Химическое травление металла в домашних условиях, травление рисунка

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

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

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

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

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

Травление стали

В основном такую обработку используют для удаления окалины и различных окислов. Данная процедура требует тщательного соблюдения технологии, так как перетравливание основного металла нежелательно. В процессе применяют как химический способ, так и электролитные ванны. Для приготовления растворов используется соляная, серная кислоты. Все детали требуют тщательного обезжиривания поверхности. Даже небольшой отпечаток пальца способен испортить заготовку. В качестве защитного покрытия применяют лак на основе канифоли, скипидара, гудрона

Однако стоит помнить, что составляющие – огнеопасные вещества, поэтому приготовление лака требует большой концентрации внимания и осторожности. После того как завершилась обработка металла, происходит непосредственно сам процесс травления

По его окончании деталь необходимо очистить от лака.

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.

Комментарии3 комментария

Владёха: 27.11.2016 в 13:03
А можно, наверное при помощи, длительного электро-травления стали, изготавливать шестерни (их зубья), и вообще изготавливать детали сложных форм, для этого, производить иногда данное травление в несколько этапов, а то есть покрывая каждый следующий, новый раз, уже протравленную заготовку детали, новыми слоями электроизоляционного лако-красочного покрытия, и далее после этого, убирать иголкой его в тех некоторых лишь местах, где было произведено уже травление, а то есть, протравлять лишь отдельные участки этим, предыдущих линий вытравленного ранее рисунка, и т.д., и т.п.!!! Желаю вам счастья!!!
Андрей:
26.03.2017 в 11:38
При нанесении защитной пленки я обычно использую нитроэмаль в аэрозольной упаковке. Большие поверхности просто ею покрываются, а для маленьких надо прыснуть немного в мелкую емкость и далее наносить вручную. Преимущества перед лаком для ногтей — низкая вязкость, но работать надо быстро! Еще можно использовать стеарин — элементарно накапать свечкой, но тут получается достаточно толстый слой, и для мелких деталей способ малоприменим. Что же касается химического травления, то серебро, скажем, возьмет только азотная кислота, да и то это процесс весьма длительный (проверено на полтинниках 20-х годов).
Михаил:
30.05.2018 в 09:14
В 3 способе если в конце травления поменять провода или полюса местами то получиться черное травление

Для чего применяют травление

Травление как способ обработки металла позволяет мастеру выполнять технические действия. Однако, если говорить про травление в домашних условиях, то чаще всего его используют для создания орнаментов и декоративных узоров на клинках и других металлических изделиях.

Сегодня многие люди занимаются производством всевозможного холодного оружия и инструмента в домашних условиях. При этом, подобные авторские вещи украшаются орнаментом. Травление ножа, топора позволяет мастеру быстро создать своеобразное декоративное украшение лезвия.

Начиная работы, травильщик первым делом подготавливает эскиз будущего орнамента или рисунка. Сегодня это можно легко сделать с помощью специальных программ, которые позволяют создавать изображения. Если узор планируется нанести на обе стороны клинка, то тогда распечатывают два эскиза. После того как изображение подготовлено, оно переносится на лезвие с помощью ручки, а в дальнейшем процарапывается с помощью скрабера.

При этом еще до нанесения рисунка, металлическую поверхность нужно хорошо вычистить, освободить от ржавчины. Дальше железо в местах нанесения узора обрабатывается специальным составом и обезжиривается. Также следует позаботиться о торцах будущего ножа, защитив их от последствий воздействия соленого раствора или кислоты.

Травление можно производить двумя разными способами. Первый предполагает полное погружение металла в емкость с электролизом. Второй вариант это точечное нанесение кислотного состава на конкретные участки поверхности с помощью ватного тампона. В обычных условиях изделие погружается в раствор на десять, пятнадцать минут. Однако, этот параметр сильно зависит от типа выбранного электролиза.

После того как травление окончено, лезвие промывают водой и проверяют полученный результат. Если все получилось как надо, тогда остается произвести шлифовку ножа, удалив, таким образом, остатки коррозии, придав ему соответствующий вид.

Метод позволяет создавать по-настоящему замечательные и красивые изделия.

Какое оборудование необходимо для успешного травления в домашних условиях

Травление металла в домашних условиях это достаточно простая процедура, которая не требует от человека особых навыков. Но для того чтобы произвести успешное травление нужно подготовить некоторые предметы и оборудование.

Емкость из стекла или пластика. Только такие материалы могут выдержать химическую реакцию, которая сопровождает процедуру , а также способны противостоять кислотной среде.
Соль поваренная. Это вещество чаще всего используется для создания электролиза.
Медная пластина. Они играет роль клеммы, которая распространяет ток внутри емкости.
Источник энергии. В качестве него может использоваться зарядка для телефона.
Провода для соединения клемм и зарядного устройства.

Травление с помощью зарядного устройства от телефона, как показывает практика, позволяет эффективно обрабатывать даже поверхности, сделанные из стали высокой стойкости.

Травление цветных металлов

Медь и сплавы на ее основе протравливаются с помощью серной, соляной, фосфорной или азотной кислот. Процесс ускоряют растворы хроматов или нитратов. Первая стадия – это удаление окалины, затем происходит непосредственно травление латуни. Алюминий (и его сплавы) травятся в растворе едкой щелочи. Для литейных сплавов используют азотную и плавиковую кислоты. Заготовки с точечной сваркой обрабатываются фосфорной кислотой. Титановые сплавы протравливаются также в два этапа. Сначала – в едкой щелочи, потом в растворе серной, плавиковой, азотной кислот. Травление титана используется для удаления окисной пленки перед нанесением гальванических покрытий. Молибден обрабатывают раствором на основе едкого натрия и перекиси водорода. Кроме того, травление металлов (например, таких как никель, вольфрам) производится с помощью воды, перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Сфера применения

Надписи по металлу можно встретить где угодно: двери кабинета руководства, коробка парфюма, информационная табличка. Жесткая фактура и устойчивость рисунка оценены там, где бумажный носитель быстро потеряет свой вид. А еще металл всегда выглядит презентабельно, солидно. Диплом, напечатанный на золотистом или серебристом листе, будет радовать глаз и подчеркивать статус обладателя.

Изображения на металле получаются яркими и реалистичными

В каких еще сферах востребована печать по металлу:

Производство техники, автомобилей, эксклюзивной косметики и парфюмерии в качестве элементов конструкции и информационных табличек. Металлические шильды содержат основные данные о товаре.
Рекламная индустрия, а конкретнее — наружная реклама. Железная основа под информационный щит обеспечит надежность и долговечность конструкции.
Бизнес-сегмент. Металлические бейджи более устойчивы к истиранию, чем даже заламинированные бумажные, а алюминиевые информационные таблички и указатели на дверях офисов гармонично дополняют интерьер.
Изготовление наградной продукции. Грамоты, дипломы, сертификаты переносят на металл и оформляют в красивую рамку — такой предмет станет не только подтверждением высоких заслуг, но и украшением рабочего кабинета.
Дизайн интерьеров. Декораторы успешно используют металлические элементы оформления интерьеров столовых, кухонь, гостиных. На листах отпечатывают фотографии или тематические изображения, которые соответствуют общей концепции.
Мебельное производство. Листы металла с нанесенными изображениями украшают предметы мебели, двери, фасады гарнитуров, корпусы осветительных приборов.
Декорирование металлических предметов: шкатулок, линеек, значков, флешек, брелоков.

Интерьерная печать на металле — удачный дизайнерский эксперимент

Приготовление электролита

Убедившись, что весь необходимый лак удален, приступаем к подготовке рабочего раствора. Защитный слой за это время успеет полностью просохнуть. В качестве вещества, в котором и осуществляется травление стальных изделий, чаще всего в домашних условиях используют раствор поваренной соли. Для его приготовления необходимо растворить в чистой воде кристаллы в соотношении на 0,5 литра жидкости две столовых ложки соли.

Вместо хлорида натрия можно применять и другое вполне доступное химическое вещество, имеющее название медный купорос. Его не сложно приобрести в любом хозяйственном или садовом магазине.

Химические способы травления металлов

Травлением называется способ воспроизведения с помощью химических средств рисунков, орнаментов, надписей и т.п. на поверхности металлических предметов.

Травление производится двумя способами: можно покрыть веществом, на которое действует протрава, все линии и поверхности рисунка.

А можно, наоборот, защитить от действия кислот все промежутки, оставляя линии и поверхности рисунка свободными.

Если потом покрыть всю поверхность кислотой, то в первом случае рисунок получится слегка рельефным, во втором — рисунок выйдет углубленным.

Как ни проста, на первый взгляд, операция травления, начинающие часто терпят неудачу, особенно при травлении тонких и сложных рисунков.

Очистка поверхности

Прежде чем наносить предохраняющее покрытие, обрабатываемую поверхность следует тщательно очистить от тонкого налета ржавчины, жира и иной грязи. Приставший к поверхности жир можно удалить промыванием в спирте или бензине, прокаливанием или, наконец, провариванием в растворе соды или едкого натрия.

Очищенный от грязи и жира предмет погружают в 10%-ный раствор серной кислоты и оставляют в ней до тех пор, пока не исчезнет темный налет ржавчины.

После этого обрабатываемую поверхность можно отполировать, если форма предмета позволяет и назначение его не противоречит этой операции. Но подобная предварительная полировка не обязательна.

До вычищенной поверхности нельзя дотрагиваться голыми пальцами, так как на них всегда есть большее или меньшее количество жирового вещества, а на жир протрава не действует.

Когда протравливаемая поверхность вычищена настолько, что имеет свежий металлический блеск, приступают к нанесению предохранительного покрытия.

Защитное покрытие

Хорошее покрытие можно приготовить следующим образом: расплавляют 1 часть асфальта и 2 части мастики, смесь перемешивают и добавляют к ней 2 части белого воска.

По охлаждении этот состав формуют в шарики и конусы, которые завертывают сначала в тряпочку из тонкого плотного полотна, а сверху — в сухую тафту.

Состав наносится на поверхность следующим образом: обрабатываемый предмет подогревают и, слабо надавливая на поверхность, водят по ней равномерно массой, завернутой в тафту; при этом состав тает и просачивается сквозь тряпку, покрывая тонким слоем натираемую поверхность.

Когда это покрытие затвердеет, его покрывают тонким слоем свинцовых белил, мелко растертых и распущенных в растворе гуммиарабика.

Перенос рисунка

Затем при помощи синей бумаги на белую поверхность переводят требуемый рисунок или надпись. Все места, которые требуется вытравить, проскабливают до поверхности металла. Тонкой и острой гравировальной иголкой можно воспроизвести даже тончайшую тушевку рисунка.

Если хотят протравить простую фигуру или надпись, то предохранительное покрытие можно разбавить какой-нибудь жидкостью, например скипидаром, до консистенции густой масляной краски. По такому покрытию можно воспроизвести требуемый рисунок от руки иглой или даже стальным пером.

При нанесении предохранительного покрытия необходимо следить за тем, чтобы металлическая поверхность была совершенно суха, иначе покрытие местами плохо пристанет, а кислота может проникнуть тогда до металла и протравить места, которые должны остаться нетронутыми.

Рецепт протравы

Протравой для медных, латунных, бронзовых и серебряных изделий служит следующая смесь: 3 части насыщенного водного раствора азотнокислой меди и 1 часть насыщенного уксусного раствора нашатыря.

Для железа и стали рекомендуют следующую смесь: 400 частей воды, 2-3 капли азотной кислоты, 15 частей каломея (двухлористой ртути) и 1 часть виннокаменной кислоты.

Травление

Протравливаемый предмет опускают в глиняную глазированную кюветку (ванночку), в которую наливают соответствующий растворитель.

Если обрабатываемая поверхность плоская, то можно установить ее в горизонтальном положении, вылепить по краям бортик из воска толщиной в палец и в полученную таким образом плоскую кюветку налить соответствующую кислоту.

Когда травление считают оконченным, предмет прополаскивают в чистой воде, а предохранительное покрытие удаляют нагреванием или смывают его скипидаром.

Если в углублениях останется некоторое количество протравки, то со временем она разъест металлическую поверхность местами глубже, чем требуется. Во избежание этого промытый предмет кладут на несколько минут в известковую воду, которая нейтрализует остаток кислоты.

Способ гравировки 1

Что понадобится:

Стеклянная емкость (по размеру обрабатываемой заготовки). Естественно, не бутыль с узким горлышком, а банка, стакан или ванночка.
Источник постоянного напряжения (до 15 В). Он должен давать ток 0,5 А, как минимум. Оптимальный вариант – зарядное устройство для АКБ личного авто. Автор именно его и использовал. Хотя некоторые умельцы для этих целей берут зарядники аккумуляторов бытового инструмента (шуруповерта и так далее), и даже сотовых тлф.
Парочка проводов для присоединения и зажимов (например, типа «крокодил»).
Любая металлическая заготовка (та же ложка), которая будет играть роль второго электрода.
Солевой раствор. Концентрация определяется на «глазок», поэтому общая рекомендация такая: на стакан воды – 2 ложки (чайных).
Лак. Он понадобится для окрашивания сегмента металла, на котором планируется нанесение гравировки. В большинстве статей, посвященных эл/химическому способу, есть советы по применению состава для ногтей. Автор, чтобы «не травмировать» жену такой расточительностью, использовал так называемый цапон-лак, который хорошо известен радиолюбителям и эл/монтажникам. Стоит копейки, не дефицит, и легко снимается растворителем.

Лимонная кислота

Такое воронение защитит металл от коррозии и придаст ему красивый черный цвет. Способ воронения стали с помощью лимонной кислоты используется достаточно давно, но подходит лишь для высокоуглеродистых металлов. Кроме того, следует знать, что воронение ножа в лимонной кислоте лучше проводить тогда, когда нож выполняет чисто декоративные функции, так как такой способ чернения металла не стойкий и при заточке все покрытие очень быстро сойдет.

Для того, чтобы провести чернение ножа с помощью лимонной кислоты, понадобится:

лимонная кислота – 1 пакетик;
вода, нагретая до 90 – 95 градусов;
машинное масло;
нож.

В стеклянную или нержавеющую посуду налейте горячую воду и растворите в ней лимонную кислоту в пропорциях 1/10, то есть на 1 часть лимонной кислоты 10 частей воды. Поместите в воду нож и оставьте его минут на 50. Периодически двигайте нож, так как образующиеся на его поверхности пузырьки будут препятствовать доступу воздуха и мешать процессу воронения. По истечении 50 минут сталь должна стать черного цвета, это означает, что процесс воронения подошел к концу. Осталось ополоснуть нож в чистой воде, смазать его машинным маслом и протереть насухо.

Такой способ воронения хотя и защищает металл от ржавчины, но носит, скорее, декоративный характер в силу того, что при малейшем воздействии, покрытие сходит и процедуру воронения ножа нужно будет проводить заново.

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.

Химическое травление металла, методы травления

содержит максимальное количество вюстита (закись железа — FeO), а гематит (Fe2O3) отсутствует. Это связанно с тем, что вюстит хорошо растворяется в кислотах, а гематит является нерастворимым соединением. Такие условия образования окалины характерны для низкой температуры конца прокатки. Снижение температуры сматывания полос в рулон не влияет на толщину слоя окалины, но уменьшает опасность появления гематита на кромках и концах полосы.

Существуют кислотный и механический способ удаления окалины. На травильных линиях удаляют окалину совмещая оба способа ее удаления: сначала полоса проходит через окалиноломатель и дрессировочную клеть, где происходит взламывание окалины и ее механическое удаление, а затем производится растворение оставшейся на полосе окалины в растворах кислот (химический способ).Процесс травления металла основан на взаимодействии окалины с кислотами. При этом окалина претерпевает химические превращения и отделяется от основного металла. Кроме того, удаление окалины происходит также в результате выделения газообразного водорода, скапливающегося под окалиной и отрывающего ее от металла.

Известны 2 метода травления: погружением металла в ванную и подача раствора в виде струй под давлением.

Самыми распространенными кислотами, применяемыми для травления стали, являются серная и соляная кислоты. При использовании серной кислоты имеет место не только растворение окислов окалины, но и чистого железа, что приводит к повышению угара металла и увеличению расхода кислоты. Поэтому сернокислотное травление обычно проводят в присутствии ингибиторов — веществ , замедляющих процесс растворения чистого металла без снижения скорости травления окалины. К недостаткам сернокислого травления также можно отнести: загрязнение травильного раствора шламом, неравномерное стравливание окалины, отсутствие регенерации отработанных травильных растворов и низкий спрос на побочный продукт регенерации — железный купорос.

Травление в соляной кислоте идет в наружных и во внутренних слоях окалины. Соляная кислота достаточно хорошо растворяет не только вюстит, но и высшие окислы железа. При этом, окалина не отваливается с образованием шлама на дне ванны или полосе, а почти полностью переходит в раствор. Считается, что потери металла при солянокислом травлении на ~25% меньше, чем при травлении в серной кислоте вследствие уменьшения растворения чистого железа. При травлении в соляной кислоте повышается интенсивность растворения окалины, более редки перетравы. Травление в соляной кислоте приводит к получению более чистой поверхности, чем при травлении в серной кислоте. Большим преимуществом соляной кислоты является возможность полной регенерации отработанных солянокислых травильных растворов. Травление, как правило, осуществляется в горячем растворе, затем полоса отжимается парами отжимных роликов промывается, сушится, подрезается кромка. Обработанная таким образом полоса передается на станы холодного проката.

Полезные программы для инженера и студента

Разработка и нанесение рисунка

Эскиз

Сюжетный рисунок, растительный орнамент, логотип или просто фраза – это лишь малый перечень идей рисунка, который будет красиво запечатлен на клинке. Выберите, какой узор вы хотите видеть на клинке и начинайте создание эскиза. Можно нарисовать самостоятельно или попросить профессионалов.

После чего нужно перенести рисунок на клинок. Для этого помещаем клинок в сканер, переносим изображение в программу CorelDraw, где обрисовываем контуры клинка. Далее накладываем подходящий орнамент. Результат следует продублировать в зеркальном отображении и отправить в печать.

Лакирование клинка и перенос рисунка

Клинок надо покрыть лаком заранее. Можно воспользоваться матовым лаком для пластмассовых моделей-копий. Лак нужно разбавить нитрорасстворителем, чтобы быстрее высох, и нанести аэрографом (можно и кисточкой). Лак используется потому, что в течение суток сохраняет пластичность и не крошится под скраббером.

Вырезаем эскиз, чтобы было проще подогнать к клинку, «зачерняем» оборотную сторону карандашом, крепим на клинке малярной лентой. После прорисовываем тонкой ручкой орнамент. В итоге получается рисунок на лаке.

Процарапывание рисунка

Рисунок по поверхности лака процарапываем с помощью скрабберов с различной заточкой

Важно, чтобы металл скраббера не был тверже металла клинка, а то будут царапины

Особенности рисунка

В нашем примере травится «поле» (это самый сложный вариант, т.к. рисунок процарапать труднее), хотя возможен и более доступный вариант, когда травятся исключительно контуры рисунка.

Травление металла