов
15. Техника безопасности

Художественная обработка металлических изделий может быть разной, в том числе нанесение узоров с помощью краски или специальных химикатов. Но максимальной надежностью с точки зрения длительности сохранения результата отличаются способы с использованием активных реакций, когда меняется структура поверхностного слоя. В статье мы расскажем о том, как сделать химическое травление (нанесение рисунка/надписи) на металле с помощью электролиза в домашних условиях своими руками.

Суть метода

Процедура известна уже очень долгое время. Она применялась наравне с другими техниками нанесения изображения на оружие, кухонную утварь. В основе лежит удаление верхней части металлического изделия с помощью реакции с активными компонентами – протравой. Таким образом можно сделать гравировку, украшение, а также придать поверхности некоторые уникальные качества.

Технология заключается в том, чтобы обезопасить участки, которые должны оставаться целыми, от воздействия химиката. Защитное покрытие может наноситься разными способами – ниже мы их подробно опишем. После этого должна воздействовать кислота. Деталь из железа погружают в раствор электролитов и подвергают реакции. Чем она длительнее, тем более толстый слой будет убран с поверхности. Интересный результат показывает многослойное протравливание, когда погружение производится в несколько этапов.

Процедура используется и на производстве, и дома. Цель травления на нержавеющей стали в домашних условиях – вытравливание рисунка на металле, а также гравировка (надпись). В результате получается очень ровный зазор, который повышает эстетичность предмета, может помочь в реставрации, например, оружия. Метод также предназначен для придания свежести старым предметам, для того чтобы скрыть погрешности, потертости, замаскировать сколы. Кроме того, методику используют при производстве сувенирной и подарочной продукции.

Используемые способы

Несмотря на то, что суть методика одна – это снятие верхнего металлического слоя с помощью воздействия агрессивного вещества в заранее подготовленных, идеальных для этого условиях, технологию можно разделить по видам. В основу классификации будет положено не то, как вытравить рисунок на металле, а какой раствор для травления приготовить. В зависимости от материала, различают способы:

• Химический. Его также называют жидким, поскольку применяются жидкости – кислоты. Несмотря на то, что результат получается достаточно быстрый и качественный, а специфическое или дорогое оборудование приобретать не нужно, не все пользуются именно таким методом, поскольку в ходе протравливания образуются едкие, вредные для здоровья пары. Очень важно придерживаться техники безопасности и обеспечить защиту верхних дыхательных путей.

• Электрохимический (гальванический). Суть в том, что реакцию металла с электролитическим раствором усиливает пропущенный через емкость электрический ток. Преимущества использования заряда в высокой скорости процесса, точном результате и в отсутствии испарений.

• Ионно-плазменный. Второе название – сухой. Методика реализуется только на высокотехнологичном производстве, потому что требует дорогостоящего оборудования. На зону обработки попадает точно направленный пучок ионизированной плазмы. Наиболее часто так изготавливают микросхемы и другие миниатюрные элементы бытовой техники и гаджетов.

Как травить рисунок на металле в домашних условиях гальваническим способом

Рассмотрим именно этот процесс как наиболее популярный, дающий отличный результат, а также не очень затратный и доступный дома. Первое приятное отличие от химического метода – нет вредных паров. Раствор электролита зависит, в первую очередь, от протравленного материала:

Вид металла	Используемые химические элементы
Сталь, железо	Нашатырный спирт, сульфат железа
Медные сплавы (чистая медь, бронза, латунь)	Сульфат меди
Цинк	Цинковый купорос

Для того чтобы провести нанесение узора на металл своими руками, вам понадобится подготовить следующие материалы и оборудование:

• Емкость, не проводящая ток, которая соответствует размерам обрабатываемой детали и немного превышает их.

• Источник электричества на 5 вольт.

• Катод – он должен быть изготовлен из такой же стали, что и заготовка.

• Подвесы из проволоки, на которые нужно будет подвешивать металлический элемент.

• Штанги-проводники в количестве двух штук, которые превышают размеры ванны.

 Теперь представляем алгоритм действий:

1. Подсоединяем первую штангу к источнику электроэнергии (отрицательный заряд), прикрепляем катод.

2. Вторую, соответственно, к положительному выводу, а также она будет служить опорой, на которой будет подвешено изделие (анод).

3. Затем подается напряжение. Когда оно включается, происходит электролитический перенос. Однако только с тех поверхностей, которые не были покрыты каким-либо защитным покрытием.

Художественное травление металла в домашних условиях

Методика, которую применяют в целях декорирования металлических изделий, может быть любой из представленных выше. Обычно это пользуется популярностью для нанесения узоров на холодном и огнестрельном оружии, на кухонной утвари, стальных частях автомобиля и любых других предметов из стали. Чаще всего в качестве трафаретов используют сцены охоты, абстракцию, силуэты животных. Иногда процесс протравливания совмещают с рядом других методов декорирования металлических поверхностей, например, с воронением. Тогда рисунок получает дополнительный желтоватый оттенок.

Посмотрим видео про травление металла в домашних условиях:

Обычно в этих целях применяют:

• Лакокрасочные покрытия.

• Глянцевая бумага.

• Канцелярский скотч.

Для оклеенной поверхности берется горячая игла. Ей царапаются контуры изображения или гравировки. Таким образом материал прорезается. Берется пинцет, им аккуратно приподнимаются и удаляются участки скотча с тех фрагментов, где предполагается протравливание. А другие части остаются защищенными. Чтобы затем убрать клейкий слой, можно использовать обычный растворитель. Не забывайте об обязательном обезжиривании перед началом процесса.

Подготовка поверхности перед тем, как нанести рисунок на металл для травления

Зачем производить очистку и обезжиривание? Для того, чтобы ускорить всю процедуру, а также для улучшенного результата – удаление происходит ровным, одинаковым слоем. Первым делом нужно убрать любые загрязнения – это и механические (обыкновенная грязь), и химические (масло, например) элементы. С этой целью можно использовать мыльный раствор, классическое средство для мытья посуды, порошок. Далее дайте детали обсохнуть при нормальных климатических условиях. Лучше не тереть теми тряпками, которые могут оставить ворсинки, а пропитать, к примеру, бумажными салфетками.

Следующий этап – это удаление жирного, маслянистого слоя, помочь в этом может обезжириватель или обычный бензин, растворитель, ацетон, спирт.

Можно применять не только химические способы очистки, но и механические – совмещать их. Для этого можно применять полировку и шлифовку. Если полировочные составы и губки недоступны мастеру, а есть в наличии только наждачная бумага, то важно шкурить строго в одном направлении, чтобы следы были параллельные, а не хаотичные. Это позволит улучшить общий внешний вид готового изделия.

Нанесение рисунка на металл для травления: как сделать узор

Общий принцип единый: нужно защитить одну часть от разъедающего воздействия протравливающего состава. Только действовать можно с помощью разных материалов. Мы ниже приведем примеры таких веществ.

Лак для ногтей

Доступность этого метода очень высокая – косметическое средство можно купить в любом соответствующем магазине. Но пользователи отмечают, что есть несколько негативных сторон:

• Поскольку жидкость достаточно вязкая, ее не получается наносить на очень маленькие детали, тонкие штрихи.

• Не каждый человек без опыта сможет без трафарета нарисовать узор кисточкой. Должны быть определенные навыки рисования, а также твердая рука.

• Если была допущена ошибка, то осторожно стереть неправильный участок лака достаточно сложно, он будет размазываться.

Травление рисунка на нержавейке грунтовкой или битумом

Способ достаточно кропотливый. Сперва вся обрабатываемая поверхность покрывается жидким материалом. После того как он подсохнет, берется ручка или фломастер, карандаш, им переносится узор. Затем нужно взять иголку, тонкую проволоку или другой заостренный металлический элемент. С его помощью необходимо процарапать все детали рисунка, которые не подвергаются протравливанию.При этом обратите внимание на то, чтобы не было сколов. Для нанесения подойдет грунтовка типов ГФ 021, ХВ 062, а также самый обычный битумный лак. Обычно технику используют, когда нужно нанести тонкие линии, а также изображения, отличающиеся высокой сложностью.

Глянцевая бумага

Необязательно покупать специальные одноцветные листы, вполне подойдет старый журнал. Однако отсутствие лишних напечатанных рисунков и текста на глянце способствует точному нанесению заготовленного узора. Что важно сделать:

1. На компьютере подготовить изображение и сделать его зеркальным (особенно важно для текста).

2. Используя струйный принтер, напечатать заготовку на глянцевую бумагу.

3. Пока чернила еще не до конца засохли, весь эскиз прикладывают к металлической поверхности, разглаживают его.

4. После остывания можно смочить листок теплой водой.

Перед началом следует защитить торцевые стороны изделия, а также задние, поскольку они в обратном случае тоже будут взаимодействовать с протравой. Как и у всех способов, этот имеет достоинства и недостатки. Основной плюс – максимальная точность перенесения изображения и отсутствие ошибок из-за художественного исполнения. К минусам же можно отнести то, что для точности поверхность должна быть максимально гладкой. Добиться этого можно с помощью качественной предварительной зачистки. Эта технология активно используется компьютерщиками и электриками для изготовления печатных плат.

Немного информации о травлении стали

Кроме высокой эстетичности, стальные детали, протравленные одним из методов, получают еще некоторые преимущества. Таким образом можно легко избавиться от оксидных пленок и окалин. Но для этих целей очень важно, чтобы были соблюдены такие параметры, как:

• Длительность пребывания детали в электролитическом растворе.

• Концентрация определенных веществ в протраве.

• Сила подаваемого тока.

Вне зависимости от того, какая технология используется – гальваническая или химическая, применяются достаточно сильно активные кислоты – соляная, серная. Перед тем как травить сталь, обязательно нужно тщательно обезжирить поверхность. Жирные пятна – это основная причина того, что заготовка портится. Кроме того, важно защитить те участки детали, которые в дальнейшем не требуется протравливать. Для этих целей можно применять лакокрасочные покрытия на основе скипидара, гудрона или канифоли. Так как они легко воспламеняются, необходимо быть очень осторожными в ходе работы. А когда процесс завершен, поверхность можно очень просто убрать обычным растворителем для лака.

Протравы, используемые для стали

Обычно растворы являются многокомпонентными, но не всегда. В качестве основы или добавки могут применять кислоты:

В качестве вспомогательных компонентов выступают:

На их основе готовят глифоген, его же можно купить уже приготовленным. В нем выдерживают для протравливания деталь первый раз – достаточно нескольких минут. Затем ее обмывают и высушивают, и только после этого помещают в финальный раствор.

Травление цветных металлов

Несколько много различных металлических сплавов и отдельных веществ в таблице Менделеева, настолько многочисленны применяемые протравы. Их эффективность часто обусловлена атомным весом элемента.

Чаще всего из цветмета травят медь, латунь и бронзу. С ними одинаково хорошо вступают в реакцию такие кислоты, как соляная, фосфорная и азотная. Соединения хрома в составе способствуют ускорению происходящей реакции.

Одним из немногих элементов, который реагирует не на кислотную, а на щелочную среду, является алюминий и, соответственно, алюминиевые сплавы. Кроме него, можно назвать молибден. Для них следует смешать едкий натр, добавить перекись водорода.

Очень сложно обрабатывать титан, ему обязательно необходимо подготавливать две ванны – сперва со щелочным раствором, а затем с сильными кислотами, такими как серная и азотная в высокой концентрации. Таким образом, сперва снимаются окислы, а затем только производится гальванизация.

Если нужно протравить более редкие металлы, например, никель или вольфрам, то стоит смешать перекись водорода с HCOOH.

Создание печатных плат

В качестве заготовки используют тонкий лист текстолита, который с обеих сторон покрыт слоем меди. Задача специалиста – сделать токопроводящие дорожки в точном соответствии с чертежом. Это достаточно тонкая работа. Нужно закрепить на линиях какой-либо защитный материал (обычно это лак), а остатки медной фольги убрать с помощью пинцета. При травлении используются такие материалы:

• Хлорное железо.

• Азотная кислота.

• Состав из серной кислоты, перекиси водорода и воды.

• Сульфат меди с хлоридом натрия.

Это в том случае, если применяется жидкий способ. После этого необходимо тщательно убрать все остатки химиката. Также подходит электролитический вариант.

Как проходит процесс для других материалов

Часто так декорируют стекло, например, предметы кухонной утвари, окна, зеркала. Единственное вещество, которое с легкостью и достаточно безопасно растворяет стекло, – это плавиковая кислота. А в качестве защитного покрытия подойдет воск, канифоль. В остальном все этапы прежние – подготовка поверхности, защита участков, нанесения жидкого химиката, снятие остатков.

Техника безопасности

Любая химическая реакция происходит в условиях повышенной опасности, используемые материалы вполне могут разъесть кожу и мягкие ткани, некоторые емкости, а их газы при проведении процедуры сильно повреждают органы дыхания. Поэтому необходимо соблюдать рекомендации:

• Использовать специальные ванны.

• Надевать защитные перчатки, очки и респиратор.

• Работать в проветриваемом помещении.

Мы рассказали, как сделать рисунок на железе травлением в домашних условиях. Будьте осторожны при создании узоров и надписей.

Для чего используют травление металла

Ряд технологий для управления удалением поверхностного слоя металлической детали при помощи специально подобранных химических реагентов называется травлением металла. Оно позволяет удалять с изделий окалину, ржавчину и окислы под действием кислот, солей и щелочей в растворах. Таким способом проводят дополнительную подготовку изделий из металла к соединению или нанесению покрытия, что улучшает сцепление деталей или наносимого слоя с основой. Чаще всего применяется травление металла химическое, осуществляемое погружением заготовки в ванну с растворенными химическими реактивами.

 

Способы химического травления металла

 

Также существуют его виды, предусматривающие дополнительную активацию травящих веществ с помощью физических факторов. Это травление металла электрохимическое (или гальваническое) под действием электрического поля или ионно-плазменное посредством ионизации частиц реагентов. Если слово «травление» употреблено без указания его вида, то речь идет о химическом травлении в водном электролите. Его еще называют «жидким», в отличие от «сухого» ионно-плазменного.

 

 

При травлении металла кислотой, как правило, серной либо соляной, в ее раствор погружают заготовку. В кислотную реакцию при этом вступают как окислы, существующие на поверхности детали, так и металл основной. От увеличения содержания кислот операции растворения ускоряются одновременно для окислов и основного металла. На скорость процесса травления металла, помимо концентрации кислоты, влияют также его температурный режим, а также химический состав окислов. Наиболее оптимальное сочетание этих факторов позволяет вести травление так, чтобы при максимально скором растворении окислов оно как можно меньше затрагивало основной металл. Помимо этого в художественном травлении, когда необходимо сохранить нетронутой часть поверхности изделия, она покрывается особым защитным слоем.

 

 

Для очистки железа от поверхностных оксидов оптимален раствор 10% соляной кислоты с температурой в 40 єС (для использования кислоты серной – 60 єС). С увеличением этой температуры возрастает и скорость процесса. Получаемые в ходе травления металла соли также способны влиять на скорость процесса. Одни из них, например FеСl2, увеличивают ее, а другие, такие как FeSO4, уменьшают.

Травление металла хлорным железом осложняется получением водорода в ходе реакций железа и кислот. Он взаимодействует с верхним слоем металла, образуя в нем «травильные пузырьки» и делая изделие более хрупким. С целью предотвращения такого эффекта в ванну с травильным раствором добавляются особые добавки, замедляющие реакции. Они, создавая специальную оболочку, защищают металл от негативного воздействия водорода.

Баки из бетона или дерева, покрытые внутри кислотоупорными материалами, служат основным оборудованием для травления металла. Для удобства погружения небольших заготовок в ванны с травильным раствором используют особые лотки с корзинами. Когда необходима очистка не всей поверхности, а только ее части, например, паяного шва, то для нанесения травильных растворов на его поверхность применяют кисточку. Затем деталь аккуратно промывают водой. Травильные пасты необходимы для очищения частей металла, покрытых ржавчиной. Участок, пораженный ржавчиной, в два приема покрывают разными слоями паст с последующим промыванием.

 

 

 

Для обработки поверхности детали из меди или ее сплава применяется травление металла кислотами азотной, соляной либо серной. Алюминиевые детали следует травить щелочными растворами. Никель со сплавами подлежат очистке растворами серной кислоты с добавлением хромового ангидрида. Мельхиоровые детали очищают также раствором серной кислоты, добавляя в него хромпик. При этом их нужно промывать после процедуры травления теплой водой, растворив в ней немного винного камня. В виде потравы железных либо стальных изделий пользуются растворами нашатыря либо железным купоросом, бронзовые и латунные детали требуют травления металла медным купоросом, а цинковые изделия – цинковым купоросом, а также раствором окиси хлористого цинка.

 

Особенности процесса электролитического травления

 

Электролитическое или гальваническое травление металла применяют с целью ускорения очистки деталей способом погружения в ванну с раствором, на что обычно уходит много времени. Этот процесс проходит гораздо быстрее, если металлические детали помещать в электролитическую ванну в виде катодов или анодов. Отсюда и разделение электролитического травления на катодное и анодное.

 

 

Для анодного метода травления металла в качестве электролита используются щелочные растворы солей металлов и кислот. Катодом при этом обычно служат свинец или реже железо как материалы, не растворяющиеся в электролите. Учитывая скорость процесса травления металла электролизом, в очистке изделий этим способом необходимо строго соблюдать определенный режим, чтобы не подвергать металл риску чрезмерного электролитического растворения. Характеристики анодного тока выбирают, исходя из состояния поверхностного слоя изделия, а также необходимой скорости процесса. Травление ведется в комнатной температуре. Продолжительность операции определяют опытным путем.

 

 

Катодный способ травления металла предполагает использование в виде анода свинца либо сплава его с сурьмой. В смеси с растворами кислот соли щелочного металла являются электролитом. В основе данной технологии лежит действие водорода, получаемого на катоде. Он способствует восстановлению металлов из окислов, находящихся на детали, а водород в виде газа отделяет их с поверхности металла. Этот вариант травления не подходит для заготовок из закаленной стали из-за возможного наводораживания поверхностного слоя металлической детали. Уменьшить его при использовании этой технологии травления металла возможно, если ввести соли олова и свинца в ванну с электролитом.

Гальваническое травление экономичнее в сравнении с химическим. Это касается не только затрат времени, но и количества применяемых химических средств. Кроме того химический состав потрав для такого травления не включает едких кислот, поэтому в ходе его не выделяются газы, негативно действующие на здоровье.

 

 

По завершении травления проводят нейтрализацию возможных остатков растворов после очистки на изделиях. Если этого не делать, частицы солей либо кислот могут способствовать началу коррозии металла. В целях удаления этих остатков изделия помещают ненадолго в раствор с кальцинированной содой. После этого детали промывают холодной, а затем горячей водой и высушивают. Хранение обработанных таким образом изделий не вызывает коррозии, но во избежание возможного окисления лучше сразу подвергнуть их пайке.

Услуги травления металлов — Услуги химической очистки от окалины

Травление (химическое удаление окалины)

Травление металла или химическое удаление окалины — это лишь один из нескольких этапов предварительной обработки, доступных для подготовки изделия к дальнейшей обработке, такой как пассивация или электрополировка, или для выполнения операции улучшенной очистки сварных конструкций. Delstar Metal Finishing предлагает услуги травления и химического удаления окалины для нержавеющей и углеродистой стали. Мы занимаемся травлением углеродистой и нержавеющей стали более 15 лет.

Посмотреть больше фотографий

Delstar имеет одни из самых больших травильных резервуаров в Северной Америке. Мы можем протравить или пассивировать любую деталь, которая может быть доставлена ​​на наш объект. Наши возможности травления и пассивирования «вне резервуара» не имеют себе равных в мире! Наши уникальные возможности позволяют нам обрабатывать очень большие детали, которые большинство других компаний даже не рассматривают. Недавний пример наших возможностей включает травление 1200 кусков труб длиной 72 фута.Delstar может разработать процесс, соответствующий вашим потребностям и вашему графику.

Перед травлением должны быть удалены сильные поверхностные загрязнения, такие как масло, смазка, полировальные пасты, составы для рисования, некоторая окалина, сильная ржавчина, следы краски и краски, лента, остатки клея и другие посторонние вещества. Этот этап может быть выполнен с помощью щелочных очистителей, очистки растворителем, парового обезжиривания, ультразвуковой очистки, очистки паром, водоструйной очистки или других механических очисток. Предварительная очистка не требуется, если оксид или окалина являются единственными загрязнениями на поверхности.

Травление металла до и после

Травление обычно выполняется для удаления плотно прилипших оксидных пленок, образовавшихся в результате горячей штамповки, термообработки, сварки и других высокотемпературных операций. Сварка или термическая обработка часто приводят к образованию сложных оксидов, которые могут различаться по цвету. Все эти оксиды обычно называют «накипью» и должны быть удалены. Там, где это применимо, также могут быть выполнены альтернативные механические методы, такие как струйная очистка, дробеструйная обработка, галтовка и шлифовка круга.Не следует использовать абразивные материалы, содержащие железо. Во многих случаях травление нержавеющей стали выполняется в два этапа: один для размягчения окалины, а второй — для окончательного удаления окалины. Чрезмерное травление, недостаточное травление и точечная коррозия обычно являются прямыми результатами отсутствия контроля над параметрами процесса, включая концентрацию кислоты, температуру раствора и время контакта.

Стандарты и процедуры травления, применяемые в Delstar:

Компания Delstar чаще всего выполняет травление всех марок нержавеющей и углеродистой стали.

• ASTM A 380, Стандартная практика очистки, удаления накипи и пассивации деталей, оборудования и систем из нержавеющей стали
• Травление углеродистой стали, внутренняя процедура Delstar DMF-09-OP-003
• Травление, SSPC-SP 8 1 ноября 1982 г. Редакционные изменения 1 сентября 2000 г. Общество защитных покрытий, Спецификация подготовки поверхности № 8

Свяжитесь с нами, если вам потребуется травление или химическое удаление окалины.

Услуги по травлению и удалению окалины из нержавеющей стали

Травление нержавеющей стали — наиболее распространенный процесс травления, используемый на предприятии Delstar.Delstar имеет одни из самых больших резервуаров для травления нержавеющей стали в Северной Америке. В резервуаре или вне резервуара Delstar может выполнить свою работу. Мы можем протравить любую деталь, которая может быть доставлена ​​на наш объект. Наши возможности травления нержавеющей стали «вне резервуара» не имеют аналогов в мире. Наши уникальные возможности позволяют нам обрабатывать очень большие детали, которые большинство других компаний даже не рассматривают.

Посмотреть больше фотографий

Процесс травления используется для удаления тонкого слоя металла с детали из нержавеющей стали.Это отличается от процесса удаления окалины, при котором с детали из нержавеющей стали удаляются видимые толстые окалины. Наши растворы для травления нержавеющей стали представляют собой смеси азотной и плавиковой кислот. Коррозия на контактирующей части может возникнуть, если процесс не будет выполнен специалистом по травлению. Чтобы соответствовать нашему современному оборудованию, у Delstar есть одни из лучших специалистов по травлению в стране.

Наиболее распространенным применением для травления нержавеющей стали является «травление / пассивирование» Delstar. Это наш «одноэтапный» процесс, который удаляет тепловой оттенок и окалину при сварке, одновременно пассивируя поверхность обрабатываемых деталей. Большинство наших новых клиентов удивлены, узнав, что травление нержавеющей стали также способствует пассивации. Однако, если этого требуют наши клиенты, Delstar проводит маринование и пассивирование в два полных и отдельных этапа. Таким образом, пассиваторы травления, пассиваторы пассивирования и пассиваторы электрополировки.

Следующее наиболее распространенное применение травления нержавеющей стали — это этап предварительной обработки поверхности перед электрополировкой.Если деталь имеет тепловой оттенок и окалину на сварном шве, Delstar рекомендует протравить перед электрополировкой для достижения наилучших результатов.

Стандарт травления нержавеющей стали, применяемый в Delstar:

• ASTM A 380, Стандартная практика очистки, удаления накипи и пассивации деталей, оборудования и систем из нержавеющей стали

Свяжитесь с нами по вопросам травления нержавеющей стали.

Травление (металл)

Травление — это обработка металлических поверхностей с целью удаления загрязнений, пятен, ржавчины или окалины раствором, называемым травильным раствором, содержащим сильные минеральные кислоты, перед последующей обработкой, такой как экструзия, прокатка, окраска , цинкование или покрытие оловом или хромом.Обычно используются две кислоты: соляная кислота и серная кислота. Травильный раствор может представлять собой комбинацию кислот, а также может содержать азотную или фтористоводородную кислоты.

Углеродистая сталь обычно травится серной или соляной кислотой. Когда-то серная кислота была предпочтительным травильным агентом. Факт | дата = февраль 2007 г. для травильных машин, работающих на металлургических заводах. Соляная кислота выбирается в более современных линиях, когда требуются светлые поверхности, низкое потребление энергии, уменьшение чрезмерного протравливания и полное извлечение травильного агента из отработанного травильного раствора.

Процесс

Лазерная резка, сварка и горячая обработка оставляют обесцвеченный окисленный слой или окалину на поверхности обработанной стали. Его необходимо удалить для выполнения многих операций по отделке поверхности. Для удаления накипи используется кислотное травление. Кислотная очистка также используется для удаления неорганических загрязнений, не удаляемых другими растворами первичной очистки. Кислотная очистка имеет ограничения в том, что с ней трудно работать из-за ее коррозионной активности, и она применима не для всех сталей.Водородная хрупкость становится проблемой для некоторых сплавов и высокоуглеродистых сталей. Водород из кислоты вступает в реакцию с поверхностью, делая ее хрупкой и вызывая трещины. Из-за его высокой реакционной способности к обрабатываемым сталям концентрации кислоты и температуры растворов необходимо контролировать, чтобы обеспечить желаемую скорость травления.

Точно так же травление используется при изготовлении ювелирных изделий после флюсования или пайки для удаления накипи и загрязнений с ювелирного металла, которым часто является серебро, медь или золото.

Отходы

Сточные воды от травления включают кислые промывные воды, соли металлов и сточные кислоты. Отработанный травильный щелок считается EPA опасными отходами. Некоторые предприятия, особенно те, которые используют соляную кислоту, работают на предприятиях по регенерации кислоты, на которых минеральная кислота кипятится отдельно от солей железа, но все еще остается большой объем высококислотного сульфата железа или железа. хлорид, подлежащий утилизации. С 1960-х годов процессы полной регенерации соляной кислоты получили широкое распространение. Факт | дата = февраль 2007 г. Побочный продукт травления азотной кислотой продается в паре вторичных производств, включая удобрения.

В конце 80-х годов прошлого столетия производители стали традиционно утилизировали отработанный травильный щелок после нейтрализации известью. Процесс нейтрализации извести повышает pH отработанной кислоты и снижает вероятность выщелачивания тяжелых металлов из шлама в окружающую среду. Однако сегодня часть отработанного травильного щелока может быть переработана или восстановлена ​​на месте производителями стали.

Альтернативы кислотному травлению

Листовая сталь, подвергающаяся кислотному травлению, окисляется (ржавеет) при воздействии атмосферных условий с умеренно высокой влажностью. По этой причине наносится тонкий слой масла или аналогичного водонепроницаемого покрытия, чтобы создать барьер для влаги в воздухе. Эта масляная пленка впоследствии должна быть удалена для многих процессов изготовления, нанесения покрытия или окраски.

В 2003 году был разработан процесс, известный как гладкая чистая поверхность (SCS), [ [ http: // www.metalcenternews.com/2005/november/mcn05111cs_scs.htm «SCS полирует перспективы TMW», Тим Триплетт, Metal Center News , ноябрь 2005 г. ] ], представляющий альтернативу кислотному травлению. В процессе SCS поверхностное окисление удаляется с помощью специального абразива, и этот процесс оставляет поверхность стойкой к последующему окислению без необходимости в масляной пленке или другом защитном покрытии.

Рассольный щелок

Рассольный щелок — это кислотный раствор, используемый для удаления окалины или очистки стали в различных процессах производства стали.Обычно кислоты, используемые при травлении стали, представляют собой соляную, азотную, серную и плавиковую кислоты или их комбинации. Когда раствор израсходован, EPA считает травяной щелок опасными отходами.

В конце 80-х годов прошлого столетия производители стали традиционно утилизировали отработанный травильный щелок после нейтрализации известью. Процесс нейтрализации известью повысил pH отработанной кислоты и снизил вероятность выщелачивания тяжелых металлов из ила в окружающую среду.Однако сегодня большая часть отработанного травильного щелока перерабатывается или регенерируется на месте производителями стали.

Цитирования

Внешние ссылки

Фонд Викимедиа. 2010.

Пассивация / травление — обработка металлов ProSolutions ™

ProSolutions может удовлетворить все ваши потребности в травлении и пассивации. Мы можем протравить любую деталь, которая может быть доставлена ​​на наш объект.Если деталь не может быть доставлена, наша бригада и возможности позволяют нам обрабатывать детали за пределами нашего предприятия. Наши услуги по пассивации и травлению включают следующие основные процессы: травление нержавеющей стали, пассивация нержавеющей стали и травление углеродистой стали.

Травление нержавеющей стали

Нержавеющая сталь может подвергнуться коррозии в процессе эксплуатации при загрязнении поверхности. И травление, и пассивация — это химическая обработка поверхности нержавеющей стали для удаления загрязнений и содействия образованию сплошной пассивной пленки из оксида хрома.Травление и пассивация представляют собой кислотную обработку, и ни одна из них не удаляет жир или масло. Если изделие загрязнено, возможно, потребуется использовать моющее средство или щелочь перед травлением или пассивацией.

Травление — это удаление любой высокотемпературной окалины и любого прилегающего слоя металла с низким содержанием хрома с поверхности нержавеющей стали химическими средствами.

Если сталь была нагрета сваркой, термообработкой или другими способами до точки, где можно увидеть окрашенный оксидный слой, на поверхности стали под оксидным слоем имеется обедненный хромом слой.Более низкое содержание хрома снижает коррозионную стойкость. Чтобы восстановить наилучшую стойкость к коррозии, необходимо удалить поврежденный металлический слой, обнажив полностью легированную поверхность из нержавеющей стали. При механическом удалении могут остаться абразивные или другие частицы (препятствующие коррозии) или это может быть непрактичным, поэтому обычно используются химические средства.

Процедуры с использованием травильных растворов азотной (HNO3) и фтористоводородной (HF) кислот удаляют окалину и нижележащий обедненный хромом слой и восстанавливают коррозионную стойкость.Растворы для травления также удаляют загрязнения, такие как частицы железа и оксида железа. Существуют травильные растворы, отличные от смесей азотной и фтористоводородной кислот, и их можно использовать для специальных применений. Травильные пасты, в которых раствор смешивается с инертным носителем, обычно используются для обработки отдельных участков, например сварных швов.

Травление включает удаление металла и изменение или снижение яркости металла. Электрополировка является полезной альтернативой травлению. Удаление металла достигается, но обычно получается блестящее, гладкое и более устойчивое к коррозии покрытие.

Пассивация нержавеющей стали

Пассивация — это обработка поверхности нержавеющих сталей, часто кислотными растворами (или пастами), для удаления загрязнений и стимулирования образования пассивной пленки на только что созданной поверхности (например, путем шлифования, обработки или механического повреждения).

Обычная пассивационная обработка включает растворы или пасты азотной кислоты (HNO3), которые очищают стальную поверхность от свободных железных загрязнений. Следует проявлять осторожность при выборе и использовании процедур пассивации, чтобы гарантировать, что выбранная обработка будет нацелена на загрязняющие вещества. Пассивация также способствует быстрому развитию пассивной оксидной пленки на поверхности стали. Пассивация обычно не приводит к заметному изменению внешнего вида стальной поверхности.

В растворах для травления и пассивации могут использоваться опасные кислоты, которые при неправильном обращении могут нанести вред как оператору, так и окружающей среде. Кислоты для травления нержавеющей стали очень коррозийны по отношению к углеродистой стали. Важно, чтобы все кислоты были тщательно удалены путем промывки детали после завершения процесса.Остаточная фтористоводородная кислота инициирует точечную коррозию. Может оказаться полезным нейтрализовать кислоту щелочью перед стадией промывки.

Стандарт ASTM A380 по очистке, удалению окалины и пассивации деталей, оборудования и систем из нержавеющей стали является ценным источником информации о процедурах травления и пассивации.

На коррозионную стойкость нержавеющей стали влияет шероховатость поверхности после полировки с заметным снижением коррозионной стойкости, когда шероховатость поверхности увеличивается выше значения Ra, равного примерно 0. 5 микрометров. Это примерно соответствует поверхности, полученной шлифованием абразивом зернистостью 320. Для повышения коррозионной стойкости механически полированных поверхностей можно использовать пассивацию или электрополировку.

Травление углеродистой стали

Перед травлением необходимо удалить жир, масло, органические загрязнения и защитные покрытия с помощью щелочного средства на водной основе.

Для удаления оксидных слоев, корки отжига, прокатной окалины и продуктов коррозии материал протравливается ингибированной соляной кислотой.Время травления зависит от характера и толщины загрязнения.
После травления материал промывается изнутри и снаружи с помощью моечной машины высокого давления и нейтрализующих растворов.

Определение

для травления металла и синонимы для травления металла (на английском языке)

Травление — это обработка поверхности металла, используемая для удаления примесей, таких как пятна, неорганические загрязнения, ржавчина или окалина, с черных металлов, меди и алюминиевых сплавов. ^[1] Раствор под названием травильный щелок , содержащий сильные кислоты, используется для удаления поверхностных примесей. Он обычно используется для удаления окалины или очистки стали в различных процессах производства стали.

Процесс

Многие процессы горячей обработки и другие процессы, происходящие при высоких температурах, оставляют на поверхности обесцвеченный оксидный слой или окалину. Для удаления накипи заготовку опускают в чан с травильным раствором.

В качестве первичной кислоты используется хлористоводородная кислота, хотя раньше чаще использовалась серная кислота.Соляная кислота дороже серной, но маринование происходит намного быстрее, при этом потери цветных металлов сводятся к минимуму. Скорость является требованием для интеграции в автоматические сталелитейные заводы, производящие продукцию на высокой скорости; сообщалось о скоростях до 800 футов / мин (≈243 м / мин). ^[2]

Углеродистые стали с содержанием сплава менее или равным 6% часто протравливаются в соляной или серной кислоте. Стали с содержанием сплава более 6% должны протравливаться в два этапа с использованием других кислот, таких как фосфорная, азотная и плавиковая кислота.Нержавеющие и кислотоустойчивые хромоникелевые стали протравливают в ванне соляной и азотной кислот. Большинство медных сплавов протравливаются в разбавленной серной кислоте, но латунь протравливается в концентрированной серной и азотной кислотах, смешанных с хлоридом натрия и сажей. ^[1]

В ювелирном деле травление используется для удаления слоя окисления с медных поверхностей, возникающего после нагрева. Используется травильная ванна с разбавленной серной кислотой. ^[3]

Листовая сталь, подвергающаяся кислотному травлению, окисляется (ржавеет) при воздействии атмосферных условий с умеренно высокой влажностью.По этой причине наносится тонкий слой масла или аналогичного водонепроницаемого покрытия, чтобы создать барьер для влаги в воздухе. Эта масляная пленка впоследствии должна быть удалена для многих процессов изготовления, нанесения покрытия или окраски.

Недостатки

Кислотная очистка имеет ограничения в том, что с ней трудно работать из-за ее коррозионной активности, и она применима не для всех сталей. Водородная хрупкость становится проблемой для некоторых сплавов и высокоуглеродистых сталей. Водород из кислоты вступает в реакцию с поверхностью, делая ее хрупкой и вызывая трещины.Из-за его высокой реакционной способности к обрабатываемым сталям концентрации кислоты и температуры растворов необходимо контролировать, чтобы обеспечить желаемую скорость травления.

Отходы

Травильный шлам — это отходы травления и включает кислые промывные воды, соли металлов и отработанную кислоту. ^[4] Отработанный рассольный щелок рассматривается Агентством по охране окружающей среды как опасные отходы. ^[5] Травильный шлам от сталеплавильного производства обычно нейтрализуется известью и утилизируется на свалке.После нейтрализации EPA больше не считает отходы опасными. ^[5] Процесс нейтрализации известью повышает pH отработанной кислоты и снижает вероятность выщелачивания тяжелых металлов из шлама в окружающую среду. ^{[ необходима ссылка ]} С 1960-х годов соляной травильный шлам часто обрабатывают в системе регенерации соляной кислоты, которая восстанавливает часть соляной кислоты и оксида железа. Остальное необходимо обезвредить и выбросить на свалки. ^[6] Побочные продукты травления азотной кислотой используются в других отраслях промышленности, например, в переработчиках удобрений. ^[7]

Альтернативы

Гладкая чистая поверхность (SCS) и экологически травленая поверхность (EPS) — более свежие альтернативы. В процессе SCS поверхностное окисление удаляется с помощью специального абразива, и этот процесс оставляет поверхность стойкой к последующему окислению без необходимости в масляной пленке или другом защитном покрытии. EPS — более прямая замена кислотному травлению. Ван, Хунг и Шаммас 2009, стр. 1193.

Библиография

.