Как выглядит поверхность образца после травления
Травление металла
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
Виды травления
Основные разновидности применяемой в промышленности обработки металлов:
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.
Химическое травление
Метод химической обработки используют для очистки поверхности детали от оксидной плёнки, окалины и ржавчины для заготовок из следующих материалов:
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:
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.
Травление током в соляном растворе. Часть вторая
Доброе утро, сожрав остатки оливье продолжаю пост про травление.
Тут есть два варианта:
1) вы умеете рисовать вручную(или не умеете, но хотите).
2) вы не умеете рисовать, но у вас есть гугл, принтер и пара листиков фотобумаги.
3) Вы немного знаете векторные редакторы и хотите протравить что-то крупное.
Можно наносить кисточкой орнамент лишь вчерне, а потом поправить края иголочкой или ножом. Можно даже вышкрябывать орнамент из сплошного поля, залитого лаком.
То, что не должно травиться защитите пластилином.
И можно собирать ванну.
Если вы хотите травить заготовку с двух сторон, то тогда нужно или травить ее в два захода, закрывая лаком и/или пластилином ненужную сторону, или поставив нержавейку с двух сторон.
Сторона, не параллельная пластине, травится намного хуже!
Вот пример травильной ванной. Контакты обкусаны и зачищены, и присоединены с помощью скотча и прищепок.
Источник тока- блок питания от старого компа. Его вполне достаточно.
А можно и пойти дальше и добавить второй и третий слои травления
Вариантов много! Успехов вам в новом году)
З.Ы. Как и обещала, добавлю ссылки про фотобумагу в комментариях.
С вами была Keertis или kotiaforge!
Крафт
1.4K постов 12.1K подписчиков
Правила сообщества
Могли бы быть здесь, но пока не написаны (
А чего простой способ не описали?
Я так надписи на самодельных брелках травил в детстве, лет тридцать назад:
Изделие подключаем к проводу (я травил переменным током, т.к. при кз диоды горят, не напасёшься), обмазываем поверхность тонким слоем пластилина.
По пластилину иглой наносим рисунок или надпись. Уверенно наносим, чтоб аж металл царапало.
Электрод — любой ненужный кусочек железа подходящего размера из мусорки.
Ванна не нужна. Кладём на заготовку тряпку или в несколько раз сложенную бумажную салфетку, пропитанную электролитом, прижимаем электродом (следить, чтобы электрод всей площадью контактировал с тряпкой), и понеслось. Для совсем мелких работ ещё проще: электрод в виде старого (из той же мусорки) болта, головка которого обмотана тряпкой или салфеткой, и просто водим им по заготовке.
Электролит: вода с примесью любого вещества, делающего её элекропроводной. Годится соль, сода, любая кислота (в т.ч. уксусная, лимонная или даже ацетилсалициловая), карбидная вода, средство «крот» и т.п.
ЗЫ. При травлении в солевом растворе, выделяется хлор! Работать на улице, в вытяжном шкафу или в хорошо проветриваемом помещении!
100% вы преувеличиваете значение концентрации раствора. Отсюда и большое количество хлора. Главное что бы ток проводился хорошо.
Я соль обычную использовал. Травление получилось.
в качестве защиты при травлении можно использовать лак ХС. Он прозрачный, но добавляешь красителя и вперед. Мы им на заводе защищали титановые корпуса перед травлением. После травления снимается легко.
Во времена моего радилдюбительского детства не мог раздобыть хлорного железа и поэтому травил электрохимическим способом печатные платы.
Мне нужно вытравить голову топора целиком. Его можно целиком опустить в травильную ванну? Нормально что провода будут погружены в воду? И можно ли использовать вместо листа нержавейки здоровенную шайбу или болт никелерованый? В одном из видео так делали.
Настоящие знания мы получаем, когда ищем ответ на вопрос, а не когда узнаем сам ответ
или Без труда не вытащить и рыбку из пруда.
Последнее время стало заметно повальное увлечение DIY и Craft. Причины массового занятия хендмейдом у всех свои: для кого-то это лучшее медитативное средство, а для кого-то и основное средство дохода. Люди самодельничают и крафтят в самых разных техниках и из самых разных материалов, в том числе очень многие пробуют себя в кожевенном ремесле.
Для начинающих существует куча литературы, тематических сообществ, YouTube-каналов, форумов, интернет-магазинов, мастер-классов и обзоров, посвященных кожевенному ремеслу. Информации море, только успевай поглощай, учись, пробуй, изучай! Человек, который привык думать головой, так и поступит: почитает про основные виды кожи, посмотрит работы других мастеров, скачает пару туториалов, изучит несколько мастер-классов (есть прямо подробные видео), подпишется на какие-то каналы. В результате можно попробовать сделать свое первое изделие. Выглядеть оно все равно будет жутко. Дальше критика, оценка своих ошибок, форумы, учебники и т.д. Процесс бесконечный.
Но не тут-то было. Складывается стойкое впечатление, что очень многие новички-кожевенники даже не пытаются что-то самостоятельно узнать и изучить. Т.е. условный взрослый дядя (или тетя) сидит и думает: «А стану-ка я кожевенником. Куплю сейчас быстренько кожу и минимальный набор инструментов подешемше, закажу клеймо, нацыганю выкроек и сделаюсь луивиттоном. Буду стричь бабосики!». И дальше идут вопросы из серии какая кожа лучше, или где купить нитки, или (мое любимое) дайте выкройку.
Для обывателей поясню, что есть огромная разница в подходе к делу и построении вопроса. Если человек пишет, что я хочу сделать вот такое изделие, посмотрел вот такой мастер-класс, но не понял, как крепится карман для мелочи, то ему, скорее всего, охотно пояснят (никто из нас не рожден всезнайкой). Но если он пишет «как сшить кошелек» или «дайте выкройку», то это говорит, что человек не только не в состоянии самостоятельно сконструировать базовое изделие, но и не готов включить голову и приложить даже минимальные усилия к обучению.
Теперь о важном моменте. Я думаю, что ни один рукодельник, занимающийся или планирующий заниматься своим делом на регулярной основе, не хочет делать вещи «в стол». И не важно, кожа это, резьба по дереву или бисероплетение. Изначально все работы идут себе, друзьям и родным, знакомым в качестве «подарков». Подарки взято в кавычки осознано, т.к. даже на подарки не все изделия можно пустить. Мы же не в детском саду, чтобы подарить подруге какую-нить страхолюдскую хрень и ждать умиления окружающих? Рано или поздно «подарочный рынок» себя исчерпывает и начинается реализация за деньги. Даже если не ради прибыли как таковой, то ради того, чтобы иметь возможность покупать новые инструменты и материалы, и, тем самым, продолжать заниматься своим хобби. Хотели бы вы заказать изделие у «мастера», который даже в теории не знает, что такое краст, или что Крейзи хорс не нужно покрывать аппретурой, или что дамскую вечернюю сумочку не шьют из кожи толщиной 3 мм? Но зато клеймо свое, как же ш..
Я понимаю, что никто не знает всего. Но я категорически не понимаю и не приемлю вот такого отношения к своему делу. Или это какой-то культ глупости? Я бы не только не хотела обращаться к такому человеку, но и сама ни в коем случае не хочу быть таким мастером.
Вывод? Да, можно механически разучить «Собачий вальс», но пианистом от этого вы не станете.
Травление металла
Суть метода
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.
Способы травления металла
Исходя из применяемых для разъедания слоя металла материалов, различают такие способы травления металлов, как:
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.
Гальваническое травление металла
Гальванический способ травления выгодно отличается от жидкого отсутствие необходимости использования кислот, дающих вредные испарения. В зависимости от материала заготовки используются разные электролитические растворы:
Гальванический способ травления рисунка на металле
Для проведения процесса в домашних условиях потребуется:
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
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.
Подготовка поверхности металла
Перед началом травления поверхность следует подготовить. Это позволит обеспечить:
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:
Механическая обработка значительно улучшит внешний вид изделия после травления.
Нанесение рисунка
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:
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.
Протравы, используемые для стали
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.
Травление цветных металлов
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.
Травление печатных плат
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:
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.
Техника безопасности при травлении
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:
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.