ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимическое и химическое полирование из "Электролитические и химические покрытия" Химическое полирование целесообразно использовать для декоративной отделки поверхности деталей, в особенности небольших размеров, и подготовки перед осаждением покрытий. Оно менее трудоемко, чем анодная обработка, не требует энергозатрат и применения специальных подвесных приспособлений, но не лишено недостатков, прежде всего — это малый срок службы растворов, трудность их корректирования, а также невозможность регулировать толщину снимаемого металла. Область применения электрохимического полирования значительно шире, так как этот процесс позволяет не только достигнуть высокого блеска и некоторого сглаживания поверхности деталей, но и улучшить ряд важных их эксплуатационных характеристик. [c.71] Как уже сказано выше, при механической обработке металла происходит деформация его поверхностного слоя, искажение кристаллической структуры, концентрация напряжений, инородных включений, дефектов, что неблагоприятно сказывается на свойствах материала. Чем тоньше металл, тем сильнее проявляется это влияние. Устранить этот слой механическим путем невозможно, травление также неприемлемо, так как сопровождается неравномерным растворением металла и часто приводит к его наводороживанию. Электрохимическое полирование является наиболее эффективным способом удаления регламентированного по толщине некондиционного слоя металла и формирования новой поверхности и поверхностного слоя, лишенных указанных недостатков. В результате этого происходит улучшение ряда механических, электромагнитных, физико-химических свойств, что видно из следующих примеров. [c.71] При электрохимическом полировании переход металла в раствор происходит в условиях частичной пассивности, что связано с образованием на нем пассивирующей пленки оксидной или оксидно-адсорбционной природы. Она образуется под влиянием взаимодействия продуктов растворения металла с компонентами электролита или вследствие непосредственного окисления при повышении анодного потенциала, а также сорбционных процессов. Результат анодной обработки в этих условиях определяется соотношением скоростей формирования пленки и ее растворения в электролите. Преобладание первой из них способствует оксидированию, второй — травлению металла. Эффект полирования достигается при близких скоростях процессов, когда формируется пленка минимальной толщины, которая, однако, должна быть достаточной, чтобы предотвратить травящее действие электролита на металл. [c.73] Наличие на поверхности анода пассивирующей пленки способствует повышению ее электрохимической однородности, так как преимущественное растворение происходит на участках неоднородностей химического, структурного и микрогеометрического происхождения, где пленка менее совершенна. Результатом этого процесса является уменьшение диффузного и повышение зеркального отражения света, что проявляется как возникновение блеска поверхности металла. Сопутствующим процессом является сглаживание шероховатостей, которые постепенно приобретают волнообразный рельеф. [c.73] К технологическим особенностям рассматриваемых процессов следует отнести, прежде всего, необходимость строгого соблюдения теплового режима работы электролита. С учетом этого объемная плотность тока при электрохимическом полировании должна быть не выше 1 —1,5 А/л. Во избежание местного перегрева, что способствует травлению металла, подвесные приспособления должны обеспечивать плотный контакт с обрабатываемыми деталями и анодной штангой. Их можно изготавливать из того же материала, что и полируемые детали. Но в этом случае, вследствие неизбежного растворения, приспособления требуют частой замены. При электрохимическом полировании стали приспособления целесообразно освинцевать, что во много раз увеличит срок их службы. Наиболее долговечны приспособления из титана, который не разрушается в большинстве электролитов. Образующуюся на титане при анодной обработке оксидную пленку следует периодически удалять в горячем разбавленном растворе серной кислоты (1 1). [c.74] Если полирование является заключительной операцией изготовления деталей, для повышения стойкости против коррозии их следует обработать в течение 15—20 мин при 60—70°С в 10%-м растворе NaOH. Если же на полированные детали будут осаждать гальванические покрытия, необходимо предварительно провести активацию поверхности металла в 5% H I. [c.74] Ниже приведены сведения об условиях полирования черных и цветных металлов. Подробные материалы о механизме процессов, технологии их применения и влиянии на свойства металлов можно найти в работе [26, с. 231]. [c.74] Одним из вариантов трехкомпонентного электролита, применяемого на некоторых предприятиях, является менее концентрированный по серной кислоте, который содержит 1 л Н3РО4 (плотность 1,6 кг/дм ), 200 г СгОз, 0,030 л H2SO4 (1,84 кг/дм ). Плотность такого раствора 1,70—1,74. В нем удовлетворительно полируются углеродистые и легированные стали, а также медь, латунь, алюминий. [c.75] В процессе электролиза изменяется состав электролита, причем наибольшее значение для качества полирования имеет восстановление шестивалентных ионов хрома до трехвалентных и накопление солей железа. Предотвратить нежелательную реакцию восстановления Сг + можно, изолировав катодное пространство пористой керамической диафрагмой. При невозможности реализации такого варианта необходимо периодически проводить анодное окисление Сг со свинцовым анодом при изоляции катодного пространства диафрагмой. Анодная плотность тока при этом должна быть 3—5 А/дм , температура 20—40 °С. При накоплении в растворе более 6—7% железа (в пересчете на РегОз) качество , полирования резко ухудшается и необходимо проводить регенерацию электролита или большую часть его заменить свежеприготовленным. Срок нормальной эксплуатации фосфорно-серно-хромовокислых электролитов — 250—300 А-ч/л. [c.75] Наиболее положительные результаты по декоративной отделке достигаются при использовании указанных электролитов для полирования легированных сталей типа 1Х18Н10Т. [c.76] При ухудшении качества полирования в электролиты добавляют Н3РО4 до нужной концентрации и органическое соединение в количестве 10—20 % от его первоначального содержания в растворе. [c.77] Электрохимическое полирование алюминия и его сплавов. [c.77] Для реализации процесса можно использовать кислые электролиты на основе фосфорной кислоты и щелочные, содержащие фосфатные соли. В первом случае при обработке алюминия и его сплавов с медью, магнием, марганцем при высоких плотностях тока достигается хороший блеск и сглаживание шероховатостей поверхности. В щелочных электролитах полирование идет при значительно меньших плотностях тока, но высокий блеск поверхности удается получить лишь на чистом алюминии. [c.77] При эксплуатации электролита происходит восстановление шестивалентных ионов хрома до трехвалентных, что менее отри- цательно сказывается на качестве полирования, чем при обработке в аналогичном электролите стали. Однако происходящее при этом увеличение вязкости и уменьшение электропроводимости электролита все же оказывает неблагоприятное влияние. Поэтому периодически следует проводить анодное окисление трехвалентных ионов хрома по режиму, указанному выше. Материалом катодов служит свинец. [c.77] Добавки органических соединений в кислотные электролиты пока не нашли широкого применения. Положительные результаты получены при промышленном опробовании электролитов, содержащих 1100—1300 г/л Н3РО4 и добавку 10% от объема кислоты моноэтаноламина или 10—15% бутилового спирта. В обоих случаях электролиз ведут при /а = 254-50 A/дм и / = 60-ь65°с. [c.77] Для обработки деталей из алюминия высокой чистоты может быть использован щелочной электролит, содержащий (г/л) 200— 250 Na2 Oз, 100—120 ЫазР04 ЮН2О, 15—18 КА1(504)з. Электролиз в течение 6—8 мин при г а= 34-5 А/дм и / = 804-90°С позволяет достигнуть высокого блеска поверхности металла при весьма незначительном сглаживании шероховатостей. [c.77] По данным [39] оптимальный состав фосфорно-азотнокислой смеси (объемные доли, %) 80 Н3РО4, 15 НЫОз, 5 Н2О. Добавление к нему водорастворимого полимера — поливинилового спирта, в зависимости от его концентрации, сказывается на качестве обработки металла. При содержании в растворе 0,1—5 г/л добавки происходит небольшое сглаживание, 5—20 г/л — полирование, 10—20 г/л — полирование и глянцевание. Дальнейшее повышение концентрации добавки недопустимо, так как приводит к ухудшению качества полирования. [c.78] Вернуться к основной статье