Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Травление металла в домашних условиях; этапы гравировки металла

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.

Гравировка

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.

нанесение защитного слоя

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.

травление металла

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.

перенос рисунка на на металл

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

Читайте так же:
Чертеж колуна для дров ручной

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.

ванна для травления

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.

схема установки для травления

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.

пример травления

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

нож ручной работы

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 😉

Руководство по изготовлению печатных плат в домашних условиях

Итак, вы потратили несколько недель на разработку некоего устройства для интернета вещей, макетная плата утыкана бесчисленным количеством перемычек, и вы тщательно проверили, что всё работает, надеясь, что ничего не забыли. Отлично! Теперь, когда вы знаете, что ваша разработка работает, можете использовать ее, но разве было бы неплохо избавиться от всех этих перемычек и просто иметь один независимый модуль на плате.

Хорошей новостью является то, что с помощью нескольких обычных предметов домашнего обихода (и хлорида железа) вы можете создать свою собственную печатную плату. Использование печатной платы, вместо макетной платы, не только делает разработку более красивой, но также делает проще поиск и устранение неполадок, чем если бы вам пришлось пробираться через лабиринт проводов, чтобы проверить напряжения.

Читайте так же:
Чиллер из нержавейки своими руками

Следующее руководство продемонстрирует дешевый процесс изготовления ваших собственных печатных плат с использованием технологии переноса изображения тонером. Этот метод существует уже давно, но для него существует множество советов и приемов, которые являются ключевыми для успешного выполнения задачи.

Что нам понадобится

Два пункта, которые вы скорее всего не найдете у себя дома, – это хлорид железа и листы стеклотекстолита, покрытые медной фольгой; и хлорное железо, и фольгированный стеклотекстолит можно найти в ближайшем магазине радиодеталей, либо заказать на Aliexpress. Кстати, хлорное железо вы можете повторно использовать снова и снова (это хорошо, потому что это не тот химикат, который можно просто выбросить).

Перед покупкой фольгированного стеклотекстолита важно убедиться, что вы покупаете текстолит, покрытый только медной фольгой без дополнительно нанесенного фоторезиста, который необходим для изготовления печатных плат другим способом.

Журналы и каталоги, которые вам необходимо найти, должны быть из полуглянцевой бумаги – это упростит процесс переноса рисунка платы. Глянцевая бумага или фотобумага из магазина канцтоваров также хорошо подойдет, но журналы бесплатны. Остальные пункты, которые вам понадобятся, и так понятны; вы не обязаны использовать Kicad, существует много других программ, которые могут делать то же самое, но Kicad является бесплатным и довольно мощным программным обеспечением для проектирования печатных плат.

Предупреждение о безопасности при работе с хлорным железом: хлорид железа является мощным химикатом, который разъедает большинство металлов, а некоторые особенно сильно (следите за алюминием!), но не взаимодействует с синтетическими материалами, такими как пластик, чернила, лак для ногтей. Настоятельно рекомендуется надевать защитные очки, когда работаете с этим химикатом, и хранить его надежно закрытым, так как даже пары могут вызывать коррозию металла. Взгляните на бутылку:

Предупреждения на бутылке хлорного железа

Если символы внизу бутылки недостаточно ясны – если вам нравится ваша кожа, то возможно вам стоит надевать латексные или нитриловые перчатки. По всей вероятности хлорное железо не попадет вам на руки, но всё равно важно принять меры предосторожности. Если немного хлорного железа попадет вам на кожу, немедленно промойте ее с мылом и ХОЛОДНОЙ водой, и всё будет хорошо.

Также можно купить хлорное железо в сухом виде. Перед использованием его необходимо растворить в воде из расчета 200-300 грамм на 1 литр воды. При растворении FeCl3 в воде происходит сильное тепловыделение, поэтому добавлять FeCl3 в воду небольшими порциями при помешивании.

Шаг 1: проектирование вашей платы

Для этого руководства я разработаю простую плату для приемопередатчика 915 МГц RFM69HW; у самого модуля расстояние между контактами составляет 2 мм, что несколько уже, чем стандартное расстояние для макетной платы, и затрудняет прототипирование. Я разработаю промежуточную панель, которая использует стандартное расстояние, поэтому я смогу припаять разъем и вставить с ним плату в любую стандартную макетную плату. Представленный метод подходит для изготовления плат и для монтажа компонентов в отверстия, и для поверхностного монтажа, но в моем случае плата будет разработана под поверхностный монтаж. В этом случае компоненты не очень малы по размеру, но этот процесс может быть использован и на таких маленьких компонентах, как компоненты в корпусах MSOP, которые могут быть установлены на плату вручную.

В этом руководстве основное внимание уделяется процессу изготовления плат, поэтому я не буду подробно останавливаться на работе с KiCad; однако есть несколько вещей, на которые стоит обратить внимание. После того, как вы откроете программу, то сможете начать размещать компоненты таким же образом, как в программе моделирования, только в этом случае вы размещаете посадочные места компонентов; когда вы будете делать это, убедитесь, что в правой таблице выбран слой " F.Cu ", как показано на рисунке ниже.

Читайте так же:
Сталь это сплав железа с углеродом где

Kicad. Размещение элемента на плате

Всё красное будет напечатано на лицевой стороне платы, а всё желтое (сквозные отверстия) – на обеих сторонах; хотя в этом случае нам интересна только лицевая сторона. Когда вы закончите проектирование, необходимо будет экспортировать результат в PDF. Кликните на кнопку «чертить/plot» и выберите вывод в формате PDF, как показано на рисунке. Важно убедиться, что выбрана опция «Чертить зеркально» (Mirrored plot), иначе при изготовлении платы рисунок перенесется неправильно.

KiCad Экспорт в PDF

Шаг 2: печать платы

Теперь, когда чертеж экспортирован, вы можете его распечатать. Вырвите из журнала страницу и вставьте ее лоток ручной подачи лазерного принтера. То, что на странице уже что-то напечатано, не имеет никакого значения; нам важен лишь наносимый на нее тонер. Убедитесь, что на напечатанном рисунке нет размазывания и не отпечатавшихся пропусков; если всё же они есть, то вставьте другую страницу и повторите попытку снова.

Печать рисунка платы на странице журнала

Теперь, когда рисунок напечатан, пора перенести его на медь, но сперва необходимо подготовить плату. Когда вы купите лист стеклотекстолита, на меди на нем могут быть небольшие потемнения из-за окисления; обработайте плату с помощью металлической мочалки или шлифовального листа. Чтобы тонер прилипал к плате, необходимо, чтобы она была очень блестящей. После чистки платы воспользуйтесь мелкой наждачной бумагой, чтобы сделать ее поверхность слегка шероховатой. Это необязательно, но грубая поверхность может помочь тонеру лучше приклеиваться.

Шаг 3: перенос рисунка

Перенос рисунка на печатную плату с помощью утюга

Теперь возьмите напечатанный рисунок и положите его на медь стороной с тонером вниз. Включите утюг и дождитесь его нагрева, выставив самую высокую температуру и самую низкую настройку пара, если таковая имеется. Когда утюг нагреется, поместите его на бумагу на плате и пока не двигайте его. Подождите около 30 секунд, после чего можете начать разглаживать бумагу утюгом. Продолжайте гладить около 2 минут; это расплавит тонер и заставит его прилипнуть к медной фольге на плате. Теперь вам нужно удалить бумагу (это очень деликатный процесс, и терпение будет вознаграждено): возьмите лист стеклотекстолита с приклеившейся к нему бумагой и поместите его в ванну с холодной водой.

Вода должна пропитать бумагу, что сделает ее очень мягкой и позволит вам очень осторожно очистить от нее плату, получив в результате на стеклотекстолите чистую медную фольгу с отпечатком из черного тонера. Если на данный момент у вас не осталось тонера на плате, это означает, что вы недостаточно нагрели плату, и вам нужно будет попробовать еще раз, удерживая утюг на плате чуть дольше. В качестве альтернативы, если у вас есть ламинатор, пропустите через него пару раз плату с напечатанным на листе из журнала рисунком; в итоге, после вымачивания, вы получите очень хорошо перенесенный на медь рисунок.

Шаг 4: травление меди

Травление платы

Здесь начинается веселье: вылейте хлорное железо в пластиковую ванну. Эти работы лучше выполнять в хорошо проветриваемом помещении!. Чем температура хлорного железа выше, тем быстрее будет идти реакция. Поэтому, если вы делаете плату в жаркий день, оставьте бутылку на солнце, прежде чем начнете делать плату, и к тому времени, когда вы доберетесь до этого шага, хлорное железо успеет нагреться. Чтобы сделать обработку платы более простой и безопасной, я обычно сверлю в ней отверстие и вставляю в него провод или нитку, хотя это и необязательно. Перед тем как опустить плату в хлорид железа, обратите внимание на ее положение; если у вас лист двухстороннего стеклотекстолита, и вы не используете вторую сторону, то поместите плату неиспользуемой стороной вниз. Какая бы сторона ни была направлена вниз, она будет вытравлена быстрее, а вам нужно убедится, что на неиспользуемой стороне не осталось меди. После того как вы опустили плату в ванну, аккуратно почистите кисточкой сторону платы с нанесенным рисунком; это поможет пройти травлению более быстро и равномерно.

Читайте так же:
Топ бензиновых генераторов для дома

Этот процесс займет довольно много времени: вы, скорее всего, в первые 8 минут не увидите даже начала исчезновения меди. Хлорное железо будет вытравливать медь постепенно, и вы сможете увидеть прогресс. Если у вас плата большая, то это займет больше времени, но, как правило, примерно через 20 минут, плата будет вытравлена полностью, после чего вы должны будете вынуть ее и поместить в ванну с мыльной водой, нейтрализующей хлорное железо. Здесь вы можете увидеть синюю ванну с водой и мылом, подготовленную для вытравленной платы:

Ванны с хлорным железом и мыльной водой

После очистки платы вы должны получить чистую плату с черным тонером на защищенных участках меди, как показано ниже:

Вытравленная плата

Снова воспользуйтесь металлической мочалкой, чтобы счистить тонер с медных дорожек.

Плата после чистки

После обрезки лишних частей вы получите новую, готовую к пайке, печатную плату. Дважды проверьте все дорожки, чтобы убедиться, что ни одна из них не была нарушена в процессе изготовления. Если вы делаете плату со сквозными отверстиями, то воспользуйтесь дрелью с очень маленькими сверлами. Поздравляю, вы готовы припаять к плате компоненты схемы!

Готовая плата

Этот метода поможет вам изготавливать печатные платы, если нужно сэкономить или выполнить работу быстро. Однако стоит знать, что в интернете есть несколько мест, где можно заказать изготовление небольшой партии печатных плат (от 5 штук).

Как травить латунь? Виктор Воронин

Сегодня расскажу и покажу один из способов травления рисунка на латуни . Итак, нам понадобится: перекись водорода 100 мл, лимонная кислота 20 гр, соль 5 — 10 гр. и, конечно же, сама латунь.

Материалы для травления латуни - перекись водорода, лимонная кислота, соль

Для приготовления раствора просто смешиваем все ингредиенты.

Смешивание раствора соли, лимонной кислоты и перекиси водорода

Далее необходимо нанести рисунок на латунь. Я использовал для этого фоторезист, можно использовать и другие методы, например, покрыть лаком и выцарапать рисунок и т.д.

Пластинка латуни

Нанесение рисунка на латунь

Когда всё готово к травлению, опускаем нашу заготовку в раствор и оставляем в нём на время, необходимое для достижения требуемого результата. Я оставил на 1 час, за это время рисунок протравился на глубину примерно 0,1 мм.

Травление латуни в растворе

После окончания травления смываем остатки раствора.

Процесс травления латуни

Далее берем мелкую наждачную бумагу и полируем заготовку до блеска. При полировке наждачка не будет касаться рисунка т.к. он протравился в глубину и он останется темного цвета, благодаря чему будет хорошо выделяться. Если вас устраивает такой результат, то на этом можно закончить.

Протравленная латунь

Если же хочется более темный рисунок, то можно покрыть его патиной. Есть несколько способов это сделать, я расскажу об одном из них. Берем 10% раствор аммиака, который продается в аптеке, и наливаем небольшое его количество в какую-нибудь емкость. После этого помещаем туда нашу заготовку так, чтобы она не касалась раствора, закрываем емкость и ставим её в какое нибудь теплое место, чтобы пары аммиака образовывались более интенсивно. Оставляем на 2-3 часа.

Травление латуни парами аммиака

Если результат вас устраивает, то вытаскиваем латунь из емкости и опять полируем наждачкой.

Протрасленная латунь

Довольно интересная технология, с помощью которой можно изготовить, например, оригинальный брелок с любым логотипом или ещё что нибудь. Данный способ также подходит и для травления меди.

Травление меди перекись лимонная кислота

Травление меди перекись лимонная кислота-1

Эффективное травление меди перекись лимонная кислота

Травление меди перекись лимонная кислота — при помощи таких нехитрых и доступных в быту природных продуктов как перекись водорода, лимонная кислота и поваренная соль можно очень эффективно выполнять химическое травление медной фольги на печатной плате.

Читайте так же:
Полоса стыковочная для конвейерной ленты характеристики

В радиолюбительской практике при изготовлении печатных плат для электронных устройств в домашних условиях, именно такой метод травления я бы назвал наиболее предпочтительнее. Причем химическая реакция происходит намного быстрее, чем у традиционных реагентов обычно применяемых в таких случаях, например: хлорное железо.

Травление меди перекись лимонная кислота-2

Конечно можно поэкспериментировать и вместо лимонной кислоты взять к примеру уксусную, либо другую, которая не окисляется при соединении с перекисью водорода. Возможно также химический процесс мало чем будет отличаться от выше описанного. Но как то не комфортно в помещении возится с химикатами имеющие острый запах. Поэтому лучше все же использовать лимонную кислоту, к тому же не составляет никакого труда в ее приобретении, она имеется в любом продуктовом магазине и в разведенном состоянии практически не имеет запаха и безвредна. Стоит отметить, травление меди перекись лимонная кислота имеет еще один положительный момент — «Лимонка» создает очень прочный комплекс с медной фольгой, а это значит, что совершенно исключается любое воздействие элементов реакции на скорость!! Если есть необходимость увеличить скорость травления, то можно добавить раствор натрия хлорида, в быту это обычная поваренная соль.

Отличительные достоинства раствора

  • Чрезвычайно скоростное травления
  • Не образует грязных разводов после травления
  • Химический процесс происходит при средней комнатной температуре
  • Все реактивы имеются в свободной продаже: перекись водорода всегда есть в аптеке, лимонная кислота в любом магазине продуктов, ну а соль имеется у каждой хозяйке
  • Приготовленный раствор из компонентов перекиси и лимонной кислоты абсолютно безвреден для кожного покрытия человека и его одежды
  • Совершенно очевидно, что данный метод травления печатных плат самый мало затратный!

Есть и некоторые недостатки, как известно без них ничего не бывает

Цитрат меди практически не растворяется и может образоваться в виде осадка, и что не желательно на поверхности платы. Чтобы избежать таких моментов не стоит экономить на лимонной кислоте.

Оптимальный рецепт приготовления раствора для травления:

Взять 100 мл перекиси водорода и добавить в нее 30г лимонной кислоты и грамм 5-6 обычной соли, затем тщательно все перемешать. Этого количества раствора вполне достаточно для травления печатных плат площадью 100 см2.

Кстати в процессе изготовления раствора соль тоже не нужно жалеть. Как говорят «кашу маслом не испортишь», так как она выполняет функцию катализатора, то за все время травления она практически не убывает. Перекись водорода должна оставаться такой, как есть, то есть без дополнительного ее разбавления во избежания снижения концентрации.

Если процент перекиси водорода в растворе окажется завышенным, то тогда и травление пойдет быстрее, но добавляйте без фанатизма, так как это раствор вы про запас не оставите — он не подлежит хранению и не годится для повторного использования. Определить слишком большой процент перекиси в растворе очень просто — начнется интенсивное выделение пузырьков во время травления. Тем не менее добавление к уже готовому раствору лимонной кислоты и перекиси водорода возможно, но все таки рекомендуется изготовить новый раствор.

Можно попробовать заменить лимонную кислоту уксусной, но думаю что вам не слишком понравится с ней работать, ввиду резкого запаха и медленным травлением.

Небольшая памятка для тех кто впервые пробует:

— чтобы сделать раствор для травления, необходимо иметь пластиковую или стеклянную емкость.

— подогревать раствор нужно только в горячей воде, но никак не на открытом огне.

— использованные растворы ядовиты из-за высокой концентрации меди.

— протравленную печатную плату необходимо обработать шести процентным уксусом и промыть в проточной воде.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector