Полировка металла химическая: Химические технологии полировки | Inoxgrup

Большое пылевое воздействие на окружающую среду.

Труд и стоимость оборудования высока.

Невозможно отполировать изнутри.

Крепление электрода внутри трубы затруднено или не возможно.

Требуется нагрев до 70  С  и регуляция концентрации раствора.

Требуется жесткий экологический контроль и надлежащее нейтрализация сточных вод.

Очень низкая эффективность

Некоторые компоненты невозможно обработать

Некоторые компоненты невозможно заменить химической полировкой

Внутренние полости погруженные в химическом растворе становится отполированы.

Требуется, нагрев до 96℃ , нуждается в жестком контроле экологического контроля и надлежащее нейтрализация сточных вод.

Применяется для маленьких и тонких деталей, требующих сверкающей поверхности, деталей не имеющих заусенцев, максимальной чистоты и деталей, которые невозможно отполировать электролитическим способом.

Эффективность очень высокая.

Вполне возможно заменить Электрополировку, но не наоборот

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. 

 Для  химического 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.

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.

Электрохимическое полирование  

Электрохимическое полирование гораздо эффек­тивнее химического. Детали полируются электро­литическим способом в специальной ванне с помощью постоянного электрического тока. Полируемые пред­меты подвешиваются в ванне как аноды.

Универсальный полировальный электролит исполь­зуется для полирования как черных, так и цветных ме­таллов. Он имеет следующий состав (массовая доля, %): ортофосфорная кислота — 65, серная кислота’ — 15, хромовый ангидрид — 6, вода — 14.

Полирование проводится при температуре 75 °С и анодной плотности тока 50-70 А/дм2 в течение 3-7 мин. Используются свинцовые катоды.

Приготовление электролита начинают с растворе­ния хромового ангидрида в небольшом объеме воды. Затем приливают фосфорную кислоту, после чего при перемешиваний, постепенно, вводят серную кислоту, доводят добавками воды или выпариванием плотность электролита до 1,74 г/см3 и прогревают при 110-120 °С.

Для полирования деталей из нержавеющей стали хорошо зарекомендовал себя электролит следующего состава: 370 мл фосфорной кислоты концентрирован­ной, 560 мл глицерина, 70 мл воды. Рабочая темпера­тура ванны 100-120 °С, плотность тока 80-160 А/дм2. Полированная поверхность образуется в течение 5-10 мин. Катоды из нержавеющей стали, максимальное на­пряжение постоянного тока 15 В.

Существует несколько разновидностей электроли­тов для полирования стали. Составы и режимы эксп­луатации электролитов:

Электролит 1 применяется для полировки углеро­дистых сталей. Электролит 2 обычно используется для полировки высокохромистых сталей в температурной области. Электролит 3 используется для полировки хромоникелевых коррозионностойких сталей.

Электролиты готовят следующим образом: снача­ла растворяют хромовый ангидрид в небольшом коли­честве воды, затем малыми порциями добавляют фос­форную и серную кислоту. Готовая смесь нагревается до температуры 100—105 °С, а плотность раствора доводится до величины 1,7—1,74 г/см³. По мере ис­пользования ванны в ней накапливается трехвалент­ный хром и железо, удаление которых из ванны очень сложно, и проще часть загрязненной ванны сменить на новую.

При электролитической полировке происходит замет­ное снятие металла, поэтому изделия с малыми раз­мерными допусками, а также стальные пружины следу­ет полировать с необходимой осторожностью. Слишком длительная выдержка изделий в ванне может быть при­чиной образования неустраняемого брака.

Для электролитической полировки используют стальные ванны, облицованные свинцом. Высокая тем­пература ванны, доходящая до 90 °С и выше, делает невозможным применение пластмасс.

Раствор нагревают в освинцованной пароводяной рубашке. Нагрев необходим только перед началом работы, так как при большой плотности тока при поли­ровке выделяется столько теплоты, что может возник­нуть надобность в охлаждении ванны, что в случае пароводяной рубашки нетрудно. Катодами служат свин­цовые листы.

Большие затруднения связаны с подвесками. Луч­шими являются подвески из меди, которые хорошо проводят электрический ток. Всю поверхность кроме захватов следует изолировать пластмассой. Быстро изнашивающиеся захваты с целью продления их служ­бы необходимо покрывать электролитическим свинцом.

Для электролитической полировки сталей исполь­зуют также электролиты с органическими соединения­ми. В табл. приведены примерные составы и режимы работы ванн с органическими добавками для электролитической полировки стали.

Электролит 1 предназначен для полировки корро-зионностойкой и углеродистой стали, а электролит 2 — для полировки коррозионностойкой стали.

Независимо от состава ванны электролитическая полировка оставляет на поверхности стали пассиви­рованные слои, ухудшающие сцепляемость гальванических покрытий. С целью предупреждения этого необходимо подвергать полированные изделия кратковременному травлению в 5 %-ной соляной кислоте.

Если электролитическая полировка стали являет­ся последней операцией, то промытые изделия необходимо

подвергнуть 15-20-мин обработке в 10 %-ном растворе едкого натра при 60-70 °С, что заметно вли­яет на повышение коррозионной стойкости.

Электролитическая полировка стали является хоро­шей подготовкой поверхности перед функциональным хромированием.

Для деталей из меди и латуни наиболее простым электролитом полирования является раствор орто-. фосфорной кислоты плотностью 1,6-1,65 г/см³. Ра­бочая температура электролита должна находиться в пределах 20-30 °С. При повышении температуры сверх указанной может иметь место растравливание поверхности, вследствие чего ванны для электропо­лирования снабжают охлаждающим устройством. Анодная плотность тока может быть от 5-10 до 30-50 А/дм² с применением медных листов в качестве катодов. Продолжительность процесса зависит от состояния поверхности и колеблется от 5-6 мин для шлифованных деталей до 2-3 мин для штампован­ных деталей из листового проката. Электролит тре­бует предварительной проработки на бракованных деталях. При эксплуатации электролита следует со­блюдать общие правила: в качестве материала под­весок применять медь или алюминий; полировать одновременно только детали одного наименования и изготовленные из металла одной марки; при боль­ших количествах полируемых деталей производить очистку медных катодов жесткой щеткой в промыв­ной ванне.

Нормальная эксплуатация электролита начинает­ся после накопления в нем меди не менее 3-5 г/л, для чего требуется его проработка в течение 3-4 ч, а при повышении содержания меди до 30 г/л электролит ста­новится непригодным.

Для электрбполирования латуни и томпака исполь­зуют плотность тока от 5 до 15 А/дм² с выдержкой 1-3 мин. После промывки в холодной проточной воде де­тали пассивируют в течение 1-2 мин в растворе, со­держащем 80-100 г/л хромового ангидрида и 1-2 г/л серной кислоты, при комнатной температуре.

Для полирования меди и ее сплавов также исполь­зуется следующий электролит: 1000 мл воды, 10 г сер­ной кислоты концентрированной, 12,5 г уксусной кис­лоты, 12,5 г хромового ангидрида, 37,5 гдвухромово-кислого натрия.

Рабочая температура электролита 60-75 °С, плот­ность тока 25-50 А/дм². Катоды из нержавеющей ста­ли или титана, кратковременно можно использовать свинцовые или железные катоды.

Высокой производительностью отличается электро­лит с добавкой триэтаноламина, применяющийся для меди, латуни и особенно для кремнистых и бериллие-вых бронз и имеющий состав: ортофосфорная кисло­та — 1200 г/л, триэтаноламин — 50 мл/л.

Процесс ведут при температуре 20-30 °С с анод­ной плотностью тока от 15 до 50 А/дм² с применением катодов из нержавеющей стали, на которых металли­ческая медь осаждается в виде плотного слоя.

Для устойчивости электрического режима и сокращения продолжительности полирования в элект­ролит часто добавляют хромовый ангидрид. Электро­лит, пригодный для полировки меди, латуни и гальва­нических медных покрытий, содержит следующие ком­поненты, г/л: ортофосфорная кислота — 850-900; хро­мовый ангидрид—120. Плотность электролита 1,60-1,62 г/см³, анодная плотность тока 30-50 А/дм². Про­цесс ведется при температуре 20-40 °С с выдержкой 0,5-2 мин.

Электролит требует проработки при температуре до 40 °С и плотности тока до 50 Адм после чего произ­водят полирование при более низких режимах. Като­дами служат свинцовые пластины. Скорость раство­рения металла при плотности тока 40 А/дм составляет 2-3 мкм/мин.

Для электролитической полировки алюминия при­меняют кислые и щелочные ванны. Лучший блеск по­лучают в кислых ваннах, подобных ванне для полиров­ки стали.Кислая ванна имеет состав, г/л: фосфорная кислота (плотность 1,7) — 400-500, серная кислота (плотность 1,84) — 350-400, хромовый ангидрид — 50-60. Состав щелочной ванны, г/л: тринатрийфосфат — 320-350, углекислый натрий (сода) — 230-250.

При использовании кислой ванны требуется очень высокая плотность тока (25-50 А/дм и температура 65-75 °С. Время полировки 5-10 мин. Стечением вре­мени в ванне накапливается трехвалентный хром, сни­жающий проводимость и повышающий вязкость ван­ны, но не влияющий так отрицательно на протекание процесса, как при полировании стали. В результате анодного растворения изделий во время полировки ванна постепенно загрязняется алюминием, допусти­мая концентрация которого 30-35 г/л. Для дальнейшей эксплуатации необходима замена ванны наполовину свежим раствором. Рабочая плотность ванны должна сохраняться в пределах 1,65-1,70. Очень большая плотность ванны приводит к образованию белых пя­тен на поверхности изделий. В этом случае доливают воду, снижая таким образом плотность до 1,65 и на­гревают ванну до 85 °С в течение 2 ч.

Щелочная ванна не дает такого большого блеска, как кислая, но состоит из простых компонентов. Рабочая  температура ванны достигает80-85 ⁰ С, плотность тока 2-6 А/дм², время обработки 10-20 мин. Изделия погружают в ванну и после 30 с выдержки включают ток. После 20 минут полировки изделие теряет слой — 5 мкм. Радужный слой с поверхности полированных изделий удаляют в водном растворе, содержащем 55 см³ фосфорной кислоты и 30 г хромового ангидрида в 1 л. Обработка длится —  3 мин при 60 °С. Вместо вы­шеуказанного раствора можно применить 10%-ную азотную кислоту.В качестве добавки, улучшающей работу щелочных ванн для полировки алюминия, применяют алюмока-лиевые квасцы (- 15 г/л), чем также снижают концентра­цию тринатрийфосфата.

По мере эксплуатации в щелочных ваннах накапли­вается алюминий, легко удаляемый при декантации раствора, так как соединения алюминия осаждаются на дне ванны. Катодами в щелочных ваннах служат стальные листы. Для экстраполирования изделий из титана и его сплавов применяется электролит, имеющий следующий состав, массовая доля, %: этиленгликоль — 87-90, фтористый аммоний — 4-5, фтористоводородная кислота — 2-3, вода — 2-3.

Процесс полирования ведут при температуре 50-70  °С и плотности тока 20-25 А/дм.