Травлення алюмінію в домашніх умовах

Травлення алюмінію (виробів з даного металу) здійснюється для того, щоб очистити його поверхню від верхнього, непотрібного шару або від іржі. Також ще існує така його різновид - художній травлення, коли необхідно вигравіювати малюнок на поверхні деталі з металу.

Види травлення

Травлення металів взагалі і алюмінію зокрема буває двох основних видів: хімічне і гальванічне. Останнім методом здійснюють як раз художнє. При хімічному: виріб кладуть в ємність, у яку попередньо налитий розчин соляної чи сірчаної кислоти. Таким же способом здійснюється травлення алюмінієвої заготовки лугом, наприклад їдким натром.


А гальванічне (інакше - електролітичне або електрохімічне) відбувається завдяки електричної батареї. Сам процес здійснюється в спеціальній ванні, де є анод і катод. Далі буде розглянуто кожен із способів травлення алюмінію більш докладно. Також з'ясуємо, який метод найбільш безпечний в домашніх умовах.

Травлення алюмінію кислотою

Зважаючи на те, що в даному процесі застосовуються дуже сильні кислоти, то перш за все необхідно дотримуватися підвищені заходи безпеки при роботі з ними. Оператор повинен надягати рукавички, маску, фартух. Важливо, щоб приміщення, де відбувається сам процес, добре провітрювалися. Не маючи певних навичок і без певних засобів захисту працювати з кислотами не рекомендується. Як вже зазначалося вище, виріб з алюмінію поміщається в ємність з кислотою. Найбільш часто при хімічному травленні алюмінію кислотою застосовують такі речовини: соляна або сірчана кислоти. При взаємодії їх з металом виділяється водень. Зовні це виглядає наступним чином: поверхню виробу покривається дрібними бульбашками. Але, в принципі, це можна запобігти, якщо заздалегідь додати в ємність спеціальний інгредієнт. Таким чином метал буде захищений від бульбашок найтоншої плівкою.


Дуже важливий момент: всі операції по травленню вироби з алюмінію кислотою необхідно виконувати інтенсивно, щоб сама поверхня металу залишилася цілісною. Описуваний спосіб рекомендується проводити в ємностях з дерева або бетону. При цьому внутрішня поверхня її повинна бути облицьована кислототривкої плиткою, щоб не разъедались стінки ємності. Такий метод застосовується на практиці не дуже часто.

Травлення алюмінію лугом

Найчастіше при даному способі застосовується водний розчин їдкого натру (можливий варіант з добавками або без них). А він використовується для того, щоб очистити поверхню алюмінієвого виробу від оксиду або непотрібної мастила і одержати більш гладку (матову або глянсову) поверхню. Для чого взагалі так ретельно очищати? Для того, щоб готовий виріб (наприклад, декоративні архітектурні елементи, таблички) мало ідеальну поверхню. А також даний спосіб застосовується для глибокого гравіювання. Метод травлення лугом алюмінію, з одного боку, є досить недорогим, але він дуже трудомісткий.

Особливості цього способу

Застосовуються розчини містять від чотирьох до десяти відсотків натру. Температура при травленні лугом становить приблизно 40-90 градусів за Цельсієм. При необхідності, щоб отримати легке пінисте покриття на заготівлі, застосовується зволожуючий засіб або спеціальна добавка. Середня температура в розпалі процесу – шістдесят градусів. Саме при таких теплових показниках відбувається якісна очистка поверхні. Оптимальні показники чистоти алюмінію - 99.5%, а концентрація розчину їдкого натру - 1015 або 20% . Таким чином, під час реакції алюміній розчиняється в їдкому натре, при цьому виділяється водень. В результаті формується складовою алюмінат, і існує він лише у розчині лугу.

Подальші процеси, що відбуваються при травленні лугом

Під час цього процесу поступово кількість їдкого натру стає менше. І таким чином зменшується і швидкість протікання самого процесу, але підвищується в'язкість.
За умови, що ємність зовсім не додавалося їдкого натру, реакція може дуже сильно сповільнитися. Але в підсумку або коричнюватий чистий розчин для травлення алюмінію стає білим. І з цього моменту швидкість процесу підвищується. В результаті реакції в осад випадає гідрат окису алюмінію, який виглядає як суспензія. А також виділяється їдкий натр, який також необхідний, щоб процес травлення тривав.

Результати при розглянутому способі

Експериментально зафіксовано, що розчин їдкого натру при інтенсивному його застосування в процесі травлення починає «поглинати» алюміній. І відбувається це доти, поки кількість їдкого натру не зменшиться до однієї четвертої частини від початкового об'єму. А вже після цього процес продовжиться вільним їдким натром, сумнівається у своїй кількості. А це, в свою чергу, залежить від температури, частоти використання та інтенсивності зупинок (пауз). У цьому випадку гідрат повільно опуститься в осад або утворює кристали на дні та/або за боків ємності. Отриманий гідрат буде достатньо щільним, і видалити його буде непросто. Іноді він так і норовить осісти прямо на поверхні нагрівальних котушок.
Є ще один важливий момент, який стосується змісту алюмінію. Під час травлення виробів з даного металу в їдкому натре необхідно чітко дотримуватися співвідношення кількості алюмінію і натру. Тому що чим більше буде алюмінію, тим повільніше буде відбуватися сам процес. З точки зору практики стає зрозумілим, що необхідно постійно збільшувати кількість їдкого натру по мірі збільшення кількості алюмінію в ємності. Таким чином, процес травлення алюмінію лугом можна продовжувати постійно. А втрати їдкого натру будуть відбуватися тільки з-за винесення його з парою. Цей метод реально застосовується з точки зору практики. Але є кілька нюансів, про які не варто забувати: час від часу видаляти затверділий осад гідрату; чистити фільтр; пам'ятати, що ємність, в якій здійснюється процес, при постійному її використанні може служити не більше двох років. А в іншому будь-яких ускладнень щодо застосування даного способу не було виявлено. Отже, після хімічного травлення алюмінієвої заготовки необхідно її поверхня ретельно промити, нейтралізувати і освітлити за допомогою 15-20%-го розчину азотної кислоти. Цей процес називається декапированием.

Гальванічний метод

Другий спосіб травлення – гальванічний. Він більш простий і по часу відбувається набагато швидше. А в результаті виходить дуже якісна поверхня виробу, чіткі контури малюнка (при художньому способі, як різновиду гальванічного). Особливість даного методу полягає в тому, що в ньому застосовують джерело електричної енергії (4-5). Також знадобиться ванна такого розміру, щоб в неї помістилося виріб з алюмінію. Матеріал, з якого виготовлена ванна, повинен бути діелектриком. Склад ванни для травлення алюмінію – це розчин мідного купоросу і повареної солі. Перед початком процесу заготовку необхідно очистити, а також знежирити. Далі припаяти оловом до виробу мідний дріт і опустити її в розчин їдкого натру, а потім – в розчин сірчаної кислоти. Через 2 хвилини дістати і промити під потоком гарячої води. Заборонено в цей момент виріб чіпати руками. Якщо деякі ділянки заготовки труїти не потрібно, на них наноситься мастика. Після цього можна починати сам процес. У даному методі застосовуються дві так звані опори, які необхідно приєднати до анода (позитивний заряд) і катода (негативний) джерела електроенергії. Важливо, щоб ці опори розташовувалися впоперек ванни. На опору з анодом кріпиться заготівля з алюмінію, а на другу – заготівля з іншого металу. Все це опускається у ванну і витримується певна кількість часу. Після цього промивається скипидаром і дообрабативается шліфуванням і поліруванням.

Художнє травлення

Цей вид гальванічного методу досить популярний в даний час. З його допомогою можна робити авторські малюнки, гравіювання, художні відбитки, орнаменти на будь заготівлі з металу. І в результаті виходить дуже чіткий, красивий малюнок. Так сказати, авторська робота, яку можна залишити собі або подарувати. Сам оригінал зображення можна намалювати самостійно або роздрукувати (з допомогою лазерного принтера) на папері. Далі на поверхню наклеїти скотч і змити папір гарячою водою. За підсумком зображення повинне залишитися на скотчі. Залишити висохнути. А тим часом необхідно підготувати поверхню металу, на яку буде наноситися малюнок – знежирити її спиртом. Потім приклеїти скотч з малюнком на поверхню заготовки, при цьому випускаючи з-під нього бульбашки повітря. Знімається розпеченим шилом зайвий клей і все непотрібне, крім самого зображення. Травлення здійснюється тим способом, який вже описаний вище – гальванічним. Увага: при цьому процесі є ймовірність виділення шкідливих газів, тому людям краще вийти з приміщення. Таким чином, травлення алюмінію в домашніх умовах цілком здійсненно. Тільки обов'язково необхідно виконувати всі найважливіші заходи обережності!