На чем основано электролитическое полирование
На чем основано электролитическое полирование
А вот что говорят по поводу хим.полировки Телесов и Ветров (книгу кстати выкладывал в документах группы):
Электрохимическая полировка
Электрохимическая полировка является более прогрессивным методом отделки изделий. Она применяется для полировки изделий с труднодоступными для механической полировки местами, обеспечивая равномерное полирование и хороший блеск всей поверхности изделия.
Для осуществления процесса электрохимической полировки обрабатываемые детали, являющиеся анодом (т. е. электродом, соединенным с положительным полюсом источника тока), помещают в электролитическую ванну. Вторым электродом являются электролитические катоды. При электрохимической полировке в первую очередь растворяются наиболее высокие выступы шероховатостей, затем поверхность выравнивается к становится гладкой и блестящей. Важными факторами, влияющими на процесс электрополировки, являются плотность тока, напряжение и температура. Режимы полировки выбираются в зависимости от состава электролита и обрабатываемого металла.
В настоящее время метод электрохимической полировки широко применяется для обработки золотых сплавов. Этим методом пользуются как для очистки поверхности золотых изделий после литья и паяния, так и для окончательной полировки изделий. Проводят электрохимическую полировку золотых сплавов в растворах электролита на основе тиомочевины (табл. 10) в ваннах, изготовленных из винипласта. В качестве анодов используются подвески из титановой проволоки, на которые подвешиваются обрабатываемые изделия. Контакт между изделием и подвеской должен быть плотным. В качестве катодов используются пластины из титана. На катодах в процессе электрополировки осаждается золото.
Ванну для депассивирования готовят растворением в 500 мл дистиллированной воды сначала 50 мл серной кислоты (плотность 1,8 г/см3), а затем 350 мл пергидроля (30%-ная перекись водорода). После перемешивания доводят объем раствора до 1 л. Учитывая, что перекись водорода быстро разлагается, нужно ежедневно контролировать содержимое ванны.
Процесс электрополировки золотых сплавов осуществляют при плотности тока на аноде (изделии) 3-5 А/дм2, на катоде 5-7 А/дм2. Температура электролита 50-60°С. Скорость съема металла при этом режиме велика, поэтому процесс длится 1-3 мин и ведется при визуальном контроле.
После проведения электрополировки партии изделий или по истечении определенного периода использования электролита для электрополировки изделий из золота необходимо производить регенерацию (извлечение) из него золота. Процесс этот производится след
Электрохимическая полировка стали
Электрохимическая полировка – процедура обработки поверхности заготовки при помощи ее погружения в раствор кислоты под действием электрического тока. Она сглаживает поверхность детали и позволяет производить полирование металлов без использования лакокрасочных покрытий. В результате взаимодействия химических компонентов и электрических зарядов запускаются реакции, придающие изделию зеркальный блеск.
Описание метода
В основе процедуры электрохимического полирования лежит анодное растворение поверхности обрабатываемой заготовки. Во время этого процесса происходит быстрое растворение выступов на поверхности с шероховатым рельефом. Во впадинах детали происходит растворение в замедленном режиме. Шероховатая сторона становится гладкой из-за несбалансированной скорости растворения, что приводит к появлению дополнительного блеска.
Процесс электрохимической полировки детали происходит в несколько этапов:
Теоретически механизм электрохимической полировки объясняется гипотезой вязкой пленки. В соответствии с гипотезой, полирование детали осуществляется после образования поверхности анода в результате растворения частиц вязкой пленки, в состав которой входят продукты анодного растворения. Пленочная поверхность обладает высокими показателями сопротивления, толщина которой различается на впадинах и выступах заготовки. Из-за разницы величины сопротивления вязкой пленки и способности тока собираться на остриях, на разных участках изделия изменяется скорость растворения шероховатостей. В результате шероховатая сторона полностью сглаживается и приобретает однородную поверхность.
Электрохимическую полировку деталей возможно проводить в домашних условиях. Для этого необходимо приобрести оборудование с валом электромотора и кругами для шлифования или создать электролитическую ванну и изготовить химический раствор из соответствующих веществ.
Если деталь имеет множество больших дефектов, то перед началом электрохимической полировки она подвергается механической обработке при помощи шлифовальной машины с вращающимися кругами.
После завершения этого процесса заготовка помещается в щелочной раствор и подсоединяется к заряженному электроду. Процедура электрохимической полировки включает в себя макрополирование: растворение выступающих вершин большого размера, и микрополирование: сглаживание маленьких поверхностей изделия.
Процесс полировки может быть ускорен при следующих условиях:
Эти факторы уменьшают величину поверхностного слоя заготовки, что позволяет производить процедуру полировки за меньший промежуток времени.
Оборудование и материалы
Для электрополировки металла необходимы источники постоянного тока с низкими показателями напряжения и инструменты, для настройки электрического режима. Электролитические ванны должны быть оборудованы нагревателями, поддерживающими температуру химического раствора. Они помещаются в прочную оболочку, располагающуюся на внутренней поверхности ванны, облицованной химическими и теплостойкими материалами.
Для соблюдения техники безопасности в лабораториях для облицовки внутренних конструкций электролитической ванны применяют стеклянные, фарфоровые и керамические материалы. В лабораторных условиях источником тока являются выпрямители, изготовленные из селена или германия. В зависимости от требуемого напряжения возможна установка нескольких выпрямителей.
Для полирования стальных заготовок требуется регулировочное оборудование. Для настройки величины тока в промышленных условиях применяют первичную обмотку трансформатора, соединенного с выпрямителями. С его помощью осуществляется бесступенчатое регулирование тока посредством изменения значений напряжения.
Электрохимическая полировка металлов проводится с применением электролитов, составленных на основе серной, фосфорной и хромовой кислот. Дополнительно добавляется глицерин, увеличивающий суммарную вязкость раствора. Смешивать все электролиты необходимо в правильной пропорции. В следующей таблице представлены соотношения кислот для полирования деталей, изготовленных из разных типов металлов:
Большинство металлов полируется в фосфорносернохромовом электролите, удовлетворяющем следующим условиям:
Важным показателем электролита является его температура. Чем выше этот показатель, тем интенсивнее происходит процесс полирования. Для всех электролитов предусмотрены пределы температур. Если резко понизить данный параметр во время проведения электрохимической полировки, то вязкая пленка уплотнится, что приведет замедлению растворения анодов. В результате полируемая поверхность изделия становится матовой и не приобретает зеркальный блеск.
На равномерность электрохимической полировки оказывает влияние дистанция между электродами в электролите. Оптимальное растворение происходит при расстоянии до 40 мм. При дальнейшем увеличении данного показателя удаляемый слой становится неравномерным. В итоге поверхность детали покрывается темным налетом и становится более хрупкой.
После завершения процесса электрохимической полировки требуются приспособления для очистки электролитической ванны и остального полировочного оборудования. Для этого используются растворители и щелочные средства. В их состав входят активные действующими веществами, очищающими поверхность инструментов полировки от различных видов грязи.
Область применения
Технологию электрохимического полирования активно применяют в промышленности: для обработки деталей арматуры, элементов карбюратора (клапанов для подачи топлива, выполненных из нержавейки), тонких лент, проволок и трубных механизмов. В результате полирования поверхность этих деталей приобретает устойчивость к коррозии и становится более гладкой.
Электрохимическое полирование алюминия и нержавеющей стали применяется в отраслях по производству строительных приспособлений, сверл и крепежных механизмов.
В нынешнее время эта технология активно используется для снятия дефектного слоя с режущих инструментов, использующихся для проделывания отверстий. Электрохимическое полирование вольфрама стало активно внедряться в производстве электронных ламп и электровакуумной техники.
Использование технологии электрохимической полировки практикуется при металлографических исследованиях для диагностики сталей. При помощи этой технологии выявляются трещины, флокены и иные несоответствия в структуре металлов. При обнаружении нарушений производится полировка, удаляющая самые тонкие деформации.
Преимущества и недостатки
Электрохимическая полировка обладает следующими достоинствами:
Несмотря на большое количество преимуществ, электрохимическая полировка обладает несколькими недостатками:
Чтобы эффективно использовать технологию электрохимической полировки, нужно соблюдать технику безопасности: работать в спецодежде, правильно настраивать техническое оборудование и осуществлять полировку только с исправными приборами.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Электролитическое полирование
Электролитическое полирование производится в ваннах на аноде. Электролиты выбирают в зависимости от вида полируемого металла. [1]
Электролитическое полирование применяется как подготовка под нанесение защитно-декоративных металлических покрытий после обработки поверхности до чистоты не ниже восьмого класса, для отделки поверхности металла или металлических покрытий, получения поверхностей с высокой отражательной способностью, снятия заусенцев с изделий после штамповки, приготовления металлографических шлифов. [2]
Электролитическое полирование впервые было разработано для приготовления металлографических шлифов. [4]
Электролитическое полирование во многих случаях заменяет механическое полирование вручную или на кругах, избавляя рабочего от тяжелого физического труда в условиях повышенной вредности. [6]
Электролитическое полирование оказывает положительное влияние на фрикционные качества поверхности. [7]
Электролитическое полирование позволяет получать у большинства гомогенных сплавов гладкие поверхности без образования деформационных слоев. Хорошие результаты полирования гетерогенных материалов получают лишь в том случае, если отдельные фазы растворяются в электролите приблизительно равномерно, что возможно только при близости их электрохимических потенциалов. Неметаллические включения не растворяются в процессе полирования и большей частью выпадают из металла, оставляя пустоты на поверхности. Края трещин, случайно выходящих на поверхность образца, скругляются, вследствие чего сами трещины кажутся шире, чем в действительности. Получение острых кромок образца также связано с большими трудностями. Только тщательное предшествующее механическое выравнивание и последующее очень кратковременное электролитическое полирование дают в отдельных случаях хорошие результаты. [9]
Электролитическое полирование для подготовки шлифов обладает рядом существенных технико-экономических преимуществ перед механическим. [10]
Электролитическое полирование представляет собой процесс анодной обработки металлов, проводимый в специальных электролитах при определенном режиме. Полирование металла происходит в результате растворения выступающих на поверхности неровностей. Это явление обусловлено тем, что поверхность анода ( детали) быстро покрывается тонкой пленкой, обладающей повышенной вязкостью и низкой электропроводностью и заполняющей главным образом углубления на поверхности металла. На выступах эта пленка тонка и неустойчива, вследствие чего металл этих выступов быстро растворяется. [11]
Электролитическое полирование особенно рекомендуется для подготовки под сварку деталей сложной формы. [12]
Электролитическое полирование можно с успехом использовать для исследований структур сварных швов алюминия, титана, циркония, молибдена, а также аустенитных и ферритных сталей, так как приготовление шлифов из этих металлов механическими способами требует больших затрат времени. [14]
Электролитическое полирование представляет собой процесс анодной обработки металлов, проводимый в специальных электролитах при определенном режиме. Полирование металла происходит в результате растворения выступающих на поверхности неровностей. Это явление обусловлено тем, что поверхность анода ( детали) быстро покрывается тонкой пленкой, обладающей повышенной вязкостью и низкой электропроводностью и заполняющей главным образом углубления на поверхности металла. На выступах эта пленка тонка и неустойчива, вследствие чего металл этих выступов быстро растворяется. [15]
Химическое и электрохимическое полирование металлов.
Электрохимическое и химическое полирование применяется как для декоративной обработки поверхности после нанесения покрытий, так и в процессе обработки деталей.
Электрохимическое полирование.
При электрохимическом полировании микрорельеф поверхности получается значительно более гладким, чем при механической обработке.
Покрытия, получаемые при электрохимическом полировании беспористые и мелкокристаллические, что способствует снижению коэффициента трения и позволяет придать деталям специальные оптические свойства. В процессе электрохимического полирования поверхность металла становится блестящей в результате различной скорости растворения микровыступов и углублений.
Эффект электрохимического полирования объясняется образованием на металле поверхностной тонкой оксидной пленки, предотвращающей травление. Толщина пленки неодинакова на микровыступах и микровпадинах, вследствие чего раствор при электрохимическом полировании сильнее действует на те участки, где пленка тоньше, т.е. на микровыступы.
Качество электрохимического полирования зависит от плотности тока, температуры электролита, состава раствора и времени электролиза.
Наибольшее распространение при электрохимическом полировании нашли электролиты на основе фосфорной кислоты, серной и хромовой. Для повышения вязкости растворов вводят глицерин, и метилцеллюлозу. В качестве ингибиторов травления в электролиты электрохимического полирования добавляют сульфоуреид, триэтаноламин и др.
Химическое полирование.
Химический способ полирования имеет много общего с электрохимическим. Возникновение блеска на поверхности деталей здесь, как и при электрохимическом полировании, также связан с наличием тонкой пленки, предотвращающей травление в углублениях металла.
Преимущественное растворение выступов при химическом полировании достигается как за счет их повышенной химической активности, так и вследствие большей скорости диффузии ионов металла и свежего электролита.
Электрохимическое полирование стальных деталей.
Сравнительная характеристика процессов электрохимического и химического полирования.
Основными преимуществами процесса электрохимического полирования являются высокая производительность, хорошее сцепление гальванических покрытий с электрополированной поверхностью, возможность исключить операцию обезжиривания, необходимую при механической полировке.
К недостаткам процесса электрохимического полирования относятся необходимость в частой смене электролитов из-за отсутствия универсального для различных металлов; необходимость механической полировки поверхности перед электрохимическим полированием; повышенный расход электроэнергии.
Преимущество химического полирования перед электрохимическим в том, что не требуется применение источников постоянного питания. Химическому полированию подвергаются в основном латунные или алюминиевые детали любой сложной конфигурации и размеров, которые не требуют зеркального блеска.
Недостатки химического полирования по сравнению с электрохимическим — меньший блеск, большая агрессивность растворов и их недолговечность.
Составы электролитов для химического и электрохимического полирования металлов.
Большинство электролитов для электрохимического полирования стали, основаны на смесях растворов ортофосфорной и серной кислот с добавкой хромового ангидрида.
Химическое полирование стали, в отличие от электрохимического, применяют реже, хотя проще в применении и имеет ряд преимуществ. Раствор для химического полирования стали 12Х18Н9Т содержит (г/л): серную кислоту 620–630, азотную 60–70, соляную 70–80, хлорид натрия 1-12, краситель кислотный черный 3М 3–5. Температура 70–75 0 С, время 5–10 минут.
Химическое полирование меди проводят в растворе (г/л) фосфорной кислоты 930–950, азотной 280–290 и уксусной 230–260 при комнатной температуре (в отличие от электрохимического) в течение 1–5 минут.
Химическое полирование алюминиевых деформируемых сплавов проводят в растворе фосфорной кислоты 1500–1600 г/л с добавкой нитрата аммония 85–100 г/л при 95–100 0 С до 5 минут.
Электрохимическое полирование никеля проводят в электролите: 1000-1100 г/л серной кислоты при 20-30 0 С и плотности тока 20-40 А/дм 2 в течение 2-х минут.
Качество электрохимического и химического полирования деталей, как и всех гальванических процессов, зависит от подготовки поверхности (см. «Первые шаги в гальванике часть 2.») и точности выполнения технологических операций (состава электролита электрохимического полирования, режимов процесса).
При выполнении процессов электрохимического и химического полирования необходимо соблюдать технику безопасности (см. «Безопасная гальваника»).
Электрохимическая полировка стали
Технология электрохимической полировки металла
Электрохимическая полировка – это процесс обработки поверхности детали путем погружения ее в кислотный раствор. Металлическое изделие подключается к положительно заряженному аноду, и через электролит пропускается ток с напряжением 10–20 В. В результате металл покрывается оксидной или гидроксидной пленкой, под которой происходит полировка путем сглаживания выступающих микронеровностей. Примерно такой же эффект дает химполировка, но здесь заготовки не подвергаются влиянию электрического тока.
Качество работы зависит от однородности материала. Полирование чистых металлов приводит к получению гладкого блестящего изделия. Полировка сложных сплавов не дает такого результата. По окончании работы обработанная поверхность повышает свою чистоту шероховатости на 2 класса.
Полирование деталей ведется только после их визуального осмотра. Не допускается наличие на них глубоких царапин или раковин, поскольку такие дефекты не устраняются в процессе полировки. Оптимальным вариантом является работа с цилиндрическими деталями. Плоские заготовки хуже поддаются полировке.
По окончании процедуры изделия приобретают ряд положительных качеств: у них увеличивается коррозионная стойкость, повышается прочность поверхностного слоя и понижается коэффициент трения.
Технические характеристики
Для обработки нержавеющих сталей и медных сплавов используют 3–5% водные растворы сульфата аммония и хлористого аммония. При обработке других металлов и сплавов применяются водные растворы солей с концентрацией не выше 10%. Средняя длительность полировки составляет 2–5 минут, а снятие заусенцев 5–20 секунд.
Плотность тока: 0,2–0,6 A/см2
Температура: 60–90 °С
Напряжение: 200–350 B
Скорость съёма до 3 мкм/мин.
Кислотность раствора: 4–8 pH
Концентрация солей в электролите: 0,5–10%
Достигаемая шероховатость до Ra 0,01 мкм
В ходе реализации многочисленных проектов проведена оптимизация технологии полировки с учетом габаритов и формы изделия, наличия отверстий и полостей, расположения на подвеске, исходного состояния поверхности, состава материала и электролита, позволяющая получать высокое качество поверхности при минимальных энергетических затратах.
Для объяснения эффекта полировки в литературе принята электрофизическая модель процесса, т.е. предполагается, что сглаживание шероховатостей осуществляется вследствие микроразрядов на выступах поверхности. Что же касается электрохимических процессов, то они считаются менее существенными. Однако, практика полировки различных металлов показала, что процесс весьма чувствителен к составу электролита. Причем, для каждого металла для получения эффекта полировки необходимо подобрать отдельный (специальный) электролит. Разработаны составы растворов для полировки низкоуглеродистых, малолегированных сталей, медных сплавов, латуней, хрома и других металлов и сплавов.
Таким образом, установлено, что процесс полировки носит ярко выраженный электрофизический и электрохимический характер. С целью снижения расхода электроэнергии применяется экранирование поверхностей различными электроизоляционными материалами (наиболее эффективны экраны из фторопласта).
Результат электрохимического полирования
В процессе электрохимического полирования с поверхности изделий удаляются следы механической или термической обработки, удаляются заусенцы, немного притупляются острые кромки изделий. Поверхность изделий из нержавеющей стали, меди или никеля приобретает зеркальный блеск, класс чистоты поверхности может быть увеличен на две позиции. После полирования поверхность идеально подходит для дальнейшей обработки – нанесению декоративного или функционального гальванического покрытия (хромирования или никелирования). Дефекты поверхности деталей после правильно проведенного процесса полирования как правило являются результатом недостаточной механической обработки (шлифовки, галтовки или крацевания) или наличию на поверхности дефектов, возникших при изготовлении деталей (раковин, крупных царапин или трещин). На отполированном изделии такие дефекты более заметны, чем до обработки.
Возможно Вас заинтересуют статьи:
Пассивация металлов
Пассивация металлических поверхностей — это процесс формирования на поверхности тонкой пленки основной функцией которой является защита…
Основные этапы процесса
Процесс проходит в несколько этапов. Для начала необходимо выполнить черновую зачистку. Дальше в ход идет круг с фибровой основой и машинка для угловой шлифовки. Но как раз эту процедуру можно пропустить при условии, что поверхность изделия и так достаточно гладкая.
Следом в ход идут шлифовальные круги. Поверхность нужно обработать несколько раз, при этом с каждым разом размер абразива должен уменьшаться.
Если же в наличии нет таких кругов, то их вполне можно сделать самостоятельно. Для этого можно использовать фетровый круг или войлочный. Шпателем на него необходимо нанести столярный клей, а потом растереть его по абразивной крошке.
Эта операция сделает поверхность стали идеально гладкой. Ни в коем случае не должно оставаться шероховатости. Ведь после полировки заделывать их будет гораздо сложнее.
На следующем этапе применяется полировочная паста и фетровый круг. Тут лучше посоветоваться со специалистом, так как под определенную марку сплава нужна конкретная паста. Конечно же, лучше всего использовать алмазную, зернистость которой подходит к металлу, предназначенному для обработки. Финишная полировка проводится до того момента, пока не останется ни одного видимого изъяна. Полированная труба из нержавейки должна выглядеть просто идеально.
Описание процесса
Во время электрохимического полирования обрабатываемая поверхность металла приобретает зеркальный блеск. Также уменьшаются имеющиеся шероховатости. Процесс происходит следующим образом:
Удаление заметных больших неровностей называется макрополированием, а сглаживание мелких дефектов это микрополирование. Если эти процессы во время проведения обработки протекают одновременно и равномерно, то изделие приобретает блеск и гладкость. Возможно и такое, что блеск будет получен без сглаживания или наоборот. Два вида полирования не обязательно связаны.
Химическая полировка металла приводит к тому, что на поверхности обрабатываемой детали во время процесса образуется особая пленка. По составу она может быть оксидной или гидроксидной. Если она равномерно охватывает всю поверхность, это создает условия для микрополирования. При этом внешняя часть покрытия, располагающаяся на поверхности, непрерывно растворяется. Чтобы получить возможность провести микрополирование, необходимо обеспечить поддержание равновесия между непрерывным образованием покрытия и растворением, во время работы с деталью толщина слоя должна оставаться неизменной. Это позволит электронам обрабатываемого металла и применяемого состава в процессе взаимодействовать без опасности растворения металлического изделия в агрессивной среде.
Макрополирование тоже напрямую зависит от образующейся пленки. Она покрывает изделие неравномерно, на выступающих неровностях этот слой более тонкий, поэтому они быстрее растворяются, за счет воздействия тока.
Кроме этого играет роль механическое воздействие, заключающееся в перемешивании. Может уменьшаться толщина пленки или диффузный слой. Некоторые используемые электролиты выполняют свою функцию только при нагреве, также общее правило, которое действует для всех составов при нагревании снижается нейтрализация, а скорость растворения пленки повышается. Плотность тока и уровень напряжения также входят в число факторов, оказывающих серьезное влияние на процесс. Например, если необходимо провести полировку медных изделий, то для нее подбирается состав с фосфорной кислотой и устанавливается предельный режим тока без образования кислорода
Именно поэтому важно точно соблюдать все необходимые параметры, чтобы добиться качественной полировки
Полирование нержавейки электрохимическим способом
Воздействие электролитов на поверхность нержавеющего металла позволяет удалить дефекты и достичь практически идеального зеркального блеска. Процесс полировки осуществляется за счет растворения тончайшего поверхностного слоя изделия, которое помещается в электролитный раствор и подсоединяется к источнику тока (плюсовой полюс). В данном случае заготовка выступает в качестве анода, тогда как катодом служит специальная пластина, проводящая электрический ток. В процессе пропускания тока, поверхность анода частично растворяется, удаляя мелкие шероховатости и неровности. Чем выше температура электролитной ванны и плотность воздействия тока, тем более толстый слой металла снимается при полировке.
Данный метод чаще всего применяется для чистовых работ, позволяя получить деталь с идеально гладкой поверхностью. Часто обработка используется перед нанесением гальванического защитного слоя.
Электроплазменный способ полировки
Для полирования нержавейки, а также сплавов на основе титана или меди, используется УПП – устройство, предназначенное для полировки плазмой. Суть обработки заключается в создании вокруг заготовки плазменного облака под воздействием электрического тока. Такой процесс позволяет удалить тончайший поверхностный слой, обеспечивая:
Полирование детали с помощью плазменной установки позволяет повысить качество поверхности на 2-3 класса.
Чистка вытяжки
Это задача не из легких. Но вполне выполнимая. Для того чтобы грязь и мыло не запачкали плиту, лучше накрыть ее газетами или старыми полотенцами.
Для чистки вытяжки можно использовать специализированное средство или приготовить раствор самостоятельно. Понадобится бикарбонат соды, лимонный сок и вода. Средство нужно втирать аккуратно, чтобы не повредить поверхность. Достаточно, чтобы раствор оставался на вытяжке несколько минут, после чего его нужно смыть чистой проточной водой. Далее необходимо хорошо отполировать поверхность сухой тряпкой. После такой процедуры вытяжка будет сиять как новая.
Почему электрополировка лучше обычной?
Кроме визуального эффекта, электролитно-плазменная полировка обгоняет механическую по итоговым характеристика изделия и его обработки.-
Технические характеристики поверхности после обработки:
Достигается минимальная шероховатость поверхности R=0,03…0,02 мкм. Класс чистоты поверхности доводится до 14 максимального (зеркальной полировки).
В течение нескольких минут обработки деталь приобретает зеркальный блеск. Методика отработана для применение электролитно-импульсной полировки деталей из нержавеющих сталей, сплавов на основе меди (латуней и бронз различного состава), алюминия, титана – доводит поверхность до зеркального блеска. Применительно к хромистым сталям нержавеющего класса, марки 201, 304, 316, 321 по классификации AISI (от 08Х18Н10 до 12Х18Н10Т, 12Х15Г9НД), чем больше хрома в нержавеющей стали тем лучше будет «эффект зеркала».
Химическая полировка и ее особенности
Еще один способ полировки нержавеющих изделий – травление, который предполагает удаление поверхностного слоя с помощью химически активных веществ. Среди основных достоинств данной методики стоит отметить:
Впрочем, существуют и недостатки данного метода, а именно токсичность используемых веществ и невозможность получения зеркального блеска.
Для химической полировки используются:
Разновидности химических пастообразных полиролей
Электрохимическая полировка металлов — описание процесса
Металлическому изделию можно придать блеск различными способами. Для этого не обязательно использовать специальные покрытия, можно воспользоваться методом полировки. Она может быть механической, например, с помощью наждачных кругов, химической — когда металл погружают в специальный раствор, а также электрохимической. В этом случае сочетается воздействие химических компонентов и электроразрядов, которые запускают определенные реакции или усиливают их. Электрохимическая полировка металлов может быть выполнена и в обычных домашних условиях, если собрать все необходимое оборудование.
Описание процесса
Во время электрохимического полирования обрабатываемая поверхность металла приобретает зеркальный блеск. Также уменьшаются имеющиеся шероховатости. Процесс происходит следующим образом:
Удаление заметных больших неровностей называется макрополированием, а сглаживание мелких дефектов — это микрополирование. Если эти процессы во время проведения обработки протекают одновременно и равномерно, то изделие приобретает блеск и гладкость. Возможно и такое, что блеск будет получен без сглаживания или наоборот. Два вида полирования не обязательно связаны.
Химическая полировка металла приводит к тому, что на поверхности обрабатываемой детали во время процесса образуется особая пленка. По составу она может быть оксидной или гидроксидной. Если она равномерно охватывает всю поверхность, это создает условия для микрополирования. При этом внешняя часть покрытия, располагающаяся на поверхности, непрерывно растворяется. Чтобы получить возможность провести микрополирование, необходимо обеспечить поддержание равновесия между непрерывным образованием покрытия и растворением, во время работы с деталью толщина слоя должна оставаться неизменной. Это позволит электронам обрабатываемого металла и применяемого состава в процессе взаимодействовать без опасности растворения металлического изделия в агрессивной среде.
Макрополирование тоже напрямую зависит от образующейся пленки. Она покрывает изделие неравномерно, на выступающих неровностях этот слой более тонкий, поэтому они быстрее растворяются, за счет воздействия тока.
Кроме этого играет роль механическое воздействие, заключающееся в перемешивании. Может уменьшаться толщина пленки или диффузный слой. Некоторые используемые электролиты выполняют свою функцию только при нагреве, также общее правило, которое действует для всех составов — при нагревании снижается нейтрализация, а скорость растворения пленки повышается. Плотность тока и уровень напряжения также входят в число факторов, оказывающих серьезное влияние на процесс. Например, если необходимо провести полировку медных изделий, то для нее подбирается состав с фосфорной кислотой и устанавливается предельный режим тока без образования кислорода
Именно поэтому важно точно соблюдать все необходимые параметры, чтобы добиться качественной полировки
Особенности эксплуатации ванны электрополирования
Детали с малым допуском на обработку во избежание выхода из допуска полируют при анодной плотности тока 75 … 100 А/дм2 в течение 2 … 3 минут.
Предварительная обработка отполированных деталей в случае, если они предназначены для нанесения какого-либо гальванического покрытия, состоит в декапировании продолжительностью 15 … 20 секунд в 5%-ном растворе HCl, что обеспечивает прочное сцепление покрытия.
Если электрополирование является финишной операцией, то для повышения коррозионной устойчивости деталей их подвергают щелочной обработке продолжительностью до 15 минут в 10%-ном растворе едкого натра с температурой 65 … 75С.
Подвески для загрузки деталей в полировочную ванну должны изготавливаться из освинцованной стали, а их конструкция должна обеспечивать надежный контакт с анодной штангой. Большую эксплуатационную надежность показали подвески из титана. Изоляцию нерабочей поверхности подвески можно выполнить поливинилхлоридом.
Оливковое масло
Этот способ как раз для тех, кто задумывается о том, как полировать нержавейку в домашних условиях. Потускневшая посуда опять начнет блестеть, как новая. Понадобятся только масло и тряпки, желательно, чтобы они были из мягкой ткани.
Химическое и электрохимическое полирование меди и латуни
Химическая и электромеханическая полировка меди и латуни дает максимально эффективный результат, однако лучше всего эти методы использовать в промышленных условиях, так как применяемые во время чистки латуни химические реагенты могут причинить вред организму.
Химическая полировка
Химическая полировка медных сплавов и других видов изделий заключается в том, что предмет, нуждающийся в чистке, помещают в специальный резервуар, наполненный раствором из различных реагентов и кислот. Химическое средство используют для образования специфических реакций, которые разрушающе воздействуют на неровности, шероховатости и налет окиси.
Изделие из меди выдерживают в растворе необходимое для осуществления химической реакции время, после чего к нему возвращается первоначальный привлекательный вид.
Электрохимическая полировка
Электролит помещается в специальную ванну с дополнительной прослойкой из свинца или полиэтилена и нагревается до температуры 60–90 градусов по Цельсию. К детали из медных сплавов присоединяют катоды из свинца. Плотность тока соответствует 10–50 А/дм². Деталь должна обрабатываться в растворе электролита приблизительно 5 минут.
Технологический процесс плазменной обработки (полировки) для полуавтоматизированной линии
Перед полированием изделие может быть подготовлено путём абразивной механической шлифовки (например, с помощью пескоструйной, барабанной или вибрационной установки). Это позволит сократить время электролитно-плазменного полирования при наличии заусенцев и других дефектов изделия.
Плазменное полирование проходит в 7 основных стадий:
Изделие устанавливается на специальную подвеску, обеспечивается надежный электрический контакт. Затем подаётся рабочее напряжение, и деталь медленно погружается в предварительно подогретый электролит.
Преимущества и недостатки
Использование плазменной обработки имеет целый ряд преимуществ:
В число недостатков этого метода входит то, что изделие может требовать предварительной подготовки, если на нем имеются заметные неровности. Кроме того, эффективность процесса во многом зависит от того, насколько точно соблюдены пропорции при создании раствора, а также от мощности тока. Эти параметры играют важную роль и должны точно соблюдаться. Но если аккуратно выполнять все действия, то недостатки этого метода не столь существенны, по сравнению с плюсами.
Механические способы полирования
Самым распространенным способом полировки, позволяющим достичь практически зеркального блеска металлического изделия, считается механическая обработка. Для ее осуществления используются специальные круги и ленты с абразивным напылением. На черновом этапе работ применяют крупнозернистые абразивы, тогда как на финишной стадии – мелкодисперсные порошки или пастообразные средства. Вращение кругов и взаимное трение способствует оплавлению поверхностного слоя, делая его абсолютно гладким. Методика востребована для полировки листов и прочих плоских изделий.
Для самостоятельной полировки нержавеющих поверхностей в бытовых условиях чаще всего используется угловая шлифовальная машины (в простонародье – болгарка), пневматический напильник или обычный токарный станок. Изделия сложной формы нередко приходится полировать вручную.
Пропорции создания хим состава
Полировка проводится в специальных ваннах
Важно помнить, что их составляющие относятся к токсичным веществам и опасны для здоровья, особенно если используется нагрев, поэтому обращаться со всеми компонентами необходимо с максимальной осторожностью, соблюдая положенную технику безопасности
Изделия из цветных или черных металлов можно обрабатывать при помощи универсального состава, который окажет необходимое воздействие. Для этого следует добавить все компоненты, соблюдая пропорции. Ортофосфорная кислота составляет основу — 65%. Серной кислоты должно быть 15% и 14% обычной воды. Хромовый ангидрид занимает 6%.
Нержавеющую сталь можно полировать схожим составом, только воды в нем должно быть 13%, а еще следует добавить глицерин в соотношении 12%. Детали могут находиться в ванне до получаса, хотя штампованным изделиям требуется меньше времени для обработки.
Механические способы полирования
Самым распространенным способом полировки, позволяющим достичь практически зеркального блеска металлического изделия, считается механическая обработка. Для ее осуществления используются специальные круги и ленты с абразивным напылением. На черновом этапе работ применяют крупнозернистые абразивы, тогда как на финишной стадии – мелкодисперсные порошки или пастообразные средства. Вращение кругов и взаимное трение способствует оплавлению поверхностного слоя, делая его абсолютно гладким. Методика востребована для полировки листов и прочих плоских изделий.
Для самостоятельной полировки нержавеющих поверхностей в бытовых условиях чаще всего используется угловая шлифовальная машины (в простонародье – болгарка), пневматический напильник или обычный токарный станок. Изделия сложной формы нередко приходится полировать вручную.
Полирование нержавейки электрохимическим способом
Воздействие электролитов на поверхность нержавеющего металла позволяет удалить дефекты и достичь практически идеального зеркального блеска. Процесс полировки осуществляется за счет растворения тончайшего поверхностного слоя изделия, которое помещается в электролитный раствор и подсоединяется к источнику тока (плюсовой полюс). В данном случае заготовка выступает в качестве анода, тогда как катодом служит специальная пластина, проводящая электрический ток. В процессе пропускания тока, поверхность анода частично растворяется, удаляя мелкие шероховатости и неровности. Чем выше температура электролитной ванны и плотность воздействия тока, тем более толстый слой металла снимается при полировке.
Данный метод чаще всего применяется для чистовых работ, позволяя получить деталь с идеально гладкой поверхностью. Часто обработка используется перед нанесением гальванического защитного слоя.
Электроплазменный способ полировки
Для полирования нержавейки, а также сплавов на основе титана или меди, используется УПП – устройство, предназначенное для полировки плазмой. Суть обработки заключается в создании вокруг заготовки плазменного облака под воздействием электрического тока. Такой процесс позволяет удалить тончайший поверхностный слой, обеспечивая:
Полирование детали с помощью плазменной установки позволяет повысить качество поверхности на 2-3 класса.
Технология электрохимического полирования металла
При электрополировке металла его поверхность становится блестящей. Технологический процесс состоит из ряда операций:
При полировке происходит устранение неровностей с поверхности детали. Поэтому любой процесс сопровождается:
Непосредственно под пленкой происходит полировка металла. Осуществляется она за счет обмена электронами и ионами между анодом и электролитом. Толщина формируемой пленки всегда меньше на выступающих частях вершин неровностей. Именно здесь и происходит усиленное растворение металла. В углублениях слой пленки толще, и здесь обмен заряженных частиц уменьшенный.
Образование вязкой пленки толще во впадинах неровностей
Существуют другие факторы, влияющие на скорость полирования поверхности:
Все эти факторы уменьшают поверхностный слой, что ускоряет полировку.
Для каждого изделия существует свой временной режим. В зависимости от продолжительности процедуры пропорционально увеличивается снимаемый слой металла. Этого не следует допускать, потому что шероховатость поверхности, выйдя на свой уровень, остается неизменной. Происходит ненужное растворение слоя изделия, что не оказывает влияния на качество поверхности.
Электролитно-плазменное полирование
Во время электролитно-плазменного полирования наблюдаются схожие процессы. Однако тут в качестве среды используются растворы солей аммония. Под воздействием высокого напряжения 200–350 В на поверхности детали, которая является анодом, образуется парогазовая оболочка. Формируется она за счет вскипания электролита. Через нее постоянно протекает электрический ток, вызывая появление плазменных разрядов, которые оказывают влияние на сглаживание поверхности. В результате время полировки составляет до 5 мин., а устранение небольших заусенцев – несколько секунд.
Требуемое оборудование
Полировка происходит в специальной ванне, изготавливаемой из нержавеющей стали. Эта емкость одновременно вмещает электролит и равномерно распределяет поступающий к ней ток по всему объему. В качестве электролита используется водный раствор соли, точная концентрация и объем определяются, в зависимости от характеристик обрабатываемой детали.
Электролит во время работы требуется нагревать, что выполняется при помощи ТЭНов, встроенных в конструкцию ванны. Иногда во время полировки нужно охлаждать электролит, для этого применяется вспомогательная ванна со встроенными трубками системы охлаждения.
Перед началом проведения операции желательно обезжирить детали, если они были покрыты какой-либо смазкой. Это связано с тем, что из-за жировых загрязнений со временем на стенках ванны образуется черный налет. Процедуру можно проводить любым удобным способом, главное, чтобы в ванну не попали посторонние вещества.