Химическое травление металла: Химическое травление металла — АртСтрой — строительные материалы в Санкт-Петербурге

Содержание

Химическое травление металла

Травление осуществляют двумя способами — химическим и электрохимическим.

Химическое травление. При химическом травлении с поверхности изделий, изготовленных из черных металлов, действием травильных растворов удаляют окалину и ржавчину. Травление осуществляют в растворах серной или соляной кислот, иногда с добавками азотной, плавиковой и других кислот. Для понимания сущности химического травления рассмотрим воздействие водорода на поверхность с окисью железа, т. е. окалиной.

В серной, соляной, азотной и других кислотах атомы водорода являются составляющей частью. Например, молекула серной кислоты состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода. Атомы водорода обладают свойством выделяться из кислоты, как только в нее будет помещен черный металл. Образующаяся на поверхности изделий из черных металлов окалина имеет поры и, кроме того, она покрывает поверхность металла неравномерно, поэтому серная кислота через поры достигает верхних слоев основного металла и действует на основной металл растворяющим образом, и от действия кислоты на основной металл происходит энергичное выделение водорода.

Образовавшийся под коркой окалины водород вследствие все увеличивающегося давления разрыхляет на поверхности изделия окалину и сбивает ее с поверхности, что способствует очистке поверхности металла, т. е. осуществлению травления.

При травлении поверхности изделия с плотной пленкой окалины, препятствующей проникновению кислоты внутрь металла, пользуются обычно растворами соляной кислоты, так как растворы серной кислоты на такую окалину действуют значительно медленнее. Содержание серной и соляной кислот в травильных растворах не превышает 20%, применение более концентрированных растворов может привести к значительному растворению (перетравлению) основной части металла. При перетравлении металл имеет черную и глубоко изъеденную поверхность.

Водород, проникая в верхние слои металла, способствует образованию травильной хрупкости, из-за этого ухудшается качество металла.

В целях устранения травильной хрупкости и уменьшения возможности перетравливания металла в процессе травления в растворы добавляют либо так называемые травильные присадки (КС, ЧМ, УНИКОЛ), полученные путем специальной обработки отходов мясных комбинатов и других пищевых предприятий, либо органические вещества, называемые ингибиторами (замедлителями). В процессе травления пленка присадки или ингибитор закрывает доступ водороду в межкристаллические промежутки металла и прекращает химическое действие кислоты на металл.

Химическое травление поверхности изделий, изготовленных из углеродистых сталей, осуществляют в растворах серной или соляной кислот. Для травления поверхности изделий из низкоуглеродистых сталей применяют травильные растворы следующих двух составов: первый— серная кислота до 20%, присадка КС 0,1—0,2%, вода — остальное; температура нагрева первого раствора наименьшая 16—20° С, наибольшая 50—60° С; второй— соляная кислота до 20%, присадка КС 0,1—0,2%, вода — остальное; температура нагрева этого раствора 30—40° С.

Для травления поверхности изделий из углеродистых сталей часто применяют раствор следующего состава: серная кислота 200 г, хлористый натрий 50 г, присадка КС жидкая 10 г, вода 1 л. Температура нагрева этого раствора 50—60° С.

Для этой цели применяют также травильный раствор, состоящий из соляной кислоты 150 г, присадки КС жидкой 10 г, воды 1 л. Температура нагрева раствора 30— 40° С.

Для травления поверхности изделий, изготовляемых из нержавеющих и жаропрочных сталей, применяют травильный раствор следующего состава в весовых частях: серная кислота 14, соляная кислота 13, азотная кислота 1, вода 75. Температура нагрева раствора 50—70°С.

Травление поверхности изделий, изготовляемых из углеродистых сталей, выполняют в такой последовательности: заправка ванны, загрузка ванны, травление изделия, промывка изделия, контроль качества травления.

Художественное травление металла украшение оружия. Художественное травление металла

Травлением называют процесс обработки металла, в результате которого с поверхности удаляется слой определенной толщины под воздействием активных химических веществ (кислот или солей с кислой реакцией), а также постоянного тока в ванне с электролитом.

Травление металла может преследовать различные цели и применяться в промышленности и домашних условиях. Поверхность изделия, подвергаемого травлению, получает целый ряд технологических и декоративных свойств и позволяет рассмотреть его микроструктуру в металлографический микроскоп, удалить окалину и другие неметаллические включения с поверхности, получить необходимый ювелирный орнамент или подготовить к пайке.

К травлению, называемому также электрохимической гравировкой, в домашних условиях или в гараже прибегают чаще всего для получения рельефных изображений на различных предметах с декоративными функциями. Чаще всего ему подвергают стали с высокой твердостью, обработка которых обычным гравировальным инструментом требует больших усилий. Этот процесс не представляет высокой сложности даже при отсутствии художественных навыков, если соблюдать его технологию.

Подготовка поверхности металла

Для того, чтобы процесс травления протекал с высокой скоростью, а толщина удаляемого слоя была одинаковой, с поверхности изделия следует удалить все загрязнения и следы масел. Для этого подойдут обычные моющие и чистящие средства, используемые для мытья посуды, и тёплая вода. После мытья и просушки поверхность следует протереть фиброй, смоченной в растворителе, который, кроме обезжиривания, способствует удалению остатков влаги.

Отдельно стоит сказать о качестве обработки поверхности. Полировка в зеркало впоследствии гарантированно даст хороший контрастный рисунок даже при небольшой глубине травления. Но если ее выполнение невозможно по каким-либо причинам, поверхность можно обработать наждачной бумагой так, чтобы риски от нее шли в одном направлении. Это также даст хороший оптический эффект.

Нанесение рисунка

Для нанесения рисунка на металл можно использовать массу различных способов, работающих по одному и тому же механизму: участки, не подвергающиеся травлению, защищаются от воздействия агрессивной среды или электролита.

Способ №1

Самым доступным способом считается нанесение на защищаемые участки обычного лака для ногтей. Однако, он обладает рядом существенных недостатков:

Вязкость лака не позволяет сделать линии достаточно тонкими для получения узоров высокой сложности;

Необходимы хорошие способности в изобразительном искусстве;
Исправление неточных линий затруднительно.

Способ №2

Для начала необходимо нанести защитный слой на всю поверхность изделия. Для этого можно использовать грунтовки ГФ-021, ХВ-062 или битумный лак, доступные в магазинах автозапчастей и хозтоваров. После полного высыхания покрытия при помощи гелевой ручки или тонкого маркера можно нанести контуры будущего изображения. Для этой задачи можно привлечь опытного художника.

Далее из медной (можно латунной) проволоки или прутка, диаметр которых выбирается исходя из удобства удержания в руке, необходимо сделать иглу с заострённым концом и процарапать грунтовку по линиям изображения до металла. Более твердый материал иглы может повредить полировку поверхности изделия.

Уже на этом этапе можно оценить рельефность будущего орнамента. Для получения участков с разной глубиной травления металла, например, контуров и полутеней, этот процесс можно проводить в два и более цикла.

Важно! В процессе грунтовка не должна откалываться. Перед нанесением рисунка стоит поэкспериментировать и убедиться в том, что она пригодна для работы.

Способ №3

Понадобится лазерный принтер, глянцевая бумага, программа для обработки изображений и утюг. Выбранную картинку необходимо отформатировать (подогнать под размер, сделать зеркальной) и распечатать. Самый доступный источник глянцевой бумаги – женские журналы.

Распечатанное изображение прикладывается к поверхности, накрывается сверху обычным альбомным листом (для защиты утюга) и проглаживается. После остывания бумага смывается под струёй воды, а слой тонера остается на поверхности металла.

Таким способом часто пользуются для травления печатных плат. Основной его недостаток – рисунок наносится только на прямолинейную поверхность.

Важно! Глянец под водой плохо виден. После высыхания необходимо убедиться в том, что он не остался на изделии.

Необходимо позаботиться о защите всех поверхностей изделия. Для этого можно использовать различные вещества. Закрыть тыльную поверхность можно обычным пластилином: он является хорошим диэлектриком.

Способы травления металла

Выбор конкретного способа зависит от многих факторов: химической активности металла, доступности химических реактивов и соображений безопасности.

Химическое травление

Выполняется в емкости с активным веществом. Для углеродистых сталей могут подойти растворы слабых кислот: лимонной, уксусной. Хорошо работает соляная кислота. К травлению в аккумуляторном электролите, азотной кислоте и преобразователе ржавчины следует относиться очень осторожно: в процессе могут выделяться ядовитые газообразные вещества, поэтому с такими реактивами лучше не работать при отсутствии вытяжного шкафа и хорошей вентиляции.

Одним из самых безопасных веществ считается насыщенный раствор хлорного железа. Его можно купить в магазинах, торгующих радиодеталями. Преимуществами раствора являются практически неограниченный срок его службы (при работе со сплавами железа) и окрашивание протравленной поверхности в ровный серый цвет.

Время протекания процесса подбирается экспериментально в зависимости от концентрации используемого реактива и активности металла.

Электрохимическое травление

Многие нержавеющие и кислотостойкие стали, например, 40Х13, 95Х18, 08Х10Н18, 03Х12Н14М2, не реагируют на воздействие кислот, поэтому для их травления используется электрохимический способ.

Для него понадобятся ванна для электролита из пластмассы или стекла, провода, клеммы и источник постоянного тока.В качестве электролита вполне сойдет насыщенный раствор поваренной соли. При выборе емкости для него следует помнить, что процесс может протекать достаточно бурно, этому ее объём должен быть в 2 раза больше, чем у электролита.

В качестве источника тока можно использовать аккумуляторные батареи, но лучше применять зарядное устройство (3 – 10А) с амперметром и возможностью регулировки параметров тока для выбора их оптимального значения. Обрабатываемая деталь при помощи клемм и проводника присоединяется к аноду (плюсовому контакту), в качестве катода можно использовать любую нержавеющую пластину, размещаемую в ванне параллельно к лицевой поверхности детали. После этого прибор включается в сеть.

Весь процесс может занимать от двух минут до получаса в зависимости от силы тока и площади рисунка. Глубину травления следует контролировать, периодически вынимая деталь из ванны. При этом не забываем отключать питание.

По окончании процесса защитное покрытие можно удалить подходящим растворителем и оценить результаты работы. Благодаря хорошей адгезии протравленной поверхности возможно создание цветного рисунка.

Для этого вся поверхность изделия задувается из баллона нитроэмалью, а после ее высыхания протирается куском чистой кожи, войлоком или другим безабразивным материалом. С полированной поверхности краска удаляется, оставаясь только во впадинах.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами;)

Травление металла иногда заменяет литьё и гравировку, оно делает весь процесс существенно более простым. Можно получать рисунок как вогнутый — рельефный, так и выпуклый — барельефный. Травление металла в домашних условиях может быть химическим и гальваническим. Первый вариант более токсичен при использовании в домашних условиях, поэтому для начала будем пользоваться вторым, его также называют электрохимическим.

Оборудование

Необходимо взять блок питания или трансформатор, который может выдавать от 4 до 7 В. Кроме этого, понадобится диэлектрическая ванночка, она должна вместить в себя необходимую деталь и второй металлический предмет, который подсоединяется к аноду.

Чтобы осуществить травление рисунка на металле, необходимо использовать как железного купороса. Если рисунок необходим на медной или латунной поверхности, то используют Также можно применить Главное, чтобы вода была дистиллированная.

Подготовка детали к травлению

Чтобы травление было равномерным и в нужных местах, деталь нужно очистить от загрязнений, а также обезжирить. Для более удобной работы, на деталь припаивают оловом медную проволоку, за неё будет удобно держать предмет. Чтобы поверхность очистилась, нужно опустить преобразуемый объект в 10% едкий натрий, температура которого 50°С, затем в 15% раствор серной кислоты и подержать его там две минуты, после чего промыть в горячей воде. Когда процедура будет завершена, поверхности предмета станут полностью очищенными, и конечно, прикасаться к ним руками нельзя.

Электрохимическое травление металла

Нам нужно защитить места, которые не должны протравливаться. Для этого необходимо нанести специальную мастику на эти участки поверхности. Её делают из трёх долей воска и двух — канифоли, их плавят в жестяной банке, помешивая. После того как всё превратится в однородную массу, ей дают остыть и разделяют на фрагменты. Каждый из них помещают в марлю, чтобы потом, при нажатии, сквозь неё могло просачиваться столько мастики, сколько необходимо. После этого заготовка, которую будем травить, нагревается. Теперь берём созданную смесь, которую поместили в марлю, и натираем поверхность равномерным слоем.

После остывания мастика становится твёрдой. Сверху её покрывают светлой водорастворимой краской. Это может быть акварель или гуашевые белила. После чего покрытие должно высохнуть. Затем можно наносить рисунок, на краске он будет хорошо держаться. Его можно изобразить при помощи карандаша или же перевести через копирку. Затем этот контур нужно процарапать иголочкой до самого металла.

Теперь начинается травление металла электролизом, подсоединяем одну штангу к аноду — плюсу, другую к катоду — минусу. К первой подключаем деталь, на которой будет наноситься изображение, ко второй любую пластину из стали. После этого начинается процесс вытравливания металла там, где было процарапано изображение.

Если необходимо создать рисунок многоуровневый, делается всё так же, как описано выше. Только контуры каждый раз проверяют, и когда самые мелкие из них протравились на положенную глубину, деталь вынимают и закрашивают их разогретой мастикой при помощи кисточки. Когда она застынет, всё опять повторяют до следующего уровня рисунка. В процессе этого постепенно создаётся изображение.

Таким способом производят травление металла в домашних условиях, после чего поверхность промывают скипидаром, а затем шлифуют, придавая изделию завершённый вид.

Травление химическое

Теперь рассмотрим, как создать рисунок на металлической поверхности без применения электрических приборов. Для этого нам понадобятся химические вещества, свободно продающиеся в хозяйственных магазинах. Итак, начнём. Для травления нам понадобится:

«Уайт-Спирит»;
краска, которая не растворяется в «Уайт-Спирите»;
ацетон;
смола, которая используется для покрытия крыш;
соль поваренная;
медный купорос.

Очищение детали

Для начала деталь, где запланировано изображение, зачищают мелкой наждачной бумагой и обезжиривают. Когда поверхность будет готова, нужно место, где будет наноситься рисунок, заклеить клейкой лентой или чем-то подобным. После этого всю остальную поверхность, где химическое травление не должно повлиять на металл, закрашивают краской. Она может быть любого цвета, главное, чтобы была стойкая к «Уайт-Спириту».

Когда краска высохнет, можно будет снять клейкую ленту. Под ней чистый металл, готовый для создания на нём рисунка. Теперь на этот «мини-холст» нужно нанести изображение. Его делают при помощи смолы, которую растворяют в «Уайт-Спирите», пока она не станет жидкой, как краска. Ею при помощи кисточки рисуют желаемое изображение. Чем хороша такая импровизированная краска, так это тем, что если в рисунке что-либо не получится, то можно будет это убрать, смочив тряпочку или ватную палочку в «Уайт-Спирите». Если на рисунке есть очень мелкие детали, которые плохо получились кисточкой, их можно подправить при помощи иглы, соскоблив лишнее после высыхания.

Таким способом можно осуществить травление ножа, ключей, в общем, любого металлического предмета. Теперь, когда рисунок полностью готов, можно приступать к самому травлению.

Раствор для травления

Нам понадобится литр воды, в котором нужно растворить 100 г медного купороса, и после добавить соли. Её нужно сыпать, пока она не перестанет растворяться. Получившаяся смесь будет иметь голубой цвет. Однако после того как в неё будет погружён металлический предмет, окрас начнёт меняться на зелёный.

Итак, погружаем деталь. Химический процесс тотчас же начинается. Во всём этом производстве не выделяется никаких вредных для здоровья веществ, поэтому такое травление металла в домашних условиях безопасно.

Действия при химической реакции

Во время реакции образуется налёт, которого будет становиться всё больше. Он тормозит весь процесс, поэтому нужно периодически смывать его водой. Не стоит этого делать при помощи различных щёточек, кисточек и прочих инструментов, потому что можно повредить краску. А ведь она словно держит весь рисунок, и будет обидно, если, осуществляя травление ножа, к примеру, рисунок на нём вы ненароком повредите. Это очень тонкая работа, требующая твёрдой руки и терпения.

От времени, в течение которого металл будет пребывать в растворе, напрямую зависит глубина рисунка. Точных критериев не существует, поэтому каждый мастер должен сам наблюдать за ходом химической реакции. И только проделав это несколько раз, можно будет с уверенностью говорить, какое время необходимо для проявления желаемого рисунка на задуманную глубину.

Достоинства и недостатки электрохимического и химического травления

К плюсам электрохимического травление металла в домашних условиях относится то, что создаваемый рисунок более чёткий, это хорошо видно, если взглянуть на него при увеличении. Однако минусом является то, что этот метод требует наличия электрического прибора, который может быть далеко не у каждого.

К плюсам химического травления относится то, что всё необходимое можно купить в хозяйственном магазине. Эти ингредиенты дёшево стоят, и, что самое главное, не потребуется где-то искать блок питания или другие приборы, способные выдавать от 4 до 7 В. Однако минусом являются неидеальные края рисунка.

Главное не спешить с трафаретом, всё должно быть вырезано предельно ровно.
В целом ничего сложного нет, после первой же попытки поймёте, как вам лучше работать, а дальше только совершенствование)))
Поле деятельности просто огромное- от мобильных телефонов и клейм на ножах и вилках до разрисовывания ножек стульев и хромированных деталей мотоцикла/велосипеда/автомобиля, можно шкатулки и брелки делать)) В общем от фантазиии зависит. Как я уже писал-металл абсолютно любой подходит, пробовал на хроме, стали (разных марок), аллюминии и меди. Также можно усовершенствовать или переделать «рабочее перо», но лично меня и ватная палочка устраивает.

Удачи в ваших начинаниях, с ув. Сергей П ака Kreml777

Kreml777 Kreml777

2011-11-04T06:52:46Z 2011-11-04T06:52:46Z

ВСем привет, сейчас опишу довольно забавный способ нанесения надписи или рисунка на ЛЮБОЙ неокрашенный металл очень быстро и без помощи особых навыков и специального инструмента. Способ простейший и безопасный. Назовём его электро-химическое травление. Для реализации задуманного нам понадобится трафарет задуманного рисунка, выполненный на кусочке самоклеящейся плёнки, например «оракала» или скотча.
Я нашел у себя рекламную наклейку, состоящую из самой самоклеящейся плёнки и бумажной подложки, которая перед использованием удаляется, нанёс желаемый рисунок и не спеша вырезал контуры канцелярским ножом.

Для увеличения фото кликните по нему мышью

Разобрал смартфон (и вам того же советую, дальше поймёте почему), обезжирил поверхность и наклеил трафарет, чтобы он плотно прилегал всеми краями.

Теперь самое интересное, всё что нам понадобится непосредственно для травления- это любой источник постоянного тока (у меня блок питания на 24 вольта), напряжение особой роли не играет, чем выше, тем быстрее протравливается, но можно и на 5-ти вольтах комфортно работать, зажим-крокодил (можно и без него), ватная палочка и немножко солёной кипячёной воды (я брал пару чайных ложек соли на 50 мл). Вот собственно и всё

Теперь плюсовой контакт набрасываем при помощи крокодила на свободный участок нашей детали (будет видно на фото ниже), а на минусовом зачищаем изоляцию и провод вставляем в разрезанную пополам ватную палочку до упора, т.е. чтобы оголённый провод касался ваты. Кто догадался, что делаем дальше 5 с плюсом))), для остальных- смачиваем вату на минусовом контакте солёной водой и дотрагиваемся ей до участка металла внутри нашего трафарета. Что должно быть- лёгкое шипение, небольшой нагрев и потемнение металла, если этого нет, то проверяем контакт на проводе с ватой, повторюсь, что он должен её касаться, также возможно вы перепутали + с -, тогда темнеть не должно, но шипеть будет. Не советую долго держать вату на детале, т.к. может нагрется достаточно сильно, лучше проходить по трафарету точечно, либо быстрыми штрихами. Следите, чтобы вы ничего не пропустили и прошлись по всему трафарету, и чтобы на всех частях вы проводили ватой примерно одинаковое количество раз (или одинаковое количество времени прикасались ватой), чтобы протравливание было равномерным.
Вообще стоит попробовать сначала на каком либо другом металлическом предмете, чтобы вы представляли, что вас ждёт, но только с трафаретом (можно просто наклеить две полоски скотча, между ними оставить полосу металла в пару миллиметров, и на ней и попробовать), иначе вата будет оставлять только неравномерные пятна, протравливая металл.

После окончания протравки, протираем сухой тряпкой и аккуратно снимаем наклейку (её можно использовать ещё раз). Опять же протираем деталь от остатков клея с плёнки и вуаля. Должен получится вдавленый рисунок, точно повторяющий очертания трафарета. Глубина рельефа зависит от времени протравки.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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.
Азотной кислотой.
Водным раствором серной кислоты, смешанной с таблетированной перекисью водорода.
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 о С, иначе протравливание растянется на многие часы.
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.

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.

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

травление металла, металлических изделий

Травление– процесс удаления продуктов коррозии и оксидных соединений с поверхности металла путем растворения их в кислотах или растворах щелочей. Пленка оксидных соединений или других продуктов коррозии образуется также на поверхности металла под действием окружающей среды. Обычно под термином травление понимают удаление плотных, толстых пленок окислов – окалин, образующихся на поверхности металлов при литье или термической обработке.

после травления требуется тщательная промывка, во время которой на протравленной поверхности образуется вновь тонкая пленка окисная окислов или основных солей, то непосредственно перед постановкой в гальваническую ванну ее удаляют непродолжительным протравливаниием в слабом растворе кислоты. Эту операцию называют декапированием. Окисленность поверхности печатных форм обычно не столь значительна, что эти обе операции объединяют в одну. Для химического травления стереотипов пользуются раствором состава:

Азотная кислота 100 г
Вода 1000 г
Температура комнатная
Время травления 2 – 3 мин.

Стереотип, обезжиренный и еще влажный после промывки, погружается на 2–3 мин в этот раствор. Затем его тщательно промывают с помощью щетки. Это необходимо для нейтрализации поверхности после травления и смывания с нее шлама, который выпадает в виде тонкодисперсного, малозаметного темного порошка. Для э/х травления применяется раствор состава:

Азотная кислота 50 г
Хлористый натрий 10 г
Вода 1000 г
Температура 16–18^оС
Время травления 2 мин
Плотность тока 3 А/дм2
Расстояние между электродами 10–12 см

В зависимости от природы металла это могут быть соединения железа, меди, цинка, алюминия и др. Оксидная пленка может появляться также в результате предварительной обработки металла, например, поверхность стали после термической обработки покрывается толстым слоем окалины, которая состоит из смеси оксидов: FеО, Fе2О3, Fе3О4. Такая пленка на поверхности деталей препятствует нанесению гальванического покрытия. Химическое травление проводят после обезжиривания деталей путем погружения их в травильный раствор. Для травления углеродистых, низко- и среднелегированных сталей и чугунов применяют растворы серной, соляной кислот или их смеси. На практике чаще всего для травления черных металлов применяют смесь серной (175-200 г/л) и соляной кислот (80-100 г/л). Растворение железа в кислотах вызывает перетравливание и наводораживание деталей. Водород, выделяющийся при травлении черных металлов в кислотах, может проникать в металл, накапливаться, вызывая внутренние напряжения; металл становится хрупким и прочность его резко снижается. Адсорбированный водород можно частично удалить путем нагревания деталей в течение 2–3 ч при температуре 180–250° С. Для снижения количества выделяемого водорода в ванны травления добавляют специальные замедлители (ингибиторы) травления. Обычно это поверхностно-активные вещества, которые, адсорбируясь на отдельных участках поверхности, замедляют процесс травления металла.

Травление металла — АСГАРД-Сервис

Удаление с поверхности металлов окислов, ржавчины и окалины в растворах кислот, солей или щелочей — называется травлением.

Способы травления

Химический
Электрохимический

Химическое травление выполняется путем погружения изделий в раствор серной или соляной кислот. При погружении изделия в растворы кислот во взаимодействие с ними вступают не только имеющиеся на поверхности металла окислы, но и металлическое железо.

При быстром растворении окислов травление основного металла должно быть как можно меньше. Относительная скорость процессов растворения металлов и их окислов зависит от состава окислов, концентрации кислот, температуры процесса и т. д. Увеличение концентрации серной и соляной кислот ускоряет растворение как окислов, так и чистого железа.

Для удаления с железа пленки FeO наиболее целесообразно пользоваться 10%-ной НСl. Оптимальной температурой травления для серной кислоты следует считать 60°, для соляной 40°.

Образующаяся в ванне в результате травления соль FeSO4 снижает скорость травления;
повышение содержания в растворе соли FеСl2 увеличивает скорость травления.

При химическом травлении стали, в результате взаимодействия железа с кислотами происходит интенсивное выделение водорода, который диффундирует в поверхностный слой металла, делает его хрупким и вызывает образование на поверхности так называемых «травильных пузырьков».

Для устранения этого явления в травильную ванну добавляют специальные добавки (замедлители КС, МН), которые создают при травлении защитную пленку, предохраняющую металл от вредного действия водорода.

Мелкие изделия загружаются в ванну в корзинах или лотках. Если перед паянием требуется очистить не все изделие, а только паяный шов, то лучше всего пользоваться 10-15%-ным раствором соляной кислоты (наносить на шов при помощи кисточки) с последующей промывкой водой.

Для травления изделий из меди и медных сплавов часто применяют растворы соляной, серной или азотной кислот, но более надежные результаты дает травление в 8%-ном растворе серной кислоты с добавкой 10% хромпика. Изделия из алюминия и его сплавов рекомендуется травить в растворе щелочей, но иногда для этой цели пользуются и соляной кислотой.

Травление изделий из никеля и его сплавов производится в 20% -ном растворе серной кислоты с добавкой хромового ангидрида при температуре 60—80°. Изделия из мельхиора травятся в 10%-ном растворе серной кислоты с добавкой 1,5% хромпика. После травления необходима обязательная промывка в горячей воде с небольшим количеством винного камня.

Электролитическое травление выполняется методом погружения изделия в качестве анода (анодное травление) или катода (катодное травление) в электролитическую ванну.

В случае анодного травления:

электролитом обычно служат растворы кислот или солей щелочных металлов
очистка происходит путем быстрого электролитического растворения
Обязательно строгое соблюдение режима во избежание чрезмерного растворения металла
Катодом служат нерастворимые в электролите материалы, главным образом свинец и иногда железо.

Плотность анодного тока выбирается в зависимости от состояния поверхности изделия и от требуемой скорости процесса:

в практике плотность тока колеблется в пределах 5—200 а/дм2
процесс ведут обычно при комнатной температуре
длительность процесса подбирается опытным путем и лежит в пределах от 30 сек. до 30 мин.

При катодном травлении:

в качестве анода применяют обычно свинец или его сплав с 6—10% сурьмы
электролитом служат растворы кислот или их смеси с солями щелочных металлов

Очистка поверхности металла от окислов по этому методу происходит действием образующегося на катоде атомарного водорода, который восстанавливает окислы металла, а газообразный водород механически отрывает их от поверхности металла.

Во избежание коррозии, которая может начаться от наличия остатков кислот и солей на изделии, желательно после травления произвести нейтрализацию остатков травильных растворов.

Для этой цели изделия погружают в 2,5—5,0% раствор кальцинированной соды на 1/2—1 мин. при комнатной температуре и после промывки в холодной и горячей воде тщательно высушивают.

После такой обработки хранение паяемых деталей в сухом помещении не вызовет коррозии их поверхности. Для того, чтобы подготовленное изделие не окислилось снова, рекомендуется возможно скорее производить пайку его.

Химическое травление металла в домашних условиях, травление рисунка

Убирание части слоя поверхности изделия из металла при помощи химреакции называют травлением. Такая технология известна человеку уже пару тысячелетий, вместе с чеканкой и чернением ее применяли для отделочных работ деталей из металла оружия и домашней посуды, украшений и ритуальных предметов. Сейчас травление металлов используется в эстетических промыслах, для нанесения гальванических покрытий, для создания изображений и надписей на железных изделиях.

Перед проведением травления на те участки металлической поверхности, которые не обязаны быть вытравлены, наноситься покрытие для защиты, стойкое к травящему веществу (протраве).

Дальше деталь подвергают действию кислой среды или опускают в емкость с электролитической жидкостью. Чем длительнее деталь обрабатывается, тем больший слой металла разъедается агрессивной средой. Травление металла может выполняться в пару приемов, это говоря иначе многослойное протравливание.

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

Исходя из используемых для разъедания металлического слоя материалов, отличают эти методы травления металлов, как:

Химический (жидкий). Используются кислые растворы. Не просит сложного оборудования и дорогих материалов. Во время работы появляются опасные для здоровья испарения.
Электрохимический. Применяется раствор электролита и пропускаемый через него переменный ток. Отличается большей скоростью процесса, намного точнее исполнением деталей рисунка, экономным расходованием жидкости для работы. Не образовывает опасных испарений
Ионно-плазменный (сухой). Верхний слой выветривается пучком ионизированной плазмы. Применяется при изготовлении микроэлектронных элементов.

Ионно-плазменный метод просит точного и дорогого оборудования и используется исключительно в условиях товарного производства. Жидкий метод, электрохимическое травление металла и даже электрохимическая гравировка доступны и дома.

При помощи гальванического травления можно сделать самостоятельно монтажную плату, почти что не уступающую промышленной.

Гальванический способ травления прекрасно выделяется от жидкого нет потребности применения кислот, дающих опасные испарения. В зависимости от материала заготовки применяются разнообразные электролитические растворы:

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

Гальванический способ травления рисунка на металле

Для проведения процесса дома потребуется:

Гальваническая ванна из непроводящего материала.
Блок питания на 5 вольт постоянного тока.
Железный 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, преобладающие по длине ванную.

Одну штангу присоединяют к негативному выводу трансформатора и вешают на нее катод.

Иную штангу — к позитивному выводу и вешают на нее изделие, какое будет служить анодом.

При подаче напряжения начинается процесс электролитического переноса металла с изделия на катод. Он произойдет с участков поверхности, не покрытых лаком для защиты.

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

Эстетическое многослойное травление металла

Мастера народных промыслов и просто домашние мастера получают воспользовавшись его помощью высокохудожественные изображения на холодном и огнестрельном оружии, всевозможной кованой и литой посуды. Для специалистов, делающих авторские охотничьи и домашние ножи, травление стало фактически необходимым элементом облицовки. Очень популярны охотничьи сцены, арабские, рунические или абстрактно — геометрические орнаменты. Многие специалисты сочетают травление металла с его воронением, прибавляя рисунку синеваты, черный или желтый оттенок.

Для переноса изображений применяют как способ покрытия детали лаком, так и глянцевую бумагу. Используют также еще 1 способ – наклеивание детали скотчем. Горячей иглой процарапывают линии рисунка, после этого пинцетом бережно убирают скотч с участков, подлежащих протравливанию. Останки клеевой массы необходимо смыть растворителем.

Перед травлением деталь необходимо очень тщательно обезжирить.

в начале травления поверхность необходимо приготовить. Это даст возможность обеспечить:

Большую скорость процесса
убирание металла ровным слоем.

В ходе обработки поверхности с нее убираются все механичные и химические загрязнения. Для нее используют тёплый раствор на мыльной основе, подойдёт и любое средство для моющих работ. После высушивания поверхности ее нужно вытереть ветошью, пропитанной растворителем или обезжиривателем. Это даст возможность удалить останки жидкости и масляные пленки.

Процесс обезжиривания металлической поверхности

Химическую обработку отлично соединять с механической:

полировка до зеркального состояния
шлифовка шлифовальной шкуркой. Используется при недоступности полировки. Необходимо проследить, чтобы шкурка все время передвигалась в одном направлении и следы от нее были исключительно параллельны

Механическая обработка существенно сделает лучше внешний вид изделия после травления.

Для данной процедуре применяется несколько вариантов. Все их соединяет общий принцип: защита части поверхности от разъедающего действия протравы, а различает вещество, применяемое для нанесения рисунка.