Чернение металла востребовано в различных сферах производства, однако чаще всего используется для декоративных целей в ювелирном деле и различных ремеслах.
Оцинковка металла является наиболее простым и дешевым способом его защиты от образования ржавчины. Наиболее популярным является метод горячей оцинковки.
Удаление с поверхности металлов окислов, ржавчины и окалины в растворах кислот, солей или щелочей называется травлением. Травление осуществляется химическим и электрохимическим способами.
Химическое травление. Химическое травление стальных изделий выполняется путем погружения изделий в раствор серной или соляной кислот.
При погружении изделия в растворы кислот во взаимодействие с ними вступают не только имеющиеся на поверхности металла окислы, но и металлическое железо.
Процесс травления следует вести таким образом, чтобы при быстром растворении окислов травление основного металла было как можно меньше. Относительная скорость процессов растворения металлов и их окислов зависит от состава окислов, концентрации кислот, температуры процесса и т. д. Увеличение концентрации серной и соляной кислот ускоряет растворение как окислов, так и чистого железа.
Для удаления с железа пленки FeO наиболее целесообразно пользоваться 10% -ной НСl. Повышение температуры кислот также способствует резкому увеличению скорости травления; оптимальной температурой травления для серной кислоты следует считать 60°, для соляной 40°.
Образующаяся в ванне в результате травления соль FeSO4 снижает скорость травления; повышение содержания в растворе соли FеСl2, наоборот, увеличивает скорость травления.
При химическом травлении сталей в результате взаимодействия железа с кислотами происходит интенсивное выделение водорода, который диффундирует в поверхностный слой металла, делает его хрупким и вызывает образование на поверхности так называемых «травильных пузырьков». Для устранения этого явления в травильную ванну добавляют специальные добавки (замедлители КС, МН), которые создают при травлении защитную пленку, предохраняющую металл от вредного действия водорода.
Оборудованием для химического травления обычно служат деревянные или бетонные баки, выложенные изнутри кислотоупорными плитками. Мелкие изделия загружаются в ванну в корзинах или лотках. Если перед паянием требуется очистить не все изделие, а только паяный шов, то лучше всего пользоваться 10— 15%-ным раствором соляной кислоты (наносить на шов при помощи кисточки) с последующей промывкой водой.
Очистку покрытых ржавчиной участков удобно производить травильными пастами.
Пораженное ржавчиной место сначала покрывают пастой № 1; после того как ржавчина отстанет от поверхности, деталь протирают и наносят на нее пасту № 2; через 30—60 мин. пасту смывают и деталь подвергают паянию по обычному методу. Для травления изделий из меди и медных сплавов часто применяют растворы соляной, серной или азотной кислот, но более надежные результаты дает травление в 8%-ном растворе серной кислоты с добавкой 10% хромпика. Изделия из алюминия и его сплавов рекомендуется травить в растворе щелочей, но иногда для этой цели пользуются и соляной кислотой.
Травление изделий из никеля и его сплавов производится в 20% -ном растворе серной кислоты с добавкой хромового ангидрида при температуре 60—80°. Изделия из мельхиора травятся в 10%-ном растворе серной кислоты с добавкой 1,5% хромпика. После травления необходима обязательная промывка в горячей воде с небольшим количеством винного камня.
Электролитическое травление. Очистка изделий методом погружения в травильную ванну в большинстве случаев требует значительного времени. Для ускорения процесса очистки применяется электролитический способ травления, при котором изделие помещают в качестве анода (анодное травление) или катода (катодное травление) в электролитическую ванну.
В случае анодного травления электролитом обычно служат растворы кислот или солей щелочных металлов; очистка происходит путем быстрого электролитического растворения, поэтому требуется строгое соблюдение установленного режима, в противном случае произойдет чрезмерное растворение металла. Катодом служат нерастворимые в электролите материалы, главным образом свинец и иногда железо.
Плотность анодного тока выбирается в зависимости от состояния поверхности изделия и от требуемой скорости процесса; в практике плотность тока колеблется в пределах 5—200 а/дм2. Процесс ведут обычно при комнатной температуре; длительность процесса подбирается опытным путем и лежит в пределах от 30 сек. до 30 мин.
При катодном травлении в качестве анода применяют обычно свинец или его сплав с 6—10% сурьмы; электролитом служат растворы кислот или смеси их с солями щелочных металлов. Очистка поверхности металла от окислов по этому методу происходит действием образующегося на катоде атомарного водорода, который восстанавливает окислы металла, а газообразный водород механически отрывает их от поверхности металла. Катодное травление сопровождается наводораживанием поверхностного слоя изделия, поэтому применение этого способа очистки для закаленных сталей не рекомендуется.
Уменьшения наводораживания стали достигают введением в электролит солей свинца и олова. Во избежание коррозии, которая может начаться от наличия остатков кислот и солей на изделии, желательно после травления произвести нейтрализацию остатков травильных растворов. Для этой цели изделия погружают в 2,5—5,0% -ный раствор кальцинированной соды на 1/2—1 мин. при комнатной температуре и после промывки в холодной и горячей воде тщательно вые шивают.
После такой обработки хранение паяемых деталей в сухом помещении не вызовет коррозии их поверхности. Для того, чтобы подготовленное изделие не окислилось снова, рекомендуется возможно скорее производить пайку его.
Часто во время осуществления сварки или пайки металлов и их сплавов возникают неожиданные проблемы. О многих из них мы и поговорим в разделе «вопросы и
ответы»
Эмалирование металлов – технология, которая позволяет наносить на поверхность изделий из стали специальный защитный слой, отличающийся великолепными эстетическими
свойствами.
