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

Суть метода

Перед проведением травления на те участки поверхности металла, которые не должны быть вытравлены, наносится защитное покрытие, устойчивое к травящему веществу (протраве).

Далее деталь подвергают воздействию кислой среды или погружают в емкость с электролитической жидкостью. Чем дольше деталь подвергается обработке, тем больший слой металла разъедается агрессивной средой. Травление металла может осуществляться в несколько приемов, это так называемое многослойное протравливание.

Травление изображений на металле проводят как в промышленных, так и в домашних условиях.

Способы травления металла

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

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

Ионно-плазменный метод требует высокоточного и дорогостоящего оборудования и применяется только в условиях промышленного производства. Жидкий метод, электрохимическое травление металла и даже электрохимическая гравировка доступны и в домашних условиях.

С помощью гальванического травления можно самостоятельно сделать печатную плату, практически не уступающую промышленной.

Гальваническое травление металла

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

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

Для проведения процесса в домашних условиях потребуется:

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

Одну штангу присоединяют к отрицательному выводу блока питания и вешают на нее катод.

Другую штангу — к положительному выводу и подвешивают на нее изделие, которое будет служить анодом.

При подаче напряжения начинается процесс электролитического переноса металла с изделия на катод. Он будет происходить с участков поверхности, не покрытых защитным лаком.

Художественное травление металла

Художественное травление металла проводят как гальваническим, так и жидким методом.

Мастера народных промыслов и просто домашние умельцы получают с его помощью высокохудожественные изображения на холодном и огнестрельном оружии, всевозможной кованой и литой утвари. Для мастеров, делающих авторские охотничьи и бытовые ножи, травление стало практически обязательным элементом отделки. Особенно популярны охотничьи сцены, арабские, рунические или абстрактно — геометрические орнаменты. Многие мастера комбинируют травление металла с его воронением, придавая рисунку синеваты, черный или желтоватый оттенок.

Для переноса изображений используют как способ покрытия детали лаком, так и глянцевую бумагу. Применяют также еще один способ – оклеивание детали скотчем. Горячей иглой процарапывают линии рисунка, после чего пинцетом аккуратно удаляют скотч с участков, подлежащих протравливанию. Остатки клеевой массы нужно смыть растворителем.

Перед травлением деталь следует тщательно обезжирить.

Подготовка поверхности металла

Перед началом травления поверхность следует подготовить. Это позволит обеспечить:

• Высокую скорость процесса
• удаление металла ровным слоем.

В ходе обработки поверхности с нее удаляются все механические и химические загрязнения. Для нее применяют теплый мыльный раствор, подойдет и любое моющее средство. После высыхания поверхности ее надо протереть ветошью, пропитанной растворителем или обезжиривателем. Это позволит удалить остатки жидкости и масляные пленки.

Химическую обработку хорошо сочетать с механической:

• полировка до зеркального состояния
• шлифовка наждачкой. Применяется при недоступности полировки. Следует проследить, чтобы шкурка все время двигалась в одном направлении и следы от нее были строго параллельны

Механическая обработка значительно улучшит внешний вид изделия после травления.

Нанесение рисунка

Для этой операции применяется несколько способов. Все их объединяет общий принцип: защита части поверхности от разъедающего действия протравы, а различает вещество, используемое для нанесения рисунка.

Лак для ногтей

Популярный и доступный способ. Обладает некоторыми недостатками:

• Высокая вязкость лака не дает возможности для прорисовки мелких деталей и тонких линий.
• Требуется твердая рука и навык рисования.
• Весьма сложно исправить ошибочно нанесенные детали.

Грунтовка или битумный лак

Используется грунтовка ГФ 021, ХВ 062 или битумный лак. Сначала веществом покрывается все протравливаемое изделие. Далее тонкой ручкой или маркером переносят контуры рисунка. Из тонкой проволоки или прутка из мягких сплавов следует изготовить иглу, заострив конец проволоки.

Те участки изображения, которые должны быть вытравлены, процарапываются до металла. Следует следить за тем, чтобы грунтовка не скалывалась.

Глянцевая бумага

Кроме глянцевой бумаги (ее можно купить в магазинах товаров для творчества, а можно просто вырезать лист из журнала), потребуется лазерный принтер, приложение для работы с изображениями и утюг. Изображение рисунка следует сделать зеркальным и распечатать в натуральную величину. Изображение прикладывают к поверхности и проглаживают несколько раз. После остывания заготовки бумагу смывают теплой водой, а тонер остается на поверхности детали. Тыльную и боковые поверхности, не подлежащие протравке, нужно защитить лаком или пластилином.

Основное достоинство метода — можно точно переносить мельчайшие детали изображения.

Основной недостаток — работать таким образом можно только с плоскими или цилиндрическими заготовками. Способ весьма популярен при изготовлении печатных плат.

Травление стали

Кроме художественного травления металла, позволяющего получать изысканные изображения на стальных поверхностях, травление стали используют и для удаления окалины и оксидных пленок. При этом следует особо тщательно соблюдать требования технологического процесса во всем, что связано с концентрацией протравочных растворов и времени выдержки детали в протраве или в электролитной ванне. Перетравливание в ходе такой операции крайне нежелательно.

При травлении стали применяют как жидкий, так и электрохимический метод. Протраву готовят на основе сильнодействующих кислот, таких, как соляная или серная. Особое внимание следует уделить тщательному обезжириванию поверхности. Пропущенное масляное или жировое пятно может привести заготовку в негодность. Для защиты частей заготовки, не подлежащих травлению, использую лаки, составляемые на основе канифоли, скипидара, гудрона.

Эти компоненты легко воспламеняемы, поэтому во время работы с лаком следует сбыть особо внимательным и осторожным. По окончании травления непротравленные участки заготовки очищают от защитного лака растворителем.

Протравы, используемые для стали

Большой популярностью среди домашних мастеров — травильщиков пользуется азотная кислота. Ее применяют как единственную основу для протравы, так и в смеси с виннокаменной или соляной. Раствор для травления металла на основе смеси азотной и соляной кислоты обладает очень высокой химической активностью, и обращаться с ним следует крайне осторожно.

Для обработки твердых и специальных сортов стали используют смеси азотной и уксусной кислоты. Обработку проводят в два этапа. Сначала готовят специальную предварительную протраву — глифоген, представляющий собой смесь воды, азотной кислоты и этилового спирта. В ней деталь выдерживают в течение нескольких минут. Далее заготовку промывают раствором винного спирта в дистиллированной воде и тщательно высушивают. После этого проводят основное протравливание.

Для травления чугунов применяют растворы серной кислоты средних концентраций.

Травление цветных металлов

Исходя их атомного веса и определяемых им физико-химических свойств вещества, для каждого металла и сплава подбирают свою, наилучшим образом воздействующую именно на него, протраву.

Как чистая медь, так и медные сплавы протравливают с применением серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты. Для повышения скорости реакции в растворы добавляют соединения хрома или азота. На первой стадии травления с заготовки удаляют окалину и оксидную пленку, далее переходят собственно к травлению металла. При травлении меди в домашних условиях следует соблюдать осторожность.

Алюминий и сплавы на его основе выделяются среди других металлов тем, что для их травления применяют не кислотные, а щелочные растворы. Для молибдена также применяют щелочные растворы на основе едкого натра и перекиси водорода.

Титан стоит еще большим особняком — на первом этапе предварительного протравливания применяют щелочь, а на основном — уже кислоту. Для титана применяю самые сильные кислоты — плавиковую и концентрированные серную и азотную. Титановые заготовки протравливают с целью снятия поверхностного слоя окислов непосредственно перед тем, как нанести гальваническое покрытие.

Для протравливания таких металлов, как никель или вольфрам, используют водный раствор перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Травление печатных плат

Заготовка для печатной платы представляет собой лист текстолита, с одной или с двух сторон покрытый слоем медной фольги. Целью травления печатных плат является создание проводящих дорожек из медной фольги в точном соответствии с чертежом. Дорожки покрывают защитным лаком, остальную часть фольги удаляют травлением.

В домашних условиях применяет несколько способов:

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

По окончании протравливания жидким методом плату следует тщательно промыть раствором соды, чтобы погасить остатки кислоты.

Процесс травления для других материалов

Кроме металлов, операции травления подвергают и другие материалы. Наиболее часто встречается протравливание стекла с декоративными целями. Травление осуществляют в парах плавиковой кислоты, единственной, способной растворить стекло. На этапах подготовки проводится предварительная кислотная полировка поверхности изделия, потом на нее переводится контур будущего изображения. Защитные покрытия для стекла делают из смеси воска, канифоли и парафинов. После нанесения защитного покрытия заготовку окунают в травильную емкость.

Применение плавиковой кислоты создает на поверхности красивую матовую структуру. Чтобы получить гладкую, прозрачную поверхность, в протравочную смесь добавляют концентрированную серную кислоту. Для получения рельефного, глубокого узора операцию повторяют.

Техника безопасности при травлении

В травлении металлов используются чрезвычайно активные в химическом отношении вещества-сильные кислоты, щелочи и их растворы. При неправильном обращении они могут причинить серьезный вред здоровью и нанести значительный материальный ущерб.

Поэтому при работе с ними нужно соблюдать особые меры предосторожности и строго выполнять правила техники безопасности при проведении работ:

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

В случае попадания травильного раствора на кожу следует немедленно промыть пораженный участок соответствующим нейтрализующим раствором. Если брызги кислоты или щелочи попали на одежду — ее следует немедленно снять.

Если травильный раствор попал на слизистые оболочки — следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Промедление в таких случаях может стоить здоровья или даже жизни.

Художественное электрохимическое травление металла - один из способов нанесения узора на изделия из металла (амулеты, ножи, клинки и т.д.), по сравнению с гравировкой он менее кропотлив и занимает меньше времени. В этой статье, Вы узнаете, как своими руками украсить лезвие ножа .

Шаг 1

Начнем с создания эскиза, который будем переносить на лезвие ножа. Тему эскиза можете выбрать любую - посмотреть какие есть на других клинка, придумать свою, перенести какой-нибудь рисунок и т.д. - все зависит от Вашей фантазии и воображения.

После того, как выбрали узор, нужно перенести его на лезвие. Для этого поместим лезвие ножа в сканер, отсканируем и откроем сканированное изображение в графическом редакторе, обрисуем контуры клинка; наложим выбранный узор, изображение и отредактируем его. Получившийся эскиз следует продублировать в зеркальном отражении и распечатываем.

Шаг 2

Возьмем лезвие ножа и покроем его лаком, лак можно разбавить нитрорастворителем, так лак быстрее высохнет и нанесем на лезвие с помощью аэрографа или кисточки. Используем лак, т.к. он в течение суток сохраняет пластичность и не крошится.

Вырезаем эскиз, чтобы было проще подогнать к клинку, "зачерняем" обратную сторону карандашом и крепим к лезвию с помощью малярного скотча.

Шаг 3

Процарапаем узор на поверхности лака с помощью скрабберов с различной заточкой. Важно: не повредите лезвие скраббером, а то на нем будут царапины.

Шаг 4

В качестве источника питания, можно использовать переменным трансформатором, например, от игрушечной железной дороги (предельный вольтаж - 12В).Термоусадочный кембрик служит изоляцией. Фланель: медная/латунная пластина-приблизительно 100/7мм.

Травление металла начинаем с того, что кладем ткань на пластинку и все это замачиваем в соляном растворе. После этого начинаем травить - быстрым касанием, не следует долго держать, т.к. лак может перегреться. Когда у рисунка будет законченный вид, выключите агрегат и протрем лезвие растворителем.

Данный метод травления металла хорош тем, что проще контролировать процесс, в отличие от травления в сосуде целиком, достаточно пройтись по рисунку несколько раз.

Перенести красивый и авторский рисунок на лезвие ножа можно в домашних условиях, но очень важно соблюдать технику безопасности и принцип нанесения рисунка. Если пропустить данные пункты, в лучшем случае, у вас рисунок не выйдет или вы испортите нож, в худшем – получите ожоги. Итак, все тонкости и подробности того, как сделать рисунки на металле травлением, далее.

Материалы

Для работы вам будут нужны:

• • нож с разборной рукояткой;

• • хлорид железа;

• • дистиллированная вода;

• • пластиковый контейнер;

• • лак, виниловая наклейка или изолента;

• • ацетон;

• • ватные диски;

• • пластиковый пинцет или зубная нить;

• • резиновые перчатки;

• мелкозернистая наждачная бумага.

Шаг 1 . Полностью разберите нож, оставив для дальнейшей работы только лезвие. Оставив рукоятку, вы рискуете испортить ее во время работы.

Шаг 2 . Обработайте лезвие ножа ацетоном. Для этого смочите в нем ватный диск. Протирайте поверхность аккуратно, чтобы пальцами не касаться металла. Это важно. Если на лезвии останутся естественные жировые отпечатки от соприкосновения с кожей, рисунок будет испорчен.

Шаг 3 . На лезвии ножа создайте шаблон рисунка. Те части, которые должны остаться нетронутыми, заклейте виниловой наклейкой, изолентой или закрасьте качественным лаком для ногтей. Нанесите защитное покрытие и на места соединения частей лезвия, если это складной карманный нож. Химический раствор, попав на данную часть, безнадежно испортит изделие и вам останется лишь выбросить его.

Шаг 4 . Наденьте резиновые перчатки. В пластиковой емкости смешайте дистиллированную воду и хлорид железа в равных пропорциях. Разводите раствор для травления в хорошо проветриваемом помещении. Он едкий, как и пары, которые будут выделяться при реакции взаимодействия состава с металлом.

Шаг 5 . Используя зубную нить или пластиковый пинцет, опустите подготовленное лезвие в емкость с раствором. Рекомендуем делать это со следующей периодичностью:

• • 20 секунд – металл в растворе;

• • 10 секунд – дать раствору стечь с лезвия;

• • 10 секунд – ополоснуть под проточной водой;

• 10 секунд – дать стечь воде.

Такая периодичность позволит вам регулировать интенсивность получаемого рисунка. Во время процесса травления не касайтесь детали голыми руками, получите ожог.

Шаг 6 . Если вам нужно протравить лишь одну сторону ножа или перенести маленький по размерам рисунок, сделайте по-другому. Смешав раствор, смочите в нем ватный диск и приложите к нужному участку ножа. Удерживайте спонж в течение 10 – 30 секунд. Когда металл вступит в реакцию с хлоридом железа, диск начнет окрашиваться в темный цвет. После этого также промойте лезвие проточной водой и при необходимости повторите процедуру.

Всем привет! Я покажу вам способ электрохимической гравировки, с помощью которой можно перенести рисунок, распечатанный на лазерном принтере на нож, тесак, любую другую металлическую поверхность. Я буду переносить рисунок с компьютера на шпатель для наглядности процесса.

Поиск рисунка

Печать рисунка

Перевод картинки на металл

Электрохимическое травление рисунка

• - вода 50 мл.
• - соль, обычная кухонная - половина чайной ложки.

Итог переноса рисунка на металл

Послесловие