Травление металлов

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.

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.

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.