Травление металлов в домашних условиях

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.

Создание печатных плат

В качестве заготовки используют тонкий лист текстолита, который с обеих сторон покрыт слоем меди. Задача специалиста – сделать токопроводящие дорожки в точном соответствии с чертежом. Это достаточно тонкая работа. Нужно закрепить на линиях какой-либо защитный материал (обычно это лак), а остатки медной фольги убрать с помощью пинцета. При травлении используются такие материалы:

Хлорное железо.
Азотная кислота.
Состав из серной кислоты, перекиси водорода и воды.
Сульфат меди с хлоридом натрия.

Это в том случае, если применяется жидкий способ. После этого необходимо тщательно убрать все остатки химиката. Также подходит электролитический вариант.

Как проходит процесс для других материалов

Часто так декорируют стекло, например, предметы кухонной утвари, окна, зеркала. Единственное вещество, которое с легкостью и достаточно безопасно растворяет стекло, – это плавиковая кислота. А в качестве защитного покрытия подойдет воск, канифоль. В остальном все этапы прежние – подготовка поверхности, защита участков, нанесения жидкого химиката, снятие остатков.

Заключительная часть

Подобная гравировка, выполненная своими руками, придаст необычности кухонным ножам. Из обычного ширпотреба они превратятся в эксклюзивные изделия, которые удивят ваших друзей и знакомых. А учитывая то, что на выполнение подобной работы не будет затрачено ни копейки, удовлетворение от рисунков, нанесённых методом электролиза, владельцу обеспечено.

Редакция Homius приглашает домашних мастеров и умельцев стать соавторами рубрики «Истории». Полезные рассказы от первого лица будут опубликованы на страницах нашего онлайн-журнала.

Предыдущая ИСТОРИИМини-пылесос из винчестера: вторая жизнь старого жёсткого диска
Следующая ИСТОРИИДаёшь экономию: телевизор в гараж или на дачу из старого монитора

Подготавливаем изделие к процедуре травления

Подготовка изделия из стали или железа к процедуре травления в домашних условиях включает целый ряд необходимых действий. Для начала поверхность нужно хорошо очистить от любых загрязнений, только таким образом можно гарантировать, что травление пройдет быстро, а глубина удаленных слоев будет одинаковой.

Теперь нужно нанести будущий рисунок на металлическую поверхность. Сейчас для этого используется множество методик. Главное что нужно помнить участки, которые не должны подвергнуться травлению, нужно обработать защитными средствами.

Сегодня в качестве такой защиты часто применяют лак для ногтей. Но у этого способа есть определенные недостатки, а именно:

Лак имеет густую структуру из-за чего его трудно наносить, когда речь идет о сложном орнаменте или рисунке.
Мастеру нужно уметь хорошо рисовать.
Если произойдет ошибка, при нанесении лака исправить ее будет нелегко.

На поверхность изделия наносится слой лака или грунтовки. Когда этот состав высохнет, нужно с помощью тонкого инструмента или ручки нанести изображение. Дальше следует найти тонкую иглу, шило или специальный инструмент, с помощью которого изображение процарапывается на металле. Это нужно делать крайне аккуратно, чтобы не повредить полированную поверхность вне контуров рисунка.

Когда эскиз готов остается закрыть детали, которые не должны подвергаться обработке защитой, и приступать к самой процедуре. При этом нужно помнить, что защита может наноситься только на сухую поверхность, так как в противном случае кислота или соляной раствор может попасть на металл и испортить поверхность. В дальнейшем исправить такую ошибку будет очень сложно.

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.

Применение травления в промышленности

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

Читать также: Зажим для кабеля интернета

Используемые способы

Несмотря на то, что суть методика одна – это снятие верхнего металлического слоя с помощью воздействия агрессивного вещества в заранее подготовленных, идеальных для этого условиях, технологию можно разделить по видам. В основу классификации будет положено не то, как вытравить рисунок на металле, а какой раствор для травления приготовить. В зависимости от материала, различают способы:

Химический. Его также называют жидким, поскольку применяются жидкости – кислоты. Несмотря на то, что результат получается достаточно быстрый и качественный, а специфическое или дорогое оборудование приобретать не нужно, не все пользуются именно таким методом, поскольку в ходе протравливания образуются едкие, вредные для здоровья пары

Очень важно придерживаться техники безопасности и обеспечить защиту верхних дыхательных путей.
Электрохимический (гальванический). Суть в том, что реакцию металла с электролитическим раствором усиливает пропущенный через емкость электрический ток

Преимущества использования заряда в высокой скорости процесса, точном результате и в отсутствии испарений.
Ионно-плазменный. Второе название – сухой. Методика реализуется только на высокотехнологичном производстве, потому что требует дорогостоящего оборудования. На зону обработки попадает точно направленный пучок ионизированной плазмы. Наиболее часто так изготавливают микросхемы и другие миниатюрные элементы бытовой техники и гаджетов.

Способы травления металла

От вида стали зависит выбор кислоты для травления. Агрессивные вещества для каждого сплава требуются свои. Правильное применение раствора влияет на быстроту и качество процесса. Существует несколько способов:

Химический

Несложный процесс, который не требует сложного оборудования – химический. Но следует учитывать выбросы вредных для человека в воздух испарений.

Электролит

Применение электролита с пропускаемым через него током. Этот способ быстрый и можно получить чёткий рисунок. Также экономится раствор рабочей жидкости, и нет вредных испарений.

Ионно-плазменный

Ионно-плазменный метод применяется на крупных производственных площадках. Его применяют в сухой среде для производства микроэлектроники.

Для травления в домашних условиях, прекрасно подходят первых два метода. Они не требуют сложных манипуляций и компоненты вполне доступны в продаже.

Виды травления

Представим распространенные способы. Большинство из них можно реализовать в домашних условиях. Но необходимо придерживаться правил безопасности – дело будем иметь с химикатами.

Электролитическое

Второе название – гальваническая обработка. Проще всего применять эту технологию на мелких деталях, когда необходимо срочно очистить поверхность. Суть процедуры следующая: наводится солевой или кислотный электролитический раствор, в него помещается заготовка. Затем подается разряд. В зависимости от того, как он заряжен, различают травление:

Катодное. В среде с добавлением химических элементов на катоде образуется водород в виде газа – с его выделением проходит реакция. Он насыщает жидкость и вступает в реакцию со сплавами, убирая окалину. Следует учесть, что при этом страдает прочность поверхности, она становится более хрупкой, поэтому тонкие стальные листы так лучше не обрабатывать. Подходящие материалы – сталь с высоким уровнем углерода, образцы после термообработки.
Анодное. Применяется чаще. На аноде происходит отрыв оксидной пленки с выделением кислорода. Все «лишние» частицы расплавляются в растворе. Верхний слой приобретает небольшую шероховатость

Есть вероятность потери чрезмерно большого количества металла, важно не передержать изделие в емкости под напряжением.

Химическое

Если предыдущий вариант отлично подходил для стали, особенно для углеродистой, то эта процедура имеет те же цели, но совсем другую публику. К обработке можно приступить, если в руках находится:

чермет;
нержавейка;
титан;
алюминий.

Подойдут: H2SO4, HCl, HNO3. Длительность погружения в ванночку зависит от концентрированности состава и степени загрязнения заготовки. Интервал достаточно большой – для косметической чистки тонкостенного изделия может понадобиться всего 1 минута, а для толстой чугунной детали – до 2 часов.

Технология проста. Есть металл. На нем образовалась оксидная пленка, которую нужно убрать. Кислоты через поры проникают под окисление и взаимодействуют со стальной поверхностью. В ходе химической реакции с железом выделяется водород. Он отталкивает загрязнение. Но также может повредиться металлическая поверхность. Избежать этого можно, если предварительно обработать деталь специальными ингибиторами ржавчины.

Плазменное

Процедура также происходит в среде химикатов. Но возбуждает химическую реакцию поток плазмы, сгенерированный на основе инертных газов (с содержанием фтора). Они, вступая во взаимодействие с коррозией (или с кремнием), не трогают само железо. Это очень точный метод, но он требует специального оборудования. Степень точности – до 10 наномикрон.

Посмотрим видео на эту тему:

Гальваническое

Это очень быстрый способ, поэтому он получил популярность, особенно у тех, кто проводит его дома. Скорость – не единственное преимущество. Другие достоинства:

достаточно четкие границы, контуры;
не требуются кислоты, поэтому для человека это более экологичный метод.

Сперва определимся с составом жидкости для погружения, она зависит от материала заготовки:

Вещество	Протрава
Сталь, железо	Смесь нашатыря и железный купорос
Медь, бронза, латунь	Раствор медного купороса
Цинк	Цинковый купорос

Погружная ванночка обязательно должна быть из диэлектрика. Например, стеклянная банка для мелких деталей.

Кладем элемент в емкость, наливаем средство с хорошими проводящими качествами. Анод прикрепляем к изделию. Обязательно понадобится источник энергии. Процедура занимает не более 2 минут, затем следуем промыть образец под водой.

Художественное

Процедура подходит для травления ножа в домашних условиях. Процесс очень распространен среди реставраторов и ценителей оружия. С его помощью можно сделать гравировку, набить инициалы владельца или добавить живописные узоры.

Операция очень проста. Можно использовать любой из вышеперечисленных методов, но быстрее и безопаснее всего – гальванический. На поверхности металла следует оставить трафарет из скотча. Сделать его просто с помощью хорошего струйного принтера. Когда необходимые участки защищены (следите, чтобы под лентой не оставалось следов воздуха), можно проводить классическое травление.

Посмотрим на фото:

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.

Технология гравировки

Готовится электролит

Вода заливается в тару, загружается соль в требуемом количестве (в зависимости от объема) и тщательно перемешивается, до окончательного растворения. От этого во многом зависит качество гравировки.

Готовится деталь (изделие, образец) для нанесения чего-либо

Размеры надписи или рисунка известны, поэтому определиться с площадью покрытия металла лаком несложно. После того, как слой немного «схватится», прорисовывается требуемый контур. Чем – иголкой, тонким шилом, зубочисткой, отточенной спичкой и тому подобное – решать вам, уважаемый читатель. Как удобнее выполнять работу своими руками, так и делать. Задача – по линиям рисунка «оголить» металл основы, чтобы обеспечить его прямой контакт с электролитом.

Можно поступить и по-другому. Подождать, пока лак полностью просохнет, и только потом «процарапывать» линии. Но это уже детали, и как лучше, несложно решить самостоятельно.

Далее электроды помещаются в раствор

Один обозначен – любая металлическая болванка. Она присоединяется проводом к «–» источника тока. Второй – образец, на который наносится гравировка (к его «+»). Технология похожа на хромирование металла.

Подача напряжения

Время технологической операции определяется визуально. Если глубина травления устраивает мастера, то можно зарядное устройство отключить. Обычно для гравировки по такой методике достаточно не более 5 минут.

Остается вынуть из ванночки металлическое изделие, снять лак, хорошо промыть образец под проточной водой и насухо протереть. Все, гравировка сделана!

Рисунок, надпись можно сделать и выпуклыми.

Для этого необходимо наносить лак на предварительно начерченные (фломастером, карандашом) линии (полосы). А весь остальной, «непокрытый» металл подвергнется травлению.

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.

Растворы, применяемые в процедуре травления

В процедуре травления металлов могут применяться различные составы и вещества. Рассмотрим наиболее популярные разновидности таких смесей.

Раствор для травления из соляной или серной кислоты. Такие составы применяются при обработке углеродистой стали. Причем в емкость для травления также следует добавить ингибитор коррозии. Это необходимо для того чтобы устранить хрупкость материала а также снизить вероятность перетравливания.
Для работы с нержавеющей или жаропрочной сталью применяют жидкость, состоящую из азотной, серной или соляной кислоты. Причем часто одно изделие обрабатывается сразу несколькими веществами, таким образом можно полностью удалить все загрязнения и проявить рисунок;
Алюминий и его сплавы травят с помощью кислотных и щелочных растворов. При этом если в раствор добавить хлористый натрий, то конечное изделие будет иметь равномерный рисунок на всех участках.

Конечно, применять серьезные химические вещества для травления металла в домашних условиях, можно далеко не всегда. Именно поэтому в большинстве случаев такие процедуры осуществляются с помощью солевых или электролизных растворов. При этом в качестве защитного средства, которое может противостоять кислотной среде ,часто применяют лак для ногтей, или хорошую краску.

Виды травления

Представим распространенные способы. Большинство из них можно реализовать в домашних условиях. Но необходимо придерживаться правил безопасности – дело будем иметь с химикатами.