Травление алюминия в домашних условиях

Травление пивного алюминия

Смотреть все картинки

Травление различных деталей в домашних условиях из меди уже достаточно хорошо известно моделистам. Но мне всегда не нравилось то, что получаемые таким методом детали чаще всего нужно красить — ведь, например, авиации медь практически не используется.
Насколько интереснее было бы, размышлял я, если бы детали были из белого металла, к тому же — этот метал в буквальном смысле «валяется под ногами».
Много раз я пытался травить из алюминия от пивных банок, но ничего хорошего не выходило. Однако, наконец то, у меня получился результат, который позволяет думать, что не все так безнадежно.. 😉

В качестве материала была разрезана банка «Рэд Булл Кола». Прочитал, что некоторые моделисты предпочитают именно «Рэд Булл» изза того, что фольга у банок с ним более тонкая.

Раствор для травления представлял собой знакомый всем «Крот», который часто применяют для снятия красок с моделей.

Защитный слой представлял собой тонер лазерного принтера, наносимый с помощью утюга с листа подложки от самоклеющейся пленки. Метод это хорошо известен и я не буду его подробно описывать.

Алюминий банки с обеих сторон покрыт защитным слоем. Этот слой я удалил с одной стороны наждачной бумагой.

Почему с одной? Да потому что до этого я удалял с обоих сторон. Но Крота» не зря используют для снятия краски. Он отслоил защитный слой с обратной стороны, который я сделал белой нитрой, и я получил непредсказуемое двухстороннее травление вместо одностороннего

Поэтому я и решил использовать с другой стороны для защиты прозрачный защитный слой, находящийся внутри банки.

На зачищенную поверхность был перенесен утюгом рисунок и пластинка отправилась на травление.

Сначала я травил алюминий хлорным железом, но достичь хороших результатов мне не удавалось. В статье «Химическое фрезерование металлов»по материалам книги » Азбука судомоделизма» я прочел: «Алюминий и его сплавы лучше травить в 10—15 %-ном растворе едкого натра. Следует помнить, что химическое фрезерование происходит очень медленно При нагревании раствора до 60—80° за 20 мин растворится слой металла толщиной всего 1 мм. После травления деталь тщательно промывают водой и полируют.»
Едкий натр в чистом виде вам вряд ли продадут, но «Крот» состоит из едкого натра плюс какие-то присадки. Я использовал сухой «Крот» в пакетике.

Я сделал насыщенный раствор (Залил водой в бутылке так, чтоб порошок растворился не полностью, а остался на дне).

ВНИМАНИЕ! ЕДКИЙ НАТР — ОЧЕНЬ ОПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО! МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ НАПИСАНЫ НА ПАКЕТЕ, А Я ХОЧУ ПРЕДУПРЕДИТЬ, ЧТО ПРИ РАСТВОРЕНИИ ОН МОЖЕТ РАСПЛАВИТЬ ДНО ПЛАСТИКОВОЙ БУТЫЛКИ!

Поэтому лучше использовать стеклянную посуду.

После этого наполни баночку из под майонез на одну десятую часть и добавил воды, чтоб получился «10—15 %-ном раствор едкого натра». Баночку я поставил в ведерко из под мороженного, куда налил кипяченой воды, чтоб поддерживать температуру травящего раствора 60-80° С.

Травление происходит с выделением пузырьков газа. По ним можно легко контролировать процесс. Я избегал сильно бурного газообразования, так как в этом случае может отслоиться тонер, да и травление идет, как мне показалось, очень неравномерно.
Если реакция идет сильно быстро, то можно или сильнее разбавить раствор или понизить температуру.

Я не следил за температурой (занимался моделью), периодически подливая горячую воду из под крана, и примерно за пару часов у меня пластинка стала просвечивать насквозь. Рисунок протравился не полностью, но я не стал ждать этого.

На то у меня были такие соображения. Во первых, из-за бокового травления происходит ухудшение границ рисунка. Во-вторых, тонер лег плохо, и травление шло через него, что было заметно по редким пузырькам, образующимся прямо на закрашенных участках.

Достав пластинку я промыл ее в горячем кипятке.

После этого смыл тонер ацетоном,

и обработал наждачной бумагой обратную сторону.

Остается немного подправить края острым лезвием (алюминий прекрасно режется бритвой!).

Конечно, пока до качества травления меди хлорным железом еще далеко, но этот метод тоже может иногда применяться и решил поделится им с вами. 🙂

Травление алюминия в домашних условиях

Травление алюминия (изделий из данного металла) осуществляется для того, чтобы очистить его поверхность от верхнего, ненужного слоя либо от ржавчины. Также еще существует такая его разновидность — художественное травление, когда необходимо выгравировать рисунок на поверхности детали из металла.

Виды травления

Травление металлов вообще и алюминия в частности бывает двух основных видов: химическое и гальваническое. Последним методом осуществляют как раз художественное.

При химическом: изделие кладется в емкость, в которую предварительно налит раствор соляной или серной кислоты. Таким же способом осуществляется травление алюминиевой заготовки щелочью, например едким натром.

А гальваническое (иначе — электролитическое или электрохимическое) происходит благодаря электрической батарее. Сам процесс осуществляется в специальной ванне, где есть анод и катод.

Далее будет рассмотрен каждый из способов травления алюминия более подробно. Также выясним, какой метод наиболее безопасный в домашних условиях.

Травление алюминия кислотой

Ввиду того, что в данном процессе применяются очень сильные кислоты, то прежде всего необходимо соблюдать повышенные меры предосторожности при работе с ними. Оператор должен надевать перчатки, маску, фартук. Важно, чтобы помещение, где происходит сам процесс, хорошо проветривалось. Не имея определенных навыков и без определенных средств защиты работать с кислотами не рекомендуется.

Как уже отмечалось выше, изделие из алюминия помещается в емкость с кислотой. Наиболее часто при химическом травлении алюминия кислотой применяют следующие реагенты: соляная или серная кислоты. При взаимодействии их с металлом выделяется водород. Внешне это выглядит следующим образом: поверхность изделия покрывается мелкими пузырями. Но, в принципе, это можно предотвратить, если заранее добавить в емкость специальный ингредиент. Таким образом металл будет защищен от пузырьков тончайшей пленкой.

Очень важный момент: все операции по травлению изделия из алюминия кислотой необходимо выполнять интенсивно, чтобы сама поверхность металла осталась целостной.

Описываемый способ рекомендуется проводить в емкостях из дерева или бетона. При этом внутренняя поверхность ее должна быть облицована кислотоупорной плиткой, чтобы не разъедались стенки емкости.

Такой метод применяется на практике не очень часто.

Травление алюминия щелочью

Чаще всего при данном способе применяется водный раствор едкого натра (возможен вариант с добавками или без них).

А используется он для того, чтобы очистить поверхность алюминиевого изделия от оксида или ненужной смазки и получить более гладкую (матовую или глянцевую) поверхность.

Для чего вообще необходимо так тщательно очищать? Для того, чтобы готовое изделие (например, декоративные архитектурные элементы, таблички) имело идеальную поверхность. А также данный способ применяется для глубокой гравировки.

Метод травления щелочью алюминия, с одной стороны, является достаточно недорогим, но он очень трудоемкий.

Читайте также  Покраска алюминия в домашних условиях

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.

Дальнейшие процессы, происходящие при травлении щелочью

Во время данного процесса постепенно количество едкого натра становится меньше. И таким образом уменьшается и скорость самого протекания процесса, но повышается вязкость.

При условии, что в емкость совсем не добавлялось едкого натра, реакция может очень сильно замедлиться. Но в итоге коричневатый или чистый раствор для травления алюминия становится белым.

И с этого момента скорость процесса повышается.

В результате реакции в осадок выпадает гидрат окиси алюминия, который выглядит как суспензия. А также выделяется едкий натр, который также необходим, чтобы процесс травления продолжался.

Результаты при рассматриваемом способе

Экспериментально зафиксировано, что раствор едкого натра при интенсивном его применении в процессе травления начинает «поглощать» алюминий. И происходит это до тех пор, пока количество едкого натра не уменьшится до одной четвертой части от изначального объема. А уже после этого процесс продолжится свободным едким натром, колеблющимся в своем количестве. А это, в свою очередь, зависит от температуры, частоты использования и интенсивности остановок (пауз).

В этом случае гидрат медленно опустится в осадок или образует кристаллики на дне и/или по бокам емкости. Полученный гидрат будет достаточно плотным, и удалить его будет непросто. Иногда он так и норовит осесть прямо на поверхности нагревательных катушек.

Есть еще один важный момент, который касается содержания алюминия. Во время травления изделий из данного металла в едком натре необходимо четко соблюдать соотношение количества алюминия и натра. Потому что чем больше будет алюминия, тем медленнее будет происходить сам процесс. С точки зрения практики становится понятным, что необходимо постоянно увеличивать количество едкого натра по мере увеличения количества алюминия в емкости.

Таким образом, процесс травления алюминия щелочью можно продолжать постоянно. А потери едкого натра будут происходить только из-за уноса его с паром.

Этот метод реально применим с точки зрения практики. Но есть несколько нюансов, о которых не стоит забывать: время от времени удалять затвердевший осадок гидрата; чистить фильтр; помнить, что емкость, в которой осуществляется процесс, при постоянном ее использовании может служить не более двух лет.

А в остальном каких-либо осложнений касательно применения данного способа не было выявлено.

Итого, после химического травления алюминиевой заготовки необходимо ее поверхность тщательно промыть, нейтрализовать и осветлить с помощью 15-20%-го раствора азотной кислоты. Этот процесс называется декапированием.

Гальванический метод

Второй способ травления – гальванический. Он более простой и по времени происходит намного быстрее. А в результате получается очень качественная поверхность изделия, четкие контуры рисунка (при художественном способе, как разновидности гальванического).

Особенность данного метода заключается в том, что в нем применяют источник электрической энергии (4-5 В).

Также понадобится ванна такого размера, чтобы в нее поместилось изделие из алюминия. Материал, из которого изготовлена ванна, должен быть диэлектриком. Состав ванны для травления алюминия – это раствор медного купороса и поваренной соли.

Перед началом процесса заготовку необходимо очистить, а также обезжирить. Далее припаять оловом к изделию медную проволоку и опустить ее в раствор едкого натра, а потом – в раствор серной кислоты. Через 2 минуты достать и промыть под потоком горячей воды. Запрещено в этот момент изделие трогать руками.

Если некоторые участки заготовки травить не нужно, на них наносится мастика. После этого можно начинать сам процесс.

В данном методе применяются две так называемые опоры, которые необходимо присоединить к аноду (положительный заряд) и катоду (отрицательный) источника электроэнергии. Важно, чтобы эти опоры располагались поперек ванны. На опору с анодом крепится заготовка из алюминия, а на вторую – заготовка из другого металла.

Все это опускается в ванну и выдерживается определенное количество времени. После этого промывается скипидаром и дообрабатывается шлифованием и полированием.

Художественное травление

Этот вид гальванического метода достаточно популярен в настоящее время. С его помощью можно делать авторские рисунки, гравировку, художественные оттиски, орнаменты на любой заготовке из металла.

И в результате получается очень четкий, красивый рисунок. Так сказать, авторская работа, которую можно оставить себе или подарить.

Сам оригинал изображения можно нарисовать самостоятельно или распечатать (с помощью лазерного принтера) на бумаге. Далее на поверхность наклеить скотч и смыть бумагу горячей водой. По итогу изображение должно остаться на скотче. Оставить высохнуть. А тем временем необходимо подготовить поверхность металла, на которую будет наноситься рисунок – обезжирить ее спиртом.

Затем приклеить скотч с рисунком на поверхность заготовки, при этом выпуская из-под него пузыри воздуха. Снимается раскаленным шилом лишний клей и все ненужное, кроме самого изображения.

Травление осуществляется тем способом, который уже описан выше – гальваническим.

Внимание: при этом процессе есть вероятность выделения вредных газов, поэтому людям лучше выйти из помещения.

Таким образом, травление алюминия в домашних условиях вполне осуществимо. Только обязательно необходимо выполнять все важнейшие меры предосторожности!

Как я делал гравировку на алюминии у себя дома. Травление металла.

Приветствую, химики и радиолюбители!

С начала года нашей команде Endurance (LaserLab) задавали вопрос, сможем сделать лазером красивую гравировку на алюминии? И будет ли это доступно для всех?

Алюминий является распространенным металлом, поэтому неудивительно что люди хотят наносить на него свои гравировки. Я с удовольствием сделал это для алюминиевых брелока, флэшки и корпуса своего мобильного.

Какие свойства у алюминия?! Да, металл. T_плавления 600 градусов, с высокой теплопроводностью и часто имеет на своем покрытии оксид алюминия, у которого температура плавления больше 1100 градусов. Поэтому термообработка будет не такой простой. Давайте рассмотрим ещё вариант. Как вы знаете, провода делают из меди и алюминия. Алюминий является отличным проводником, значит, мы можем задействовать процесс электролиза. В этом и фишка, о которой читайте дальше! А именно, травление алюминия.

Всё просто!) Нам понадобятся:

  1. Вода (не больше 1 л).
  2. Источник электрического тока (от 9 до 12 В).
  3. Обыкновенная поваренная соль NaCl.
  4. Диэлектрическая емкость (например, из пластика).
  5. Гвоздь или другой острый твердый предмет.

И конечно лазер L-Cheapo! Мощностью 3-5 Вт.

Дальше действуйте по инструкции:

1. Подготовьте рисунок, который Вы хотите награвировать на алюминиевую пластину.

Например, растровое изображение логотипа.

Читайте также  Изготовление пеноблоков своими руками в домашних условиях

2. Избавьтесь от жира на своем алюминиевом образце. Покройте его любым из перечисленных материалов: коричневым скотчем, краской, лаком, лентой.


3. Поместите изделие на 3D-принтер, и запустите лазер в работу (необходимо разрушить поверхностный слой из пункта 2 и у Вас получатся открытые области).


4. Перемешайте соль в воде, получив концентрированный раствор.


5.1. Возьмите источник тока (на фотографии красный «плюс» и белый провод «минус»).
5.2. К минусу присоедините предмет из железа и опустите его в соляной раствор.
5.3. К плюсу присоедините образец из алюминия и опустите его в раствор в эту же емкость.
6. Подайте ток!


7. Ждите процесс электролиза (травления) в растворе около 5 минут. В зависимости от концентрации раствора и силы тока прикиньте время нужное для травления. Нам удавалось травить образец на фотографии за 3 минуты.


8. Достаньте образец из раствора.


Класс!!)

Перед помещением в емкость с раствором, не забывайте, что Ваш образец, на который нужно нанести рисунок, необходимо тщательно изолировать от внешней среды, за исключением тех областей, где должна быть нанесена гравировка.

Вы можете провести этот опыт как дома так и в своей мастерской.

С этой технологией каждый может стать мастером по гравировке на металле (как минимум, на алюминии).

Всё это ценные и практические знания. Будем рады, если Вы подпишитесь на новости Endurance

Гравировать? Легко!

Простой способ электрохимического травления рисунков на металлах

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!
Наверняка многие из Вас пробовали наносить различные рисунки на поверхность металлов. Ну или хотя-бы платы травили в хлорном железе.
Однако есть технология, позволяющая сделать рисунок с высокой степенью детализации практически на любом металле.

В данной статье Олег, автор одноименного YouTube канала «Олег Певцов», расскажет Вам про электрохимический способ травления. В конце статьи Я немного дополню автора, и добавлю несколько своих работ.

Эта технология очень проста в повторении, однако однозначно требует использования вытяжного шкафа!

Материалы.
— Алюминиевая банка
— Двухкомпонентная литьевая эпоксидная смола
— ПВХ труба, пластилин
— Наждачная бумага
— Бензин, соль, вода
— Пленка Oracal.




Следующим шагом мастер подготовил чертеж в программе CorelDraw, и вырезал его на самоклеящейся пленке Oracal при помощи режущего плоттера.

Это устройство весьма дорогое, и имеется далеко не у каждого. Но есть простое решение — достаточно отнести файл своего проекта в компанию, занимающуюся наружной рекламой. Они могут вырезать нужный рисунок за весьма небольшие деньги.

Собственно говоря, части этой пленки будут служить защитным слоем, под которым не будет происходить реакция с металлом. Вместо пленки можно использовать женский лак для ногтей, аэрозольную краску, и другие покрытия. Останется только процарапать в их поверхности нужный рисунок, но качество будет зависеть только от ваших способностей.





Для переноса вырезанных элементов лучше воспользоваться транспортной пленкой. С ее помощью удобно перенести сразу множество мелких объектов. В конце статьи Вы поймете, почему.

Эта пленка наклеивается поверх готовых элементов, и удаляется защитная подложка. После наклеивания на металл, пленка легко снимается, а сами детали рисунка остаются на поверхности.

У Олега всего два элемента, поэтому он перенес их на банку вручную.













В центральных частях несколько элементов не успели прореагировать. Они попросту «отключились» от источника питания, так как между их краями и анодом — разрывы.

Автор удаляет их при помощи ножа.






Вы сомневаетесь насчет травления других металлов этим способом? Вот мои работы шестилетней давности. Материал — медицинская нержавеющая сталь (ее даже кислоты не берут).

Это были пробные заготовки для пряжек. Про размеры — диски имеют диаметр 80 мм, толщина стального листа была 4 мм. Глубина травления составила около 0,2-0,35 мм.

Без транспортной пленки перенести все эти элементы (мантра ОМ) просто невозможно. Для улучшения травления в раствор добавлялось небольшое количество лимонной кислоты. Источником питания служил старенький компьютерный блок питания, использовался выход на 12 В. К сожалению фотографий техпроцесса у меня почти не осталось, написал бы целую статью. А так — в этом деле опыт набирается очень быстро.




Благодарю Олега за простой способ электрохимического травления металлов, и способ закрепить элементы на эпоксидной смоле!

Всем крепкого здоровья, удачи, и интересных идей!

Авторское видео можно найти здесь.

Антивандальная клавиатура: фоторезист + травление алюминия хлорным железом

Поставил шеф как-то передо мной задачу. Надо сделать дублирующую клавиатуру для управления контроллером станка, т. к. заводская быстро приходила в негодность, потому что сделана она из прозрачной самоклеящейся пленки, на которую на заводе наносят рисунок.

Работаю я на небольшом предприятии, которое занимается изготовлением пряностей. Занимаюсь обслуживанием упаковочных станков, электрохозяйства, локальной сети и т. д., короче всей техники, умной и не очень.
Так вот! После долгих раздумий и споров с шефом я все-таки убедил его, что для наших ламмеров — операторов корпус для клавиатуры лучше всего подойдет из «легированной орудийной стали», :cool:, но за неимением оной решили использовать высокопрочный алюминиевый корпус типа 203-125B, размерами 121×66×35 мм от Pros Kit.

Содержание / Contents

  • 1 Идея
  • 2 Подготавливаем поверхности
  • 3 Накатываем фоторезист
  • 4 Делаем фотошаблон
  • 5 Засвечиваем УФ-лампой
  • 6 Проявляем
  • 7 Травим в хлорном железе
  • 8 Завершающие операции
  • 9 Итого

У фрезеровщика были заказаны кнопки из алюминия. Куплен корпус в магазине. И тут встал вопрос как сделать нестираемые надписи на кнопках и корпусе. Пробовал нацарапать и залить краской. Вышло полное «фэээ»! Можно выгравировать! Так дремеля у меня нету, а искать по знакомым влом.

Лень, друзья мои, мощнейший двигатель прогресса. После недолгих размышлений вспомнил, что когда-то случайно капнул на алюминиевый радиатор хлорным железом. Пока стёр каплю, осталось пятно на радиаторе и небольшое углубление. Ага…

А если сделать трафарет из фоторезиста, а потом протравить? Подопытным кроликом выступил кусок дюралевой пластины. Все получилось на ура!

↑ Подготавливаем поверхности

Меня вполне устроила вот такая шероховатость. При желании можно и отполировать.

↑ Накатываем фоторезист

По фоторезисту ничего сказать не могу. Покупал в Интернет-магазине. Все, что было указано: «Фоторезист пленочный негативный индикаторный».

Отмеряем немного с запасом по краям, чтобы удобно было накатывать. Пленочный фоторезист состоит из 4-х слоев: нижний (он матовый) — полиэтилен, потом тонкий слой клея, потом, собственно, сам фоторезист, а сверху глянцевый защитный слой (лавсан). Аккуратно поддеваем матовый слой иголкой или скальпелем, отдираем полоску шириной миллиметров 5-8 и приклеиваем на корпус. Фоторезист легче накатывать вдоль длинны корпуса.

Да! Еще один нюанс. Корпус лучше подогреть над газом до температуры приблизительно 40 градусов. Тогда фоторезист лучше приклеивается. Постепенно отрывая основу, прикатываем фоторезист к поверхности жестким фотоваликом, или, на худой конец, пальцем. Выступающие края фоторезиста срезаем надфилем к корпусу или острым ножом.

Следите, чтобы под фоторезист не попали пылинки и пузырьки воздуха. В этом месте возможно попадет хлорное железо и будет бяка. Если пузырьки воздуха все же случились, можно аккуратно проколоть их острой иглой и сильно прокатать фотоваликом.
Верхний защитный слой пока не снимаем, потому что фотошаблон может приклеиться к фоторезисту (были случаи).

Читайте также  Можно ли расплавить стекло в домашних условиях?

↑ Делаем фотошаблон

Далее в любой удобной программе готовим фотошаблон и печатаем на прозрачной пленке для принтеров. При печати указываем максимальную контрастность и минимальную яркость, но тут надо пробовать. У меня Epson RX610. Настройки такие: качество печати «Наилучшее фото», «Оттенки серого», тип бумаги «Epson Matte», яркость: -25, контрастность+25.

Фоторезист негативный! То есть, где на шаблоне отсутствует краска, там фоторезист засветится и при проявке не смоется! Будьте внимательны.

↑ Засвечиваем УФ-лампой

Перед засветкой спрячьте кнопки. Если засветятся, надо будет заново накатывать фоторезист.
Засвечиваем фоторезист УФ — лампой. Время экспозиции около 1 мин.

Таким же способом засвечиваем и кнопки. Теперь можно снять верхнюю защитную пленку фоторезиста.

↑ Проявляем

↑ Травим в хлорном железе

Раствор сразу начинает бурлить. Алюминий вытесняет из раствора железо и оно оседает тут же, в месте травления. Его надо удалять мягкой ненужной зубной щеткой приблизительно раз в 30 сек. При этом надо быть осторожным: могут появиться сколы фоторезиста у краев изображения. Если такое случилось — немедленно промойте, просушите и скорректируйте скол водостойким маркером или тем же лаком для ногтей. Однако лак может разъесть фоторезист, будьте осторожны.

Травил я минут 5. После травления получаются углубления около 0,5 мм глубиной.
Снимаем фоторезист. При изготовлении печатных плат фоторезист можно снимать раствором едкого натра (каустической соды) или чуть разбавленным «Кротом» для прочистки канализационных труб. Но для алюминия это не подходит. Он темнеет от контакта с каустиком. Если протравленные углубления глубокие, то можно снять фоторезист наждачной губкой с водой, если не очень, тогда можно бросить в посудину с ацетоном или растворителем № 646 или 647 на 15-20 мин.

↑ Завершающие операции

Заклеиваем контур вокруг надписи строительным скотчем. Строительного скотча у меня не оказалось, поэтому заклеил алюминиевым.

И обильно заливаем все краской. Вот так:

↑ Итого

P.S.
Сильно прошу не пинать, пишу впервые. Надеюсь моя статья кому-то окажется полезной!
Успехов Вам! С Новым годом!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.