Химическая полировка нержавейки

Полировка нержавеющей стали: механические, химические и электрохимические способы

Содержание статьи:

Нержавеющая сталь – востребованный в промышленности материал. Он используется для изготовления различного оборудования, элементов инженерных коммуникаций, бытовой техники, декоративных предметов и даже кухонной утвари. Чтобы повысить эстетические свойства поверхности нержавейки и устранить мелкие неровности, применяется полирование. Такой способ обработки не только совершенствует привлекательность и гигиеничность изделий, но и повышает его устойчивость к коррозии.

Механические способы полирования

Самым распространенным способом полировки, позволяющим достичь практически зеркального блеска металлического изделия, считается механическая обработка. Для ее осуществления используются специальные круги и ленты с абразивным напылением. На черновом этапе работ применяют крупнозернистые абразивы, тогда как на финишной стадии – мелкодисперсные порошки или пастообразные средства. Вращение кругов и взаимное трение способствует оплавлению поверхностного слоя, делая его абсолютно гладким. Методика востребована для полировки листов и прочих плоских изделий.

Для самостоятельной полировки нержавеющих поверхностей в бытовых условиях чаще всего используется угловая шлифовальная машины (в простонародье – болгарка), пневматический напильник или обычный токарный станок. Изделия сложной формы нередко приходится полировать вручную.

Химическая полировка и ее особенности

Еще один способ полировки нержавеющих изделий – травление, который предполагает удаление поверхностного слоя с помощью химически активных веществ. Среди основных достоинств данной методики стоит отметить:

  • оперативность выполнения (процесс происходит в течение пары минут);
  • отсутствие необходимости во вспомогательных средствах (электролиты, инструменты и т. д.);
  • возможность обработки деталей любой формы.

Впрочем, существуют и недостатки данного метода, а именно токсичность используемых веществ и невозможность получения зеркального блеска.

Для химической полировки используются:

  • растворы кислот на водной основе (процесс осуществляется в два захода – заготовка обрабатывается сперва серной, а затем нитратной кислотой);
  • расплавленная щелочь (не меняет структуру поверхности изделия, но удаляет оксидную пленку);
  • желеобразные вещества на кислотной основе (азотные, соляные) или хлоридов (опасны для организма), которые наносятся на обезжиренную поверхность металла, а затем удаляются под проточной водой.

Разновидности химических пастообразных полиролей

  • SAROX TS-K 2000 – состав предназначен для удаления с поверхности дефектов, в том числе и на сварных швах, а также обеспечения защиты от повышенных температур (время воздействия – 10 минут, может применяться для полировки вертикальных заготовок);
  • Avesta BlueOne – активные вещества позволяют удалить дефекты сварных швов, последствия коррозии, придать поверхности блеск, близкий к зеркальному (время воздействия – 45 минут, может использоваться только при температуре выше 50 градусов Цельсия);
  • Stain Clean (ESAB) – считается одним из наиболее действенных составов, не требует создания дополнительных условий для обеспечения качественной полировки метизов.

Полирование нержавейки электрохимическим способом

Воздействие электролитов на поверхность нержавеющего металла позволяет удалить дефекты и достичь практически идеального зеркального блеска. Процесс полировки осуществляется за счет растворения тончайшего поверхностного слоя изделия, которое помещается в электролитный раствор и подсоединяется к источнику тока (плюсовой полюс). В данном случае заготовка выступает в качестве анода, тогда как катодом служит специальная пластина, проводящая электрический ток. В процессе пропускания тока, поверхность анода частично растворяется, удаляя мелкие шероховатости и неровности. Чем выше температура электролитной ванны и плотность воздействия тока, тем более толстый слой металла снимается при полировке.

Данный метод чаще всего применяется для чистовых работ, позволяя получить деталь с идеально гладкой поверхностью. Часто обработка используется перед нанесением гальванического защитного слоя.

Электроплазменный способ полировки

Для полирования нержавейки, а также сплавов на основе титана или меди, используется УПП – устройство, предназначенное для полировки плазмой. Суть обработки заключается в создании вокруг заготовки плазменного облака под воздействием электрического тока. Такой процесс позволяет удалить тончайший поверхностный слой, обеспечивая:

  • зеркальный блеск детали;
  • отсутствие заусенцев на поверхности;
  • притупление острых кромок.

Полирование детали с помощью плазменной установки позволяет повысить качество поверхности на 2-3 класса.

Читать еще:  Чем отполировать нержавейку до зеркального блеска

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.

Читать еще:  Как проверить нержавейку в домашних условиях

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»).

Как полировать нержавеющую сталь?

Нержавеющая сталь – материал, широко применяемый при производстве промышленного оборудования, технологических и бытовых трубопроводов, быттехники, предметов декора и домашнего обихода. Финишной операцией по поверхностной обработке нержавеющей стали является полировка. Она устраняет мелкие дефекты и улучшает не только декоративные, но и гигиенические характеристики материала, а также его коррозионную стойкость.

Механические способы

Это традиционный способ полирования, позволяющий получить зеркальную поверхность изделий из нержавеющей стали. Для этого применяют полировальные круги и ленты с абразивными материалами. Для черновой обработки используют абразивы с более крупным зерном, для финишной – тонкодисперсные порошки и пасты. При вращении кругов с высокой скоростью в результате взаимного трения абразива и обрабатываемого металла тончайший поверхностный слой оплавляется, поверхность становится идеально гладкой. Такой способ позволяет эффективно полировать нержавеющие листы и другие плоские поверхности.

Наиболее распространенный инструмент для шлифования в условиях домашней, небольшой ремонтной или производственной мастерской – углошлифовальная машинка («болгарка»), пневмонапильник, токарный станок простейшего типа. В труднодоступных местах этот процесс часто приходится выполнять вручную.

Особенности химического полирования

Травление относится к химическому способу удаления тонкого поверхностного слоя. Преимущества процесса:

  • высокая скорость – обычно это мероприятие занимает всего несколько минут;
  • нет необходимости в специальном инструменте и источнике тока;
  • может обрабатываться деталь любой конфигурации.

Недостатком этого способа является токсичность составов, применяемых для травления. Получить зеркальный блеск в этом случае невозможно.

Полирующие средства для нержавеющей стали

  • Водные растворы кислот. Обычно операцию выполняю в два этапа. На первом этапе изделие обрабатывают раствором серной кислоты, на втором – азотной.
  • Расплавленные щелочные среды. Они не меняют поверхностную структуру стали, но удаляют старые оксидные пленки.
  • Специальные пасты желеобразной консистенции, в состав которых входят плавиковая, азотная, соляная кислоты, хлориды. Хлориды опасны для здоровья человека. Пасты наносят только на чистые, обезжиренные изделия. Смываются проточной водой.

Виды паст и решаемые ими задачи

  • SAROX TS-K 2000. Устраняет поверхностные дефекты на сварных швах, защищает поверхность от воздействия высоких температур, может использоваться для обработки вертикальных изделий. Период воздействия составляет всего 10 минут.
  • Avesta BlueOne. Период операции травления составляет 45 минут. Паста устраняет дефекты сварного шва, удаляет все следы коррозии, придает блеск. Особенность – возможность ее использования только при температурах выше +50°C.
  • Stain Clean (ESAB). Высокоэффективный, готовый к использованию состав, не нуждающийся в создании особых условий для его применения.

Электрохимическая полировка нержавеющей стали

Электролитический процесс позволяет получить ровную, блестящую поверхность в результате растворения тонкого поверхностного слоя детали, помещенной в электролит и подсоединенной к положительному полюсу источника тока. Деталь в данном случае выступает анодом. Катодом в этом процессе является токопроводящая пластина. При пропускании тока поверхность анода избирательно растворяется с удалением шероховатостей. Чем выше температура электролита и плотность тока, при которой полируют нержавеющую сталь, тем толще слой снимаемого металла.

Читать еще:  Как заварить нержавейку в домашних условиях

Этот способ, применяемый для особо чистой отделки, позволяет получить изделие с безупречным внешним видом или подготовить его для нанесения гальванопокрытия.

Особенности электроплазменного полирования

Для придания зеркальной поверхности изделиям из нержавеющих сталей, а также медных и титановых сплавов, применяют установки плазменного полирования – УПП. Суть этого процесса заключается в формировании вокруг детали под воздействием электрического тока облака плазмы. С помощью плазмы удаляется поверхностный слой толщиной в несколько микрон, в результате чего:

  • поверхность приобретает зеркальный блеск;
  • происходит зачистка заусенцев;
  • острые кромки притупляются.

Плазменная полировка обеспечивает повышение качества внешнего слоя на 2-3 класса.

Электролиты электрохимической полировки различного назначения

Электрохимическое полирование основано на снятии (растворение) металла с поверхности изделий в растворе солей под действием электрического тока. Этот процесс происходит в ванне с электролитом под действием электрического тока, в результате чего происходит химическая реакция между электролитом и обрабатываемым изделием.

Процесс растворения металла начинается с наиболее высоких выступов шероховатой поверхности, затем поверхность выравнивается, становится гладкой и блестящей. Шероховатости поверхности при электрохимическом полировании исчезают тем быстрее, чем меньше их размеры.

Для достижения оптимального выравнивания необходимо, чтобы скорость растворения с того момента, когда все шероховатости и выступы устранены, была бы во всех точках поверхности совершенно одинаковой. При электрохимическом полировании (фактически анодное растворение металла) на поверхности полируемого изделия образуется вязкая пленка солей, защищающая микровпадины от действия тока и не препятствующая растворению выступов, в результате чего поверхность сглаживается, полируется.

Наилучшее качество поверхности достигается при электрохимическом полировании чистых и однородных металлов и сплавов. Подбирая специальные составы электролитов и режим работы ванны, можно настолько усилить эффект сглаживания поверхности, что повысится класс шероховатости поверхности изделий до 12-13-го.

Сейчас большинство ювелирных предприятий использует электрохимическое полирование изделий из сплавов золота, суть которого заключается в анодном травлении, в результате которого можно придать блеск очень шероховатой поверхности даже в трудно доступных местах изделия.

Мы предлагаем электролиты для электрохимической полировки изделий из различных золотых, серебряных, медных, палладиевых и других сплавов, из нержавеющей стали, латуни, бронзы, томпака, мельхиора, нейзильбера и др.

Ниже приведен перечень изготовляемых нами электролитов для электрохимической полировки.

Электролиты для электрохимического полирования производства Техноком АС

Предназначение электролита Марка электролита

Электролит для размерного травления и полировки золото –медно – серебряных, золото – серебряных изделий по подготовленной (шлифованной) поверхности, а также для удаления обогащенного слоя с поверхности отливок.

Электролит для размерного травления, электрохимической полировки золото – медно – серебряных, золото – медных изделий и сплавов белого золота с никелем, некоторых сплавов белого золота с палладием, а также для удаления обогащенного слоя с поверхности отливок.

PLS-2 Электролит для электрохимической полировки изделий из золотых сплавов с серебром и медью, сплавов белого золота с никелем, некоторых сплавов белого золота с палладием, а также для удаления обогащенного слоя с поверхности отливок. PLS-3

Электролит для электрохимической полировки изделий из золотых сплавов, изготовленных на основе легирующих компонентов, производимых в странах ЕС (большинство итальянских и некоторые немецкие лигатуры), полировки совмещенных изделий из сплавов различного цвета, а также для удаления обогащенного слоя с поверхности отливок.

Электролит для электрохимической полировки

меди, латуни, бронзы, томпака, мельхиора и нейзильбера.

Электролит для электрохимической полировки

сплавов золота ЗлСрПдМ-375.

Электролит для электрохимической полировки

сплавов золота ЗлСрПдМ-585.

Электролит для электрохимической полировки

сплавов золота ЗлСрПдМ-750.

Электролит для электрохимической полировки

сплавов золота ЗлМНЦ-750.

Электролит для электрохимической полировки

белого золота ЗлМН-585.

PLS-10

Электролит для электрохимической полировки

сплавов золота Зл C рМ-958.

PLS-11

Электролит для электрохимической полировки

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector