Металлообрабатывающая компания

VT-METALL

Гибкий подход - железное качество

Бесплатный номер:

Офис в Москве:

Звоните, мы сейчас работаем
+7 (800) 301-99-67 +7 (499) 403-38-65
info@vt-metall.ru
Заказать звонок

VT-METALL

Металлообрабатывающая компания

Звоните, мы сейчас работаем
8 (800) 301-99-67
МЕНЮ
Травление металла: описание технологии, виды, инструкция по применению

Травление металла

Фермы металлические

Из этого материала вы узнаете:

  • Описание технологии травления металла/li>
  • Области применения травления металла
  • Виды травления металла
  • Основные растворы-травители металла
  • Особенности травления печатных плат
  • Способы и тонкости художественного травления металла
  • Инструкция по электрохимическому травлению металла своими руками
  • Техника безопасности при травлении металла

Травление металла – технология, с которой люди работают уже не одно тысячелетие. Благодаря ей в древности обрабатывали оружие, всевозможную утварь, предметы ритуальных церемоний, красивые украшения. Сегодня травление приходит на помощь как в промышленности, так и в домашних условиях. Если вы мастер, любящий все делать своими руками, то для начала вам нужно ознакомиться с основами и правилами этой процедуры, иначе вы можете лишь навредить себе: работа с разъедающими кислотами – очень опасное дело.

Наша статья поможет вам разобраться с технологией травления. Вы узнаете, каких видов оно бывает и какие растворы применяются. Также мы поделимся инструкцией по собственноручному проведению этой операции и памяткой по технике безопасности, чтобы вы ни в коем случае не подвергли опасности свое здоровье.

Описание технологии травления металла

Данная технология представляет собой удаление части поверхностного слоя изделия посредством проведения химической реакции.

Говоря о том, что такое травление металла, нужно понимать: при помощи растворов кислот, солей и щелочей изделия очищают от окалины, следов коррозии, окислов. Также данный подход необходим при дополнительной подготовке металлических деталей к соединению, нанесению покрытия, поскольку обеспечивает более качественное сцепление элементов, либо основы и защитного слоя. Стоит оговориться, что самым распространенным считается химическое травление металла, при котором заготовку погружают в ванну с химическими реактивами.

Описание технологии травления металла

Прежде чем приступать к травлению, участки поверхности, которые должны остаться без изменений, защищают при помощи специального состава. После чего заготовка испытывает на себе воздействие кислой среды или окунается в электролит. Чем толще слой металла необходимо удалить, тем больше времени занимает обработка. Иногда прибегают к многослойному протравливанию, при котором работа ведется в несколько приемов.

 

Области применения травления металла

Сегодня метод травления металлов активно используется в промышленности, а именно он позволяет:

  • удалить оксидную пленку с деталей из разных видов стали: углеродистой, низколегированной и высоколегированной, а также титана, алюминия;
  • улучшить адгезию металла и, например, гальванического защитного покрытия;
  • подготовить стальное изделие к цинкованию горячим методом;
  • выполнить макроанализ нержавеющих сталей, чтобы выявить образование межкристаллитной коррозии;
  • очистить маленькие детали, в том числе используемые в механизмах наручных часов;
  • нанести на полупроводниковую микросхему или печатную плату медные токопроводящие дорожки в электронике;
  • быстро удалить окислы с горячего металлопроката, деталей после термообработки;
  • уменьшить толщину листов алюминия, чтобы снизить массу самолета в авиастроении;
  • нанести изображения по необходимому трафарету на металлические изделия.

Виды травления металла

1. Способ химического травления металлов.

При помощи данного подхода поверхности металлических деталей избавляют от следов коррозии, окалины, пленки оксидов. Метод позволяет обрабатывать:

  • алюминий;
  • титан и его сплавы;
  • нержавеющие и жаропрочные стали;
  • черные металлы.

Данная технология предполагает применение для травления металла серной кислоты либо азотной и соляной. Заготовки на некоторое время опускают в ванну с кислотным или щелочным раствором, соляным расплавом – продолжительность воздействия начинается от минуты и заканчивается двумя часами. Данный промежуток подбирается в соответствии с целым рядом характеристик.

Способ химического травления металлов

В основе метода очистки лежит тот факт, что взаимодействие кислоты и металла сопровождается выделением водорода. Если говорить более подробно, кислота через мелкие дефекты поверхности попадает под оксидную пленку, где соприкасается с самой заготовкой. Это приводит к образованию газа, который отрывает оксидную пленку, оставляя чистую поверхность изделия.

Однако кислота растворяет не только оксиды, но и сам металл, поэтому данный процесс на производстве предотвращают за счет коррозийных ингибиторов.

2. Травление при помощи электролитов.

При помощи электролитического (гальванического) травления металлов осуществляют быструю очистку деталей, наносят гравировки и делают пазы. Для этого заготовку погружают в электролит на основе кислоты или соли. В результате изделие играет роль катода, то есть имеет отрицательный заряд, или анода – тогда его заряд положительный. По этому принципу выделяют две разновидности электролитического травления – катодное и анодное:

  • Первое позволяет удалять окалину с углеродистых сталей после прокатки горячим методом, закалки в масле. Здесь используется свинцовый анод и электролит из раствора соляной, серной кислоты либо соли щелочного металла. Электролиз приводит к активному выделению газообразного водорода на катоде – именно он удаляет окалину с металла. Однако активное насыщение поверхности железа водородом делает изделие более хрупким, из-за чего данный метод не используют при работе с тонкостенными предметами.
  • Анодная очистка чаще других методов травления металла используется в машиностроении. Оксидная пленка удаляется с анода механическим способом при помощи кислорода, что сопровождается смешиванием молекул металла с электролитом. Последний состоит из раствора кислот или солей основного металла. Катод может быть из свинца, меди, прочих металлов. В итоге получается чистая шероховатая поверхность изделий, а весь лишний металл растворяется в электролите. Нужно понимать, что данная технология тоже чревата сокращением толщины заготовки и перетравливанием.

Если сравнивать химический метод с гальваническим, то второй требует меньше временных затрат и количества реагентов. Также при нем исключается использование едких кислот, а значит, не выделяются газы, которые отрицательно воздействуют на здоровье персонала.

VT-metall предлагает услуги:

После обработки остатки растворов нейтрализуют, ненадолго помещая изделие в раствор кальцинированной соды. В противном случае частицы солей, кислот могут вызвать появление ржавчины. Далее детали промывают холодной и горячей водой, после чего высушивают. В процессе хранения металл после травления не боится коррозии, однако чтобы не допустить окисления, рекомендуется сразу приступать к пайке.

3. Ионно-плазменное травление.

Этот метод еще называют сухим, так как верхние слои металла удаляются посредством бомбардировки поверхности ионами инертных газов. Последние не вступают в химическую реакцию с молекулами основного материала. Таким образом удается наносить насечки, делать пазы с точностью до 10 нм, поэтому способ активно используется в микроэлектронике.

 травлением металла

Технология плазмохимической обработки требует возбуждения плазмы в химически активной среде, что вызывает освобождение радикалов и ионов. Активные частицы попадают на поверхность изделия, провоцируя химическую реакцию, в результате которой формируются легкие соединения. Их удаляют из воздушной среды посредством вакуумных насосов.

Метод предполагает проведение реакции с использованием химически активного газа с большой реакционной способностью, такого как кислород – он взаимодействует в плазме газового разряда. Тогда как при описанном выше химическом травлении металла активный газ вступает в реакцию лишь с определенным видом молекул.

Основные растворы-травители металла

1. Углеродистые стали обрабатывают 8–20%-ным раствором серной или 10–20%-ным раствором соляной кислоты. Чтобы избежать дальнейшей хрупкости материала и снизить вероятность перетравливания, в состав вносят ингибиторы коррозии, такие как КС, ЧМ, УНИКОЛ.

2. Нержавеющую или жаропрочную сталь протравливают смесью из 12%-ной соляной, 12%-ной серной, 1%-ной азотной кислоты. При необходимости обработка осуществляется поэтапно. Тогда при помощи 20%-ной соляной кислоты разрыхляется окалина, после чего изделие окунают в 20–40%-ный раствор азотной кислоты, чтобы удалить загрязнения поверхности.

3. С нержавеющей стали толстый слой окалины, сформировавшийся в процессе производства, снимают 75–85%-ным раствором едкого натра в сочетании с 20–25%-ным азотнокислым натрием. Далее окислы удаляют травлением металла 15–20%-ной азотной кислотой.

4. Алюминий и его сплавы очищают от оксидной пленки, находящейся на поверхности заготовки, при помощи щелочных или кислотных растворов. Чаще всего применяют 10–20%-ную щелочь, все воздействие происходит при температуре +50…+80 °C в течение минимум двух минут. Иногда к щелочи добавляют хлористый и фтористый натрий, чтобы добиться большей равномерности травления.

  Алюминий и его сплавы

5. Титан и сплавы на его основе очищают в несколько этапов после термической обработки. В первую очередь необходимо разрыхлить окалину в концентрированном едком натре, далее ее снимают в растворе из серной, азотной либо фтористоводородной кислоты. На заключительном этапе избавляются от оставшегося травильного шлама при помощи соляной или азотной кислоты с небольшим добавлением фтористоводородной кислоты.

6. Медь и ее сплавы обрабатывают при помощи перекиси водорода, хромовой кислоты и ряда солей, таких как:

  • хлорид меди;
  • хлорид железа;
  • персульфат аммония.

Особенности травления печатных плат

В качестве основы для платы берется заготовка в виде листа текстолита, покрытого медной фольгой – она может быть с одной или обеих сторон. Задача состоит в том, чтобы по чертежу сформировать проводящие медные дорожки. Для этого на будущие дорожки наносят защитный лак, а весь остальной металл удаляют.

Особенности травления печатных плат

Травление металла в домашних условиях осуществляют такими методами:

  • Хлорным железом. Его продают в магазине химических товаров либо реагент можно изготовить самому из соляной кислоты и железных опилок. Для травления металла хлорным железом необходимо дождаться, пока частицы металла растворятся, и хорошо перемешать получившийся состав.
  • Азотной кислотой.
  • Водным раствором серной кислоты в сочетании с перекисью водорода в таблетках.
  • Медным купоросом, смешанным с горячей водой, хлоридом натрия. Способ травления металла медным купоросом считается наиболее безопасным, однако требует значительных временных затрат. Чтобы обработка не заняла несколько часов, в течение всей реакции необходимо поддерживать температуру состава не ниже +40 °C.
  • Электролитическим методом. Для травления металла электролизом нужна диэлектрическая емкость, например, кювета для проявки фотографий. Ее наполняют раствором поваренной соли, куда погружают плату и медную фольгу. Последняя призвана играть роль катода в данном процессе.
 

Когда протравливание завершено, плату промывают раствором соды, чтобы нейтрализовать кислоту.

Способы и тонкости художественного травления металла

Под художественным травлением металла понимают нанесение на стальное изделие рельефного рисунка или объемного изображения. Чаще всего этот подход применяют при работе со сталями высокой твердости, которые тяжело поддаются обработке инструментами для гравировки.

Таким образом можно украсить любое оружие, кованые, литые предметы. Мастера, занимающиеся изготовлением авторских охотничьих и бытовых ножей, редко обходятся в своей работе без травления металла. Наибольшей популярностью в этой сфере пользуются сцены охоты, арабская вязь, руны, геометрические узоры. Нередко травление дополняют воронением, за счет чего изображение приобретает синеватый, желтоватый или черный оттенок.

Способы и тонкости художественного травления металла

Художественную обработку методом травления рисунка на металле можно выполнять такими профессиональными способами: на поверхность эскиза наносят состав, вступающий в реакцию с протравой, либо оставляют изображение свободным, закрывая все промежутки. Далее используют кислоту, причем в первом случае получится малая рельефность рисунка, тогда как во втором рельеф будет сильно углублен.

Принято разделять методы художественного травления на гальванический и химический. Первый считается менее вредным и более эффективным. Немаловажно, что он не предполагает выделения ядовитых газов из раствора электролита, что неизбежно при химической обработке.

Во время химического травления на поверхность изделия, в соответствии с запланированным изображением, наносят кислотостойкий лак. Далее предмет погружают в травильную ванну на нужный отрезок времени, где реактив разъедает незащищенный металл, создавая углубленный рисунок.

Гальваническое травление требует использования ванн из изоляционных материалов и электролита. Для железа и стали это концентрированный раствор железного купороса, тогда как обработка латуни, меди и бронзы проводится медным купоросом. Помимо этого, нужна дистиллированная вода и источник постоянного тока напряжением 4–10 В. Заготовку фиксируют на штанге с «плюсовой» клеммой, теперь она будет играть роль анода, после чего ее опускают в электролитический раствор. К катоду присоединяют пластину из любого металла и подключают ток.

Гальваническое травление

Еще один из способов предполагает, что изделие покрывают грунтовкой ГФ-021 или битумным лаком в качестве защитного слоя. Эти составы продаются в магазинах хозтоваров и автозапчастей.

Покрытию дают просохнуть, после чего тонким маркером либо гелевой ручкой рисуют контур будущего изображения – здесь можно прибегнуть к помощи опытного художника. Далее берут пруток из латуни или медную проволоку такого диаметра, чтобы удобно было держать в руке, и делают заостренную иглу. Острым концом процарапывают грунтовку по линиям изображения. Нужно понимать, что иглы из более твердых материалов способны испортить слой полировки на поверхности заготовки. Теперь можно оценить будущую рельефность изображения.

Если требуется, чтобы участки рисунка имели различную глубину, допустим, для получения эффекта полутеней и контуров, травление поверхности металла осуществляют в несколько циклов. Во время работы важно следить за целостностью грунтовки. Поэтому перед нанесением рисунка рекомендуется потренироваться на другой поверхности – так вы будете уверены, что получится качественно выполнить работу.

Еще один вариант травления металла требует использования глянцевой бумаги. Также пригодится утюг, лазерный принтер и программа, в которой вы будете обрабатывать изображение. Подходящую картинку форматируют, то есть делают зеркальной, задают необходимые габариты, после чего распечатывают. Лист с изображением прикладывают к заготовке, накрывают бумагой и проглаживают. Остывшую глянцевую бумагу смывают струей воды, тогда как тонер остается на металле. Данным методом переноса рисунка для травления металла нередко пользуются во время изготовления печатных плат. Его главным минусом является тот факт, что изображение получится перевести лишь на плоские заготовки.

Также стоит помнить об одном нюансе: глянец плохо различим под водой, поэтому после его высыхания необходимо убедиться, не остался ли он на изделии, и проверить целостность всех поверхностей металла. Для этого подойдут различные вещества. Например, тыльную сторону можно замазать пластилином, поскольку он является прекрасным диэлектриком.

Инструкция по электрохимическому травлению металла своими руками

Электрохимическим травлением металла часто пользуются домашние мастера, ведь данный метод позволяет перенести любой рисунок. Для этого необходимо пройти такие этапы:

Подготовить поверхность изделия

  • убрать с металла посторонние вкрапления, следы коррозии, окалину, грязь;
  • протереть его ветошью и обезжирить растворителем.

Подготовить поверхность изделия

Далее переходят к полировке. Иногда не удается добиться зеркальной гладкости – тогда поверхность зачищают наждачной бумагой строго в одном направлении.

Чтобы создать на металлической пластинке надпись или рисунок, нужно подготовить:

  • емкость из стекла или пластика;
  • поваренную соль;
  • металлическую пластину;
  • источник питания на 5–12 В;
  • соединительные провода.

1. Отрезать от металлической пластины прямоугольный фрагмент, на котором вскоре появится надпись. В любом строительном магазине можно без труда найти пластинку толщиной 1-2 мм. Например, подойдет дешевая стальная проушина.

2. Зашкурить заготовку – для этого используют крупную наждачную бумагу, после чего переходят к мелкой. Должна получиться блестящая поверхность с множеством мелких царапин. Не стоит забывать о зачистке наждачкой краев и ребер пластины. Далее металл обезжиривают спиртом, растворителем либо промывают горячей водой с мылом, после чего запрещается притрагиваться к поверхностям жирными руками.

3. Распечатать на лазерном принтере рисунок и перенести на заготовку посредством лазерно-утюжной технологии. Помните, что эскиз распечатывается в зеркальном отображении. Если в вашем распоряжении нет лазерного принтера, для нанесения рисунка подойдет лак для ногтей или несмываемый маркер. В результате закрашенная область останется без изменений, а незащищенный металл будет вытравлен.

4. Взять неметаллическую емкость, налить воду, насыпать соль. При травлении металла в солевом растворе концентрация последнего влияет на скорость работы: чем больше соли, тем быстрее вы добьетесь желаемого результата. Однако нужно понимать, что избыточная скорость опасна для защитного слоя лака или тонера, из-за чего рисунок получится низкого качества. Поэтому рекомендуется приготовить смесь из стакана воды и столовой ложки соли.

В емкости закрепляют анод, роль которого играет сама заготовка, и катод. В качестве последнего используется любой кусок металла, но чем больше его площадь, тем быстрее завершится травление.

Плюс от источника питания необходимо подсоединить к заготовке, а минус – в раствор. Чтобы добиться равномерного травления металла, лучше установить несколько минусовых контактов со всех сторон от обрабатываемого кусочка пластины.

В качестве источника тока подойдет компьютерный блок питания, а именно его линия на 12 В. Помните, что от напряжения зависит скорость травления. Либо можно воспользоваться зарядным устройством для мобильного – на его выходе 5 В, что вполне достаточно для запланированной процедуры. Напряжение выше 12 В чревато слишком быстрым протеканием процесса, из-за чего защитный слой лака отпадет, а раствор для травления металла наберет недопустимую температуру.

Итак, когда провода подключены, можно включать блок питания. Пузыри, которые сразу пойдут от катода, являются признаком того, что процесс запущен. Если пузыри исходят от заготовки, допущена ошибка при выборе полярности.

За несколько минут обработки на поверхности раствора появится пена неприятного желто-зеленого оттенка. А через 30–40 минут после начала травления нужно отключить питание и достать пластину из раствора. Не стоит пугаться темного налета на поверхности металла, он является нормой.

5. Удалить налет, стереть тонер или лак, игравший роль трафарета для травления на металле, и повторно зашкурить металл, если в этом есть необходимость. Налет без труда можно смыть струей воды, для очищения от лака или тонера понадобится ацетон или жидкость для снятия лака. После этих процедур хорошо заметно, что получились рельефные буквы, а подвергшаяся травлению поверхность стала матовой.

Техника безопасности при травлении металла

Во время всех описанных выше работ нужно выполнять такие правила:

  • Помещение должно быть обеспечено хорошей вентиляцией, желательно иметь вытяжной шкаф.
  • Мастер обязан использовать средства индивидуальной защиты: резиновые перчатки, фартук, плотную спецодежду, респиратор, защитный щиток для лица.
  • Запрещается располагать банки с кислотами и щелочами на полках и в шкафах, находящихся высоко.
  • Кислоту наливают в воду, а не наоборот.
  • Для работы с кислотой необходимо заранее приготовить раствор соды, при использовании щелочи – слабый уксусный раствор. С помощью этих составов обрабатывают кожу после попадания смеси для травления.
  • Перед использованием гальванического метода травления металла необходимо проверить применяемое электрооборудование на предмет отсутствия механических повреждений, убедиться в целостности изоляции.
  • Рядом должен находиться огнетушитель в рабочем состоянии.

Когда состав для травления металла попал на кожу, необходимо срочно промыть ее указанными выше растворами, чтобы нейтрализовать действие. Если кислота, щелочь забрызгала одежду, экипировку сразу снимают. В случае попадания травильного раствора на слизистые оболочки, важно как можно быстрее обратиться за медицинской помощью. Нужно понимать, что промедление угрожает здоровью и даже жизни мастера.

Поверхность изделия

Итак, теперь вы знаете о травлении металла и его разновидностях гораздо больше. Пусть наша статья поможет вам стать еще более компетентным и умелым специалистом в области обработки металлических изделий. Соблюдайте приведенные выше правила и создавайте красивые и функциональные вещи!

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

 

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Рекомендуемые статьи

Россия, Москва, 2-й Котляковский переулок, 18
Получить бесплатный чертеж

Получить бесплатный чертеж

Скачать прайс

Скачать прайс

Пересчет проекта

Пересчет проекта

Позвонить бесплатно

Позвонить бесплатно

Скачать прайс

Скачать
прайс

Написать WhatsApp

Написать WhatsApp

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа.
Оставьте заявку, и мы Вам перезвоним.