Травление металла в домашних условиях электричеством солью

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

Для чего требуется процедура, 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, какие разновидности 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

  • 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 понадобится 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 сталb, особенно для углеродистой, то эта процедура имеет те же цели, но совсем другую публику. К обработке можно приступить, если в руках находится:

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 понадобится 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:

Смесь нашатыря и железный купорос

Медь, бронза, латунь

Раствор медного купороса

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.

  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.
Читайте также:  Учеба на электрика в москве

Нанесение рисунка

Если вы рассматриваете способ в качестве художественной задумки при желании декорировать нож или иной элемент с помощью травления металла в домашних условиях солью, то необходимо защитить, изолировать определенные участки. Можно даже добиться полутонов, тогда одни защитные пленки нужно оставить на весь период, а другие – снимать по мере вытравливания основного фона. Рассмотрим, какими подручными способами можно обезопасить зону узора.

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-зf 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:

Для лучшего эффекта можно предварительно выдержать элемент в глифогене 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

Щелочные смеси на основе гидрооксида натрия и пероксида водорода

Предварительно – щелочь, затем сильные смеси, например, фтороводородные

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

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.

Все ли меьталлы можно так обработать? Будет ли разница в том, что выделяется в процессе травления при этом? Процесс вроде бы очень простой, а описание не могу найти. Экспериментировать же просто некогда.

Буду очень признательна за информацию.

Вернуться к началу Rat Ratson
абитуриент

Зарегистрирован: 14.09.2004
Сообщения: 37
Откуда: Петербург

Добавлено: 3:43 06-01-2005 Заголовок сообщения:
Цитата: Что выделяется в виде газа и в растворе?

Газ – водород. H 2 . Не вредный. Чисто теоретически, БОЛЬШИЕ кордичества сего газа взрывоопасны, но не имея полупромышленного электролизера получить взрывоопасную концентрацию – это надо постараться.

В общем – ничего опасного. Если, конечно, не накапливать этот самый водород отдельно, а потом не поджигать его.( Если же все-таки сделать так, то, в зависимости от примеси воздуха, можно получить либо хлопок, либо тихое водородное пламя).

Муть в растворе – гидроксид железа, сначала двухвалентного (серо-зеленая муть), потом она окисляется воздухом до трехвалентного (гидроксид-оксида). Та же ржавчина, в общем. Тоже ничего вредного. Это если травишь просто железо.
При травлении других металлов будут образовываться их гидроксиды. В частности, при травлении нержавейки будет еще гидроксид никеля. Если его есть, он повреднее железа будет. Впрочем, соединения никеля входят в состав косметики. Некоторой.

Цитата:
Что-то вредное выделяется?

Если это не пить – ничего не будет.

Цитата:
Может, кто-то знает подробности процесса и всякие детали насчет концентрации раствора, добавок, температуры и т.п.

Добавок никаких, в принципе не надо. От концентрации тоже мало что зависит.
Главное – ток. Чем больше ток, тем быстрее будет травиться. Но! От большого тока содержимое электролизера закипит, плюс, кипящий раствор запросто смоет изоляцию с закрытых частей пластинки, и все испортится.

Один грамм железа растворяется током 1 А примерно за один час. (если ничего не напутал)

Можно добавить любой кислоты (лимонной там, или уксусной). Тогда муть долгое время (пока не израсходуется кислота) образовываться не будет.

Цитата:
Все ли меьталлы можно так обработать?

Железо, нержавейку, хром, никель, свинец и олово – запросто. Чистую медь – с трудом, так как она покрывается плотным непроводящим слоем монохлорида. Сплавы меди – должно быть получше, но я не проверял.

Читайте также:  Как продлить жизнь аккумулятору шуруповерта

Благородные металлы – скорее всего, не получится. На "плюсе" будет выделяться ядовитый и вонючий хлор.

Цитата:
Будет ли разница в том, что выделяется в процессе травления при этом?

Всегда выделяется водород. В растворе, если металл доатсточно активен, образуется гидрокчид металла (муть). Иначе – выделяется хлор (сразу заметно по запаху).

Цитата:
Процесс вроде бы очень простой, а описание не могу найти.

Называется это электролизом с активным анодом. Вроде так. (давно уж это было, позабыл все).

Цитата:
Экспериментировать же просто некогда.

Я пробовал, у меня получалось. Главное – хороший материал для изоляции травимой поверхности и не переборщить с током.

Вернуться к началу
Гость
Добавлено: 10:13 07-01-2005 Заголовок сообщения: Спасибо большое за информацию.
Rat Ratson писал(а):
При травлении других металлов будут образовываться их гидроксиды.

Если травить латунь, то цинк не даст какие-либо ядовитые испарения и осадки? И если добавлять кислоту в электролит, можно ли уксусную, а не лимонную? Яд не получится с латунью?

Rat Ratson писал(а):
Главное – ток. Чем больше ток, тем быстрее будет травиться.

В каком смысле – больше? В смысле вольт или ампер? Вольты увеличить могу (блок питания AC-DC позволяет увеличить немного – до 9 вольт), а вот с амперами проблемы. Блок питания рассчитан на 1 ампер. Можно ли как-то это увеличить? Вроде с блоком была бумажка, где не советовали увеличивать в цепи ток больше 1 ампера – блок может полететь. Новый блок с большими амперами покупать не хочется, очень дорого. А два блока можно поставить сразу?

Rat Ratson писал(а):
Чистую медь – с трудом, так как она покрывается плотным непроводящим слоем монохлорида. Сплавы меди – должно быть получше, но я не проверял.
Благородные металлы – скорее всего, не получится. На “плюсе” будет выделяться ядовитый и вонючий хлор.

А медь вот я попробовала травить – получилось. Правда толстые образцы трявятся хуже листа, сколько ни держи в электролите. Латунь вот травится совсем плохо, особенно толстая. Все время идут подтравы. Лак слезает. Появляется на травимом образце какая-то дрянь сероватая прямо под лаком. Может, в электролит надо что-то добавить? И будет ли хлор выделятся от латуни? Я что-то не почувствовала. И насколько он ядовитый? Из водопроводной воды он (хлор) тоже выделяется, и ничего, терпим. У меня объем травления маленький – максимум с блюдце площадью. Много ли выделится хлора, если он все-таки будет?

Rat Ratson писал(а):
Я пробовал, у меня получалось. Главное – хороший материал для изоляции травимой поверхности и не переборщить с током.

А какой материал хороший? Я вот лак для ногтей использовала. На меди он еще держится, а с латуни слезает. Остальное вообще не держится долго. И еще: какая концентрация соли должна быть в электролите?

Да, вот еще где-то прочла, что на катод надо вешать тот же металл, который травишь. Это правда? И это меняет что-то с выделениями в воздух?

Вернуться к началу Katya
Гость
Добавлено: 10:15 07-01-2005 Заголовок сообщения: Еще раз спасибо. Это я как гость писала. Забыла имя указать Вернуться к началу Rat Ratson
абитуриент

Зарегистрирован: 14.09.2004
Сообщения: 37
Откуда: Петербург

Добавлено: 20:20 07-01-2005 Заголовок сообщения:
Цитата: Если травить латунь, то цинк не даст какие-либо ядовитые испарения и осадки? И если добавлять кислоту в электролит, можно ли уксусную, а не лимонную? Яд не получится с латунью?

Испарений никаких не будет. А осадки. Получатся умеренно ядовитые осадки гидроксидов цинка и меди. Умеренно в том смысле, что руки после них лучше мыть. Но умереть от этого, скорее всего, не умрешь, даже если немного съешь.

А уксусную можно, но она пахнет. Главное – нейтрализовать ионы OH-, накапливающиеся в катодной области, чтобы они не реагировали с ионами растворяемого металла, образуя осадок.

Цитата:
В каком смысле – больше? В смысле вольт или ампер?

Одно с другим связано, хотя важны именно амперы. Но, в общем, одного ампера более чем достаточно для травления небольших предметов. Если блок будет перегреваться (т.е. ток получился слишком большой), попробуй либо взять более разбавленный раствор соли, либо включить последовательно с электролизером небольшой резистор (я использую отрезок нихромовой проволоки).

Цитата:
А медь вот я попробовала травить – получилось. Правда толстые образцы трявятся хуже листа, сколько ни держи в электролите. Латунь вот травится совсем плохо, особенно толстая

У меня с медью обычно несколько минут процесс шел, после чего все останавливалос, и приходилось отмывать беловатый слой CuCl, мешающий протеканию тока.
С латунью не пробовал, если честно.

Медь хорошо травится раствором хлорного железа (FeCl 3 ). Это используют в радиотехнике, для производства печатных плат, если я не ошибаюсь.

Хлор, в любом случае, ни от меди, ни от латуни выделяться не будет. От золота, платины и т.п. – да.

В любом случае, при маломощном блоке питания ты опасное количество хлора не получишь.

Цитата:
А какой материал хороший? Я вот лак для ногтей использовала. На меди он еще держится, а с латуни слезает. Остальное вообще не держится долго.

Я тоже ничего лучше лака для ногтей не придумал. Пробовал расплавленный парафин и пластилин, скотч, но все они очень нестойки.
Но и лак отстает только так. Надо что-то другое искать.

Цитата:
И еще: какая концентрация соли должна быть в электролите?

Да не столь важно, в общем-то. Соль не расходуется. В принципе, чем больше концентрация, тем больше ток, и тем быстрее будет травиьтся. С другой стороны, от большого тока может перегреться блок или вскипеть электролит. Я думаю, чайная ложка на стакан – вполне достаточно. Если процесс будет слишком медленный – добавь еще.

Читайте также:  Чпу в домашних условиях
Цитата:
Да, вот еще где-то прочла, что на катод надо вешать тот же металл, который травишь. Это правда? И это меняет что-то с выделениями в воздух?

Это ерунда. Выделяться всегда будет водород. Хотя помимо водорода может выделяться тот металл, который растворяется, если он не слишком активен.[/quote]

Вернуться к началу
Katya
Гость
Добавлено: 11:02 10-01-2005 Заголовок сообщения: Спасибо еще раз. Я учла все советы, и стало немного получаться. Правда, гравировка получается неглубокая. Лучший результат получается, когда на катоде вешаешь медную пластину и в электролит добавляешь уксус. Линии четче, и осадков почти нет ни на травленой пластине на аноде, ни в электролите.

А можно ли, используя блок питания на 1 ампер, как-то увеличить в цепи силу тока домашними средствами? Я в электричестве тоже не разбираюсь почти. Но кажется, при этом процесс пойдет быстрее? А блоки на 5-10 ампер уж очень дорогие. Реостата у меня тоже нет.

Вернуться к началу Rat Ratson
абитуриент

Зарегистрирован: 14.09.2004
Сообщения: 37
Откуда: Петербург

Добавлено: 12:13 10-01-2005 Заголовок сообщения: Небольшая скорость – не так уж страшно. Ровнее получаться будет.

А увеличить ток. Можно увеличиь концентрацию электролита.

Также можно разобрать блок питания и удалить из него сглаживающий фильтр, оставив только диодный мост и трансформатор. Так как для электрохимии форма напряжения не важна, это немного улучшит дело. И греться будет меньше. Но если полохо разбираешься – лучше оставь как есть. Все же в блоке опасные напряжения.

Вернуться к началу
Katya
Гость
Добавлено: 9:18 29-01-2005 Заголовок сообщения:
Rat Ratson писал(а): Также можно разобрать блок питания и удалить из него сглаживающий фильтр, оставив только диодный мост и трансформатор. Так как для электрохимии форма напряжения не важна, это немного улучшит дело. И греться будет меньше.

Спасибо огромное за информацию еще раз. Она мне очень помогла.

Хочу описать Вам, уважаемые форумчане, проделанный мной лично опыт по травлению металла. Действительно очень простой, дешевый и не требующий временных затрат метод, к которому я пришел не сразу, были и ошибки, которые я опишу далее. Где Вы примените мою технологию – дело Ваше. Можете “вытравить” свой ник на ноже, как я, можете на металлической поверхности квадра, в общем фантазия безгранична. Сразу прошу прощения за отсутствие некой эстетики в моем описании,просто делал все после многих неудач, наверное даже не надеясь, что все получится, но победителей не судят строго. Пожалуй начнем.

Для опыта нам понадобится растворитель, канифоль, битум, пластина нержавеющей стали, соль, зарядка для аккумуляторных батарей. Битум и канифоль – куски размером со спичечный коробок, пластина нержавейки – примерно 20х300 миллиметров,любой толщины, в качестве растворителя используем скипилар. Цена всего не выше 150 рублей.

Итак, обворвчиваем кусок битума в тряпочку и дробим киянкой или молотком. Берем баночку из-под детского питания (благо этого добра у меня много), засыпаем туда дробленый битум (примерно третью часть банки) и заливаем скипидаром, чтобы покрыло битум. Размешиваем.

Далее берем обычную сосновую канифоль. Ту, которую используют для пайки и размельчаем тем же способом, что и битум.

Засыпаем в баночку с раствором битума.

Берем ненужную кастрюлю и нагреваем наш раствор в течении 20 минут для того, чтобы более качественно растворилась канифоль. Сразу скажу, что вся канифоль так и не растворилась. Может мало прогрел, может много канифоли.

Параллельно изготавливаем соляной раствор, он же электролит. Для приготовления необходимо соблюсти пропорции – 6 столовых ложек поваренной соли на 1 литр холодной водопроводной воды.

Приступим к нанесению нашего битумного лака на заготовку. Заготовка должна быть полированной. Очень важно хорошо обезжирить и высушить деталь перед нанесением лака. Для рисования используем кисточки толщина которых полностью зависит от размера рисунка. При нанесении лака Вы должны четко понимать,что ПОВЕРХНОСТЬ,НА КОТОРУЮ НАНЕСЕН ЛАК ТРАВЛЕНИЮ ПОДВЕРГНУТА НЕ БУДЕТ И ОСТАНЕТСЯ БЛЕСТЯЩЕЙ.

Сушим покрытую лаком заготовку. Процесс сушки зависит как от правильности смешивания лака, так и от температуры окружающей среды. Процесс сушки-самый длительный во всей технологии. У меня он занял несколько часов. После сушки можем чертилкой выровнять края букв сделанной надписи.

Теперь моменты, на которых я допускал ошибки. В первый раз, когда пытался сделать данный опыт, в качестве источника тока я использовал зарядное устройство от автомобиля, с силой тока 6 А. ЭТО НЕДОПУСТИМО! Электролит при такой силе тока нагрелся, лак растекся результатом стала порча моего любимиго ножа – последнее фото. Оптимальным источноком тока стала обычное китайское зарядное устройство с силой тока 400 мА, изображенное на следующем фото. Берем 2 проводка необходимой длинны, естественно закрепяем один к “+”, второй к “-” на заряднике. Второй конец плюсового провода соеденяем к нашей заготовке (ЭТО ПРЕНЦИПИАЛЬНО. ), а второй конец минусового провода к пластинке из нержавеющей стали. Погружаем заготовку и пластину нержавейки в банку с раствором подготовленного электролита так, чтобы они не соприкосались друг с другом. Включаем зарядник в розетку и ждем примерно 1 час.

Смываем наш лак растворителем и наслаждаемся результатом!

А вот,что может получиться,если не соблюдать технологию и использовать слишком мощный источник тока.

При желании могу скинуть на личку данную технологию из научной литературы в вордовском варианте, но ответить могу за вышеизложенное, т.к. проделал все своими руками.

“>

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector