Травление металла в домашних условиях электричеством

Содержание

Травление металла в домашних условиях — этапы гравировки металла

Травление металла в домашних условиях электричеством

Травлением  называют процесс  обработки металла, в результате которого с поверхности удаляется слой определенной толщины под воздействием активных химических веществ (кислот или солей с кислой реакцией), а также постоянного тока в ванне с электролитом.

Травление металла может преследовать различные цели и применяться в промышленности и домашних условиях. Поверхность изделия, подвергаемого травлению, получает целый ряд технологических и декоративных свойств и позволяет рассмотреть его микроструктуру в металлографический микроскоп, удалить окалину и другие неметаллические включения с поверхности, получить необходимый ювелирный орнамент или подготовить к пайке.

К травлению, называемому также электрохимической гравировкой, в домашних условиях или в гараже прибегают чаще всего для получения рельефных изображений на различных предметах с декоративными функциями. Чаще всего ему подвергают стали с высокой твердостью, обработка которых обычным гравировальным инструментом требует больших усилий. Этот процесс не представляет высокой сложности даже при отсутствии художественных навыков, если соблюдать его технологию.

Подготовка поверхности металла

Для того, чтобы процесс травления протекал с высокой скоростью, а толщина удаляемого слоя была одинаковой, с поверхности изделия следует удалить все загрязнения и следы масел. Для этого подойдут обычные моющие и чистящие средства, используемые для мытья посуды, и тёплая вода. После мытья и просушки поверхность следует протереть фиброй, смоченной в растворителе, который, кроме обезжиривания, способствует удалению остатков влаги.

Отдельно стоит сказать о качестве обработки поверхности. Полировка в зеркало впоследствии гарантированно даст хороший контрастный рисунок даже при небольшой глубине травления. Но если ее выполнение невозможно по каким-либо причинам, поверхность можно обработать наждачной бумагой так, чтобы риски от нее шли в одном направлении. Это также даст хороший оптический эффект.

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

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.

Способы травления металла

Выбор конкретного способа зависит от многих факторов: химической активности металла, доступности химических реактивов и соображений безопасности.

Химическое травление

Выполняется в емкости с активным веществом. Для углеродистых сталей могут подойти растворы слабых кислот: лимонной, уксусной. Хорошо работает соляная кислота. К травлению в аккумуляторном электролите, азотной кислоте и преобразователе ржавчины следует относиться очень осторожно: в процессе могут выделяться ядовитые газообразные вещества, поэтому с такими реактивами лучше не работать при отсутствии вытяжного шкафа и хорошей вентиляции.

Одним из самых безопасных веществ считается насыщенный раствор хлорного железа. Его можно купить в магазинах, торгующих радиодеталями. Преимуществами раствора являются практически неограниченный срок его службы (при работе со сплавами железа) и окрашивание протравленной поверхности в ровный серый цвет.

Время протекания процесса подбирается экспериментально в зависимости от концентрации используемого реактива и активности металла.

Электрохимическое травление

Многие нержавеющие и кислотостойкие стали, например, 40Х13, 95Х18, 08Х10Н18, 03Х12Н14М2, не реагируют на воздействие кислот, поэтому для их травления используется электрохимический способ.

Для него понадобятся ванна для электролита из пластмассы или стекла, провода, клеммы и источник постоянного тока.В качестве электролита вполне сойдет насыщенный раствор поваренной соли. При выборе емкости для него следует помнить, что процесс может протекать достаточно бурно, этому ее объём должен быть в 2 раза больше, чем у электролита.

В качестве источника тока можно использовать аккумуляторные батареи, но лучше применять зарядное устройство (3 – 10А) с амперметром и возможностью регулировки параметров тока для выбора их оптимального значения. Обрабатываемая деталь при помощи клемм и проводника присоединяется к аноду (плюсовому контакту), в качестве катода можно использовать любую нержавеющую пластину, размещаемую в ванне параллельно к лицевой поверхности детали. После этого прибор включается в сеть.

Весь процесс может занимать от двух минут до получаса в зависимости от силы тока и площади рисунка. Глубину травления следует контролировать, периодически вынимая деталь из ванны. При этом не забываем отключать питание.

По окончании процесса защитное покрытие можно удалить подходящим растворителем и оценить результаты работы. Благодаря хорошей адгезии протравленной поверхности возможно создание цветного рисунка.

Для этого вся поверхность изделия задувается из баллона нитроэмалью, а после ее высыхания протирается куском чистой кожи, войлоком или другим безабразивным материалом. С полированной поверхности краска удаляется, оставаясь только во впадинах.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

Рекомендуем другие статьи по теме

Источник: http://stroi-specialist.ru/razlichnye-samodelki/travlenie-metalla-v-domashnix-usloviyax-etapy-gravirovki-metalla.html

Травление металла ножа в домашних условиях, рисунка своими руками солью, хлорным железом – что это такое, как сделать

Травление металла в домашних условиях электричеством
15Ноя

статьи

Перед тем как приступить к металлообработке, следует убрать с поверхности любые загрязнения, дефекты, следы ржавчины. В статье мы расскажем об электрохимическом травлении по металлу в домашних условиях с помощью электричества и хлорного железа.

Для чего требуется процедура протравки металлической поверхности, где ее используют

Применяют способ обработки как в промышленности, так и в частных целях. Основная задача – увеличение адгезии материала, то есть сцепления с другим веществом. Часто используется перед нанесением лакокрасочных поверхностей, например, в автомобилестроении.

Дома можно использовать метод для бытовых целей. Таким образом можно, к примеру, из старого стального ведра сделать фактически новое. Но перед тем как разобраться с технологией, осветим разновидности, которые имеет способ, и где он применяется.

Травление металла: что это такое

Это способ для удаления части поверхностного слоя (с точностью до микронов) металлического изделия с помощью управляемой химической реакции, часто под воздействием тока. С заготовкой вступают в реакцию вещества разной кислотности, соли. Самый распространенный вариант металлообработки в домашних условиях – погружение образца в заранее подготовленную емкость с реагентами.

Применение в промышленности

Использование:

  • Очищение от оксидной пленки.
  • Перед покраской или обработкой специальными защитными составами.
  • Перед операцией оцинковки.
  • Для выявления коррозии у нержавейки.
  • Нанесение рисунка на мелкие детали микросхем, который способствует проведению электрического заряда.

Это неполный перечень задач, которые позволяет решить процедура.

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.
Читайте также  Что такое паковка металла?

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:

Подготовка поверхности

Чтобы операция проходила в быстром темпе, а поверхностный слой удалялся равномерно, необходимо заранее удостовериться, что изделие прошло через подготовительный этап.

Алгоритм:

  1. С помощью наждачной бумаги мелкой фракции отполируйте все дефекты, удалите недостатки.
  2. Наведите мыльный раствор. Подойдет моющее средство для посуды, разведенное до пены в воде.
  3. Тщательно с помощью щетки удалите все загрязнения.
  4. Доведите до полного высыхания, можно использовать фен.
  5. Тряпку вымочите в обезжиривателе, тщательно протрите поверхность.

Лак для ногтей

Из достоинств – простота нанесения и доступность, его легко найти в косметичке супруги или купить за копеечную сумму. Но есть минусы:

  • слишком тонкие линии сделать трудно из-за высокой вязкости;
  • сложно аккуратно стереть нечаянно нарисованные элементы;
  • требуется художественный навык.

Грунтовка или битумный лак

Так как сделать травление рисунка на металле своими руками без трафарета непросто, то самый легкий метод – полностью загрунтовать поверхность, а потом острой частью прочертить узор, убрав излишки. Не слишком надавливайте, рискуете поцарапать сталь.

Глянцевая бумага

Есть специальный материал для творчества, но подойдет и лист из журнала. На нем следует на струйном принтере напечатать узор в зеркальном отображении. Затем свеженапечатанный рисунок нужно прикрепить к обрабатываемой площади и проутюжить утюгом. После остывания смочите место теплой водой и уберите бумагу – след переведется.

Травление стали

Процедура состоит из нескольких этапов:

  • обезжиривание и очистка;
  • нанесение защитного слоя, если это необходимо в художественных или иных целях;
  • наведение раствора;
  • опускание элемента в ванну;
  • подача электрического заряда.

Протравы

Обычно азотную смешивают с одной из следующих:

  • с винно-каменной;
  • с соляной;
  • с уксусной.

Для лучшего эффекта можно предварительно выдержать элемент в гликогене в течение нескольких минут, затем высушить его и приступить к основному протравливанию.

Для цветмета подойдет травление металла кислотой в домашних условиях

Представим в виде таблицы рекомендации по составам:

Материал металлической заготовки Вещества, которые добавляются к протраве
Cuprum, сплав из нее К серной, хлороводороодной, ортофосфорной, азотистой присоединяют хром или азот
Алюминий, Molydenum Щелочные смеси на основе гидроксида натрия и пероксида водорода
Titanium Предварительно – щелочь, затем сильные смеси, например, фтороводородные
Nickel, Wolframium Раствор на воде с пероксидом водорода и метановой кислотой

Печатные платы

Суть – в нанесении тонкого узора на микросхемах, которые будут иметь способность проведения сигнала электричества. Болванку из диэлектрика покрывают фольгой. На ней защищают нужные линии, остальное протравливается одним из перечисленных выше способов.

Посмотрим на видео, как это сделать дома с помощью лимонки и перекиси водорода:

Особенности для других материалов

В декоративных целях можно использовать аналогичный прием на стеклянной поверхности. Узор следует защищать с помощью воска или канифоли, а протравой может стать фтороводородный реагент, так как только он имеет способность растворять стекло. Основная часть получается матовой и шероховатой. Посмотрим подробности в ролике:

Техника безопасности

Компания «Рокта» напоминает, что при работе с любыми химикатами необходимо помнить о возможном вреде для организма. Рекомендуем предварительно:

  • включить систему принудительной циркуляции воздуха;
  • надеть респиратор;
  • обезопасить все открытые участки с помощью резиновой специальной одежды, особенно важны перчатки;
  • при разведении состава лить кислоту в воду, ни в коем случае не наоборот;
  • поставить рядом приборы для тушения возможного возгорания.

В статье мы подробно рассказали про виды и технологии химического травления металла в домашних условиях. Будьте осторожны.

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с менеджерами компании «Рокта» по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Источник: http://www.rocta.ru/info/kak-sdelat-travlenie-metalla-v-domashnih-usloviyah-razlichnye-sposoby-osobennosti/

Травление металла

Травление металла в домашних условиях электричеством

Удаление части поверхностного слоя металлического изделия с помощью химической реакции называют травлением. Эта технология известна человеку уже несколько тысячелетий, наряду с чеканкой и чернением ее применяли для отделки металлических деталей оружия и домашней утвари, украшений и ритуальных предметов. В наши дни травление  металлов применяется в художественных промыслах, для нанесения гальванических покрытий, для создания изображений и надписей на металлических изделиях.

Электрохимическое травление лезвия ножа

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.

Исходя из применяемых для разъедания слоя металла материалов, различают такие способы травления металлов, как:

  • Химический (жидкий). Применяются кислые растворы. Не требует сложного оборудования и дорогостоящих материалов. В ходе работы образуются вредные для здоровья испарения.
  • Электрохимический. Применяется раствор электролита и пропускаемый через него электрический ток. Характеризуется большей скоростью процесса, более точным исполнением деталей рисунка, экономным расходованием рабочей жидкости. Не образует вредных испарений
  • Ионно-плазменный (сухой). Поверхностный слой испаряется пучком ионизированной плазмы. Применяется при производстве микроэлектронных компонентов.

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.

Гальванический способ травления выгодно отличается от жидкого отсутствие необходимости использования кислот, дающих вредные испарения. В зависимости от материала заготовки используются разные электролитические растворы:

  • Сталь и железо — нашатырь и железный купорос
  • Медь и ее сплавы (бронза, латунь)- медный купорос
  • Цинк – цинковый купорос.

Гальванический способ травления рисунка на металле

Для проведения процесса в домашних условиях потребуется:

  • Гальваническая ванна из непроводящего материала.
  • Блок питания на 5 вольт постоянного тока.
  • Металлический катод (из того же металла, что и заготовка.)
  • Проволочные подвесы для заготовки и катода. Заготовка не должна касаться стенок или дна ванны.
  • Две проводящие штанги, превосходящие по длине ванну.

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.

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.

Азотная кислота

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.

Читайте также  Как приклеить резину к металлу?

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.

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:

  1. Хлорным железом. Реагент приобретают в магазине химических товаров или делают самостоятельно. В соляной кислоте следует растворить железные опилки. Перед использованием раствор следует выдержать до полного растворения железа и тщательно перемешать.
  2. Азотной кислотой.
  3. Водным раствором серной кислоты, смешанной с таблетированной перекисью водорода.
  4. Медным купоросом с добавлением горячей воды и хлорида натрия. Этот вариант самый безопасный, но и самый продолжительный. На протяжении всего процесса температуру протравы следует поддерживать не менее 40оС, иначе протравливание растянется на многие часы.
  5. Электролитическим методом. Следует взять диэлектрическую емкость (хорошо подходят кюветы для проявки фотографий), наполнить ее раствором поваренной соли, поместить туда плату и кусок медной фольги, которая будет служить катодом.

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:

  • Работы проводят только при наличии хорошей вентиляции, предпочтительно — вытяжного шкафа.
  • Обязательно использование средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток и фартука, плотной производственной одежды, респиратора, защитного лицевого щитка.
  • Нельзя ставить банки с кислотами и щелочами на высоко расположенные полки и шкафы.
  • Во время разведения кислот КИСЛОТУ ЛЬЮТ в ВОДУ, и никогда — воду в кислоту.
  • При работе с кислотой иметь под рукой раствор соды, а при работе со щелочью — слабый уксусный раствор для промывания участков кожи, на которые случайно попали капли раствора.
  • При работе гальваническим методом перед началом работы тщательно осмотреть все используемое электрооборудование на предмет отсутствия механических повреждений и целостности изоляции.
  • Иметь под рукой исправный огнетушитель.

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.

Источник: https://stankiexpert.ru/tehnologii/travlenie-metalla.html

Травление металла в домашних условиях — Станки, сварка, металлообработка

Травление металла в домашних условиях электричеством

Травление металла иногда заменяет литьё и гравировку, оно делает весь процесс существенно более простым. Можно получать рисунок как вогнутый — рельефный, так и выпуклый – барельефный. Травление металла в домашних условиях может быть химическим и гальваническим. Первый вариант более токсичен при использовании в домашних условиях, поэтому для начала будем пользоваться вторым, его также называют электрохимическим.

Оборудование

Необходимо взять блок питания или трансформатор, который может выдавать от 4 до 7 В. Кроме этого, понадобится диэлектрическая ванночка, она должна вместить в себя необходимую деталь и второй металлический предмет, который подсоединяется к аноду.

Чтобы осуществить травление рисунка на металле, необходимо использовать как электролит раствор железного купороса. Если рисунок необходим на медной или латунной поверхности, то используют медный купорос. Также можно применить хлорное железо. Главное, чтобы вода была дистиллированная.

Подготовка детали к травлению

Чтобы травление было равномерным и в нужных местах, деталь нужно очистить от загрязнений, а также обезжирить. Для более удобной работы, на деталь припаивают оловом медную проволоку, за неё будет удобно держать предмет.

Чтобы поверхность очистилась, нужно опустить преобразуемый объект в 10% едкий натрий, температура которого 50°С, затем в 15% раствор серной кислоты и подержать его там две минуты, после чего промыть в горячей воде.

Когда процедура будет завершена, поверхности предмета станут полностью очищенными, и конечно, прикасаться к ним руками нельзя.

Электрохимическое травление металла

Нам нужно защитить места, которые не должны протравливаться. Для этого необходимо нанести специальную мастику на эти участки поверхности. Её делают из трёх долей воска и двух — канифоли, их плавят в жестяной банке, помешивая.

После того как всё превратится в однородную массу, ей дают остыть и разделяют на фрагменты. Каждый из них помещают в марлю, чтобы потом, при нажатии, сквозь неё могло просачиваться столько мастики, сколько необходимо. После этого заготовка, которую будем травить, нагревается.

Теперь берём созданную смесь, которую поместили в марлю, и натираем поверхность равномерным слоем.

После остывания мастика становится твёрдой. Сверху её покрывают светлой водорастворимой краской. Это может быть акварель или гуашевые белила. После чего покрытие должно высохнуть. Затем можно наносить рисунок, на краске он будет хорошо держаться. Его можно изобразить при помощи карандаша или же перевести через копирку. Затем этот контур нужно процарапать иголочкой до самого металла.

Теперь начинается травление металла электролизом, подсоединяем одну штангу к аноду – плюсу, другую к катоду – минусу. К первой подключаем деталь, на которой будет наноситься изображение, ко второй любую пластину из стали. После этого начинается процесс вытравливания металла там, где было процарапано изображение.

Если необходимо создать рисунок многоуровневый, делается всё так же, как описано выше. Только контуры каждый раз проверяют, и когда самые мелкие из них протравились на положенную глубину, деталь вынимают и закрашивают их разогретой мастикой при помощи кисточки. Когда она застынет, всё опять повторяют до следующего уровня рисунка. В процессе этого постепенно создаётся изображение.

Таким способом производят травление металла в домашних условиях, после чего поверхность промывают скипидаром, а затем шлифуют, придавая изделию завершённый вид.

Травление химическое

Теперь рассмотрим, как создать рисунок на металлической поверхности без применения электрических приборов. Для этого нам понадобятся химические вещества, свободно продающиеся в хозяйственных магазинах. Итак, начнём. Для травления нам понадобится:

  • «Уайт-Спирит»;
  • краска, которая не растворяется в «Уайт-Спирите»;
  • ацетон;
  • смола, которая используется для покрытия крыш;
  • соль поваренная;
  • медный купорос.

Очищение детали

Для начала деталь, где запланировано изображение, зачищают мелкой наждачной бумагой и обезжиривают. Когда поверхность будет готова, нужно место, где будет наноситься рисунок, заклеить клейкой лентой или чем-то подобным. После этого всю остальную поверхность, где химическое травление не должно повлиять на металл, закрашивают краской. Она может быть любого цвета, главное, чтобы была стойкая к «Уайт-Спириту».

Когда краска высохнет, можно будет снять клейкую ленту. Под ней чистый металл, готовый для создания на нём рисунка. Теперь на этот «мини-холст» нужно нанести изображение. Его делают при помощи смолы, которую растворяют в «Уайт-Спирите», пока она не станет жидкой, как краска. Ею при помощи кисточки рисуют желаемое изображение.

Чем хороша такая импровизированная краска, так это тем, что если в рисунке что-либо не получится, то можно будет это убрать, смочив тряпочку или ватную палочку в «Уайт-Спирите». Если на рисунке есть очень мелкие детали, которые плохо получились кисточкой, их можно подправить при помощи иглы, соскоблив лишнее после высыхания.

Таким способом можно осуществить травление ножа, ключей, в общем, любого металлического предмета. Теперь, когда рисунок полностью готов, можно приступать к самому травлению.

Источник: https://stanki-info.com/travlenie-metalla-v-domashnih-usloviyah/

Травление стали

Травление металла в домашних условиях электричеством

  • Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
  • Проводите эксперимент на подносе.
  • При работе с огнем держите поблизости емкость с водой.
  • Соблюдайте меры предосторожности при работе с кипятком.

Общие правила безопасности

  • Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
  • Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
  • Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.

  • Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
  • Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
  • Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
  • Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
  • Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Читайте также  Как расточить отверстие в металле?

Информация о первой помощи

  • В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
  • В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
  • В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу.

    Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.

  • В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
  • Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
  • Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы.

    Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.

  • Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
  • Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов.

    Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.

  • Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Опыт не получился, что делать?

Похоже, что-то пошло не так с электрической цепью. В первую очередь, убедитесь что все батарейки правильно вставлены в коннектор в соответствии с их полярностью.

Проверьте, все ли провода с крокодилами подключены так, как показано в инструкции, не касается ли черный крокодил металлической частью черенка ложки. Если это не помогает, убедитесь, что батарейки не разряжены. Это можно проверить, вставив их в какой-нибудь другой прибор, или с помощью специального тестера.

Также обратите внимание, что рисунок в парафине нужно процарапывать насквозь, чтобы было видно металлическую поверхность ложки. Если даже тонкий слой парафина помешает контакту рабочего раствора с металлом, опыт не получится.

Реакция с металлом идет везде, где с ним соприкасается раствор. Поэтому убедитесь, что вся ложка, погруженная в раствор, кроме рисунка, покрыта парафином.

Так можно получить ровный и тонкий защитный слой парафина на ложке. На холодной ложке расплавленный парафин быстро бы застыл, и слой получился бы толстым и бугристым.

Чем толще слой парафина, тем сложнее на нем процарапать аккуратный рисунок, В некоторых местах парафин может даже скалываться.

Парафин застыл на ложке, но остались проплешины. Что делать?

Нанесите на эти участки тонкий слой парафина. Сразу же подуйте на ложку, чтобы парафин застыл и вы смогли оценить, хорошо ли он «лег».

Можно ли есть ложкой с гравировкой?

К сожалению, нет. Всё, чего касаются реагенты, нельзя использовать для приготовления или употребления пищи.

Как повторить опыт с ложкой?

Есть как минимум два способа.

Можно залить черенок ложки парафином и далее следовать инструкции. Главное, следите, чтобы вся обрабатываемая часть ложки была погружена в раствор.

Либо можно найти свободное место на уже обработанной части ложки. Или даже специально дополнить рисунок какой-то деталью. Пробуйте!

Что еще можно использовать в эксперименте, кроме ложки из коробки?

Подойдут любые предметы с маркировкой “stainless steel” (нержавеющая сталь, часто «нерж.»). Удобнее рисовать на предметах небольшого размера. Только спросите у взрослых, готовы ли они «пожертвовать» ими ради науки!

Главное помните: любые предметы, которые были задействованы в эксперименте, нельзя использовать для приема пищи. То есть если сделали рисунок на домашней ложке или вилке, ее лучше хранить только в качестве сувенира.

Нам понадобится расплавить парафин.

Нагреем ложку.

Теперь защитим металл, нанеся на него слой расплавленного парафина.

Остудим ложку, чтобы парафин застыл.

Приготовим раствор электролита — поваренной соли NaCl.

Процарапаем парафин до самой ложки, чтобы получился узор. Чтобы опыт получился лучше, не стоит рисовать мелкие детали.

Подключим положительно заряженный электрод (красный) к ручке ложки.

Опустим ложку и отрицательно заряженный электрод в раствор и начнем электролиз.

Чтобы увидеть результат реакции, очистим ложку от парафина. Для этого нагреем его в горячей воде.

Удалим размягчившийся парафин. Электрохимическая реакция растворила верхний слой металла там, где в парафине был прорисован узор.

Твердые отходы эксперимента утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте ее водой.

Парафин изолирует поверхность ложки от среды, в которой проходит реакция. Он не взаимодействует с водой и не пропускает электрический ток.Чтобы расплавленный парафин застывал не так быстро и покрыл ложку ровным слоем, ложку нужно нагреть.

Что такое электролит и почему он необходим?

Электролиты — вещества, проводящие электрический ток благодаря распаду на ионы в воде. Как правило, это растворы солей и расплавы. Чистая вода сама по себе не проводит электричество, то есть электролитом не является. Однако примеси разных солей в ее составе проводят ток, пусть и незначительно. Чтобы создать подходящую среду для опыта, необходимо добавить соль NaCl. Тогда в воде соль диссоциирует (или распадается) на ионы Na+ и Cl-. Своим активным движением в растворе они поддерживают электропроводность и течение реакции.

Почему на ложке появляется рисунок?

Часть ложки, на которой процарапан рисунок, подвергается электролизу. Это реакция разложения вещества в растворе под действием электрического тока.

Обязательные элементы реакции: источник электрического тока, положительно и отрицательно заряженные электроды и раствор/расплав электролита.

Особенный проводник электричества — раствор электролита (в нашем случае это соль NaCl). Растворяясь в воде, хлорид натрия диссоциирует (распадается) на ионы Na+ и Cl-. За счет движения этих частиц в системе возникает электрический ток.

Ложка подключена к положительно заряженному электроду и погружена в раствор соли. К ней притягиваются анионы (отрицательно заряженные ионы), и поэтому ложка называется анодом.

Отрицательный электрод — зажим на конце черного провода — погружен в раствор. Он притягивает положительно заряженные ионы (катионы) и называется катодом.

Ложка сделана из нержавеющей стали. Этот сплав состоит из железа, углерода и небольшого количества хрома. Сплав, в котором хром составляет хотя бы ⅛ часть, устойчив к коррозии и образованию ржавчины.

На аноде, то есть на поверхности ложки, атомы железа превращаются в ионы железа, которые переходят в раствор. Иными словами, в местах, где процарапан парафин, железо растворяется. Так и проявляется рисунок.

Сначала реакция выглядит так:

Fe0 — 3e → Fe3+

В таком виде ионы железа переходят в раствор.

Fe3+ + 3e → Fe0

Как правило, рисунок получается шершавым и несколько неровным. Чем дольше мы пропускаем электрический ток, тем глубже получаются линии. Но если реакция будет идти слишком долго, сталь под парафином начнет растворяться и вне рисунка.

Можно ли взять ложку из другого металла?

Электричеством можно протравить практически любой металл, поэтому ложки из серебра, латуни и алюминия тоже подойдут. Но для каждой реакции нужны свои условия.

К примеру, серебряную ложку нельзя протравить в растворе NaCl. На поверхности сразу образуется плотный слой нерастворимых солей. В качестве раствора электролита подойдёт нитрат натрия NaNO3.

Рисунок на алюминиевой ложке можно сделать так же, как и на «нержавейке», но процесс займет больше времени. Желательно , чтобы источник тока был в несколько раз мощнее, чем четыре батарейки в 1,5 вольта.

Латунь — это сплав из цинка и меди. Такую ложку тоже можно протравить электролизом без дополнительных условий.

Чем сильнее ток, тем быстрее и интенсивнее проходит реакция электролиза.

Кстати, травление — распространенный художественный прием нанесения рисунка на металл, в том числе на столовые приборы. На старинных ложках и вилках можно заметить узоры, сделанные таким образом. Конечно, вы можете попробовать опыт с другими ложками, но пользоваться ими в быту уже не стоит.

В ходе электролиза одни вещества под воздействием электрического тока превращаются в другие. Этот процесс может помочь при решении многих задач в промышленных масштабах.

Например, обнаружить некоторые металлы в чистом виде довольно непросто. Бóльшая их часть встречается в виде руды — химического соединения металла с какими-нибудь другими элементами. Поэтому, когда нужны чистые железо, алюминий или никель, их соединения приходится «разбирать» на части.

Обычно для этого добытую руду требуется как минимум расплавить. Часто после этого нужно провести еще ряд физических или химических преобразований. Но некоторые металлы плохо подвержены им, а их руды плавятся при слишком высокой температуре. Вот здесь-то и можно задействовать электролиз!

Чтобы получить алюминий в промышленных условиях, оксид алюминия Al2O3 растворяют в расплавленном минерале криолите Na3AlF6. Затем через этот расплав проводят электрический ток. В результате выделяется чистый алюминий Al.

От оксида алюминия до драгоценных камней

Всего один лишь шаг.

В природе оксид алюминия Al2O3 встречается в виде кристаллов, где его частицы образуют единую структуру, напоминающую трехмерную сетку. Эта структура называется кристаллической решеткой и для одного и того же вещества может выглядеть по-разному. Частицы здесь как детали конструктора: их можно расположить друг относительно друга и закрепить несколькими способами. Разные расположения частиц в кристаллической решетке обычно называют модификациями.

Одну из таких модификаций (α-модификацию) очень любят… ювелиры и их клиенты. α-модификация оксида алюминия Al2O3 представляет собой минерал корунд, который в зависимости от цвета и состава примесей называют рубином или сапфиром.

С помощью электролиза можно не только добывать металл, но и очищать его от посторонних примесей (веществ, которые не образуют с металлом химических соединений, но вкрапляются в него механически). Если получить из руды медь, она будет «грязной», или, как говорят,«черновой». В такой меди примерно 10 % будут составлять примеси. А вот если провести электролитическое рафинирование, «черновую» медь можно довести до «чистового» вида.

Источник: https://melscience.com/RU-ru/experiments/steel-vs-electricity/