Электрополировка своими руками

Электрохимическая полировка металлов — описание процесса

Металлическому изделию можно придать блеск различными способами. Для этого не обязательно использовать специальные покрытия, можно воспользоваться методом полировки. Она может быть механической, например, с помощью наждачных кругов, химической — когда металл погружают в специальный раствор, а также электрохимической. В этом случае сочетается воздействие химических компонентов и электроразрядов, которые запускают определенные реакции или усиливают их. Электрохимическая полировка металлов может быть выполнена и в обычных домашних условиях, если собрать все необходимое оборудование.

Описание процесса

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

  • 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.

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.

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.

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.

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.

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.

Читайте также:  Освещение в гостиной: описание, основные зоны, фото-идеи

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 стальНержавеющая стальАлюминийДюралюминийОртофосфорная кислота65%65%70%45%Серная кислота15%15%–40%Хромовый ангидрид6%6%10%3%Вода14%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.

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

Во время электролитно-плазменного полирования наблюдаются схожие процессы. Однако тут в качестве среды используются растворы солей аммония. Под воздействием высокого напряжения 200–350 В на поверхности детали, которая является анодом, образуется парогазовая оболочка. Формируется она за счет вскипания электролита. Через нее постоянно протекает электрический ток, вызывая появление плазменных разрядов, которые оказывают влияние на сглаживание поверхности. В результате время полировки составляет до 5 мин., а устранение небольших заусенцев – несколько секунд.

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

Электрополирование, как и электроплазменная обработка, отличается от химического процесса тем, что через электролит подается электрический ток.

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.

Применяемое оборудование и материалы

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

Ванна имеет следующую конструкцию:

  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.
Читайте также:  Лазерная резка металла своими руками

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!

Электрополировка своими руками

8. Электрохимическая полировка

Электрохимическая полировка является более прогрессивным методом отделки изделий. Она применяется для полировки изделий с труднодоступными для механической полировки местами, обеспечивая равномерное полирование и хороший блеск всей поверхности изделия.

Для осуществления процесса электрохимической полировки обрабатываемые детали, являющиеся анодом (т. е. электродом, соединенным с положительным полюсом источника тока), помещают в электролитическую ванну. Вторым электродом являются электролитические катоды. При электрохимической полировке в первую очередь растворяются наиболее высокие выступы шероховатостей, затем поверхность выравнивается к становится гладкой и блестящей. Важными факторами, влияющими на процесс электрополировки, являются плотность тока, напряжение и температура. Режимы полировки выбираются в зависимости от состава электролита и обрабатываемого металла.

В настоящее время метод электрохимической полировки широко применяется для обработки золотых сплавов. Этим методом пользуются как для очистки поверхности золотых изделий после литья и паяния, так и для окончательной полировки изделий. Проводят электрохимическую полировку золотых сплавов в растворах электролита на основе тиомочевины (табл. 10) в ваннах, изготовленных из винипласта. В качестве анодов используются подвески из титановой проволоки, на которые подвешиваются обрабатываемые изделия. Контакт между изделием и подвеской должен быть плотным. В качестве катодов используются пластины из титана. На катодах в процессе электрополировки осаждается золото.

Чтобы предотвратить опадание осевшего золота на дно ванны и уменьшить разложение электролита, катоды помещают в чехлы из хлориновой ткани. Во время работы на поверхности электролита и на дне ванны образуется осадок серы, содержащий некоторое количество золота и серебра; этот осадок периодически сжигают для регенерации драгоценных металлов. После выполнения электрохимической полировки проводится следующая обработка: промывка в холодной дистиллированной воде; обработка изделий в депассивирующем растворе и последовательная промывка в дистиллированной воде в двух ваннах-уловителях. Растворы должны иметь комнатную температуру.

Таблица 10. Состав электролитов для электрохимического полирования сплавов золота (на 1 л водного раствора)

Составляющая электролитаМассовая доля компонента, г/л
ЗлСрПдМ
375-100-38
ЗлСрМ
583-80
ЗлСрМ
750-150
ЗлМНЦ
750
ЗлСрМ
958-20
Тиомочевина60-9060-9060-9060-9060-90
Кислота серная30-5030-7030-7030-5030-50
Кислота молочная6,0-8,56,0-8,5
Аммоний роданистый150-20020-7050-7010-20
Натрий хлористый10-20

( Примечания: 1). Для составления электролита применяется вода дистиллированная по ГОСТ 6700-72. 2). В обозначении марок буквы означают: Зл – золото, Ср – серебро, Пд – палладий, М – медь, Н – никель, Ц – цинк. Цифры, стоящие после, означают содержание золота, серебра, палладия, меди в процентах. Например, 37,5% – золота, 10% – серебра, 3,8% – палладия, остальное медь.)

Ванну для депассивирования готовят растворением в 500 мл дистиллированной воды сначала 50 мл серной кислоты (плотность 1,8 г/см 3 ), а затем 350 мл пергидроля (30%-ная перекись водорода). После перемешивания доводят объем раствора до 1 л. Учитывая, что перекись водорода быстро разлагается, нужно ежедневно контролировать содержимое ванны.

Процесс электрополировки золотых сплавов осуществляют при плотности тока на аноде (изделии) 3-5 А/дм 2 , на катоде 5-7 А/дм 2 . Температура электролита 50-60°С. Скорость съема металла при этом режиме велика, поэтому процесс длится 1-3 мин и ведется при визуальном контроле.

После проведения электрополировки партии изделий или по истечении определенного периода использования электролита для электрополировки изделий из золота необходимо производить регенерацию (извлечение) из него золота. Процесс этот производится следующим образом. Катоды вместе с чехлами вынимают из электролита, тщательно промывают в промывочных ваннах с водой, не допуская протока из ванны воды, а затем высушивают. С катодов снимают (соскребают) и собирают осадок, состоящий из растворенных в процессе анодной обработки драгоценных металлов (золота). Катодный остаток, оставшийся в чехлах, выгружают и остатки тщательно смывают с чехлов, промывают водой, высушивают и присоединяют к осадку, снятому с катодов. Перед началом регенерации промывные воды сливают вместе, упаривают и вводят в электролит анодной обработки. После этого электролит фильтруют и определяют содержание в нем золота. Отфильтрованный осадок высушивают и прожигают в муфельной печи при температуре 200-250°С в течение 1-1,5 ч.

Регенерацию золота из электролита проводят электрохимическим или химическим способом. Электрохимический способ регенерации золота основан на выделении золота из электролита и осаждении его на катоде с помощью электрического тока. При проведении регенерации золота из электролита в качестве катода используется листовой титан, помещенный в чехол хлорированной ткани. Анодом служит платина или графит. Катодная плоскость тока при концентрации золота в электролите более 1 г/л должна быть не более 0,5 А/дм 2 , а при концентрации золота менее 1 г/л катодная плотность тока должна быть не более 0,1 А/дм 2 .

Процесс ведут до достижения концентрации золота в электролите 0,01-0,05 г/л. Затем катод вместе с чехлами вынимают из электролита, тщательно промывают в промывочных ваннах и высушивают, после чего с катода снимают (соскребают) и собирают осадок, состоящий из растворенного в процессе регенерации золота. Катодный осадок, оставшийся в чехле, выгружают, остаток тщательно смывают с чехла, промывают водой, высушивают и присоединяют к осадку, снятому с катода.

Полученные в процессе регенерации катодные осадки объединяют с катодными осадками, извлеченными из основной ванны электрополирования и прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 1-1,5 ч, после чего сплавляют.

После окончания регенерации золота электролит фильтруют, корректируют по тиомочевине и серной кислоте и вновь используют в ванне электрополировки. Отфильтрованный же осадок высушивают, прожигают в муфельной печи при температуре 200-250°С в течение 1-1,5 ч и объединяют с осадком, полученным при фильтрации электролита из основной ванны электрополировки. Эти осадки прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С (возможно совместное прокаливание с катодными осадками) в течение 1-1,5 ч и затем сплавляют.

Химический способ регенерации золота основан на восстановлении металлов из растворов с помощью веществ, обладающих восстановительными свойствами. Электролит вместе с осадком, находящимся на дне ванны, переливают в термостойкую и кислотостойкую емкость, добавляют при перемешивании 30%-ный раствор едкого натра до достижения рН раствора, равного 9-10. Кислотность раствора определяется с помощью индикаторной бумаги. Затем в электролит вводят порциями раствор боргидрида натрия в таком количестве, чтобы массовое соотношение введенного боргидрида натрия и находящегося в растворе золота было 1:1.

После добавления расчетного количества боргидрида натрия раствор нагревают в течение 2-3 ч при температуре 70-80°С. При полном разложении боргидрида натрия, что видно по прекращению газовыделения и коагуляции осадка, раствор с черным мелкодисперсным осадком, состоящим из компонентов сплава, подвергнутого анодной обработке (электрополировке), охлаждают и отфильтровывают. Полноту осаждения проверяют добавлением к фильтру небольшого количества раствора боргидрида натрия. Осадок на фильтре промывают 1-2 раза в 5%-ном растворе серной кислоты, затем 2-3 раза горячей водой до нейтральной реакции. Осадок высушивают, прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 1-1,5 ч и далее сплавляют.

Кроме электролитов частично золото оседает в депассивирующем растворе, откуда его также необходимо извлечь. Для этого депассивирующий раствор с выпавшим осадком переливают в термостойкую стеклянную или фарфоровую посуду и медленно нагревают до температуры 60-70°С. После полного разложения перекиси водорода, что видно по прекращению выделения мелких пузырьков газа, раствор кипятят в течение 15-20 мин и осадок отфильтровывают. Осадок промывают горячей водой, сушат и прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 1-1,5 ч. Прокаленный осадок сплавляют или присоединяют к катодным осадкам и сплавляют вместе с ними.

Сплавленный слиток из осадков извлеченного золота подвергается лабораторному анализу для определения пробы, после чего он может быть долегирован для получения нужной пробы и использован в производстве.

В отличие от сплавов золота серебряные сплавы не подвергаются электрохимическому полированию, они в основном отбеливаются в 5-10%-ном растворе серной кислоты.

Медь и ее сплавы могут подвергаться полированию электрохимическим способом. При этом широкое распространение получили фосфорно-кислые электролиты на основе ортофосфорной кислоты * . Процесс электрополирования проходит при температуре электролита 80-85°С, напряжении 12 В и плотности тока 5-7 А/дм 2 . Время полирования 1-2 мин. После полирования изделия промывают в воде, декапируют в 5-10%-ном растворе серной кислоты, вновь промывают и высушивают.

* ( В зависимости от марки сплава меди для электрополировки применяются электролиты следующих концентраций (на 100 мл раствора): 1) ортофосфорная кислота – 60-100 г, 2) дистиллированная вода – 40-0 мл.)

Полирование цветных металлов и их сплавов, используемых в ювелирном производстве для изготовления изделий бижутерии, может производиться и химическим методом. К недостаткам этого процесса по отношению к электрохимическому полированию относится сложность составления растворов и недостаточный блеск поверхности изделия.

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.

Читайте также:  Высота установки выключателей и розеток от пола

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.

Электрополировка нержавеющей стали, алюминия, титана, латуни и меди

Полировка нержавеющей стали до суперзеркала – новейшая услуга в сфере обработки металлов. Она доступна лишь в нескольких регионах страны.

Мы уже выполнили заказы по полировке изделий из нержавеющей стали для клиентов из Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Казани, Пскова, Великого Новгорода, Москвы, Иваново и других городов России! Работали с автомобильными концернами, дизайнерами и дизайн-студиями, крупными сетями магазинов. Каждый наш клиент остался доволен результатом полировки.

В чем преимущества электрополировки

Электрополировка – это новая методика, которая уже блестяще зарекомендовала себя на рынке:

  • Можно полировать разные металлы;
  • Необходима при нанесении вакуумных покрытий на изделия;
  • Придает лучшую стойкость в коррозии;
  • Такая обработка придает статусность изделию;
  • Идеальный стиль, дизайн, и статусность изделия;
  • Отполировать можно детали абсолютно любой формой;
  • Достигается минимально возможный уровень шероховатости.

Как выглядит результат

Светильник из нержавеющей стали 14 класс чистоты высокоотражающая поверхность

Петли для стеклянных дверей. Полировка суперзеркало + покрытие нитрид титана, цвет золото

Полировка трубы – идеальное зеркало

Корпуса для видеокамер из нержавейки + полировка

Подстолья из нержавейки + полировка

Информационные таблички из нержавейки + полировка

Ножки для столов из нержавейки + полировка

Кальян: полировка + покрытие нитрид титана, цвет хамелеон

Сущность метода

  1. Процесс полировки происходит при рабочих напряжениях 200. 350 В.
  2. При напряжениях свыше 200 В вблизи анода формируется тончайшая (от 50 до 100 мкм) парогазовая оболочка.
  3. На микровыступах поверхности детали формируется зона максимальной напряженности электрического поля.

Доказано, что качество электроплазменной полировки зависит от рабочего напряжения.

Минимальное пороговое значение напряжения

Медь и сплавы на основе меди (бронза, латунь)

Сплавы на основе алюминия

Сплавы на основе титана

Обработка детали методом ЭПП – это идеальная подготовка поверхности к последующему нанесению слоя ионно-вакуумного покрытия (нитрида титана и др.).

Мы полируем

Компания ООО “АЦИА” также выполняет полировку горячекатаной нержавеющей стали.

Почему электрополировка лучше обычной?

Кроме визуального эффекта, электролитно-плазменная полировка обгоняет механическую по итоговым характеристика изделия и его обработки.-

Технические характеристики поверхности после обработки:

  1. Достигается минимальная шероховатость поверхности R=0,03. 0,02 мкм. Класс чистоты поверхности доводится до 14 максимального (зеркальной полировки).
  2. Полировка снимает заусенцы до 0,3 мм высотой.
  3. Применение ЭПП очищает поверхность детали от вкраплений абразивов.
  4. Электроимпульсная полировка удаляет с поверхности последствия применения сварки – цвета побежалости.
  5. Улучшает поверхностную стойкость к коррозии металла

В течение нескольких минут обработки деталь приобретает зеркальный блеск. Методика отработана для применение электролитно-импульсной полировки деталей из нержавеющих сталей, сплавов на основе меди (латуней и бронз различного состава), алюминия, титана – доводит поверхность до зеркального блеска. Применительно к хромистым сталям нержавеющего класса, марки 201, 304, 316, 321 по классификации AISI (от 08Х18Н10 до 12Х18Н10Т, 12Х15Г9НД), чем больше хрома в нержавеющей стали тем лучше будет «эффект зеркала».

Для каких изделий подходит

Методом электролитно-плазменной обработки полируют изделия из сталей и сплавов цветных металлов:

перила и ограждения

элементы дизайна и обстановки помещения

конструктивные элементы яхт кораблей и мототехники

детали и конструкции машиностроения (все отрасли)

Заказ и доставка

Компания ООО «АЦИА» принимает заказы на электролитно-плазменную полировку изделий и деталей из нержавейки, латуни, бронзы, сплавов титана и алюминия до зеркального блеска!

Отполированные изделия отправляем в любые города. Доставку берем на себя, чтобы изделие пришло к заказчику в целостности сохранности. Доставка от 500 рублей. Общий прайс Стоимость работы зависит от материала и площади обработки – рассчитывается индивидуально.

Материал

Цена

Минимальный заказ

Габариты

Нержавеющая сталь

от 30 руб за дм 2

2,3 на 0,8 на 0,8 ( возможна полировка по диагонали за два цикла)

Алюминий

полировку 0,4 на 0,8 на 0,4 ( возможна полировка на большой ванне , при больших объемах)

Медь, латунь

1,2 на 1,1 на 1,1 ( возможна полировка по диагонали за два цикла)

Углеродистая сталь

0,4 на 0,8 на 0,4 ( возможна полировка на большой ванне , при больших объемах)

Титан

0,4 на 0,8 на 0,4 ( возможна полировка на большой ванне , при больших объемах)

Ограничения по максимальной площади простого изделия ( лист) 1,4 метра квадратных за один цикл.

Важные особенности полировки

Что нужно учитывать, перед заказом:

  • полировка только по НАРУЖНОЙ поверхности;
  • полировка сложных форм;
  • максимальные габариты изделия не должны превышать (д*ш*в): 3000мм*850мм*850мм, большие размеры по согласованию, возможно за два раза;
  • площадь опускания детали не превышает 1,5 м/кв за цикл;
  • тестовая обработка БЕСПЛАТНО!

Ссылка на основную публикацию