Beitsen en etsen van staal en metaal
Met behulp van beitsen en etsen kun je staal en metaal voorbehandelen door het metaaloppervlak aan te tasten met een agressief middel. Dit middel is meestal een mengsel van water en een zuur zoals zwavelzuur, zoutzuur of salpeterzuur. Hierdoor ontstaat een geactiveerd, gelijkmatig schoon en chemisch reactief metaaloppervlak dat gebruikt kan worden voor bijvoorbeeld galvanisatie met het Caswell copy cad verzink systeem of chemisch gezwart met Verzink Zwart Oxide.
Wees voorzichtig bij het werken met zure middelen en zorg voor goede ventilatie en persoonlijke bescherming. Voeg nooit water aan zuren toe, want dit kan leiden tot explosies door opwarming. Voeg altijd het zuur aan water toe.
Beitsen is een manier om roest en andere lagen van metaal te verwijderen en het metaaloppervlak een uniforme afwerking te geven.
Het kan ook gebruikt worden om corrosie, soldeer flux, wals- en gloeihuid, vreemde metaallagen en soms ook conversielagen, zoals een chromaat of geanodiseerd aluminium, te verwijderen. Voordat je het metaal beitst is het aan te raden het goed te ontvetten, afhankelijk van de hoeveelheid vuil en vet op het voorwerp.
Zorg ervoor dat het beitsproces niet langer duurt dan nodig is om het gewenste effect te verkrijgen, omdat anders metaalverliezen en een te snelle uitputting van het beitsmiddel kunnen optreden.
Het gekozen zuur is afhankelijk van het te behandelen metaal.
Hoewel meestal chemisch wordt gebeitst, bestaan er ook elektrolytische beitsprocessen.
Hier zijn enkele voorbeelden van zuren die gebruikt kunnen worden bij beitsen:
- IJzer chloride werkt het best op koper, messing, nikkel, zilver en roestvrij staal. Meng met water met een 1:1 verhouding.
- Salpeterzuur werkt goed op de meeste metalen. Meng 1 deel salpeterzuur met 3 delen water of 1:1 met azijn.
- Zwavelzuur werkt goed op de meeste metalen. Let op! Zwavelzuur moet zwaar verdund worden tot een verhouding van 10 tot 25% zwavelzuur.
- Zoutzuur werkt zeer goed op de meeste metalen. Dit is sterker dan zwavelzuur. Verdunnen tot 5%.
- Azijn + zout gemengd in water is goed voor licht etsen van diverse metalen zoals koper.
Beitsen van staal in zoutzuur
kan bij kamertemperatuur worden gedaan en is erg geschikt voor het verwijderen van roest. Een van de voordelen van deze methode is dat de installaties goedkoop zijn, omdat er geen verwarming nodig is. Bovendien is het gebeitste metaaloppervlak glad en vrij van verontreiniging.
Er zijn echter ook enkele nadelen aan het beitsen van staal in zoutzuur. Zo is zoutzuur erg vluchtig, wat kan leiden tot corrosie aan materiaal en omliggende metalen delen als het niet goed afgesloten en afgezogen wordt. Bovendien is het gebeitste staal zeer reactief, wat gemakkelijk vliegroest kan veroorzaken, soms al na een paar minuten. Goed naspoelen en neutraliseren met baking soda zijn dan ook noodzakelijk om dit te voorkomen.
Daarnaast zijn voorwerpen die niet goed gespoeld kunnen worden niet geschikt om in zoutzuur te worden gebeitst omdat er vaak zoutzuur achterblijft op lastig te bereiken plekken. Als er niet goed en voldoende gespoeld wordt, kan dit nadelige effecten hebben op de volgende oppervlaktebewerking van het object.
De mengverhouding van zoutzuur en water varieert en kan vanaf 5% of 10% zoutzuur en 95% of 90% water zijn, afhankelijk van de hoeveelheid corrosie. Bij dikke lagen corrosie kan een sterkere verhouding zoutzuur gebruikt worden. Houd er rekening mee dat NOOIT water aan zoutzuur toegevoegd mag worden, omdat dit kan leiden tot explosies. Zoutzuur moet altijd aan water toegevoegd worden, net als bij zwavelzuur. Zoutzuur dampt en het is daarom belangrijk dat er goede ventilatie of afzuiging is, dat ademhalingsbescherming gedragen wordt en dat er veiligheidsmaatregelen getroffen worden.
Nadat het gebeitste voorwerp uit het bad is verwijderd, is het belangrijk deze te laten uitlekken voordat het afgespoeld wordt in het spoelbad. Dit is om te voorkomen dat het spoelbad te snel verontreinigd wordt. Omdat het gebeitste staal of metaal na het beitsen een sterke neiging heeft om vliegroest te vormen, vanwege de gevormde ijzerzouten en de zoutzuur damp, is het van groot belang deze na het beitsen erg goed af te spoelen. Na het spoelen kan het voorwerp geneutraliseerd worden in een oplossing van water en 2% soda.
Beitsen van staal in zwavelzuur
is een goedkope en effectieve manier om staal te beitsen. Er zijn echter ook enkele nadelen aan deze methode verbonden.
Voordelen:
- Beitsen in zwavelzuur is een relatief goedkope methode.
- Zwavelzuur is niet vluchtig, wat leidt tot minder corrosie in de omgeving van het beitsbad.
- Zwavelzuur kan walshuid op een effectieve manier verwijderen.
- De meeste roestsoorten lossen snel op in zwavelzuur.
- Er kan bij een hoge temperatuur gebeitst worden, wat leidt tot minder tijd nodig is.
Nadelen:
- zwavelzuur is een zeer bijtende stof en kan tot ernstige brandwonden leiden bij verkeerd gebruik.
- De installatie voor het verwarmen van het zwavelzuur beitsbad kan leiden tot hogere kosten.
- Waterstofontwikkeling is essentieel voor het proces, wat leidt tot gebruik van beitsremmen met een verminderde werking en een groter gevaar voor beitsbrosheid.
- Indien er niet goed gespoeld wordt, kan het leiden tot onderroest.
- Zwavelzuur kan snel verontreinigd raken door verschillende stoffen die in gebruikte voorwerpen zitten.
Zwavelzuur dringt door scheuren in een walshuid heen tot op het metaaloppervlak en tast daar de laag ijzeroxide snel aan. Daarnaast tast het zuur het staaloppervlak aan, wat leidt tot waterstofontwikkeling. Dit versnelt het los drukken van de walshuid en bevordert ook het loskomen van roest bij het beitsen van staal dat geroest is. De concentratie van zwavelzuur in het bad varieert tussen de 5% en 25 %, afhankelijk van het te behandelen materiaal, met 95% tot 75% water. Het bad dient bij voorkeur een temperatuur te hebben van 50-60 °C, hoewel het ook bij kamertemperatuur gedaan kan worden.
Etsen van metaal of staal
Etsen is een proces dat gebruikt wordt om een voorwerp te behandelen om het te laten reageren op vervolgstappen, zoals het verzinken of chemisch zwarten. Het is minder intensief dan beitsen en geeft het voorwerp een zekere opruwing of glans. Het enkele seconden durende proces van het onderdompelen van het voorwerp in een etsbad zorgt ervoor dat het voorwerp gelijkmatig schoon en actief is.
Sommige metalen, zoals RVS, zijn in een passieve staat en moeten geactiveerd worden voordat ze kunnen reageren op speciale vloeistoffen voor chemisch zwarten. RVS bevat staal en chromium en soms andere elementen zoals nikkel, en heeft anti-roest eigenschappen door een beschermende filmlaag die ontstaat door oxideren van het oppervlak met chromium. Door RVS te behandelen in een daarvoor bereid zuurbad wordt deze laag geactiveerd en kan het RVS chemisch gezwart worden. Als deze niet geactiveerd wordt, zal het RVS meestal niet reageren op de speciale vloeistof en geen, of een zeer lichte, kleurverandering ondergaan.
Passiveren van RVS
Beitsen en passiveren van RVS worden vaak samen genoemd, maar zijn twee verschillende behandelingen. Bij het beitsen van RVS wordt het staal bewerkt met een beitsmiddel. Hierdoor komt vuil en roest los en worden ijzerdeeltjes “weggegeten”.
Nu is het mogelijk RVS te bewerken met het Verzinkshop zwart rvs systeem
Als deze laag is verwijderd van het RVS is het in een actieve staat en reageert het op zuurstof. Hierdoor kan de corrosiebestendige laag weer teruggroeien en is het RVS weer in een passieve staat. Dit duurt ongeveer 48 uur.
Door RVS te passiveren wordt dit versneld. Het RVS wordt dan behandeld met salpeterzuur en weer gereinigd. Hierdoor groeit de laag binnen een half uur aan. Hierdoor kan het niet meer roesten of corroderen. Als dit is gedaan wordt het RVS afgespoeld.
Neutraliseren van metaal
Het is belangrijk om na het beitsen en etsen goed te spoelen met water, omdat achtergebleven resten van beits- en etsmiddelen agressief zijn. Het is aan te raden om chemische bewerkingen, zoals chemisch zwarten of elektrolytisch verzinken, direct na het beitsen of etsen uit te voeren om indrogen te voorkomen. Als dit niet gebeurt, is het belangrijk om voorwerpen, zoals bijvoorbeeld koper, te neutraliseren in water met baking soda om verdere roest te voorkomen. De baking soda neutraliseert het zuur en zorgt ervoor dat het object niet verder roest.