ЭФХМО ТХОМ Лекция 3

2.4.3.4. Травление меди и её сплавов

Эту операцию проводят обычно в 2 стадии: сначала удаляют толстый слой продуктов коррозии в серной кислоте, а затем ведут осветление поверхности в смеси серной и азотной кислот с добавлением небольшого количества хлоридов. В концентрированной серной кислоте растворяются преимущественно оксиды, а металл почти не затрагивается. Но присутствие в растворе даже небольшого количества нитратов, хроматов или других окислителей резко интенсифицирует процесс растворения металлов.

Повышение температуры смеси или концентрации азотной кислоты при обработке латуни ведет к преимущественному растворению меди, а повышение концентрации хлоридов – к вытравливанию цинка и появлению матовых коричневых пятен на поверхности изделий. Поэтому травление медных сплавов реализуют в течение короткого времени и при комнатной температуре.

Для предварительного травления используют раствор (г/л): 600-700 H₂SO₄, 300-350 HNO₃, 4-5 NaCl.

Для осветления (г/л): 500-550 H₂SO₄, 700-750 HNO₃, 8-10 NaCl.

Точные тонкостенные изделия целесообразно обрабатывать в смеси (г/л): 930-950 H₃PO₄, 270-290 HNO₃, 250-270 CH₃COOH, 0,3-0,5 тиокарбомида (тиомочевины) S=C(NH₂)₂.

Детали, изготовленные литьем (г/л): 700-800 HNO₃, 90-100 HF, 15-20 NaCl.

Для предварительного и блестящего травления с целью устранения опасности перетравливания используют концентрированные растворы нитрата натрия (700-800 г/л NaNO₃) и фосфорной кислоты (1500-1600 г/л H₃PO₄).

Матовую, бархатистую поверхность меди и некоторых её сплавов можно получить в растворе: (г/л): 300-320 HNO₃, 200-220 H₂SO₄, 2-3 ZnCl₂, 2-3 NaCl.

2.4.3.5. Травление алюминия и его сплавов

Наибольшее применение для травления находят растворы, содержащие 5-10 % NaOH, где эта операция совмещается с обезжиривающим действием.

Осветление алюминия и его деформируемых сплавов после травления ведут в растворе, содержащем 300-400 г/л HNO₃; литейных сплавов – 740-760 г/л HNO₃; 100-120 г/л HF; деталей, имеющих сварные швы – 80-100 г/л Cr₂O₃, 8-10 г/л H₂SO₄.

Светлую, серебряную поверхность металла можно получить травлением в следующих щелочных растворах, содержащих хлориды (г/л):

1) 130-150 NaOH, 30-40 NaCl;

2) 130-150 NaOH, 20-25 K₂Cr₂O₇, NaCl – до насыщения.

Во втором растворе формируется более крупнозернистая фактура. Сходный рисунок поверхности, но с более развитым микрорельефом, получается при травлении алюминия переменным током плотностью 20-30 А/дм² при напряжении 25-30 В в 1-2 % растворе соляной кислоты HCl. Добавка в солянокислый раствор 4-5 г/л H₃PO₄ улучшает качество поверхности металла.

2.4.3.6. Травление драгоценных металлов

В ювелирном производстве травление драгоценных металлов применяется для очистки их поверхности от оксидов, придания изделиям определённого цвета и формирования художественных узоров. В большинстве случаев в качестве травителей применяются разбавленные кислоты.

Для травления применяется раствор серной кислоты. Без подогрева травильного раствора соотношение серной кислоты и воды 1:20, при подогреве до 80°С соотношение 1:50.

Травление серебра и его сплавов часто производится для удаления с его поверхности тёмных оксидно-солевых пленок. В процессе холодного травления в 10%-ном растворе серной кислоты поверхность серебряного сплава осветляется за счет её обогащения серебром. При нагреве раствора до 60°С концентрацию кислоты можно снизить до 2–5%.

Травление золота и его сплавов проводится в основном для придания изделию определенного цвета. В процессе нагрева на поверхности сплавов золото–серебро–медь выгорает медь и превращается в оксид, который удаляется в процессе последующего травления. Поверхностный слой, обогащённый золотом и серебром, приобретает зеленовато-серый оттенок. Чтобы избежать этого, изделия после прокаливания обрабатывают в 50%-ном растворе серной кислоты, нагретом до 80° С. В этом растворе с поверхности удаляется не только медь, но частично и серебро. Изделие приобретает цвет, близкий к цвету исходного сплава. Чтобы обогатить поверхность изделий золотом, рекомендуется также использовать в качестве травильного раствора смесь серной и азотной кислот, разбавленную водой в соотношении 1:2. В таком растворе при 60–80°С происходит равномерное растворение меди и серебра, и изделия получают вид, присущий чистому золоту.

Можно получить изделия с поверхностью, значительно обогащенной золотом, травлением их в растворе «царской водки», т. е. смеси соляной и азотной кислот. Однако в этом случае на поверхности могут возникнуть пятна от образовавшегося хлорида серебра. Для предотвращения это нежелательного явления в раствор вводят избыток одной из солей натрия или аммония (NaCl или NH₄Cl), которые растворяют хлористое серебро и обеспечивают получение на поверхности изделия чистого золота.

Художественное травление (фрезерование) – один из методов отделки ювелирных изделий. На поверхность изделия любым возможным способом наносят защитный слой, закрывая им участки, не подлежащие травлению. Изделие опускают в травильную ванну, где открытые участки металла подвергаются воздействию травителя, в результате на поверхности создаётся углублённый рисунок. Перед травлением поверхность заготовки должна быть полностью обезжирена, иначе лак не будет держаться на ней. В качестве покрытия могут применяться кислотостойкие лаки и краски, самоклеящаяся плёнка (на которой рисунок вырезан на плоттере или лазером), фотоотверждаемый материал и др. При художественном травлении важно определить глубину травления и скорость процесса.