Электрополировка своими руками
Iddc.ru

Все об электрике

Электрополировка своими руками

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:

  1. Изготовление электролитических ванн, предназначенных для полирования поверхности изделия. В их состав входят универсальные электролиты: ортофосфорная кислота, серная кислота, хромовый ангидрид и вода. При полировке изделий, произведенных из нержавеющей стали, дополнительно используется глицерин. Создание ванн происходит при температуре до 90° C, анодной плотности тока до 80 а/дм 2 и напряжении до 8 В. Электролитические ванны, нагретые до высоких температур, представляют опасность для здоровья человека. При попадании растворов на кожные покровы высок риск образования химических ожогов.
  2. Подготовка заготовки к обработке. Изделия не должны иметь на своей поверхности глубокие рисунки и крупные царапины, не подлежащие электрохимической полировке. Важно, чтобы деталь была произведена из мягких металлов. Данный параметр оказывает влияние на степень эффективно полирования. Чем тверже металл, тем труднее достичь однородной поверхности при сглаживании шероховатых сторон заготовки.
  3. Взаимодействие детали с растворами электролитов. В этом случае металлическая заготовка выступает в качестве анода – электрода с положительным зарядом, а электролитическая ванна – в роли катода. Время выдержки изделия в растворе зависит от типа материала. Заготовки из алюминия выдерживаются в течение 2 – 3 мин, литые детали из нержавеющей стали – до 30 мин. В результате реакции осуществляется постепенное сглаживание шероховатостей из-за появления гидроксидной или оксидной пленки. Полирование происходит за счет обмена частиц между анодом и электролитом. После завершения электрохимической полировки поверхность заготовки становится однородной и приобретает зеркальный блеск.

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:

  • толщина обрабатываемой пленки одинакова на всей поверхности детали;
  • перемешивание и повышение температуры электролитов;
  • наличие комплексных солей или солей слабодиссоциирующих кислот в составе электролитов;
  • увеличение значений напряжения и силы тока.

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:

Углеродистая сталь Нержавеющая сталь Алюминий Дюралюминий Ортофосфорная кислота 65% 65% 70% 45% Серная кислота 15% 15% – 40% Хромовый ангидрид 6% 6% 10% 3% Вода 14% 12% 30% 11% Глицерин – 12% – –

Большинство металлов полируется в фосфорносернохромовом электролите, удовлетворяющем следующим условиям:

  • высокие показатели растворимости, что способствует лучшему сглаживанию поверхности полируемой детали;
  • длительный срок эксплуатации раствора;
  • универсальность электролита;
  • безопасен для жизни и здоровья человека.

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:

  1. Она увеличивает прочность стали и препятствует появлению ржавчине на поверхности металла. Этот вид полировки облегчает процедуру вытяжки и штамповки.
  2. Она способна смягчать поверхность сложных и утонченных деталей, имеющих дополнительные отверстия или полости с комплексных рисунком.
  3. Электрохимическая полировка позволяет снизить время полирования поверхности заготовки.
  4. Благодаря высокой производительности данного вида полирования, во время обработки металла не нарушаются основные конструкции изделия.
  5. Ускоряет процедуру производства шлифов.

Несмотря на большое количество преимуществ, электрохимическая полировка обладает несколькими недостатками:

  1. Сложность полирования, обусловленная необходимостью приготовления индивидуального раствора для обработки деталей из разных сталей и регулирования величины подаваемого тока.
  2. В ней применяются элементы электрополирования, что приводит к повышенному расходу электроэнергии.
  3. Электрохимическая полировка не способна выровнять поверхность заготовки с большими трещинами или впадинами.
  4. Как при химполировке, человеку необходимо производить работу с ядовитыми веществами, наносящими вред организму.
  5. Электрохимическая полировка не требует больших финансовых трат, в отличие от механического полирования, что обусловлено покупкой множества химических растворов и перманентной подачей электричества. Электролит обладает низким сроком эксплуатации, поэтому его необходимо периодически обновлять, что приводит к дополнительных денежным расходам.

Чтобы эффективно использовать технологию электрохимической полировки, нужно соблюдать технику безопасности: работать в спецодежде, правильно настраивать техническое оборудование и осуществлять полировку только с исправными приборами.

Электрополировка нержавейки в специальных ваннах

Электролитическая полировка – это процесс, используемый для полировки металлической поверхности с помощью электрического тока и химического раствора, с использованием контейнера, снабженного электродами. Этот процесс позволяет получить зеркальную поверхность путем выборочного удаления поверхности из стали.

Это селективное удаление производится контролируемым электрическим током и специальными растворами электролитов. Электрические параметры настраиваются с помощью технологии INVERTER, встроенной в наши продукты CLINOX, в то время как электролитический раствор, называемый E-polishing Bomar, используется с нашей ванной для электрохимической полировки E-polishing Box, изготовленной из пластмассы, стойкой к кислотам и электродам из углеродного волокна, чтобы обеспечить лучшую производительность и полную безопасность.

Читать еще:  Как установить циркуляционный насос отопления

Благодаря такой комбинации продуктов могут быть получены следующие результаты

Электрополировка нержавеющей стали: технические аспекты

Электрохим полировка – это процесс, с помощью которого вы можете производить полировку металлической поверхности. Думать о замене механической очистки этим процессом неправильно; Эта технология может быть использована как процесс финишной обработки для маленьких изделий нерегулярных и сложных форм. Полировка может представлять собой отличную опору для производства, поскольку она определяет кристаллическую структуру, подходящую для сварки наиболее эффективным способом работы решетчатых сил. С этой точки зрения процесс называется «глянцевое травление». Как и все анодные процессы, электрохимическое полирование тесно связано со структурой на основе металла. Если в нем присутствуют дефекты и примеси, эффект электролитической полировки может иметь пятна, ямочки и каверны.

Электролизер, показанный на рисунке 1, объясняет, как происходит процесс электрополировки. Изделие из нержавеющей стали, используемое для получения зеркальной поверхности, определяется анодом, катодом может быть такой металл, как свинец, медь и т. Д. Во время процесса, благодаря прохождению тока и определенных электролитических растворов, происходит селективное анодное растворение по поверхности из нержавеющей стали, делая последний постепенно более гладким. Параметры, регулирующие процесс электрополировки:

  • Плотность тока
  • Вольтаж
  • Тип электролитического раствора
  • Температура
  • Перемешивание жидкости
  • Катодный материал
  • Размер и форма электродов
  • Расстояние между анодом и катодом
  • Расположение изделий

Все эти параметры влияют на срок службы и внешний вид поверхности нержавеющего изделия. Например, температура должна поддерживаться постоянной, а перемешивание должно быть таким, чтобы не вызывать локальный нагрев.

Как видно на рисунке 2, для достижения правильной электрополировки электрические параметры должны совпадать в диапазоне Vc-Vb. При более низких значениях напряжения они вызывают анодную коррозию, детали обычно становятся непрозрачными и подвергаются коррозии. При более высоких значениях, чем Vc, образуются газообразные вещества, которые изменяют процесс растворения и вызывают нерегулярное воздействие на поверхность металла. Кривая, о которой идет речь, изменяется в зависимости от удельного сопротивления раствора электролита. Чем выше удельное сопротивление, тем больше полирующая прямая часть (полировка) будет плотной, пока она не уменьшится до точки.

Технология CLINOX и INVERTER

Наилучшие результаты следует поддерживать при четко определенных соотношениях плотности тока и напряжения. Это соотношение определяется в наших установках CLINOX, которые благодаря инверторной технологии позволяют контролировать электрические параметры, повышая электрическую эффективность и надежность процесса. Агитация не всегда принята. Она часто используется для предотвращения неконтролируемого нагрева и локальной турбулентности в электролитической ванне с высоким удельным сопротивлением. Перемешивание не должно быть слишком интенсивным и может быть реализовано с использованием пассивного материала или путем инсуффляции воздуха или азота. «Срок полезного использования» электролита довольно ограничен. Когда в ванне появляется определенное количество ионов металлов, ее полирующий эффект уменьшается или исчезает. Так что прибегают к частичной или полной замене отработанной жидкости.

Обычно продолжительность процесса включает удаление 0,5 – 2 мкм металла в зависимости от состояния поверхности. Такое удаление предполагает использование веществ, которые быстро растворяют в ванне продукты анодного воздействия; Среди наиболее эффективных веществ следует выделить фосфорную и серную кислоту. Вещества, которые содержатся в нашем электролите для электрополировки E-polishing Bomar. Материал катода может быть изготовлен из свинца, меди или углеродного волокна. Последний используется в нашей ванне для электрополировки, чтобы обеспечить более длительный срок службы электродов и уменьшить электрические рассеяния. Расстояние между анодом (механическая часть) и катодом (углеродное волокно) может варьироваться от 1 до 15 см, и во время процесса поддерживается постоянным; уменьшение расстояния увеличивает ионный обмен и уменьшает время электрополировки. Кроме того, очень важен идеальный контакт электродов с соответствующими шинами, в противном случае могут возникнуть вторичные электрические воздействия внутри дефектных точек контакта.

Электрохимическая полировка нержавейки используется для обеспечения оптимального сочетания эстетической красоты и очень высоких значений пассивации. Если нержавеющая сталь была электрополирована, поверхность свободна от примесей железа и имеет очень низкую шероховатость. В этих условиях нержавеющая сталь полна чистого хрома на поверхности. Хром связывается с кислородом, присутствующим в окружающей среде, создавая «пассивный» слой, который позволяет значительно замедлить процесс коррозии.

Как видно на фиг. 3, микроструктура 1 создается после механической очистки. Как вы можете видеть, микроструктура проявляется различными слоями ферритов (номера 2, 3 и 4) и слоями аустенита (номера 1, 5 и 6) различной морфологии, поскольку они были деформированы после механического процесса. Микроструктура 2 образуется после электролитической очистки. Как видно на фиг.3, микроструктура выглядит однородной, с зернами того же размера и с той же аустенитной природой. Толщина пассивного слоя сильно варьируется в зависимости от типа микроструктуры. Толщина механически полированного образца (1) ниже, чем у электрополированного образца (2), поскольку он загрязнен посторонними частицами (остатками абразива и примесями), которые препятствуют образованию однородного слоя оксида хрома. Наконец, мы показываем серию изображений электрополированных объектов с нашей системой Nitty-Gritty.

Технология электрохимической полировки металла

Электрохимическая полировка изделий. Технологический процесс электроплазменной, электролитической и химобработки металл для придания блеска изделию.

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.

Технология электрохимического полирования металла

При электрополировке металла его поверхность становится блестящей. Технологический процесс состоит из ряда операций:

  1. Предварительно заготовка подвергается механической обработке с целью доведения шероховатости поверхности до 6–7 класса.
  2. Промывка для удаления грязи.
  3. Обезжиривание.
  4. Подсоединение к положительно заряженному электроду.
  5. Электрохимическое полирование.
  6. Промывка в щелочной среде с целью устранения кислотных остатков.
  7. Сушка. Для этого используется горячий воздух или опилки.
  8. Выдержка деталей в горячем масле, подогретом до температуры 120 °C.

При полировке происходит устранение неровностей с поверхности детали. Поэтому любой процесс сопровождается:

  1. Макрополированием. При этом идет растворение крупных выступающих вершин.
  2. Микрополированием. Сглаживаются мелкие неровности.

Погружаемое в электролит изделие покрывается оксидной пленкой, которая является защитной средой между металлом и электролитом. В продолжение всего процесса она постоянно растворяется и образуется вновь. Правильность технологического процесса заключается в том, чтобы ее толщина оставалась стабильной.

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.

Существуют другие факторы, влияющие на скорость полирования поверхности:

  • ­ перемешивание электролита;
  • ­ повышение его температуры;
  • ­ увеличение силы тока и напряжения.

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

Важным условием является поддержание высокой температуры химической среды. Она необходима для создания условий пленочного кипения. Однако и превышать верхний предел нельзя. Например, для низкоуглеродистой стали интервал температур составляет 70–90 °C. За пределами этого интервала снижается качество полировки.

Отличия электрополирования от химического

При химическом полировании изделие опускается в емкость с химическим раствором кислоты или щелочи. Здесь происходит растворение поверхностного слоя. Это сопровождается бурным кипением содержимого сосуда. Деталь приобретает нужную шероховатость за несколько секунд. В отличие от электрополирования такой метод менее затратный. Здесь не требуется сложного оборудования. Но присутствуют и недостатки:

  1. Сложность контроля над протеканием процесса.
  2. Без применения электрического тока качество получаемого изделия ниже. У него отсутствует блеск. Поэтому такому способу обработки больше подвергаются изделия из цветного металла, имеющие сложную конфигурацию, которым не предъявляется высоких требований.
Читать еще:  Как правильно выбрать лопату

Применяемое оборудование и материалы

В качестве оборудования для электрополировки применяются ванны. Технология схожа с хромированием деталей.

  1. Наружный корпус.
  2. Внутренний корпус.
  3. Внутренняя часть ванны облицовывается термостойким материалом, способным противостоять химической среде. Применяется эмаль марки ЛК-1, фарфор, жаростойкое стекло, керамика.
  4. Электронагреватели.
  5. Между корпусами располагается водяная рубашка. Она необходима для регулировки температуры. На первой стадии подготовки электролита он нагревается до 120 °C. Рабочая же температура составляет 70–80 °C.
  6. Подключаются трансформаторы с выпрямителями. С их помощью идет регулирование подачи электрического тока.

Ведется подбор электролита, который должен отвечать следующим характеристикам:

  • ­ безопасностью в процессе применения;
  • ­ хорошей способностью для качественного сглаживания поверхности металла;
  • ­ длительностью работы;
  • ­ возможностью полировки разных металлов.

Исследования показали, что оптимальным составом является смесь фосфорной кислоты, серной и хромового ангидрида. Использование такого электролита позволяет вести полировку сталей как инструментальных, так и легированных. Обработке поддаются медь, алюминий, а также нержавейка.

Присутствие кислот позволяет вести контроль над плотностью электрического тока. Фосфорное соединение его понижает, а серная кислота повышает. За счет правильного формирования концентрации смеси можно оптимально наладить проведение процесса полирования.

Остались вопросы? Обязательно задайте их в комментариях к статье!

Полировка нержавеющей стали – зеркало за 5 минут реально!

Полироль для нержавеющей стали помогает нам обновить поверхность и очень быстро сделать ее блестящей простым механическим способом. Но это не всегда эффективно. Какие методы более действенные и насколько они доступны для бытового применения?

1 К каким изменениям приводит полирование?

Полировка – финишная стадия при изготовлении различных изделий. Заключается этот процесс в оплавлении поверхностного слоя толщиной 0,01–0,03 мм. В результате устраняются все мелкие дефекты (микротрещины, царапины, раковины и т. д.). Поверхность получается идеально гладкой и отражает свет. Подобный эффект достигается благодаря тому, что глубина неровностей менее длины волны видимого света.

Добиться зеркальной поверхности металла можно и другими способами, например, хонингованием. Но они обычно требуют специального оборудования, материалов и знаний. Поэтому их применение оправдано только когда необходимо обеспечить заданную точность. С полированием все намного проще. Для этой операции используются довольно простые станки, а полировальный инструмент можно сделать даже в домашних условиях. Отлично проявили себя войлок, кожа, мягкая ткань. На рынке и в магазинах продаются специальные пасты, сделанные на основе окиси хрома, трепела или крокуса. Эти материалы используются для механического метода, но существуют еще и химические способы обработки поверхности в специальных растворах.

Правильно подготовить изделие очень важно. На поверхности не допускается наличие различных дефектов, поэтому перед полированием следует стадия шлифования (снятие более толстого слоя). Чтобы найти скрытые изъяны, полирование начинается с наиболее “слабых” участков. Например, в сварных конструкциях это швы, где чаще всего обнаруживаются микротрещины или раковины. Полировку нержавеющей стали, впрочем, как и иных материалов, делают в несколько подходов, каждый раз подбирая рабочий материал меньшей зернистости. Причем желательно свести количество операций к минимуму.

2 Механические методы – классика, доступная каждому

Это наиболее простой способ добиться зеркально гладкой поверхности. Заключается он в следующем. Высокая скорость вращения полировального материала и возникающее при этом трение приводит к повышению температуры, в результате тончайший поверхностный слой оплавляется и становится идеально гладким.

Существует два вида полировки – черновая и чистовая. Первая делается более крупнозернистыми материалами и необходима для устранения шероховатости поверхности. В качестве рабочего инструмента выступают специальные пасты или ленты, на которые нанесены абразивные частички. Чистовое полирование – финишный этап. В этом случае нашли свое применение специальные порошки, тонкие полировальные пасты, в состав которых дополнительно входят и поверхностно-активные вещества. Они наносятся только на мягкие круги из эластичного материала, которыми и натирают обрабатываемое изделие.

Делать полирование можно и вручную, но это займет очень много времени. Поэтому придется обзавестись специальной шлифовальной машинкой. Начинается обработка наиболее крупнозернистым материалом, а затем каждый последующий раз необходимо уменьшать размер абразива вдвое. При этом лучше не устанавливать скорость больше 4500 об/мин. Финишное полирование начинают с участков, где заметны мелкие риски.

Однако если речь идет о мелких элементах незамысловатой формы, тогда возможно избежать электрополировки нержавеющей стали и использовать ручной метод. В этом случае специальная паста наносится на кусочек войлока либо иной мягкой ткани, и поверхность натирается круговыми движениями. Также ручного способа не избежать при обработке труднодоступных мест, куда шлифовальная машинка не сможет достать.

3 Химическое полирование – особенности и рецепты

При этом способе изделие погружают в химический раствор и держат определенное время. Также очень важно соблюдать температурный режим. В результате протекания химических процессов микронеровности на поверхности расплавляются, и она получается идеально гладкой. Главное преимущество этого способа – скорость полировки, обычно процесс занимает несколько минут. Еще вам не понадобится специальный электроинструмент, источник тока. Вы прилагаете минимум усилий в отличие от ручного метода. Кроме того, поверхность равномерно полируется независимо от конфигурации. Жидкий раствор проникает даже в самые укромные места детали.

При этом всем обилии плюсов есть и некоторые недостатки. Во-первых, это меньший блеск, поэтому такое полирование применимо только когда деталь не нуждается в зеркальной поверхности. Во-вторых, раствор недолговечен, так что придется работать интенсивно после его приготовления. В-третьих, смесь очень агрессивная, поэтому особое внимание необходимо уделить технике безопасности. Работы проводятся только в специальной одежде и при хорошей вентиляции помещения. Для химполировки нержавеющей стали используются растворы на основе кислот.

Смешивается 660 г/л соляной, 230 г/л серной кислоты и 25 г/л кислотного оранжевого красителя. Нагреваем раствор до 70–75 °C и погружаем в него деталь. Достаточно подержать ее около 3 мин. При этом смесь желательно периодически перемешивать либо встряхивать изделие, в противном случае на некоторых участках поверхности могут скапливаться пузырьки газов, что негативно скажется на качестве полировки.

Во всех рецептах предполагается использование концентрированных кислот.

Еще в раствор можно добавить поверхностно-активные вещества (ПАВ), глицерин и бензиловый спирт. Смесь включает 25–35 частей фосфорной, по 5 ч. азотной и соляной, 0,5 ч. сульфосалициловой кислот и 0,5 ч. двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА). Также необходимо 1 ч. глицерина, а содержание бензилового спирта не превышает 0,1 ч. В качестве ПАВ используются триэтаноламин, этиленгликоль и оксифос, содержание этих веществ не более 0,015; 0,017 и 0,01 частей соответственно. Изделие из нержавеющей стали предварительно обезжиривается щелочным раствором, затем промывается в проточной воде и высушивается. Тем временем нагреваем смесь до 80 °C и погружаем в нее деталь максимум на 3 минуты.

В этом случае берется 20–30 % ортофосфорной, 4–5 % азотной и около 4 % соляной кислоты, также в состав входит 1,5 % метилоранжа. Все остальное – дистиллированная вода. Раствор нагревается максимум до 25 °C, а время обработки колеблется от 5 до 10 минут. Чтобы улучшить качество полирования, изделие необходимо периодически шевелить.

4 Электрохимическая полировка – что изменит присутствие тока?

При электрохимической полировке нержавеющей стали изделие тоже погружается в раствор, но только в этом случае через него пропускают электрический ток. На металле есть тонкая оксидная пленка, ее толщина неодинакова на всей поверхности из-за наличия микровпадин и микровыступов. В углублениях она более толстая. Кислотный раствор интенсивней реагирует в местах, где этот защитный слой утончается. Из-за такой разности скорости реакции поверхность получается идеально гладкой и значительно лучшего качества, чем после механической обработки. Покрытия имеют мелкозернистую структуру и лишены пор, благодаря чему значительно снижается коэффициент трения.

К достоинствам этого метода относится высокое качество поверхности, отличная производительность. Электрохимическое полирование не требует физических усилий как при механической обработке, к тому же можно исключить этап обезжиривания. Поверхность полируется очень быстро. Плюс ко всему гальванические покрытия обладают превосходной прочностью сцепления с поверхностями, отполированными механическим методом.

А вот в недостатки можно записать зависимость от электроэнергии и ее расход. Кроме того, изделие необходимо предварительно отшлифовать механическим способом. Электрохимическая полировка чувствительна к качеству состава, температуре электролита, времени выдержки и плотности пропускаемого тока. Как и в химическом методе, работать придется с вредными для организма составами, поэтому обязательно уделяем должное внимание технике безопасности. Для электрохимического полирования нержавеющих сталей преимущественно используются электролиты на основе серной, хромовой и фосфорных кислот.

Читать еще:  Утепление балкона своими руками

Берется 730 г/л фосфорной и не более 700 г/л серной кислоты. Добавляется триэтаноламин 4–6 г/л и совсем немного катапина (0,5–1,0). Раствор нагревают до температуры не менее 60 °C и не более 80 °C. Через изделие проводится ток плотностью от 20 до 50 А/дм 2 . Делать электрохимическое полирование нужно около пяти минут.

Детали из хромоникельмолибденовой или хромоникелевой нержавеющей стали помещают в состав из ортофосфорной и серной кислот, взятых в соотношении 65 % и 15 % соответственно. Еще добавляется 12 % глицерина, 5 % хромового ангидрида и очищенная вода (оставшиеся 3 %). Процесс протекает при температуре от 45 до 70 °C и плотности тока около 7 А/дм 2 . Время выдержки зависит от ряда факторов. Сварные изделия достаточно полировать всего 10–12 минут, а после пескоструйной обработки нужно выдержать в растворе около получаса.

5 Плазменная полировка – сложно, но эффективно

Есть еще один метод обработки поверхности, основанный на процессах в металле при его погружении в раствор и одновременном воздействии высокого напряжения. В отличие от предыдущего метода используются только экологически чистые составы на основе солей аммония.

Сущность плазменной полировки нержавеющих сталей заключается в следующем. Изделие обязательно должно быть положительным анодом. При воздействии высоких напряжений более 200 В электролит начинает закипать прямо у поверхности детали, что приводит к образованию тонкой парогазовой оболочки (50–100 мкм). Электрический ток, когда проходит через эту пленку, способствует возникновению плазменных процессов. В местах микровыступов значительно возрастает напряженность электрического поля, что приводит к возникновению импульсных разрядов.

Плазменная полировка удаляет с изделия тончайший слой с повышенным содержанием инородных включений. В результате поверхность имеет зеркальный блеск, обладает высокими адгезионными свойствами. Кроме того, этот метод объединяет в себе сразу три операции: обезжиривание, травление и активацию поверхности. Однако чтобы достичь желаемого результата, поверхность изделия должна быть тщательно подготовлена. Любые дефекты, риски, царапины и прочее после подобной обработки не устранятся, а, наоборот, станут еще более заметными. Поэтому предварительного грубого ручного полирования не избежать.

Электрополирование: особенности процесса

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 – 82 0 С)
Температура
(неникелевые сплавы)
190 – 210 Фаренгейт (88 – 99 0 С)
Плотность тока 150 – 450А (кв. фут) (16,1 – 48,4 А/дм 2 )
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 частей
до 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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector