Электрополировка (электрохимическое полирование нержавеющих сталей)

Предоставляем услуги только по электрохимическому полированию нержавеющих сталей в Киеве.

Способы химического и электрохимического полирования различаются составом применяемых электролитов, что непосредственно связано с природой обрабатываемого металла. Для того чтобы обоснованно подойти к выбору того или иного способа полирования, следует кратко рассмотреть современные представления о механизме процесса.

В производственной практике химическое полирование применяется преимущественно, для обработки цветных металлов — меди, алюминия и их сплавов. Электрохимическое – для обработки нержавеющих сталей таки как 12Х18Н10Т.

Непосредственным результатом химического или электрохимического полирования является возникновение блеска поверхности металла. Одновременно происходит растворение его внешнего слоя и, в большинстве случаев, сглаживание микрошероховатостей. Увеличение блеска связано, прежде всего, с предотвращением травления металла, которое является наиболее доступным путем реализации анодного процесса. Торможение травящего действия электролита на металл происходит в результате образования на его поверхности пассивирующей пленки окисной природы. Такая пленка может возникнуть как под влиянием взаимодействия растворяющегося металла с компонентами электролита, так и в результате непосредственного окисления металла при определенных значениях анодного потенциала.

Образование на металле оксидных пленок при анодной обработке имеет место в ряде процессов промышленного электролиза, например, при анодировании алюминия. Однако процесс анодирования не приводит к повышению блеска поверхности металла. Хотя оксидные пленки, возникающие при анодировании и полировании, имеют общую природу. Они существенно отличаются по своим, характеристикам. Результат анодной обработки металла, протекающей в условиях возможного образования оксидной пленки, зависит от соотношения скоростей формирования пленки и ее растворения в электролите. Преобладание первой из них приводит к оксидированию, второй — к травлению металла. Наибольший блеск поверхности достигается при минимальной толщине оксидной пленки, которая должна быть достаточной, чтобы предотвратить травящее действие электролита на металл. Для этого необходимо, чтобы скорости электрохимического процесса формирования пленки и химического процесса ее растворения были не только близки, но чтобы и скорости обоих процессов были высокими. Известно, что процессы электрохимического полирования протекают в весьма агрессивных средах при высоких значениях потенциала и плотности тока. Это подтверждает указанные соображения о механизме процесса. Образование на аноде пассивирующей пленки приводит к повышению электрохимической однородности поверхности металла, так как преимущественное растворение происходит на участках химических, структурных и микрогеометрических неоднородностей, где пассивирующий слой менее совершенен, благодаря чему повышается блеск поверхности металла.

Сглаживание микрошероховатостей поверхности при анодном полировании также связано с наличием на металле пассивирующей пленки, если шероховатости эти минимальны и находятся на уровне субмикрорельефа. Сглаживание шероховатости поверхности определяется, в основном, количеством электричества, пропущенного через электролит, и, следовательно, количественными изменениями в прианодном слое. Помимо этого в ходе электролиза наблюдается уменьшение высоты микровыступов и округление их вершин с переходом к волнообразному микрорельефу. В этом случае сглаживание шероховатостей при электрохимическом полировании вызывается неравномерностью вторичного распределения тока по микрорельефу поверхности и концентрационными изменениями в прианодном слое электролита.

Хотя химическое полирование выполняется без применения внешнего источника тока, оно имеет много общего с электрохимическим полированием. При химическом полировании воздействие раствора на металл, сочетается с действием гальванических пар на его поверхности, что приводит к возникновению пассивирующей окисной пленки. Толщина этой пленки меньше, чем при электрохимическом полировании, что, по-видимому, и объясняет меньшуюэффективность сглаживания и повышения блеска поверхности металла.

До недавнего времени электрохимическое полирование рассматривалось лишь как способ декоративной отделки деталей, но проведенные исследования показали, что возможности его значительно шире и позволяют использовать, этот процесс для улучшения эксплуатационных характеристик ряда деталей и узлов аппаратуры.

Известно, что при механической обработке происходит деформация поверхностного слоя металла, концентрация в нем напряжений, скрытых дефектов. Чем тоньше материал, тем большее влияние на его свойства оказывает, поверхностный слой. Устранение этого влияния известными методами затруднено. Термическая обработка мало влияет на тонкий поверхностный слой. Механическое шлифование и полирование не может его удалить. Травление сопровождается неравномерным растворением по структуре металла и его наводоро-живанием.

Электрохимическое полирование нержавейки в Киеве оказывает непосредственное благоприятное воздействие на поверхность и поверхностный слой металла. При электрохимическом полировании образуется волнообразный рельеф и происходит сглаживание высокочастотных микрошероховатостей. Радиус округления вершин шероховатостей в десятки раз большее, чем при механическом шлифовании, радиус округления впадин в несколько раз превышает получаемый при обработке металла другими способами. Средний шаг между шероховатостями также отличается в сторону увеличения. Все это благоприятно влияет на износостойкость трущихся поверхностей. При одинаковых параметрах шероховатости поверхности образцы, обработанные электрохимическим полированием, имеют значительно ниже коэффициент трения и меньше износ, чем механически полированные образцы. Серебряные покрытия, осажденные на электрополированную поверхность, при трении изнашиваются на 15-20% меньше, чем осажденные на механически полированную поверхность. Существенно улучшаются упругие характеристики пружинных материалов, повышается предел упругости, релаксационная стойкость. Заметно уменьшается наводрроживание стальных электрополированных пружин при последующем цинковании. Улучшаются также, электромагнитные свойства электротехнической стали и железоникелевого сплава пермаллоя. Благодаря наличию на поверхности электрополированного металла пассивирующей пленки повышается его стойкость против коррозии. Это позволяет использовать процессы химического и, в особенности, электрохимического полирования для декоративной отделки деталей, подготовки их перед покрытием.

Химическое полирование менее трудоёмко, чем электрохимическое или механическое, оно не связано с затратой электроэнергии. К его недостаткам, относятся малый срок службы растворов, трудность, а иногда и невозможность их корректирования. Блеск поверхности металла получается меньше, чем при электрохимическом полировании. Химическому полированию целесообразно подвергать медные, латунные и алюминиевые детали небольших размеров, не требующие получения интенсивного блеска поверхности.

Электрохимическое полирование применяют для обработки труб, пружин, турбинных лопаток, инструмента, ряда деталей, работающих в условиях трения или знакопеременных нагрузок, для декоративной отделки ювелирных изделий. Благодаря сочетанию электрополирования с последующим анодированием и адсорбционным окрашиванием получают отделку алюминиевых деталей под золото. Этот процесс незаменим при обработке полупроводников, так как позволяет получить поверхность со стабильными диэлектрофизическими характеристиками. Применяя электрохимическое полирование для чистовой обработки деталей, можно уменьшить шероховатость поверхности. При этом следует учитывать, что на деталях не должно быть глубоких рисок, забоин, раковин, так как они не устраняются при анодной обработке. Наиболее интенсивный блеск поверхности металла достигается на сравнительно небольших деталях, причем плоские поверхности полируются хуже, чем цилиндрические. При полировании деталей в стационарной ванне необходимо обращать внимание на конструкцию подвесных приспособлений. Они должны обеспечивать плотный контакт с обрабатываемой деталью и анодной штангой, так как при отсутствии его будет происходить травление металла. Приспособления можно изготовлять из того же материала, что и обрабатываемые детали, но они довольно быстро растворяются и требуют замены. При полировании стали приспособления целесообразно освинцевать, что во много раз увеличит срок их службы. Наиболее долговечны приспособления из титана, который не разрушается в электролитах. Образующуюся на нем при анодной обработке окисную пленку следует периодически удалять в разбавленной серной кислоте.

Основой промышленных электролитов для полирования нержавеющей стали является фосфорная кислота. Другими важными компонентами служат серная кислота и хромовый ангидрид. Аустенитные стали (12Х18Н9Т, Х17Г9АНЧ) полируются в фосфорно-сернокислых растворах.

 

Фото наших работ по электрополировке