Видалення частини поверхневого шару металевого виробу за допомогою хімічної реакції називають травленням. Ця технологія відома людині вже кілька тисячоліть, поряд з карбуванням та чорнінням її застосовували для обробки металевих деталей зброї та домашнього начиння, прикрас та ритуальних предметів. В наші дні травлення металів застосовується у художніх промислах, для нанесення гальванічних покриттів, для створення зображень та написів на металевих виробах.

Суть методу

Перед проведенням травлення на ті ділянки поверхні металу, які не повинні бути витравлені, наноситься захисне покриття, стійке до речовини, що травить (протрава).

Далі деталь піддають впливу кислого середовища або занурюють у ємність з електролітичною рідиною. Чим довше деталь піддається обробці, тим більший шар металу роз'їдається агресивним середовищем. Травлення металу може здійснюватися кілька прийомів, це так зване багатошарове протруювання.

Травлення зображень на металі проводять як у промислових, так і в домашніх умовах.

Способи травлення металу

Виходячи з матеріалів, що застосовуються для роз'їдання шару металу, розрізняють такі способи травлення металів, як:

Хімічний (рідкий). Застосовуються кислі розчини. Не потребує складного обладнання та дорогих матеріалів. У результаті роботи утворюються шкідливі здоров'я випаровування.
Електрохімічні. Застосовується розчин електроліту і електричний струм, що пропускається через нього. Характеризується більшою швидкістю процесу, точнішим виконанням деталей малюнка, економним витрачанням робочої рідини. Не утворює шкідливих випарів
Іонно-плазмовий (сухий). Поверхневий шар випаровується пучком іонізованої плазми. Застосовується під час виробництва мікроелектронних компонентів.

Іонно-плазмовий метод вимагає високоточного та дорогого обладнання та застосовується лише в умовах промислового виробництва. Рідкий метод, електрохімічне травлення металу та навіть електрохімічне гравіювання доступні і в домашніх умовах.

За допомогою гальванічного травлення можна самостійно зробити друковану плату, що практично не поступається промисловою.

Гальванічне травлення металу

Гальванічний спосіб травлення вигідно відрізняється від рідкого відсутність необхідності використання кислот, що дають шкідливі випаровування. Залежно від матеріалу заготівлі використовуються різні електролітичні розчини:

Сталь і залізо - нашатир і залізний купорос
Мідь та її сплави (бронза, латунь) - мідний купорос
Цинк – цинковий купорос.

Для проведення процесу в домашніх умовах потрібно:

Гальванічна ванна із непровідного матеріалу.
Блок живлення на 5 вольт постійного струму.
Металевий катод (з того ж металу, що й заготівля.)
Дротяні підвіси для заготівлі та катода. Заготівля не повинна стосуватися стін або дна ванни.
Дві провідні штанги, що перевершують по довжині ванну.

Одну штангу приєднують до негативного виведення блоку живлення та вішають на неї катод.

Іншу штангу - до позитивного висновку і підвішують на неї виріб, який служитиме анодом.

Під час подачі напруги починається процес електролітичного перенесення металу з виробу на катод. Він відбуватиметься з ділянок поверхні, не покритих захисним лаком.

Художнє травлення металу

Художнє травлення металу проводять як гальванічним, і рідким методом.

Майстри народних промислів і просто домашні умільці отримують з його допомогою високохудожні зображення на холодній та вогнепальній зброї, всілякому кутому та литому начинні. Для майстрів, які роблять авторські мисливські та побутові ножі, травлення стало практично обов'язковим елементом оздоблення. Особливо популярні мисливські сцени, арабські, рунічні чи абстрактно – геометричні орнаменти. Багато майстрів комбінують травлення металу з його вороненням, надаючи малюнку синюватий, чорний або жовтуватий відтінок.

Для перенесення зображень використовують спосіб покриття деталі лаком, так і глянсовий папір. Застосовують ще один спосіб - обклеювання деталі скотчем. Гарячою голкою подряпують лінії малюнка, після чого пінцетом акуратно видаляють скотч з ділянок, що підлягають протруєнню. Залишки клейової маси потрібно змити розчинником.

Перед травленням деталь слід ретельно знежирити.

Підготовка поверхні металу

Перед початком травлення поверхню слід підготувати. Це дозволить забезпечити:

Високу швидкість процесу
видалення металу рівним шаром.

Під час обробки поверхні з неї видаляються всі механічні та хімічні забруднення. Для неї застосовують теплий мильний розчин, підійде будь-який миючий засіб. Після висихання поверхні її треба протерти ганчіркою, просоченою розчинником або знежирювачем. Це дозволить видалити залишки рідини та масляні плівки.

Хімічну обробку добре поєднувати з механічною:

полірування до дзеркального стану
шліфування наждачкою. Застосовується при відсутності полірування. Слід простежити, щоб шкірка весь час рухалася в одному напрямку та сліди від неї були суворо паралельні.

Механічна обробка значно покращить зовнішній вигляд виробу після травлення.

Нанесення малюнка

Для цієї операції застосовується кілька способів. Усі їх поєднує загальний принцип: захист частини поверхні від роз'їдає дії протрави, а розрізняє речовину, яка використовується для нанесення малюнка.

Лак для нігтів

Популярний та доступний спосіб. Має деякі недоліки:

Висока в'язкість лаку не дає можливості для промальовування дрібних деталей та тонких ліній.
Потрібна тверда рука та навичка малювання.
Дуже складно виправити помилково нанесені деталі.

Грунтовка або бітумний лак

Використовується ґрунтовка ГФ 021, ХВ 062 або бітумний лак. Спочатку речовиною покривається весь протравлюваний виріб. Далі тонкою ручкою чи маркером переносять контури малюнка. З тонкого дроту або дроту з м'яких сплавів слід виготовити голку, загостривши кінець дроту.

Ті ділянки зображення, які мають бути витравлені, подряпуються до металу. Слід стежити, щоб грунтовка не сколювалася.

Глянцевий папір

Крім глянцевого паперу (її можна купити в магазинах товарів для творчості, а можна просто вирізати лист з журналу), буде потрібно лазерний принтер, додаток для роботи із зображеннями та праска. Зображення малюнка слід зробити дзеркальним та роздрукувати у натуральну величину. Зображення прикладають до поверхні та прогладжують кілька разів. Після охолодження заготовки папір змивають теплою водою, а тонер залишається на поверхні деталі. Тильну та бічні поверхні, що не підлягають протруюванню, потрібно захистити лаком або пластиліном.

Основна перевага методу - можна точно переносити найдрібніші деталі зображення.

Основний недолік працювати таким чином можна тільки з плоскими або циліндричними заготовками. Спосіб дуже популярний під час виготовлення друкованих плат.

Травлення сталі

Крім художнього травлення металу, що дозволяє отримувати вишукані зображення на сталевих поверхнях, травлення стали використовують і для видалення окалини та плівок. При цьому слід особливо ретельно дотримуватись вимог технологічного процесу у всьому, що пов'язано з концентрацією протравальних розчинів та часу витримки деталі в протраві або в електролітній ванні. Перецьовування під час такої операції вкрай небажане.

При травленні сталі застосовують як рідкий, і електрохімічний метод. Протраву готують на основі сильнодіючих кислот, таких як соляна або сірчана. Особливу увагу слід приділити ретельному знежиренню поверхні. Пропущена масляна або жирова пляма може призвести до непридатності заготівлі. Для захисту частин заготівлі, що не підлягають травленню, використовую лаки, що складаються на основі каніфолі, скипидару, гудрону.

Ці компоненти легко займисті, тому під час роботи з лаком слід збути особливо уважним та обережним. Після травлення непротруєні ділянки заготовки очищають від захисного лаку розчинником.

Протрави, що використовуються для сталі

Великою популярністю серед домашніх майстрів – травників користується азотна кислота. Її застосовують як єдину основу для протрави, так і в суміші з виннокам'яною або соляною. Розчин для травлення металу на основі суміші азотної та соляної кислоти має дуже високу хімічну активність, і поводитися з ним слід вкрай обережно.

Для обробки твердих та спеціальних сортів сталі використовують суміші азотної та оцтової кислоти. Обробку проводять у два етапи. Спочатку готують спеціальну попередню протраву - гліфоген, що є сумішшю води, азотної кислоти і етилового спирту. У ній деталь витримують протягом кількох хвилин. Далі заготівлю промивають розчином винного спирту в дистильованій воді та ретельно висушують. Після цього проводять основне протруювання.

Для травлення чавунів застосовують розчини сірчаної кислоти середніх концентрацій.

Травлення кольорових металів

Виходячи з атомної ваги і визначених ним фізико-хімічних властивостей речовини, для кожного металу і сплаву підбирають свою, що найкраще впливає саме на нього, протраву.

Як чиста мідь, так і мідні сплави протруюють із застосуванням сірчаної, соляної, фосфорної, азотної кислоти. Для підвищення швидкості реакції розчини додають сполуки хрому або азоту. На першій стадії травлення із заготівлі видаляють окалину та оксидну плівку, далі переходять власне до травлення металу. При травленні міді в домашніх умовах слід бути обережними.

Алюміній та сплави на його основі виділяються серед інших металів тим, що для їх травлення застосовують не кислотні, а лужні розчини. Для молібдену також застосовують лужні розчини на основі їдкого натру та перекису водню.

Титан стоїть ще більшим особняком - на першому етапі попереднього протруювання застосовують луг, а на основному - вже кислоту. Для титану застосовую найсильніші кислоти — плавикову та концентровану сірчану та азотну. Титанові заготовки протруюють з метою зняття поверхневого шару оксидів безпосередньо перед тим, як нанести гальванічне покриття.

Для протруювання таких металів, як нікель або вольфрам, використовують водний розчин перекису водню та мурашиної кислоти.

Травлення друкованих плат

Заготівля для друкованої плати є листом текстоліту, з одного або з двох сторін покритий шаром мідної фольги. Метою травлення друкованих плат є створення доріжок, що проводять, з мідної фольги в точній відповідності до креслення. Доріжки покривають захисним лаком, решту фольги видаляють травленням.

У домашніх умовах застосовує кілька способів:

Хлорним залізом. Реагент купують у магазині хімічних товарів чи роблять самостійно. У соляній кислоті слід розчинити залізну тирсу. Перед використанням розчин слід витримати до повного розчинення заліза та ретельно перемішати.
Азотна кислота.
Водним розчином сірчаної кислоти, змішаної з таблетованим перекисом водню.
Мідним купоросом з додаванням гарячої води та хлориду натрію. Цей варіант найбезпечніший, але й найтриваліший. Протягом всього процесу температуру протрави слід підтримувати не менше 40 про С, інакше протруювання розтягнеться на багато годин.
Електролітичним способом. Слід взяти діелектричну ємність (добре підходять кювети для прояву фотографій), наповнити її розчином кухонної солі, помістити туди плату та шматок мідної фольги, яка служитиме катодом.

Після закінчення протруювання рідким методом плату слід ретельно промити розчином соди, щоб погасити залишки кислоти.

Процес травлення для інших матеріалів

Крім металів, операції травлення піддають інші матеріали. Найчастіше зустрічається протруювання скла з декоративними цілями. Травлення здійснюють у парах плавикової кислоти, єдиної, здатної розчинити скло. На етапах підготовки проводиться попереднє кислотне полірування поверхні виробу, потім на неї перекладається контур майбутнього зображення. Захисні покриття для скла роблять із суміші воску, каніфолі та парафінів. Після нанесення захисного покриття заготівлю занурюють у ємність травильні.

Застосування плавикової кислоти створює поверхні красиву матову структуру. Щоб отримати гладку, прозору поверхню, протравальну суміш додають концентровану сірчану кислоту. Для отримання рельєфного глибокого візерунка операцію повторюють.

Техніка безпеки при травленні

У травленні металів використовуються надзвичайно активні в хімічному відношенні речовини-сильні кислоти, луги та їх розчини. При неправильному поводженні вони можуть завдати серйозної шкоди здоров'ю та завдати значної матеріальної шкоди.

Тому при роботі з ними потрібно дотримуватися особливих запобіжних заходів і суворо виконувати правила техніки безпеки при проведенні робіт:

Роботи проводять тільки за наявності гарної вентиляції, переважно - витяжної шафи.
Обов'язкове використання засобів індивідуального захисту: гумових рукавичок та фартуха, щільного виробничого одягу, респіратора, захисного лицьового щитка.
Не можна ставити банки з кислотами та лугами на високо розташовані полиці та шафи.
Під час розведення кислот КИСЛОТУ ллють у воду, і ніколи — воду в кислоту.
При роботі з кислотою мати під рукою розчин соди, а при роботі зі лугом – слабкий оцтовий розчин для промивання ділянок шкіри, на які випадково потрапили краплі розчину.
При роботі гальванічним методом перед початком роботи ретельно оглянути все електрообладнання, що використовується, на предмет відсутності механічних пошкоджень і цілісності ізоляції.
Мати під рукою справний вогнегасник.

У разі попадання травильного розчину на шкіру слід негайно промити уражену ділянку відповідним розчином, що нейтралізує. Якщо бризки кислоти чи луги потрапили на одяг – її слід негайно зняти.

Якщо травильний розчин потрапив на слизові оболонки, слід негайно звернутися за медичною допомогою. Зволікання у разі може коштувати здоров'я чи навіть життя.

Отже, нам знадобиться:

власне, сама залізяка (у моєму випадку, відкутий клинок для ножа).
Маркер або олівець.
лак для нігтів (можна поритися в сумочці дружини або купити в супермаркеті найдешевший).
розчинник.
мідний купорос (100-200 г).
наждачний папір (80, 400, 1200 грід).

Після цього накидаємо на нього ескіз передбачуваного малюнка маркером.Для початку беремо клинок, добре проходимося по ньому наждачним папером та розчинником.

Лаком для нігтів акуратно зафарбовуємо свій ескіз.
Якщо лак виступає за межі ескізу – нічого страшного, все це можна легко протруїти у подальших операціях.

Прошу звернути увагу:Лак утворює плівку, яка захищає метал від травлення.

Поверхня під лаком труїтися не буде.

Окрім самого малюнка, варто захистити торці виробу, а в моєму випадку ще й клінка РК.

Даємо лаку підсохнути деякий час, потім починаємо коригувати малюнок та виправляти косяки.
Для коригування можна використовувати шило чи звичайну голку. Забираємо зайві ляпи та правимо лінії, щоб вони виглядали більш плавними.

Тепер починається хімія процесу:
Для травлення нам потрібний розчин мідного купоросу та солі.

Я використав на літр води 100гр. солі та стільки ж купоросу.

Воду для розчину краще брати гарячу (лише скипілу), щоб скоротити час реакції.

Опускаємо наш виріб у розчин, чекаємо.
Приблизний час травлення 25-40 хвилин.
Все залежить від того, яка глибина травлення вас влаштує.
Щоб прискорити реакцію, можна збільшити концентрацію купоросу.

Під час процесу на клинку утворюється рудий наліт, який заважає подальшому перебігу реакції травлення,
тому періодично необхідно діставати клинок і промивати його під теплим струменем води. Жодних щіток і металевих губок, інакше, ви зірвете лак з виробу. Перевірити, чи досить глибоко ми протруїли можна навпомацки. Розчин сам по собі нешкідливий, як і наліт, тому перевіряйте сміливо. (Єдина небезпека - можете забруднити руки)

Тут варто відзначити ще один момент:стежте, щоб ваша залізка не протруїлася надто глибоко, інакше розчин почне з'їдати не тільки незахищену поверхню, але і вгризатися збоку під лак, якщо вам не потрібен ефект штучного старіння.

Як тільки ми вирішили, що метал досить глибоко протруєний, дістаємо виріб з розчину, добре промиваємо під напором води, протираємо розчинником, шкіримо і поліруємо наждачкою по зростаючій, починаючи з 80 грід, закінчуючи 1200 грід. Якщо під рукою є бор-машинка, непогано шліфувати нею нерівності малюнка.

Наприкінці можна пройтися повстю, якщо вважаєте за потрібне.

Залишилося тільки зробити рукоятку та відполірувати меч до дзеркала.
На жаль, зображення готового клинка з піхвами у мене немає, т.к. ці фотографії робилися давно і для інших цілей, а для майстер-класу я вирішив використати лише зараз.

Нержавіюча сталь часто вимагає обробки поверхні для досягнення необхідних естетичних або експлуатаційних властивостей. Обробка дробометними та піскоструминними апаратами обмежена через високу ймовірність появи наклепу. Сучасне виробництво застосовує травлення нержавіючої сталі після попередньої термічної або механічної обробки. Складність цього процесу, порівняно із звичайними чорними, низьколегованими сталями, пояснюється наявністю плівкою оксиду хрому, що виконує функцію захисного бар'єру. Саме вона утворює жорстку окалину, що погано взаємодіє з реагентами. При технологічних впливах можуть виникнути зміни кольору поверхні. До них відносяться зварювання, паяння та інші операції, пов'язані з високими температурами. Колір райдужної втечі можна позбутися за допомогою травлення. Для різних хімічних складів нержавіючої сталі розроблено індивідуальні методи та склади для травлення, що враховують вплив елементів сталі для досягнення максимального результату.

Переважними способами травлення нержавіючих сталей є лужне та кислотне, яке може інтенсифікуватися електролізом або протікати без такого.

Травлення кислотами

Максимальний ефект травлення нержавіючої сталі кислотами досягається при послідовній взаємодії поверхні нержавіючої сталі у ваннах з двома типами кислот – сірчаної та азотної. Черговість стадій наступна

Знежирення, видалення великих зачіпок, окалини
Травлення у сірчанокислотній ванні (концентрація 10-12%) або сірчанокислотній ванні (8% сірчаної кислоти, 4% соляної). При цьому відбувається роз'їдання окалини та шорсткості на поверхні. Ідеальна температура протікання процесу знаходиться між 60 та 80 градусів Цельсія. Контроль цього параметра важливий управління процесом. Тривалість обробки залежить від марки сталі, наявності контрольованого співвідношення, концентрації кислот. У разі виснаження ванни можливі прояви точкової корозії. Для прикладу, сталь з 18% Cr, 8% Ni вимагає від 23 до 45 хвилин травлення у сірчанокислій ванні. Скорочення часу обробки вдвічі можна досягти, якщо проводити цю операцію серед контрольованої атмосфери.
Промивання у великій кількості проточної води
Занурення оброблюваної деталі у ванну, наповнену розчином азотної кислоти та плавикової (10 – 20, 1-2 вагових відсотків, відповідно). При температурі ванни 60-70 градусів час обробки 7-15 хвилин.
Повторне промивання великим об'ємом водою

Представлений спосіб є базовим та має безліч варіацій. Травлення в одній азотнокислій ванні, з домішкою плавикової кислоти, збільшує час травлення до 30 хвилин. Замінником плавикової кислоти може бути фтористий натрій. Збільшення концентрації плавикової кислоти до 10% дозволяє проводити процес за низьких температурних показників, дозволяючи уникнути попереднього опускання в сірчану кислоту.

Скорочення часу травлення в сірчаній кислоті можна досягти, додавши трохи більше 5% хлористого натрію. Такий хід дає необхідний ефект за 15 хвилин, але за тієї ж температури, близько 80 градусів Цельсія.

Будьте обережні: якщо необхідно провести процедуру у приміщенні з недостатньою аспірацією, замініть компоненти другого етапу травлення. Кислоти виділяють шкідливі пари при травленні. Пропонується для заміни розчин сірчанокислого заліза (7%) та плавикової кислоти (2%).

Для правильного вибору методу кислотного травлення слід знати, враховувати стан окисної плівки на поверхні нержавіючої сталі. Зовнішній вигляд може підказати склад плівки. Зелений колір окалини говорить про високий вміст оксидів хрому. Відповідно дія кислотних середовищ буде утруднена і вимагатиме більшого часу.

Електролітичне травлення

Одним із варіантів, поширених на сучасних підприємствах, є електролітичне травлення. Заготівля або деталь, поміщена в кислотну ванну, підключено до позитивного або негативного контакту. При проходженні струму поверхні нержавіючої сталі відбувається виділення кисню. Газоподібна фаза механічно впливає на оксидну плівку. Це допомагає прискорити процес обробки та якість одержуваної поверхні.

Травлення готовими пастами

Сучасна індустрія пропонує на ринку безліч травильних паст для нержавіючої сталі . Їх основне призначення – локальна обробка зварних швів, наслідків зміни рівномірності фарбування поверхні під впливом температурного впливу. Принцип роботи з такими пастами простий і може бути використаний навіть у дрібних майстернях.

Нанесення пасти товстим шаром до 2см, за допомогою щітки
Витримка 60-90 хвилин
Промивання струменем води

Застосування паст є доцільним для обробки зварювальних швів нержавіючих марок сталі. Оброблений шов здатний протистояти корозії навіть за умов сирого приміщення автомобільного миття.

Лужне травлення

Обробка поверхні нержавіючої сталі розплавом каустичної соди називається лужним травленням. Слід зазначити, що при цьому відбувається руйнування окисної плівки, при цьому хімікалії не реагують з металом. Підвищення температури сприяє роз'їданню оксидної плівки, покращуючи якість поверхні, що обробляється. Різке охолодження рідини також сприяє поліпшенню оброблюваної поверхні.

Досягти 100% результату при цьому типі обробки практично неможливо. На металі можливі залишкові полони від оксидів хрому, оксидів нікелю та заліза. Серед рекомендацій щодо остаточного доведення таких дефектів значиться короткочасна обробка в азотнокислій ванні.

Методи лужного травлення

Розрізняють такі методи

Витримка у соді. Вміст нітрату натрію має коливатися в межах 20-40%, розігрітого до температури 460-500 градусів за Цельсієм. Травлення у такому середовищі триває протягом 15 хвилин. Деякі аустенітні марки нержавіючої сталі заборонено нагрівати понад 450 градусів. Це може призвести до міжкристалітної корозії. Далі слідує етап промивки у великій кількості води, потім слідує 5-хвилинне опускання в сірчанокислотну ванну і до 10 хвилин в азотнокислій.
Відомий в Англії, з першої половини 19 століття метод травлення, в комплексі з пропусканням електричного струму через деталь, що протравлюється. При густині струму 11 А/м2 достатньо 15 секунд. Ця швидкість протікання реакції пов'язана з процесом електролізу. Виділення на катоді натрію та водню сприяють відновленню оксидів. Відновлений метал осідає на поверхні. Даний вид травлення дозволяє отримати знежирений метал, що характеризується чистотою та однорідністю. За такого способу використовують соду. Можливі варіації зі складом та додаванням хлористого кальцію. Застосовується такий метод травлення плоских, стрижневих заготовок, волочених виробів.
Обробка гідридами натрію засноване на відновленні впливом на метал натрієм та воднем. Наявність гідриду натрію досягають взаємодією водню і натрію, що знаходиться в розплавленому стані. У розплавлену каустичну соду вміщують циліндр без нижньої площини. Верхня площина має отвір. Натрій всипають у цей отвір, він реагує на поверхні ванни. Через пляму натрію на каустичній соді пропускають струмінь водню. Відбувається утворення гідриду та дифундування його в обсязі ванни. Досягнення необхідної концентрації 1-2% гідриду натрію відбувається у контрольованих порогових значеннях. За відсутності продукту поділу повітря застосовують дисоційований аміак. Деталі розігрівають у такій ванні до 400 градусів за Цельсієм. Нержавіючі сталі показують хороші результати травлення за такої методики і тривалості 4-17 хвилин. Після травлення рекомендується ретельно промити деталі. У разі потреби зробити додаткову обробку в азотнокислій ванні. При високій собівартості такого методу очевидною його перевагою є той факт, що метал не взаємодіє із травником. Втрати металу мінімальні. Нижча температура процесу дозволяє скоротити витрати на теплоносій та безпеку проведення операцій.

Існують певні правила, виконання яких є обов'язковим для будь-якого з представлених способів. Серед них пріоритетне оброблення поверхні металу перед травленням, видалення окисної плівки, знежирення. Процес травлення не менш важливий.

Матеріали для ванн

Правильний вибір матеріалу для виготовлення травильних ванн складне завдання для хіміків та матеріалознавців.

покриті керамікою
покритої склом цегли
дерево, бетон з покриттям із свинцю
речовини, похідні від гуми
марки нержавіючої сталі для кислотних ванн.

Вміст азотистої з домішками плавикової або соляної кислоти дозволяє застосовувати такі самі матеріали. Виняток становлять лише свинець, як покриття, кераміку з підвищеним вмістом кремнію, через їхню взаємодію. Застосування стали цілком можливим для використання у ваннах зі лугом, відстежуючи протікання та інтенсивність електролізу в безпосередній близькості до матеріалу. За певних умов та вмісту кислоти, її температури, характеру є можливість застосовувати для травильних ємностей нержавіючі марки сталі. Такі, наприклад, як 8Х18Н8М чи 10Х20Н25М4.

З наведеної в цьому огляді інформації можна зробити висновок, що режим обробки, хімічний склад ванни, необхідність додаткової механічної обробки, застосування електролізу повинні визначатися виходячи з конкретних початкових умов (марка сталі, стан оксидної плівки, технологічні можливості) та регулюватися в контексті очікуваного кінцевого результату .

Здрастуйте, шановні читачі! Сьогодні в цій статті автор відео розповість нам про те, як можна самому в домашніх умовах нанести будь-яке зображення на метал у досить простий спосіб.

Для початку я пропоную подивитися відео цієї саморобки, яке представлене нижче (воно складається з двох частин):

Отже, як ви вже зрозуміли, сьогодні автор розповість нам, як можна без особливих зусиль нанести будь-яке зображення на будь-який метал, яке вже не можна буде видалити ніяким способом. Наносити зображення на метал ми будемо методом травлення. Цей спосіб схожий на спосіб гравіювання, але для нього не потрібні ніякі насадки та бор-машинки.

Тож почнемо.

Для нашої нам знадобляться такі складові:
- метал, на який ми наноситимемо зображення (у нашому випадку це ніж);
- скотч;
- Самоклеючі шпалери або глянсовий папір;
- Пластилін;
- ватні диски;
- Сольовий розчин (ви можете його зробити самі дуже просто: перемішайте в половині склянки теплої води одну ложку солі);
- дроти з "крокодильчиками";
- блок живлення або акумулятор від 8 до 12 вольт;
- один аркуш паперу А4;
- Праска;
- лазерний принтер.

Приступаємо до роботи.
Спочатку беремо самоклеючий папір і акуратно відклеюємо його від глянцевого паперу:

Тепер потрібно акуратно приклеїти скотчем або в нашому випадку "самоклейкою" цей глянсовий папір на лист А4 ось так:

Тепер у комп'ютері вибираємо зображення, яке ви хочете бачити на металі і якщо там є напис, то його слід зробити в дзеркальному вигляді. Роздруковуємо зображення на глянцевому листі:

Далі за допомогою ножиць потрібно акуратно вирізати наш малюнок, не торкаючись самого зображення, щоб не розмити і не стерти його:

Тепер прикладаємо наш трафарет до ножа і намагайтеся зробити все з першого разу (щоб не довелося пересувати трафарет), оскільки зображення буде з розлученнями:

Тепер потрібно взяти праску, попередньо поставивши її на другий режим, і дуже акуратно прогладжувати наш трафарет протягом однієї хвилини:

Тепер поки наш нож гарячий, беремо ватяні диски і акуратно гладимо трафарет, тим самим "вдавлюючи" фарбу в метал:

Після того, як ніж охолонув, можна відклеювати папір (робіть це не швидко і дуже акуратно):

У результаті у вас має вийти щось на кшталт такого:

Тепер потрібно взяти скотч і обклеїти ніж навколо зображення, щоб сольовий розчин не потрапив на всю поверхню ножа і травлення вийшло акуратним:

Тепер пластиліном обкладаємо зображення, щоб вийшло така ось "ванна", яка не пропускатиме сольовий розчин:

Заливаємо в нашу "ванну" сольовий розчин (приблизно три чайні ложки):

Далі переходимо до дротів... чіпляємо "плюс" акумулятора до ножа:

Другий "крокодильчик" підключаємо до "мінуса" акумулятора і тепер нам потрібно тільки торкатися сольового розчину:

Отже, приступаємо. сольовий розчин почне вирувати і чорніти - отже йде реакція травлення. Ви повинні тримати провід у сольовому розчині не більше 30 секунд, тому що у разі тривалого травлення зображення вийти недостатньо чітким:

Далі потрібно від'єднати дроти, вилити чорну рідину з "ванни" і видалити саму "ванну" разом зі скотчем:

Травлення називається процес, при якому частина металу видаляється з поверхні хімічним способом. Використовується такий метод для остаточної обробки деталі при підготовці заготовки перед нанесенням покриття (гальванічного), а також для створення різноманітних малюнків, орнаментів і написів.

Суть методу

Травлення металів передбачає ретельну обробку поверхні. На виріб наноситься захисне покриття, яке стирають у місці малюнку. Потім використовують або кислоти або ванну з електролітом. Незахищені місця руйнуються. Чим більший час витримки, тим глибше відбувається травлення металів. Малюнок стає більш виразним та чітким. Існують різні способи отримання гравюри (написи): може протруюватися безпосередньо саме зображення або фон. Найчастіше такі процеси комбінуються. Також використовують і багатошарове протруювання.

Типи травлення

Залежно від речовини, що використовується для руйнування поверхні матеріалу, виділяють наступні способи травлення.

1. Хімічний метод (його називають рідким). При цьому використовуються спеціальні розчини на основі кислот. Таким чином, наносять на сплави орнаменти, написи.

2. Електрохімічне травлення металу – передбачає використання електролітної ванни. Її заповнюють спеціальним розчином. Також часто при цьому використовують солі свинцю, які запобігають перетравленню. Цей спосіб має низку переваг. По-перше, малюнок виходить чіткішим, а час, необхідний для завершення процесу, значно скорочується. До того ж така обробка металу економічна: обсяг використаної кислоти набагато менший, ніж за першого методу. Ще одна безперечна перевага - відсутність шкідливих газів (протрава не містить їдких кислот).

3. Існує також іонно-плазмовий спосіб (так званий сухий). В даному випадку поверхня ушкоджується мінімально. Такий метод використовується у мікроелектроніці.

Травлення сталі

В основному таку обробку використовують для видалення окалини та різних оксидів. Ця процедура вимагає ретельного дотримання технології, оскільки перетравлення основного металу небажане. У процесі застосовують як хімічний спосіб, і електролітні ванни. Для приготування розчинів використовується соляна, сірчана кислота. Усі деталі вимагають ретельного знежирення поверхні. Навіть невеликий відбиток пальця здатний зіпсувати заготівлю. Як захисне покриття застосовують лак на основі каніфолі, скипидару, гудрону. Однак варто пам'ятати, що складові – вогненебезпечні речовини, тому приготування лаку потребує великої концентрації уваги та обережності. Після того, як завершилася обробка металу, відбувається безпосередньо процес травлення. Після закінчення деталь необхідно очистити від лаку.

Протрави, що використовуються для сталі

Найчастіше для травлення сталі застосовують розчин азотної кислоти. Також використовується соляна, виннокам'яна (з невеликими азотними добавками). Тверді марки стали протравлюються сумішшю азотної та оцтової кислот. Гліфоген – це спеціальна рідина на основі води, азотної кислоти та алкоголю. Поверхня обробляють таким складом кілька хвилин. Потім промивають (розчин винного спирту в очищеній воді) швидко сушать. Це – попереднє протруювання. Тільки після таких маніпуляцій заготовки поміщаються у травильний розчин. Чавун добре протравлюється в розчині сірчаної кислоти.

Травлення кольорових металів

Мідь та сплави на її основі протравлюються за допомогою сірчаної, соляної, фосфорної або азотної кислот. Процес прискорюють розчини хроматів чи нітратів. Перша стадія – це видалення окалини, потім відбувається безпосередньо травлення латуні. Алюміній (і його сплави) труїться в розчині їдкого лугу. Для ливарних сплавів використовують азотну та плавикову кислоти. Заготівлі з точковим зварюванням обробляються фосфорною кислотою. Титанові сплави протравлюються також у два етапи. Спочатку - в їдкому лугу, потім у розчині сірчаної, плавикової, азотної кислот. Травлення титану використовується для видалення окисної плівки перед нанесенням гальванічних покриттів. Молібден обробляють розчином на основі їдкого натрію та перекису водню. Крім того, травлення металів (наприклад, таких як нікель, вольфрам) проводиться за допомогою води, перекису водню та мурашиної кислоти.

Існує кілька способів протруювання плат. У першому випадку використовується вода та хлорне залізо. Його можна виготовити та самостійно. Для цього в соляній кислоті розчиняють залізну тирсу. Суміш витримують деякий час. Також травлення друкованих плат здійснюється за допомогою азотної кислоти. Весь процес триває близько десяти хвилин. Після закінчення плату необхідно ретельно протерти з допомогою харчової соди, оскільки вона добре нейтралізує залишки їдкого речовини. Ще один склад для протруювання включає сірчану кислоту, воду, перекис водню (у таблетках). Набагато більше часу займає травлення плат таким складом: гаряча вода, кухонна сіль, мідний купорос. Варто зазначити, що температура розчину має бути не менше 40 градусів. В іншому випадку травлення займе більше часу. Можна протравлювати плати за допомогою постійного струму. Як посуд для цього процесу можна використовувати скляну, пластикову тару (вона не проводить струму). Заповнюють ємність розчином харчової солі. Саме він є електроліт. Як катод можна взяти мідну (латунну) фольгу.

Процес травлення для інших матеріалів

Широко поширений нині такий вид обробки скла, як травлення. Використовуються пари плавикової кислоти, фтористого водню. Спочатку здійснюється кислотне полірування поверхні, далі наноситься малюнок. Після цих маніпуляцій виріб поміщається у ванну з травильним розчином. Потім скло ретельно промивають та очищають від захисного покриття. Як останній можна застосовувати суміш на основі бджолиного воску, каніфолі, парафіну. Травлення скла плавиковою кислотою використовується для надання йому матовості. Існує також можливість кольорового протруювання. Солі срібла надають поверхні жовті, червоні, сині відтінки, солі міді – зелені, чорні, червоні. Для отримання прозорого, блискучого малюнка до плавикової додають сірчану кислоту. Якщо потрібне глибоке протруювання, процес повторюють кілька разів.

Техніка безпеки при травленні

Травлення металів – досить небезпечне заняття, яке потребує великої концентрації уваги. Зумовлено це роботою з агресивними матеріалами – кислотами та їх сумішами. Насамперед, для даного процесу необхідно грамотно вибрати приміщення з гарною вентиляцією. Ідеально, коли при протруюванні буде використовуватися витяжна шафа. Якщо ж такого немає, то необхідно подбати про респіратор, щоб уникнути вдихання шкідливих випарів. При роботі з кислотами слід одягати гумові рукавички та фартух. Під рукою завжди має бути харчова сода, яка – за потреби – зможе нейтралізувати дію кислоти. Усі травильні розчини необхідно зберігати у спеціальних ємностях (скляних чи пластикових). Не варто забувати про стікери, на яких буде вказано склад суміші, дата приготування. Існує ще одне правило: банки із кислотами не варто ставити на високі полиці. Їхнє падіння з висоти загрожує серйозними наслідками. Художнє травлення металу не обходиться без використання азотної кислоти, яка є досить-таки їдкою. До того ж у деяких сумішах вона може бути вибухонебезпечною. Найчастіше азотну кислоту використовують для стерлінгового срібла. Травильні розчини готують шляхом змішування кислот із водою. Варто також пам'ятати, що у всіх випадках кислота додається у воду, а не навпаки.