Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

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.

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

Описание процесса

Во время электрохимического полирования обрабатываемая поверхность металла приобретает зеркальный блеск. Также уменьшаются имеющиеся шероховатости. Процесс происходит следующим образом:

  • Деталь считается анодом, то есть, электродом, несущим положительный заряд. Ее необходимо поместить в ванну со специальным составом.
  • Еще один важный компонент — катоды, которые необходимы для осуществления реакции.
  • В результате воздействия протекает реакция, и происходит растворение. Оно неравномерно, сначала удаляются самые заметные шероховатости, которые выступают над поверхностью больше всего. Одновременно происходит полировка — изделие приобретает зеркальный блеск.

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.

Читайте так же:  Ультразвуковая полировка металла

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.

СОВЕТ: эффективность общего воздействия полирующего состава можно повысить, если использовать для обработки электролиты, содержащие в своем составе соли слабо диссоциирующих кислот, которые увеличивают общее сопротивление покрытия.

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.

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

Оборудование и химикаты

Для работы с различными металлами необходимо подобрать соответствующие электролиты, которые помогут добиться нужного результата:

  • Чаще всего применяются составы на основе кислоты различного вида — серной, фосфорной или хромовой.
  • Глицерин может быть добавлен для увеличения общей вязкости, если это потребуется.
  • Сульфоуреид выступает в роли ингибитора травления.
  • Для очистки различных изделий после проведения процедуры могут применяться различные растворители или щелочные средства. Нередко используются составы с поверхностно-активными действующими веществами.

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.

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

Область применения

Химическая полировка металла используется, чтобы придать поверхности зеркальный блеск.

Такое действие может быть направлено на придание деталям более привлекательного облика, если они находятся на виду и являются частью какой-то конструкции. Помимо эстетического назначения, полировка служит не только для красоты.

С ее помощью можно избавить деталь от неровностей и шероховатостей, а также защитить от воздействия ржавчины, кислот и различных атмосферных явлений.

Преимущества и недостатки

Разные виды полировки имеют свои особенности, у электрохимической также есть плюсы и минусы:

  • Этот способ благоприятно влияет на все свойства стали, увеличивая устойчивость к воздействию коррозии, а также облегчая проведение вытяжки и штамповки. Именно поэтому полировку такого типа часто используются как в лабораторных исследованиях, так и непосредственно для проведения различных работ в промышленности.
  • Электрохимическая полировка является более дешевым и быстрым способом обработки металлических изделий. Если механический метод занял бы несколько часов, то с воздействием химикатов и электричества можно закончить дело за несколько минут, получив качественный результат.
  • Полировка с электрохимическим воздействием незаменима при работе со сложными деталями, которые имеют различные полости и отверстия.

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

Химическая полировка металлов кроме преимуществ, имеет некоторые недостатки. Практически каждый существующий металл требует для проведения работы с ним специального состава, поэтому для разных изделий необходимо делать индивидуальные растворы.

Также важно правильно подобрать соотношение компонентов, температуру нагрева, плотность тока — от этого напрямую зависит качество полученного результата. Перед проведением такой обработки может потребоваться предварительное механическое шлифование. Кроме того, процедура требует повышенного расхода электроэнергии.

Однако при определенных условиях достоинства метода вполне перевешивают его недостатки, позволяя проводить полировку.

Источник: http://solidiron.ru/obrabotka-metalla/polirovka/ehlektrokhimicheskaya-polirovka-metallov-opisanie-processa.html

Электрохимическая полировка металлов FunChrome Polich

Электрохимическая полировка металлов – процесс, в результате которого под воздействием рабочего раствора и электрического тока повышается класс чистоты поверхности металла вплоть до получения зеркальной поверхности.

Как самостоятельно научиться гальваническому хромированию?

Электрохимическая полировка является подготовительным этапом в любом технологическом процессе нанесения покрытий на металлы.

Для того, что бы получить зеркальное покрытие на металлах, его надо наносить на подготовленную полированную поверхность. Зеркальность покрытия зависит от качества предварительной подготовки поверхности покрываемого металла.

Процесс подготовки поверхности металла к нанесению покрытий очень трудоёмкий и требующий значительных затрат времени.

И затраты труда и времени возрастают пропорционально сложности формы подготавливаемой поверхности.

Во множестве случаев невозможно даже применить электроинструменты и процесс подготовки становится исключительно ручным. И тяжелый и монотонный труд может занимать несколько рабочих дней!

Именно эту задачу и призван решить технологический процесс электрохимической полировки металлов FunChrome Polish.

Целью данной статьи мы ставим рассказать о возможностях этого процесса и о том, насколько электрохимическая полировка способна облегчить Ваш труд.

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

Наглядный тест электрохимической полировки металла FunChrome Polich. Материал – Ст3.

Электрохимическая полировка металлов. Сфера применения

Технологический процесс полировки применим к деталям, изготовленным из следующих материалов:

  • Черные металлы (от простой Ст3 до различных углеродистых и инструментальных видов стали);
  • Цветные металлы (медь, бронза, латунь);
  • Нержавеющая сталь (можно как полировать, так и снимать следы побежалости от температурных воздействий, обработка сварочных швов и кромок деталей после лазерной резки)

Широту применения этого процесса невозможно описать в рамках данной статьи.

Начиная от хромирования автомобильных дисков и производства мебели, нанесение любых покрытий на металлы и автомобильный тюнинг, восстановление деталей методом осталивания и подготовка заготовок к гальваническим процессам. Говоря проще – там, где изготавливаются изделия из металлов, там и применяется электрохимическая полировка.

При любом производстве, где наносится хоть какое-либо покрытие на металл (даже банальная окраска) электрохимическая полировка FunChrome Polich, что называется, придётся “ко двору”.

Электрохимическая полировка металлов FunChrome Polish

Электрохимическая полировка происходит очень просто – в рабочий раствор (который под силу приготовить даже школьнику) помещается металлической изделие, которое необходимо отполировать.

Подключается электрический ток (источник питания можно изготовить даже своими руками) и … рабочий раствор и электричество работает за Вас.

Через некоторое время (от 3 секунд до 20 минут – в зависимости от материала, из которого изготовлена полируемая деталь и сложности её формы) мы получаем зеркально (или почти зеркально) отполированную поверхность металлической детали.

Кроме простоты, лёгкости и очевидного выигрыша времени технология электрохимической полировки FunChrome Polich повышает коррозионную стойкость полируемой поверхности, а так же обеспечивает лучшую адгезию к металлам, наращиваемым на полированную поверхность гальваническими методами.

Электрохимическая полировка металлов на нашем сайте

  • Вывод прост – электрохимическая полировка металлов позволяет быстро, с минимальными финансовыми и трудовыми затратами повысить зеркальность металлической  поверхности на несколько классов, а так же улучшить качественные характеристики полируемой поверхности.
  • Незаменима в качестве подготовительного процесса к таким технологическим процессам, как: гальваническое меднение FunChrome Cuprum, осталивание FunChrome Ferrum, химическое никелирование FunChrome Nickel.
  • Электрохимическая полировка металлов является незаменимой и при использовании комплекса технологий FunChrome Make.

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

Источник: https://funchrome.ru/elektrokhimicheskaya-polirovka-metallov/

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.

Читайте также:  Фрезерная обработка металла: назначение, классификация, этапы

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.

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы

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.

Электролит электрохимического полирования с содержанием 500–1100г/л фосфорной кислоты, 250–550г/л серной и 30 г/л хромового ангидрида является универсальным для электрохимического полирования всех видов стали, включая 12Х18Н9Т.
Режим электрохимического полирования: температура 60–800С, плотность тока 15–80 А/дм2, время 1–10 минут.

Для электрохимического полирования стали 12Х18Н9Т возможно применять электролиты, содержащие ПАВ. Съем металла при электрохимическом полировании происходит интенсивнее в электролите: фосфорная кислота 730 г/л, серная – 580–725, триэтаноламин 4–6 г/л, катапин 0,5–1,0 при 60–800С, плотность тока 20–50 А/дм2, время 3–5 минут.

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 70–750С, время 5–10 минут.

Для электрохимического полирования меди и ее сплавов применяют растворы фосфорной кислоты с хромовым ангидридом: фосфорная кислота 850–900 г/л, хромовый ангидрид 100–150 г/л, температура 30–400С, плотность тока 20–50 А/дм2.

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.

Электрохимическое полирование алюминия и его сплавов происходит в том случае, если скорость растворения оксидной пленки на поверхности превышает скорость ее образования.

Электролит электрохимического полирования содержит смесь фосфорной кислоты (730–900г/л), серной (580–725г/л) и ПАВ (триэтаноламин 4–6 г/л, катапин БПВ 0,5 – 1,0 г/л).

Режим электрохимического полирования: температура 60–800С, плотность тока 10–50 А/дм2, время 3–5 минут.

Для электрохимического полирования сплавов алюминия с высоким содержанием кремния рекомендуется состав (масс. доли): плавиковая кислота 0,13; глицерин 0,54; вода 0,33. температура 20–250С, плотность тока 20 А/дм2, время 10–15 минут.

Химическое полирование алюминиевых деформируемых сплавов проводят в растворе фосфорной кислоты 1500–1600 г/л с добавкой нитрата аммония 85–100 г/л при 95–1000С до 5 минут.

Электрохимическое полирование никеля проводят в электролите: 1000-1100 г/л серной кислоты при 20-300С и плотности тока 20-40 А/дм2 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»).

По разработке новых электрохимических технологий обращайтесь к нам.

Внимание! Учебный курс по гальванике! Узнать подробнее…

  • «Анодирование алюминия.»
  • «Декоративные покрытия.»

Источник: http://blog.tep-nn.ru/?p=1451

Электрохимическая полировка

Электрохимическая полировка: описание, применение, материалыЭлектрохимическая обработка заменяет трудоемкие механические методы и не приводит к нежелательным структурным изменениям в поверхностном слое изделий. Стравленная поверхность во многих случаях обладает более высокой коррозийной стойкостью и улучшенными механическими свойствами. Электрохимическое полирование — это обработка поверхностей деталей, погруженных в электролит, представляющий собой раствор, обычно содержащий кислоты. В процессе обработки при постоянном напряжении 10–20 В изделие подключается к положительному полюсу (аноду) источника питания.

При анодном электрохимическом полировании процесс сглаживания микрошероховатостей на уровне субмикрорельефа поверхности связан с наличием на металле пассивирующей пленки. Степень уменьшения шероховатостей определяется величиной электрического заряда, прошедшего через электролит.

В ходе электролиза, наряду с уменьшением высоты микровыступов, происходит округление их вершин и формирование волнообразного микрорельефа поверхности. Данные процессы вызываются неравномерностью распределения электрического тока по микрорельефу поверхности и концентрационными изменениями электролита в прианодном слое.

Качество электрохимической обработки зависит от состава металла или сплава, степени остаточной деформации, толщины обрабатываемой детали.

При использовании электрохимического полирования для получения поверхности хорошего качества необходимо перед обработкой убедиться, что на деталях нет глубоких рисок, забоин, раковин, так как они не устраняются при электрохимической обработке. Наиболее высокий блеск поверхности достигается на небольших деталях, причем плоские поверхности полируются хуже, чем цилиндрические.

Электрохимическое полирование проводится в обычных гальванических ваннах с обязательным плотным контактом подвесного устройства с деталями и электродной штангой.

Наиболее долговечна оснастка из титана, который не разрушается в электролитах.

Для надежности электрического контакта подвески с деталями рекомендуется образующуюся на них окисную пленку периодически удалять, используя разбавленную серную кислоту. 

Основой промышленных электролитов для электрохимического полирования служат ортофосфорная или хлорная кислоты. В хлорнокислых электролитах обрабатывается алюминий, цинк, свинец, титан. В трехкомпонентных фосфорно-серно-хромовокислых электролитах обрабатываются стали различных марок, а в фосфорно-сернокислых — нержавеющие стали аустенитного класса — 12Х18Н10Т, Х17Г9АН4.

Для повышения стойкости к коррозии рекомендуется обрабатывать стальные детали после электрохимического полирования раствором NaOH в течение 15–20 минут при температуре 60–70оС. В случае нанесения на изделие гальванического покрытия, для улучшения сцепления покрытия с деталью необходимо подвергнуть его электрохимической обработке в 3–5 % растворе соляной кислоты.

Несмотря на достаточно широкую область применения, электрохимический метод имеет существенные недостатки, такие как:

  1. Высокая энергоёмкость
  2. Токсичность, пожароопасность и взрывоопасность
  3. Технологическая сложность
  4. Ограничение номенклатуры обрабатываемых металлов
  5. Коррозия оборудования

Источник: http://plasmacraft.ru/elektrohimicheskaya-polirovka

Технология электрохимического полирования

Технологический процесс электрохимического полирования состоит из операций механической и химической подготовки поверхности металла, полирования и последующей обработки полированных деталей. В зависимости от того, какие цели преследует электрохимическое полирование, схема технологического процесса несколько изменяется.

Хотя такая обработка повышает на 1—2 класса шероховатость поверхности, она может при этом оставить заметными отдельные глубокие риски, раковины, удаление которых связано с большим съемом металла. В подобных случаях следует провести предварительную обработку абразивными порошками.

При этом число переходов будет меньше, чем в случае обработки поверхности без электрохимического полирования, что благоприятно скажется на экономике процесса в целом. Ручное абразивное шлифование может быть иногда заменено галтовкой или гидроабразивной обработкой, что применимо в основном при декоративной отделке.

В других случаях, когда указанные дефекты поверхности не влияют на эксплуатационные свойства деталей, механическая подготовка является излишней.

Для очистки поверхности деталей от жировых загрязнений применяется химическая обработка в органических растворителях, водных моющих растворах с добавками поверхностно-активных веществ или электрохимическое обезжиривание. Составы соответствующих растворов и режимы работы идентичны применяемым при подготовке деталей перед осаждением металлических покрытий и приводятся в литературе по гальванотехнике.

Тонкие окисные пленки, окалина, продукты коррозии могут быть удалены с поверхности металла при электрохимическом полировании. Однако этой возможностью не следует злоупотреблять.

Для растворения толстого слоя термической окалины приходится увеличивать продолжительность электролиза. Поэтому целесообразно окалину предварительно удалить травлением.

Тонкие окисные пленки, прижоги, цвета побежалости не требуют применения этой операции.

При электрохимическом полировании независимо от того, выполняется оно в стационарных ваннах, автоматических установках или с применением проточного электролита, необходимо обеспечить строгое поддержание режима электролиза, контроль и корректирование раствора. Особенно важным является соблюдение температурного режима работы ванны.

Во избежание перегревания раствора за счет выделяющегося джоулева тепла объемная плотность тока не должна превышать 1—1,5 А/л. Некоторое превышение этого значения допускается при работе с проточным охлаждаемым электролитом и при полировании ленты и проволоки с непрерывным протягиванием их через ванны.

Выравнивание температуры в объеме ванны достигается перемешиванием или циркуляцией электролита, перемещением обрабатываемых деталей.

  • Работая с концентрированными растворами при повышенной температуре, необходимо ежедневно контролировать их плотность и добавлением воды поддерживать ее значение в требуемых пределах.
  • Подсчет количества воды, необходимой для получения электролита определенной плотности, проводится по формуле Электрохимическая полировка: описание, применение, материалы где В — количество воды, необходимой для разбавления электролита, л; b — количество электролита, подлежащего корректированию, л; d1 — плотность электролита до разбавления, г/мл; d2 — требуемая плотность электролита после добавления воды, г/мл.
  • Добавление воды следует проводить в конце смены, чтобы электролит 8—10 ч не находился в эксплуатации.
Читайте также:  Сталь р18: характеристики, расшифровка, применение

Изменение состава электролита, режима электролиза приводят к ухудшению качества полирования. Причины таких неполадок при обработке в производственных условиях изделий из стали, меди, никеля, алюминия и сплавов этих металлов и рекомендации по их устранению приведены в работе [91 ].

Если электрохимическое полирование является заключительной операцией технологического процесса, детали после тщательной промывки в проточной холодной и горячей воде сушат теплым воздухом или в сушильном шкафу. Протирка деталей теплыми сухими опилками или чистой ветошью благоприятно сказывается на их внешнем виде.

Для повышения стойкости против коррозии полированные детали подвергают дополнительной обработке — пассивированию. Как было указано выше, стальные детали обрабатывают в течение 10—15 мин в 10%-ном растворе едкого натра при температуре 60—80° С, детали из меди, алюминия и сплавов этих металлов — в растворах, содержащих хроматы.

После такой химической обработки детали быстро и тщательно сушат. Перерыв между операциями полирования и пассивирования не допускается.

В тех случаях, когда на электрохимически полированные детали нужно осадить гальванические покрытия, наличие на металле окисной пленки будет препятствовать прочному сцеплению покрытия с основой.

Для активации поверхности после полирования и промывки детали декапируют в 5%-ном растворе соляной кислоты, промывают и сразу же загружают в ванну покрытий. Операция декапирования особенно необходима при осаждении покрытий из щелочных электролитов.

При работе с сильно кислыми электролитами, например хромирования, декапирование можно исключить, так как при загрузке полированных деталей в такую ванну без тока происходит разрушение окисной пленки.

Производительность процесса электрохимического полирования не связана ни с величиной и конфигурацией обрабатываемых деталей, ни с механическими свойствами материала, из которого они изготовлены.

Она определяется размерами ванн и мощностью источника тока, которые могут быть увеличены без больших затрат.

Несложность и универсальность оборудования, возможность одновременной обработки в одной ванне большого количества деталей отличают электрохимический способ от других способов декоративной и чистовой обработки.

Источник: http://www.stroitelstvo-new.ru/polirovka/osobennosti-tehnologicheskogo-processa.shtml

ПОИСК

[c.331]     Замена механического полирования электрохимическим не во всех случаях возможна и целесообразна. Зеркальный блеск удается получить на сравнительно небольших изделиях, причем плоские поверхности полируются значительно хуже, чем изделия сложной конфигурации.

В тех случаях, когда поверхность изделий не требует зеркального блеска (изделия из цветных металлов сложной формы и малых размеров), применяют химическое полирование [22, 30]. [c.

155]

    Анодная обработка металлов в специальных электролитах с получением гладкой блестящей поверхности является одним из лучших способов подготовки изделий к гальваническим покрытиям, обеспечивающих высокую прочность сцепления покрытия с полированной поверхностью, и называется электрохимическим полированием. Электрохимическое полирование применяется также и в ряде специальных случаев для заточки режущих инструментов, изготовления микрошлифов и т. д. [c.106]

    Величина а соответствует значению перенапряжен я на данном металле при I = 1 А/см . Для Р1, Рс1 величина а, следовательно, и перенапряжение относительно невелики в то же время можно выделить группу металлов с высокими значениями а и перенапряжения (5п, С , Н , РЬ).

Коэффициент Ь при переходе от одного металла к другому меняется мало и в среднем составляет 0,11—0,12. Состояние поверхности металла существенно влияет на величину перенапряжения водорода.

При одинаковых линейных размерах электродов из одного и того же металла и одинаковой силе тока плотность тока и перенапряжение на грубо обработанной шероховатой поверхности меньше, чем на гладкой, полированной.

В связи с этим при электрохимических измерениях для снижения поляризационных явлений широко используют платиновый электрод, на который электролитически наносят платиновую чернь. С повышением температуры перенапряжение водорода падает, причем температурный коэффициент зависит от природы металла для металлов с низким перенапряжением он составляет 1—2 мВ/К, для металлов с высоким перенапряжением — 2—4 мВ/К. [c.511]

    Электрохимическое и химическое полирование (56] [c.457]

    Выравнивание и сглаживание микрорельефа поверхности при электрохимическом полировании происходит за счет неодинаковой скорости растворения выступов и углублений. [c.457]

    К химическим и электрохимическим видам обработки относятся обезжиривание, травление, декапирование, химическое и электрохимическое полирование. [c.156]

    Электрохимическое полирование применяется главным образом для отделки поверхности несложных по форме изделий из алюминия, серебра, нержавеющей стали, а также изделий после покрытия их другими металлами (никелем, медью). [c.459]

    Сравнительно новыми способами подготовки поверхности металлов являются химическое и электрохимическое полирование. Механизм обоих процессов имеет много общего. В обоих случаях в процессе полирования на металле образуется тонкая окисная пленка, которая затрудняет растравливание металла под действием раствора.

Толщина окисной пленки меньше на микровыступах поверхности и больше в микровпадинах. Кроме того, в микровпадинах удерживается вязкий слой продуктов реакции металла с раствором. Все это приводит к тому, что микровыступы растворяются быстрее, чем микровпадины, и, следовательно, происходит сглаживание неровностей на поверхности металла.

[c.159]

    Электрохимическое полирование (ЭХО)—одна из разновидностей анодной обработки металлов, в результате которой происходит электрохимическое растворение поверхностного слоя металла, удаляется дефектный слой, образовавшийся при проводившихся ранее механических или термических операциях, и формируется новый поверхностный слой, с меньшей высотой микронеровностей, сглаженным рельефом поверхности, не содержащий трещин, инородных включений, скрытых дефектов. [c.75]

    Особенностью электрохимического полирования стали является то, что процесс идет при повышенных температурах и плотностях тока, в области, где происходит уже выделение кислорода. В данном случае это не мешает процессу и не влияет на качество полирования. [c.78]

    Электрохимические процессы широко используются в современной технике, в аналитической химии, в научных исследованиях. Так, электрохимическим методом в промышленности получают металлы (алюминий, цинк, никель, магний, натрий, литий, бериллий и др.

), хлор, гидроксид натрия, водород, кислород, ряд органических соединений, рафинируют металлы (медь, алюминий). Электрохимические методы широко используют для нанесения металлических покрытий, для полирования, фрезерования и сверления металлов.

С каждым днем все больше применяются химические источники электрической энергии — гальванические элементы и аккумуляторы — в технике и научных лабораториях. В аналитической практике и научных исследованиях широко применяют такие электрохимические методы исследования, как потенциометрический, полярографический и т. п.

Электрохимические системы в виде так называемых хемотронных приборов с успехом применяют в электронике и вычислительной технике. [c.313]

    Химическое полирование также представляет собой электрохимический процесс здесь имеет место интенсивная деятельность множества гальванопар на поверхности металла, в результате чего идет ее выравнивание. [c.343]

    Для изменения размеров и формы, а также состояния поверхности металлических изделий используют электрохимические способы обработки, при которых производится электроокисление металлических изделий электрохимическая размерная обработка, электрохимическое полирование и анодирование. [c.421]

    Химическое и электрохимическое полирование.  [c.159]

    Электрохимическое и химическое полирование имеет ряд преимуществ по сравнению с механическим. К ним относится снижение трудоемкости операций, высокая эффективность и производительность процесса. [c.159]

    При электрохимическом полировании обрабатываемое изделие служит анодом. Эффективность сглаживания микронеровностей, зависит от состава электролита, режима электролиза и степени шероховатости поверхности. Электролит должен прежде всего обеспечить образование на полируемых изделиях пассивной пленки и не растравливать металл в отсутствии тока. [c.160]

    При электрохимическом полировании решающее значение имеет величина анодной поляризации, о которой можно судить по кривым зависимости анодной [c.160]

    Для электрохимического полирования предложено большое количество электролитов [14]. Наибольшее распространение полу- [c.160]

    Катод при электрохимическом полировании должен быть химически устойчив, а его поверхность — в несколько раз больше анодной. Последнее обстоятельство облегчает регулирование процесса по напряжению. [c.161]

    Благоприятное влияние, которое оказывает электрохимическое полирование на фрикционные свойства металла, позволило использовать этот процесс для чистовой обработки деталей, работающих в условиях трения (детали текстильных мащин).

В последние годы электрополирование применяют для чистовой обработки режущего инструмента (сверла, метчики), для заточки и направки инструмента, а также оно может выполнять роль доводочной операции при изготовлении,мерительного инструмента. [c.

221]

    Следует остановиться еще на одном применении анодного полирования — на электрохимической обработке труб [23]. Механический способ полирования внутренней поверхности труб малого диаметра и больщой длины трудно осуществим.

К тому же механический способ полирования — малопроизводительная технологическая операция. Более совершенным и выгодным методом полирования поверхности металла является электрохимическая полировка. На рис.

87 показана схема установки для электрополирования внутренней поверхности труб. [c.221]

    Однако можно подобрать такой состав электролита, что при определенном режиме работы ванны анодный окислительный процесс будет приводить к образованию гладкой, блестяш,ей поверхности металла.

Это — процесс электрохимического полирования [злек-трополировка). При этом можно добиться удаления даже очень мелких шероховатостей размером менее 0,01 мк (глянцевание).

Таким путем получают зеркальные поверхности у алюминия, меди, хрома, никеля, серебра, стали и ряда других металлов и сплавов. [c.342]

    Н. П. Федотьев, С. Я. Г р и л и х е с, Электрохимическое травление, полирование и оксидирование металлов, Машгиз, 1957. [c.239]

    Состояние поверхности влияет на коррозионную стойкость в таком порядке уменьшения влияния фрезерованная поверхность, шлифованная, механически полированная шлифовальными шкурками и полированная электрохимическим способом.

Наиболее стойка электрополированная поверхность. Макроэлементы могут образоваться при соединении двух поверхностей, обработанных разными способами.

Поэтому, например, днище, имеющее большую толщину, чем корпус, следует обрабатывать с наружной, а не внутренней стороны (рис. 45). [c.52]

Читайте также:  Фрикционная муфта: устройство, принцип работы, виды

    Полирование электрохимическое по верхности алюминия — Составы элек тролитов и режимы полирования 1. 3 85, 86 [c.242]

    Электрохимическое полирование. Электрохимическое полирование представляет собой принципиально такой же процесс избирательного анодного растворения металла, как и химическое полирование. Разница заключается в том, что при химическом полировании функционируют локальные микропары, а при электрохимическом макропары полируемый образец (анод) и вспомогательный электрод (катод).

Для практического осуществления этого процесса образцы помещают в электролитическую ванну и присоединяют их к положительному полюсу источника постоянного тока. В качестве катода можно использовать цилиндр, изготовленный из свинца или листа нержавеющей стали. Состав электролита и условия полирования выбирают в зависимости от материала [46, 48, 49] (табл. 6). [c.

54]

    Электрохимическое полирование. Электрохимическое полирование осуществлятся пропусканием постоянного тока через электролит, в который помещена полируемая деталь. Полируемая деталь всегда подвешивается на положительно заряженный электрод — анод. [c.112]

    Химическое полирование применяется реже, чем электрохимическое, так как оно не обеспечивает зеркального блеска поверхности. Однако в отношении экономичности и простоты выполнения химическое полирование имеет несомненные преимущества перед электрохимическим и механическим, особенно при обработке изделий сложной формы. Электролиты отличаются сильным окислительным действием, почти все они содержат азотную кислоту. Механизм процесса точно не установлен. Предполагается, что он по-.добен механизму электрохимического полирования. [c.459]

    При абразивно-электрохимической обработке анодное растворение металла сочетается с механическим воздействием на обрабатываемую поверхность, а продукты реакции удаляются с поверхности механическим путем и выносятся из рабочей зоны потоком электролита.

К этому виду обработки относятся электро-абразивная или электроалмазная обработка, электрохимическое шлифование, хонингование и полирование с применением электро-нейтрального абразивного инструмента, анодно-механическое полирование с применением дисперсного абразивного порошка (окислы хрома или алюминия), взвешенного в электролите. [c.460]

    Для некоторых электродов необходима дополнительная химическая или электрохимическая полировка. С этой целью в открытый стаканчик наливают полировочный раствор, опускают электрод и инертный катод.

Свинцовый электрод полируют в растворе состава 80 мл бидистиллята, 315 мл СНдСООН (ледяная), 60 г Hз OONa при этом плотность анодного тока 0,1—0,15 А/см . После полирования электрод промывают большим количеством бидистиллята и ставят в установку.

Электрод из индия полируют в растворе, содержащем 550 г ЫН45 Оз в 1 л концентрированной HNOз. Электрод затем промывают бидистиллятом. [c.252]

    Электрополирование нашло применение в машиностроении, в инструментальном деле, при изготовлении медицинской аппаратуры, в текстильном машиностроении и в ряде других отраслей промышленности.

Следует указать, что в ряде случаев электрохимическое полирование используется не в качестве предварительной, а в качестве зарслючительной операции после электроосаждения (глян-цовка гальванических покрытий).

[c.161]

    Опыт отечественных заводов дает некоторые экономические показатели применения электрохимического полирования. Например, замена ручной глянцовки никелевых покрытий деталей велосипедов электрохимическим способом дала возможность организовать поточные линии в гальванических цехах, уменьшить затрату рабочей силы, расход материалов и увеличить производительнос ь. [c.161]

Источник: https://www.chem21.info/info/560834/

Электрополирование: особенности процесса

Главная » Литература » Статьи » Электрополирование: особенности процесса

  • Стивен Ф. Руди
  • В данной статье речь пойдет о практическом применении, режимах, рабочих параметрах, требованиям к оборудованию, анализе, решении проблем и контроле процесса полирования.
  • Источник энергии не должен находиться в непосредственной близости от высоко-агрессивного раствора полирования, то же самое относится ко всему сопутствующему оборудованию.

Важно знать всю информацию о безопасности, относящуюся к обработке, хранению и транспортировке растворов для полирования. Это включает в себя защитное обёртывание и понимание относящихся к вопросу документов, таких как технические бюллетени и данные о материальной безопасности (с копиями в офисе и Министерстве профессиональной безопасности и здравоохранения). Резервуары должны быть правильно помечены согласно местным и федеральным законам, а также законам штата. 0,001 квадратных дюйма меди несут примерно 1,0 А тока. Расположенная ниже информация – типичный пример нержавеющей электрополированной стали. Держатель и температура ванны могут быть изменены, так чтобы соответствовать требованиям обработки других металлов и сплавов.

Общие операционные параметры

Температура От 80 до 220 Фаренгейт (27 – 104 градуса Цельсия)
Оборудование (*) Устойчивые к кислоте материалы
Откачка Требуется
Энергоснабжение DC Ректификатор, 6-20 вольт
Встряхивание Движение раствора (циркуляционный насос или воздух)
Подогревание Паровые кольца, электропогружение
Катоды Медь, свинец или нержавеющая сталь
Держатель Медь, титан или медь, покрытая пластизолем (с титановыми вкраплениями)
(*) Ванна электрополирования нержавеющей стали должны поддерживать раствор плотностью приблизительно 1,7 кг на литр

  Типичные операционные параметры для электрополирования нержавеющей стали

Температура(никелевые сплавы) 130 — 180 Фаренгейт (54 – 820С)
Температура(неникелевые сплавы) 190 – 210 Фаренгейт (88 – 990С)
Плотность тока 150 – 450А (кв. фут) (16,1 – 48,4 А/дм2)
Рабочее напряжение 6 – 18 вольт
Соотношение катодов и анодов 10:1 к 1:1
Время электрополирования 3 минуты (как обычно)
Максимальный токовый вход 5 А/галлон
Расстояние от частейдо катодов 2 – 6 дюймов
Расстояние до днища резевуара По крайней мере 6 дюймов

Во время электрополирования количество удаляемого металла может варьироваться от 0,00005 до 0,00001 дюймов на обрабатываемую поверхность за минуту электрополирования. Это зависит от рабочей плотности тока. Расстояние от катода до края критично для обеспечения предпочитаемого химического действия.

Небольшое расстояние может привести к разъеданию и вытравливанию. Важно, чтобы части в нижнем ряду были по крайней мере на 6 дюймов выше нижнего ряда. Во время процесса электрополирования появляются металлические осадки. Данная рекомендация минимизирует контакт частей с осадком (если ванна обрабатывается надлежащим образом).

Если превзойти максимальный токовый вход, то электролит перегреется, и потребуется источник охлаждения, такой как катушка. Требуемое напряжение основано на температуре ванны, рабочей нагрузки, формы частей, требованиях к обработке поверхностей и расстояния от частей до катодов.

Электрополирование обладает низкой рассеивающей способностью, поэтому требуется сравнительно высокая плотность тока.Типичные стадии процесса:

  • Обезжиривание или очистка смачиванием
  •  Двойное полоскание
  • Удаление окалины (необязательно)
  • Двойное полоскание
  • Электрополирование
  • Выемка деталей
  •  Двойное или тройное полоскание встречным движением
  • Сушка

Очень важно, чтобы поверхность не содержала масел и жиров. Электрополирование не удалит эти типы органических загрязнений. Удаление окалины необязательно, так как электрополирование хорошо удаляет окалину.

Важно также полоскание после электрополирования, не только для того, чтобы смыть электролит с частей, но и минимизировать содержание воды с растворённым металлом. Чтобы ускорить промывание сложных форм или частей, где остаётся растворённая кислота – электролит, можно использовать погружение в мягкий щелочной раствор кальцинированной соды для нейтрализации.

Затем промойте чистой водой. Обычно нержавеющая сталь не требует никакой дополнительной обработки. Анализ и контроль поддержания в исправном состоянии.

Большинство методов аналитического контроля требуют нескольких стандартных процедур для поддержания оптимального химического баланса электролита. Вот это можно резюмировать следующим образом:

Титрование кислот. К примеру, электролиты нержавеющей стали содержат по крайней мере две неорганические кислоты вдобавок к другим поддерживающим добавкам.

Кислоты можно разложить титрованием, используя двухэтапную процедуру, включая разные конечные точки pH. С распадом каждой кислоты определяется соотношение.

Текущие или корректирующие добавки (определяется по ситуации) могут быть сделаны, если электролит концентрирует или разделяет кислоты.

Относительная плотность. Измерение относительной плотности используется там, где электролит находится в рекомендуемом диапазоне рабочей ванны, при определённой температуре раствора. Сюда включаются все растворённые металлы и вода.

В этой статье данные составляющие ванны описываются приблизительно. Параметры ванны надо измерять ежедневно, если ванна постоянно используется в производстве.

Полученные данные позволяют вовремя изменять параметры всей ванны или её части добавлением концентрированного электролита или воды.

Распад растворённых металлов. Эта реакция связана с относительной плотностью. Когда ванна электрополирования накапливает ампер-часы операции, концентрация растворённых металлов растёт. По ходу этого процесса относительная плотность электролита будет увеличиваться, и также будет наблюдаться тенденция к появлению осадка.

На некоторые реакции электрополирования негативно влияет появление некоторых металлов, таких как железо, при обработке нержавеющей стали. Существует точка, на которой рекомендуется замещение электролита, иногда на базе ампер-часов. Такое восстановление важно для поддержания желаемых результатов при обработке поверхности электрополированием.

 

Аналитический контроль не сложен, но его важность нельзя недооценивать или игнорировать. Как с любыми другими процессами металлообработки, хорошие покрытия основаны на контроле качества процесса, происходящего в ванне. Совместите это с оптимальными параметрами, и Вы добьетесь высокого качества электрополирования на постоянной основе.

Проблемы в процессе

Проблема Исправление
Недостаточная обработка Изменить операционные параметры и откорректировать химический состав ванны
Разъедание Откорректировать уровень очистки и интенсивность перемешивания и параметры ванны
Ржавчина Плохое, медленное, недостаточное или загрязнённое ополаскивание
Выделения газа, полоски Изменить напряжение или интенсивность перемешивания раствора
Тусклость, наличие пятен Улучшите очистку перед электрополированием

Другие проблемы включают в себя механические и электрические аспекты (плохое соединение или проблемы с выпрямителем). Проблема может состоять в том, что был выбран неправильный электролит или электрополирование нельзя применять в конкретном случае.

Ограничения

Электрополирование необязательно скроет или покроет дефекты поверхности, такие как неметаллические включения или швы. Грубые и агрессивные царапины могут остаться.

Если определённые дефекты, такие, как углубления от вытравливания, шероховатость или тусклость обнаруживаются на одной из заключительных стадий, то их устранение может оказаться серьезной проблемой. Некоторые характеристики поверхности, такие как серьёзная «апельсиновая корка» или мягкая структура, не позволяют проводить электрополирование.

Сплавы должны быть проверены на совместимость. Например, мультифазовые сплавы требуют другого подхода, чем обычная анодная обработка. Литые металлы из-за высокой пористости плохо поддаются электрополированию.

Скачать файл — Электрополирование: особенности процесса

Источник: http://echemistry.ru/literatura/stati/elektropolirovanie-osobennosti-processa.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector