Leptání kovů – umění a věda o povrchových úpravách

Leptání kovů je technologie, která tak trochu připomíná odstranění tetování z člověka. Rozsah použití je obrovský – od zpracování kovových výrobků až po vytváření uměleckých předmětů. Erudovaný člověk si jistě vzpomene, že Rembrandt, Blake a Durer vytvářeli lepty pomocí leptání plechů. Autor a divák mohou děj kresby vnímat odlišně, ale z technického hlediska je umělecký lept stejně přísný algoritmus jako práce s rezavou kovovou deskou.

Rozkvět technologie nastal v 16. a 17. století. Samozřejmě jsme v těch letech mluvili jen o chemickém zpracování. Elektrolytické metody a zejména iontové plazmové leptání se objevily mnohem později. Nejen elegantní kovové rytiny, ale i domácí potřeby té doby přežily dodnes. Středověcí řemeslníci zdobili různé výrobky:

• ryté na zbraních – kuše, dýky;
• proměnil rytířské brnění v umělecké dílo;
• Provádíme zakázkový návrh zámků a klíčů.

Na začátku 18. století na Kavkaze dosáhlo rytí hlavně zbraní nové úrovně. Prováděli ho zbrojaři a k ​​montáži byly zdobené díly zaslány dalším řemeslníkům. Toto rozdělení nám umožnilo dosáhnout vysoké úrovně kvality v každé fázi práce s pravou damaškovou ocelí. Stejně jako u většiny vynálezů však Evropané pouze vylepšovali staré metody: již před naším letopočtem se v různých částech světa používaly technologie leptání, i když nejčastěji se nezpracovávaly kovy, ale organické předměty, například mušle. Princip byl ale stejný – byl použit materiál, který odolával leptání (pryskyřice nebo bitumen), jako leptací látka sloužila rostlinná žíravá šťáva.

Zatímco umělci vytvářeli nádherné rytiny, praktičtí řemeslníci prováděli zakázky nejrůznější povahy. V evropských muzeích jsou vystaveny předměty s rytím, černěním a zlacením:

• rytířské přilby;
• elegantní krabice;
• svícny.

Rytina se ale uplatňovala i na takové užitkové předměty, jako jsou pracovní nástroje řemeslníků. Jeden z nich se proslavil nejen ve své domovině v Německu, ale po celém světě díky poněkud frivolní básni, kterou rytec vytvořil na bednářském nástroji. Čepel sekáčku je zdobena jednoduchým vzorem, poetickým mistrovským dílem pochybných zásluh a vtipem o velikosti mistrů, kteří sudy vyrábějí.

Výzvy a technologie

Proces ponoření do lázně s kyselinou, solí nebo zásadou může trvat jednu minutu až dvě hodiny. Používá se také vícestupňové zpracování krok za krokem.

Účely leptání (průmyslové nebo domácí) mohou být velmi odlišné:

• odstranit rez nebo vodní kámen;
• vyjasnit parametry povrchu;
• identifikovat mezikrystalickou korozi;
• aplikujte dráhy na mikroobvody a desky;
• posílit přilnavost – jakýkoli povlak, včetně galvanického, je pevně aplikován na čištěný povrch;
• provádět chemické leštění povrchu;
• vytvořit obrázek – reliéfní kresbu nebo nápis;
• připravit ocelové výrobky pro proces žárového zinkování;
• odstranit oxidový film nebo oxidy vzniklé tepelným zpracováním kovu;
• snížit tloušťku desky;
• zbavte se vrchního nátěru (tenká vrstva jiné látky na povrchu kovu).

V praxi je tento postup nejčastěji vyžadován při přípravě kovových dílů pro ošetření antikorozními látkami nebo nátěry barvami a laky.

Důležité: při práci s nerezovou ocelí budou vyžadovány dva technologické procesy současně – moření a pasivace. Moření odstraní částice rzi a vodního kamene a pasivace má vytvořit oxidový film, který zabrání návratu těchto problémů při následném použití.

Metody leptání

Se všemi různými technologiemi jsou metody leptání rozděleny do tří kategorií:

1. Chemické – při vystavení kyselinám (H₂SO4, HNO3, HCl) a zásadám. Tato metoda se používá k odstranění vodního kamene nebo rzi.
2. Elektrolytický – v tomto případě je deska (na které chceme vytvořit vzor) ponořena do elektrolytu.
3. Iontová plazma – povrch kovu je vystaven působení inertních plynů, s vyloučením jejich chemické interakce se zpracovávaným kovem. Dalším názvem této metody je suché leptání. Tato metoda umožňuje provádět zářezy a drážky s přesností asi 10 nm. Tato metoda samozřejmě není pro domácí použití, její hlavní aplikací je mikroelektronika.

Leptadla a zpracovatelská činidla

• roztok HCl 10–20 %.
• H₂SO8 20–XNUMX% roztok.

• 12% HCXNUMX.
• 1 % HNOXNUMX.

Ošetření 20% roztokem HCl a 20–40% HNO₃.

Nerezová ocel (silná vrstva šupin)

75–85 % roztok NaOH plus 20–25 % NaNO₃.

15–20% roztok HNOXNUMX k odstranění oxidů.

Zpracování peroxidem vodíku, H2CrO4 a solemi (CuCl2, FeCl3, NH4).

NaOH, roztok HF nebo H2SO4 plus HNO3.

Navíc – NaCl a NaF pro jednotný proces.

Domácí lept

Doma se používá chemická metoda, méně často – elektrochemická technologie. Nejčastěji řemeslná výroba zahrnuje zpracování nožů, lovecké a dekorativní. Zde se mohou hodit ozdoby tulských puškařů: růže propletené stuhami, emblémy, prapory. Velmi zajímavé jsou také vzory tradiční pro mistry Chrysostom. Špičkoví specialisté aplikují návrhy nejen na ostří zbraně, ale také na církevní náčiní, nemluvě o různých domácích předmětech:

• podnosy;
• držáky na poháry;
• příbory.

Samozřejmě je nepravděpodobné, že by běžný řemeslník mohl opakovat profesionální vzory: to vyžaduje nejen rozsáhlé zkušenosti a speciální nástroj, ale ve většině případů individuální náčrtky umělců. Ale mnoho řemeslníků dělá standardní kresby. Co bude mistr potřebovat:

1. Odmašťovací činidlo pro přípravu povrchu.
2. Kyselina.
3. Nekovová nádoba, jejíž materiál je inertní vůči použitým chemikáliím.
4. Nástroje pro přímé kreslení náčrtu (lepicí páska, šablona, ​​lak, základní nátěr).
5. Během elektrochemického zpracování musíte navíc připravit:

• stolní sůl;
• nízkoenergetická baterie 5-12 voltů;
• spojovací vodiče.

Pozor: při použití šablony (zejména pokud mluvíme o nápisu) nezapomeňte: obraz bude zrcadlený.

Pro aplikaci obrazu je nutné chránit oblasti kovu pomocí materiálů, které chemicky nereagují s činidly používanými pro leptání. Většina řemeslníků používá k ochraně povrchu maskovací lak, ale domácí řemeslníci používají extrémně široký arzenál – od lepicí pásky až po lak na manikúru.

Poté se na povrch nanese základní leptací nátěr. Další fází je vytvoření výkresu pomocí stylusů, jehel a speciálních nástrojů. S pomocí leptání můžete provádět velmi jemnou práci:

• ozdobit vysoce kvalitní sklo;
• aplikovat vzory na zbraně;
• zpracovávat šperky.

V těchto případech je leptací kapalina vybrána individuálně řemeslníkem – pro zpracování porcelánu nebo stříbra, mosazi nebo kamene jsou zapotřebí zcela jiné látky. Základní algoritmus:

• výrobek je potažen lakem nebo základním nátěrem;
• pauza, dokud nanesená vrstva úplně nevyschne;
• kreslení obrysu (můžete použít gelové pero nebo velmi tenký fix);
• pomocí ostrého konce mosazné nebo měděné tyče nakreslete obrysy obrázku na základní nátěr;
• v případě potřeby dejte oblastem vzoru různé hloubky, pak se leptání provádí v několika fázích.

Rada Pro začínajícího mistra nejprve procvičte na nepotřebné části. Pokud vezmete prut, který je příliš tvrdý nebo má špatný průměr, povrch se nenávratně poškodí. Nezapomeňte: kyselina se přidává do vody a ne naopak!

Bezpečnostní opatření

Leptání nelze nazvat procesem šetrným k životnímu prostředí a absolutně bezpečným pro zdraví umělce. I při dodržení techniky a standardních bezpečnostních opatření jsou dýchací orgány vystaveny dosti vysokému riziku. Každé z použitých činidel má negativní vliv na člověka:

1. Kyselina chromová není jen silný čistič, má vysokou úroveň toxicity a je také karcinogenní.
2. Kyselina dusičná má štiplavý a dusivý zápach.
3. Fluorovodík patří do druhé třídy nebezpečnosti.
4. Kyselina chlorovodíková nejenže naleptává kůži, organické materiály a kov, ale je také schopna koncentrovaně interagovat s běžným vzduchem a vytvářet žíravé výpary.
5. Kyselina sírová je hořlavá, když se její páry dostanou do dýchacího systému, rozvine se nejen podráždění, ale i chronická pneumonitida, nemluvě o popáleninách.

V domácí dílně je obtížné vytvořit podmínky, které plně splňují bezpečnostní požadavky. Ale jak řemeslníci, tak výrobní specialisté musí zkontrolovat provozuschopnost nástroje: praskliny, třísky, nesprávně namontované kladivo nejsou jen vadnou prací, ale také skutečnou hrozbou pro zdraví mistra.

Hlavní rizika procesu:

• vysoká kontaminace plynů výpary nebezpečných činidel;
• horký kovový povrch;
• možnost úrazu elektrickým proudem;
• postříkání agresivními chemikáliemi;
• možnost požáru a v některých případech výbuchu.

Proces upravuje Pokyn Ministerstva práce ze dne 2. července 2002. Věková hranice je jasně stanovena: leptání ve výrobě nemohou provádět osoby mladší 18 let.

Další požadavky na hlavní ochranu:

• ochranný kryt pro pohyblivé části;
• použití bezpečnostního zámku;
• přítomnost uzemnění;
• ochrana zařízení pod napětím;
• hasicí prostředky.

Pozor: předpisy přísně uvádějí, že je zakázána práce, pokud je větrání ve výrobním prostoru vadné. Je přísně zakázáno pracovat bez osobních ochranných prostředků:

• tlusté kombinézy;
• gumové rukavice;
• zástěra;
• Respirátor;
• Ani obličejový štít by neuškodil.

Pokud se na zařízení dostane kyselina, je nebezpečné spoléhat se na pevnost kombinézy, musí být okamžitě odstraněna. Existuje další pravidlo, neuvěřitelně jednoduché, ale není vždy dodržováno – nádoby s chemikáliemi by měly být umístěny na police umístěné mnohem níže, než je úroveň obličeje. Také je nutné pečovat o lékárničku. Potřebujeme jednoduché, ale osvědčené prostředky. Ale hlavní věcí není plést:

1. Pokud se nějaká kyselina dostane do kontaktu s pokožkou, je nutné postižené místo ošetřit mýdlovou studenou vodou nebo roztokem sody (jedna čajová lžička na sklenici vody).
2. Pokud jste trpěli účinky kyseliny fluorovodíkové, pak by měla být pokožka oplachována tekoucí vodou po dobu 2-3 hodin (ne minut).
3. Pokud jste vystaveni fosforu, budete se také muset urychleně opláchnout tekoucí vodou nebo alespoň vložit ruku do nádoby s vodou, ale mějte na paměti, že fosfor ve vzduchu vzplane.
4. Nedotýkejte se poškozené oblasti rukama.
5. V případě poleptání alkálií je nutné kůži nejprve omýt (tekoucí vodou) a poté lze použít několik možností ošetření:

• stolní ocet zředěný v poměru 1: 1 obyčejnou studenou vodou;
• kyselina citronová – půl čajové lžičky na sklenici vody;
• kyselina boritá – také 0,5 lžičky prášku na sklenici vody.

Po poskytnutí první pomoci sobě nebo kamarádovi neváhejte navštívit lékaře. Je to nutné – a ne zítra, ale hned. Následky poleptání kyselinou a zásadou jsou příliš vážné na to, abyste se ochránili do dvou minut.