Trawienie duraluminium. Wytrawiacze do aluminium. Niklowanie bezprądowe metali

Trawienie to proces, podczas którego część metalu jest usuwana z powierzchni za pomocą środków chemicznych. Ta metoda jest używana do obróbka końcowa części, przy przygotowaniu przedmiotu przed nałożeniem powłoki (galwanizacja), a także do tworzenia wszelkiego rodzaju rysunków, ozdób i napisów.

Istota metody

Trawienie metalu wymaga starannej obróbki powierzchni. Na produkt nakładana jest powłoka ochronna, która jest ścierana w miejscu wzoru. Następnie stosuje się kwasy lub kąpiel elektrolitową. Miejsca niechronione są niszczone. Im dłuższy czas ekspozycji, tym głębsze jest trawienie metali. Rysunek staje się bardziej wyrazisty i wyraźny. Istnieć różne drogi uzyskanie graweru (napisu): sam obraz lub tło można wytrawić bezpośrednio. Często takie procesy są łączone. Stosowane jest również trawienie wielowarstwowe.

Rodzaje trawienia

W zależności od substancji użytej do zniszczenia powierzchni materiału wyróżnia się następujące metody trawienia.

1. Metoda chemiczna(nazywa się to również cieczą). W tym przypadku są używane specjalne rozwiązania na bazie kwasu. W ten sposób na stopy nanoszone są ozdoby i napisy.

2. Trawienie elektrochemiczne metalu - polega na zastosowaniu kąpieli elektrolitowej. Wypełniony jest specjalnym roztworem. Aby zapobiec nadmiernemu trawieniu, często stosuje się również sole ołowiu. Ta metoda ma wiele zalet. Po pierwsze, rysunek jest wyraźniejszy, a czas potrzebny na realizację procesu znacznie się skraca. Ponadto ta obróbka metalu jest ekonomiczna: objętość użytego kwasu jest znacznie mniejsza niż w przypadku pierwszej metody. Kolejną niewątpliwą zaletą jest brak szkodliwych gazów (zaprawa nie zawiera kwasów żrących).

3. Istnieje również metoda plazmy jonowej (tzw. metoda sucha). W w tym przypadku powierzchnia jest minimalnie uszkodzona. Metodę tę stosuje się w mikroelektronice.

Trawienie stali

Zabieg ten stosowany jest głównie w celu usunięcia kamienia i różnych tlenków. Ta procedura wymaga starannego przestrzegania technologii, ponieważ nadmierne trawienie metalu nieszlachetnego jest niepożądane. W procesie jest używany jako metoda chemiczna i kąpiele elektrolitowe. Do przygotowania roztworów stosuje się kwasy solny i siarkowy. Wszystkie części wymagają dokładnego odtłuszczenia powierzchni. Nawet mały odcisk palca może zniszczyć obrabiany przedmiot. Jak pokrycie ochronne używaj lakieru na bazie kalafonii, terpentyny, smoły. Warto jednak pamiętać, że składniki są substancjami łatwopalnymi, dlatego przygotowanie lakieru wymaga dużej koncentracji i ostrożności. Po zakończeniu obróbki metalu następuje sam proces trawienia. Po zakończeniu część należy oczyścić z lakieru.

Zaprawy stosowane do stali

Bardzo często do trawienia stali stosuje się roztwór kwasu azotowego. Stosuje się także sól i kamień nazębny (z niewielkimi dodatkami azotu). Stale twarde trawi się mieszaniną kwasu azotowego i octowego. Glifogen to specjalny płyn na bazie wody, kwasu azotowego i alkoholu. Powierzchnię traktuje się tą kompozycją przez kilka minut. Następnie są myte (roztwór alkoholu winnego w oczyszczonej wodzie) i szybko suszone. To jest wstępne trawienie. Dopiero po takich manipulacjach przedmioty umieszcza się w roztworze trawiącym. Żeliwo dobrze trawi się w roztworze kwasu siarkowego.

Trawienie metali nieżelaznych

Miedź i stopy na jej bazie trawione są kwasem siarkowym, solnym, fosforowym lub azotowym. Proces ten przyspieszają roztwory chromianów lub azotanów. Pierwszym etapem jest usunięcie zgorzeliny, następnie mosiądz jest bezpośrednio trawiony. Aluminium (i jego stopy) trawi się w żrącym roztworze alkalicznym. Do odlewania stopów stosuje się kwasy azotowy i fluorowodorowy. Elementy zgrzewane punktowo poddaje się działaniu kwasu fosforowego. Stopy tytanu są również trawione w dwóch etapach. Najpierw - w żrących zasadach, następnie w roztworze kwasu siarkowego, fluorowodorowego i azotowego. Trawienie tytanu służy do usuwania warstwy tlenku przed galwanizacją. Molibden traktuje się roztworem na bazie wodorotlenku sodu i nadtlenku wodoru. Ponadto metale (takie jak nikiel, wolfram) trawione są przy użyciu wody, nadtlenku wodoru i kwasu mrówkowego.

Istnieje kilka sposobów trawienia desek. W pierwszym przypadku stosuje się wodę i chlorek żelaza. Możesz zrobić to sam. W tym celu w kwas chlorowodorowy rozpuścić opiłki żelaza. Mieszankę przechowuje się przez pewien czas. Również trawienie płytki drukowane przeprowadza się za pomocą kwasu azotowego. Cały proces trwa około 10 minut. Na koniec procesu deskę należy dokładnie przetrzeć sodą oczyszczoną, gdyż doskonale neutralizuje ona pozostałą substancję żrącą. Zawiera inną kompozycję trawienia Kwas Siarkowy, woda, nadtlenek wodoru (w tabletkach). Znacznie dłużej trawi się deski o składzie: gorąca woda, sól kuchenna, siarczan miedzi. Warto zauważyć, że temperatura roztworu musi wynosić co najmniej 40 stopni. W przeciwnym razie trawienie potrwa dłużej. Można również wytrawiać tablice za pomocą prąd stały. Do tego procesu można używać naczyń szklanych, plastikowy pojemnik(nie przewodzi prądu). Napełnij pojemnik roztworem sól kuchenna. To właśnie jest elektrolit. Jako katodę można zastosować folię miedzianą (mosiądz).

Proces trawienia innych materiałów

Obecnie szeroko rozpowszechniony jest rodzaj obróbki szkła zwany trawieniem. Stosuje się pary kwasu fluorowodorowego i fluorowodoru. Najpierw powierzchnię poleruje się kwasem, następnie nanosi się wzór. Po tych manipulacjach produkt umieszcza się w kąpieli z roztworem trawiącym. Następnie szkło jest dokładnie myte i oczyszczane z powłoki ochronnej. Jako ten ostatni możesz użyć mieszanki na bazie wosk, kalafonia, parafina. W celu nadania mu zmętnienia stosuje się trawienie szkła kwasem fluorowodorowym. Istnieje również możliwość trawienia kolorowego. Sole srebra nadają powierzchniom kolor żółty, czerwony, niebieskie odcienie, sole miedzi - zielony, czarny, czerwony. Aby uzyskać przezroczysty, błyszczący wzór, do kwasu fluorowodorowego dodaje się kwas siarkowy. Jeżeli konieczne jest głębokie trawienie, proces powtarza się kilkukrotnie.

Środki bezpieczeństwa podczas marynowania

Trawienie metali to dość niebezpieczna czynność wymagająca dużej koncentracji. Dzieje się tak na skutek pracy z agresywnymi materiałami – kwasami i ich mieszaninami. Przede wszystkim do tego procesu należy mądrze wybrać pomieszczenie z dobrą wentylacją. Idealny do trawienia wyciągnij drobę. Jeśli takiego nie ma, należy zadbać o respirator, aby uniknąć wdychania szkodliwych oparów. Podczas pracy z kwasami należy nosić gumowe rękawice i fartuch. Powinien być zawsze pod ręką proszek do pieczenia, który w razie potrzeby może zneutralizować działanie kwasu. Wszystkie roztwory trawiące należy przechowywać w specjalnych pojemnikach (szklanych lub plastikowych). Nie zapomnij o naklejkach, które wskażą skład mieszanki i datę przygotowania. Jest jeszcze jedna zasada: słoików z kwasami nie należy ustawiać na wysokich półkach. Ich upadek z wysokości wiąże się z poważnymi konsekwencjami. Artystyczne trawienie metali nie jest kompletne bez użycia kwasu azotowego, który jest dość żrący. Ponadto w niektórych mieszaninach może być wybuchowy. Kwas azotowy jest najczęściej używany do srebra sterling. Roztwory trawiące przygotowuje się przez zmieszanie kwasów z wodą. Warto również pamiętać, że we wszystkich przypadkach kwas dodaje się do wody, a nie odwrotnie.

Trawienie różnych części w domu z miedzi jest już dość dobrze znane modelarzom. Ale zawsze nie podobało mi się, że części uzyskane tą metodą najczęściej wymagają malowania - w końcu na przykład miedź w lotnictwie praktycznie nie jest używana.
O ileż ciekawiej byłoby, pomyślałem, gdyby szczegóły pochodziły z biały metal, poza tym - ten metal jest w modzie dosłownie„leżąc pod twoimi stopami”.
Wielokrotnie próbowałem wytrawić aluminium z puszek po piwie, ale nie wychodziło mi to najlepiej. Jednak w końcu uzyskałem wynik, który pozwala mi myśleć, że nie wszystko jest takie beznadziejne.. ;)

Zastosowanym materiałem była pocięta puszka Red Bull Coli. Czytałem, że niektórzy modelarze wolą Red Bulla, bo folia na puszkach z nim jest cieńsza.

Roztworem do trawienia był znany „kret”, który jest często używany do usuwania farby z modeli.

Warstwą ochronną był toner drukarka laserowa, naklejany żelazkiem z podkładki z folii samoprzylepnej. Metoda ta jest powszechnie znana i nie będę jej szczegółowo opisywał.

Puszka aluminiowa pokryta jest obustronnie warstwą ochronną. Usunąłem tę warstwę z jedna strona papier ścierny.

Dlaczego jeden? Tak, ponieważ wcześniej usuwałem z obu stron. Ale nie bez powodu „Kret” służy do usuwania farby warstwa ochronna Z Odwrotna strona co zrobiłem z białym nitro i zamiast jednostronnego, otrzymałem nieprzewidywalne dwustronne trawienie

Dlatego dla ochrony zdecydowałem się zastosować przezroczystą warstwę ochronną znajdującą się wewnątrz puszki po drugiej stronie.

Projekt przeniesiono na oczyszczoną powierzchnię za pomocą żelazka, a płytkę wysłano do wytrawiania.

Na początku trawiłem aluminium chlorkiem żelaza, ale udało się dobre wyniki Nie mogłem. W artykule „Chemiczne mielenie metali” na podstawie materiałów z książki „ABC modelowania statków” przeczytałem: „Aluminium i jego stopy lepiej trawić w 10-15% roztworze sody kaustycznej że mielenie chemiczne przebiega bardzo powoli, gdy roztwór zostanie podgrzany do temperatury 60-80° w ciągu 20 minut, warstwa metalu o grubości zaledwie 1 mm rozpuści się. Po wytrawieniu część jest dokładnie myta wodą i polerowana.
Soda kaustyczna w czysta forma Jest mało prawdopodobne, że ci to sprzedają, ale „Kret” składa się z sody kaustycznej i kilku dodatków. Użyłem suchego „Kreta” w torbie.

Zrobiłem roztwór nasycony (napełniłem butelkę wodą, aby proszek nie rozpuścił się całkowicie, ale pozostał na dnie).

UWAGA! SÓD WYWOŁANY JEST BARDZO NIEBEZPIECZNĄ SUBSTANCJĄ! ŚRODKI OSTROŻNOŚCI ZNAJDUJĄ SIĘ NA OPAKOWANIU I CHCĘ OSTRZEGAĆ, ŻE W PRZYPADKU ROZPUSZCZENIA DNO PLASTIKOWEJ BUTELKI MOŻE ROZPUŚCIĆ SIĘ!
Dlatego lepiej jest używać naczyń szklanych.

Następnie napełnij słoik majonezem do jednej dziesiątej i dodaj wodę, aby uzyskać „10-15% roztwór sody kaustycznej”. Słoik włożyłam do wiaderka z lodami, do którego nalałam gotowana woda aby utrzymać temperaturę roztworu trawiącego na poziomie 60-80°C.

Trawienie następuje po uwolnieniu pęcherzyków gazu. Dzięki nim możesz łatwo kontrolować proces. Uniknąłem bardzo gwałtownego tworzenia się gazu, gdyż w tym przypadku toner może się odkleić, a trawienie przebiega, jak mi się wydawało, bardzo nierównomiernie.
Jeśli reakcja przebiega bardzo szybko, można albo bardziej rozcieńczyć roztwór, albo obniżyć temperaturę.

Nie monitorowałem temperatury (pracowałem nad modelem), okresowo dodając gorąca woda z kranu i po około kilku godzinach moja płyta zaczęła się ujawniać. Rysunek nie został do końca wytrawiony, ale nie czekałem na to.

Dlatego też miałem następujące przemyślenia. Po pierwsze, w wyniku trawienia bocznego granice wzoru ulegają pogorszeniu. Po drugie, toner słabo kleił się i przechodził przez niego trawienie, co było zauważalne po rzadkich bąbelkach, które tworzyły się bezpośrednio na pomalowanych obszarach.

Wyjmując talerz, umyłem go w gorącej wrzącej wodzie.

Następnie zmyłam tonik

Weź pod uwagę aluminium. W rzeczywistości jest to dość powszechny metal, na którym ludzie chcą grawerować. Na przykład: breloczki, pendrive'y, etui na niektóre telefony komórkowe – to wszystko są produkty z powłoką aluminiową.

To, co wiemy o aluminium, to metal, który ma temperaturę topnienia około 600 stopni Celsjusza, ma wysoką przewodność cieplną i najczęściej ma na swojej powłoce tlenek glinu, który ma temperaturę topnienia ponad 1000 stopni Celsjusza. Wszystko to sprawia, że ​​proces grawerowania nie jest prosty, jeśli mówimy o o obróbce cieplnej, ale istnieje inna opcja. Będąc metalem, jest przewodnikiem, a jeśli tak, to nikt nie anulował procesu elektrolizy. Oto rozwiązanie, o którym Ci powiemy!
Innymi słowy, proces ten nazywa się - trawienie aluminium. Nie ma w tym nic skomplikowanego.

Potrzebujemy więc:
- źródło prądu 9-12 woltów.
- zwykły sól NaCl.
- pojemnik dielektryczny (plastik jest w porządku).
- gwóźdź lub jakikolwiek żelazny przedmiot.
- woda
- próbka aluminium
- i oczywiście, laser!

Zatem rozwiązaniem może być:
1. Przygotuj rysunek, do którego chcesz zastosować powierzchnia aluminiowa.

Na przykład tutaj jest obraz rastrowy.

2. Odtłuścić powierzchnię aluminiową tak, aby nie było pęcherzyków powietrza i pokryć ją taśmą, lakierem lub farbą (do wyboru).

3. Umieszczamy produkt aluminiowy na naszej drukarce 3D i przeprowadzamy proces cięcia laserowego (w celu zniszczenia warstwa powierzchniowa i w ten sposób stworzyć otwarte przestrzenie).

5. Źródło prąd elektryczny podzielić na 2 przewody „plus” i „minus”.
6. Przymocowujemy żelazny przedmiot do minusa i opuszczamy go do roztworu wodnego.
7. Przymocowujemy nasz przedmiot do plusa i również opuszczamy go do rozwiązania.
8. Podłącz zasilanie do bieżącego źródła.

9. Rozpoczął się proces elektrolizy (trawienia) w roztworze. W zależności od aktualnej mocy i stężenia roztworu można w przybliżeniu oszacować czas potrzebny na trawienie. Zwykle 3-5 minut.

10. Usuń produkt z roztworu.

Tak naprawdę warto pamiętać, że produkt, który ma zostać wygrawerowany, należy przed umieszczeniem w roztworze dokładnie odizolować, za wyjątkiem tych miejsc, w których faktycznie powinien nastąpić grawer.
Ten proces można wykonać zarówno w domu, jak i w małym warsztacie. Dzięki tej technologii każdy może zostać grawerem w metalu (aluminium).

W naszym rozumieniu jest to bardzo praktyczna i cenna wiedza. Subskrybuj aktualizacje dotyczące wytrzymałości!
Grawerowanie jest łatwe!

Grawerowanie aluminium w domu:

Demonstracja pracy Laser DIY Grawer wytrzymałościowy:

Proste grawerowanie laserowe:

Więcej szczegółów na stronie internetowej EnduranceLasers.com lub EnduranceRobots.com
a także telefonicznie 8 916 225 4302 lub Skype: George.fomitchev

Trawienie aluminium przeprowadza się w środowisku zasadowym lub kwaśnym. Środek trawiący składający się ze stężonego H 3 PO 4 (76%) i lodu kwas octowy(15%), stężony kwas azotowy (3%) i woda (5%) objętościowo. Według badań proces składa się z dwóch etapów - powstawania Al 3+ i tworzenia AlPO 4, kontrolowanych szybkością odpowiednich reakcji:

Al 2 O 3 powolny Al -3e HNO3 Al 3+ szybki szybki Film powolny Rozpuszczalny AlPO 4 . (40)

Woda w kwasie fosforowym zapobiega rozpuszczaniu Al 2 O 3, ale sprzyja rozpuszczaniu produktu wtórnego AlPO 4. Siła prądu jest proporcjonalna do szybkości trawienia. Jeśli do aluminium przyłoży się prąd, obserwuje się anizotropię trawienia.

Energia aktywacji trawienia Al w H3PO4/HNO3 wynosi 13,2 kcal/mol, co sugeruje, że proces jest ograniczony szybkością rozpuszczania Al2O3 w H3PO4. Uwolniony gaz jest mieszaniną H2, NO i NO2. Adsorpcja gazów na powierzchni Al ciągły problem podczas stosowania lepkich środków trawiących. Pęcherzyki mogą spowolnić trawienie - pod nimi tworzą się wyspy niewytrawionego metalu, które mogą spowodować zwarcie pobliskich przewodników.

Ryż. 17.

Preferencyjna adsorpcja produktów gazowych na ściance bocznej ogranicza trawienie boczne.

Nieoczekiwanym zastosowaniem adsorpcji pęcherzykowej było jej zastosowanie do wygładzania krawędzi profili podczas trawienia warstewek żelazowo-niklowych w HNO 3 (rys. 17). Gdy tylko rozpocznie się proces trawienia, wzdłuż bocznej krawędzi gromadzą się pęcherzyki tlenku azotu. Zaadsorbowany związek pośredni NO2 działa jako silny środek utleniający podczas trawienia metali, co przyspiesza trawienie boczne. Zastosowano także adsorpcję gazów na ściance bocznej (rys. 17) w celu ograniczenia bocznego trawienia Al podczas jego trawienia w H 3 PO 4. Obniżenie ciśnienia w komorze trawienia z 10,5 do 10,3 Pa spowodowało spadek trawienia z 0,8 do 0,4 µm. W wyniku adsorpcji małych pęcherzyków wodoru na ściance bocznej powstała na niej skuteczna bariera dyfuzyjna. Aby zmniejszyć trawienie boczne Al z 1,0 do 0,25 µm, zaproponowano kilka środków trawiących (Tabela 9) zawierających dodatki sacharozy (polialkohol) i środki powierzchniowo czynne.

Tabela 9. Wytrawiacze do aluminium.

1) AK - cyklokauczuk z azydkami, rezystory typu KTFR; DCN - nowolak z diazydkami chinonu, odporny na typ AZ-1350.

Słabe trawienie Al jest spowodowane kilkoma czynnikami:

• 1) słabo rozwinięty opór;
• 2) nierówna grubość;
• 3) naprężenia w foliach nad stopniami;
• 4) galwaniczne przyspieszenie trawienia na skutek obecności wydzieleń Al-Cu;
• 5) nierówna grubość tlenku;
• 6) niestabilność temperaturowa (>1 o C).

Czynniki te prowadzą do nadmiernego trawienia i zwarć.

Chrom jest drugim po aluminium najczęściej trawionym metalem. Jest szeroko stosowany do produkcji fotomasek. Jako środek trawiący stosuje się siarczan ceru/HNO 3.

Ze względu na efekt indukcyjny (powstanie górnej warstwy Cr 2 O 3) trawienie folii jest nieliniowe, dlatego też nie można określić momentu zakończenia trawienia na podstawie jej początkowej grubości.

Często zadawane jest nam to samo pytanie: czy można grawerować laserem diodowym na metalu, np. aluminium.

Czy w ogóle można grawerować metal w domu?

Dziś odpowiemy na to pytanie.

Weź pod uwagę aluminium. W rzeczywistości jest to dość powszechny metal w życiu codziennym, nadający się do grawerowania. Wiele produktów, na przykład breloczki do kluczy, dyski flash i niektóre etui na telefony komórkowe, ma powłokę aluminiową.

Co wiemy o aluminium?

Jest to metal o temperaturze topnienia około 600 stopni Celsjusza, ma wysoką przewodność cieplną i z reguły ma na swojej powierzchni warstwę tlenku glinu, który ma temperaturę topnienia ponad 1000 stopni Celsjusza. To sprawia, że ​​grawerowanie metodą obróbki cieplnej jest znacznie trudniejsze, ale istnieje inna możliwość. Aluminium – dobry przewodnik, a jeśli tak, to nikt nie anulował procesu elektrolizy. Właśnie o tym rozwiązaniu Ci opowiemy.

Proces ten nazywa się trawieniem aluminium.

Nie ma w tym nic skomplikowanego. Potrzebujemy tylko źródła zasilania 9-12 V.

A także zwykła sól kuchenna NaCl, pojemnik dielektryczny (plastik jest w porządku), gwóźdź lub dowolny żelazny przedmiot o odpowiednim kształcie i rozmiarze, woda.

I oczywiście laser!

Więc co robimy?

Przygotowujemy wzór rastrowy, który chcielibyśmy nałożyć na aluminiową powierzchnię płyty.

Na przykład ten:

1. 2. Przykryj aluminiową powierzchnię płyty folia ochronna(taśma klejąca, lakier, farba do wyboru).3. Kładziemy aluminiową płytkę na pulpicie drukarki 3D wyposażonej w laser diodowy (najlepiej o mocy ponad 1-2W, aby wystarczył do przecięcia folii) i włączamy tryb cięcie laserowe(aby przepalić wklejoną folię i stworzyć tereny otwarte w miejscu przyszłego graweru).4. Następny w plastikowy pojemnik przygotować stężony wodny roztwór NaCl.5. Ze źródła prądu elektrycznego wyprowadzamy 2 przewody „plus” i „minus”.

6. Przymocowujemy żelazny przedmiot (gwóźdź) do minusa i zanurzamy go w wodnym roztworze NaCl.

7. Przymocowujemy naszą aluminiową płytkę do plusa i również zanurzamy ją w roztworze soli.

8. Doprowadź zasilanie do źródła prądu.9. Rozpoczyna się proces elektrolizy (trawienia) w roztworze. W zależności od aktualnej mocy i stężenia roztworu można oszacować przybliżony czas potrzebny na trawienie. Zwykle 3-5 minut.10. Wyjmujemy produkt z roztworu. Należy pamiętać, że grawerowany produkt należy przed umieszczeniem w roztworze dokładnie odizolować, za wyjątkiem tych miejsc, gdzie faktycznie powinien zostać nałożony.

Proces ten można przeprowadzić zarówno w domu, jak i w małym warsztacie. Dzięki tej technologii każdy może zostać mistrzem grawerowania w metalu (aluminium).

Naszym zdaniem technologia ta ma ogromną wartość praktyczną.

Subskrybuj aktualizacje dotyczące wytrzymałości.

Grawerowanie na aluminium jest łatwe!