Травление алюминия: щелочами, кислотами, хлорным железом

Наиболее часто используемым средством для  травления алюминия является водный раствор едкого натра с или без добавок.

Он используется для общей очистки в тех случаях, когда необходимо произвести удаление оксида, смазки или субповерхностного детрита с большей продолжительностью травления для получения глянцевого или матового покрытия.

Это используется при производстве именных табличек или декоративных архитектурных элементов, для глубокой гравировки или химического травления. Данный метод травления является достаточно дешевым, однако он в то же время может стать слишком сложным для исполнения.

Нормальная рабочая температура для очистки и декоративной обработки составляет 60ºС. На рисунке дана скорость удаления металла при различной концентрации и температуре при 5-минутном травлении 99.5% листового алюминия.

Эти кривые применимы для свежеприготовленного раствору, при этом меньшие значения относятся к периоду после погружения алюминия в раствор. Сприндж и Швал опубликовали данные касающиеся скорости травления листового алюминия, имеющего чистоту 99.

5% и экструзии 6063 в растворах едкого натра с концентрацией 10, 15, 20% при температуре от 40 до 70ºС. Чатерджи и Томас так же провели подробно исследование травления едким натром экструзии 6063 и листов 5005, 3013.

Скорость травления 99.5% алюминия в едком натре.

Алюминий растворяется в едком натре с выделением водорода и формированием составного алюмината, который существует только в щелочном растворе. Происходящая в этом случае реакция может быть записана двумя способами:

Количество свободного едкого натра уменьшается по мере протекания реакции, вместе с этим уменьшается и скорость травления, электрическая проводимость уменьшается, а вязкость растет.

Если к ванне вообще не добавляется едкий натр, то реакция протекает очень медленно, однако, в конечном счете, чистый или коричневатый раствор приобретает молочно-белую окраску,  начиная с этого момента скорость травления снова начинает возрастать, и растет до значения, немного меньшего, чем начальная скорость травления. Наблюдаемую на этой стадии реакция можно записать следующим образом:

Формируемый гидрат окиси алюминия или Гибсайт имеет форму суспензии, при этом в ходе реакции так же происходит выделение едкого натра, столь необходимого для продолжения травления.

Ионная структура алюмината в растворах, имеющих высокий уровень рН является достаточно сложных вопросом, к счастью оператора эта проблема фактически не касается.

Муленар, Эванс и МакКивер провели исследование инфракрасного спектра и спектра комбинационного рассеяния для растворов алюмината натрия в воде и оксиде дейтерия (тяжелая вода), так же они изучали спектр ядерного резонанса для  Na и Al. Для  концентрации алюминия ниже 1.

5М они вывели 4 вибрационные зоны, две из которых были инфракрасно активными при 950 и 725 см-1, а так же 3 зоны комбинационного рассеяния, активные при 725, 625 и 325 см-1. Для алюминия так же существовала тонкая резонансная линия.

Все эти факты достаточно легко соотнести с существованием тетраэдрального Al(OH)4-, который является основным носителем алюминия в растворе.

При превышении концентрации алюминия 1.5М, новая вибрационная зона появляется при 900 см-1 для инфракрасной зоны и зоны комбинационного рассеяния при 705 и 540 см-1, в то время как зона ядерного резонанса для алюминия будет значительно расширена без смены положения.

Все эти наблюдения можно объяснить с точки зрения конденсации Al(OH)4-, с увеличением концентрации и формированием Al2O(OH)62-, причем в растворах 6М алюмината натрия эти две формы сосуществуют параллельно.

Было установлено, что раствор едкого натра при его непрерывном использовании будет поглощать алюминий до тех пор, пока объем свободного едкого натра не  сократиться до приблизительно одной четверти от оригинального объема, после чего будет продолжаться травление свободным едким натром, колеблющимся приблизительно на том же уровне с амплитудой, которая зависит от температуры, интенсивности использования и периода паузы. Гидрат в этом случае медленно осядет или кристаллизуется на дне и по бокам резервуара с формированием очень твердого гидрата, который очень трудно поддается удалению, при этом он, к сожалению, стремится осесть на поверхности нагревательных катушек. Здесь мы наблюдаем третью реакцию, т.е. реакцию дегидрирования гидроксида алюминия с формированием окиси алюминия:

Природа данной трансформации показана на рис. 4-10, где различное количество алюминия растворяются в 5% (вес) растворе едкого натра, а измерения проводятся на свободном едком натре сразу после каждого его добавления, а так же по прошествии трех недель.

Вплоть до 15 г/л алюминия остается полностью в растворе без изменений количества свободного едкого натра, однако как только начинается осаждение окиси алюминия, которое происходит незадолго до появления свободно различимого осадка, свободный едкий натр восстанавливается до 4%, т.е.

до 80% его начального значения. При продолжительном использовании это значения для подобного раствора может колебаться в диапазоне от 1 до 1.5%, иногда возрастая до 2.5%, в случае простоя, длящегося несколько часов.

Подобное же соотношение соответствует и для более высокой концентрации едкого натра, причем эти значения фактически не зависят от температуры.

Влияние растворенного алюминия на свободный едкий натр.

Другим важным влиянием алюминия является то, что при увеличении содержания алюминия скорость травления падает, причем достаточно явно, это отражено на рисунке. На практике это означает, что при необходимости поддержания постоянной скорости травления, необходимо увеличивать содержание свободного едкого натра по мере увеличения количества алюминия в ванне.

Итоговая реакция в таком случае будет происходить между алюминием и водой с выделением водорода и алюминия. В теории травление может таким образом продолжаться бесконечно, при этом потери едкого натра будут происходить только в результате уноса.

Данный метод работы с травильным резервуаром действительно применим на практике, однако надо помнить о необходимости периодического  удаления твердого осадка гидрата. Согласно существующему на настоящий момент опыту при работе в подобном режиме срок службы резервуара может составлять до 2-х лет.

  Фильтрация растворов едкого натра оказалась не столь успешной, из-за того, что очень мелкий осадок имеет тенденцию очень быстро забивать фильтр, однако в остальном никаких проблем, связанных с применением данной методики, выявлено не было.

Скорость травления в гидроксиде натрия 50 г/л, нитрате натрия 40 г/л при 60ºС в зависимости от концентрации алюминия.

Химический контроль раствора, применяемый перед выпадением осадка или в стабильном состоянии после выпадения осадка включает в себя определение общего количества натра и свободного едкого натра.

Содержание последнего может быть вычислено с достаточной точностью для практического применения путем титрования  с соляной кислотой, которое производится до тех пор, пока фенолфтолеиновый индикатор не теряет свою окраску.

В качестве альтернативы можно так же предложить потенциометрическое титрование.

Для восполнения потерь в результате уноса достаточно лишь поддерживать общее содержание едкого натра на фиксированном уровне, так как контролировать колебания свободного едкого натра в растворе не представляется возможным. Для точного определения, при котором в расчет так же принимаются карбонат и растворенный алюминий, применяется более сложный метод расчета, который приводится в таблице.

Одной из наиболее часто встречающихся проблем, касающихся травления с помощью едкого натра, является тенденция вызвать питтинг или  «сжигание» части или всей детали, которое сопровождается увеличением скорости травления до 300%. Это обычно происходит в сильно загруженных растворах, которые используются настолько интенсивно, что не имеют возможности восстановления.

В этом случае  гидрат кристаллизуется   на детали, что приводит к увеличению интенсивности локального травления, увеличению температуры и воздействию на границы зерен, которое обладает свойствами кислотного травления. Иногда достаточно тяжело избежать питтинга в растворах этого типа при попытке удаления анодной пленки.

Если это происходит, то необходимо понизить температуру.

Таким образом, можно видеть, что, несмотря на кажущуюся простоту процесса травления, на практике может наблюдаться много конкурирующих реакций, которые необходимо осознавать для получения хорошего результата.

Обычно данный фактор легко поддается контролю, однако на практике из-за экзотермической природы данной реакции часто возникает необходимость в охлаждении травильных ванн, особенно когда они находятся в непрерывном использовании.

Большинство травильных ванн используются при температуре от 55 до 65ºС, так как при более высоких температурах может наблюдаться загрязнение в результате травления при переносе, особенно это касается листовых материалов.

Источник: http://vseokraskah.net/him-ochistka/shhelochnoe-travlenie.html

Безопасный общедоступный состав для травления меди в домашних условиях — DRIVE2

Многие из нас занимаются травлением плат, пожалуй, с подросткового возраста. Рецепты предыдущих поколений известны и используются десятками лет.

Все известные методы обладают как индивидуальными, так и общими недостатками, усугубляемыми отсутствием собственной оборудованной мастерской, закрытой для доступа любопытных домашних питомцев и родственников.

Практически не удаляемые пятна, неприятный запах, общая опасность некоторых используемых реактивов и прочие причины влекут за собой необходимость оправдываться и доказывать очевидную вещь – пользу от занятий радиолюбительством.

Помимо прочего в самый неподходящий момент, так сказать на взлёте деятельной активности, вдруг не оказывается нужных компонентов, или оказалось, что они уже пришли в негодность. Порой, быстро и в доступных точках продаж, найти привычные или, вообще, любые реактивы и вовсе не представляется возможным, что влечёт за собой потери целых дней творчества…

Однако всё в этой жизни меняется… Растём мы, растут и наши запросы, увеличиваются рабочие напряжения и токи. И вот мы уже меняем медь 32 мкм на медь 105 мкм и длительность, и расход реактивов, и качество процесса нас не устраивают.

Для начала, рассмотрим, так сказать классику. Нетерпеливые могут, конечно, пропустить

уже известное и много где упомянутое, и начать с п.5. Но, думаю, краткое изложение по схеме: уравнение реакции, анализ течения с указанием окислительно-восстановительных потенциалов (далее по тексту ОВП), достоинства и недостатки, создадут более полную картину.

Следует заметить, что мы ориентируемся на нормальный ОВП а именно рассчитанный по справочным данным при активности как самого реактива, так и продуктов реакции равной 1 экв./литр.

Итак, с п.1 по п.4 рассматриваем классику:

1. Травление меди раствором хлорного железа.

Рис. 1 1 -стандартная упаковка; 2 — шестиводное хлорное железо; 3 — безводное хлорное железо (растворяется в воде со спецэффектами, но получаемый раствор аналогичен раствору из водного железа); 4- раствор в начале травления; 5 — отработанный раствор хлорного железа; 6 — меднёный гвоздь.

Движущая сила (разность нормальных ОВП потенциалов) для этой реакции составляет:

0,434 В.

Это не так уж и мало, но, потенциал и скорость процесса сильно уменьшаются по мере накопления в растворе продуктов реакции, что наверняка было всеми замечено. Поработавший раствор травит медь заметно медленнее, чем свежий.

Некоторые пытаются «оживить» отработанный раствор, осаждая из него медь гвоздями, скрепками и т.п., получая, сначала прозрачный зеленовато-голубоватый раствор, очень медленно превращающийся, при доступе воздуха, в ни к чему непригодную «чёрную жижу», которая, при утилизации, разукрашивает сантехнику в цвета ржавчины.

Однако удаление меди из отработанного раствора, совершенно бесполезно, поскольку вместо неё в растворе прибавляется хлорид закисного железа FeCl2, который растворять медь не способен в принципе.

Вопрос регенерации ХЖ решило бы добавление соляной кислоты, но если у вас она есть, и работать с ней вы согласны, то вам совершенно не нужно отработанное ХЖ, об этом ниже.

Достоинства:— умеренная скорость травления меди.— использование единственного основного компонента, а именно хлорного железа.— простота изготовления раствора «на глаз», главное, что бы концентрация была достаточной.

— не критична температура окружающей среды.

Недостатки:— Скорость травления и ОВП раствора заметно снижаются по ходу процесса.— Большим минусом этого метода можно назвать невысокую доступность хлорного железа для рядового радиолюбителя.

— Относительная дороговизна, порой на рынках заламывают немалую цену за мелкую фасовку.— Также, немалым минусом являются трудноудаляемые пятна, которые оставляет хлорное железо на всём, с чем только не соприкоснётся.

Одежда портится, обычно, необратимо.

— ХЖ заметно летуче, особенно при нагревании, плохо хранится (гидролизуется) при доступе воздуха, склонно вылезать из негерметичной тары, загрязняя собой и продуктами своего гидролиза все окружающие предметы.

2. Травление медным купоросом с солью.

Рис. 2 1 — варианты фасовки; 2 — соль и медный купорос; 3 — раствор бирюзового цвета до травления; 4 — отработанный раствор медного купороса.

Тут ключевую роль играет хлорид натрия (соль), поскольку, медь с медным купоросом практически не реагирует.

Движущая сила для этой реакции получилась немного меньше чем, у раствора хлорного железа — около 0,40 В. Следует заметить, что в процессе травления, на поверхности меди образуется осадок продукта реакции – нерастворимый хлорид меди(I) CuCl. Для успешного проведения травления просто необходим значительный избыток NaCl и подогрев, которые помогают справиться с этой напастью.

Несмотря на то, что отработанный раствор напоминает «чёрную жижу», он поглощает кислород из воздуха, и при подкислении, может быть регенерирован.

Достоинства:— доступность медного купороса, широко применяемого в сельском хозяйстве, как средство защиты растений.

— в отличие от ХЖ не оставляет таких пятен и разводов. Пятна получаются другого цвета – синие. Но, они легко удаляются уксусом.

Недостатки:— Медный купорос ядовит.— В последнее время цена медного купороса бьет рекорды, в отличие от размеров фасовки, которые систематически уменьшаются.— Требуется подогрев раствора для быстрого протекания реакции.

— Невысокая скорость травления.

3. Травление персульфатами (персульфат аммония или персульфат натрия).

Рис. 3 1 — упаковка и персульфаты россыпью; 2 — раствор до травленя прозрачен, после травления голубой ибо является раствором медного купороса и сульфата натрия.

Весьма интересная система, поскольку, казалось бы, одно вещество (персульфат чего-нибудь) — на самом деле, в процессе травления, распадается на три: перекись водорода, серную кислоту и не участвующий ни в чем сульфат натрия или аммония. Об этом факте говорит необходимость существенного подогревания раствора персульфата, которое необходимо для его гидролиза.

Движущая сила процесса, казалось бы бьёт рекорд 1,43 В! Вот только, практически, такой потенциал не достигается, поскольку персульфат, даже при нагревании его раствора не гидролизуется мгновенно и полностью.

• Достоинства— Высокий ОВП— Высокая скорость травления— Не оставляет грязных пятен
• — Однокомпонентный состав
• Недостатки— Доступность заметно ниже чем у ХЖ— Вместо пятен, склонен отбеливать и делать дырки в ткани.— Требуется подогрев
• — Применяются растворы высоких концентраций, поскольку больше половины массы реактива, в итоге, составляет балластный сульфат.
• 4. Травление перекисью водорода в соляной кислоте

Рис. 4 1 — 3% раствор перикиси водорода (аптеки); 2 — таблетки гидроперита (помимо медицины используются для отбеливания волос крашеными блондинками); 3 — соляная кислота — отлично портит вещи и раздражает кожу в то же время содержится в желудке ввиде от 0,4 до 0,6% раствора.

Перекись водорода уже присутствует в своей максимальной концентрации, что позволяет достигнуть максимального ОВП в 1,43 В.

В присутствие соляной кислоты или хлоридов реакция растворения меди протекает через образование промежуточного продукта CuCl, который не успевает выпасть в осадок и быстро окисляется далее. Образование этого продукта заметно понижает потенциал окисления меди, что существенно облегчает течение реакции. т.е. хлориды в данной системе являются катализатором.

Достоинства— Самая высокая скорость травления из всех рассматриваемых.— Не оставляет грязных пятен— Процесс быстро протекает при комнатной температуре.

1. — Высокая доступность: перекись можно купить в аптеке, а вместо соляной кислоты годится подсоленный аккумуляторный электролит.
2. Недостатки— Использование сильных кислот неизбежно приводит к дыркам в штанах и последующему разбору полётов.
3. и вот тут мы подходим к самому интересному:

5. Травление меди перекисью водорода в присутствие лимонной кислоты.

Рис. 5 1 — 20ти грамововая упаковка; 2 — россыпь лимонной кислоты; 3 — 15ти граммовые упаковки.

Анализ двух предыдущих методов (см. п.3 и п.

4) привёл меня к выводу, что природа, используемой совместно с перекисью водорода, кислоты имеет малосущественное значение, и будет оказывать влияние только на скорость травления меди.

Это значит, что можно использовать любую походящую кислоту, которая не окисляется перекисью водорода, например (роюсь в кухонном шкафчике) лимонную, ну или уксусную – но отставим пока уксус из-за неприятного запаха.

Выбор лимонной кислоты вызван тем, что она: доступна, имеет достаточную силу и не пахнет. Более того, лимонная кислота образует прочнейший комплекс с медью, что исключает всякое влияние продуктов реакции на её скорость! А для ускорения процесса следует добавить не расходующийся хлорид натрия.

Движущая сила процесса, внимание: 1,775 В, что является абсолютным рекордом!

Достоинства— Весьма высокая скорость травления.— Не оставляет грязных пятен— Процесс быстро протекает при комнатной температуре.— Не требуется труднодоступных реактивов: 3% перекись продаётся в аптеке, лимонная кислота – в гастрономе, а соль можно найти на любой кухне— Травильный раствор безопасен для тела и одежды

— Это самый дешевый метод травления меди!

Недостатки, куда же без них.— Средний цитрат меди малорастворим и может выпасть в осадок в т.ч. на поверхность травления. Для предотвращения возникновения проблемы не следует экономить лимонную кислоту.

Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора:

В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.

Соль при подготовке раствора можно не жалеть. Так как она играет роль катализатора, то в процессе травления практически не расходуется. Перекись 3% не стоит разбавлять дополнительно т.к. при добавлении остальных ингредиентов её концентрация снижается.

Однако добавление лимонной кислоты и перекиси вполне допустимо, но рациональнее приготовить свежий раствор.

Вы можете использовать вместо лимонной и уксусную кислоту, но неприятный запах и меньшая скорость травления могут вас не устроить. ОВП реакции с уксусной кислотой 1,35В – что в принципе не так уж и мало, например в сравнении с ХЖ.

Напомню для тех кто только начинает:

— Для приготовления всех травильных растворов необходимо использовать пластиковую либо стеклянную посуду.— Подогрев растворов следует проводить на водяной бане или специально предназначенными приспособлениями.

— Все растворы полученные после травления ядовиты из-за высокого содержания меди.— Соблюдайте технику безопасности при работе с сильными кислотами.

— Утилизация отработанных растворов допустима путём выливания в общую канализацию.

• — После травления плату следует ополоснуть слабым раствором уксуса и тёплой водой.
• Успехов вам и ровных дорожек!

Источник: https://www.drive2.ru/b/1426673/

Травление алюминия щелочью — Справочник металлиста

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.

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.

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.

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

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.

  Как отремонтировать резьбу в алюминии

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).

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.

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.

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!

Источник: https://2qm.ru/domashnij-ujut/sdelaj-sam/travlenie-aluminiia-v-domashnih-ysloviiah.html

Травление поверхности. Часть 2

Травление цветных металлов может проводиться как для окончательной отделки поверхности с последующим пассивированием (см. «Декоративные покрытия»), так и для подготовки к нанесению гальванических покрытий.

Медь и ее сплавы

Травление меди и ее сплавов проводят в растворах на основе серной, азотной, соляной или фосфорной кислот, в зависимости от способа изготовления изделия.

Окалина большой толщины, образовавшаяся при прокатке или термообработки, хорошо поддается травлению концентрированной серной кислотой, при этом не подтравливается металл.

Присутствие в растворе травления даже небольшого количества раствора нитратов или хроматов ускоряет процесс травления самого металла.

• Поэтому травление деталей из медных сплавов осуществляют в две стадии: сначала удаляют окалину в растворе серной кислоты (200 – 250 г/л) при температуре 50 – 800С, а затем проводят травление в  растворе из смеси серной и азотной кислот с добавкой хлоридов, сод. г/л:
• Серная кислота  500 – 550
• Азотная кислота  650 – 750
• Натрий хлористый  5 – 10
• Раствор предназначается для травления деталей из меди и латуни.
• Более подробно процесс травления различных металлов представлен в нашем обучающем курсе.

Снятие термической окалины с бронзовых сплавов типа БрОФ, БрБ, можно вести при температуре 135 – 1450С травлением в  растворе, содержащем 450 – 600 г/л едкого натра и 100 – 200 г/л азотнокислого натрия с последующей обработкой в течение 0,5 – 1 мин. в концентрированной соляной кислоте.

Предварительное травление термообработанной бериллиевой бронзы можно проводить в растворе серной кислоты (80 – 100 г/л) с добавлением в раствор бифторида аммония (30 – 50 г/л) при температуре 40 – 500С.

Алюминий и его сплавы

Травление алюминия и его сплавов ведут  в  растворе (5 – 10% )  едкой щелочи при температуре 20 – 400С, в который для уменьшения выделения газов, образующихся при травлении, добавляют раствор  0,5 г/л сульфанола НП-3, а для предотвращения образования плотного осадка аллюминатов, добавляют в раствор  2,5 – 3,5 г/л глюконата натрия.

  Что значит анодированный алюминий

1. Обработку литейных сплавов проводят травлением в растворе азотной кислоты (650 г/л) и плавиковой (120 – 140 г/л) при комнатной температуре.
2. Травление деталей, имеющих точечную сварку, осуществляют в растворе фосфорной кислоты (80 – 100 г/л) с кремнефтористоводородным калием (4 – 6 г/л).
3. Осветление поверхности деталей после травления проводят в растворе азотной кислоты (300 — 400 г/л) или в смеси растворов азотной и плавиковой кислот.

Титан, молибден, никель

• Термическую окалину с поверхности титановых сплавов удаляют травлением последовательно в два этапа: разрыхление – в щелочном расплаве едкого натра с азотнокислым натрием при температуре 300 – 3200С и травление при комнатной температуре в растворе, сод. (г/л):
• Серную кислоту  80 – 100
• Азотную кислоту  130 – 140
• Плавиковую кислоту  40 – 60,
• при комнатной температуре.
• Для снятия травильного шлама используют раствор кислот азотной (100 – 200 г/л) и плавиковой (10 – 30 г/л).
• Особенно большое значение операция травления в растворах приобретает при осаждении на титан гальванических покрытий, так как при этом требуется удалить с поверхности путем травления в растворе тонкие окисные пленки, препятствующие прочному сцеплению с основой.
• Окислы с поверхности молибдена можно удалить травлением в растворе , содержащем  10 г/л едкого натрия и 250 мл/л перекиси водорода (30%-ный раствор) при 40 – 500С .
• Изделия из никеля и его сплавов обрабатывают травлением в растворе серной кислоты (20%-ном) с добавкой хромового ангидрида при температуре 60 – 800С.

Точную очистку поверхности никеля, вольфрама, ковара проводят травлением в растворе из смеси муравьиной кислоты, перекиси водорода и воды в об.% : 10, 45, 45.

Ванны травления и активации поверхности металлов

Активирование поверхности

1. Активирование поверхности проводится с целью удаления тонких окисных пленок, ухудшающих сцепление покрытия с основой, непосредственно перед нанесением покрытия, поэтому растворы травления выбираются в зависимости от состава раствора электролита на последующей операции.

2. Активирование поверхности стальных деталей перед никелевым или цинковым покрытием  проводят травлением в растворе (5 – 10 %) серной или соляной кислоты в течение 0,1 – 1,0 мин.

3. Активацию поверхности деталей из меди и медных сплавов перед осаждением сплава олово-висмут проводят травлением в растворе только серной кислоты, во избежание попадания в электролит хлор – ионов.

4. Активацию серебряных покрытий перед родированием или палладированием также проводят травлением  в растворе серной кислоты (0,5 – 1,0%).

Последней операцией перед осаждением гальванического покрытия после травления является промывка деталей. От чистоты промывки зависит качество осаждаемого покрытия. Во избежание брака используйте для отмывки от растворов травления струйную промывку, каскадную или диффузионную. Это позволит снизить расход воды и повысить качество покрытий.

Следует помнить, что при травлении  металлов в растворе образуются вредные вещества, поэтому необходимо применять необходимые меры  безопастности (см. «Безопасная гальваника»).

За услугами по выбору раствора травления обращайтесь к нам.

Внимание! Учебный курс по гальванике! Узнать подробнее…

Источник: http://blog.tep-nn.ru/?p=1672

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.

Источник: https://ssk2121.com/travlenie-alyuminiya-schelochyu/

ПОИСК

    Литая сталь машинной обработки Литая сталь травленая Алюминий полированный Алюминий машинной обработки Алюминий травленый [c.

138]

    Вначале сталь для горячего цинкования погружают в раствор соляной кислоты, чтобы снять всю ржавчину и окалину и сделать поверхность несколько шероховатой.

Травильная кислота обычно содержит органические ингибиторы, которые предотвращают излишнее воздействие коррозии на чистую сталь при восстановительном растворении окисных пленок и окалины. Отливки предварительно подвергают дробеструйной очистке.

Флюсование металла хлористым алюминием после травления осуществляют перед погружением в расплав цинка либо непосредственно при погружении путем пропускания через расплавленный флюс, находящийся на поверхности цинковой ванны (в некоторых случаях используют оба метода). [c.70]

    При травлении оцинкованного железа и изделий, в которых сочетаются сталь и цинк, а также алюминий в растворах серной или соляной кислот при 20—40° С, КПИ-3 необходимо вводить в количестве 0,2—0,3%, при этом степень защиты цинка в 5%-ной серной кислоте составляет 96—98,8%. Степень защиты алюминия в 18%-ном растворе соляной кислоты при 20° С составляет 99,3—99,8%. [c.68]

    Алюминия травление Аппретурное производство [c.634]

    Состав травильных растворов зависит от состава сплавов меди. Для травления алюминия и его сплавов применяют 10— 15%-ные растворы щелочи, содержащие 20—25% Na l. Для последующего осветления поверхности алюминия изделие выдерживают в концентрированной азотной кислоте в течение нескольких секунд. [c.279]

    Травление заключается в растворении на поверхности металла окислов, которое зачастую происходит неравномерно, так как отдельные зерна микроструктуры металла могут растворяться или оставаться инертными в зависимости от их расположения.

Этот процесс может быть чисто химическим, химическим в сочетании с электрохимическим или полностью электрохимическим (анодным). При химическом травлении в зависимости от обрабатываемого металла используются кислые или щелочные растворы.

Алюминий и его сплавы обычно протравливают в растворах щелочей, в которые могут быть введены буферные и смачивающие добавки, ингибиторы и ряд солей для снижения интенсивности процесса и связывания [c.66]

    В первом случае после действия агрессивной среды взвешивают образцы, обрав все продукты коррозии во-втором — необходимо все прод укты коррозии удалить. Если не удается собрать все продукты коррозии или они удалены не полностью, образец протирают до полного удаления продуктов коррозии.

Для стали можно рекомендовать 10%-иый раствор винно- или лимоннокислого аммония, нейтрализоваииого аммиаком (температура раствора 25— 100° С) для свинца, цинка и оцинкованной стали — насыщенный раствор уксуснокислого аммония, нейтрализованный аммиаком для меди и медных сплавов—5%-ный раствор серной кислоты, имеющий температуру 10—20 С. [c.337]

    Покрытия алюминия и его сплавов. Алюминий электрохимически покрывают металлами и сплавами. Для придания декоративного вида и увеличения поверхностной твердости его хромируют с целью повышения прочности сцепления резины с алюминием — латунируют, меднят, серебрят, для уменьшения переходного электрического сопротивления или улучшения паяе-мости — оловянируют. Однако непосредственное нанесение гальванических осадков из стандартных электролитов связано с большими трудност ями в связи < наличием плотной пленки оксидов. Присутствие пленки оксидов ухудшает сцепление осадков. Кроме того, алюминий может разрушаться во многих электролитах, особенно вследствие коррозии при контакте с металлом, обладающим более электроположительным потенциалом. Перед нанесением покрытия поверхность алюминия должна быть очищена путем травления или активирования. Затем наносят промежуточный слой, обладающий хорошим сцеплением. [c.332]

    После травления веобходныо проводить осветление. Алюминий к его дефор-иируемые сплавы ссветляют 30—S0 %-вой яэотиоВ кислотой, литейные — смесью азотной и плавиковой кислот в соотношении 3 1. [c.45]

    Сульфат железа (III) Ре2(30 )з применяется в качестве коагулянта при очистке воды, для травления алюминия, меди и других металлов, как аналитический реагент РеС1з — хлорид железа или хлорное железо — сильно гигроскопичные коричневато-желтые кристаллы, хорошо растворимые в воде. В растворах подвергаются гидролизу  [c.156]

    Можно ли считать коррозией окисление алюминия в процессе алюминотермии, окисление железа при электросварке, взаимодействие цинка с соляной кислотой при получении травленой кислоты для паяния  [c.239]

    В — при об. т. в смеси фтористоводородной и азотной кислот для травления алюминия. И — деревянные резервуары, покрытые парафином. [c.490]

    Как и при горячем цинковании, сталь подвергается травлению, предварительному флюсованию, а затем погружается в ванну с расплавленным алюминием, во время реакции с которым образуются слои сплавов алюминия с железом, а при удалении из ванны — покрытие из чистого алюминия.

Однако этот процесс является более сложным по сравнению с горячим цинкованием из-за двух основных факторов более высокой точки плавления алюминия и большей скорости образования окиси алюминия.

Окись алюминия, покрывая поверхность стали, погруженной в ванну, мешает образованию металлического покрытия. Прожилки окиси алюминия могут загрязнять поверхность покрытия при удалении изделия из ванны. [c.73]

    Реактив выявляет также микроструктуру сплавов типа А1 — Си—Ре—Мп, А1—Ре—Мп, А1—Си—Ре и других алюминиевых сплавов, а также границы зерен в алюминии. Травление в нагретом реактиве в течение 5—30 с с последующим охлаждением в холодной воде. [c.25]

    В травильную ванну можно вводить ингибитор травления, чтобы предотвратить растворение подготовляемого к травлению металла. Например, в сернокислотных травильных ваннах для стали используют компоненты типа тиомочевины, а в щелочных моющих растворах для алюминия — силикаты. [c.74]

    Травлением удаляют с поверхности металла оксиды. Этот процесс осуществляют химическим или электрохимическим способом.

В качестве травильных растворов нри химическом травлении обычно используют кислоты и щелочи для травления меди и ее сплавов применяют смеси HNO3, H2SO4 и НС1, для цинка и кадмия—5—20%-ный раствор серной или соляной кислоты, для алюминия— 5—10%-нын раствор H i или 10—20%-ный раствор NaOH. Электрохимическое травление имеет ряд [c.264]

    Алюминиевые бронзы обладают хорошими механическими свойствами и повышенной устойчивостью во многих средах. По устойчивости они превосходят оловянные бронзы.

Из них изготавливают детали клапанов, насосов, фильтров и сит для работы в кислых агрессивных средах, а также змеевики нагревательных установок, предназначенных для работ в разбавленных и концентрированных растворах солей при высоких температурах.

Алюминиевые бронзы с 7—12% алюминия наиболее устойчивы и могут успешно применяться для изготовления оборудования травильных ванн, например насосов, клапанов, корзин для травления и др.

Вальцованный сплав с 80% Си, 10% А1, 4,5% N1 и 1% Мп или Ре корродирует со скоростью менее 0,1 мм/год в 50%-ной серной кислоте при перемешивании и температуре 110°С или в 65%-ной серной кислоте при 85°С и скорости перемещения раствора 3 м/с. Известна также хорошая устойчивость алюминиевых бронз к действию слабых органических кислот и щелочей, за исключением аммиака независимо от концентрации и температуры. [c.122]

    В — при 50—60°С в 10—20%-ном растворе. И — стальные ванны для травления алюминия и алюминиевых сплавов. [c.335]

    Химическое травление цветных металлов ведут в разных кислотах или их смесях, а в некоторых случаях н в щелочах, напрнмер прн обработке алюминия и его сплавов В табл 22 приведены составы и технологн-ческне режимы для травления различных цветных металлов, наиболее широко применяемых в промышленности fl8, 45]. [c.42]

    Селективный солнечный поглотитель имеет высокую поглощательную способность при малых длинах волн и низкую степень черноты в длинноволновой области Такими свойствами обладает металлическая новерхность с тонким полупроводниковым покрытием.

Используются тонкие медные, никелевые или хромовые оксидные слои, образованные травлением или электрохимической обработкой покрытой медью стали (рис. 9). Можно также использовать гокрытия, полученные на алюминии в результате напыления и обжига и образованные осаждением в вакууме пленки.

Такие по1)С 5хпости используются в коллекторах солнечного излучения, а также в космических кораблях, исследующих отдаленные районы солнеч- [c.464]

в растворе хлоридов аммония и цинка, сушке и погружении в ванну с расплавленным цинком при температуре 440—470° С, либо мокрым способом, т. е.

материал после травления помещают в расплавленный цинк под слоем флюса, который по существу представляет собой цинкоаммониевый хлорид.

Легирующая добавка алюминия в количестве примерно 0,001—0,2% обеспечивает пластичность покрытия, повышает блеск, ограничивает образование хрупких фаз сплава и гарт-цинка, т. е. химического соединения железа и цинка, и предупреждает окисление поверхности расплавленного цинка, а следовательно, и образование цинковой золы. [c.76]

    Выбор катодов должен быть тщательно продуман. Для нена-углероживаемых металлов наилучшим материалом является графит высшей очистки. Применение металлических катодов создает возможность перехода примесей на осаждаемый металл.

При съеме осадка нужно очищать поверхность соприкосновения либо абразивом, либо травлением (например, осадок хрома на алюминий). Для осаждения кадмия, олова, индия может быть рекомендован чистый графит.

Лучше всего металлы высокой чистоты осаждать на основы, изготовленные из того же металла. [c.581]

    ПБ-5 Продукт конденсации анилина с уротропином Травление черных металлов в НС1 заш,ита емкостей для хранения НС1 солянокислотная обработка нефтегазовых скважин Сталь, алюминий [c.148]

В качестве коагулянта обычно применяли раствор, являющийся побочным продуктом после травления металла и содержащий купорос в количестве 30—35 млн .

Кроме того, в осветлитель подают известь до достижения pH, равного 10, в результате чего Са(НСОз)2 превращается в СаСОз и осаждается. Для мутной и жесткой речной воды лучшим [c.282]

    Фтороводород НР — исходное сырье для получения многих неорганических и органических фторидов. Например, НР используется для получения криолита Ыаз[А1Рб], необходимого при производстве алюминия. При помощи НР производят травление стекла. [c.125]

    В концентрированной азотной кислоте никель хорошо удаляется без травления основного металла с высокохромкстых н хромникелевых сталей, алюминия, п-пастмасс.

Для удаления ннкеля с углеродистой и мало-ле1 иlJoвaннoй стали прн комнатной температуре используется раствор, состоящий нз одного объема серной кислоты и двух объемов азотной кислоты и сульфата железа 5—20 г/л. [c.104]

    Для получения чистой виннокаменной к-ты, тартратов лр металлов, протрава прн гра-шении тканей, комлоиет ванн при гальванич лужении и серебрении металлов, дпя разрыхлитель теста [c.375]

    При защитном окрашивании стальной поверхности, если покраска должна обеспечить длительную защиту, важно, чтобы прокатная окалина, ржавчина и другие загрязнения были удалены. При ретушировании или перекрашивании предыдущее покрытие, которое было повреждено или отстало от основы, должно быть удалено.

В качестве абразивов для сухой струйной очистки применяют оксид алюминия, силикат алюминия, железный силикат или оливиновый песок, а также стальную дробь или сечку. В прошлом самым распространенным абразивом был кварцевый песок, но теперь его разрешают использовать только при определенных условиях, так как кварцевая пыль может вызывать болезнь, называемую силикозом.

Струйная очистка с помощью сжатого воздуха с сухим абразивом является самым распространенным методом подготовки для больших поверхностей под открытым небом. На промышленных установках осуществляют центробежную струйную очистку, при которой быстровращающееся колесо с лопатками выбрасывает абразив на стальную поверхность.

В настоящее время начинают широко применять влажную струйную очистку, при которой в струю дроби вводится вода. В отличие от сухой струйной очистки она не дает пыли и в то же время удаляет воднорастворимые поверхностные загрязнения, например хлориды. [c.85]

    Для очистки и придания блеска потемневшим изделиям из серебра используют растворы цианидов [30 г/л K N + 1 г/л Zn( N)2], концентрированные растворы тиосульфата натрия или разбавленные растворы гидроокисей щелочных металлов.

Контакт серебра с гальваническим покрытием осуществляется с помощью цинка или алюминия.

Так называемое отбеливание серебряномедных сплавов проводят в 10%-ной горячей серной кислоте после предварительной окислительной обработки при 600°С или травления в 44% -ной холодной азотной [c.147]

    В — при т. кип. — 400°С в сухой 8О2 Упм = 0,1 г/м -24 ч. Алюминий 99,5%-ный применяется для изготовления холодильных установок, оборудования для экстрагирования тиокарбамида жидкой 80г из сульфоцианида аммония или баллонов для двуокиси серы при травлении зерна. [c.409]

На всех образцах, в том числе и на пластинах, которые снимались с испытаний для получения промежуточных результатов, наблюдалось сильное обрастание раковинами и другими морскими организмами. Обрастание не оказывало заметного влияния на глубину питтинга на образцах, испытывавшихся в зоне прилива (т. е.

при переменном погружении), но при 5- и 10-летней экспозиции приводило к сильному травлению некоторых сплавов. Изменения прочностных свойств после 10-летней экспозиции для всех испытанных сплавов были небольшими.

Уменьшение временного сопротивления после экспозиции в условиях полного погружения составило для сплава 5086-0 3,7 %, 5154-838 5,1 %, 5457-Н34 5,2 %. Относительное удлинение высокочистого алюминия 1199 и сплавов 5154-Н38, 5456-0 и 5456-Н321 уменьшилось на 16—27 %, а сплава 5086-0 примерно на 6 %. [c.188]

    Оксиэтилидеидифосфоновая кислота является эффективным комплексообразователем и применяется для устранения жесткости воды 1—3], стабилизации перекисных соединений и поверхностно-активных веществ 11—8], травления алюминия и его сплавов [9], В аналитической химии это соединение используется прн определении тария [10] и переходных металлов для маскирования бериллия и титана при определении некоторых элементов, в частности, алюминия в технологии разделения редкоземельных элементов [И], для разделения нептуния и плутония [12]. [c.150]

Источник: https://www.chem21.info/info/616684/

Водные растворы для травления (удаления окислов с поверхности) алюминия и сплавов алюминия

Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Химический справочник / / Водные растворы и смеси для обработки металлов. / / Водные растворы для травления — удаления окислов с поверхности  / / Водные растворы для травления (удаления окислов с поверхности) алюминия и сплавов алюминия.

Водные растворы для травления (удаления окислов с поверхности) алюминия и сплавов алюминия. Травление (как подготовительная операция) позволяет удалить с металлических деталей прочно сцепленные с их поверхностью загрязнения (ржавчину, окалину и другие продукты коррозии). Основная цель травления — снятие продуктов коррозии; при этом основной металл не должен травиться. Ниже приводятся составы водных растворов для травления (г/л), а также рабочие температуры растворов и время обработки (выдержки в растворе) деталей. Помним, что: чистая азотная кислота 1,4 г/см3 = 0,71 см3/г чистая серная кислота 1,84 г/см3 = 0,54 см3/г чистая соляная кислота 1,19 г/см3 = 0,84 см3/г чистая ортофосфорная кислота 1,7 г/см3 = 0,59 х см3/г чистая уксусная кислота 1,05 г/см3 =0,95 см3/г не ошибитесь в вычислениях массы кислоты исходя из имеющейся у Вас концентрации оной. Итак, таблица: г/л Температура раствора Время обработки Состав 1: Гидроксид натрия = каустическая сода = каустик = Едкий натр = едкая щёлочь. Химическая формула NaOH 50-100 40-60°С 5- 10 с Состав 2: Азотная кислота 35-40 18-25°С 3-5 с Состав 3: Гидроксид натрия = каустическая сода = каустик = Едкий натр = едкая щёлочь. Химическая формула NaOH 25-35 40-60°С   0,5-2,0 мин   Кальцинированная сода=Na2CO3 20-30 Состав 4: Гидроксид натрия = каустическая сода = каустик = Едкий натр = едкая щёлочь. Химическая формула NaOH 150 60°С   15-20 с   Хлористый натрий = NaCl = поваренная соль 30 ! После травления детали промывают в 15%-ном растворе кальцинированной соды=Na2CO3 (или питьевой соды=гидрокарбонат натрия=NaHCO3=пищевая сода=бикарбонат натрия=натрий двууглекислый). Затем тщательно промывают водой.

Источник: https://tehtab.ru/Guide/GuideChemistry/SolutionsMixturesMetalls/DeRustWater/DeRustWaterAluminum/