Травление металла

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.

Суть метода

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.

Способы травления металла

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.

Гальваническое травление металла

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

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.

Подготовка металлической поверхности

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.

Нанесение рисунка

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.

Лак для ногтей

Популярный и доступный способ. Обладает определенными минусами:

• Высокая вязкость лака не даёт возможности для прорисовки небольших деталей и тонких линий.
• Требуется жесткая рука и опыт рисования.
• Очень тяжело поправить неправильно нанесённые детали.

Применение лака для ногтей

Грунтовка или битумный лак

Применяется грунтовка ГФ 021, ХВ 062 или битумный лак. В первую очередь веществом покрывается все протравливаемое изделие. Дальше тонкой ручкой или маркером переносят контуры рисунка. Из тонкой проволки или прутка из мягких сплавов следует сделать иглу, заострив конец проволки.

Травление с использованием грунтовки

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

Глянцевая бумага

Помимо глянцевой бумаги (ее можно приобрести в точках продажи товаров для искусства, а можно просто вырезать лист из журнала), потребуется лазерный принтер, приложение для работы с изображениями и утюг. Изображение рисунка нужно сделать зеркальным и распечатать в настоящую величину. Изображение кладут к поверхности и проглаживают пару раз. После того как остынет заготовки бумагу смывают тёплой водой, а тонер остается на поверхности детали. Заднюю и боковые поверхности, не подлежащие протравке, необходимо обезопасить лаком или пластилином.

Глянцевая бумага для травления

Главное положительное качество метода — можно точно переносить очень мелкие детали изображения.

Главный минус — работать аналогичным образом можно лищь с плоскими или цилиндрическими заготовками. Способ очень популярен во время изготовления монтажных плат.

Травление стали

Помимо художественного травления металла, позволяющего получать утонченные изображения на стальных поверхностях, травление стали применяют и для убирания окалины и оксидных пленок. При этом следует особо тщательно исполнять требования тех. процесса во всем, что связано с концентрацией протравочных растворов и времени выдержки детали в протраве или в электролитной ванне. Перетравливание в ходе подобной операции очень нежелательно.

При травлении стали используют как жидкий, так и электрохимический метод. Протраву приготавливают на основе сильнодействующих кислот, например, как соляная или серная. Большое внимание нужно выделить подробному обезжириванию поверхности. Пропущенное масляное или жировое пятно может привести заготовку в непригодность. Для защиты частей заготовки, не подлежащих травлению, применяю лаки, составляемые на основе канифоли, терпентина, гудрона.

Эти элементы легко воспламеняемы, по этому в рабочий период с лаком следует продать особо внимательным и осторожным. По завершении травления непротравленные участки заготовки чистят от лака для защиты растворителем.

Протравы, которые применяются для стали

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

Для обработки твёрдых и специализированных сортов стали применяют смеси азотной и уксусной кислоты. Обработку проводят в 2 этапа. В первую очередь приготавливают специализированную предварительную протраву — глифоген, собой представляет смесь воды, азотной кислоты и этилового спирта. В ней деталь могут выдержать за считанные минуты. Дальше заготовку моют раствором винного спирта в дистиллированной воде и тщательно сушат. После чего проводят основное протравливание.

Для травления чугунов используют растворы серной кислоты средних концентраций.

Травление цветных металлов

Исходя их атомного веса и определяемых им физико-химических параметров вещества, для любого металла и сплава выбирают собственную, самым лучшим образом воздействующую собственно на него, протраву.

Травление медных сплавов

Как чистая медь, так и сплавы меди обрабатывают с использованием серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты. Для увеличения скорости реакции в растворы добавляют соединения хрома или азота. На первом этапе травления с заготовки убирают окалину и оксидную пленку, дальше переходят собственно к травлению металла. При травлении меди дома нужно выполнять осторожность.

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

Титан стоит еще большим особняком — на первой стадии предварительного протравливания используют щелочь, а на основном — уже кислоту. Для титана применяю самые сильные кислоты — плавиковую и концентрированные серную и азотную. Титановые заготовки обрабатывают с целью снятия слоя поверхности окислов конкретно перед тем, как нанести гальваническое покрытие.

Для протравливания подобных металлов, как никель или вольфрам, применяют раствор воды перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Травление монтажных плат

Заготовка для монтажной платы собой представляет лист текстолита, с одной или с обеих сторон покрыт слоем медной фольги. Целью травления монтажных плат считается создание проводящих дорожек из медной фольги в точном согласии с чертежом. Дорожки покрывают лаком для защиты, другую часть фольги убирают травлением.

Дома использует несколько вариантов:

1. Хлорным железом. Реагент приобретают в магазине химических товаров или делают собственными силами. В соляной кислоте следует растворить металлические опилки. Перед применением раствор следует выдерживать до абсолютного растворения железа и очень хорошо перемешать.
2. Азотной кислотой.
3. Раствором воды серной кислоты, смешанной с таблетированной перекисью водорода.
4. Медным купоросом с добавкой горячей воды и хлорида натрия. Такой вариант самый безопасный, но и самый длительный. В течении всего процесса температуру протравы следует поддерживать не менее 40 о С, иначе протравливание растянется на многие часы.
5. Электролитическим методом. Необходимо взять диэлектрическую емкость (прекрасно подойдут кюветы для проявки фотографий), наполнить ее раствором поваренной соли, поместить туда плату и кусочек медной фольги, которая будет служить катодом.

По завершении протравливания жидким методом плату необходимо очень тщательно вымыть раствором соды, чтобы потушить останки кислоты.

Процесс травления для остальных материалов

Помимо металлов, операции травления подвергают и прочие материалы. Наиболее нередко встречается протравливание стекла с декоративными целями. Травление выполняют в парах плавиковой кислоты, единственной, способной растворить стекло. На этапах подготовки проходит подготовительная кислотная полировка поверхности изделия, потом на нее переводится контур грядущего изображения. Покрытия с защитным эффектом для стекла производят из смеси воска, канифоли и парафинов. После нанесения покрытия для защиты заготовку окунают в травильную емкость.

Использование плавиковой кислоты делает на поверхности прекрасную матовую структуру. Дабы получить гладкую, прозрачную поверхность, в протравочную смесь добавляют концентрированную серную кислоту. Для получения рельефного, глубокого узора операцию повторяют.

Техника безопасности при травлении

В травлении металлов применяются чрезвычайно энергичные в химическом отношении вещества-сильные кислоты, щелочи и их растворы. При плохом обращении они могут причинить серьезный вред здоровью и нанести существенный финансовый ущерб.

Применение резиновых перчаток

По этому во время работы с ними требуется соблюдать особенные меры предосторожности и жестко исполнять правила техники безопасности во время работ:

• Работы делают только если есть наличие отличной вентиляции, предпочтительно — вытяжного шкафа.
• В первую очередь применение средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток и фартука, плотной производственной одежды, респиратора, защитного лицевого щитка.
• Нельзя устанавливать банки с кислотами и щелочами на высоко размещенные полки и шкафы.
• Во время разведения кислот КИСЛОТУ ЛЬЮТ в ВОДУ, и никогда — воду в кислоту.
• Во время работы с кислотой иметь рядом раствор соды, а во время работы со щелочью — слабый уксусный раствор для промывки кожных участков, на которые нечаянно попали капли раствора.
• Во время работы гальваническим методом перед тем как приступить к работе внимательно просмотреть все применяемое электрическое оборудование на предмет отсутствия повреждений механическим путем и целостности изоляции.
• Иметь рядом исправный огнетушитель.

В случае попадания травильного раствора на поверхность кожи следует немедленно вымыть участок который поражен соответствующим нейтрализующим раствором. Если брызги кислоты или щелочи попали на одежду — ее необходимо немедленно снять.

Вымыть водой участок который поражен

Если травильный раствор попал на слизистые оболочки — следует незамедлительно обратиться за медпомощью. Промедление в данных случаях может стоить здоровья либо даже жизни.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.