Травление металла в домашних условиях; этапы гравировки металла

Травление металла в домашних условиях — этапы гравировки металла

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.

Химические способы травления металлов

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

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

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

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

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

Очистка поверхности

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

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

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

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

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

Защитное покрытие

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

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

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

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

Перенос рисунка

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

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

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

Рецепт протравы

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

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

Травление

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

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

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

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

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.

Шаг 3: Вырежьте маску на виниловом резаке

Используйте виниловый резак с ЧПУ для создания виниловой маски. Точная процедура будет зависеть от вашего конкретного винилового резака. После того, как вы порежете винил, «зачистите» ненужные области от разреза, оставив только те части художественного произведения, которые будут представлять не протравленные области или высокие области на вашей пластине. После того, как нежелательные области будут удалены, поместите защитный лист поверх лицевой виниловой маски и снимите оригинальный виниловый защитный лист.

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.

Routes to finance

Металлографическое травление — это химический метод, используемый для выделения признаков металлов на микроскопических уровнях. Изучая характер, количество и распределение этих различных характеристик, металлурги могут прогнозировать и объяснять физические свойства и отказы производительности данного образца металла.

Как травление выявляет проблемы в металлах?

Большинство металлургических объектов имеют микроскопические размеры — их невозможно увидеть или проанализировать без оптического увеличения не менее 50x и до 1000x при использовании световых микроскопов.

Чтобы проанализировать такие характеристики, металлический образец должен быть отполирован до очень тонкой зеркальной поверхности. К сожалению, под микроскопом такая тонко полированная поверхность выглядит просто как белое поле.

Читайте также  Антимагнитная пломба наклейка как бороться

Чтобы создать контраст между элементами микроструктуры металла, используются химические растворы, известные как травители. Etchants выборочно разъедают некоторые из этих элементов, которые проявляются как более темные области. Это возможно, потому что различия в составе, структуре или фазе металла изменяют относительные скорости коррозии при воздействии травителя.

Для экспонирования используются травители:

  • форма и размер границ зерен (дефекты кристаллической структуры)
  • металлические фазы (различные типы металлов в сплаве)
  • включения ( крошечные количества неметаллического материала)
  • целостность точек припоя, особенно в электронных изделиях
  • трещины и другие проблемы сварных швов
  • однородность, качество и толщина материалов для покрытия

Типы металлографического травления

Согласно сайту Металлография. com, «Травление — это процесс раскрытия структуры материала, общие методы травления включают:

  • Химический
  • Электролитический
  • Термальный
  • Плазма
  • Расплавленная соль
  • Магнитная

Две Наиболее распространенными методами являются химическое и электрохимическое травление.

Химическое травление обычно представляет собой комбинацию кислоты или основания с окислителем или восстановителем в растворенном состоянии, таком как спирт. Электрохимическое травление представляет собой комбинацию химического травления с электрическим напряжением /current.»

Как травление используется для предотвращения отказа металла

Металлурги являются учеными, которые специализируются на структуре и химии металлов. Когда металлы терпят неудачу (например, структура разрушается), важно понять причины. Металлурги исследуют образцы металла, чтобы определить причины неудачи.

Существует более десятка различных решений для травления, состоящих из таких компонентов, как аммиак, перекись водорода и соляная кислота. Различные растворы полезны для травления различных металлов. Например, для травления меди используется ASTM 30, состоящий из аммиака, перекиси водорода (3%) и DI воды. Экстракт Келлера, состоящий из дистиллированной воды, азотной кислоты, соляной кислоты и фтористоводородной кислоты, лучше всего подходит для травления алюминиевых и титановых сплавов.

При травлении различными химикатами металлурги могут выявить множество возможных проблем в образцах металлов. Травление может выявить крошечные трещины, поры или включения в образцах металлов. Информация, предоставленная травлением, позволяет металлургам узнать, почему металл не удался.

Как только определенная проблема будет идентифицирована, в будущем можно избежать такой же проблемы.

Техника безопасности при травлении

При проведении травления металла домашних условиях требуется соблюдать правила техники безопасности. Таким образом можно защитить свой организм от возможного негативного влияние химикатов. Правила и рекомендации:

  1. Проводить работы нужно в помещении с хорошей вентиляцией.
  2. Нельзя лить воду в кислоту. Можно наливать кислоту в воду.
  3. Если для травления используется гальванический метод, требуется проверить оборудование для обработки на наличие поломок и неизолированных участков.
  4. Чтобы не получить ожогов, необходимо использовать респиратор, защитные перчатки и очки.
  5. В мастерской должен присутствовать огнетушитель.

При попадании кислоты на кожу, поражённый участок требуется промыть раствором соды. Щелочи смываются разбавленным уксусом.

Травление металла применяется на производстве и в домашних условиях. Это процесс позволяет создавать разнообразные рисунки на металлических и стеклянных поверхностях. Однако при работе с кислотами и щелочами требуется уделять особое внимание безопасности организма.

Травление металла

ТРАВЛЕНИЕ

Художественное травление металла впервые стали применять средне­вековые оружейных дел мастера. Украшения на их изделиях не уступа­ли тем, что выходили из-под рук искусных ювелиров. Травлением ору­жейники заменили один из трудоемких процессов — ручную гравировку, не утратив при этом прежних художественных качеств.

Техникой травления можно воспроизвести рельефный или углублен­ный орнамент, сюжет, текст на любом металле. Сейчас существуют два способа травления — химический и гальванический.
Гальванический спо­соб проще, потому что раствор электролита не выделяет вредных для здоровья газов, которые неизбежны при химическом способе, и эффектив­нее, так как контуры вытравленного рисунка получаются более четкими.

Чтобы заняться гальваническим травлением, нужно обзавестись источ­ником постоянного тока напряжением 4—7 в и сделать ванночку из изолирующего материала для электролита — ее устройство видно на ри­сунке.
Электролит — это насыщенный водный раствор железного или мед­ного купороса. Первый предназначен для стали и железа, второй — для меди, латуни, бронзы.

Можно также применять насыщенный раствор поваренной соли. Вода во всех случаях желательна дистиллированная.
К металлической заготовке перед травлением необходимо припаять оловом медную проволоку с согнутым кольцом. Придерживая за кольцо, опустите заготовку в подогретый до 50 градусов десятипроцентный раст­вор едкого натра минут на пять.

Устройство ванны для травления

Устройство ванны для травления.

Затем перенесите в пятнадцатипроцентный раствор серной кислоты на одну-две минуты, после этого хорошень­ко промойте в горячей воде. Заготовка обезжирена.
Теперь приготовьте мастику. Расплавьте в жестяной коробочке или банке 4 части вара, 2 части канифоли, 3 части воска и помешивайте, пока не получится однородная масса. Остывшую мастику разрежьте на небольшие кусочки и каждый заверните в прочную нетолстую ткань. У вас получатся своеобразные тампоны. Водите тампоном по поверхности чуть подогретой заготовки, слегка надавливая, и металл покроется тон­ким равномерным слоем мастики. Заготовку нужно покрыть мастикой всю.

Когда слой мастики затвердеет, на него наносят и аккуратно расти­рают пальцем белую или желтую акварельную краску. На загрунтован­ную таким образом поверхность карандашом наносят рисунок или текст. Острым ножичком и иголками выскабливают мастику в тех местах, где по замыслу должны быть углубления.

Подготовленную таким образом заготовку поместите в электролит, подвесив за кольцо к штанге с клеммой «плюс». Это анод. К катоду (знак «минус») подвесьте пластинку из любого металла и подключите ток.

Если необходима различная глубина травления, изделие время от времени извлекайте из раствора и кисточкой покрывайте мастикой те места, которые достаточно протравились. Добившись желаемого резуль­тата, отключите ток, отпаяйте проволоку, промойте изделие скипидаром и приступайте к окончательной отделке — шлифовке, полировке.

Если по творческому замыслу необходима более декоративная отдел­ка, можно применить нитроэмаль различных цветов. Обезжирьте изде­лие бензином, потом равномерно заполняйте эмалью вытравленные уча­стки. Сушите эмаль иод электролампой, следя, чтобы на краску не по­падала пыль.

Oтделывая вещь, попробуйте свои силы и в таушировании — это ин­крустация металла другим металлом — мягким, пластичным, контраст­ным по цвету.
Протравите в изделии канавки глубиной и шириной 0,7 — 1 мм. Возь­мите медную проволоку (а если изделие выполнено из меди, то алюми­ниевую) сечением на одну пятую больше вытравленной канавки. Ото­жгите проволоку (алюминиевую отжигать не надо) и вбивайте ее в ка­навку, ударяя молотком по пуансону, торец которого должен соответ­ствовать ширине канавки, чтобы на изделии не осталось забоин.
Окончив тауширование, отшлифуйте изделие до блеска и, предвари­тельно обезжирив, покройте лаком — он предохранит металл от коррозии.

По этой теме читайте на сайте :

Эта запись защищена паролем. Введите пароль, чтобы посмотреть комментарии.

Как происходит травление?

Сначала разрабатывается эскиз (орнамент, сюжетный рисунок, надпись, логотип). Его можно подготовить в компьютерных программах обработки изображений. Если узор будет с обеих сторон ножа, распечатывается два варианта в зеркальном отражении. Затем рисунок переносится на лезвие, сначала тонкой ручкой, потом процарапывается скрабберами – специальными инструментами с разной заточкой.

Перед нанесением рисунка поверхность, которая должна остаться нетронутой, обезжиривается и лакируется. Для этого используют асфальтовый лак, стойкая разметочная краска или обычный лак для ногтей. Также следует защитить торцы изделия и его РК (режущую кромку).

Читайте также  Чем отличается винт от болта

Перед травлением нож следует разобрать, а если травится складной нож, тщательно защитить шарнир и фиксатор, иначе механизм испортится.

Можно погружать лезвие в кислотную ванну (не более чем на 10 минут) или производить целенаправленное травление ватной палочкой или тампоном. После этого тщательно промыть водой и проконтролировать результат, при необходимости повторить. После травления нож очищают от остатков лака, промывают и шлифуют.

В жидком травлении используют множество различных составов: раствор соли и медного купороса, смесь лимонной кислоты, соли и перекиси водорода, соляную, азотную, уксусную кислоты. Часто используют хлорное железо – его можно купить в магазине радиодеталей. Процентное соотношение веществ в составе смеси обычно устанавливают экспериментальным путем.

Отметим, что у метода травления есть и обратная сторона: иногда с помощью этой техники недобросовестные производители подделывают структуру дамасской и булатной стали. Поэтому рекомендуем быть очень внимательными при приобретении таких ножей и покупать их только в проверенных магазинах с репутацией.