Травление металлов в домашних условиях: методика, растворы

Приступаем к нанесению рисунка на стальное лезвие кухонного ножа

Для начала нужно найти в сети интернет рисунок, который можно разместить на клинке. В любом графическом редакторе его следует уменьшить до такого размера, чтобы он поместился на лезвии и распечатать. При помощи ножниц необходимо вырезать изображение.

Далее в блюдце наливается небольшое количество спирта, достаточное для того, чтобы распечатанная картинка полностью погрузилась в него. В спирте рисунок должен лежать до тех пор, пока бумага не пропитается. Это будет заметно по изображению, которое проступит на обратной стороне листка. Не стоит бояться передержать его в спирте – ничего плохого с рисунком не произойдёт, даже если он пролежит в блюдце сутки, он не потечёт и не расплывётся.

Рисунок нужно хорошенько вымочить в спирте, прежде чем приступать к его переносу на клинок

Использование утюга: здесь потребуется аккуратность

Ту часть клинка, на которое планируется перенести изображение, нужно обильно полить спиртом. После этого аккуратно берём бумажку с изображением и размещаем её на лезвии ножа распечатанным рисунком вниз. В это время его ещё можно поправить, не боясь смазать. Здесь следует учитывать то, что, начав работать нагревательным прибором, ничего подправить уже не удастся.

Размещаем рисунок в нужном месте клинка, поправляем его положение

Когда рисунок уложен так, как нужно, начинаем прогревать его утюгом, включённым на максимальную температуру. При выполнении этой работы следует быть предельно аккуратным, чтобы не сдвинуть листок. Дело в том, что даже чуть нагревшаяся бумага, если её пошевелить, смажет изображение, испортив его.

Прогрев производится в течение 3-4 минут, пока листок не высохнет полностью. При этом лучше переусердствовать, дольше прогревая клинок, чем прекратить работу утюгом, когда бумага ещё полусырая.

Прогреваем рисунок утюгом до полного высыхания спирта

Охлаждение клинка и удаление уже ненужной бумаги

Когда спирт полностью испарился, а клинок разогрелся, необходимо как можно быстрее его остудить. Именно для этого у меня и был припасён таз с водой, которая была охлаждена при помощи льда. Клинок ножа опускается в ледяную воду на 20-30 секунд. Необходимо следить за бумагой, ожидая, когда она полностью пропитается, теперь уже обычной водой. После того, как это произошло, начинаем медленно двигать по ней пальцем. Бумага скатывается и отслаивается.

Торопиться в этом случае не стоит – велика вероятность того, что клинок остыл не полностью, и рисунок будет повреждён.

Клинок охлаждается в ледяной воде, после чего с него аккуратно удаляется бумага

Это интересно: Удаление ржавчины лазером с металла — технология, оборудование

Комментарии3 комментария

1. Владёха: 27.11.2016 в 13:03
   Как сделать светящуюся лампу в домашних условиях. как сделать неоновую лампу в домашних условиях

   А можно, наверное при помощи, длительного электро-травления стали, изготавливать шестерни (их зубья), и вообще изготавливать детали сложных форм, для этого, производить иногда данное травление в несколько этапов, а то есть покрывая каждый следующий, новый раз, уже протравленную заготовку детали, новыми слоями электроизоляционного лако-красочного покрытия, и далее после этого, убирать иголкой его в тех некоторых лишь местах, где было произведено уже травление, а то есть, протравлять лишь отдельные участки этим, предыдущих линий вытравленного ранее рисунка, и т.д., и т.п.!!! Желаю вам счастья!!!

2. Андрей:

   26.03.2017 в 11:38

   При нанесении защитной пленки я обычно использую нитроэмаль в аэрозольной упаковке. Большие поверхности просто ею покрываются, а для маленьких надо прыснуть немного в мелкую емкость и далее наносить вручную. Преимущества перед лаком для ногтей — низкая вязкость, но работать надо быстро! Еще можно использовать стеарин — элементарно накапать свечкой, но тут получается достаточно толстый слой, и для мелких деталей способ малоприменим. Что же касается химического травления, то серебро, скажем, возьмет только азотная кислота, да и то это процесс весьма длительный (проверено на полтинниках 20-х годов).

3. Михаил:

   30.05.2018 в 09:14

   В 3 способе если в конце травления поменять провода или полюса местами то получиться черное травление

Разработка и нанесение рисунка

Эскиз

Сюжетный рисунок, растительный орнамент, логотип или просто фраза – это лишь малый перечень идей рисунка, который будет красиво запечатлен на клинке. Выберите, какой узор вы хотите видеть на клинке и начинайте создание эскиза. Можно нарисовать самостоятельно или попросить профессионалов.

После чего нужно перенести рисунок на клинок. Для этого помещаем клинок в сканер, переносим изображение в программу CorelDraw, где обрисовываем контуры клинка. Далее накладываем подходящий орнамент. Результат следует продублировать в зеркальном отображении и отправить в печать.

Лакирование клинка и перенос рисунка

Клинок надо покрыть лаком заранее. Можно воспользоваться матовым лаком для пластмассовых моделей-копий. Лак нужно разбавить нитрорасстворителем, чтобы быстрее высох, и нанести аэрографом (можно и кисточкой). Лак используется потому, что в течение суток сохраняет пластичность и не крошится под скраббером.

Вырезаем эскиз, чтобы было проще подогнать к клинку, «зачерняем» оборотную сторону карандашом, крепим на клинке малярной лентой. После прорисовываем тонкой ручкой орнамент. В итоге получается рисунок на лаке.

Процарапывание рисунка

Рисунок по поверхности лака процарапываем с помощью скрабберов с различной заточкой

Важно, чтобы металл скраббера не был тверже металла клинка, а то будут царапины

Особенности рисунка

Интересно: Тонировка фар своими руками

В нашем примере травится «поле» (это самый сложный вариант, т.к. рисунок процарапать труднее), хотя возможен и более доступный вариант, когда травятся исключительно контуры рисунка.

Способы переноса изображения на металл

1. Гравертон. Это технология, при которой используют специальное оборудование: лазерный принтер, термопресс, картридж с тонером. Также необходим резак по металлу. При помощи этой методики удается получить одноцветное изображение, чаще всего черное. Для этого рисунок печатается на бумаге, после прикладывается к металлу (пластине) и проходит обработку высокой температурой термопресса, при которой переносится на металл. Если требуется получение цветного изображения, используют несколько картриджей, поочередно меняя их. Основной недостаток этого метода – невозможность получения точного совмещения границ рисунка и ограничение по числу цветов. Но при этом нет необходимости использования специальной бумаги и дорогих материалов, что снижает затраты на изготовление наградной продукции. Такая методика позволит изготовить и купить медали, кубки, наградные плакетки с памятными надписями и несложной графикой.
2. Термотрансфер. Универсальная технология, с помощью которой можно получить изображение не только на металле. Рисунок печатается на специальной бумаге с полимерным слоем, который удерживает красящее вещество. Изображение на металл сходит вместе с полимером. При этом, оно хорошо закрепляется под действием высокой температуры. Такая технология позволяет получать четкие изображения разных цветов. Единственный недостаток этой методики – металлическая поверхность утрачивает свою гладкость, а рисунок со временем может осветляться под действием ультрафиолетовых лучей.
3. Струйная сублимация. Эта технология схожа с гравертоном, отличие – в использовании не тонеров, а чернил. Особенность методики: невозможность получить рисунок с мелкими деталями. Также возможно растекание краски по поверхности и потеря со временем яркости изображения.
4. АлюмаДжет. Технология, при которой рисунок с пленки переносится на специальные алюминиевые пластины посредством принтера. Для этих целей используют специальные красители, для закрепления которых применяют ламинацию или покрытие поверхности акриловым лаком.
5. Металлографика. Методика с использованием анодированных пластин, закрепление рисунка производится химическим способом. Для этого металл с нанесенным изображением выдерживают в емкостях со специальными составами. Таким образом можно изготовить наградные изделия высокого разрешения. Эта сравнительно новая технология позволяет купить медаль, кубок и другие металлические предметы, выполненные по индивидуальному образцу в единственном экземпляре.
6. АлюмаМарк или лазерная сублимация. Перенос рисунка на металлическую поверхность проводится с помощью углекислого лазера. Особенность этой методики – возможность получать на анодированном алюминии изображение сразу нескольких цветов в зависимости от глубины выемки поверхностного слоя металла. При этом достигается практически фотографическая четкость и удается добиться реалистичного рисунка.

Разнообразие технологий нанесения изображений на металлическую поверхность расширяет возможности персонификации изделий. С помощью этих методик можно изготовить медали, кубки и другую наградную продукцию с адресными надписями и рисунками.

Суть метода

Ключевое значение имеет – воздействие кислотных сред на металл. Благодаря взаимодействию агрессивной среды и изделия происходит химический процесс, называемый – травление. Для нанесения узора на клинок, участки поверхности непредназначенные для протравки, покрывают защитным слоем.

Он обязан быть устойчив к травящему веществу. Глубина растворения металла зависит от времени воздействия на него. Со времён 16 века, выявлено несколько эффективных способов травления ножей. О них пойдёт речь ниже.

Кислоты в технике травления применяются в зависимости от вида металла. Определённый сплав, требует своих агрессивных веществ. От этого зависит – быстрота и качество процесса. Способов существует несколько:

• процесс с применением электролита, с пропускаемым через него ток. Называют – электрохимическим. Особенностями его являются: точный рисунок, экономия времени и раствора рабочей жидкости. Нет вредных испарений;
• процесс, не требующий сложного оборудования и безумно прост – химический. Но применение жидких кислых растворов, характерно выбросами вредных для здоровья человека в воздух испарений;
• производственный метод, требующий дорогостоящего оборудования – ионно-плазменный метод. Применяется в сухой среде в области микроэлектроники.

Первые два метода широко распространены для травления ножей в домашних условиях. Компоненты доступны в продаже и не требуют сложных манипуляций.

Действия при химической реакции

Во время реакции образуется налёт, которого будет становиться всё больше. Он тормозит весь процесс, поэтому нужно периодически смывать его водой. Не стоит этого делать при помощи различных щёточек, кисточек и прочих инструментов, потому что можно повредить краску. А ведь она словно держит весь рисунок, и будет обидно, если, осуществляя травление ножа, к примеру, рисунок на нём вы ненароком повредите. Это очень тонкая работа, требующая твёрдой руки и терпения.

От времени, в течение которого металл будет пребывать в растворе, напрямую зависит глубина рисунка. Точных критериев не существует, поэтому каждый мастер должен сам наблюдать за ходом химической реакции. И только проделав это несколько раз, можно будет с уверенностью говорить, какое время необходимо для проявления желаемого рисунка на задуманную глубину.

Способ гравировки 1

• Стеклянная емкость (по размеру обрабатываемой заготовки). Естественно, не бутыль с узким горлышком, а банка, стакан или ванночка. Источник постоянного напряжения (до 15 В). Он должен давать ток 0,5 А, как минимум. Оптимальный вариант – зарядное устройство для АКБ личного авто. Автор именно его и использовал. Хотя некоторые умельцы для этих целей берут зарядники аккумуляторов бытового инструмента (шуруповерта и так далее), и даже сотовых тлф. Парочка проводов для присоединения и зажимов (например, типа «крокодил»). Любая металлическая заготовка (та же ложка), которая будет играть роль второго электрода. Солевой раствор. Концентрация определяется на «глазок», поэтому общая рекомендация такая: на стакан воды – 2 ложки (чайных). Лак. Он понадобится для окрашивания сегмента металла, на котором планируется нанесение гравировки. В большинстве статей, посвященных эл/химическому способу, есть советы по применению состава для ногтей. Автор, чтобы «не травмировать» жену такой расточительностью, использовал так называемый цапон-лак, который хорошо известен радиолюбителям и эл/монтажникам. Стоит копейки, не дефицит, и легко снимается растворителем.

Шаг 2: Создайте шаблон

Используйте вашу любимую программу векторной графики для создания художественных работ. Я использовал Adobe Illustrator, но вы можете использовать любое программное обеспечение для векторного проектирования, включая Autodesk Inventor, Autodesk 123D, Inkscape или другие.

Любые формы, которые вы создадите, приведут к поднятым областям на вашей готовой табличке, а области, где нет рисунков, — это области, которые будут вытравлены. Старайтесь не делать детали слишком маленькими, потому что виниловый нож не справляется с мелкими надрезами.

Вам может потребоваться выполнить операцию для преобразования любого живого текста в векторные контуры. Результирующая работа этого процесса показана на втором фото.

Здесь показана работа с моего первого прохода по этому проекту. Поскольку под логотипом TechShop был очень маленький слоган («СОЗДАВАЙТЕ СВОИ МЕЧТЫ ЗДЕСЬ») и «ТМ» над буквой «p» в логотипе TechShop можно было снять отдельно от остальных букв, я снял их с обложки.

Травление готовыми пастами

Современная индустрия предлагает на рынке множество травильных паст для нержавеющей стали. Их основное назначение локальная обработка сварных швов, последствий изменения равномерности окраски поверхности под влиянием температурного воздействия. Принцип работы с такими пастами прост и может быть использован даже в мелких мастерских.

• Нанесение пасты толстым слоем до 2см., при помощи щетки
• Выдержка 60-90 минут
• Промывка струей воды

Применение паст целесообразно для обработки сварочных швов нержавеющих марок стали. Обработанный шов способен противостоять коррозии даже в условиях сырого помещения автомобильной мойки.

Необходимое оборудование

При соблюдении технологии можно добиться углубленного или, наоборот, выпуклого изображения – в зависимости от задумки.

Граверы для гравировки

Для нанесения механической гравировки применяются специальные машинки – граверы. Они работают от электросети и помогают нанести качественное изображение на поверхность полированного металла. Работают на основе ударного способа гравирования, выполняя полировку и зачистку поверхности. Обладая удобным размером, граверы просты и легки в использовании.

Принцип работы машинки для гравировки заключается во вращении подвижного элемента, который приводится в движение электродвигателем через редуктор. Как правило, такие машинки обладают небольшой мощностью – всего до 200 Вт, но ее вполне хватает для гравировки в домашних условиях. В комплектацию некоторых машинок входит крепеж, и поэтому, закрепив гравер на столе, мастер вращает деталь обеими руками, выполняя сложный узор.

Машинки для декорирования

Все машинки для гравировки металла делятся на три группы.

Фрезерные машинки. Используются для декорирования деталей большой толщины. Предназначены для обработки металла, дерева, пластика. Такие граверы имеют большие размеры, но в работе удобны из-за отсутствия вибрации и простоты в использовании. Оборудован такой станок рабочим полем, над которым вращается фреза. Фрезы двигаются с большой скоростью и точностью, что исключает человеческий брак.

Лазерные граверы. Машинки на основе лазера используют для декорирования не только металла, но и стекла, дерева, камня, картона, пластика, кожи, и многих других материалов. Очень удобные станки, выполняют высококачественные изделия. От мощности лазера зависит толщина обрабатываемой поверхности и скорость работы станка. Технология основывается на нанесении специальной пасты на изделие, затем прибор наводит лазер на поверхность, под его действием металл плавится и испаряется.

Бормашина. Немного похожа по принципу работы на стоматологический аппарат. Работает в комплекте со специальными фрезерными насадками. Перед началом работы такой станок необходимо протестировать, чтобы получить высокий результат с первых мгновений использования.

Машинки для гравировки имеют и различную комплектацию. Съемные части позволяют выполнять не только рисунки и надписи, но и производить полировку, шлифовку или делать отверстия в металле. Надписи и рисунки создаются в результате вращения маленькой насадки в виде конуса, которая и вытачивает металл. Насадки на машинках могут быть нескольких разновидностей:

• резец;
• щетка из проволоки;
• точильный круг;
• наконечник для полировки;
• сверла;
• диски;
• буры.

Машинки для гравировки

Подготовка поверхности металла

Для того, чтобы процесс травления протекал с высокой скоростью, а толщина удаляемого слоя была одинаковой, с поверхности изделия следует удалить все загрязнения и следы масел. Для этого подойдут обычные моющие и чистящие средства, используемые для мытья посуды, и тёплая вода. После мытья и просушки поверхность следует протереть фиброй, смоченной в растворителе, который, кроме обезжиривания, способствует удалению остатков влаги.

Отдельно стоит сказать о качестве обработки поверхности. Полировка в зеркало впоследствии гарантированно даст хороший контрастный рисунок даже при небольшой глубине травления. Но если ее выполнение невозможно по каким-либо причинам, поверхность можно обработать наждачной бумагой так, чтобы риски от нее шли в одном направлении. Это также даст хороший оптический эффект.

Особенности этого способа

Применяемые растворы содержат от четырех до десяти процентов натра. Температура при травлении щелочью составляет примерно 40-90 градусов по Цельсию.

При необходимости, чтобы получить легкое пенистое покрытие на заготовке, применяется увлажняющее средство или специальная добавка.

Средняя температура в разгаре процесса – шестьдесят градусов. Именно при таких тепловых показателях происходит качественная очистка поверхности.

Оптимальные показатели чистоты алюминия — 99.5%, а концентрация раствора едкого натра — 10, 15, или 20% .

Таким образом, во время реакции алюминий растворяется в едком натре, при этом выделяется водород. В результате формируется составной алюминат, и существует он только в растворе щелочи.

Для чего применяют травление

Травление как способ обработки металла позволяет мастеру выполнять технические  действия. Однако, если говорить про травление в домашних условиях, то чаще всего его используют для создания орнаментов и декоративных узоров на клинках и других металлических изделиях.

Сегодня многие люди занимаются производством всевозможного холодного оружия и инструмента в домашних условиях. При этом, подобные авторские вещи украшаются орнаментом. Травление ножа, топора позволяет мастеру  быстро создать своеобразное декоративное украшение лезвия.

Начиная работы, травильщик первым делом подготавливает эскиз будущего орнамента или рисунка. Сегодня это можно легко сделать с помощью специальных программ, которые позволяют создавать изображения. Если узор планируется нанести на обе стороны клинка, то тогда распечатывают два эскиза. После того как изображение подготовлено, оно переносится на лезвие с помощью ручки, а в дальнейшем процарапывается с помощью скрабера.

При этом еще до нанесения рисунка,  металлическую поверхность нужно хорошо вычистить, освободить от ржавчины. Дальше железо в местах нанесения узора обрабатывается специальным составом  и обезжиривается. Также следует позаботиться о торцах будущего ножа, защитив их от последствий воздействия соленого раствора или кислоты.

Травление можно производить двумя разными способами. Первый предполагает полное погружение  металла в емкость с электролизом. Второй вариант это точечное нанесение кислотного состава на конкретные участки поверхности с помощью ватного тампона. В обычных условиях изделие погружается в раствор на десять, пятнадцать минут. Однако, этот параметр сильно зависит от типа выбранного электролиза.

После того как травление окончено, лезвие промывают водой и проверяют полученный результат. Если все получилось как надо, тогда остается произвести шлифовку ножа, удалив, таким образом, остатки коррозии, придав ему соответствующий вид.

Метод позволяет создавать по-настоящему замечательные и красивые изделия.

Какое оборудование необходимо для успешного травления в домашних условиях

Травление металла в домашних условиях это достаточно простая процедура, которая не требует от человека особых навыков. Но для того чтобы произвести успешное травление нужно подготовить некоторые предметы и оборудование.

• Емкость из стекла или пластика. Только такие материалы могут выдержать химическую реакцию, которая сопровождает процедуру , а также способны противостоять кислотной среде.
• Соль поваренная. Это вещество чаще всего используется для создания электролиза.
• Медная пластина. Они играет роль клеммы, которая распространяет ток внутри емкости.
• Источник энергии. В качестве него может использоваться зарядка для телефона.
• Провода для соединения клемм и зарядного устройства.

Травление с помощью зарядного устройства от телефона, как показывает практика, позволяет эффективно обрабатывать даже поверхности, сделанные из стали высокой стойкости.

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.

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.

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.

Травление медных сплавов

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.

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.

Гравировка на производстве

Процесс не отличается от работ в домашних условиях. Перед действиями полируется предмет, затем обезжиривается. Перед подготовкой к процессу изделие тонируется серным раствором, который распределяется равномерно по детали.

Обведение рисунка происходит с помощью металлической иглы по приклеенной кальке. Рисунок и тени выполняются максимально реалистично, для получения качественного результата.

Лазерная гравировка на производстве

Далее происходит основной процесс, специальным гравером выводиться рисунок и остальные штрихи.

После работ рисунок покрывается защитным слоем из бесцветного лака либо воска. Затем изделие протирается насухо, полируется для получения блеска.