Vad är metalletsning. Metoder för metalletsning och gravering hemma

Betning är en metallbearbetningsprocess där ett lager av en viss tjocklek avlägsnas från ytan under påverkan av aktiva kemikalier (syror eller salter med en sur reaktion), såväl som likström i ett elektrolytbad.

Metalletsning kan tjäna olika ändamål och användas i industrin och hemma. Ytan på ett föremål som utsätts för etsning får ett antal tekniska och dekorativa egenskaper och gör det möjligt att undersöka dess mikrostruktur i ett metallografiskt mikroskop, ta bort skal och andra icke-metalliska inneslutningar från ytan, skaffa den nödvändiga smyckensprydnaden eller förbereda den för lödning .

Etsning, även kallat elektrokemisk gravyr, används oftast hemma eller i garaget för att få reliefbilder på olika föremål med dekorativa funktioner. Oftast används det på stål med hög hårdhet, vars bearbetning med konventionella graveringsverktyg kräver stor ansträngning. Denna process är inte särskilt svår även i frånvaro av konstnärliga färdigheter, om du följer dess teknik.

Förberedelse av metallyta

För att etsningsprocessen ska fortsätta med hög hastighet och tjockleken på det borttagna skiktet ska vara densamma, bör all smuts och spår av oljor avlägsnas från produktens yta. För detta ändamål är vanliga tvättmedel och rengöringsmedel som används för diskning och varmt vatten lämpliga. Efter tvätt och torkning bör ytan torkas av med fiber indränkt i ett lösningsmedel, som förutom avfettning hjälper till att avlägsna kvarvarande fukt.

Separat är det värt att nämna kvaliteten på ytbehandling. Spegelpolering ger sedan garanterat ett bra kontrastmönster även med litet etsdjup. Men om dess genomförande är omöjligt av någon anledning, kan ytan behandlas med sandpapper så att riskerna från det går åt ena hållet. Detta ger också en bra optisk effekt.

Teckning

För att applicera en design på metall kan du använda många olika metoder som fungerar enligt samma mekanism: områden som inte är föremål för etsning är skyddade från exponering för en aggressiv miljö eller elektrolyt.

Metod nr 1

Det mest prisvärda sättet är att applicera vanligt nagellack på de skyddade områdena. Det har dock ett antal betydande nackdelar:

Viskositeten hos lacken tillåter inte att linjerna är tillräckligt tunna för att erhålla mycket komplexa mönster;
God förmåga inom bildkonst krävs;
Det är svårt att korrigera felaktiga linjer.

Metod nr 2

Först måste du applicera ett skyddande lager på hela ytan av produkten. För att göra detta kan du använda primers GF-021, XV-062 eller bitumenlack, tillgängliga i bildelar och hushållsbutiker. Efter att beläggningen har torkat helt kan du använda en gelpenna eller en tunn markör för att rita konturerna av den framtida bilden. En erfaren konstnär kan anlitas för denna uppgift.

Därefter, från en koppartråd eller -stång, vars diameter är vald baserat på hur lätt det är att hålla i handen, måste du göra en nål med en spetsig ände och skrapa primern längs bildlinjerna till metallen . Hårdare nålmaterial kan skada lacken på produktens yta.

Redan i detta skede kan du utvärdera lindring av den framtida prydnaden. För att erhålla områden med olika djup av metalletsning, till exempel konturer och penumbra, kan denna process utföras i två eller flera cykler.

Viktig! Primern bör inte flisas av under processen. Innan du tillämpar designen bör du experimentera och se till att den är lämplig för jobbet.

Metod nr 3

Du behöver en laserskrivare, glansigt papper, bildbehandlingsprogram och ett strykjärn. Den valda bilden måste formateras (storleksjusteras, spegelvändas) och skrivas ut. Den mest prisvärda källan till glättat papper är damtidningar.

Den tryckta bilden appliceras på ytan, täcks med ett vanligt landskapsark (för att skydda strykjärnet) och stryks. Efter kylning tvättas papperet av under rinnande vatten och tonerskiktet ligger kvar på metallytan.

Denna metod används ofta för etsning av kretskort. Dess största nackdel är att designen endast appliceras på en rak yta.

Viktig! Glansen är svår att se under vatten. Efter torkning måste du se till att det inte finns kvar på produkten.

Försiktighet måste iakttas för att skydda alla ytor på produkten. Olika ämnen kan användas för detta. Du kan täcka baksidan med vanlig plasticine: det är ett bra dielektrikum.

Metalletsningsmetoder

Valet av en specifik metod beror på många faktorer: metallens kemiska reaktivitet, tillgången på kemiska reagenser och säkerhetsöverväganden.

Kemisk etsning

Det utförs i en behållare med den aktiva substansen. För kolstål kan lösningar av svaga syror vara lämpliga: citronsyra, ättiksyra. Saltsyra fungerar bra. Betning i batterielektrolyt, salpetersyra och rostanvandlare bör behandlas mycket noggrant: processen kan frigöra giftiga gasformiga ämnen, så det är bättre att inte arbeta med sådana reagenser i avsaknad av ett dragskåp och god ventilation.

Ett av de säkraste ämnena är en mättad lösning av järnklorid. Den kan köpas i butiker som säljer radiokomponenter. Fördelarna med lösningen är dess nästan obegränsade livslängd (vid arbete med järnlegeringar) och färgningen av den etsade ytan i en jämn grå färg.

Processtiden väljs experimentellt beroende på koncentrationen av det använda reagenset och metallens aktivitet.

Elektrokemisk etsning

Många rostfria och syrabeständiga stål, till exempel 40Х13, 95Х18, 08Х10Н18, 03Х12Н14М2, reagerar inte på syror, så en elektrokemisk metod används för att etsa dem.

Det kommer att kräva ett elektrolytbad av plast eller glas, ledningar, terminaler och en likströmskälla. En mättad lösning av bordssalt fungerar som en elektrolyt. När du väljer en behållare för det bör du komma ihåg att processen kan fortgå ganska våldsamt, så dess volym bör vara 2 gånger större än elektrolytens.

Du kan använda uppladdningsbara batterier som en strömkälla, men det är bättre att använda en laddare (3 - 10A) med en amperemeter och möjligheten att justera de aktuella parametrarna för att välja deras optimala värde. Arbetsstycket ansluts till anoden (positiv kontakt) med hjälp av terminaler och en ledare; valfri rostfri platta placerad i badet parallellt med arbetsstyckets främre yta kan användas som katod. Efter detta ansluts enheten till nätverket.

Hela processen kan ta från två minuter till en halvtimme, beroende på strömstyrkan och mönstrets område. Etsdjupet bör kontrolleras genom att regelbundet ta bort delen från badet. Samtidigt, glöm inte att stänga av strömmen.

I slutet av processen kan skyddsbeläggningen avlägsnas med ett lämpligt lösningsmedel och resultatet av arbetet kan bedömas. Tack vare god vidhäftning av den etsade ytan är det möjligt att skapa ett färgat mönster.

För att göra detta blåses hela ytan av produkten ur en cylinder med nitroemalj, och efter att den torkat torkas den av med en bit rent läder, filt eller annat icke-slipande material. Färgen avlägsnas från den polerade ytan och blir endast kvar i fördjupningarna.

Kära läsare, om du har några frågor, ställ dem via formuläret nedan. Vi kommer gärna att kommunicera med dig;)

Välj den bild du vill etsa på stålet. Du kan rita bilden för hand eller reproducera en befintlig bild på stålets yta. Beroende på vilken bildöverföringsmetod du väljer kan du sluta med antingen ett mycket enkelt mönster eller ett ganska komplext.

Om du planerar att reproducera ett befintligt mönster, välj sedan något med en hög kontrast av svart och vitt.
Om du planerar att göra och sälja utskrifter av dina etsade mönster, välj en bild som är allmän egendom eller skaffa tillstånd från upphovsrättsinnehavaren om en sådan finns.

Överför din design på stålytan. Du kan översätta mönstret med någon av följande metoder. Tänk dock på att oavsett överföringsmetod blir resultatet det motsatta av bilden som produceras genom etsning på stålet. Om du planerar att använda den etsade plattan enbart som en dekoration och inte för att skriva ut med den, kommer detta inte att spela någon roll för dig.

Den äldsta metoden för att överföra bilder är att belägga stål med en flytande lack eller vaxliknande substans (som bivax), eller till och med emaljfärg eller nagellack. Denna beläggning kallas jord. Du kan skrapa din bild direkt i marken med hjälp av nålar eller skärverktyg. (Denna process påminner om träsnideri.) Primern kommer att fungera som ett resist och isolera de stålområden som den täcker från verkan av etssyran.
En annan metod är att täcka stålets yta med permanenta märkmärken i de områden du inte vill etsa. För att bestämma det bästa motståndet måste du experimentera med flera permanenta markörer av olika märken och färger.
Den tredje metoden är att skapa en stencil som överförs till stål med hjälp av ett strykjärn, antingen genom att fotokopiera bilden på transferpapper, eller genom att skriva ut den på glansigt fotopapper med en laserskrivare. Lägg papperet med framsidan nedåt på stålytan och släta med ett strykjärn inställt på hög temperatur med mjuka cirkulära rörelser i 2-5 minuter. (Om du använder transferpapper trycker du försiktigt nedåt; om du använder fotopapper trycker du ned ordentligt med strykjärnet.) Du kan sedan ta bort papperet. (Överföringspapperet lossnar av sig självt, och om du tar bort fotopapperet måste du placera det i ett tråg med varmt vatten för att mjuka upp det.) Det överförda bläcket blir en resist för etssyran.

Täck kanterna på stålstycket. Du kan applicera tejp på stålets kanter eller måla över dem. Båda metoderna förhindrar etsning av stålkanterna

Välj den syra du ska använda för att etsa stålet. Möjliga alternativ är saltsyra (HCl), salpetersyra (HNO3) eller svavelsyra (H2SO4). Vissa ämnen som inte är syror utan ger en sur miljö i vatten, såsom järn(III)klorid (FeCl3) eller kopparsulfat (CuSO4), kan användas som etsningsmedel. Syrans styrka avgör stålets betningshastighet. Du kan köpa betsyror och föreningar från kemiska eller elektronikbutiker.

För att göra en lösning av saltsyra blandas vanligtvis järn(III)klorid med vatten i lika stora mängder. Det används oftast för etsning av koppar, men det fungerar även bra på rostfritt stål. Den används i kombination med ett bredare utbud av resistmaterial jämfört med andra syror; men utan ordentlig uppmärksamhet kan det orsaka gropkorrosion på ytan.
Kopparsulfat är mer lämpligt för betning av milda och rostfria stål. Det är bättre att blanda det med natriumklorid (NaCl - vanligt bordssalt) i förhållandet 1 till 1 för att förhindra bildandet av kopparavlagringar på stålets yta, vilket kommer att stoppa etsningsprocessen. Den blå lösningen bleknar gradvis allteftersom etsningsprocessen fortskrider och blir färglös när den är klar.
Salpetersyra blandas vanligtvis i ett förhållande av 1 del salpetersyra till 3 delar vatten. Det kan också blandas med ättiksyra (vinäger) i förhållandet 1 till 1, eller med saltsyra.
Svavelsyra kan endast användas i en koncentration på 10 till 25 procent. En utspädd lösning av svavelsyra är vanligtvis mer effektiv än en koncentrerad lösning. Syror etsar dock stål längre än föreningar som bildar syror med vatten.

Sänk ned stålstycket i ett bad av betsyra. Vanligtvis bör du placera stålplattan med framsidan nedåt i lösningen så att metallen som etsas flagnar ner från plattan. Detta ger renare linjer vid etsning av stål. Om du placerade plattan med framsidan uppåt kan du använda en lätt borste eller fjäder för att borsta bort flingorna när de bildas, vilket också tar bort eventuella bubblor som bildas. (Bubblorna saktar ner etsningsprocessen, men om de lämnas kan de bilda intressanta mönster.) Lämna stålplåten tills linjerna är det djup du vill ha.

Oavsett om du placerar stålplattan med framsidan uppåt eller nedåt, lyft den på något sätt från botten av badkaret. (Detta är särskilt viktigt när plattan är vänd nedåt.)
Skaka betbadet då och då för att säkerställa att lösningen är väl blandad.

Teknik för en nybörjare radioamatör

Kanske kan inte en enda radioamatör nu klara sig utan tryckta ledningar, vars fördelar - en hög täthet av delar, tillförlitligheten hos de monterade kretsarna - är uppenbara.
Men oerfarna radioamatörer kan ha svårigheter med tillverkningen av kretskort: först och främst måste du applicera en ritning, sedan måste du köpa (eller göra) en lösning för att etsa kortet, i slutändan måste du också ha lämpliga redskap för att placera denna skiva för etsning.

I allmänhet är allt detta inte så svårt, du kan hitta mycket information om detta på Internet. Och vår sida är inget undantag från detta: här, till exempel:
Tillverkning av kretskort med laser-järn-metoden
Lösning för etsning av kretskort från skrotmaterial
Enkel PCB Etsningstank

Men här kommer vi att presentera en annan metod för tryckt ledning, som inte kräver någon ritning. ingen etsning av kretskort. Fråga - hur är det? Och här är det: i tidningen Modelist-Designer 1967 nr 5, S. BELOTSERKOVETS, föreslog A. OVSYANNIKOV från Moskva en extremt enkel och effektiv metod göra ett kretskort parallellvägsmetod. Tryckta parallella skivor är gjorda av foliegetinax och skiljer sig från konventionella genom att anslutningsledarna på dem är anordnade parallellt. Kretselement är installerade på anslutningsledarna. Vid behov kan ledarna skäras i separata delar eller kopplas ihop med byglar.

Och här är ett riktigt exempel på tillverkning av en enhet på ett sådant kretskort:

Naturligtvis kommer detta att kräva vissa färdigheter, särskilt förmågan att arrangera alla delar så kompakt som möjligt.

Låt oss till exempel sätta ihop en krets av en enkel förstärkare, så här:

C1, C2 - EM eller "Tesla": C3 - ETO-1; R1 - variabelt motstånd med omkopplare; R2 - ULM eller MLT - 0,25; högtalare - 0,2 GD-1 med ett talspolemotstånd på 28 Ohm.

Låt oss titta på hur man förbereder ett kort för montering av en förstärkare. Först skärs en rektangulär platta med specificerade dimensioner ut ur en bit folie getinax eller textolit. Dela sedan folien i sju lika stora remsor med hjälp av en bromsok, mellan vilka folien skärs (som i figuren)

Efter detta markeras och borras hål på sidan av folielagret. Borren ska ha en diameter på 1,0-1,2 mm. Vid behov görs snitt med en vass skalpell

Kretsdetaljer och anslutningsbyglar (enkärnig förtennad tråd med en diameter på 0,5-1,0 mm) mellan de individuella remsorna installeras på baksidan av kortet

Du måste löda kretsen med en liten lödkolv, och dess spets bör inte vara bredare än folieremsan. Vid lödning, se till att lodet inte sprider sig och kortsluter intilliggande områden.

Tryckta parallella brädor kan göras utan foliegetinax. För att göra detta, använd BF-2-lim för att limma remsor av tunn kopparfolie på eventuellt isoleringsmaterial (textolit, getinaks, plexiglas, etc.) med en tjocklek av 1,5-2,0 mm och värm plattorna vid en temperatur av 100-120° i två timmar.

Notera:
Även om källan till detta material publicerades redan 1967, har detta ämne inte förlorat sin relevans. Dessutom tillverkas numera kretskort som inte kräver lödning. Om någon är intresserad av hur de ser ut och var de finns att köpa rekommenderar jag att ta en titt här

Rostfritt stål kräver ofta ytbehandling för att uppnå önskade estetiska eller prestandaegenskaper. Behandling med kulblästring och sandblästringsanordningar är begränsad på grund av den höga sannolikheten för härdning. Modern produktion använder etsning av rostfritt stål, efter preliminär termisk eller mekanisk behandling. Komplexiteten i denna process, jämfört med konventionella svarta, låglegerade stål, förklaras av närvaron av en kromoxidfilm som fungerar som en skyddande barriär. Det är detta som bildar hård skala som inte interagerar bra med reagenser. Teknologisk påverkan kan orsaka färgförändringar på ytan. Dessa inkluderar svetsning, lödning och andra operationer som involverar höga temperaturer. Regnskimrande smuts kan avlägsnas genom etsning. För olika kemiska sammansättningar av rostfritt stål har individuella betningsmetoder och sammansättningar utvecklats, med hänsyn tagen till stålelementens inverkan, för att uppnå maximalt resultat.

Dominerande metoder för etsning av rostfritt stål stål är alkaliska och sura, vilket kan intensifieras genom elektrolys eller uppstå utan det.

Syratsning

Maximal effekt betning av rostfritt stål med syror uppnås genom sekventiell interaktion av den rostfria stålytan i bad med två typer av syror - svavelsyra och salpetersyra. Sekvensen av steg är som följer

Avfettning, borttagning av stora repor, avlagringar
Betning i svavelsyrabad (koncentration 10-12%) eller svavelsyrabad (8% svavelsyra, 4% saltsyra). I detta fall uppstår korrosion av skalan och grovhet på ytan. Den idealiska temperaturen för processen är mellan 60 och 80 grader Celsius. Att övervaka denna parameter är viktigt för processkontroll. Behandlingstiden beror på stålkvaliteten, närvaron av ett kontrollerat förhållande och koncentrationen av syror. Om badet är tömt kan gropkorrosion uppstå. Till exempel kräver stål med 18 % Cr, 8 % Ni 23 till 45 minuters betning i ett svavelsyrabad. En halvering av bearbetningstiden kan uppnås om denna operation utförs i en kontrollerad atmosfär.
Skölj med mycket rinnande vatten
Nedsänkning av arbetsstycket i ett bad fyllt med en lösning av salpetersyra och fluorvätesyra (10 - 20, 1-2 viktprocent respektive). Vid en badtemperatur på 60–70 grader är behandlingstiden 7–15 minuter.
Upprepad sköljning med stora mängder vatten

Den presenterade metoden är grundläggande och har många variationer. Etsning i ett nitratbad med en inblandning av fluorvätesyra ökar etstiden till 30 minuter. Natriumfluorid kan fungera som ett substitut för fluorvätesyra. Genom att öka koncentrationen av fluorvätesyra till 10 % kan processen utföras vid låga temperaturer, vilket undviker preliminär nedsänkning i svavelsyra.

Att reducera etsningstiden i svavelsyra kan uppnås genom att tillsätta högst 5 % natriumklorid. Denna rörelse ger önskad effekt på 15 minuter, men vid samma temperatur, cirka 80 grader Celsius.

Var försiktig: om det är nödvändigt att utföra proceduren i ett rum med otillräcklig aspiration, byt ut komponenterna i det andra etsningssteget. Syror producerar skadliga ångor vid etsning. En lösning av järnsulfat (7%) och fluorvätesyra (2%) föreslås som ersättning.

För att korrekt välja syraetsningsmetoden måste du känna till och ta hänsyn till tillståndet för oxidfilmen på ytan av rostfritt stål. Utseendet kan berätta om filmens sammansättning. Den gröna färgen på skalan indikerar en hög halt av kromoxider. Följaktligen kommer verkan av sura miljöer att vara svår och kommer att kräva mer tid.

Elektrolytisk etsning

Ett vanligt alternativ i moderna fabriker är elektrolytisk etsning. Ett arbetsstycke eller en del placerad i ett syrabad är ansluten till en positiv eller negativ pol. När ström passerar genom ytan av rostfritt stål frigörs syre. Gasfasen har en mekanisk effekt på oxidfilmen. Detta hjälper till att påskynda bearbetningsprocessen och kvaliteten på den resulterande ytan.

Etsning med färdiga pastor

Modern industri erbjuder en mängd olika etsprodukter på marknaden. pastor för rostfritt stål . Deras huvudsakliga syfte är lokal bearbetning av svetsar, konsekvenserna av förändringar i likformigheten av ytfärgning under påverkan av temperatur. Principen att arbeta med sådana pastor är enkel och kan användas även i små verkstäder.

Applicera pastan i ett tjockt lager upp till 2 cm med en borste
Exponering 60-90 minuter
Vattenstrålesköljning

Användningen av pastor är tillrådlig för bearbetning av svetssömmar av rostfria stålsorter. Den behandlade sömmen kan motstå korrosion även under fuktiga förhållanden i en biltvätt.

Alkalisk etsning

Att behandla ytan av rostfritt stål med smält kaustiksoda kallas alkalisk etsning. Det bör noteras att under denna process förstörs oxidfilmen, medan kemikalierna inte reagerar med metallen. En ökning av temperaturen främjar korrosion av oxidfilmen, vilket förbättrar kvaliteten på den behandlade ytan. Snabb kylning i vätska hjälper också till att förbättra den behandlade ytan.

Det är nästan omöjligt att uppnå 100% resultat med denna typ av bearbetning. Återstående filmer från kromoxider, nickel och järnoxider är möjliga på metallen. Bland rekommendationerna för slutlig efterbehandling av sådana defekter är en korttidsbehandling i ett nitratbad.

Alkaliska etsningsmetoder

Följande metoder särskiljs:

Åldras i läsk. Natriumnitrathalten bör variera från 20-40%, uppvärmd till en temperatur på 460-500 grader Celsius. Etsning i en sådan miljö varar i 15 minuter. Vissa austenitiska kvaliteter av rostfritt stål är förbjudna att värmas över 450 grader. Detta kan leda till intergranulär korrosion. Detta följs av ett sköljningssteg i en stor mängd vatten, följt av en 5 minuters nedsänkning i ett svavelsyrabad och upp till 10 minuter i ett nitratbad.
Etsningsmetoden är känd i England sedan första hälften av 1800-talet och kombineras med att en elektrisk ström leds genom den del som etsas. Vid en strömtäthet på 11 A/m2 räcker det med 15 sekunder. Denna reaktionshastighet är associerad med elektrolysprocessen. Frigörandet av natrium och väte vid katoden bidrar till reduktionen av oxider. Den reducerade metallen avsätts på ytan. Denna typ av etsning gör att du kan få avfettad metall, kännetecknad av renhet och enhetlighet. Denna metod använder läsk. Variationer är möjliga med sammansättningen och tillsatsen av kalciumklorid. Denna metod används för att etsa platta, stavämnen och dragna produkter.
Behandling med natriumhydrider bygger på reduktion genom att utsätta metallen för natrium och väte. Närvaron av natriumhydrid uppnås genom växelverkan mellan väte och natrium, som är i smält tillstånd. En cylinder utan bottenplan placeras i smält kaustiksoda. Det övre planet har ett hål. Natrium hälls i detta hål, det reagerar på ytan av badet. En ström av väte passerar genom en fläck av natrium på kaustiksoda. En hydrid bildas och diffunderar genom badet. Att uppnå den erforderliga koncentrationen av 1-2 % natriumhydrid sker inom kontrollerade tröskelvärden. I frånvaro av en luftseparationsprodukt används dissocierad ammoniak. Delarna värms i ett sådant bad till 400 grader Celsius. Rostfria stål visar goda betningsresultat med denna teknik och en varaktighet på 4-17 minuter. Efter etsning rekommenderas att delarna sköljs noggrant. Vid behov, utför ytterligare behandling i ett nitratbad. Med tanke på den höga kostnaden för denna metod är dess uppenbara fördel det faktum att metallen inte interagerar med etsmedlet. Metallförlusterna är minimala. Lägre processtemperaturer minskar kylvätskekostnaderna och minskar driftsäkerheten.

Det finns vissa regler som måste följas för någon av de presenterade metoderna. Bland dem prioriteras behandlingen av metallytan före etsning, avlägsnande av oxidfilmen och avfettning. Etsningsprocessen är inte mindre viktig.

Badmaterial

Att välja rätt material för att göra etsbad är en svår uppgift för kemister och materialvetare.

keramisk belagd
glastäckt tegel
trä, blybelagd betong
gummiderivat
Vissa kvaliteter av rostfritt stål för sura bad.

Innehållet av kvävesyra med föroreningar av fluorvätesyra eller saltsyra tillåter användning av samma material. De enda undantagen är bly som beläggning, keramik med hög kiselhalt, på grund av deras interaktion. Det är fullt möjligt att använda stål i alkaliska bad, övervaka elektrolysens framsteg och intensitet i närheten av materialet. Under vissa förhållanden och syrahalt, dess temperatur och beskaffenhet är det möjligt att använda rostfria stålsorter för betningstankar. Som till exempel 8Х18Н8М eller 10Х20Н25М4.

Från informationen i denna recension kan vi dra slutsatsen att bearbetningssättet, badets kemiska sammansättning, behovet av ytterligare mekanisk bearbetning och användningen av elektrolys bör bestämmas baserat på specifika initiala förhållanden (stålkvalitet, tillstånd av oxidfilm, tekniska möjligheter) och regleras i samband med det förväntade slutresultatet.

Betning är processen att rengöra och bearbeta ett metallarbetsstycke. Kemisk, sur, alkalisk, elektrokemisk - det finns många sätt att utföra denna tekniska operation. Var används metalletsning, varför används den i industrin, vilka bearbetningsmetoder använder denna teknik, alla dessa frågor diskuteras i detalj i artikeln nedan.

Vad är etsning

Detta är en teknik för att ta bort det översta lagret från ytan på en metalldel. Tekniken används för att rengöra arbetsstycken från glödskal, rost, oxider och ta bort det översta metallskiktet. Med denna metod tas det översta lagret bort för att söka efter inre defekter och studera materialets makrostruktur.

Med hjälp av etsning rengör de delen och ökar ytvidhäftningen. Detta görs för den efterföljande anslutningen av metallytan med ett annat arbetsstycke, innan färg, emalj, galvanisk beläggning och andra skyddande beläggningar appliceras.

Metoden låter dig inte bara snabbt rengöra delen utan också skapa det önskade mönstret på metallytan. Med denna metod skärs de finaste kanalerna och komplexa bilder ut på en metallyta. Du kan rengöra stora delar eller rullade produkter. Bearbetningsdjupet är justerbart med en noggrannhet på flera mikroner, vilket gör det möjligt att producera komplexa delar med små spår och andra komplexa element.

Tillämpning av etsning inom industrin

För rengöring av delar av kol, låglegerat och höglegerat stål, titan och aluminium från oxidfilm.
För att förbättra vidhäftningen före applicering av galvaniska och andra typer av skyddande beläggningar.
För att förbereda stålytor för varmförzinkning.
Att genomföra makroanalys för att upptäcka bildandet av intergranulär korrosion i rostfria stål.
Denna teknik används för att bearbeta små metalldelar, såsom klockväxlar.
Kopparbearbetning används för att tillverka halvledarchips och kretskort inom elektronik. Denna metod applicerar ett ledande mönster på mikrokretsen.
För snabb rengöring av varmvalsade metallprodukter, värmebehandlade delar, från oxider.
Inom flygplansindustrin används denna teknik för att minska tjockleken på aluminiumplåtar för att minska flygplanets vikt.
Vid tillverkning av metallinskriptioner och ritningar. Etsning producerar reliefbilder som ritas genom att ett lager av metall tas bort enligt en specifik stencil.

Typer av etsning

De viktigaste typerna av metallbearbetning som används inom industrin:

elektrolytisk - det finns katod och anod;
kemisk;
plasma.

Elektrolytisk etsning

Elektrolytisk eller galvanisk metallbearbetning används för att snabbt rengöra delar, applicera gravyrer och producera spår. Metalldelar är nedsänkta i en syra- eller saltelektrolyt. Delen blir en katod - en negativ elektrod eller en anod - en positiv elektrod. Därför klassificeras två typer av elektrolytisk etsning - katodisk och anodisk.

Katodisk etsning. Metoden används för att avlägsna glödskal från ytan på kolstålprodukter efter varmvalsning eller oljehärdning. Vid katodetsning är materialet för anoden bly, och elektrolyten är en lösning av saltsyra, svavelsyra eller ett alkalimetallsalt. Under elektrolysprocessen frigörs aktivt vätgas vid katoden, som interagerar med järn och tar bort beläggningar. Under katodmetoden är metallytan aktivt mättad med väte, vilket ökar arbetsstyckets bräcklighet. Därför används inte katodmetoden för tunnväggiga produkter.
Anodisk elektrokemisk rengöring. Detta är den vanligaste metoden inom maskinteknik. Processen går ut på att mekaniskt riva av oxidfilmen på anoden med syre och blanda metallmolekyler med elektrolyten. En elektrolyt är en lösning av syror eller salter av metallen som bearbetas. Bly, koppar och andra metaller används som katod. Vid anodbehandling blir produktens yta ren, med lätt strävhet, och metallen löser sig i elektrolyten. Med denna metod finns det risk för att arbetsstyckets tjocklek minskar och att det blir överetsning.

Kemisk etsning

Den kemiska behandlingsmetoden används för att rengöra ytan på en del från oxidfilm, glödskal och rost för arbetsstycken gjorda av följande material:

järnmetaller;
rostfritt och värmebeständigt stål;
titan och dess legeringar;
aluminium

För etsning används svavelsyra, saltsyra eller salpetersyra. Arbetsstycket sänks ned i en sur eller alkalisk lösning, smält salt och hålls under det erforderliga tidsintervallet. Den nödvändiga rengöringstiden kan variera från 1 till 120 minuter.

Reningsprocessen sker på grund av frigörandet av väte när syran interagerar med metallen. Syramolekyler penetrerar genom porer och spricker under oxidfilmen. Där interagerar de med metallytan och väte frigörs. Den frigjorda gasen river av oxidfilmen och rengör delen.

Samtidigt med oxiderna löser sig metallen som behandlas i syran. För att förhindra denna process används korrosionsinhibitorer.

Plasmaetsning

Med jonplasmametoden sker rengöring och borttagning av ytskiktet genom att man bombarderar delen med joner av inerta gaser som inte reagerar kemiskt med molekylerna i det material som bearbetas. Låter dig göra högprecisionsskåror och spår med en noggrannhet på upp till 10 nm. Tekniken används inom mikroelektronik.

Den plasmakemiska metoden innebär excitation av plasma i ett kemiskt aktivt medium, vilket orsakar bildandet av joner och radikaler. Aktiva partiklar som faller på en metallyta orsakar en kemisk reaktion. I detta fall bildas lätta föreningar, som avlägsnas från den omgivande luften med vakuumpumpar.

Metoden bygger på kemiska reaktioner som uppstår vid användning av reaktiva gaser, såsom syre, som är mycket reaktiva. Dessa gaser interagerar aktivt i gasurladdningsplasman. Till skillnad från plasmabehandling i inerta gaser, med denna reningsmetod, reagerar den aktiva gasen endast med vissa molekyler.

Nackdelen med denna metod är den laterala expansionen av spåren.

Etsningsmedel

Betning av kolstål utförs i en 8-20% lösning av svavelsyra eller 10-20% saltsyra. Med obligatorisk tillsats av korrosionsinhibitorer (KS, ChM, UNIKOL) för att eliminera materialets bräcklighet och minska risken för överetsning.

Produkter gjorda av rostfritt eller värmebeständigt stål bearbetas med en lösning bestående av: 12% saltsyra, 12% svavelsyra, 1% salpetersyra. Vid behov sker bearbetningen i flera steg. Den första är att skalan lossas i 20% saltsyra. Det andra steget är nedsänkning i en 20-40% salpetersyralösning för att helt avlägsna ytföroreningar.

Det tjocka skalskiktet som bildas på rostfritt stål avlägsnas under tillverkningen av 75-85% smält kaustiksoda med 20-25% natriumnitrat. Därefter utförs fullständigt avlägsnande av oxider i 15-20% salpetersyra.

Bearbetning av aluminium och legeringar baserad på det innebär att den eldfasta oxidfilmen avlägsnas från arbetsstyckets yta. För detta ändamål används alkaliska eller sura lösningar. Vanligtvis används 10-20% alkali, vid en temperatur på 50-80 ºС tar etsningsproceduren mindre än 2 minuter. Tillsatsen av natriumklorid och natriumfluorid till alkalin gör denna process mer enhetlig.

Reningen av titan och dess legeringar, utförd efter värmebehandling, utförs i flera steg. I det första steget lossas skalan i koncentrerad kaustiksoda. Därefter avlägsnas fjället i en lösning av svavelsyra, salpetersyra eller fluorvätesyra. För att avlägsna kvarvarande betslam, använd saltsyra eller salpetersyra med tillsats av en liten mängd fluorvätesyra.

Vid bearbetning av koppar och dess legeringar används etsmedel från väteperoxid, kromsyra och följande salter:

kopparklorid;
järnklorid;
ammoniumpersulfat.

Detta informationsmaterial beskriver i detalj betningsprocessen som används i metallurgiska anläggningar. Metoden gör att du snabbt kan rengöra metallytan från oxider, glödskal, rost och andra föroreningar. Tack vare etsning är det möjligt att applicera olika mönster på metall, skapa komplexa mikrokretsar och göra mikroskopiska kanaler av önskad form.