Химическая полировка алюминия

Химическая полировка алюминия

Химическое полирование мелких деталей из алюминия получило широкое применение благодаря своей простоте, кратковременности и высокой экономичности. Из большого числа составов ниже приведены несколько проверенных в условиях производства и применяемых на многих предприятиях. Так, применяют раствор состава, мл/л (г/л): 625 (1000) ортофосфорной кислоты (р = = 1,6 г/см3), 250 (460) серной кислоты (р= 1,84 г/см3) и 125 (175) азотной кислоты (р = 1,4 г/см3). Рабочая температура 110-120° С. Плотность электролита в начальной стадии составляет 1,66-1,68 г/см3. Выдержка по 0,5 мин 5-6 раз с промежуточными промывками в сборнике-улавливателе. В процессе полирования и промывок детали необходимо непрерывно перетряхивать, а еще лучше полировать во вращающемся со скоростью 8-10 об/мин барабане. Полировальную ванну, барабан и сборник-улавливатель выполняют из кислотостойкой стали 12Х18Н9Т, а при небольшом объеме производства используют в качестве ванн фарфоровые тигли. Производительность раствора составляет 1,72 м2/л, после чего раствор меняют. Сложно профилированные детали полируют в растворе с большой степенью предварительного использования. Многие заводы вводят в состав раствора добавки мочевины в количестве 5 г/л или 1,5 г/л азотнокислой меди. Хорошие результаты дает также раствор следующего состава, % (по массе): 90 ортофосфорной кислоты, 9,1 азотнокислого натрия и 0,9 азотнокислой меди (окисной). Кроме указанных компонентов, в раствор вводят 1-10% буры, считая от общей массы загруженных химикатов, что существенно снижает выделение окислов азота. Полирование ведут при 90-120°C в зависимости от сорта металла. Так, для сплава АМц рабочая температура 90-100°C является наилучшей, а для сплава Д-16 ее следует доводить до 110°C. Выдержка колеблется от 40 сек. для начального состояния раствора до 120 с для истощенного. Съем металла для сплавов А00, АМц и Д-16 при 90°C и выдержке в течение 60 сек. составляет 5-7*10-4 г/см2. Отполированная поверхность деталей покрыта пленкой контактной меди, которую после промывки деталей в уловителе и в холодной проточной воде снимают в 30%-ной азотной кислоте. Для полирования используют также раствор, содержащий 1 л ортофосфорной кислоты (р= 1,63 г/см3) и 84-100 азотнокислого аммония. Рабочая температура 103±5°C, выдержка в течение 1,5-2,5 мин. Корректировку производят азотнокислым аммонием до накопления 4-5 г/л алюминия, после чего раствор меняют. Из кислых растворов можно также рекомендовать состав, % (объемн.) (г/л):78 (1365) ортофосфорной кислоты (р = 1,75 г/см3), 11 (154) азотной кислоты (р = = 1,4 г/см3) и 11 (202) серной кислоты (р=1,84 г/ем3). Кроме того, на каждый литр раствора вводят по 0,86 г железного купороса. Процесс ведут при 110-120°C с выдержкой в течение 45-60 с. Потери алюминия составляют при этом 0,2 г/дм2, т. е. 7-8 мкм по толщине слоя. Для химического полирования применяют также щелочной раствор состава, г: 360-450 каустической соды, 360-450 натриевой селитры, 170-210 нитрита натрия, 70-90 тринатрийфосфата и 500 мл воды. Процесс ведут при 120-140°C с выдержкой в течение 5-20 с. Удельный расход химикатов при этом режиме составляет, кг/м2: по 0,18 соды каустической и селитры, 0,084 нитрита натрия и 0,03 тринатрийфосфата. Для спокойного, замедленного процесса можно применять раствор состава, %: (по массе): 85 ортофосфор-ной кислоты (р = 1,75 г/см3), 10 уксусной кислоты (р = 1,05 г/см3) и 5 азотной кислоты (p = 1,40 г/см3). Рабочая температура 80-100°C, выдержка в течение 2- 15 мин с многократными погружениями деталей в раствор на 3-5 с и промывками в воде до получения заданного блеска. Внутренние поверхности трубчатых деталей из АВТ химически полируют путем протока раствора состава, г/л: 1340 ортофосфорной кислоты (р = 1,71 г/см3), 275 серной кислоты (р = 1,83 г/см3), 170 азотной кислоты (р = 1,40 г/см3) и 5 окисной азотнокислой меди. Раствор прокачивают при 90-98°C в течение 10-15 мин. При этом скорость прокачивания подбирают опытным путем. Скорость растворения металла составляет 3-6 мкм/мин с повышением класса обработка с 6 до 8. После полировки детали промывают горячей проточной водой, 30%-ным раствором азотной кислоты и затем холодной проточной водой.

Из электрохимических методов травления наибольшее применение получил метод электрополирования, сочетающий высокое качество очистки с получением блестящей поверхности. Из простых и дешевых щелочных электролитов можно рекомендовать применяемый на запорожском заводе «Коммунар» состав, г/л: 90-140 тринатрийфосфата, 40- 50 алюмокалиевых квасцов и 20-40 каустической соды. Полирование ведут при 80-95°С и плотности тока на аноде 3-4 А/дм2 с никелированными катодами. Выдержка в течение 5-6 мин. Производительность электролита до 900 дм2/л. Осадок со дна ванны убирают через каждые 2-4 мес декантацией. Этот электролит не дает высокого зеркального блеска и не пригоден для дюралевых сплавов, но его можно применять при отсутствии фосфорной кислоты. На ленинградских предприятиях используют электролит аналогичного состава, г/л: 100 тринатрийфосфата и 100 кальцинированной соды. Рабочая температура 80-90°C, анодная плотность тока 5- 10 А/дм2, выдержка в течение 3-5 мин. Из щелочных электролитов опытной проверке подвергали электролит состава, г/л: 100 пирофосфорнокислого натрия, 50 гексаметафосфата натрия, 30 каустической соды и 1 трилона Б. Рабочая температура 40°C, плотность тока на аноде 20 А/дм2, выдержка в течение 5-6 мин. Этот электролит обеспечивает высокое качество блеска полировки и малый съем металла (около 0,02 мм за 6 мин), но применение его ограничено из-за высокой стоимости компонентов. Кислые электролиты характеризуются высокой концентрацией фосфорной кислоты и хорошим блеском полировки. Из числа многих составов ниже приведены два наиболее употребительных. Для одного из них приняты следующие состав и режим работы, г/л: 700 ортофосфор-ной кислоты (р = 1,57 г/см3), 535 аккумуляторной серной кислоты, 57 хромового ангидрида и 270 воды. Рабочая температура 75-90°C, анодная плотность тока 30-35 А/дм2. Детали завешивают на дюралевых подвесках и выдерживают в течение 3-5 мин. Катоды — свинцовые. Для второго электролита выбран следующий состав, г/л: 1300 ортофосфорной кислоты, 172 хромового ангидрида и 248 воды. Рабочая температура 70±2oC, анодная плотность тока 15-20 А/дм2.
Для улучшения процесса применяют реверсирование тока с периодом 10 с на аноде и 2 с на катоде. Детали выдерживают в течение 5-10 мин, после чего их незамедлительно промывают в холодной проточной воде. Для этих электролитов применяют футеровку ванн полиэтиленом, свинцом или фторопластом, с пароводяной рубашкой и усиленной бортовой вентиляцией. Оба электролита пригодны для различных сплавов алюминия, кроме кремнистых. Применение органических добавок позволяет получать хорошие результаты для электролита упрощенного состава, % (объемн.): 90 ортофосфорной кислоты (р = 1,55-1,58 г/см3) и 10 моноэтаноламина. Рабочая температура 60-70°C, анодная плотность тока 25-50 А/дм2. Катодами являются пластины из свинца или из нержавеющей стали. Производительность электролита достигает 600 А-ч/л, после чего электролит меняют. Можно также электрополировать алюминий и титан в электролите, состоящем из крепкой ортосфорной кислоты, с питанием переменным током частотой 500- 10 000 Гц. Электрополирование можно осуществлять и без ортофосфорной кислоты в электролите состава, г/л: 800-900 серной кислоты (р = 1,84 г/см3), 50-60 хромового ангидрида и 5-10 алюмокалиевых квасцов. Рабочая температура 50-80°С, анодная плотность тока 20-50 А/дм2, выдержка в течение 3-8 мин.

Частным случаем электрохимического полирования алюминия является анодное травление алюминия и его сплавов в фосфорнохромовом электролите по специальному режиму. При этом на поверхности алюминия возникают красивые кристаллические рисунки в форме розеток или изморози. Для этой цели применяют электролит состава, % (по массе): 95 ортофосфорной кислоты (р = 1,74- 1,80 г/см3), 5 хромового ангидрида. Рабочая температура 70-80°C. Детали завешивают на анодную штангу и начинают процесс при начальном напряжении 25-30 В с начальной анодной плотностью тока 8-12 А/дм2. Выявление рисунка происходит в течение 15-20 мин, после чего наблюдается самопроизвольный подъем напряжения до 35-40 В, что служит показателем окончания процесса. Колебания плотности тока и напряжения в процессе формирования рисунка не следует регулировать, Электролит требует длительной проработки для частичного перехода шестивалентного хрома в трехвалентный. После окончания процесса детали промывают, сушат и лакируют или подвергают анодному оксидированию с последующим окрашиванием органическими красителями.
Для декоративной отделки служит и второй вид анодного травления алюминия, получивший название «искрит». Сущность его состоит в выявлении крупнокристаллической структуры штампованного и прокатанного металла, для чего проводятся (можно и неполированных изделий) следующие операции: 1) термическая обработка при 500-550°C в течение 30-40 мин в зависимости от габаритов деталей; нагревание производят в термостате при наличии воздушной среды; 2) охлаждение на воздухе; 3) монтировка на подвеске из дюраля; 4) выявление макроструктуры при анодном травлении в электролите состава, г/л: 150 азотной кислоты (р -1,4 г/см3) и 150 хлористого натрия. Рабочая температура 20-30°C, анодная плотность тока 20 А/дм2; травление производят в течение 5-10 мин со свинцовыми катодами; 5) промывка в холодной проточной воде; 6) промывка в горячей воде; 7) сушка сжатым воздухом; 8) лакировка прозрачным лаком УВЛ-3. Отделку деталей можно видоизменить путем последующего анодного оксидирования травленых деталей в 5%-ном растворе серной кислоты при 15-25°C и анодной плотности тока 0,5 А/дм2 в течение 10 мин. Затем детали промывают, окрашивают погружением в органические красители и лакируют. На заводе Ленинградского оптико-механического объединения применяют декоративное травление алюминия и его сплавов, создающее матово-искристую поверхность («снежок»). Травление ведут в электролите из соляной кислоты концентрации 10-20 г/л при 15-18°C. Для процесса используют переменный ток с промышленной частотой 50 Гц при напряжении 36 В. Плотность тока 10-15 А/дм2. Выдержка в течение 10 мин. Глубина протравливания при этом достигает 0,1 мм.

Главы из книги: А.М. Ямпольский «Травление металлов», Москва «Металлургия» 1980, стр. 129 — 134

Химическое и электрохимическое полирование

Химическое полирование

В процессе полирования рекомендуется перемешивать раствор или встряхивать детали в емкости. Это дает возможность устранять скопление пузырьков газов на отдельных участках деталей, так как пузырьки газов понижают качество полирования. Одним из главных преимуществ химического полирования является его простота. Для получения требуемого результата достаточно обрабатываемую деталь на несколько минут погрузить в соответствующий раствор, без применения электрического тока, без механического воздействия. Метод не требует сложного оборудования.

К недостаткам такого полирования относится сложность корректирования (поддержание точных соотношений всех элементов в растворе путем добавления израсходованного элемента) растворов и малый срок их службы. Применяемые растворы чрезвычайно опасны для здоровья человека, и в домашних условиях без соответствующей подготовки проводить такое полирование нельзя. Блеск поверхности получается меньше, чем при электрохимическом полировании. Химическому полированию подвергаются в основном латунные или алюминиевые детали сложной конфигурации и небольших размеров, которые не требуют зеркального блеска.

Электрохимическое полирование

Для осуществления электрохимического полирования обрабатываемую деталь, являющуюся анодом (т.е. электродом, соединенным с положительным полюсом источника тока), надо поместить в ванну с электролитом. Вторым электродом служат катоды, изготовленные из меди. На схеме показано протекание процесса электрохимического полирования. Благодаря специально подбираемому составу электролита и создаваемым условиям (образование пленки 2 повышенного сопротивления) растворение осуществляется неравномерно. В первую очередь растворяются наиболее выступающие точки 3 (выступы), вследствие чего шероховатость уменьшается, а затем исчезает, и поверхность детали становится гладкой и блестящей. Избирательное растворение торчащих элементов протекает с одновременным получением блеска.

Удаление крупных выступов 3 называется макро-полированием, а растворение микроскопически малых неровностей 4 — микро-полированием. Если макро- и микро-полирование протекает одновременно, то поверхность приобретает гладкость и блеск. В ряде случаев эти качества могут быть несвязанными друг с другом, т.е. блеск может достигаться без сглаживания, а сглаживание — без блеска.

В процессе электрохимического полирования на поверхности анода (полируемой детали) образуется окисная или гидроокисная пленка. Если эта пленка равномерно покрывает поверхность, то она создает условия, необходимые для протекания микро-полирования. Внешняя часть этой пленки непрерывно растворяется в электролите. Поэтому для успешного проведения процесса необходимо создания условий, в которых существовало бы равновесие между скоростями образования окисной пленки и скоростью ее химического растворения с тем, чтобы толщина пленки поддерживалась неизменной. Наличие пленки обусловливает возможность обмена электронами между полируемым металлом и ионами электролита без опасности местного разрушения металла агрессивным электролитом.

Макро-полирование также является процессом, зависящим от наличия прианодной пленки. Будучи более толстой в углублениях и более тонкой на выступах, эта пленка способствует их ускоренному растворению, так как на выступах создается более высокая плотность тока, а электрическое сопротивление над ними меньше, чем над углублениями.

Эффективность действия пленки увеличивается с повышением ее внутреннего сопротивления. Электролиты, содержащие соли слабодиссоциирующих кислот или комплексные соли, повышают сопротивление пленки.

Кроме действия прианодной пленки на течение процесса электрохимического полирования влияют и другие факторы, в частности механическое перемешивание электролита (или движение анода), благоприятствующие утончению пленки за счет ее растворения или уменьшения толщины диффузионного слоя. Электролиты некоторых составов функционируют нормально только при нагреве. Общим правилом является то, что повышение температуры снижает скорость нейтрализации и повышает скорость растворения прианодной пленки.

Существенными факторами, влияющими на течение процесса электрохимического полирования, являются также плотность тока и напряжение.

На рисунке показана типичная зависимость плотности тока от напряжения в ванне при электрохимическом полировании.

На участке АБ повышение плотности тока почти пропорционально увеличению напряжения. На участке БВ режим нестабилен, наблюдается колебание тока и напряжения. Предельный ток, соответствующий участку ВГ, характеризует процесс формирования на аноде пассивной пленки. При этом повышение напряжения в довольно широком интервале не сопровождается изменением плотности тока. По достижении напряжения, соответствующего точке поворота Г на кривой, начинается новый процесс — образование газообразного кислорода.

В зависимости от состава электролита и обрабатываемого металла полирование ведут при режимах соответствующих различным участкам кривой. Так, полирование меди в фосфорной кислоте ведут при режиме предельного тока, когда не происходит образования кислорода.

Рецепты ванн и режимы для химического и электрохимического полирования

Химическое полирование деталей из углеродистой стали. Химическое полирование деталей из углеродистой стали можно выполнять в различных растворах. Один из них (в вес. %): 15-25% ортофосфорной кислоты, 2-4% азотной кислоты, 2-5% соляной кислоты, 81-60% воды. Режим работы: рабочая температура 80° С, выдержка 1-10 мин. В данном растворе производят также полирование нержавеющей стали. Химическое полирование деталей из стали выполнят также в следующем растворе: 25 г щавелевой кислоты, 13 г пергидроли, 0,1 г серной кислоты, до 1 л воды. Режим работы: рабочая температура 20° С, выдержка 30-60 мин.

Химическое полирование деталей из нержавеющей стали. Химическое полирование деталей из нержавеющей стали марки Х18Н9Т выполняют в растворе следующего состава: 40 см3 азотной кислоты, 70 см3 соляной кислоты, 230 см3 серной кислоты, 10 г/л столярного клея, 6 г/л хлористого натрия, 6 г/л красителя кислотного черного. Режим работы: рабочая температура 65-70°С, выдержка 5-30 мин.

Химическое полирование деталей из алюминия и его сплавов. Для полирования мелких алюминиевых деталей используют следующий состав раствора: 60 см3 ортофосфорной кислоты, 200 см3 серной кислоты, 150 см3 азотной кислоты, 5 г мочевины. Режим работы: рабочая температура 100- 110° С, выдержка 15-20 с. Полирование деталей из алюминиево-магниевого сплава АМг производят в одном из растворов следующего состава: 500 или 300 см3 ортофосфорной кислоты, 300 или 450 см3 серной кислоты (аккумуляторной), 150 или 170 см3 азотной кислоты.

Химическое полирование деталей из меди и, ее сплавов. Химическое полирование деталей из меди и ее сплавов выполняют в следующем растворе: 800 см3 серной кислоты; 20 см3 азотной кислоты; 1 см3 соляной кислоты; 200 см3 пергидроли; 20-40 см3 хромового ангидрида. Режим работы: рабочая температура 20-40°С, выдержка до 1-2 мин. Может быть также использован раствор: 250-270 см3 серной кислоты, 250-270 см3 азотной кислоты, 10-12 см3 нитрита натрия. Режим работы: рабочая температура 30-40° С, выдержка 1-3 мин.

Химическое полирование деталей из никеля. Для химического полирования деталей из никеля используют раствор (в вес. %) 45-60% ортофосфорной кислоты, 15-25% серной кислоты, 8-15% азотной кислоты, 10-20% соды. Режим работы: рабочая температура 65-70° С, выдержка 0,5-1 мин.

Электролитическое полирование деталей из углеродистой стали. Наиболее популярным является так называемый универсальный электролит для полирования деталей из черных и цветных металлов. Его состав следующий (в вес. %): 65% ортофосфорной кислоты, 15% серной кислоты, 6% хромового ангидрида, 14% воды. Режим работы: рабочая температура 70-90° С, анодная плотность тока 40-80 а/дм2, напряжение 6-8 в, выдержка 5-10 мин.

Электролитическое полирование деталей из нержавеющей стали. Детали из нержавеющей стали (хромоникелевой и хромоникельмолибденовой) полируют в растворе (в вес. %): 65% ортофосфорной кислоты, 15% серной кислоты, 5% хромового ангидрида, 12% глицерина, 3% воды. Режим работы: рабочая температура 45-70°С, анодная плотность тока 6-7 а/дм2, напряжение 4,5-6в, выдержка 4- 30 мин (для штампованных деталей 4-6 мин, для деталей после сварки или термической обработки 10-12 мин, для литых отпескоструенных деталей из стали Х18Н9Т около 30 мин).

Электролитическое полирование деталей из алюминия и его сплавов. Для полирования деталей из алюминия и сплавов АМг и АМц хорошо зарекомендовал себя электролит, следующего состава (в вес. %): 65-70% ортофосфорной кислоты, 8-10% хромового ангидрида, 20-27% воды. Режим работы: рабочая температура 70-80° С, плотность тока в свежеприготовленном растворе 10-30 а/дм2, в растворе насыщенном солями 10-20 а/дм2. Выдержка 5 мин и более. Реверсирование при применении свежеприготовленного раствора tа-10 сек, tк — 2 сек; при применении раствора насыщенного солями, tа — 10 сек, tк — 5 сек. Для полирования деталей из дюралюминия Д16-Т рекомендуется следующий состав раствора (в вес. %): 40% серной кислоты, 45% ортофосфорной кислоты, 3% хромового ангидрида, 11% воды. Режим работы: рабочая температура 60-80° С, анодная плотность тока 30-40 а/дм2, напряжение 15-18 в, выдержка — несколько минут.

Электролитическое полирование деталей из никеля и никелевых покрытий. Для полирования деталей из никеля рекомендуется раствор: 1200 г/л серной кислоты, 120-150 г/л ортофосфорной кислоты, 15-20 г/л лимонной кислоты. Режим работы: рабочая температура 20-30° С, анодная плотность тока 30-50 а/дм2, выдержка до 1 мин. Для полирования применяют также 70%-ный раствор серной кислоты. Анодная плотность тока 40 а/дм2, температура 40°С, продолжительность процесса 30 сек.

Электролитическое полирование деталей из меди и ее сплавов. Для полирования этих деталей применяют следующий электролит: 1200 г/л ортофосфорной кислоты, 120 г/л хромового ангидрида. Режим работы: рабочая температура 20-30°С, анодная плотность тока 35-50 а/дм2, выдержка 0,5-2 мин. Применяют также однокомпонентный раствор ортофосфорной кислоты при температуре 18-25°С; анодная плотность тока для деталей из меди 1,6 а/дм2, для деталей из медных сплавов 0,8-1 а/дм2, выдержка 10-20 мин.

Литература:
Бартл Д. Мудрох О. Технология химической и электрохимической обработки поверхности металлов. — М., 1961.
Гарбер М.И. Декоративное шлифование и полирование. — М., 1964.
Жаке П. Электрохимическое и химическое полирование. — М., 1959
Масловский В.В. Дудко П.Д. Полирование металлов и сплавов. — М.,1974.
Пяндрина Т.Н. Электрохимическая обработка металлов. — М., 1961.
Тегарт А.С. Электролитическое и химическое полирование металлов. — М., 1957.
Щиголев П.В. Электрохимическое и химическое полирование металлов. — М., 1958.

При использовании материала этого сайта необходимо устанавливать активные ссылки, видимые для пользователей и поисковых роботов.

Химическое и электрохимическое полирование металлов.

Электрохимическое и химическое полирование применяется как для декоративной обработки поверхности после нанесения покрытий, так и в процессе обработки деталей.

Электрохимическое полирование.

При электрохимическом полировании микрорельеф поверхности получается значительно более гладким, чем при механической обработке.

Покрытия, получаемые при электрохимическом полировании беспористые и мелкокристаллические, что способствует снижению коэффициента трения и позволяет придать деталям специальные оптические свойства. В процессе электрохимического полирования поверхность металла становится блестящей в результате различной скорости растворения микровыступов и углублений.

Эффект электрохимического полирования объясняется образованием на металле поверхностной тонкой оксидной пленки, предотвращающей травление. Толщина пленки неодинакова на микровыступах и микровпадинах, вследствие чего раствор при электрохимическом полировании сильнее действует на те участки, где пленка тоньше, т.е. на микровыступы.

Качество электрохимического полирования зависит от плотности тока, температуры электролита, состава раствора и времени электролиза.

Наибольшее распространение при электрохимическом полировании нашли электролиты на основе фосфорной кислоты, серной и хромовой. Для повышения вязкости растворов вводят глицерин, и метилцеллюлозу. В качестве ингибиторов травления в электролиты электрохимического полирования добавляют сульфоуреид, триэтаноламин и др.

Химическое полирование.

Химический способ полирования имеет много общего с электрохимическим. Возникновение блеска на поверхности деталей здесь, как и при электрохимическом полировании, также связан с наличием тонкой пленки, предотвращающей травление в углублениях металла.

Преимущественное растворение выступов при химическом полировании достигается как за счет их повышенной химической активности, так и вследствие большей скорости диффузии ионов металла и свежего электролита.

Электрохимическое полирование стальных деталей.

Сравнительная характеристика процессов электрохимического и химического полирования.

Основными преимуществами процесса электрохимического полирования являются высокая производительность, хорошее сцепление гальванических покрытий с электрополированной поверхностью, возможность исключить операцию обезжиривания, необходимую при механической полировке.

К недостаткам процесса электрохимического полирования относятся необходимость в частой смене электролитов из-за отсутствия универсального для различных металлов; необходимость механической полировки поверхности перед электрохимическим полированием; повышенный расход электроэнергии.

Преимущество химического полирования перед электрохимическим в том, что не требуется применение источников постоянного питания. Химическому полированию подвергаются в основном латунные или алюминиевые детали любой сложной конфигурации и размеров, которые не требуют зеркального блеска.

Недостатки химического полирования по сравнению с электрохимическим — меньший блеск, большая агрессивность растворов и их недолговечность.

Составы электролитов для химического и электрохимического полирования металлов.

Большинство электролитов для электрохимического полирования стали, основаны на смесях растворов ортофосфорной и серной кислот с добавкой хромового ангидрида.

Электролит электрохимического полирования с содержанием 500–1100г/л фосфорной кислоты, 250–550г/л серной и 30 г/л хромового ангидрида является универсальным для электрохимического полирования всех видов стали, включая 12Х18Н9Т.
Режим электрохимического полирования: температура 60–80 0 С, плотность тока 15–80 А/дм 2 , время 1–10 минут.

Для электрохимического полирования стали 12Х18Н9Т возможно применять электролиты, содержащие ПАВ. Съем металла при электрохимическом полировании происходит интенсивнее в электролите: фосфорная кислота 730 г/л, серная – 580–725, триэтаноламин 4–6 г/л, катапин 0,5–1,0 при 60–80 0 С, плотность тока 20–50 А/дм 2 , время 3–5 минут.

Химическое полирование стали, в отличие от электрохимического, применяют реже, хотя проще в применении и имеет ряд преимуществ. Раствор для химического полирования стали 12Х18Н9Т содержит (г/л): серную кислоту 620–630, азотную 60–70, соляную 70–80, хлорид натрия 1-12, краситель кислотный черный 3М 3–5. Температура 70–75 0 С, время 5–10 минут.

Для электрохимического полирования меди и ее сплавов применяют растворы фосфорной кислоты с хромовым ангидридом: фосфорная кислота 850–900 г/л, хромовый ангидрид 100–150 г/л, температура 30–40 0 С, плотность тока 20–50 А/дм 2 .

Химическое полирование меди проводят в растворе (г/л) фосфорной кислоты 930–950, азотной 280–290 и уксусной 230–260 при комнатной температуре (в отличие от электрохимического) в течение 1–5 минут.

Электрохимическое полирование алюминия и его сплавов происходит в том случае, если скорость растворения оксидной пленки на поверхности превышает скорость ее образования. Электролит электрохимического полирования содержит смесь фосфорной кислоты (730–900г/л), серной (580–725г/л) и ПАВ (триэтаноламин 4–6 г/л, катапин БПВ 0,5 – 1,0 г/л). Режим электрохимического полирования: температура 60–80 0 С, плотность тока 10–50 А/дм 2 , время 3–5 минут.

Для электрохимического полирования сплавов алюминия с высоким содержанием кремния рекомендуется состав (масс. доли): плавиковая кислота 0,13; глицерин 0,54; вода 0,33. температура 20–25 0 С, плотность тока 20 А/дм 2 , время 10–15 минут.

Химическое полирование алюминиевых деформируемых сплавов проводят в растворе фосфорной кислоты 1500–1600 г/л с добавкой нитрата аммония 85–100 г/л при 95–100 0 С до 5 минут.

Электрохимическое полирование никеля проводят в электролите: 1000-1100 г/л серной кислоты при 20-30 0 С и плотности тока 20-40 А/дм 2 в течение 2-х минут.

Качество электрохимического и химического полирования деталей, как и всех гальванических процессов, зависит от подготовки поверхности (см. «Первые шаги в гальванике часть 2.») и точности выполнения технологических операций (состава электролита электрохимического полирования, режимов процесса).

При выполнении процессов электрохимического и химического полирования необходимо соблюдать технику безопасности (см. «Безопасная гальваника»).

Процесс полировки алюминия и деталей

Многие составляющие различных конструкций, выполненные из алюминиевых сплавов, за время эксплуатации тускнеют, теряя свой первоначальный внешний вид. Полировка алюминия необходима для того, чтобы вернуть изделию его привлекательный вид. После осуществления данного процесса любая деталь приобретает блеск и идеальное состояние поверхностей.

Для выполнения полировочных работ необходимо тщательно подготовить поверхность. Если деталь была покрыта краской, то, используя жесткую металлическую щетку и специальные растворительные средства, с изделия снимается старый покрасочный слой. После такой очистки все плоскости необходимо протереть мягкой тряпкой или паралоновым валиком.

После обязательно удаляются все грубые дефекты на внешних плоскостях, то есть, различные царапины и коррозионные наросты. Для этой цели применяют наждачную бумагу с крупнозернистой структурой. Заключительным этапом подготовительного процесса является обработка изделия мелкозернистым наждаком, что позволяет поверхность привести в идеально ровное состояние. Далее можно приступать к непосредственному выполнению полировочных операций, которые можно осуществлять, используя несколько способов.

Химическая полировка алюминиевых изделий

Химическая полировка алюминия – процесс, при котором обрабатываемые компоненты помещают в специальные емкости, предварительно наполненные активными смесями. В результате образование реакций, от соприкосновения металла с химическими элементами, начинается медленное растворение верхней оболочки детали. Благодаря таким действиям все наросты и шероховатости верхних плоскостей обрабатываемой заготовки полностью удаляются и, изделию возвращается его первоначальный блеск. При химической полировке различных компонентов, неотделимыми процессами выступают активные выделения газовых образований и кислотных (щелочных) паров.

Выполняя полировку алюминия химическим способом, необходимо придерживаться технологических рекомендаций, относящихся к такому процессу. Активный раствор необходимо регулярно перемешивать, а обрабатываемые детали периодически встряхивать. Благодаря таким действиям удаляются скопления реакционных пузырей в одной поверхностной точке. Скопление таких образований в одном месте снижает качественный уровень всего процесса полировки. Данный метод полировки алюминиевых изделий не требует для своей реализации сложного технического оборудования, но технологический процесс усложняется непростой регулировкой элементный соотношений в химическом растворе.

Электрохимическая полировка деталей из алюминия

Электрохимическая полировка алюминия подразумевает процесс обработки изделий путем параллельного электрического и химического воздействия на поверхность. По технологии такого способа полировки, обрабатываемая деталь выступает в качестве анодного электрода и подсоединена к плюсовому источнику подачи электрического тока. При этом заготовка с подведенным к ней током погружается в резервуар, предварительно наполненный электролитом. В качестве второго электрода используют медные катоды.

В процессе электрохимического полирования на внешних плоскостях изделий образовывается пленочный налет окисного и гидрооксидного типа. При условии равномерного покрытия всей поверхности обрабатываемого алюминия такой пленкой происходит микро-полировка, которая параллельно с макро-полированием позволяет полностью убрать все дефекты с поверхностей, возвращая им первоначальный блеск. Покрытие заготовки оксидными и гидрооксидными налетами предотвращает местное разрушение металлической основы электролитным составом, так как необходимая скорость обменных процессов между всеми составляющими компонентами. Важным фактором для положительного протекания процесса полировки алюминия является уровень плотности подаваемого напряжения.

Эффективное средство для полирования алюминиевых заготовок

Довольно эффективным средством для удаления дефектных наростов с поверхности изделия является специальная паста для полировки алюминия. Такая паста не содержит аммиачных добавок и аккуратно очищает деталь от образовавшихся царапин и шероховатостей, полируя алюминий до состояния первоначального блеска. Кроме того, благодаря применению такого средства на поверхности изделия образуется специальный защищающий слой, что не допускает появления окислений на протяжении долгого периода времени.

Для осуществления полировочного процесса с использованием такой пасты, достаточно нанести ее на поверхность и круговыми движениями, применяя для этого салфетку из ткани, выполнить полную очистку поверхностей заготовки. После чего следует удалить остатки полировочного средства и промыть изделие чистой водой.

Способы и особенности полировки алюминия

Алюминий очень популярный металл, используемый в различных сферах. Особенно при изготовлении деталей. Он обладает высокими показателями теплопроводности, стойкости к коррозии, электропроводности и пластичности. Также его сваривают с иными металлами, полируют для достижения особой гладкости и ровности поверхности.

Способы полировки алюминия

Для полирования алюминия используется несколько методов. Некоторые из них возможно использовать самостоятельно в домашних условиях. Они были выявлены с учетом многочисленных свойств и характеристик этого прихотливого металла.

Химический метод

Химический метод состоит из нескольких стадий. Это обработка специальным составом, промывка и повторная обработка, снова промывка и полирование.

1. Вначале проходит травление металла в серной кислоте (50%).
2. Затем его промывают обыкновенной водой.
3. Затем применяют азотную кислоту (30%) и снова промывают.
4. В самом конце алюминий проходит через состав из фосфорной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты, меди и воды в течение 60-120 секунд при температуре 80-90 градусов по Цельсию.

В крайних случаях изделия проходят стадию анодирования. Весь процесс занимает немного времени и помогает добиться зеркальной поверхности, гладкости. Но, существуют и ограничения. Подобный эффект не удается получить при использовании чистоты в 99,5% и менее. Специалисты, работающие многие годы с данным металлом так и не смогли найти выход из этой ситуации.

Использование электрополировки

При обработке такого вида металла для получения желаемого результата следует провести предварительный осмотр изделия, устранить все недостатки перед работой – риски, забоины, раковины, так как в дальнейшем избавиться от них будет невозможно. Наилучшего результата можно достигнуть, выполняя полировку на малых изделиях – так появляется максимальный блеск (цилиндрическая поверхность проходит обработку лучше, чем плоская). Метод содержит и ряд недостатков:

1. Повышенный уровень токсичности, взрывоопасности и пожароопасности.
2. Повышенный уровень сложности процесса.
3. Повышенный уровень энергоемкости.
4. Появление коррозии на оборудовании.

Здесь можно выделить предварительную и окончательную стадии. Вначале применяется удаление всех неровностей поверхности с помощью механического способа, а затем применяется электрополировка для достижения зеркальной и ровной поверхности. После процедуры появляются защитные свойства от негативных факторов окружающей среды.

Особенности декоративного травления

Декоративное травление представляет собой особый вид электрополирования. При нем используют фосфорно-хромовые электролиты. Благодаря такому составу сверху изделия появляется налет. Через определенный промежуток времени он приобретает выраженность (своеобразный рисунок – изморозь, розетка, тонкие нити кристаллического вида). В самом конце используют пасты и смеси для промывания и высушивания деталей (продаются в специализированных магазинах). Данный метод возможно проводить самостоятельно. Этапы процесса:

1. Понадобится анодная штанга, на которую располагают алюминиевые элементы.
2. Следует провести напряжение в 25-30 В.
3. Затем напряжение поднимают до отметки в 40 В (при этом должен прослеживаться предел в 8-12 А/дм², температура будет также менять показатели от 50 до 80 градусов по Цельсию).
4. Рекомендуется немного подождать до появления кристаллического орнамента.

Здесь все элементы следует тщательно промыть и просушить. Далее детали должны пройти путь анодного оксидирования. После этого разрешается пользоваться краской с органическим составом.

Существует и иной способ декоративного травления – искрит. Он позволяет добиться зеркального блеска и ровности. Специалисты применяют разработанную схему. Она подразумевает термическую обработку металла вначале и при окончании процесса работы. Здесь можно получить матовую (снежную) поверхность. Важен каждый этап и их последовательность. Благодаря им появляется возможность достичь желаемого результата.

Особенности электрохимической полировки

Электрохимическое полирование представляет собой такую обработку, при которой алюминиевые элементы проходят через электролит. При данном способе используется также постоянное напряжение в 10-20 В. В процессе элементы подключают к аноду (положительному полюсу) источника питания. Сам способ сглаживания напрямую связан с пассивирующей пленкой (тонким покрытием на металле). Чем выше будет электрический заряд для обработки, тем ровней и глаже будет состояние алюминия. Также происходит снижение высоты микровыступов, округление вершин, образование определенного рельефа. Показатели достигаются благодаря правильному распределению электрического тока и концентрации электролита. Качественные же критерии зависят от состава сплава, металла, наличия деформации и толщины.

При данном методе используются специальные емкости (гальванические ванны), контакты подвесных устройств и электродные штанги. Специалисты рекомендуют применять серную кислоту, разбавленную водой, в случаях образования окисной пленки после контактирования алюминиевого элемента и электрического контакта. Также в промышленности для данных целей используют ортофосфорную кислоту и хлорную. Но не каждый вид металла может проходить через подобные кислоты. Наряду с алюминием – это титан, сталь. Антикоррозийное свойство достигается путем применения раствора NaOH (обычно это температура в 60-70 градусов по Цельсию в течение 15-20 минут). Раствор соляной кислоты в соотношении 3-5% применяют для сцепки гальванического покрытия с деталью.

Предупреждения

1. При использовании оборудования нужно обязательно соблюдать технику безопасности, а также правила по работе с такими механизмами во избежание риска травматизма.
2. При самостоятельной обработке металла следует выбирать только безопасные товары – пасты и смеси во избежание отравления.
3. Снизить риск отравления помогут и средства индивидуальной защиты (костюм, очки и респиратор).
4. Если не провести гигиенические и санитарные процедуры после окончания работ появится риск попадания алюминиевой пыли или иных частиц в легкие (организм).
5. Получить отравление может ребенок или животное при использовании алюминиевой посуды или при вдохе ее частиц, оставшихся после обработки.

Данный металл имеет на поверхности защитную пленку, но все же может навредить как взрослому, так и детскому организму, животным и растениям (при оседании пыли). Он оказывает токсичное, канцерогенное воздействие. При попадании в ЖКТ, легкие, костные ткани постепенно провоцирует различные серьезные заболевания. При работе с алюминием нужно обязательно соблюдать осторожность.

Полировка алюминия – это сложный и трудоемкий процесс. Домашний и самостоятельный способ используют крайне редко. Для данных целей изобретены специальные пасты, упрощающие его. Для деталей же применяется высокотехнологичное оборудование, позволяющее добиться нужных показателей.