Как травить сталь кислотами

Поскольку медь и цинк в последнее время довольно сильно выросли в цене, многие художники, специализирующиеся на вытравливании узоров на металле, перешли на сталь. Хотя сталь и не настолько изысканный металл, как медь, она лучше цинка и является к тому же более устойчивой, особенно при использовании в качестве печатной платы. Кислотой можно травить несколько видов стали, включая малоуглеродистую и нержавеющую. При травлении стали придерживайтесь данной инструкции.

Метод 1

Метод 1 из 2:

Подготовка стали к травлению

Загрузить PDF

Вы можете вытравливать на нержавеющей, мало- или высокоуглеродистой стали. Тип стали будет определять наиболее подходящую кислоту для травления.
Счистите любые заусенцы по краям стальной детали, на которой вы планируете вытравливать узор. Если вы вытравливаете узор на стальной пластине, то заусенцы на обратной стороне можно оставить.
Используйте хлорсодержащее чистящее средство на абразивной губке, щетку с металлической щетиной, тонкую металлическую мочалку, мокрую наждачную бумагу марки 600 или корундовую бумагу; трите поверхность круговые движения. Вам нужно, чтобы поверхность была достаточно шероховатой для того, чтобы материал резиста держался не ней, но не поцарапанной, иначе у вас будут вытравлены лишние линии, которые не являются частью узора.
Вода должна омыть всю поверхность стали.
Реклама

Метод 2

Метод 2 из 2:

Травление стали

Загрузить PDF

1
Выберите изображение, которое вы хотите вытравить на стали. Вы можете нарисовать изображение от руки или же воспроизвести существующее изображение на поверхности стали. В зависимости от выбранного вами метода переноса изображения, у вас может получиться либо очень простой узор, либо довольно сложный.
- Если вы планируете воспроизвести существующий узор, то выберите что-то с высоким контрастом черного и белого.
- Если вы планируете делать и продавать отпечатки ваших вытравленных узоров, выберите изображение с публичным доступом или получите разрешение от владельца авторских прав, если они существуют.
2
Переведите ваш узор на поверхность стали. Вы можете перевести узор одним из перечисленных ниже способов. Однако имейте в виду, что независимо от способа переноса он получится обратным изображению, получаемому при вытравливании на стали. Если вы планируете использовать пластину с вытравленным узором исключительно как украшение, а не для печати с его помощью, то это не будет иметь для вас значения.
- Старейший метод перевода изображений – это нанести на сталь покрытия из жидкого лака или воскоподобной субстанции (например, пчелиного воска), или даже эмалевой краски или лака для ногтей. Такое покрытие называется грунтом. Вы можете процарапать ваше изображение прямо на грунте с помощью иголок или режущих инструментов. (Данный процесс напоминает резьбу по дереву.) Грунт будет служить резистом, изолирующим от действия травильной кислоты те покрываемые им участки стали.
- Другой метод – покрыть поверхность стали следами перманентных маркеров в тех местах, которые вы не хотите протравливать. Чтобы определить самый лучший резист, вам придется поэкспериментировать с несколькими перманентными маркерами различных брендов и цветов.
- Третий метод заключается в создании трафарета, переносимого на сталь с помощью утюга, либо фотокопированием картинки на переводную бумагу, либо печатью его на глянцевой фотобумаге лазерным принтером. Положите бумагу на поверхность стали изображением вниз и выставленным на высокую температуру утюгом разглаживайте ее плавными круговыми движениями в течение 2–5 минут. (Если вы используете переводную бумагу, то давите на нее аккуратно, а если используете фотобумагу, то вдавливайте утюг с силой.) После этого вы можете снять бумагу. (Переводная бумага отслоится сама по себе, а для удаления фотобумаги требуется поместить ее в лоток с горячей водой для размягчения.) Переведенные чернила станут резистом для травильной кислоты.
Вы можете наклеить на края стали клейкую ленту или закрасить их. Оба метода предотвращают травление кромок стального изделия
4
Выберите кислоту, которой вы будете травить сталь. Возможные альтернативы – соляная (хлороводородная) кислота (HCl), азотная кислота (HNO3), или серная кислота (H2SO4). В качестве травильных веществ можно использовать определенные вещества, не являющиеся кислотами, но дающие кислую среду в воде, например хлорид железа (III) (FeCl3) или сульфат меди (CuSO4). Сила кислоты определяет скорость протравливания стали. Вы можете приобрести травильные кислоты и соединения в магазинах химикатов или оборудования для электроники.
- Чтобы получился раствор хлороводородной кислоты, хлорид железа (III) обычно смешивают с водой в равных количествах. Чаще всего он используется для травления меди, однако хорошо справляется со своей задачей и на нержавеющей стали. Его применяют в сочетании с более широким по сравнению с другими кислотами спектром материалов-резистов; однако без надлежащего внимания он может вызвать питтинговую коррозию поверхности.
- Сульфат меди больше подходит для травления мягких и нержавеющих сталей. Лучше смешать его с хлоридом натрия (NaCl – обычная поваренная соль) в соотношении 1 к 1, чтобы предотвратить образование на поверхности стали осадка меди, которая остановит процесс травления. Синий раствор постепенно тускнеет по мере прохождения процесса травления и становится бесцветным по его окончании.
- Азотная кислота, как правило, смешивается в соотношении 1 часть азотной кислоты с 3 частями воды. Ее также можно смешивать с уксусной кислотой (уксусом) в соотношении 1 к 1, или с соляной кислотой.
- Использовать серную кислоту можно только с концентрацией от 10 до 25 процентов. Разбавленный раствор серной кислоты, как правило, более эффективен по сравнению с концентрированным. Однако кислоты травят сталь дольше, чем соединения, образующие с водой кислоты.
5
Погрузите стальное изделие в ванночку с травильной кислотой. Обычно следует класть стальную пластинку в раствор лицевой стороной вниз, чтобы металл, подверженный травлению, хлопьями падал с пластинки вниз. Это дает более четкие линии при травлении стали. Если же вы положили пластинку лицом вверх, то вы можете сметать хлопья легкой кисточкой или пером по мере их образования, при этом также будут удаляться образующиеся пузырьки. (Пузырьки тормозят процесс травления, но если их оставить, они могут образовать интересные узоры.) Оставьте стальную пластинку, пока линии не приобретут нужную вам глубину.
- Независимо от того, положили ли вы стальную пластинку лицом вверх или же вниз, поднимите ее каким-либо образом над дном ванны. (Это особенно важно, когда пластина лежит лицевой стороной вниз.)
- Периодически взбалтывайте травильную ванну, чтобы раствор был хорошо перемешан.
6
Достаньте и очистите стальную пластинку. Промойте пластинку водой, чтобы удалить кислоту. Если вы использовали очень сильную кислоту, вам также понадобится пищевая сода для ее нейтрализации. Затем вам нужно будет снять резист, воспользуйтесь одним из следующих методов в зависимости от материала:
- Для удаления грунта на основе краски или лака, используйте скипидар (лак для ногтей удаляйте ацетоном).
- В случае воскоподобных грунтов используйте спирт, метанол или стальную мочалку.
- Для удаления водорастворимых чернил используйте проточную воду, а для удаления чернил, нерастворимых в воде, – спирт.
Реклама

Советы

Другой способ вытравливать узор на стали называется анодным или гальваническим травлением. Согласно этому методу, стальная пластинка подсоединяется к положительному полюсу батарейки на 12 В, а ванна с травильным соединением – к ее отрицательному полюсу. Травильное соединение, или электролит, в этом методе не является кислотой, но действует как кислота при ионизации электрическим током.
Травильные кислоты можно использовать для травления стальных пластинок более одного раза. После каждого использования кислоты, ей будет необходимо больше времени, чтобы протравить на ту же глубину следующую стальную пластинку.

Предупреждения

Всегда работайте в хорошо проветриваемом помещении и надевайте резиновые перчатки и защитные очки, чтобы защитить вашу кожу и глаза от травильной кислоты. Кроме того, неплохо было бы иметь поблизости чистую воду, чтобы при случайном попадании кислоты промыть глаза или кожу.
При разбавлении кислоты вливайте кислоту в воду, а не наоборот. Добавление воды к концентрированной кислоте приводит к нагреву и разбрызгиванию кислоты. Когда вы добавляете кислоту в воду, вода безопасно распределяет кислоту.
Когда травильная кислота станет слишком слабой для травления стали, отнесите ее в пункт утилизации опасных отходов. Не сливайте ее в канализацию.

Что вам понадобится

Стальное изделие для травления (пластинка или лезвие ножа)
травильная кислота (соляная, азотная или серная) или травильное соединение (хлорид железа (III) или сульфат меди)
Резиновые перчатки
Защитные очки