Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Полировка металла

Химическое полирование.

Химическое
полирование металлов осуществляет­ся простым погружением в специальные ванны
без применения электрического тока. Для обработки не­больших предметов
используются лабораторные стек­лянные или фарфоровые стаканы и ванночки. Боль­шие
ванны изготовляют из специальных сталей.

Универсальный
раствор для химического полиро­вания имеет следующий состав: 920 г фосфорной
кис­лоты концентрированной, 60 г азотной кислоты концен­трированной, 20 г
азотнокислого натрия, 1 г азотнокис­лой или сернокислой меди, 0,1 г
смачивателя.

Рабочая
температура ванны 90-100 °С. При поли­ровании, которое протекает от 0,5 до 4
мин, выделяет­ся большое количество удушливых и ядовитых паров. Поэтому ванна
должна иметь эффективную вытяжную

Химическое
декорирован вентиляцию или же полирование должно производить­ся в вытяжном
шкафу.

Химическое
полирование черных металлов исполь­зуется не часто. Для химического полирования
дета­лей из нержавеющей стали используется состав, г/л: серная кислота —
350-430, соляная кислота — 20-40, азотная кислота — 35-50, краситель оранжевый
20-25.

Рабочая
температура раствора порядка 65-70 °С, выдержка от 2 до 10 мин в зависимости от
состояния поверхности.

Химическое
полирование цветных металлов гораз­до эффективнее, чем черных, и может
применяться для обработки деталей из меди, алюминия и прочих металлов. Так, для
деталей из меди и ее сплавов мож­но применять растворы.

Состав
(г/л) и режим

Номер
раствора

1

2

Ортофосфорная
кислота

935-950

1300-1400

Уксусная
кислота ледяная

250-260

Азотная
кислота

280-290

Азотнокислый
калий

450-500

Рабочая
температура, °С

15-30

90-100

Выдерзка,
мин.

1-6

0,S~2

Дляхимического полирования медных, медненых’ и
томпаковых деталей применяют также раствор следующего состава: серная кислота
(плотность 1,84 г/см3) — 400 мл, азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) — 100
мл, соляная кислота (плотность 1,19 г/см3) — 5 мл, хромовый ангидрид — 300 г,
вода — 1 л.

Раствор
используют при комнатной температуре, выдержка 1,5-2 мин.

Для
изготовления ванн применяют пентапласт, вини­пласт, поливинилхлорид, керамику и
другие кислото­стойкие материалы. Все растворы для химического по­лирования
требуют применения эффективной вентиля­ции.

Составы
растворов и режимы для химического по­лирования алюминия и сплавов на его
основе.

Состав
(г/л) и режим

Номер
раствора

1

2

3

Ортофосфорная
кислота

1300-1400

1500-1600

840-860

Серная
кислота

200-250

Азотная
кислота

110-150

60-80

Щавелевая
кислота

40-55

Карбоксилм
етилцеллюлоза

0,8

Рабочая
температура, °С

100-110

60-70

55-75

Выдержка,
мин.

2,5-4

kk 1

КК
1

Раствор
№ 1 рекомендуется для алюминия высо­кой чистоты и сплава АМГ-0,5; раствор № 2
—для спла­вов АМГ и раствор № 3 — для марок АД-1, AM Г и AMЦ

Для
химического полирования мелких алюминие­вых деталей рекомендуется также раствор
следующего

состава:
серная кислота (плотность 1,84 г/см3) — 200 мл, азотная кислота (плотность 1,4
г/см3) — 150 мл, ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) — 60 мл, мочевина
— 5 г.

Рабочая
температура 100-110 °С. Полирование производят при погружении и встряхивании
деталей, засыпанных в корзинки из стали, в течение 15-20 с.

Для
химического полирования деталей из титана можно применять быстродействующий и
весьма эф­фективный раствор следующего состава, мл/л: азот­ная кислота
(плотность 1,41 г/см3) — 400, серная кис­лота (плотность 1,84 г/см3) — 400,
плавиковая кислота (40%-ная— 200.

Полирование
ведется при температуре 80-95 °С в течение 2 мин. При этом скорость съема
металла соста­вляет 25-30 мкм/мин для свежеприготовленного ра­створа и 7-10 мкм/мин.—
для истощенного.

4 Мелкая механизация

Отполировать нержавейку до зеркала можно не только в специальных компаниях или на заводе, но и дома. Для этого будет достаточно малой механизации.

Данный метод подойдет для того, чтобы придать изделиям привлекательный и презентабельный внешний вид после удаления изъянов.

Для полировки нержавейки придется использовать следующее:

  • «болгарка», или угловая шлифовальная машина;
  • фетровые или войлочные круги;
  • камень или наждачная бумага;
  • полирующее средство;
  • круги для шлифовки с различной зернистостью.

4.1 Этапы полировки

Полировка изделий проходит в несколько этапов. Изначально нужно удалить весь лишний металл на швах. Для этого отлично подойдет угловая шлифовальная машина. Для нее придется приобрести круг на фибровой основе. Его зернистость не должна превышать P60.

Если поверхность необходимого изделия гладкая, данный промежуточный этап можно игнорировать.Далее нужно прошлифовать металл с другим кругом, зернистость которого составляет Р120. Это позволит избавиться от полос, появившихся после работы с другим зерном.

Размер абразива нужно каждый раз уменьшать, что даст возможность делать поверхность более гладкой.

Если у вас нет нужного круга, его можно легко сделать самостоятельно. Для этого вам понадобятся войлочный или фетровый круг, на который нужно нанести столярный клей. Также можно просто потереть друг об друга наждачную бумагу и камень.

После проведения работ нужно удалить все следу шлифовки.

Возьмите средство для полировки и нанесите его на поверхность.

Далее вам нужно провести шлифовку материала или изделия уже с использованием пасты. Убирать риски нужно последовательно. Если со временем поверхность не становится более гладкой, обороты «болгарки» можно постепенно увеличить. Не стоит злоупотреблять скоростью, так как это может привести к перегреву металла и появлению на нем пятен.

4.2 Механическая полировка вручную

Из-за наличия на большей части изделий различных неровностей часто приходится полировать их вручную. Вам придется запастись терпением, так как полировка нержавейки до зеркала описанным ниже методом может занять большое количество времени. В процессе работы вам понадобятся:

  • абразивная паста;
  • мягкий войлок.

Этапы полировки

  • На войлок нужно нанести пасту.
  • Полируйте изделие до блеска, тщательно обрабатывая наиболее проблемные места.

Для того чтобы защитить себя от негативного воздействия веществ, которые входят в состав пасты, применяйте маску для лица и перчатки.

Производительность

Станок имеет скорость процесса снятия слоя материала ниже, чем у механического оборудования. Выигрыш времени в том, что конечный результат по сложности, выдержке формы, сравним с работой 5 фрезерных станков.

Величина производительности определяется, как объем снятого материала (мм³) в единицу времени (мин) при подведенном токе в 1 А. Каждый состав электролита имеет свой показатель. Хлористый натрий, например, имеет значение 2,2 мм³/мин, азотнокислый натрий – 1,1 мм³/мин. Использование состав из нескольких реагентов увеличивает скорость растворения анода, повышает степень обработки.

Производительность повышают, применяя методы многоэлектродного воздействия на площадь детали.

Резка

Увеличение плотности тока приводит к более интенсивному процессу съема металла с поверхности. Выравнивая скорость растворения с подачей катода, получают непрерывный процесс прорезывания канавок в материале. Удаление продуктов реакции обеспечивают непрерывным потоком прокачиваемой жидкости. В качестве электрода выступает проволока, перематываемая с одного барабана на другой.

Прошивание

Метод сходен резке, но электрохимический процесс происходит в основном на торце катода, который подается с равной скоростью. В этой операции электрод должен иметь достаточную жесткость, чтобы не воспринимать вибрацию, которая может передаваться через станок, не деформироваться при движении. Рабочая его часть способствует поддержанию устойчивого потока электролита в зазоре. Не рабочие края надежно изолируют.

Точность обработки плоскости металла составляет ±0,13 мм, отверстий 0,1 – 0,15 мм.

Станок может быть оборудован следящей за параметрами системой.

Копирование

Форма электродов в этом случае совпадает. Зазор выдерживают в расчетном значении. В результате электрохимической реакции, материал разрыхляется, вымывается в не совпадающих местах. В точках, где зазор меньше процесс идет интенсивнее, металл растворяется сильнее. В результате промежуток становится одинаковым, происходит электрохимическое копирование формы металлов обрабатываемых деталей (с допустимыми припусками из-за трудности контроля в малом зазоре). Точность достигаемого копирования от 0,5 мкм до 3 мкм, повторяемость параметров 0,5 — 10 мкм от электрода – эталона в партии.

Распространены универсальные варианты станка для электрохимической обработки металлов – копировально-прошивочные с широкой номенклатурой изделий. Область применения – твердосплавная обработка: инструмент, штампы, пуансоны.

Размерная

Эта технология предназначена для получения у детали требуемой формы, размера. Процедура выполняется при условии скоростного, непрерывного обновления электролитической среды в зоне действия полюсов. Принудительную прокачку ведут под давлением, создаваемым насосом. Постоянный поток жидкости позволяет уменьшать величину зазора между обрабатываемыми металлами. Сопротивление среды снижается, плотность тока растет, электрохимическая реакция ускоряется.

Схема 2

Анодно-механическая обработка

Заточка

Использованы особенности электрохимических явлений при растворении кромки металлов. Получение острия происходит в неравномерном электрическом поле при постоянном перемещении. Регулируя угол наклона, получают заточку заданной формы (наконечники, иглы, электроды). Используют, в основном, соли натрия при плотности тока 4-7 А/см², напряжение 8 — 15В.

Технология электрохимической обработки

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.

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.

Выберите регион

Россия

  • Алтайский край
  • Белгородская область
  • Брянская область
  • Владимирская область
  • Волгоградская область
  • Вологодская область
  • Воронежская область
  • Ивановская область
  • Иркутская область
  • Кабардино-Балкарская Республика
  • Калужская область
  • Кемеровская область
  • Кировская область
  • Краснодарский край
  • Красноярский край
  • Курганская область
  • Курская область
  • Ленинградская область
  • Липецкая область
  • Московская область
  • Нижегородская область
  • Новгородская область
  • Новосибирская область
  • Омская область
  • Оренбургская область
  • Орловская область
  • Пензенская область
  • Пермский край
  • Псковская область
  • Республика Адыгея
  • Республика Башкортостан
  • Республика Дагестан
  • Республика Коми
  • Республика Крым
  • Республика Марий Эл
  • Республика Татарстан
  • Республика Хакасия
  • Ростовская область
  • Рязанская область
  • Самарская область
  • Саратовская область
  • Свердловская область
  • Смоленская область
  • Ставропольский край
  • Тамбовская область
  • Тверская область
  • Томская область
  • Тульская область
  • Тюменская область
  • Удмуртская Республика
  • Ульяновская область
  • Челябинская область
  • Чувашская Республика
  • Ярославская область

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.

Related Posts via Categories

  • Бесшовные трубы ГОСТ 8734-75 – сортамент и все характеристики и особенности
  • Температура плавления и использования нержавеющей стали – что важнее?
  • Плотность нержавеющей стали – отечественные марки и стандарт AISI
  • Марки коррозионностойких сталей – Как улучшается прочность и свойства металла?
  • Легированные конструкционные стали – специальные сплавы для особых случаев
  • Состав нержавеющей стали – какие типы антикоррозийных сплавов существуют
  • Нержавеющая сталь – проведем классификацию без избытка цифр
  • Углеродистая сталь – свойства и сферы применения
  • Низколегированные стали – востребованные современной промышленностью сплавы
  • Термообработка нержавеющей стали – особенности сложного процесса!

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:

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/дм2 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.
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.
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.

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.

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:

  • оперативность выполнения (процесс происходит в течение пары минут);
  • отсутствие необходимости во вспомогательных средствах (электролиты, инструменты и т. д.);
  • возможность обработки деталей любой формы.

Впрочем, существуют и недостатки данного метода, а именно токсичность используемых веществ и невозможность получения зеркального блеска.

Для химической полировки используются:

  • растворы кислот на водной основе (процесс осуществляется в два захода – заготовка обрабатывается сперва серной, а затем нитратной кислотой);
  • расплавленная щелочь (не меняет структуру поверхности изделия, но удаляет оксидную пленку);
  • желеобразные вещества на кислотной основе (азотные, соляные) или хлоридов (опасны для организма), которые наносятся на обезжиренную поверхность металла, а затем удаляются под проточной водой.

Разновидности химических пастообразных полиролей

  • SAROX TS-K 2000 – состав предназначен для удаления с поверхности дефектов, в том числе и на сварных швах, а также обеспечения защиты от повышенных температур (время воздействия – 10 минут, может применяться для полировки вертикальных заготовок);
  • Avesta BlueOne – активные вещества позволяют удалить дефекты сварных швов, последствия коррозии, придать поверхности блеск, близкий к зеркальному (время воздействия – 45 минут, может использоваться только при температуре выше 50 градусов Цельсия);
  • Stain Clean (ESAB) – считается одним из наиболее действенных составов, не требует создания дополнительных условий для обеспечения качественной полировки метизов.

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.

Плазменный метод обработки изделий

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.

Закипание электролита у поверхности детали

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.

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.

Полировка различных изделий

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.

Зеркальная поверхность металла

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.

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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации