Травление металла медным купоросом с солью

Обновлено: 16.06.2024

У каждого мастера свой путь. Когда появляется опыт в основной сфере работы, хочется немного разнообразить изделия, совместить другие техники. Именно о таком порыве и пойдет речь. Я давно заглядываюсь на технику травления металла, уж очень красиво изделия в этой технике получаются. И как всегда увидев что-то новое, хочется срочно в этом разобраться! И вот все вокруг становится не таким уж важным, ведь тебе это нужно. жизненно необходимо! Знакомое чувство?

Итак, в серии этих статей я остановлюсь на 5 возможных составах для травления меди, показав их химическую и бытовую стороны. Многие составы не являются открытием, так как использовались нашими дедами из поколения в поколение. А еще часто случается, что очень хочеться, но компонентов не найти. и взлетели бы, да крылья связаны. И тут вас ждет сюрприз!

С 1 по 4 пункты рассматриваем классику. А 5 пункт — это десерт для страждущих! Так что, если вы опытны и рассмотрение классических подходов вам не интересно, переходите сразу к пятому.

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.

А теперь немного химии.

Уравнение реакции при травлении хлорным железом (далее по тексту ХЖ) выглядит следующим образом:

(1) 2FeCl3+ Cu2FeCl2+CuCl2

Окислительно-восстановительные процессы, протекающие при этом, выглядят так:

(2) Cu Cu2++2e +0,337 В

(3) Fe3- + e Fe2- +0,771 В

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 прочим, получая, сначала прозрачный зеленовато-голубоватый раствор,

(4) CuCl2 + Fe FeCl2 + Cu

Очень медленно превращающийся при доступе воздуха в ни к чему непригодную «чёрную жижу»,

4FeCl2+2H2O+O2 2FeCl3 +Fe(OH)3+ Fe(O)Cl +HCl (имеет склонность улетучиться)

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.

умеренная скорость травления меди
использование единственного основного компонента, а именно хлорного железа
простота изготовления раствора «на глаз», главное, чтобы концентрация была достаточной
некритичная температура окружающей среды

Скорость травления и ОВП раствора заметно снижаются по ходу процесса.
Большим минусом этого метода можно назвать невысокую доступность хлорного железа для рядового обывателя.
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 (возможны разные, можно приобрести в магазинах для цветов); 2 - соль и медный купорос; 3 - раствор бирюзового цвета до травления; 4 - отработанный раствор медного купороса.

В упрощенном виде реакция выглядит так:

(5) Cu+CuSO4+2NaCl 2CuCl +Na2SO4

(6) CuCl+NaCl Na[CuCl2]

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

Электрохимия при травлении смесью медного купороса с солью такова:

(7) Cu+ Cl- CuCl+e +0,137 В

(8) Cu2++Cl-+e CuCl +0,54 В

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

(9) 4CuCl + O2 + 4HCl 4CuCl2 +2H2O

а без кислоты будет как-то так

4CuCl + O2 + 2H2O 4Cu(OH)Cl

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.

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 (6)
невысокая скорость травления

Вот, пока пыталась выложить статью, оказалось, что она слишком большая. И пришлось ее разделить на 3 части.

Надеюсь информация о первых двух способах кому-нибудь пригодится! А нас ждут еще 3 способа!

Обещанный пост про травление.

Всем рукастым Драйвовчанам привет.
Обещанный пост про травление, много букофф. Этот способ подходит для любых металлов: сталь, медь, латунь, алюминий и т.д.
Сразу скажу, что в этот раз я немного экспериментировал с материалом покраски, так, что результат получился несколько хуже чем обычно. Но суть, принцип и последовательность работ от этого не меняется, так, что погнали.
Берём подготовленную заготовку, на которой планируется нанести травление. Наносится красящее покрытие, для этого можно использовать любую краску, лак, я даже где-то читал что использовали «кузбасслак», в общем главное что бы водой не растворялось. Покрываем изделие и даём высохнуть. Я обычно использовал аэрозольные автомобильные краски, но в этот раз решил попробовать неводную морилку светлого оттенка. Использовать её я решил потому, что в случае успешного результата данного экспериментального травления, можно наносить рисунок на металл методом ЛУТ, после покрывать данной морилкой, а поскольку она прозрачная рисунок на металле будет хорошо виден и его будет легко и более качественно процарапать.

Предварительно обезжирив, покрываем топор морилкой или краской. Краску лучше использовать светлых тонов.

При помощи копировальной бумаги переносим выбранный рисунок на заготовку, рисунок я прижимаю осколками магнитов из ЖД. Если есть художественные способности можно рисовать прямо по краске без шаблонов.

Получаем рисунок на поверхности металла, потом тонким маркером или как я гелевой ручкой поправляем линии рисунка.

После чего начинается длительный и весьма нудный процесс удаления лишней краски, картинку на бумаге желательно иметь под рукой для сравнения.

После окончания очистки поверхности от лишней краски к заготовке присоединяем «+» провод от источника постоянного тока, в данном случае я использовал 2 кусочка дерева, 1 заточен на клин и им прижимается оголённый провод к металлу. Можно использовать любой источник тока, начиная от зарядного устройства от телефона до инверторного сварочного аппарата. Разница будет только в скорости травления, но чем меньше ток, тем точнее и качественнее происходит травление.

Я использую вот такое, ещё советское зарядное устройство. Оно с возможность переключения на 6 и 12 вольт. Мелкие заготовки и рисунки я травлю на 6-ти вольтах.

Помещаем заготовку в емкость, где будет проходить травление, с двух сторон располагаем металлические пластины к которым подключен «-« и заливаем солёной, очень солёной водой. Я сыплю соль в воду без точной пропорции, пока она растворяется, в данном случае примерно 2/3 пачки на 3 литра воды.

Включаем источник постоянного тока в сеть 220 в., если полярность подключения соблюдена то над пластинами подсоединёнными к минусу начнётся «кипение», если «закипело» над заготовкой то нужно сменить полярность.

Периодически (мин.10-15) отключив блок питания от сети достаём заготовку, промываем в чистой воде, мягкой кистью стирая следы окисления на заготовке. На фото очень чётко видно «линия хамон» от заводской закалки топора.

После, примерно часа, достаём заготовку, отсоединяем все провода, очищаем от остатков краски и, ещё не любуемся, но уже видим, получившийся результат. В моём случае видны следы травления тех местах, где их быть не должно. По моему мнению это произошло из-за использования неводной морилки, видимо для длительного контактирования с такой агрессивной средой она не подходит, лучше использовать краску, хотя она и дольше сохнет, но такого «не санкционированного» травления не происходит. А для травления на цветных металлах и неглубоких рисунков я думаю морилка подойдёт.

Затем следует длительный процесс шлифовки и полировки, а вот теперь можно и любоваться на получившийся топорик (ну или что Вы там травили). На фото ещё не полированный топор.

Травление металла в домашних условиях

Для начала берем клинок, хорошенько проходимся по нему наждачной бумагой и растворителем.

После этого, набросаем на него эскиз предполагаемого рисунка маркером.

Лаком для ногтей аккуратно закрашиваем свой эскиз.
Если лак выступает за пределы эскиза - ничего страшного, все это можно легко протравить в дальнейших операциях.

Прошу обратить внимание: Лак образует плёнку, которая защищает металл от травления.

Поверхность под лаком травиться не будет.

Кроме самого рисунка, стоит защитить торцы изделия, а в моем случае еще и РК клинка.

Даем лаку подсохнуть некоторое время, затем начинаем корректировать рисунок и исправлять косяки.
Для корректировки можно использовать шило или обычную иголку. Убираем лишние ляпы и правим линии, чтобы они выглядели более плавными.

Теперь начинается химия процесса:
Для травления нам нужен раствор медного купороса и соли.

Я использовал на литр воды 100гр. соли и столько же купороса.

Воду для раствора лучше брать горячую(только что скипевшую), чтобы сократить время реакции.

Опускаем наше изделие в раствор, ждем.
Предположительное время травления 25-40 минут.
Все зависит от того, какая глубина травления вас устроит.
Чтобы ускорить реакцию можно увеличить концентрацию купороса.

Во время процесса на клинке образуется рыжий налет, который мешает дальнейшему протеканию реакции травления,
поэтому периодически необходимо доставать клинок и промывать его под теплой струй воды. Никаких щеток и металлических губок, в противном случае, вы сорвете лак с изделия. Проверить, достаточно ли глубоко мы протравили можно на ощупь. Раствор сам по себе безвреден, как и налет, так что проверяйте смело. (Единственная опасность - можете испачкать руки)

Здесь, стоит отметить еще один момент: следите, чтобы ваша железка не протравилась слишком глубоко, иначе, раствор начнет съедать не только незащищенную поверхность, но и вгрызаться сбоку под лак, если только вам не нужен эффект искусственного старения.

Как только мы решили, что металл достаточно глубоко протравлен, достаем поделку из раствора, хорошо промываем под напором воды, протираем растворителем, шкурим и полируем наждачкой по возрастающей, начиная с 80 грид, заканчивая 1200 грид. Если под рукой есть бор-машинка, неплохо бы шлифануть ею неровности рисунка.

В конце можно пройтись войлоком, если считаете нужным.

Осталось только сделать рукоять и отполировать клинок до зеркала.
К сожалению, изображения готового клинка с ножнами у меня нет, т.к. эти фотографии делались давно и для других целей, а для мастер-класса я решил использовать только сейчас.

Травление металла в домашних условиях с использованием подручных материалов

Один из способов получения на металлических изделиях выпуклого или вдавленного рисунка, появившийся сравнительно недавно, получил название травление. Принцип действия этого метода основан на использовании электрохимических процессов в жидком электролите. При наличии художественных способностей, даже в домашних условиях можно получить узор высокого качества при минимуме требуемых материалов и оборудования.

При самостоятельном выполнении травления в домашних условиях потребуются следующие расходные вещества и приспособления:

изделие, предназначенное для украшения – различные столовые приборы, охотничьи или походные ножи или простые мыльницы, на которых можно выполнить простейшие узоры;
емкость достаточного объема и удобной формы из неметаллических материалов, подходящая для помещения в нее всего обрабатываемого изделия или украшаемой его части. Наиболее удобно использовать с этой целью стеклянные емкости, позволяющие визуально контролировать процесс обработки.
достаточное количество обыкновенной поваренной соли;
лак для ногтей любого цвета;
средство для снятия лака, предназначенное для очистки обработанного изделия;
источник постоянного электрического тока небольшого напряжения. В этом качестве может быть использовано зарядное устройство для зарядки автомобильных или телефонных аккумуляторов.

Нанесение рисунка

Начинаем с подготовки обрабатываемого изделия. Его необходимо качественно очистить от жира и грязи, промыть горячей водой и просушить. После этого с помощью кисточки нанесите лак на обрабатываемую поверхность предмета (в нашем случае это столовые ложки).

Не давая покрытию полностью высохнуть, выполните нанесение узора или надписи.

В зависимости от варианта рисунка, желаемого декоративного эффекта, при травлении металлов может быть получен как вдавленный в материал изделия узор, так и выступающий на его поверхности. Этого можно добиться при удалении защитного лакового слоя. Именно чистый металл без красивой пленки и будет подвержен химическому вытравливанию.

В том случае, если вы хотите получить выпуклое изображение, оставьте лак именно на нем, а с фона удалите.

В противном случае — снимите лаковую пленку именно в виде желаемого узора – он и будет «вдавлен» в материал изделия. Для получения тонкого узора удалять лак с поверхности удобно остро заточенной деревянной палочкой или зубочисткой. Старайтесь получить максимально гладкие линии без подтеков, которые могут значительно испортить всю работу по травлению рисунка на изделии.

Приготовление электролита

Убедившись, что весь необходимый лак удален, приступаем к подготовке рабочего раствора. Защитный слой за это время успеет полностью просохнуть. В качестве вещества, в котором и осуществляется травление стальных изделий, чаще всего в домашних условиях используют раствор поваренной соли. Для его приготовления необходимо растворить в чистой воде кристаллы в соотношении на 0,5 литра жидкости две столовых ложки соли.

Вместо хлорида натрия можно применять и другое вполне доступное химическое вещество, имеющее название медный купорос. Его не сложно приобрести в любом хозяйственном или садовом магазине.

Травление изделия из металла

Для активации процесса в раствор электролита необходимо поместить любой стальной предмет и подключить к нему отрицательный провод от источника тока. Положительный провод в этом случае присоединяется к обрабатываемому изделию. Схематично процесс травления выглядит так:

При отсутствии качественного преобразователя (выпрямителя) можно воспользоваться зарядным устройством для телефона, срезав с него контакт для соответствующего гнезда.

Процесс травления под действием электрического тока происходит достаточно бурно.

Это необходимо учитывать при выборе стеклянной емкости. Уровень электролита в ней должен предотвращать его возможное выплескивание в процессе травления.

Контроль углубления рисунка при электрохимической обработке можно осуществлять визуально, периодически доставая обрабатываемое изделие из раствора. При соблюдении всех необходимых параметров процесс может продолжаться до нескольких минут, в зависимости от желаемой глубины травления узора на металлической детали.

Получив желаемый результат, отключите электрический ток. После этого с извлеченного образца тщательно удалите лаковую пленку. Для этого удобно воспользоваться средством для снятия лака и плотной тканью. Промойте готовый рисунок теплой водой с мылом.

Получение цветного рисунка

Для придания полученному узору, рисунку или надписи дополнительного декоративного эффекта предлагаем воспользоваться несложным способом, доступным каждому. Для этого на обработанный участок нанесите небольшое количество любой нитроэмали, добившись полного заполнения углубления. Этот лакокрасочный материал достаточно быстро сохнет, поэтому к дальнейшей работе можно возвратиться уже по истечении часа. Убедившись, что эмаль полностью высохла, удалите лишний материал, попавший на поверхность протравленного изделия с помощью мелкой наждачной бумаги. Применение растворителя в данном случае может испортить всю работу, так как он размазывает краску по поверхности, полностью не удаляя ее, и может придать узору некрасивую матовость.

Окончательно придать окрашенному протравленному рисунку выразительность позволит механическое полирование готового изделия на войлочном круге с пастой ГОИ.

Комментарии15 комментариев

Достаточно интересно, и вроде не сложно. Всё это можно сделать и самой, все материалы доступны. Я только одно не поняла, таким способом можно только металл травить, или серебро тоже? У меня есть кучка лома серебра, хочу попробовать браслет сделать, и если серебро тоже травится таким же способом, то было бы замечательно.

Для травления серебра простой солью не обойтись, потребуется соль азотной кислоты: NaNO3, KNO3

какая пропорция при травлении медным купоросом?

Для того, чтобы процесс шел быстрее, нужно получить насыщенный раствор — это значит требуется добавлять медный купорос, размешивая и наблюдая наличие остатка на дне. Добавлять реактив, пока он полностью растворяется. Как только настал момент, что вы не можете размешать осадок, значит раствор «насытился».

Вот такой вопрос, NaNO3 это что натриевая селитра, если да то как её использовать? Хочю вытравить на серебряной ложке.

Да, совершенно верно, так же можно взять нитрат аммония.

Берете ложку, закрываете всю поверхность защитным составом, за исключением мест под травление. Так же оставляете место для контакта с положительным полюсом источника. Ложку погружаете в раствор вместе с металлической полоской, подсоединенной к отрицательному контакту источника.

Только что попробовал, немного изменив технологию. Так, я использовал вместо лака лазерно-утюжную технологию (так радиолюбители делают печатные платы). Заготовку в раствор не помещал, но макал в раствор ватный тампон, подключенным к зарядному устройству для автоаккумуляторов. В итоге — красивый рисунок за 5 минут. Толщина травления порядка 0,2-0,3 мм. Единственный минус — раствор все-таки просочился под тонер и оставил небольшие раковины. Последующая обработка резинокордовым кругом и полировка позволила несколько нивелировать эту досадную неприятность, но не до конца. Полагаю, если бы я не тер ватой поверхность, а все-таки поместил заготовку в раствор все бы вышло замечательно. Но заготовка большая, поэтому такой возможности не было. Лучше наносить трафарет фоторезистивными пленками или лаком.

Для крупных предметов, например, декоративных мечей, кинжалов, копей и т.д., в качестве емкости можно использовать канализационные ПВХ трубы с заглушкой на одном конце. Лучше всего — фиксировать полученную емкость в вертикальном положении, хотя, при надобности, трубу можно разрезать вдоль и придумать заглушку на второй конец. Для травления подобных изделий лучше всего использовать сварочный инвертор, выставляя на 20-40 ампер. При большей силе тока раствор слишком быстро выкипает. Узор наносится по принципу способа с лаком для ногтей, только вместо оного используется акриловая краска.

Читайте также: