Химическое травление металла в домашних условиях - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Химическое травление металла в домашних условиях

Травление металла в домашних условиях с использованием подручных материалов

Один из способов получения на металлических изделиях выпуклого или вдавленного рисунка, появившийся сравнительно недавно, получил название травление. Принцип действия этого метода основан на использовании электрохимических процессов в жидком электролите. При наличии художественных способностей, даже в домашних условиях можно получить узор высокого качества при минимуме требуемых материалов и оборудования.

При самостоятельном выполнении травления в домашних условиях потребуются следующие расходные вещества и приспособления:

  • изделие, предназначенное для украшения – различные столовые приборы, охотничьи или походные ножи или простые мыльницы, на которых можно выполнить простейшие узоры;
  • емкость достаточного объема и удобной формы из неметаллических материалов, подходящая для помещения в нее всего обрабатываемого изделия или украшаемой его части. Наиболее удобно использовать с этой целью стеклянные емкости, позволяющие визуально контролировать процесс обработки.
  • достаточное количество обыкновенной поваренной соли;
  • лак для ногтей любого цвета;
  • средство для снятия лака, предназначенное для очистки обработанного изделия;
  • источник постоянного электрического тока небольшого напряжения. В этом качестве может быть использовано зарядное устройство для зарядки автомобильных или телефонных аккумуляторов.

Нанесение рисунка

Начинаем с подготовки обрабатываемого изделия. Его необходимо качественно очистить от жира и грязи, промыть горячей водой и просушить. После этого с помощью кисточки нанесите лак на обрабатываемую поверхность предмета (в нашем случае это столовые ложки).

Не давая покрытию полностью высохнуть, выполните нанесение узора или надписи.

В зависимости от варианта рисунка, желаемого декоративного эффекта, при травлении металлов может быть получен как вдавленный в материал изделия узор, так и выступающий на его поверхности. Этого можно добиться при удалении защитного лакового слоя. Именно чистый металл без красивой пленки и будет подвержен химическому вытравливанию.

В том случае, если вы хотите получить выпуклое изображение, оставьте лак именно на нем, а с фона удалите.

В противном случае — снимите лаковую пленку именно в виде желаемого узора – он и будет «вдавлен» в материал изделия. Для получения тонкого узора удалять лак с поверхности удобно остро заточенной деревянной палочкой или зубочисткой. Старайтесь получить максимально гладкие линии без подтеков, которые могут значительно испортить всю работу по травлению рисунка на изделии.

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.

Травление изделия из металла

Для активации процесса в раствор электролита необходимо поместить любой стальной предмет и подключить к нему отрицательный провод от источника тока. Положительный провод в этом случае присоединяется к обрабатываемому изделию. Схематично процесс травления выглядит так:

При отсутствии качественного преобразователя (выпрямителя) можно воспользоваться зарядным устройством для телефона, срезав с него контакт для соответствующего гнезда.

Процесс травления под действием электрического тока происходит достаточно бурно.

Это необходимо учитывать при выборе стеклянной емкости. Уровень электролита в ней должен предотвращать его возможное выплескивание в процессе травления.

Контроль углубления рисунка при электрохимической обработке можно осуществлять визуально, периодически доставая обрабатываемое изделие из раствора. При соблюдении всех необходимых параметров процесс может продолжаться до нескольких минут, в зависимости от желаемой глубины травления узора на металлической детали.

Получив желаемый результат, отключите электрический ток. После этого с извлеченного образца тщательно удалите лаковую пленку. Для этого удобно воспользоваться средством для снятия лака и плотной тканью. Промойте готовый рисунок теплой водой с мылом.

Получение цветного рисунка

Для придания полученному узору, рисунку или надписи дополнительного декоративного эффекта предлагаем воспользоваться несложным способом, доступным каждому. Для этого на обработанный участок нанесите небольшое количество любой нитроэмали, добившись полного заполнения углубления. Этот лакокрасочный материал достаточно быстро сохнет, поэтому к дальнейшей работе можно возвратиться уже по истечении часа. Убедившись, что эмаль полностью высохла, удалите лишний материал, попавший на поверхность протравленного изделия с помощью мелкой наждачной бумаги. Применение растворителя в данном случае может испортить всю работу, так как он размазывает краску по поверхности, полностью не удаляя ее, и может придать узору некрасивую матовость.

Окончательно придать окрашенному протравленному рисунку выразительность позволит механическое полирование готового изделия на войлочном круге с пастой ГОИ.

Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации – нам интересно ваше мнение 🙂

Комментарии15 комментариев

Достаточно интересно, и вроде не сложно. Всё это можно сделать и самой, все материалы доступны. Я только одно не поняла, таким способом можно только металл травить, или серебро тоже? У меня есть кучка лома серебра, хочу попробовать браслет сделать, и если серебро тоже травится таким же способом, то было бы замечательно.

Для травления серебра простой солью не обойтись, потребуется соль азотной кислоты: NaNO3, KNO3

какая пропорция при травлении медным купоросом?

Для того, чтобы процесс шел быстрее, нужно получить насыщенный раствор — это значит требуется добавлять медный купорос, размешивая и наблюдая наличие остатка на дне. Добавлять реактив, пока он полностью растворяется. Как только настал момент, что вы не можете размешать осадок, значит раствор «насытился».

Вот такой вопрос, NaNO3 это что натриевая селитра, если да то как её использовать? Хочю вытравить на серебряной ложке.

Да, совершенно верно, так же можно взять нитрат аммония.

Берете ложку, закрываете всю поверхность защитным составом, за исключением мест под травление. Так же оставляете место для контакта с положительным полюсом источника. Ложку погружаете в раствор вместе с металлической полоской, подсоединенной к отрицательному контакту источника.

Только что попробовал, немного изменив технологию. Так, я использовал вместо лака лазерно-утюжную технологию (так радиолюбители делают печатные платы). Заготовку в раствор не помещал, но макал в раствор ватный тампон, подключенным к зарядному устройству для автоаккумуляторов. В итоге — красивый рисунок за 5 минут. Толщина травления порядка 0,2-0,3 мм. Единственный минус — раствор все-таки просочился под тонер и оставил небольшие раковины. Последующая обработка резинокордовым кругом и полировка позволила несколько нивелировать эту досадную неприятность, но не до конца. Полагаю, если бы я не тер ватой поверхность, а все-таки поместил заготовку в раствор все бы вышло замечательно. Но заготовка большая, поэтому такой возможности не было. Лучше наносить трафарет фоторезистивными пленками или лаком.

Для крупных предметов, например, декоративных мечей, кинжалов, копей и т.д., в качестве емкости можно использовать канализационные ПВХ трубы с заглушкой на одном конце. Лучше всего — фиксировать полученную емкость в вертикальном положении, хотя, при надобности, трубу можно разрезать вдоль и придумать заглушку на второй конец. Для травления подобных изделий лучше всего использовать сварочный инвертор, выставляя на 20-40 ампер. При большей силе тока раствор слишком быстро выкипает. Узор наносится по принципу способа с лаком для ногтей, только вместо оного используется акриловая краска.

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

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

Виды травления

Основные разновидности применяемой в промышленности обработки металлов:

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

Электролитическое травление

Электролитическая или гальваническая обработка металла применяется для быстрой очистки деталей, нанесения гравировок и получения пазов. Металлические детали погружают в кислотный или солевой электролит. Деталь становится катодом – отрицательным электродом или анодом – положительным электродом. Поэтому классифицируют два типа электролитического травления – катодное и анодное.

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

Химическое травление

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

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

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

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

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

Плазменное травление

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

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

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

Недостатком этого метода является боковое расширение пазов.

Травители

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

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

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

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

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

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

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

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

Травление рисунка на ноже в домашних условиях

Процесс травления металла известен людям ещё с 16 века. Наиболее известные мастера жили в Италии и Германии. Сегодня травление ножа в домашних условиях, по силам любому человеку в мире. Доступность реагентов, и множество способов – позволяет заняться этим, не имея специального опыта. Но изучить тему травления ножа – стоит обязательно.

Суть метода

Ключевое значение имеет – воздействие кислотных сред на металл. Благодаря взаимодействию агрессивной среды и изделия происходит химический процесс, называемый – травление. Для нанесения узора на клинок, участки поверхности непредназначенные для протравки, покрывают защитным слоем.

Он обязан быть устойчив к травящему веществу. Глубина растворения металла зависит от времени воздействия на него. Со времён 16 века, выявлено несколько эффективных способов травления ножей. О них пойдёт речь ниже.

Способы травления металла

Кислоты в технике травления применяются в зависимости от вида металла. Определённый сплав, требует своих агрессивных веществ. От этого зависит – быстрота и качество процесса. Способов существует несколько:

  • процесс с применения электролита, с пропускаемым через него ток. Называют – электрохимическим. Особенностями его являются: точный рисунок, экономия времени и раствора рабочей жидкости. Нет вредных испарений;
  • процесс, не требующий сложного оборудования и безумно прост – химический. Но применение жидких кислых растворов, характерно выбросами вредных для здоровья человека в воздух испарений;
  • производственный метод, требующий дорогостоящего оборудования – ионно-плазменный метод. Применяется в сухой среде в области микроэлектроники.

Первые два метода широко распространены для травления ножей в домашних условиях. Компоненты доступны в продаже и не требуют сложных манипуляций.

Подготовка металла к нанесению рисунка

Необходимо подготовить клинок к нанесению рисунка и к самому процессу травления. Если нож разборный, обязательно разберите его. Освободив клинок, проще будет работать. В цельном изделии обязательно следует изолировать рукоять.

Неважно, из какого она материала, кислая среда навредит любому. Изолента в роли изолятора, подойдёт прекрасно. Обрабатываемую поверхность клинка, необходимо тщательно протереть ацетоном. Задуманный рисунок хорошо ляжет на обезжиренную поверхность. Пальцами заготовки стараемся не касаться.

Методы нанесения рисунка

Рисунок из различных материалов, служит защитным слоем, протравливаться будет металл не покрытый им. Присутствует схожесть с негативом фотоплёнки, при проявлении фотографии. В качестве защиты вариантов предостаточно: изолента, наклейка, лак для ногтей, винил, маркер по металлу и многие другие полимеры.

Лак для ногтей

Распространённый материал среди любителей. Но и профессионалы им не брезгуют. Хорошая сопротивляемость агрессивным средам, делают его лидером в использовании. Нанеся его на изделие и дав подсохнуть, есть доступность подкорректировать рисунок острыми режущими предметами. Достигая чёткого рисунка и плавности линий.

Грунтовка или битумный лак

Изделие полностью покрывается, затем переносятся поверх слоя контуры рисунка, маркером или кистью. Заострив тонкую проволоку, необходимо процарапать до металла эскиз. Грунтовку используют ГФ 021 или ХВ 062. При процедуре процарапывания эскиза есть риск откалывания засохшего грунта или битумного лака. Является минусом этого метода.

Глянцевая бумага

Набирающий обороты среди мастеров, неплохой метод, имеющий немало положительных сторон. На глянцевой бумаге лазерным принтером распечатывают необходимый эскиз в реальную величину. Приложив к поверхности клинка стороной с рисунком, необходимо утюгом прогладить бумагу.

После остывания изделия, его помещают в воду. Доведя бумагу до размякшего состояния, она отслаивается, а тонер с принтера остаётся на изделии. Следует лишь вокруг рисунка обработать поверхность лаком для ногтей. Метод позволяет переносить мельчайшие подробности изображения.

Принцип травления при помощи электролиза

Для металлических изделий применяют два способа: кислотный (жидкий) и электрохимический. Используют их для снятия окалины и оксидных пленок. Соблюдение правил протравки: время выдержки и концентрация раствора, залог успешного процесса.

Немаловажно тщательное обезжиривание детали. Небольшое жирное пятно, приведёт в непригодность все труды мастера. При работе с лаками необходимо соблюдать осторожность, они легко воспламеняемы. К этому относится и сам процесс. В любом виде – он небезопасен. Относится к нему необходимо с осторожностью и внимательностью.

Растворы, используемые для травления стали

Процесс для различных сплавов, требует различные протравливающие вещества. Исходя из атомарной структуры решётки металла, подбирается определённый раствор:

  • щелочные растворы хорошо травят алюминий и сплавы из него;
  • азотная, серная, соляная и фосфорная кислоты применяются при травлении меди и её сплавов. Для увеличения скорости реакции добавляют хром и азот;
  • для прочного титана применяется двойной способ протравки. Изначально обрабатывают в щелочных растворах, затем в кислотных высокой концентрации;
  • водный раствор перекиси водорода и муравьиной кислоты идеально подходит для никеля и вольфрама;
  • для иных твёрдых металлических соединений используют смеси азотной и уксусной кислот;
  • несильный раствор серной кислоты хорошо справляется с чугуном.

Излюбленной, для травления ножа в домашних условиях – является азотная кислота. Иногда добавляют соляную. Они имеют высокую активность, и работать с ними необходимо осторожно.

Инструкция по жидкому травлению ножа

Химический способ проще, не нужно использовать элементы питания. Необходима сильная агрессивная среда. Уже озвучивалось, что способ опасен своими газообразными выделениями. Раскрыть окно или обзавестись хорошей вытяжкой просто необходимо. Снаряжение для безопасности:

  • резиновые перчатки;
  • респиратор;
  • защитные очки;
  • рабочий халат.

Избегать попадания на слизистые оболочки тела. Промывкой водичкой не обойдётся. Химический ожог – страшная вещь. С экипировкой разобрались, теперь дело за материалами:

  • изоляционная лента;
  • лак для ногтей, маркер;
  • шлифовальный станок;
  • дистиллированная вода в ёмкости;
  • пластиковый контейнер;
  • растворитель, ацетон;
  • запас хлорида железа;
  • ватные палочки и диски, зубочистка;
  • наждачка различного зерна.

Нож необходимо подготовить заранее. На цельном изделии защитить рукоять изолентой, разборное – разобрать и работать с клинком отдельно.

Создание защитного слоя

Узор необходимый перенести на изделие, требуется обвести защитным слоем. Учитывая, что на участке с покрытием – реакция проходить не будет, и металл останется светлым. Изначально набросок сделать маркером, а затем покрыть лаком для ногтей. Это наилучший вариант. Лак затем можно скорректировать для ровности линий и самого узора.

Читайте также:  Как подобрать сверло под резьбу?

Не стоит стесняться фантазировать, уникальность проведённой работы зависит и от личностных качеств мастера. Используйте лаки различных оттенков, они хорошо видны на поверхности изделия.

Приготовление раствора

В обязательном порядке используем средства индивидуальной защиты. При работе с кислотой необходим под рукой раствор соды, она пригодится при попадании агрессивного вещества на кожу. Правило всех химиков – кислоту льём в воду, ни в коем случае не в обратном порядке:

  1. Соотношение хлорного железа и воды, необходимо получить 50/50. Это оптимальный вариант, но для ускорения реакции дозволено применить и другие пропорции.
  2. Пластиковый контейнер не следует наполнять целиком, учтите помещение туда изделия. Налив немного дистиллированной воды – столько же наливаем хлорного железа.
  3. Пометьте контейнер словами «Кислота», будьте с ним осторожны. Металлическая ёмкость – не подойдёт, есть вероятность вступления в реакцию с раствором.

Учтите, что разведённая жидкость послужит не один раз, десяток клинков реально в ней обработать. По окончании разведения раствора следует перейти к следующему этапу.

Процесс травления

Для получения качественного результата рекомендуется при погружении клинка, производить движения в жидкости. Процесс будет выглядеть, как аккуратное полоскание изделия в растворе. Прикасаться к клинку строго запрещено. Оставлять на длительное время в нём, также не рекомендуется.

Профессионалы травления утверждают, что необходимо многократное, недлительное погружение изделия в агрессивную среду. Выглядит это так:

  • следует погрузить клинок на 20 секунд;
  • вынуть на воздух, на то же время, что и было погружение;
  • быстрая промывка под водой из водопроводного крана;
  • держим на воздухе 20 секунд;
  • и затем опять погружаем в раствор на прежний промежуток времени.

Так добивается постоянный контроль протравки, круговой процесс необходимо выполнить несколько раз. Общее время проведения клинка в кислоте не должно превышать 10 минут. Не следует забывать, что все временные интервалы зависят от стали и состава раствора.

В заключении процесса необходимо хорошо промыть изделие проточной водой, снять защитный слой с помощью ацетона или растворителя. Пройтись наждачной бумагой по клинку начиная от крупного зерна 400 ед. и заканчивая 2000 или 2500. Довести до блеска поможет войлочный круг на шлифстанке.

Как перенести рисунок на металл — художественное травление ножа в домашних условиях и нанесение изображений с помощью химических реакций

Данный урок научит вас, как перенести рисунок на металл при помощи хлорного железа.

Химическое травление металла – это отличный способ сделать свой нож уникальным. Можете вытравить свое имя, или просто красивый, неповторимый рисунок.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! При работе с хлорным железом используйте резиновые перчатки, респиратор, защитные очки. Избегайте попадания вещества на слизистые оболочки, кожные покровы, в органы пищеварения и дыхания. Работы проводите в хорошо проветриваемом помещении.

Шаг 1: Что вам потребуется

Необходимые материалы для травления ножа в домашних условиях:

  • Хлорид железа – продается в магазине радиодеталей. Информация о хлориде железа.
  • Пластиковый контейнер.
  • Дистиллированная вода.
  • Трафарет (лак для ногтей, наклейки, винил, изоляционная лента, маркер по металлу).
  • Ацетон.
  • Ватные диски или ватные палочки.
  • Скрепка для бумаг и / или зубочистка.
  • Резиновые перчатки.
  • Наждачная бумага.

Шаг 2: Приготовления

Подготовка к работе – это самый важный момент во всем процессе. Если не подготовиться должным образом, то результаты работы могут вас разочаровать.

  1. Разберите ваш нож. Постарайтесь запомнить, в какой последовательности вы его разбирали, откуда какая деталь. Приберите все эти маленькие винты, шайбы и т. д. в контейнер или на магнит. Если не хотите разбирать нож, тогда надежно изолируйте все части ножа, кроме лезвия, чтобы на них не попало хлорное железо.
  2. Очистите лезвие ацетоном. Ацетон очистит поверхность и подготовит ее к травлению. Постарайтесь не касаться лезвия голыми руками после очистки, т.к. жир с пальцев попортит вам всю картину.

Шаг 3: Создаем шаблон, стойкий к кислоте

Проявите творческий подход!

Придумайте какой-нибудь узор, который в дальнейшем будет красоваться на вашем ноже.

Смысл переноса рисунка на металл заключается в том, чтобы создать защитный к кислоте слой на металле, под которым на металл не будет воздействовать кислота. На участках без защитного слоя, под воздействием кислоты металл потемнеет, а защищенный – останется светлым.

Для защиты можете использовать лак для ногтей, маркер по металлу, винил, наклейки, изоленту и другие трафареты.

Если вы желаете затемнить все лезвие полностью, то вам будет проще: трафарет не понадобится, нужно только защитить рукоятку.

Если же вам нужно сделать только маленький логотип, то необходимо защитить остальную часть лезвия скотчем или лаком для ногтей.

Если вы хотите протравить складной нож, то нужно будет защитить шарнир, фиксатор и рукоятку, иначе вы просто испортите нож.

Лак для ногтей лучше взять цветной, чтобы его было видно на поверхности.

Шаг 4: Замешиваем кислоту

Наденьте резиновые перчатки.

Для получения необходимой концентрации, нужно смешать хлорное железо с дистиллированной водой в отношении 50/50. Концентрация может быть другой. Почитайте информацию о концентрациях здесь.

Налейте в пластиковый контейнер немного дистиллированной воды и добавьте столько же хлорного железа. Не заполняйте контейнер до верху, ведь вам еще нужно будет погрузить туда ваш клинок.

Добавляйте всегда кислоту в воду, а не наоборот! При смешивании выделяется большое количество тепловой энергии и, если лить воду в кислоту, то вода моментально разогреваясь, разбрызгивается вместе с кислотой во все стороны.

Желательно, чтобы пластиковый контейнер для смеси имел защелкивающуюся крышку.

Обязательно напишите на контейнере: «ЯД! КИСЛОТА!».

НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ для смеси металлический контейнер, т. к. кислота вступит в реакцию с металлом!

Полученная смесь прослужит вам довольно долго. Конечно, это зависит от того, какие металлы вы травите и какова площадь травления.

Шаг 5: Начинаем травление

Все приготовления для художественного травления металла завершены.

Наденьте резиновые перчатки. Работы проводите только в хорошо проветриваемом помещении. Кислота вызывает химическую реакцию, и выделяет вредные пары. Используйте приточно-вытяжную вентиляцию.

Существует два способа травления.

Кислотная ванна

Опытным путем обнаружено, что недолгие по времени погружения металла в кислоту (10-60 секунд) с последующим быстрым полосканием под краном, дают лучший результат травления. Для погружения лезвия ножа в кислоту воспользуйтесь скрепкой или зубочисткой. Повторите данное действие несколько раз, до получения желаемых результатов.

Желательно делать как можно менее продолжительные погружения, но большее количество раз. Это позволит лучше контролировать процесс травления и сохранит заводскую лазерную маркировку на лезвии (если она имеется).

Примерный порядок травления такой:

  1. 10-60 секунд – погружение в кислотную ванну;
  2. 10 секунд – выдержка на воздухе;
  3. промывка под краном;
  4. 10 секунд – снова выдержка на воздухе;
  5. затем повторите все с п. 1).

Также рекомендуется во время погружения в ванну, двигать лезвие в кислоте. Можете сделать более сложную систему с подачей пузырьков воздуха в ванну (например, использовать аэратор для аквариума), которые будут перемешивать кислоту. Перемешивание позволит более равномерно протравить лезвие.

Не оставляйте лезвие в кислоте более чем на 10 минут, т.к. это может вызвать коррозию металла.

Не прикасайтесь к лезвию руками в течение всего процесса травления, чтобы не оставлять отпечатков пальцев.

Информацию о концентрации можно прочесть здесь.

Целенаправленное травление

Этот способ применяется при нанесении небольшого изображения или травления только одной стороны лезвия ножа.

Убедитесь, что лезвие заклеено изолентой, винилом или лаком. Если плохо приклеить трафарет, то кислота может попасть под него и испортить рисунок.

С помощью ватного тампона или ватной палочки нанесите кислоту на сталь. Придерживайтесь того же времени и чередования операций, что и в способе 1. Водите ватным тампоном, смоченным в растворе, по трафарету, пока сталь не начнет чернеть.

Шаг 6: Искусственное старение, шлифовка и очистка

После процесса травления, нужно провести дальнейшую обработку лезвия.

После травления поверхность лезвия становится матовой. Требуется последующая обработка клинка.

Есть несколько вариантов обработки. Какой из способов выбрать, решать вам.

  • Искусственное старение поверхности придает ей текстурированный вид. Этот способ подойдет для не очень качественно выполненного травления (скрывает неравномерности травления). Во время обработки трафарет остается на лезвии в течении всего процесса.
  • Шлифовка протравленной поверхности. Используйте влажную или сухую наждачную бумагу зернистостью 1500, 2000 или 2500. Можно использовать стальную стружку.

После достижения необходимого результата, удалите шаблон с лезвия с помощью ватных дисков, пропитанных ацетоном. Этим способом вы сможете удалить лак или краску, нанесенные вами на лезвие.

Теперь осталось собрать нож и любоваться плодами своей работы.

Храните кислоту в том же пластиковом контейнере, в котором проводили травление!

Если вы больше не планируете использовать раствор, сдайте его в пункт утилизации опасных отходов или, по крайней мере, нейтрализуйте его пищевой содой. Но, лучше все-же сдать на утилизацию, поскольку в нем содержатся соли металлов, которые могут нанести вред окружающей среде.

Шаг 7: Конечный результат

Прежде чем переходить на клинки стоимостью 500 долларов, начните экспериментировать с дешевыми ножами.

Несколько фактов, которые могут помочь вам в работе:

  1. Концентрация кислоты влияет на качество и скорость травления.
  2. Температура кислоты также влияет на качество и скорость травления.
  3. Различные стали по-разному реагируют на кислоту.
  4. Кислота – опасное вещество, поэтому будьте осторожны при работе с ней.
  5. Капли кислоты оставляют следы на раковине из нержавеющей стали.
  6. Кислота имеет темно-оранжевый цвет и может испачкать одежду, которую потом вы вряд ли отстираете.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

lmplex › Блог › Безопасный общедоступный состав для травления меди в домашних условиях

Многие из нас занимаются травлением плат, пожалуй, с подросткового возраста. Рецепты предыдущих поколений известны и используются десятками лет.

Все известные методы обладают как индивидуальными, так и общими недостатками, усугубляемыми отсутствием собственной оборудованной мастерской, закрытой для доступа любопытных домашних питомцев и родственников. Практически не удаляемые пятна, неприятный запах, общая опасность некоторых используемых реактивов и прочие причины влекут за собой необходимость оправдываться и доказывать очевидную вещь – пользу от занятий радиолюбительством.

Читайте также:  Как просверлить отверстие в плитке под дюбель?

Помимо прочего в самый неподходящий момент, так сказать на взлёте деятельной активности, вдруг не оказывается нужных компонентов, или оказалось, что они уже пришли в негодность. Порой, быстро и в доступных точках продаж, найти привычные или, вообще, любые реактивы и вовсе не представляется возможным, что влечёт за собой потери целых дней творчества…

Однако всё в этой жизни меняется… Растём мы, растут и наши запросы, увеличиваются рабочие напряжения и токи. И вот мы уже меняем медь 32 мкм на медь 105 мкм и длительность, и расход реактивов, и качество процесса нас не устраивают.

Для начала, рассмотрим, так сказать классику. Нетерпеливые могут, конечно, пропустить

уже известное и много где упомянутое, и начать с п.5. Но, думаю, краткое изложение по схеме: уравнение реакции, анализ течения с указанием окислительно-восстановительных потенциалов (далее по тексту ОВП), достоинства и недостатки, создадут более полную картину.

Следует заметить, что мы ориентируемся на нормальный ОВП а именно рассчитанный по справочным данным при активности как самого реактива, так и продуктов реакции равной 1 экв./литр.

Итак, с п.1 по п.4 рассматриваем классику:

1. Травление меди раствором хлорного железа.

Рис. 1 1 -стандартная упаковка; 2 — шестиводное хлорное железо; 3 — безводное хлорное железо (растворяется в воде со спецэффектами, но получаемый раствор аналогичен раствору из водного железа); 4- раствор в начале травления; 5 — отработанный раствор хлорного железа; 6 — меднёный гвоздь.

Движущая сила (разность нормальных ОВП потенциалов) для этой реакции составляет:

Это не так уж и мало, но, потенциал и скорость процесса сильно уменьшаются по мере накопления в растворе продуктов реакции, что наверняка было всеми замечено. Поработавший раствор травит медь заметно медленнее, чем свежий.

Некоторые пытаются «оживить» отработанный раствор, осаждая из него медь гвоздями, скрепками и т.п., получая, сначала прозрачный зеленовато-голубоватый раствор, очень медленно превращающийся, при доступе воздуха, в ни к чему непригодную «чёрную жижу», которая, при утилизации, разукрашивает сантехнику в цвета ржавчины. Однако удаление меди из отработанного раствора, совершенно бесполезно, поскольку вместо неё в растворе прибавляется хлорид закисного железа FeCl2, который растворять медь не способен в принципе. Вопрос регенерации ХЖ решило бы добавление соляной кислоты, но если у вас она есть, и работать с ней вы согласны, то вам совершенно не нужно отработанное ХЖ, об этом ниже.

Достоинства:
— умеренная скорость травления меди.
— использование единственного основного компонента, а именно хлорного железа.
— простота изготовления раствора «на глаз», главное, что бы концентрация была достаточной.
— не критична температура окружающей среды.

Недостатки:
— Скорость травления и ОВП раствора заметно снижаются по ходу процесса.
— Большим минусом этого метода можно назвать невысокую доступность хлорного железа для рядового радиолюбителя.
— Относительная дороговизна, порой на рынках заламывают немалую цену за мелкую фасовку.
— Также, немалым минусом являются трудноудаляемые пятна, которые оставляет хлорное железо на всём, с чем только не соприкоснётся. Одежда портится, обычно, необратимо.
— ХЖ заметно летуче, особенно при нагревании, плохо хранится (гидролизуется) при доступе воздуха, склонно вылезать из негерметичной тары, загрязняя собой и продуктами своего гидролиза все окружающие предметы.

2. Травление медным купоросом с солью.

Рис. 2 1 — варианты фасовки; 2 — соль и медный купорос; 3 — раствор бирюзового цвета до травления; 4 — отработанный раствор медного купороса.

Тут ключевую роль играет хлорид натрия (соль), поскольку, медь с медным купоросом практически не реагирует.

Движущая сила для этой реакции получилась немного меньше чем, у раствора хлорного железа — около 0,40 В. Следует заметить, что в процессе травления, на поверхности меди образуется осадок продукта реакции – нерастворимый хлорид меди(I) CuCl. Для успешного проведения травления просто необходим значительный избыток NaCl и подогрев, которые помогают справиться с этой напастью.

Несмотря на то, что отработанный раствор напоминает «чёрную жижу», он поглощает кислород из воздуха, и при подкислении, может быть регенерирован.

Достоинства:
— доступность медного купороса, широко применяемого в сельском хозяйстве, как средство защиты растений.
— в отличие от ХЖ не оставляет таких пятен и разводов. Пятна получаются другого цвета – синие. Но, они легко удаляются уксусом.

Недостатки:
— Медный купорос ядовит.
— В последнее время цена медного купороса бьет рекорды, в отличие от размеров фасовки, которые систематически уменьшаются.
— Требуется подогрев раствора для быстрого протекания реакции.
— Невысокая скорость травления.

3. Травление персульфатами (персульфат аммония или персульфат натрия).

Рис. 3 1 — упаковка и персульфаты россыпью; 2 — раствор до травленя прозрачен, после травления голубой ибо является раствором медного купороса и сульфата натрия.

Весьма интересная система, поскольку, казалось бы, одно вещество (персульфат чего-нибудь) — на самом деле, в процессе травления, распадается на три: перекись водорода, серную кислоту и не участвующий ни в чем сульфат натрия или аммония. Об этом факте говорит необходимость существенного подогревания раствора персульфата, которое необходимо для его гидролиза.

Движущая сила процесса, казалось бы бьёт рекорд 1,43 В! Вот только, практически, такой потенциал не достигается, поскольку персульфат, даже при нагревании его раствора не гидролизуется мгновенно и полностью.

Достоинства
— Высокий ОВП
— Высокая скорость травления
— Не оставляет грязных пятен
— Однокомпонентный состав

Недостатки
— Доступность заметно ниже чем у ХЖ
— Вместо пятен, склонен отбеливать и делать дырки в ткани.
— Требуется подогрев
— Применяются растворы высоких концентраций, поскольку больше половины массы реактива, в итоге, составляет балластный сульфат.

4. Травление перекисью водорода в соляной кислоте

Рис. 4 1 — 3% раствор перикиси водорода (аптеки); 2 — таблетки гидроперита (помимо медицины используются для отбеливания волос крашеными блондинками); 3 — соляная кислота — отлично портит вещи и раздражает кожу в то же время содержится в желудке ввиде от 0,4 до 0,6% раствора.

Перекись водорода уже присутствует в своей максимальной концентрации, что позволяет достигнуть максимального ОВП в 1,43 В.

В присутствие соляной кислоты или хлоридов реакция растворения меди протекает через образование промежуточного продукта CuCl, который не успевает выпасть в осадок и быстро окисляется далее. Образование этого продукта заметно понижает потенциал окисления меди, что существенно облегчает течение реакции. т.е. хлориды в данной системе являются катализатором.

Достоинства
— Самая высокая скорость травления из всех рассматриваемых.
— Не оставляет грязных пятен
— Процесс быстро протекает при комнатной температуре.
— Высокая доступность: перекись можно купить в аптеке, а вместо соляной кислоты годится подсоленный аккумуляторный электролит.

Недостатки
— Использование сильных кислот неизбежно приводит к дыркам в штанах и последующему разбору полётов.

и вот тут мы подходим к самому интересному:

5. Травление меди перекисью водорода в присутствие лимонной кислоты.

Рис. 5 1 — 20ти грамововая упаковка; 2 — россыпь лимонной кислоты; 3 — 15ти граммовые упаковки.

Анализ двух предыдущих методов (см. п.3 и п.4) привёл меня к выводу, что природа, используемой совместно с перекисью водорода, кислоты имеет малосущественное значение, и будет оказывать влияние только на скорость травления меди. Это значит, что можно использовать любую походящую кислоту, которая не окисляется перекисью водорода, например (роюсь в кухонном шкафчике) лимонную, ну или уксусную – но отставим пока уксус из-за неприятного запаха.

Выбор лимонной кислоты вызван тем, что она: доступна, имеет достаточную силу и не пахнет. Более того, лимонная кислота образует прочнейший комплекс с медью, что исключает всякое влияние продуктов реакции на её скорость! А для ускорения процесса следует добавить не расходующийся хлорид натрия.

Движущая сила процесса, внимание: 1,775 В, что является абсолютным рекордом!

Достоинства
— Весьма высокая скорость травления.
— Не оставляет грязных пятен
— Процесс быстро протекает при комнатной температуре.
— Не требуется труднодоступных реактивов: 3% перекись продаётся в аптеке, лимонная кислота – в гастрономе, а соль можно найти на любой кухне
— Травильный раствор безопасен для тела и одежды
— Это самый дешевый метод травления меди!

Недостатки, куда же без них.
— Средний цитрат меди малорастворим и может выпасть в осадок в т.ч. на поверхность травления. Для предотвращения возникновения проблемы не следует экономить лимонную кислоту.

Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора:

В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.

Соль при подготовке раствора можно не жалеть. Так как она играет роль катализатора, то в процессе травления практически не расходуется. Перекись 3% не стоит разбавлять дополнительно т.к. при добавлении остальных ингредиентов её концентрация снижается.

Чем больше будет добавлено перекиси водорода (гидроперита) тем быстрее пойдёт процесс, но не переусердствуйте — раствор не хранится, т.е. повторно не используется, а значит и гидроперит будет просто перерасходован. Избыток перекиси легко определить по обильному «пузырению» во время травления.

Однако добавление лимонной кислоты и перекиси вполне допустимо, но рациональнее приготовить свежий раствор.

Вы можете использовать вместо лимонной и уксусную кислоту, но неприятный запах и меньшая скорость травления могут вас не устроить. ОВП реакции с уксусной кислотой 1,35В – что в принципе не так уж и мало, например в сравнении с ХЖ.

Напомню для тех кто только начинает:

— Для приготовления всех травильных растворов необходимо использовать пластиковую либо стеклянную посуду.
— Подогрев растворов следует проводить на водяной бане или специально предназначенными приспособлениями.
— Все растворы полученные после травления ядовиты из-за высокого содержания меди.
— Соблюдайте технику безопасности при работе с сильными кислотами.
— Утилизация отработанных растворов допустима путём выливания в общую канализацию.
— После травления плату следует ополоснуть слабым раствором уксуса и тёплой водой.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector