Химическое травление металла в домашних условиях, травление рисунка

Травление металла в домашних условиях; этапы гравировки металла

Травлением называют процесс обработки металла, в результате которого с поверхности удаляется слой определенной толщины под воздействием активных химических веществ (кислот или солей с кислой реакцией), а также постоянного тока в ванне с электролитом.

Травление металла может преследовать различные цели и применяться в промышленности и домашних условиях. Поверхность изделия, подвергаемого травлению, получает целый ряд технологических и декоративных свойств и позволяет рассмотреть его микроструктуру в металлографический микроскоп, удалить окалину и другие неметаллические включения с поверхности, получить необходимый ювелирный орнамент или подготовить к пайке.

К травлению, называемому также электрохимической гравировкой, в домашних условиях или в гараже прибегают чаще всего для получения рельефных изображений на различных предметах с декоративными функциями. Чаще всего ему подвергают стали с высокой твердостью, обработка которых обычным гравировальным инструментом требует больших усилий. Этот процесс не представляет высокой сложности даже при отсутствии художественных навыков, если соблюдать его технологию.

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.

Нанесение рисунка

Для нанесения рисунка на металл можно использовать массу различных способов, работающих по одному и тому же механизму: участки, не подвергающиеся травлению, защищаются от воздействия агрессивной среды или электролита.

Самым доступным способом считается нанесение на защищаемые участки обычного лака для ногтей. Однако, он обладает рядом существенных недостатков:

  • Вязкость лака не позволяет сделать линии достаточно тонкими для получения узоров высокой сложности;
  • Необходимы хорошие способности в изобразительном искусстве;
  • Исправление неточных линий затруднительно.

Для начала необходимо нанести защитный слой на всю поверхность изделия. Для этого можно использовать грунтовки ГФ-021, ХВ-062 или битумный лак, доступные в магазинах автозапчастей и хозтоваров. После полного высыхания покрытия при помощи гелевой ручки или тонкого маркера можно нанести контуры будущего изображения. Для этой задачи можно привлечь опытного художника.

Далее из медной (можно латунной) проволоки или прутка, диаметр которых выбирается исходя из удобства удержания в руке, необходимо сделать иглу с заострённым концом и процарапать грунтовку по линиям изображения до металла. Более твердый материал иглы может повредить полировку поверхности изделия.

Уже на этом этапе можно оценить рельефность будущего орнамента. Для получения участков с разной глубиной травления металла, например, контуров и полутеней, этот процесс можно проводить в два и более цикла.

Важно! В процессе грунтовка не должна откалываться. Перед нанесением рисунка стоит поэкспериментировать и убедиться в том, что она пригодна для работы.

Понадобится лазерный принтер, глянцевая бумага, программа для обработки изображений и утюг. Выбранную картинку необходимо отформатировать (подогнать под размер, сделать зеркальной) и распечатать. Самый доступный источник глянцевой бумаги – женские журналы.

Распечатанное изображение прикладывается к поверхности, накрывается сверху обычным альбомным листом (для защиты утюга) и проглаживается. После остывания бумага смывается под струёй воды, а слой тонера остается на поверхности металла.

Таким способом часто пользуются для травления печатных плат. Основной его недостаток – рисунок наносится только на прямолинейную поверхность.

Важно! Глянец под водой плохо виден. После высыхания необходимо убедиться в том, что он не остался на изделии.

Необходимо позаботиться о защите всех поверхностей изделия. Для этого можно использовать различные вещества. Закрыть тыльную поверхность можно обычным пластилином: он является хорошим диэлектриком.

Способы травления металла

Выбор конкретного способа зависит от многих факторов: химической активности металла, доступности химических реактивов и соображений безопасности.

Выполняется в емкости с активным веществом. Для углеродистых сталей могут подойти растворы слабых кислот: лимонной, уксусной. Хорошо работает соляная кислота. К травлению в аккумуляторном электролите, азотной кислоте и преобразователе ржавчины следует относиться очень осторожно: в процессе могут выделяться ядовитые газообразные вещества, поэтому с такими реактивами лучше не работать при отсутствии вытяжного шкафа и хорошей вентиляции.

Одним из самых безопасных веществ считается насыщенный раствор хлорного железа. Его можно купить в магазинах, торгующих радиодеталями. Преимуществами раствора являются практически неограниченный срок его службы (при работе со сплавами железа) и окрашивание протравленной поверхности в ровный серый цвет.

Время протекания процесса подбирается экспериментально в зависимости от концентрации используемого реактива и активности металла.

Многие нержавеющие и кислотостойкие стали, например, 40Х13, 95Х18, 08Х10Н18, 03Х12Н14М2, не реагируют на воздействие кислот, поэтому для их травления используется электрохимический способ.

Для него понадобятся ванна для электролита из пластмассы или стекла, провода, клеммы и источник постоянного тока.В качестве электролита вполне сойдет насыщенный раствор поваренной соли. При выборе емкости для него следует помнить, что процесс может протекать достаточно бурно, этому ее объём должен быть в 2 раза больше, чем у электролита.

В качестве источника тока можно использовать аккумуляторные батареи, но лучше применять зарядное устройство (3 – 10А) с амперметром и возможностью регулировки параметров тока для выбора их оптимального значения. Обрабатываемая деталь при помощи клемм и проводника присоединяется к аноду (плюсовому контакту), в качестве катода можно использовать любую нержавеющую пластину, размещаемую в ванне параллельно к лицевой поверхности детали. После этого прибор включается в сеть.

Читайте также:  Установка газобалонного оборудования на авто в Калининграде Гефест

Весь процесс может занимать от двух минут до получаса в зависимости от силы тока и площади рисунка. Глубину травления следует контролировать, периодически вынимая деталь из ванны. При этом не забываем отключать питание.

По окончании процесса защитное покрытие можно удалить подходящим растворителем и оценить результаты работы. Благодаря хорошей адгезии протравленной поверхности возможно создание цветного рисунка.

Для этого вся поверхность изделия задувается из баллона нитроэмалью, а после ее высыхания протирается куском чистой кожи, войлоком или другим безабразивным материалом. С полированной поверхности краска удаляется, оставаясь только во впадинах.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

10 способов печати на металле

Первой печатью по металлу была гравировка. Появление гравюры датировано XVI веком. Это была художественная роспись часов, оружия, украшений. Тогда же гравировку начали использовать в печатном деле — при изготовлении пластин для переноса шрифта на бумагу.

Сфера применения

Надписи по металлу можно встретить где угодно: двери кабинета руководства, коробка парфюма, информационная табличка. Жесткая фактура и устойчивость рисунка оценены там, где бумажный носитель быстро потеряет свой вид. А еще металл всегда выглядит презентабельно, солидно. Диплом, напечатанный на золотистом или серебристом листе, будет радовать глаз и подчеркивать статус обладателя.

Изображения на металле получаются яркими и реалистичными

В каких еще сферах востребована печать по металлу:

  • Производство техники, автомобилей, эксклюзивной косметики и парфюмерии в качестве элементов конструкции и информационных табличек. Металлические шильды содержат основные данные о товаре.
  • Рекламная индустрия, а конкретнее — наружная реклама. Железная основа под информационный щит обеспечит надежность и долговечность конструкции.
  • Бизнес-сегмент. Металлические бейджи более устойчивы к истиранию, чем даже заламинированные бумажные, а алюминиевые информационные таблички и указатели на дверях офисов гармонично дополняют интерьер.
  • Изготовление наградной продукции. Грамоты, дипломы, сертификаты переносят на металл и оформляют в красивую рамку — такой предмет станет не только подтверждением высоких заслуг, но и украшением рабочего кабинета.
  • Дизайн интерьеров. Декораторы успешно используют металлические элементы оформления интерьеров столовых, кухонь, гостиных. На листах отпечатывают фотографии или тематические изображения, которые соответствуют общей концепции.
  • Мебельное производство. Листы металла с нанесенными изображениями украшают предметы мебели, двери, фасады гарнитуров, корпусы осветительных приборов.
  • Декорирование металлических предметов: шкатулок, линеек, значков, флешек, брелоков.

Интерьерная печать на металле — удачный дизайнерский эксперимент

10 технологий печати на металле

Рассмотрим самые популярные техники нанесения изображений на металлическую поверхность.

УФ-печать

Печать ультрафиолетовыми красками — единственная технология, при которой чернила запекаются на поверхности, гарантируя высокую стойкость к истиранию рисунка. Процесс не отличается от нанесения изображения на любой другой носитель — будь то бумага, картон или ткань. Используется широкоформатный УФ-принтер планшетного типа. Возможна работа с разными поверхностями: радиаторами отопления, жалюзи, гаджетами, экранами каминов.

УФ-печать применяется для изготовления металлических визиток

Гравертон

Полноцветная печать на пластинах из анодированного алюминия. Применяется техника термопереноса с помощью промежуточного носителя — обычной бумаги плотностью 80 г/м². Секрет в специальных чернилах, которые закрепляются на металлической поверхности. Недостаток технологии — использование отпечатков только в помещениях, так как рисунок не отличается высокой стойкостью. Подвид технологии — мастертон. Разница между ними в составе чернил.

Сублимация

Для переноса изображения нужно специальное покрытие носителя в виде тонкой пленки из сублимационного лака. Существует два вида этой технологии:

  • струйная — позволяет получать оттиск высокого разрешения (300 dpi), используется струйный принтер, сублимационная бумага и сублимационные чернила;
  • лазерная — для печати на специальной бумаге используется лазерный принтер, можно наносить изображения на золотистые, серебристые, матовые и глянцевые листы металла.

Недостатки способа: со временем изображение бледнеет, выгорает от солнца. Поэтому нужно беречь изделие от прямых солнечных лучей.

Сублимация на металлической подставке под статуэтку

Гравировка

Известны четыре разновидности гравировки:

  • ручная — используются штихели разного размера или бормашина, получается высококачественный рисунок, но важна квалификация мастера;
  • химическая — травление металла с помощью едкого натра, азотной или соляной кислоты, хлорного железа, перед нанесением рисунка поверхность обрабатывается спиртовым лаком;
  • механическая — классическая техника с использованием гравировального станка, плюсы — можно делать выпуклые и впуклые рисунки, минусы — длительность процедуры.
  • лазерная — современный, дешевый, быстрый, высокоточный способ нанесения рисунков на металл путем выжигания поверхности, минус — недолговечность изображения.

Лазерная гравировка на магнитных бейджах

Термотрансфер

Это печать на металлических предметах с помощью переноса изображений, нанесенных пластизолевыми красками. Для закрепления на поверхности нужен термопресс, рабочая температура — около 190 градусов. Время закрепления — до 90 секунд. Плюс технологии — яркое, объемное и фактурное изображение, минус — истираемость.

Алюмаджет

Другое название — металлофото. Это способ получения износоустойчивой надписи или картинки на пластинах из анодированного алюминия. После нанесения рисунок ламинируется или покрывается специальным акриловым лаком.

Металлографика

Еще одно название технологии — фотомеханическая печать. Принцип заключается в воздействии специальных чернил на слой оксидной пленки, которой покрыты алюминиевые пластины. Чтобы закрепить рисунок, изделие помещают в химический раствор или наносят защитное покрытие. Плюс металлографики — четкость и яркость изображения в течение 5—7 лет. Причем ни атмосферные явления, ни агрессивные среды никак не влияют на качество картинки.

Металлографика на информационных табличках

Алюмамарк

Технология основана на применении углеродного лазера. Благодаря воздействию высокочастотной энергии металлическая поверхность чернеет, а поверхность остается гладкой. Алюмамарк применяется в изготовлении информационных табличек для наружного размещения, так как рисунок долго сохраняет свою четкость и яркость.

Тампопечать

Перенос рисунка происходит с помощью печатной формы и эластичного тампона. Последний окунается в чернила и соприкасается с печатными элементами, создавая изображение на металлической поверхности. Технологию используют в случае сложного рельефа обрабатываемой поверхности. Она справится там, где не подходит шелкография или сублимация. Недостатком тампопечати можно назвать малую рабочую площадь, соответственно — большие изображения не получатся.

Читайте также:  Ошибка OBD-II P0102 Низкий уровень напряжения датчика расхода воздуха (MAF сенсор)

Тампопечать на рельефном циферблате

Шелкография

В процессе задействованы специальные краски и трафаретная бумага. Можно использовать обычные разноцветные, металлизированные, флуоресцентные чернила. Недостаток технологии — необходимо, чтобы поверхность была ровной и гладкой, отсюда и ограниченность в плане применения этого способа. Чаще всего это наружная реклама, элементы оформления витрин и интерьеров, шильды для разной продукции.

Как происходит сублимация по металлу, можно узнать из этого ролика:

Эксклюзив своими руками: нанесение рисунка на нож с последующим травлением металла

В редакцию Homius приходят не только статьи наших читателей о различных способах ремонта. Некоторые обзоры поражают своей простотой выполнения необычных работ, на первый взгляд, невозможных для производства в домашних условиях. И сегодня представляем вашему вниманию одну из таких статей, которая была прислана в рубрику «Истории» Касатоновым Сергеем Борисовичем из города Якутск. В ней он рассказывает о простейшем способе переноса рисунка на лезвие ножа и травлении металла без каких-либо химикатов.

Недавно я увлёкся таким занятием, как травление различных рисунков на металле. Ведь даже кухонный нож можно сделать эксклюзивным, если приложить совсем немного усилий. Однако, если требуется травление высокохудожественного рисунка, не помешает опыт рисования и твёрдая рука. Первоначальное его нанесение проблем не составит, а вот подготовка к гравировке посредством электролиза для некоторых людей будет довольно проблематичным. Но, чтобы не пугать заранее тех, кто хочет понять всю технологию, начну свой отчёт о проделанной работе.

Что понадобится для нанесения рисунка на металл

Здесь всё довольно просто. Кроме самого ножа, достаточно иметь в квартире обычный лазерный принтер и некоторые другие инструменты и материалы, а именно:

  • небольшое количество спирта;
  • ледяную воду в тазу;
  • утюг.

Естественно, клинок кухонного ножа следует тщательно вымыть и высушить. Для охлаждения воды лучше всего использовать лёд.

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

Что получится в итоге: насколько качественным будет рисунок

Если всё было сделано правильно, рисунок ничем не будет отличаться от того, который был на бумаге. При этом качество изображения не зависит от его сложности и количества мелких деталей. Если травление не принципиально, то можно оставить рисунок таким, каким он получился. Конечно, такое изображение не слишком устойчиво к агрессивным чистящим средствам и высоким температурам, но при отсутствии таких факторов он может продержаться до полугода. Это изображение тигра я решил оставить в виде простого рисунка.

Рисунок получился идеальным, и я решил оставить его именно в таком виде, не прибегая к травлению

Что касается травления, то для первых опытов с металлом лучше выбрать нечто более простое, особенно, если нет художественного образования или опыта гравировки по металлу. Но статья была бы неполной, если бы я не рассказал в ней о том, как произвести травление на металле, чтобы рисунок уже не стёрся никогда. Об этом я расскажу на примере другого кухонного ножа и более простого изображения – с художественным образованием у меня отношения не сложились, в отличие от технических и точных наук.

Читайте также:  У Renault Duster появился конкурент AMSRUS

Что потребуется для травления рисунка на металле

Чтобы протравить любое изображение на металле потребуется:

  • вода с растворённой в ней поваренной солью (3-4 столовых ложки на 0,5 л) в стеклянной банке;
  • блок питания (зарядное устройство) от любого телефона или иного гаджета;
  • 2 отрезка провода;
  • лак для ногтей, желательно бесцветный;
  • обычный болт или металлическая пластина, которая поместится в банке.

Необходимо отметить, что от выходного тока зарядного устройства будет зависеть скорость электролиза, а значит и проявления рисунка на металле. Чем выше ток адаптера, тем меньшее время для работы потребуется.

Подготовка металла к нанесению рельефного рисунка

Сначала весь клинок нужно покрыть лаком. Это необязательно должен быть лак для ногтей, вполне подойдёт состав для покрытия древесины. Но здесь стоит вспомнить, что женская химия высыхает практически моментально. Учитывая то, что покрыть металл потребуется в 2 слоя, это серьёзный повод для использования быстросохнущего состава.

Рисунок, если он не слишком сложен, можно нанести после того, как лак высохнет. Но, при необходимости травления изображения, подобного тому, что я нанёс на предыдущий нож, лучше использовать метод перевода при помощи утюга и спирта, а уже после покрывать сталь бесцветным лаком.

Для травления на одном из кухонных ножей, я выбрал не слишком сложную арабскую вязь. Она была нанесена уже после высыхания лака, после чего покрытие по линиям было удалено. Иными словами, я его просто процарапал иголкой. Отмечу, что края полос нужно аккуратно подравнять – при травлении электролиз выест незащищённые места, а значит, все неровности останутся на металле без возможности последующего исправления.

Арабская вязь нанесена, лаковое покрытие процарапано по ней иголкой, можно приступать к травлению

Подключение питания: принцип травления при помощи электролиза

Питание на элементы подаётся следующим образом. В солёную воду опускается провод с болтом на конце, который подключается к минусовому выходу зарядного устройства. На сам клинок подаётся плюсовой заряд. Принцип электролиза заключается в следующем. Лаковое покрытие не пропускает электричество, а вот область металла, где оно отсутствует, под воздействием напряжения вступает в реакцию с солёной водой. В результате металл разъедается именно там, где лака нет.

Болт приматывается к проводу и опускается в воду

Многим будет интересно узнать, что подобным образом можно даже нанести рисунок медью. Для этого производится аналогичная подготовка клинка. Отличием является то, что полярность подключения будет обратной – плюс на болт, а минус на нож. Вместо соли в воде нужно растворить медный купорос. Подобным образом можно как нанести изображение, так и полностью покрыть деталь медью.

Всё подготовлено, можно подать напряжение, включив адаптер в сеть

Травление: некоторые нюансы, которые следует учесть

Когда на провода будет подано питание, станет отчётливо видно, как происходит электролиз. Из незащищённых лаком областей клинка начнут выделяться пузырьки газа. Именно этот процесс и «выгрызает» частицы металла. Необходимо внимательно следить за температурой зарядного устройства – она может резко повыситься. Во избежание выхода адаптера из строя, не стоит держать его включённым более 15-20 секунд, давая передышку не менее 10 минут. Таким образом, работа растянется, но при этом вы сохраните работоспособность зарядного устройства. В общей сложности на травление небольшого рисунка уходит около минуты постоянной работы. Получается, что за 3 захода изображение будет готово.

На фотопримере видно, как проступает надпись на металле под действием реакции электролиза. После того, как работа будет окончена, останется лишь очистить уже ненужное лаковое покрытие и отполировать клинок.

Процесс пошёл – его можно наблюдать невооружённым взглядом

В процессе работы на поверхности банки будет образовываться слой окисла грязно-бурого цвета. Это не должно вас пугать, процесс предусматривает подобные отложения.

Завершающая стадия процесса, очистка и полировка клинка

По завершении процесса, питание отключается, а провод отцепляется с ножа. Для удаления лакового покрытия можно использовать канцелярский нож или обычный ацетон, который с лёгкостью выполнит эту работу. Полировка осуществляется на заточном станке с войлочным кругом. Конечно, эту работу можно выполнить и вручную, но времени в таком случае уйдёт намного больше.

Что касается неровности штрихов рисунка, то они не всегда мешают. К примеру, при нанесении арабской вязи, как в моём случае, они даже придают некий шарм надписи, будто она сделана несколько веков назад. Но если изображение требует точности, вроде ранее перенесённого на нож тигра, следует процарапывать каждую линию предельно аккуратно. Конечно, эту работу простой назвать не получится, требуется внимательность к мелочам и усидчивость, зато владелец будет уверен, что рисунок с клинка не сотрётся, независимо от агрессивности чистящих средств или температуры.

Заключительная часть

Подобная гравировка, выполненная своими руками, придаст необычности кухонным ножам. Из обычного ширпотреба они превратятся в эксклюзивные изделия, которые удивят ваших друзей и знакомых. А учитывая то, что на выполнение подобной работы не будет затрачено ни копейки, удовлетворение от рисунков, нанесённых методом электролиза, владельцу обеспечено.

Хотелось бы надеяться, что читатели возьмут на вооружение описанные мною способы работы с металлом. Если что-то из изложенного осталось непонятным, я с удовольствием объясню. Нужно лишь написать об этом в комментариях к статье. Там же можно и высказать своё мнение о прочитанном. Буду рад любому – к критике отношусь вполне адекватно, конечно, если она обоснована. Буду стараться отвечать на каждый отзыв максимально быстро.

Редакция Homius приглашает домашних мастеров и умельцев стать соавторами рубрики «Истории». Полезные рассказы от первого лица будут опубликованы на страницах нашего онлайн-журнала.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector