Анодное травление нарезов

Guns.ru Talks

Оружейные идеи

Анодное травление нарезов ( 1 )

всего страниц: 13 :

...

следующая тема | предыдущая тема

Автор

Тема: Анодное травление нарезов

Shizuma

написано 3-6-2011 13:06

Итак, известно, что один из способов изготовления "черновых" нарезов - это процесс анодного травления, т.е. ствол - это анод (который, конечно растворяется), изолируемый в местах желаемого выступа от электролита специальной формой. Электролит - самый дешевый, который только может быть - NaCl. Частенько мне попадались на форумах советы кустарей - как-то вбить сверло намертво в трубку и воспроизвести процесс в ванной. Будучи сам немного кустарем, я занялся вопросом "как вытравить нарезы в домашних условиях анодным окислением" . И вот, делюсь прошлолетними результатами, может кому будет интересно.
ЭЛЕКТРОЛИТ:
*Хлорид натрия - самый худший. NaCl KCl и вообще с Cl- в любых концентрациях (1%, 5%, ок. 20%) делают поверхность сильно шершавой и неоднородной. То-же самое и Na2SO4.
*H2SO4 HCl - разбавленные до 5% и 1% оставляют ОЧЕНЬ гладкую поверхность, но с сильными наплывами - т.е. там, где катод был ближе - вытравливается больше, там где дальше - меньше.
*Нитрат аммония (5% и насыщенный - более 50%) - из нейтральных солей показал себя лучше всех. Дает самое равномерное стравливание с гладкой поверхностью.
*Нитрат калия - похож на нитрат аммония, но немного хуже.
*Лимонная кислота (10%) - хорошая гладкая поверхность + более-менее равномерное стравливание.
*FeSO4 (5%) + H2SO4 (5%) - аналогично серной кислоте.
*Все вышеперечисленные кислые электролиты с добавлением небольшого количества CuSO4. Присутствие Cu2+ должно давать гальвани-пару с железом, при этом Fe должно разрушаться быстрее. На практике еще более усиливаются наплывы там где катод был дальше.
*Лимонная кислота (5%) + 20% NH4NO3 - лучший результат - нет наплывов, поверхность - идеальная.
*Лимонная кислота (5%) + NH4NO3 (20%) + H2SO4 (1%) - то-же, что и предыдущий, но кажется (не уверен до конца) что быстрее.
ВЫВОД по электролиту:
Лучший - лимонная кислота + аммиачная селитра. Чем больше необходимо стравить, тем больше должна быть концентрация лимонки, т.к. может начаться образование нежелательного осадка гидроксида железа. На катоде образуется рыхлый аморфного вида осадок, существенно не меняющий его функций. Данный электролит травит и нержавейку, но для эффективного травления нужны некоторые добавки.
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР
Вбивание сверла в трубку с последующим травлением - это бред, и не только по причине сложности обратного вынимания сверла, но также:
*Поля нареза будут крайне широкими
*Шаг нареза у сверла - ну не знаю... 40-50мм, а чем больше калибр тем больше должен быть шаг нареза. И если я готовлю ствол 0.5in то в идеале - шаг = <500мм.
Так что можно сделать в домашних условиях?
А все просто -труба с обработанной поверхность (если необходимо, я уточню позже как полностью избавится даже от следов ржавчины) красится тонким слоем краски, напр. нитроэмали - и снаружи и изнутри. Затем она сушится на крымском солнце. Остается просто процарапать линию будущих нарезы изнутри трубки и... сунуть в электролит, подключить к трубке "+".
Катод - проще пареной репы. Это обычная тонкая проволока (можно даже медную нить от электромагнитика) натянутая внутри трубы, которую травят. Я брал железную проволоку и оцинковку. Результат - мало отличается.
Для электролизера мне понадобилось: мерный цилиндр (на литр или больше), один лабораторный штатив, две резиновых пробки (от капельниц), несколько кусков резины для изоляции, зарядка от телефона (выпрямитель тока).
Установка работает - я проверял. С ее помощью просто обрабатывал внутреннюю поверхность ржавой трубки. Результат впечатлил даже меня - поверхность с великолепным металлическим блеском.

ИТАК, у меня два вопроса:
*Ваши соображения и мнения по электролиту, электролизеру и самому процессу травлению стволов в домашних условиях
*Главное: подскажите мне как смастерить такую штуковину, чтобы можно было всего-лишь равномерно процарапать краску внутри ствола по линии будущих нарезов. Как ЭТО сделать?

automatiq	написано 3-6-2011 15:22 quote: Originally posted by Shizuma: Как ЭТО сделать? Тащить протяжку с зубцами, сдирающими краску, а ствол - равномерно вращать.

Palitch

написано 3-6-2011 21:11

С чего-то вспомнился макет,башни инженера Шухова.Между двух дисков,натянуты металлические троса.Потом диски поворачивают вокруг оси-и получается ажурная конструкция.Вообще-идея рыбная

ТС-респект http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%B0%D1%88%D0%BD%D1%8F#.D0.A4.D0.BE.D1.82.D0.BE.D0.B3.D1.80.D0.B0.D1.84.D0.B8.D0.B8

edit log

Shizuma

написано 3-6-2011 23:09

Хоть сколько нибудь равномерное вращение ствола - процесс с моим инструментарием весьма затруднительный. Сам представлял "протяжку" в виде трубки диаметром немного меньше канала ствола с закрепленными на ней под нужным углом лезвиями. Правда, нечего подобного пока замутить вовсе не удалось.
А сам метод весьма многообещающий - позволяет делать прогрессивные или регрессивные нарезы и не связан с конустостью ствола (фанатам Герлиха посвящается) - . Минус - нельзя сделать полигональный нарез, либо некоторые уже давно не встречающиеся старые нарезы - люттихский или Генри.
А вот полигональные нарезы можно сделать так (теоретически). Берем квадратную трубку (синонима не пришло на ум). Складываем из жаростойких кирпичей маленькую длинную печку, закладываем туда угольку и разжигаем, осуществляя постоянный поддув воздуха (проще всего - аквариумный насос) и закладываем туда нашу четырехгранную трубку. Греем до известной температуры и в момент размягчения, закрепив один конец трубки, поворачиваем другой, причем всего около одного поворота. Остается соответствующим образом отпустить сталь и отпилить кончики. Это правда теория и вовсе не известно, как поведет себя данное изделие под давлением порядка сотен мПа при выстреле, но...
А вообще анодное окисление - весьма многообещающая, но не особенно исследованная область. Дело в том, что практическая электрохимия (кстати, я химик-аналитик) заключается в подборе электролитов и режимов методом тыка, а вся теория - чуть-ли не времен Фарадея. Знаю одного престарелого профессора, прославившегося анодной полировкой ниобия - так за три года его россказней у меня сложилось стойкое мнение, что он просто перебирал электролиты и режимы, пока не нашел нужного. Анодное окисление позволяет не только травить и зачищать поверхность, но даже и полировать. Можно и поверхность ржавой пластинки сделать равной по шероховатости поверхности зеркала, но проблема в том, что условия процесса не известны вовсе.

Palitch	написано 3-6-2011 23:14 Вообще,в ванны первых электроэрозионных станков,заливали спирт Потом смекнули,что в цеху,это долго не проработает.

shOOter59	написано 3-6-2011 23:54 и перешли на керосин

Shizuma

написано 4-6-2011 01:02

quote:
заливали спирт

quote:
перешли на керосин

Какую роль выполняли эти два вещества?
Спирт - неэлектролит, хотя не совру, если скажу что он может входить в состав электролитов, но в очень малом кол-ве, т.к. снижает электропроводность растворов, т.о. выход по току. Я не думаю, что его может быть больше 10%.
Керосин - не то что неэлектролит, но и в воде само собой не растворим. Да и электротока он совершенно не проводит.
Для чего эти оба вещества могли использовать? Единственное приходит не ум - охлаждение, но какой смысл использовать спирт и керосин. Есть электрод в виде трубки, внутри которой (с изоляцией, конечно) пускают ток воды для охлаждения.

abc55

написано 4-6-2011 04:54

Мало понимаю в травлении.
Тема у вас интересная, описание интересное.
Самое главное - проверено практикой.

Но возникают вопросы.
На рис.

Красное - краска.
Серое - металл.

1 краска и металл перед травлением.
2 начало травления.
3 завершение процесса.

На стадии 3 металл вытравится под краской, что нежелательно, нужна как раз, обратная картина.
И будет ли равномерно-гладкой поверхность металла?
Сомневаюсь, что поверхность металла будет идеально ровной.
На глаз - да.

По скручиванию раскаленного многогранника.
Вряд ли его можно скрутить равномерно, прилагая усилие на концах трубки.
Тут скорей всего нужен способ - тяни с одной скоростью и вращай с одной скоростью.

Выцарапывание краски на внутренней поверхности нужно скорей всего именно методом
предложенным Аутоматиком.
Метод скручивания Шухова скорей всего окажется неравномерным.

800 x 600

edit log

Shizuma

написано 4-6-2011 12:36

Процесс растворения в кислоте и анодного окисления существенно различаются

Как так получается? А все очень просто - поверхность по своей энергии не однородна. На местах выступов она выше, а поэтому и перенапряжение тоже выше, а следовательно она будет растворятся первой Аналогично - на впадинах будет растворяться значительно слабее, чем в среднем. Следовательно образование острых углов - маловероятно. впрочем, я думаю. что можно по желанию вытравить и овальный нарез с краями желаемой формы просто подбирая электролит, режим и плотность тока.

На этом основан и принцип анодной полировки металлов. Где-то у меня была пара фоток, где я держу в руках советские "секретные" ниобиевые секции к каким-то ускорителям. Хотя и старинные и поцарапанные, но до сих пор - почти зеркала. Если отыщу фотки - выложу, как образец анодной полировки. Вот только жаль, что негде не нашел такой полировки для железа и его сплавов.

edit log

wtz

написано 4-6-2011 12:38

Можно так, как в древности делали: сделать деревянный винт соответствующего шага, в него уже ту протяжку вставить. Как станочек устроен - догадаться не трудно. Немножко наврать с формой винта не беда: если винт например в 10 раз больше диаметром, чем ствол, то погрешность, скопированная на ствол, будет в 10 раз меньше.
Такой штукой и нарезали в стволе нарезы в давние времена, а со сраной какой-то краской тем более справится.

quote:
Какую роль выполняли эти два вещества?

ЭЭО не ЭХО. Как электролит керосин и вправду плох.

Gibbon

написано 4-6-2011 13:31

Самое главное класс обработки электрода и заготовки, желательно чтобы поверхности электрода и заготовки были зеркальными, чтобы травление проходило равномерно по всем участкам. хотя даже при зеркальных поверхностях не обойтись без последующей электрохимической полировки..
Еще важный момент - зазор между электродом и заготовкой, чем он меньше тем правильнее и четче геометрия граней и дна нарезов, но все же зазор должен быть достаточным для полноценной подачи травильной жидкости под давлением, с одновременным вымыванием побочных продуктов травления...
Ну и правильный подбор силы тока в расчете на миллиметр в квадрате..

edit log

Shizuma

написано 4-6-2011 14:35

quote:
Еще важный момент - зазор между электродом и заготовкой

напомню, что ето вы ИЖАМАШевский способ описываете, где нарезы просто вытравливаются по форме, а у меня - без формы-заготовки.
По гальвонопластике
А от себя еще добавлю, что данный способ - самое примитивное применение электрохимического травления, которое только может быть вообще. Электрохимическое осаждение - гальваностегия и электрохимическое формирование изделий - гальванопластика имеют большой потенциал. Напомню, что монеты изготовляются именно гальванопластикой, т.е. выращиваются с матриц. Вот если бы замутить матрицу ствола... Ведь можно выращивать изделия не только из чистых металлов, но и добиваться осаждения полноценных сплавов прямо из растворов. Представьте себе, к примеру, ствол целиком из хромованадия или победита

Да из такого ствола можно будет стрелять пулями в стальной оболочке, причем он будет сохранять неизменную кучность тысячи выстрелов. Хм... я вспоминаю, как пытался отпилить кончик сверла при помощи ножовки по металлу - с тех пор я вполне уверен, что нарезы из подобных сплавов выдержали бы даже и стальные оболочки пуль. Или по теме того-же ниобия - он настолько вязок, что как говорят чушку даже из технического металла надо пилить обычной ножовкой полдня. Вот только проблема в том, чтобы после формирования ствола на матрице вывинтить этот самый ствол из матрицы. Тема архиинтереснейшая. Да и на счет железа - будет осаждаться-же не сталь, а ЧИСТОЕ железо, которое почти не ржавеет (помните про знаменитую колонну из чистого железа в Индии. которая уже много тысяч лет стоит себе и не ржавеет?).

mihasic

написано 4-6-2011 15:02

Уважаемый Shizuma, спасибо Вам за хорошую тему, давно такого тут не было.
Для формирования винта, как мне кажется, лучше не снимать защитное покрытие с заданным шагом, а наносить. Дело в том, что требования к чистоте поверхности очень высоки, механическим скребком такой чистоты достичь трудно. А вот при нанесении как раз как ни ляпни - всё прилипнет. Поэтому сделать что-то вроде крестообразной кисточки с подачей краски по трубке, которая одновременно является держателем и в вертикальном положении ствола вкручивать её.
Что касается задания шага, то эта задача большой сложности не представляет: давно существуют и широко применяются в промышленности шаговые электродвигатели, так сделать небольшую приблуду из двух двигателей - один вращает, другой обеспечивает поступательное движение. Устройство управления такой приблудой - несложная задача для студента-электронщика, говорю не от фонаря, сам построил несколько таких устройств (хотя я, увы, давно уже не студент). И хоть постоянный шаг, хоть прогрессивный - да хоть регрессивный, если будет такая фантазия.

Shizuma

написано 4-6-2011 18:17

quote:
лучше не снимать защитное покрытие с заданным шагом, а наносить

Согласен, кисточка - хорошая мысль, но конечно она должна быть особой, с равномерной подачей краски. Надо бы зайти худ. маг. и купить колонковых кистей. А на счет электродвигателя - надо бы замутить.
Правда сначала приходило на ум что-то выполняющее функции трафарета. Но это тоже слабая идея - надо ведь найти трубку весьма точного диаметра, пропилить в ней хотя-бы одну продольную тонкую дырку и подавать краску-покрытие изнутри. Главное - надо еще ждать пока высохнет краска + чтобы она она не потекла и главное - не смазать ее случайно. Пока это все не как не может уложиться у меня в голове в стройную идею

Shizuma

написано 4-6-2011 18:43

Матрица для гальванопластики, как правило есть неэлектропроводящий предмет (классика - гипс, парафин, сплав парафина с полиэтиленом и т.п.) покрытый тонким сслоем электропроводного материала (графитовая пыль, например). Поэтому в случае

quote:
в эти узенькие щелочки от полей нарезов залить краску

уже краски не надо. Если уже есть слепок из герметика или там из полимера какого-нибудь, то это уже считай матрица, вот только на нее надо нанести графитовую пыль и... вперед!
Но практическая проблема - будет ли возможно вывинтить данную матрицу из ствола - основы? Учитывая что герметики расширяются, то это будет не так и просто. С другой стороны - можно ведь перед выдавливанием герметика в ствол смазать его изнутри тяжелым керосином (типа авиационный), машинным маслом, солидолом и т.д. Ну хотя-бы матрица будет получена. Но проблема не в самой матрице. Проблема - вывинтится ли матрица, когда ствол будет готов? Сложно сказать. да... хотел бы провести эксперимент с выращиванием ствола но проблема - нет ствола с которого можно было бы снять слепок. Может на худой конец попробую со сверлом но у него короткий шаг нареза, и вывинтить выращенное сверло - не просто.
Тут напрашивается выход: сделать электропроводящее на матрице покрытие каким-то жирообразным, чтобы готовый ствол можно было беспрепятственно вывинтить, не повредив матрицу. Данный слой должен хорошо держаться на матрице + быть полностью нерастворимым в воде.
И тут родилась мысль! А как вы думаете на счет тонкого слоя легкоплавкого сплава - ведь есть сплавы которые плавятся при: 61*С 70*С 92*С 48*С ? Нанес такое покрытие на полимерную матрицу; вырастил ствол; подогрел в горячей воде - сплав и вытек. Тут-то можно будет наверняка вывинтить ствол из матрицы. Что-то раньше об таком и не думал!

Two

написано 4-6-2011 18:55

quote:
Уважаемый Shizuma, спасибо Вам за хорошую тему, давно такого тут не было.

+100
Хорошая тема.

По части нанесения защитного слоя - двоякая ситуация. Если наносить слой одновременно формируя профиль нарезов, получается довольно сложная красочная головка, т.к. она должна обеспечить нанесение слоя равномерно и с очень точными краями, чтобы не получилось задиров(если мы хотим избежать пост-обработки). Но плюс в том, что поверхность канала ствола уже идеально чистая и ее не придется чистить для травления.
Если закрашиваем канал ствола полностью, то сам процесс получается очень прост, для сдирания краски сойдет простейший ракиль, тоже просто. НО, после прохода ракиля на поверхности останется n-ый слой краски, даже если она подсохнет и полимеризуется, все равно на поверхности останутся некие ее продукты. Придется гонять ракиль дуты-сюды до получения подходящей чистоты, да еще и растворителями протирать, которые сами могут испортить уже нанесенный слой.
И так и так есть нюансы.
Есть специальные фотоэмульсии которые полимеризуются от ультрафиолета. Пока эмульсия сырая - смывается обычной водой. После застывания не боятся спиртов и растворителей, смывается специальным регенератором. Можно обработать фотоэмульсией ствол, потом затолкать в него прозрачную трубку на которой нанесена черная непрозрачная краска, т.с. негатив полей нарезов. Светим УФ, потом смываем не затвердевшую эмульсию - получается готовый трафарет с идеальными краями.

abc55	написано 4-6-2011 19:22 Фотоспособ!

Shizuma

написано 4-6-2011 20:08

quote:
даже если она подсохнет

В своих мечтах предполагаю, что краска внутри уже абсолютно высохла и сама краска - как на автомобилях - тонкая, но крайне равномерная и с классной адгезией.

quote:
после прохода ракиля на поверхности останется n-ый слой краски

да, это проблема... Но в конце концов можно сделать несколько резцов, как в старых метчиках были - первый счищается на черновую, второй - на чистовую, на а третий... и все три рядом.

quote:
Можно обработать фотоэмульсией ствол, потом затолкать в него прозрачную трубку на которой нанесена черная непрозрачная краска, т.с. негатив полей нарезов. Светим УФ, потом смываем не затвердевшую эмульсию - получается готовый трафарет с идеальными краями

гениально! Отличная идея. УФ лампу - внутрь трубки именно с прорезями.

quote:
затолкать в него прозрачную трубку на которой нанесена черная непрозрачная краска

С прозрачностью для УФ - проблема. Точно знаю, что обычное стекло для него непрозрачно; пластик и черная краска - под вопросом. Знаю только, что кварц прозрачен, но кварцевое стекло я видел всего пару раз в жизни. Интерес вызывают ртутные газоразрядные лампы - "белые" смтр.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D1%82%D1%83%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0 на картинке показано что максимум энергии, которую можно из нее выжать - 400нм, ну в общем - граница между видимым спектром и ближним УФ. Вот только диаметр лампы великоват, хотя я их уже давно не видел - может и удастся в 0.5 трубу впихнуть, или в 16мм. А краску - в конце концов можно взять обычную и примешать туда порошок какого-нибудь вещества жестко не прозрачного для УФ. Знаю сульфат бария непрозрачен для рентгена (у меня его полкило уже несколько лет без дела валяется), вдруг и для УФ он будет непрозрачен. Хотя инстинктивно что-то подсказывает, что надо брать что-то желтое; то есть соединение поглощает фиолетовый цвет, остается желтый, а раз поглощает фиолетовый - то и до УФ там недалеко.

cheater

написано 4-6-2011 20:35

2 Shizuma - профессор полировщик ниобия случайне не на Ф фамилию имеет? и А.М. инициалы? даю 90% что про него реч с его электронным ускорителем.

по нарезам - тоже жавно интересовался чисто так сказать академически. пришел к таким результатам:
на форумах нелегальных злостных производителей стволов один фабрикант самодельных ППШ делал нарезы забиванием победитового сверла молотком
были авторитетные статьи что для стрельбы свинцом достаточно микронарезов, например пройденных наждачкой на палке

ещё насколько помню стволы СВД делают электролизом, были вроде материалы с подробностями

Two

написано 4-6-2011 20:49

quote:
С прозрачностью для УФ - проблема. Точно знаю, что обычное стекло для него непрозрачно; пластик и черная краска - под вопросом.

На самом деле все до безобразия просто. Есть фирмы которые печатают фотоформы для типографий - это простая прозрачная пленка на которую они каким то крутым принтером с высокой точностью печатают негативы. Можно даже простым чб принтером на кальке напечатать - и у вас нормальная форма, точность правда ниже и граница плашки шероховатая так что лучше у спецов заказать, стоит недорого. Стекло спокойно позволяет засвечивать трафарет. У меня на фирме стоит простой стол, под ним - УФ лампа, вместо крышки - толстое стекло. На стекло кладем позитив(т.к. для шелкографии), поверх позитива - сетку с фотослоем, сверху прижимаем грузом для плотного прилегания фотослоя к позитиву. Светим 15 минут, смываем сырой слой водой, получается трафарет для печати шелкографией. Для ствола процесс ни чем не отличается.
Касательно ствола - можно взять стеклянную трубку подходящего диаметра а наружную поверхность оклеить тонкими полосками непрозрачной пленки-самоклейки, имитируя нарезы. Можно взять туже трубку, но обернуть ее фотоформой с распечатанными полосками(правда придется потрахаться чтобы смонтажировать все полоски без ступенек).
Наибольшую трудность вызовет непосредственно засветка. Я не встречал уф-ламп диаметром меньше пальца, но думаю такие в природе есть. Думаю если светить двумя лампами с торцов ствола - засветить фотослой получится.

всего страниц: 13 :

...

следующая тема | предыдущая тема

похожие темы
и еще немного про анодную оксидацию самому....	апгрейд и ремонт пневматики
Химическое травление металлов или "творческий подход".	апгрейд и ремонт пневматики
Нарезы, короткоствол, ересь.

Guns.ru Talks

Оружейные идеи

Анодное травление нарезов ( 1 )

guns.ru home