L'élimination d'une partie de la couche superficielle d'un produit métallique à l'aide d'une réaction chimique est appelée gravure. Cette technologie est connue de l'homme depuis plusieurs millénaires ; avec le gaufrage et le noircissement, elle était utilisée pour la finition de pièces métalliques d'armes et d'ustensiles ménagers, de bijoux et d'objets rituels. De nos jours, la gravure sur métal est utilisée dans les arts et l'artisanat, pour la galvanoplastie et pour créer des images et des inscriptions sur des produits métalliques.

L'essence de la méthode

Avant la gravure, un revêtement protecteur résistant à la substance de gravure (mordant) est appliqué sur les zones de la surface métallique qui ne doivent pas être gravées.

Ensuite, la pièce est exposée à un environnement acide ou immergée dans un récipient contenant un liquide électrolytique. Plus une pièce est traitée longtemps, plus la couche de métal corrodée par l'environnement agressif est grande. La gravure du métal peut être réalisée en plusieurs étapes, c'est ce qu'on appelle la gravure multicouche.

La gravure d'images sur métal est réalisée à la fois dans des conditions industrielles et domestiques.

Méthodes de gravure sur métal

Sur la base des matériaux utilisés pour corroder la couche métallique, il existe des méthodes de gravure des métaux telles que :

• Chimique (liquide). Des solutions acides sont utilisées. Ne nécessite pas d'équipement complexe ni de matériaux coûteux. Pendant le fonctionnement, des fumées nocives pour la santé sont générées.
• Électrochimique. Une solution électrolytique est utilisée et un courant électrique la traverse. Il se caractérise par une vitesse de processus plus élevée, une exécution plus précise des détails de conception et une consommation économique de fluide de travail. Ne forme pas de vapeurs nocives
• Plasma ionique (sec). La couche superficielle est évaporée par un faisceau de plasma ionisé. Utilisé dans la production de composants microélectroniques.

La méthode du plasma ionique nécessite un équipement de haute précision et coûteux et n'est utilisée que dans des conditions de production industrielle. La méthode liquide, la gravure électrochimique des métaux et même la gravure électrochimique sont disponibles à la maison.

En utilisant la gravure galvanique, vous pouvez créer indépendamment un circuit imprimé presque aussi performant qu'un circuit imprimé industriel.

Gravure galvanique sur métal

La méthode de gravure galvanique se compare avantageusement à la méthode de gravure liquide car il n’est pas nécessaire d’utiliser des acides produisant des fumées nocives. Selon le matériau de la pièce à usiner, différentes solutions électrolytiques sont utilisées :

• Acier et fer - ammoniac et sulfate de fer
• Cuivre et ses alliages (bronze, laiton) - sulfate de cuivre
• Zinc – sulfate de zinc.

Pour effectuer le processus à la maison, vous aurez besoin de :

• Bain galvanique en matériau non conducteur.
• Alimentation 5 volts CC.
• Cathode métallique (même métal que la pièce à usiner.)
• Cintres métalliques pour la pièce à usiner et la cathode. La pièce ne doit pas toucher les parois ou le fond de la baignoire.
• Deux tiges conductrices plus longues que la baignoire.

Une tige est connectée à la borne négative de l'alimentation et la cathode y est accrochée.

L'autre tige est reliée à la borne positive et un produit qui servira d'anode y est accroché.

Lorsqu'une tension est appliquée, le processus de transfert électrolytique du métal du produit vers la cathode commence. Cela se produira sur des surfaces non recouvertes de vernis protecteur.

Gravure artistique sur métal

La gravure artistique des métaux est réalisée à l'aide de méthodes galvaniques et liquides.

Avec son aide, les maîtres de l'artisanat populaire et simplement les artisans à domicile obtiennent des images hautement artistiques sur les armes blanches et les armes à feu, toutes sortes d'ustensiles forgés et moulés. Pour les artisans fabriquant des couteaux de chasse et de ménage design, la gravure est devenue un élément de finition quasi obligatoire. Les scènes de chasse, les motifs arabes, runiques ou géométriques abstraits sont particulièrement populaires. De nombreux artisans combinent la gravure sur métal avec le bleuissement, donnant au dessin une teinte bleuâtre, noire ou jaunâtre.

Pour transférer des images, on utilise à la fois la méthode de revêtement de la pièce avec du vernis et du papier brillant. Une autre méthode est également utilisée : coller la pièce avec du ruban adhésif. À l'aide d'une aiguille chaude, grattez les lignes du motif, puis, à l'aide d'une pince à épiler, retirez délicatement le ruban adhésif des zones à graver. Les restes de masse adhésive doivent être lavés avec un solvant.

Avant la gravure, la pièce doit être soigneusement dégraissée.

Préparation des surfaces métalliques

Avant de commencer la gravure, la surface doit être préparée. Cela garantira :

• Vitesse de processus élevée
• enlever le métal en une couche uniforme.

Lors du traitement de surface, tous les contaminants mécaniques et chimiques en sont éliminés. Utilisez une solution savonneuse tiède ; n’importe quel détergent fera l’affaire. Une fois la surface sèche, elle doit être essuyée avec un chiffon imbibé de solvant ou de dégraissant. Cela éliminera tous les films de liquide et d’huile restants.

Il est bon de combiner traitement chimique et traitement mécanique :

• polissage miroir
• ponçage avec du papier de verre. Utilisé lorsque le polissage n’est pas disponible. Vous devez vous assurer que la peau bouge toujours dans une direction et que les marques qui en découlent sont strictement parallèles.

Le traitement mécanique améliorera considérablement l'apparence du produit après gravure.

Dessin

Il existe plusieurs méthodes utilisées pour cette opération. Tous sont unis par un principe commun : protéger une partie de la surface de l'effet corrosif du mordant, et ce qui les distingue est la substance utilisée pour appliquer le dessin.

Vernis à ongle

Méthode populaire et abordable. Présente quelques inconvénients :

• La viscosité élevée du vernis rend impossible le dessin de petits détails et de lignes fines.
• Nécessite une main ferme et des compétences en dessin.
• Il est très difficile de corriger des pièces mal appliquées.

Apprêt ou vernis bitumineux

On utilise un apprêt GF 021, XB 062 ou un vernis bitume. Tout d'abord, l'ensemble du produit à graver est recouvert de la substance. Ensuite, utilisez un stylo fin ou un marqueur pour transférer les contours du dessin. Une aiguille doit être fabriquée à partir d'un fil fin ou d'une tige d'alliages mous, affûtant l'extrémité du fil.

Les zones de l'image qui doivent être gravées sont grattées jusqu'au métal. Il faut veiller à ce que l'apprêt ne s'écaille pas.

Papier glacé

En plus du papier glacé (vous pouvez l'acheter dans les magasins de fournitures d'art ou simplement découper une feuille dans un magazine), vous aurez besoin d'une imprimante laser, d'un logiciel d'imagerie et d'un fer à repasser. L'image du dessin doit être reflétée et imprimée en taille réelle. L'image est appliquée sur la surface et repassée plusieurs fois. Une fois la pièce refroidie, le papier est lavé à l'eau tiède et le toner reste à la surface de la pièce. Les surfaces arrière et latérales qui ne sont pas sujettes à la gravure doivent être protégées avec du vernis ou de la pâte à modeler.

Le principal avantage de cette méthode est que les moindres détails de l’image peuvent être transférés avec précision.

Le principal inconvénient est que vous ne pouvez travailler de cette manière qu'avec des pièces plates ou cylindriques. La méthode est très populaire dans la fabrication de circuits imprimés.

Décapage de l'acier

En plus de la gravure artistique du métal, qui permet d'obtenir des images exquises sur des surfaces en acier, la gravure sur acier est également utilisée pour éliminer les films de tartre et d'oxyde. Dans ce cas, vous devez particulièrement respecter les exigences du processus technologique pour tout ce qui concerne la concentration des solutions de gravure et le temps d'exposition de la pièce dans le mordant ou dans le bain électrolytique. Une gravure excessive lors d'une telle opération est extrêmement indésirable.

Lors de la gravure de l'acier, des méthodes liquides et électrochimiques sont utilisées. Le mordant est préparé à base d'acides forts, tels que le chlorhydrique ou le sulfurique. Une attention particulière doit être portée au dégraissage minutieux de la surface. Une tache d'huile ou de graisse manquée peut rendre la pièce inutilisable. Pour protéger les parties de la pièce qui ne sont pas sujettes à la gravure, j'utilise des vernis à base de colophane, de térébenthine et de goudron.

Ces composants sont hautement inflammables, vous devez donc être particulièrement prudent lorsque vous travaillez avec du vernis. Une fois la gravure terminée, les zones non gravées de la pièce sont nettoyées du vernis protecteur avec un solvant.

Mordants utilisés pour l'acier

L'acide nitrique est très populaire parmi les marineurs amateurs. Il est utilisé comme seule base de mordant, ou en mélange avec du tartre ou du sel. Une solution de gravure des métaux à base d’un mélange d’acide nitrique et chlorhydrique est très réactive chimiquement et doit être manipulée avec une extrême prudence.

Pour le traitement des qualités d'acier dures et spéciales, des mélanges d'acide nitrique et acétique sont utilisés. Le traitement s'effectue en deux étapes. Tout d'abord, un mordant préliminaire spécial est préparé - le glyphogène, qui est un mélange d'eau, d'acide nitrique et d'alcool éthylique. La pièce y est conservée plusieurs minutes. Ensuite, la pièce est lavée avec une solution d'alcool de vin dans de l'eau distillée et soigneusement séchée. Après cela, la gravure principale est effectuée.

Pour le décapage de la fonte, des solutions de concentrations moyennes d'acide sulfurique sont utilisées.

Décapage de métaux non ferreux

Sur la base de leur poids atomique et des propriétés physiques et chimiques de la substance déterminées par celui-ci, ils sélectionnent pour chaque métal et alliage son propre mordant qui l'affecte le mieux.

Le cuivre pur et les alliages de cuivre sont gravés à l’aide d’acide sulfurique, chlorhydrique, phosphorique et nitrique. Pour augmenter la vitesse de réaction, des composés de chrome ou d'azote sont ajoutés aux solutions. Lors de la première étape de la gravure, le tartre et le film d'oxyde sont retirés de la pièce, puis procéder à la gravure proprement dite du métal. Soyez prudent lorsque vous gravez du cuivre à la maison.

L'aluminium et ses alliages se distinguent des autres métaux par le fait qu'ils sont gravés à l'aide de solutions alcalines plutôt qu'acides. Pour le molybdène, des solutions alcalines à base d'hydroxyde de sodium et de peroxyde d'hydrogène sont également utilisées.

Le titane se distingue encore plus : lors de la première étape de la gravure préliminaire, un alcali est utilisé et, au stade principal, un acide est utilisé. Pour le titane, j'utilise les acides les plus forts - fluorhydrique et sulfurique et nitrique concentrés. Les ébauches de titane sont gravées pour éliminer la couche superficielle d'oxydes immédiatement avant la galvanoplastie.

Pour graver des métaux tels que le nickel ou le tungstène, une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène et d'acide formique est utilisée.

Gravure de PCB

Un flan pour carte de circuit imprimé est une feuille de textolite, recouverte sur une ou deux faces d'une couche de feuille de cuivre. Le but de la gravure des cartes de circuits imprimés est de créer des traces conductrices à partir d'une feuille de cuivre en parfaite conformité avec le dessin. Les pistes sont recouvertes d'un vernis protecteur, le reste du film est enlevé par gravure.

À la maison, il utilise plusieurs méthodes :

1. Chlorure ferrique. Le réactif peut être acheté dans un magasin de produits chimiques ou fabriqué indépendamment. La limaille de fer doit être dissoute dans de l'acide chlorhydrique. Avant utilisation, la solution doit être conservée jusqu'à ce que le fer soit complètement dissous et bien mélangé.
2. Acide nitrique.
3. Une solution aqueuse d'acide sulfurique mélangée à du peroxyde d'hydrogène en comprimés.
4. Sulfate de cuivre additionné d'eau chaude et de chlorure de sodium. Cette option est la plus sûre, mais aussi la plus longue. Tout au long du processus, la température de décapage doit être maintenue à au moins 40 °C, sinon le décapage prendra plusieurs heures.
5. Méthode électrolytique. Vous devez prendre un récipient diélectrique (les cuvettes sont bonnes pour développer des photographies), le remplir d'une solution de sel de table, y placer une planche et un morceau de feuille de cuivre, qui servira de cathode.

Une fois la gravure avec la méthode liquide terminée, la planche doit être soigneusement lavée avec une solution de soude pour éteindre tout acide restant.

Processus de gravure pour d'autres matériaux

Outre les métaux, d'autres matériaux sont également soumis à une gravure. La gravure sur verre la plus courante est destinée à des fins décoratives. La gravure est réalisée à la vapeur d'acide fluorhydrique, la seule capable de dissoudre le verre. Aux étapes de préparation, un polissage acide préalable de la surface du produit est effectué, puis le contour de la future image y est transféré. Les revêtements protecteurs pour le verre sont fabriqués à partir d'un mélange de cire, de colophane et de paraffines. Après avoir appliqué le revêtement protecteur, la pièce est plongée dans un réservoir de gravure.

L'utilisation d'acide fluorhydrique crée une belle structure mate en surface. Pour obtenir une surface lisse et transparente, de l'acide sulfurique concentré est ajouté au mélange de gravure. Pour obtenir un motif en relief et profond, l'opération est répétée.

Précautions de sécurité pour le décapage

Dans la gravure des métaux, des substances extrêmement chimiquement actives sont utilisées - des acides forts, des alcalis et leurs solutions. S'ils ne sont pas manipulés correctement, ils peuvent provoquer des blessures graves et des dommages matériels.

Par conséquent, lorsque vous travaillez avec eux, vous devez prendre des précautions particulières et suivre strictement les règles de sécurité lors de l'exécution des travaux :

• Les travaux sont effectués uniquement en présence d'une bonne ventilation, de préférence une sorbonne.
• Il est obligatoire d'utiliser des équipements de protection individuelle : des gants et un tablier en caoutchouc, des vêtements de travail épais, un respirateur et un écran facial de protection.
• Ne placez pas de bocaux contenant des acides et des alcalis sur des étagères et des armoires hautes.
• Lors de la dilution des acides, l’ACIDE est VERSÉ dans l’EAU, et jamais d’eau dans l’acide.
• Lorsque vous travaillez avec de l'acide, ayez une solution de soude à portée de main et lorsque vous travaillez avec des alcalis, ayez une solution de vinaigre faible pour laver les zones de la peau où des gouttes de solution tombent accidentellement.
• Lorsque vous travaillez par méthode galvanique, avant de commencer les travaux, inspectez soigneusement tous les équipements électriques utilisés pour vérifier l'absence de dommages mécaniques et l'intégrité de l'isolation.
• Ayez à portée de main un extincteur fonctionnel.

Si la solution de gravure entre en contact avec la peau, laver immédiatement la zone affectée avec une solution neutralisante appropriée. Si de l'acide ou de l'alcali éclabousse les vêtements, ceux-ci doivent être retirés immédiatement.

Si la solution de gravure entre en contact avec les muqueuses, vous devez immédiatement consulter un médecin. Dans de tels cas, tout retard peut coûter la santé, voire la vie.

Gravure électrochimique artistique du métal- une des méthodes d'application d'un motif sur des produits métalliques (amulettes, couteaux, lames, etc.), par rapport à la gravure, elle est moins laborieuse et prend moins de temps. Dans cet article, vous apprendrez à le faire vous-même décorer la lame du couteau.

Étape 1

Commençons par créer un croquis que nous transférerons sur la lame du couteau. Vous pouvez choisir n'importe quel thème pour le croquis - regardez ce que les autres lames ont, créez le vôtre, transférez un dessin, etc. - tout dépend de votre imagination et de votre imagination.

Après avoir choisi un motif, vous devez le transférer sur la lame. Pour ce faire, placez la lame du couteau dans le scanner, numérisez et ouvrez l'image numérisée dans un éditeur graphique, tracez les contours de la lame ; appliquez le motif sélectionné, l'image et modifiez-le. Le croquis obtenu doit être dupliqué dans une image miroir et imprimé.

Étape 2

Prenez une lame de couteau et enduisez-la de vernis, le vernis peut être dilué avec un solvant nitro, ainsi le vernis sèche plus rapidement et appliquez-le sur la lame à l'aide d'un aérographe ou d'un pinceau. Nous utilisons du vernis, parce que... Il conserve sa plasticité tout au long de la journée et ne s'effrite pas.

Nous découpons le croquis pour faciliter la mise en place de la lame, « noircissons » le verso avec un crayon et le fixons à la lame à l'aide de ruban de masquage.

Étape 3

On gratte le motif à la surface du vernis à l'aide de gommages avec différents affûtages. Important : n'endommagez pas la lame avec la brosse, sinon elle risque de se rayer.

Étape 4

Comme source d'alimentation, vous pouvez utiliser un transformateur variable, par exemple celui d'un chemin de fer jouet (tension maximale - 12 V). Le boîtier thermorétractable sert d'isolation. Flanelle : plaque de cuivre/laiton - environ 100/7 mm.

Nous commençons la gravure du métal en plaçant le tissu sur une plaque et en trempant le tout dans une solution saline. Après cela, nous commençons à empoisonner - avec un toucher rapide, vous ne devriez pas le retenir longtemps, car le vernis peut surchauffer. Une fois le dessin terminé, éteignez l'appareil et essuyez la lame avec du solvant.

Cette méthode de gravure du métal est bonne car elle est plus facile à contrôler le processus, contrairement à la gravure dans l'ensemble du récipient, il suffit de revoir le dessin plusieurs fois.

Vous pouvez transférer un design magnifique et original sur une lame de couteau à la maison, mais il est très important de suivre les précautions de sécurité et le principe d'application du design. Si vous sautez ces points, au mieux, votre dessin ne fonctionnera pas ou vous endommagerez le couteau ; au pire, vous vous brûlerez. Ainsi, toutes les subtilités et détails de la réalisation de dessins sur métal par gravure sont ci-dessous.

Matériaux

Pour travailler, vous aurez besoin de :

• • couteau à manche pliable;

• • chlorure ferrique;

• • eau distillée;

• • Un récipient en plastique;

• • vernis, autocollant en vinyle ou ruban électrique ;

• • acétone;

• • tampons de coton;

• • une pince à épiler en plastique ou du fil dentaire ;

• • gants en latex;

• papier de verre à grain fin.

Étape 1. Démontez complètement le couteau, ne laissant que la lame pour la suite des travaux. Si vous quittez la poignée, vous risquez de l'endommager pendant le fonctionnement.

Étape 2. Traitez la lame du couteau avec de l'acétone. Pour ce faire, imbibez-y un coton. Essuyez soigneusement la surface afin que vos doigts ne touchent pas le métal. C'est important. Si des traces de graisse naturelles subsistent sur la lame suite au contact avec la peau, le design sera endommagé.

Étape 3. Créez un motif sur la lame du couteau. Couvrez les parties qui doivent rester intactes avec un autocollant en vinyle, du ruban adhésif ou peignez-les avec du vernis à ongles de haute qualité. Appliquez un revêtement protecteur sur les articulations de la lame s'il s'agit d'un couteau de poche pliant. Une solution chimique qui s'infiltrerait dans cette pièce ruinerait irrémédiablement le produit et il ne vous reste plus qu'à le jeter.

Étape 4. Portez des gants en caoutchouc. Dans un récipient en plastique, mélangez de l'eau distillée et du chlorure ferrique en proportions égales. Diluez la solution de gravure dans un endroit bien ventilé. Il est caustique, tout comme les vapeurs qui seront dégagées lors de la réaction entre la composition et le métal.

Étape 5. À l'aide de fil dentaire ou d'une pince à épiler en plastique, abaissez la lame préparée dans le récipient contenant la solution. Nous vous recommandons de le faire à la fréquence suivante :

• • 20 secondes – métal en solution ;

• • 10 secondes – laissez la solution s'écouler de la lame ;

• • 10 secondes – rincer à l'eau courante ;

• 10 secondes - laissez l'eau s'écouler.

Cette fréquence vous permettra d’ajuster l’intensité du motif obtenu. Pendant le processus de gravure, ne touchez pas la pièce à mains nues, sinon vous vous brûlerez.

Étape 6. Si vous n'avez besoin de graver qu'un seul côté du couteau ou de transférer un petit motif, procédez différemment. Après avoir mélangé la solution, imbibez-y un coton et appliquez-le sur la zone souhaitée du couteau. Tenez l'éponge pendant 10 à 30 secondes. Lorsque le métal réagit avec le chlorure ferrique, le disque commence à devenir sombre. Après cela, rincez également la lame à l'eau courante et répétez la procédure si nécessaire.

Salut tout le monde! Je vais vous montrer une méthode de gravure électrochimique, avec laquelle vous pouvez transférer un motif imprimé sur une imprimante laser sur un couteau, un couperet ou toute autre surface métallique. Je vais transférer le dessin de l'ordinateur vers une raclette pour illustrer le processus.

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Transférer une image sur du métal

Gravure électrochimique du motif

• - eau 50 ml.
• - du sel, du sel de cuisine ordinaire - une demi-cuillère à café.

Le résultat du transfert d’un dessin sur du métal

Épilogue