Химическая полировка алюминия

Способ химического полирования алюминия

Изобретение касается способа химического полирования алюминия обработкой полировальным составом, промывкой и обработкой в азотной кислоте. Образцы предварительно подвергают травлению в 50%-ной серной кислоте, промывают водой, осветляют 30%-ной азотной кислотой и после промывания водой полируют в течение 1 – 2 мин при температуре 80 – 90 o C в растворе следующего состава, мас. %: экстракционная фосфорная кислота 28 – 28,50, ортофосфорная кислота 28,5 – 30,0, азотная кислота 3 – 7, серная кислота 11 – 16 медь (в пересчете на Cu 2+ ) 0,07 – 0,14, вода – остальное. Медь в состав электролита вводят в виде сульфата или нитрата. После полирования образцы промывают горячей водой и обрабатывают 20 – 30%-ным раствором азотной кислоты для удаления пассивной пленки и следов выделенной металлической меди. В случае необходимости отполированные изделия подвергаются анодированию.

Изобретение касается способа химического полирования алюминия, позволяющее получить высококачественную зеркальную отделку отполированной поверхности и может быть использовано при производстве рефлекторов, деталей для декоративной отделки автомобилей, медицинского оборудования, всевозможных изделий легкой промышленности и т.д.

Широко известны способы химического полирования алюминия в полировальных растворах, содержащих фосфорную, азотную, серную или ледяную уксусную кислоты. Отделка алюминия в этих растворах не позволяет получить высококачественную зеркальную отделку алюминия чистоты 99,5% и менее /1/.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ химического полирования в электролите Алунол V , имеющим следующий состав, мас.%: 2 орфтофосфорная кислота (уд.в. 1,7) – 77,5 серная кислота (уд.в. 1,84) – 15,5 азотная кислота (уд.в. 1,52) – 6,0 борная килсота (крист.) – 0,5 медь азотнокислая Cu (NO3)2 (крист.) – 0,5 В качестве смачивающего агента в ванну рекомендуется вводить 0,05% карбоксиметилцеллюлозы.

Образцы полируют при температуре 100 – 105 o C в течение 1 – 2 мин, а по мере использования электролита в течение 10 – 15 мин с последующей промывкой горячей водой и дальнейшей обработкой в 30 – 40%-ном растворе азотной кислоты для удаления пассивной пленки и мельчайших красноватых выделений металлической меди. В случае необходимости отполированные изделия подвергают анодированию.

Однако полирование алюминия чистотой 99,5% и менее не позволяет получить высококачественную зеркальную отделку.

Целью изобретения является создание такого способа химического полирования, при котором получаются высокие коэффициенты зеркального и суммарного отражения отполированной поверхности алюминия с чистотой 99,5%.

Цель достигнута следующим образом: Образцы предварительно подвергаются травлению в 50%-ной серной кислоте, промывают водой, осветляют в 30%-ной азотной кислоте и после промывания водой полируют в течение 1 – 2 мин при температуре 80 – 90 o C в электролите следующего состава, мас.%: Экстракционная ортофосфорная кислота – 28 – 28,5 Ортофосфорная кислота – 28,5 – 30
Азотная кислота – 3 – 7
Серная кислота – 11 – 16
Медь (в пересчете на Cu 2+ ) – 0,07 – 0,14
Вода – Остальное
Медь в состав электролита вводят в виде сульфата или нитрата. После полирования образцы промывают горячей водой и обрабатывают 20 – 30%-ным раствором азотной кислоты для удаления пассивной пленки и следов выделившейся металлической меди. В случае необходимости отполированные изделия подвергаются анодированию.

Пример 1. Образцы алюминия чистотой 99,5% подвергали травлению в 50%-ной серной кислоте, промывали водой, затем осветляли в 30%-ной азотной кислоте и после промывки водой полировали в электролите следующего состава, мас.%:
Экстракционная фосфорная кислота – 28
Ортофосфорная кислота – 28
Серная кислота – 11
Азотная кислота – 3
Медь (Cu 2+ ) – 0,07
Вода – Остальное
при температуре 80 o C в течение 1 минуты. После полирования образцы промывали горячей водой и обрабатывали 20 – 30%-ным раствором азотной кислоты. Коэффициент зеркального отражения отполированной поверхности 69. Коэффициент суммарного отражения – 96.

Пример 2. Образцы алюминия чистоты 99,5% предварительно подвергали травлению в 50%-ной серной кислоте. Затем после промывания водой, осветляли в 30%-ной азотной кислоте и после дальнейшей промывки водой полировали в электролите следующего состава, мас.%:
Экстракционная кислота – 28,5
Ортофосфорная фосфорная кислота – 30
Серная кислота – 16
Азотная кислота – 7
Медь (Cu 2+ ) – 0,14
Вода – Остальное
в течение 2 мин при температуре 90 o C с последующей промывкой горячей водой и обработкой в 20 – 30%-ным растворе азотной кислоты. Коэффициент зеркального отражения – 66. Коэффициент суммарного отражения – 92.

Пример 3. Образцы алюминия чистоты 99,5% после предварительного травления в 50%-ной серной кислоте промывали водой, осветляли в 30%-ном растворе серной кислоты и дальнейшей промывки водой полировали в ванне следующего состава, мас.%:
Экстракционная фосфорная кислота – 28,25
Ортофосфорная кислота – 29,25
Серная кислота – 13,5
Азотная кислота – 5
Медь (Cu 2+ ) – 0,105
Вода – Остальное
в течение 1,5 мин при температуре 85 o C с последующей промывкой горячей водой и обработкой 20 – 30%-ным раствором азотной кислоты. Коэффициент зеркального отражения обработанной поверхности – 68. Коэффициент суммарного отражения – 91.

Пример 4 (по прототипу). Образцы алюминия чистоты 99,5% полировали в ванне следующего состава, мас.%:
Ортофосфорная кислота (уд.в. 1,7) – 77,5
Серная кислота (уд.в. 1,84) – 15,5
Азотная кислота (уд.в. 1,52) – 6,0
Борная кислота (крист.) – 0,5
Медь азотнокислая (крист.) – 0,5
при температуре 105 o C в течение 1,5 мин с дальнейшей промывкой в горячей воде и обработкой в 38%-ном растворе азотной кислоты для удаления пассивной пленки и мельчайших красноватых выделений металлической меди. Коэффициент зеркального отражения отполированной поверхности – 59,8. Коэффициент суммарного отражения – 81,1.

Читать еще:  Как состарить алюминий в домашних условиях

Из примеров вытекает, что способ химического полирования алюминия по изобретению по сравнению со способом по прототипу имеет значительные преимущества: увеличение коэффициентов зеркального и суммарного отражения отполированной поверхности алюминия с чистотой 99,5%.

Литература
1. В. Тегарт Электролитическое и химическое полирование металлов М.: Иностранная литература, 1957, с. 150-152.

2. Л.В. Щиголев Электролитическое и химическое полирование металлов. М.: Академия наук СССР, 1959, с. 95-97.

Способ химического полирования алюминия, включающий обработку полировальным раствором, содержащим фосфорную, серную и азотную кислоты и медь (II), дальнейшую промывку горячей водой и обработку в азотной кислоте, отличающийся тем, что перед полированием поверхность предварительно травят в 50%-ном растворе серной кислоты, промывают водой, осветляют в 30%-ном растворе азотной кислоты и промывают, причем полировальный раствор имеет следующий состав, мас.

Экстракционная фосфорная кислота 28 28,5
Ортофосфорная кислота 28,5 30,0
Серная кислота 11 16
Азотная кислота 3 7
Медь (в пересчете на Cu 2 + ) 0,07 0,14
Вода Остальноед

Полировка алюминия своими руками: способы, средства, приспособления

Алюминий является довольно мягким металлом. Любое изделие из него со временем теряет свой первоначальный вид, на поверхности появляются потертости, окислы, изделие тускнеет. Если вы хотите придать старой вещи новый вид, то следует отполировать алюминий. Для этого можно использовать один из следующих способов:

  • электрополирование;
  • химическое полирование;
  • декоративное травление.

Способы полировки алюминия: химический метод

Данная технология является экологичной, простой и довольно быстрой. Её можно реализовать, имея кислотоустойчивую сталь, которая ляжет в основу полировальной ванны. Если объемы работ сравнительно небольшие, можно использовать тигли из фарфора. В емкость наливается раствор кислот:

Изделия опускаются в горячий раствор, температура которого должна изменяться в пределах от 90 до 120 °С, конечное значение будет зависеть от сорта алюминия. Подвергать воздействию состава алюминий необходимо в течение 30 секунд или минуты, повторить действие следует около 6 раз. В промежутках детали промываются, при этом их нужно постоянно встряхивать.

Полировка алюминия химическим способом будет более качественной, если использовать вращающийся с некоторой скоростью барабан. После завершения таких манипуляций на поверхности останется пленка контактной меди. Ее следует снять, промыв изделия под проточной водой с низкой температурой. Делать это необходимо в уловителе. На следующем этапе изделия обрабатываются 30-процентной азотной кислотой.

Дополнительные рекомендации по работам

Полировка алюминия может осуществляться с помощью растворов щелочей:

  • тринатрийфосфата;
  • натриевой селитры;
  • каустической соды;
  • нитрата натрия.

Их температура должна оказаться выше по сравнению с кислотным методом, предел составляет 120-140 °С. Выдерживать изделия необходимо примерно 5-20 секунд. Когда используется такая методика, потери алюминия будут равны примерно 8 мкм от общей толщины слоя.

Использование электрополировки

Полировка алюминия может осуществляться и другим способом. При этом удается получить сверкающую и гладкую поверхность, а очистка характеризуется высоким качеством. Электролиты для таких работ в большинстве случаев обладают серной и ортофосфорной кислотой, остальные составляющие будут зависеть от материала.

Электролиты позволяют добиться блеска после завершения работ. Для процесса температура должна быть более низкой, чем в вышеописанном случае, температурный предел будет равен от 60 до 90 °С.

Полировку нужно осуществлять в течение 5 минут, тогда как плотность тока может быть равна 10-50 А/дм². Процесс проведения полировки предполагает применение катодов из свинца, однако существуют и другие сплавы, которые предусматривают использование нержавейки. Полировка требует использования дюралевых подвесок, а также электролитных ванн с полиэтиленовой, свинцовой или обработкой фторопластом. Нужно подготовить щелочные электролиты, они обойдутся дешевле.

На параметры процесса будет влиять состав электролита, температурный предел может изменяться от 40 до 95 °С, что касается выдержки, то она длится от 3 до 6 минут, тогда как плотность тока на аноде составляет предел от 3-20 А/дм². Выбирая катоды, следует предпочесть никелированные.

Особенности декоративного травления

Полировка алюминия может осуществляться декоративным способом. Эта методика выступает в качестве подвида электрополирования. Сплавы алюминия вытравливаются анодами по режиму в фосфорно-хромовом электролите. На поверхности изделий образуется кристаллический рисунок, который имеет вид розеток или изморози. На анодную штангу развешивают все детали, а после можно приступать к обработке. Осуществляться манипуляции должны при напряжении в 25-30 В. К концу напряжение поднимется до 35-40 В, анодная плотность тока будет равна пределу 8-12 А/дм², тогда как температура будет изменяться от 50 до 80 °С.

Примерно через 20 минут проявится рисунок. Если напряжение начнет подниматься произвольно, то можно считать процесс завершённым. После окончания манипуляций изделия промываются, хорошо просушиваются, над ними осуществляется анодное оксидирование. Алюминий после этого окрашивается органической краской.

Читать еще:  Получение алюминия из глинозема

Зеркальный блеск алюминия можно получить и другим методом анодного травления, которое называется искритом. Для этого изделия перед и после процесса подвергаются термической обработке по специальной схеме. Можно использовать анодное травление «снежок», которое позволяет создать матово-искристую поверхность.

Какой способ лучше использовать в домашних условиях

Паста для полировки является одним из самых часто используемых в домашних условиях средств для полировки алюминия. Это обусловлено тем, что химические составы отличаются ядовитостью, они опасны для здоровья человека. Для полировки можно применить:

  • наждачную бумагу;
  • жесткие щетки;
  • лак;
  • ветошь;
  • чистящие средства по типу спирта.

При выборе наждачной бумаги важно не переборщить с зернистостью, ведь в противном случае придется выводить царапины. Для повышения износоустойчивости и придания блеска лучше использовать лак.

Особенности электрохимической полировки

Электрохимическая полировка алюминия предусматривает осуществление работ методом параллельного химического и электрического воздействий. По технологии такого способа деталь выступает в роли анодного электрода, к ней подсоединяют плюсовой источник подачи тока. Заготовка с подведенным к ней током должна погружаться в резервуар, который наполняется электролитом. В роли второго электрода выступают медные катоды.

Использование полировальной машинки

Машинка для полировки является очень удобным средством для придания алюминию первоначального блеска. Для этого можно использовать полировальный круг на 1000, который смачивается водой. Губкой или тряпкой следует нанести воду на обрабатываемый участок. Далее включается машинка для полировки на 1400 оборотов за минуту. При подобной скорости брызги будут разлетаться на 1 м вокруг.

Поверхность алюминия станет греться, жидкость будет испаряться. Вы должны быть готовы к тому, что круг будет забиваться алюминиевой «кашей». Поэтому каждую минуту машинку следует останавливать, чтобы промыть абразивный круг мокрой губкой под струей воды. Для этого некоторые умельцы используют обычную брызгалку.

«Кашу» следует убирать еще и с детали. Зеркальный блеск получится, если вы дополнительно будете использовать еще и войлок. Этот этап является одним из самых важных. Именно от него будет зависеть 80% конечного результата. Войлок должен выступать на 10 мм за основу, круг следует увлажнить, полив его брызгалкой. Деталь смачивается влажной губкой. Паста для полировки используется грубая, ее нанесение следует осуществлять на деталь, а не на круг.

Заключение

Полировка алюминия своими руками может осуществляться разными средствами, однако одной из самых эффективных является паста. Она не содержит аммиачных добавок и способна аккуратно очистить деталь от шероховатостей и царапин. С помощью данного состава можно добиться первоначального блеска. Защитный слой будет исключать появление окислений в течение долгого периода.

Чем полировать алюминий – получение гладкой, блестящей поверхности

Содержание:

Алюминий – довольно мягкий металл. Рано или поздно любое изделие из алюминия теряет свой товарный вид, появляются окислы, потёртости, изделие тускнеет. Как старой вещи придать вид новой? Чем полировать алюминий? Для придания алюминию достойного вида существуют несколько способов:

  • химическое полирование;
  • электрополирование;
  • декоративное травление.

Химическая полировка.

Быстро, просто, экономично – так можно охарактеризовать этот способ полировки мелких алюминиевых деталей. В полировальную ванну из кислотоустойчивой стали (если объёмы небольшие – тигли из фарфора) наливают раствор кислот (ортофосфорной, серной, азотной) со специальными добавками. Детали опускают в горячий раствор (температура раствора высокая – 90-120°C – зависит от сорта алюминия) на полминуты-минуту 5-6 раз. В промежутках между погружениями детали промывают в сборнике-улавливателе, постоянно перетряхивая их.

Более качественная полировка получается во вращающемся с определённой скоростью барабане. Детали сложного профиля подвергают полировке в растворе с большей степенью предварительного использования. После химического полирования на изделии остаётся плёнка контактной меди. Для её снятия изделия промывают под проточной водой низкой температуры в уловителе и обрабатывают 30%-ной азотной кислотой.

Также при химическом полировании алюминия применяют растворы щелочей (тринатрийфосфат, каустическая сода, натриевая селитра, нитрат натрия). У растворов щелочей температура должна быть выше, чем кислотных и составлять может 120-140°C. Выдержка в растворах составляет от 5 до 20 с. При химическом полировании потери алюминия составляют около 7-8 мкм толщины слоя.

Электрополировка.

Получение гладкой и сверкающей поверхности, очистка высокого качества – этим характеризуется полировка алюминия с помощью электричества. Большинство электролитов для электрохимической полировки алюминия в своей основе имеют ортофосфорную и серную кислоту, остальные составляющие зависят от сплава алюминия. Такие электролиты дают хороший блеск после полировки. Температура для процесса электрополировки алюминия нужна более низкая, чем при химическом полировании – порядка 60-90°C. Время полирования – 3-5 минут, плотность тока – 10-50 А/дм². В процессе электрополировки используют катоды из свинца (для некоторых сплавов – из нержавейки), подвески – дюралевые, электролитные ванны со свинцовой, полиэтиленовой обработкой или обработкой фторопластом.

Также применяют щелочные электролиты. Они проще и дешевле, в основу электролитных составов входят тринатрийфосфаты, гексаметофосфаты, кальцинированная или каустическая сода. Параметры процесса зависят от состава электролита и колеблются в пределах: температура процесса – 40- 80-95°C, плотность тока на аноде 3-20 А/дм², выдержка 3-6 минут. Катоды должны быть никелированными.

Читать еще:  Печка для плавки алюминия своими руками

Декоративное травление.

Декоративное травление по своей сути является подвидом электрополирования – это анодное травление сплавов алюминия по специальному режиму в фосфорно-хромовом электролите. На алюминии образуется кристаллический рисунок в виде изморози, розеток. Детали, завешанные на анодную штангу, начинают обрабатывать при напряжении 25-30 В (в конце процесса напряжение поднимается самопроизвольно до 35-40 В), начальной анодной плотности тока 8-12 А/дм², температуре – 70-80°C. Рисунок начинает выявляться минут через 15-20. Если напряжение самопроизвольно начинает подниматься – процесс окончен.

По окончанию полировки изделия необходимо промыть, просушить, полакировать или произвести анодное оксидирование и покрасить органической краской.

Существуют и другие виды анодного травления алюминия – «искрит» (алюминий перед процессом травления и после него подвергают термическому воздействию по специальной схеме), «снежок» (создают матово-искристую поверхность), другие виды.

Чем полировать алюминий в домашних условиях.

Химические составы крайне ядовиты и очень опасны для здоровья. В домашних условиях без определённого опыта знаний этого делать не следует. Чем полировать алюминий в домашних условиях? Для полировки алюминия используют жёсткие щётки, наждачную бумагу разной зернистости (если переборщить с размером зерна – придётся выводить царапины), специальные полировочные пасты, войлочные круги, ветошь, лак (для придания блеска и повышения износостойкости), чистящие средства (типа спирта).

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector