Электролитно плазменная полировка своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 05.10.2024

В основном все полотенцесушители из нержавейки сложной конструкции отполированны с помощью данного метода. на драг. металах дороговато получиться - слишком много "в стружку" уйдет из-за очень быстрой скорости процесса.
Вот для полировки оловяхи, ЦАМа и прочего что льется центробежно в резину пригодилось бы,т.к. эти отливки не требуют предварительного шлифования и полировки. отливки из латуни,бронзы,меди,серебра и т.д. для получения нужного эфекта,перед обработкой плазмой необходимо как обычно обработать механически. посути если совсем приближенно это замена эл.хим.полировке.

В общем - теже проблемы что и электрохимией. Большой съем, скругление граней, разбалтывание вставок.
Безвозвратные потери как раз небольшие, т.к. весь металл уходит в раствор. Съем здоровый.

яж неспроста спросил про ссылки. то что вылазит в поисковиках это уж больно промышленное оборудование киловатов -десятки..сотни. объёмы тонны. цены-килобаксы. результат подозрительный..но все обещают изготовить установку под конкретные задачи.
может кто-то всётаки озадачивался полировкой сплавов ag-au и результат можно увидеть гденить??))))

Несколько лет назад в Сокольниках стояла подобного плана машинка для полировки и шлифовки серебра (только серебра). На золото подобной машины не было. Цена если не ошибаюсь порядка 25-30 евро. Делают этот агрегат испанцы. Съем металла происходит равномерно без потери геометрии изделий. Боюсь ошибиться, но такая установка работает в компнаии Акимов. Видел образцы изделий обработаных на этой машине !

о да точно..испанцы вспомнил. тоже видел её в работе. результат тогда меня не впечатлил .

Как работает не видел . Видел только серебрянных слоников в стиле С. Дали после литья и после обработки на этой машине. Вроде нормально, мне понравились слоники на ходулях.

При электролитно-плазменной обработке замечательный эффект (так сказать зеркальная поверхность) получается на: алюминий + его сплавы, нержавейка, никель. (много чего пока еще не пробовали).
В определенном электролите проявляется эффект красного золота 585 пробы на некоторых видах латуни и бронзы. Отличить не профессионалу весьма сложно.

Хотим попробовать серебро, но пока прецедентов не было Хотя слышал что весьма эффективно получается.
В общих чертах электролитно-плазменная обработка металлов совершенствует металл, т.к. его характеристики повышаются на несколько уровней. На нашем временном сайте можно посмотреть файл pdf – там подробно описано. Но боюсь что, если укажу свой сайт меня залочат. По этому кому интересно пишите в личку.

В зависимости от приложенного напряжения при прохождении электрического тока через водный раствор электролита наблюдаются различные режимы электрических процессов вблизи анода.

Первый режим обычный электролиз, при котором происходит перенос ионов металла и наблюдается газовыделение в зависимости от состава электролита и материала электродов, и описывается классической электрохимией.

С повышением напряжения на электродах до 60–70 В устанавливается переходный или коммутационный режим, когда вокруг активного электрода (анода) периодически, с частотой порядка 100 Гц, образуется пароплазменная оболочка, приводящая к запиранию тока в течение 10-4 с.

При напряжении более 200 В вокруг анода образуется устойчивая пароплазменная оболочка, характеризующаяся малыми колебаниями тока при U=const. В этой области напряжений (200–350 В) происходит процесс электролитно-плазменной обработки. По всей обрабатываемой поверхности происходят импульсные электрические разряды. Совместное воздействие на поверхность детали химически активной среды и электрических разрядов приводит к возникновению эффекта полирования и очистки поверхности изделий.

Плазменная полировка металла: особенности выполнения работ

Полирование изделий является необходимым действием в различных сферах промышленности. Специальные методики позволяют придавать деталям зеркальный блеск, а также делать поверхность ровной и гладкой. В числе таких способов не только механическое воздействие, требующее много времени и не всегда позволяющее добиться совершенного результата, но и другие варианты, например, плазменная полировка металла. Этот метод более сложный, но обладает высокой эффективностью.

Описание процесса

По своим особенностям этот метод похож на электрохимическую полировку, он также предполагает погружение металлического изделия в специальный раствор для обработки и одновременное проведение воздействия электрическими импульсами. Отличие заключается в том, что для работы используются нетоксичные и экологически безопасные составы, получаемые с помощью солей аммония.

Для возможности проведения обработки изделие должно быть по своим характеристикам анодом. Под воздействием поступающего напряжения, достигающего более 200 В, находящийся в емкости состав доходит до кипения, в результате чего, у поверхности обрабатываемой детали образуется пленка. Разряды, проходящие через покрытие, запускают серию плазменных процессов. Там, где располагаются микровыступы, наблюдается значительное возрастание поля, что ведет к последующему образованию импульсов.

Электроплазменная полировка металла позволяет удалить с поверхности тонкий слой. После этого изделие приобретает зеркальный блеск, а также становится более устойчивым к воздействию коррозии.

Совет: перед проведением плазменной полировки обязательно нужно подготовить изделие. Если на нем имеются грубые царапины или неровности, их необходимо предварительно устранить, используя механическую полировку. Без этого дефекты не только не исчезнут, но и станут еще более заметными после обработки, поэтому подготовка является необходимым этапом.

Требуемое оборудование

Полировка происходит в специальной ванне, изготавливаемой из нержавеющей стали. Эта емкость одновременно вмещает электролит и равномерно распределяет поступающий к ней ток по всему объему. В качестве электролита используется водный раствор соли, точная концентрация и объем определяются, в зависимости от характеристик обрабатываемой детали.

Электролит во время работы требуется нагревать, что выполняется при помощи ТЭНов, встроенных в конструкцию ванны. Иногда во время полировки нужно охлаждать электролит, для этого применяется вспомогательная ванна со встроенными трубками системы охлаждения.

Перед началом проведения операции желательно обезжирить детали, если они были покрыты какой-либо смазкой. Это связано с тем, что из-за жировых загрязнений со временем на стенках ванны образуется черный налет. Процедуру можно проводить любым удобным способом, главное, чтобы в ванну не попали посторонние вещества.

Область применения

Плазменная полировка может применяться для выполнения различных задач при работе с металлическими изделиями:

Полирование деталей разного профиля.
Зачистка заусенцев на изделиях.
Снятие инородных вкраплений и придание гладкости.
Притупление остроты на кромках.
Удаление цветных разводов после сварки.
Подготовка деталей к последующей обработке и нанесению каких-либо покрытий.
Очистка деталей с высоким уровнем радиации.

Процесс позволяет совместить сразу очистку и полирование изделий, что позволяет сэкономить время. Также для проведения полировки используются дешевые и доступные электролиты, не наносящие вреда здоровью людей и окружающей среде.

Технологический процесс плазменной обработки (полировки) для полуавтоматизированной линии

Перед полированием изделие может быть подготовлено путём абразивной механической шлифовки (например, с помощью пескоструйной, барабанной или вибрационной установки). Это позволит сократить время электролитно-плазменного полирования при наличии заусенцев и других дефектов изделия.
Плазменное полирование проходит в 7 основных стадий:

Подготовка детали к обработке
Ручная загрузка на подвеску
Автоматизированные операции: подача напряжения на поднятую подвеску
медленное опускание в электролит
выдержка 2–5 минут
подъем подвески с деталями
отключение напряжения

Изделие устанавливается на специальную подвеску, обеспечивается надежный электрический контакт. Затем подаётся рабочее напряжение, и деталь медленно погружается в предварительно подогретый электролит.

В процессе полировки поддерживается температура электролита 60–90 0С путем подачи насосом охлажденного электролита из подготовительной ванны в рабочую. После обработки в течение 2–5 минут изделие поднимается из ванны и напряжение отключается. Затем производится промывка изделия в теплой воде и сушка теплым воздухом. Проверяется качество обработанной поверхности, наличие заусенцев и острых кромок.

Полировка металла до зеркального блеска

Современные методы и технологии финишной обработки металлических поверхностей отличаются экономичностью и безопасностью их применения. Характерным примером может служить электролитно-плазменное полирование. Данный вид чистовой обработки применим для изделий из низкоуглеродистых и нержавеющих сталей, никеля, железа, хрома, медных, алюминиевых и титановых сплавов.
В отличие от широко распространенных электрохимических и механических способов полирования металла электролитно-плазменная полировка не наносит вреда человеку и окружающей среде, поскольку исключает применение концентрированных щелочных и кислотных растворов. И наряду с этим отличается высокой производительностью и возможностью обработки изделий и деталей различных размеров и сложных геометрических форм.

Среди плюсов электролитно-плазменной обработки (ЭПО) – отсутствие инородных включений на поверхности металла, минимальная шероховатость и электрохимическая однородность верхнего слоя. Это обеспечивает высокую коррозионную защиту и декоративный блеск металлоизделий. Метод успешно применяется для упрочнения металла, очистки его поверхностей от жира, загрязнений, удаления продуктов окисления железа, заусенцев. Кроме того, это эффективный способ подготовки металла к нанесению гальванических покрытий. Процесс электроимпульсного полирования достаточно энергоемкий, поэтому его применение в производстве должно быть экономически обоснованным.

Технические характеристики

Для обработки нержавеющих сталей и медных сплавов используют 3–5% водные растворы сульфата аммония и хлористого аммония. При обработке других металлов и сплавов применяются водные растворы солей с концентрацией не выше 10%. Средняя длительность полировки составляет 2–5 минут, а снятие заусенцев 5–20 секунд.

Время: до 5 мин.

Плотность тока: 0,2–0,6 A/см2

Температура: 60–90 °С

Напряжение: 200–350 B

Скорость съёма до 3 мкм/мин.

Кислотность раствора: 4–8 pH

Концентрация солей в электролите: 0,5–10%

Достигаемая шероховатость до Ra 0,01 мкм

В ходе реализации многочисленных проектов проведена оптимизация технологии полировки с учетом габаритов и формы изделия, наличия отверстий и полостей, расположения на подвеске, исходного состояния поверхности, состава материала и электролита, позволяющая получать высокое качество поверхности при минимальных энергетических затратах.

Для объяснения эффекта полировки в литературе принята электрофизическая модель процесса, т.е. предполагается, что сглаживание шероховатостей осуществляется вследствие микроразрядов на выступах поверхности. Что же касается электрохимических процессов, то они считаются менее существенными. Однако, практика полировки различных металлов показала, что процесс весьма чувствителен к составу электролита. Причем, для каждого металла для получения эффекта полировки необходимо подобрать отдельный (специальный) электролит. Разработаны составы растворов для полировки низкоуглеродистых, малолегированных сталей, медных сплавов, латуней, хрома и других металлов и сплавов.

Таким образом, установлено, что процесс полировки носит ярко выраженный электрофизический и электрохимический характер. С целью снижения расхода электроэнергии применяется экранирование поверхностей различными электроизоляционными материалами (наиболее эффективны экраны из фторопласта).

Установки электролитно-плазменного полирования УПП

Плазменное полирование — это процесс, при котором с помощью плазмы, образующейся вокруг детали, с поверхности удаляется несколько микрон металла. В результате поверхность детали приобретает зеркальный блеск, достигается шероховатость до Rа=0.05 мкм, происходит зачистка заусенцев и притупление острых кромок. Качество поверхности улучшается от первоначальной на 2-3 класса.

Основы электролитно-плазменной обработки металлических изделий

Электролитом является водный раствор соли. Тип соли, концентрация раствора, вид добавок выбираются в зависимости от типа обрабатываемого металла.

При опускании металла в электролит, под действием сходящихся на детали со всех сторон ванны линий тока, электролит у поверхности детали вскипает, образуя парогазовую оболочку, которая начинает отделять поверхность детали от электролита, прекращая ток. В этот момент все рабочее напряжение оказывается приложенным к тонкому слою парогазовой оболочки, вызывая движение газообразных ионов. Одновременно происходит конденсация пара на электролите, прилегающем к поверхности детали, и толщина парогазовой оболочки уменьшается.

В определенный момент электролит в виде мостика касается выступа детали, происходит бросок тока, электролитный мостик вскипает и в результате чего производится воздействие на поверхность детали и восстановление изолирующих свойств парогазовой оболочки.

Указанные явления происходят на всей поверхности погруженной в электролит детали, устраняя выступы и полируя поверхность металла. При этом чистота поверхности улучшается на три-четыре класса, мелкие выступы удаляются, а крупные сглаживаются, деталь приобретает устойчивый (долговременный) металлический блеск, острые кромки притупляются, а заусенцы с толщиной при основании менее 0Б3 мм удаляются.

При обработке с поверхности детали полностью удаляются жировые загрязнения, некоторые виды лакокрасочных покрытий, электрохимические и вакуумно-плазменные покрытия.

Удаляется также внедренный абразив и другие посторонние включения металла, что вместе с полированием поверхности и обнажением чистой структуры металла производит хорошую подготовку под последующее нанесение на поверхность изделий различных видов покрытий.

Указанные особенности делают технологию электроимпульсного полирования пригодной для использования в условиях массового и серийного производств. Она обладает возможностью полной автоматизации технологического процесса, простотой и доступностью устройств его реализации. Несложность и универсальность процесса, высокое качество полировки, возможность одновременной полировки в данной ванне большого количества деталей и, соответственно, высокая производительность процесса отличает и выделяет этот способ полирования от других, как прогрессивный и высокоэффективный процесс.

По производительности и экономическому эффекту она выше механического способа вЗ÷4 раза ив5÷6 раз выше электрохимического.

Перед началом полировки изделий (особенно если они покрыты консистентной смазкой и т.д.) желательно обезжирить их поверхности. Это обусловлено тем, что жировые загрязнения оседают на стенках ванны в виде черного налета. Обезжиривание может проводиться любым способом, важно только, чтобы вместе с деталями в ванну полирования не заносились посторонние вещества.

Для обезжиривания могут быть рекомендован следующий состав раствора:

натр едкий, ГОСТ 22-63-79	20-40 г/л,
сода кальцинированная, ГОСТ 5100-73-40	40-50 г/л
натрий фосфорнокислый (трех замешенный), ГОСТ 201-76	20-40 г/л
вода, ГОСТ 2874-82	остальное

Электролит в рабочей ванне в процессе полирования должен иметь температуру порядка 80°С. Это наиболее оптимальная температура, обеспечивающая качественное прохождение процесса полировки. Разогрев электролита производится встроенными в рабочую ванну ТЭНами. Возможно разогреть электролит самим процессом полирования, используя для этого детали небольших размеров в виде тонких штырей, располагая их вертикально.

В процессе обработки, вследствие образования парогазовой оболочки и постоянной конденсации ее на окружающем деталь электролите, выделяется большое количество тепла, которое разогревает электролит и может довести до его кипения.

При работе установки по периметру ванны выделяется водород, а на детали -кислород и водяной пар, поэтому работа на установке допускается только при действии соответствующей вентиляции.

Потребляемый ток при обработке зависит от площади погруженных в электролит деталей и от температуры раствора. При увеличении площади деталей ток увеличивается, при увеличении температуры раствора ток уменьшается.

В связи с этим может возникнуть такая ситуация, когда при горячем электролите определенное количество обрабатываемых деталей потребляет допустимый ток обработки. Если тоже количество деталей опустить в холодный электролит, то ток превысит допустимый уровень для установки в несколько раз, что создаст аварийный режим и приведет к срабатыванию защиты по току.

Аналогично запрещается подавать напряжение на опущенную подвеску с деталями в электролит, это приведет к значительной перегрузке по току, так как номинальный ток призван лишь поддерживать существование парогазовой оболочки, которая создается вокруг детали при медленном опускании. При подаче напряжения на опущенную деталь, на создание всей парогазовой оболочки требуется значительное количество энергии. Поэтому необходимо подавать напряжение на поднятую подвеску с деталями, а потом медленно опускать ее в электролит.

Для протекания устойчивого анодного процесса необходимо, чтобы площадь катода была не менее чем в 10-15 раз более площади обрабатываемых изделий. Электрический контакт между токопроводом и изделием должен быть жестким и обеспечивать безнагревное протекание тока через обрабатываемую деталь.

Существенным фактором, влияющим на качество полировки, является наружный размер изделия. Во-первых, габариты изделия должны быть такими, чтобы при полном погружении в электролит изделие не коснулось стенок и дна рабочей ванны. Во-вторых, площадь его поверхности должна быть в несколько десятков раз меньше поверхности ванны. Максимальная площадь полирования определяется размером рабочей ванны и электрической мощностью трансформатора.

Изделия мелких размеров погружаются в электролит полностью. Изделия больших размеров могут обрабатываться с погружением до половины с последующим переворотом и обработкой. Небольшой коричневый след, который остается на месте границы погружения, устраняется кратковременной обработкой (погружением).

При полировании плоских поверхностей из нержавеющей стали съем металла составляет около 2 мк/мин на сторону, а с острой грани прямого угла – около 4 мк/мин, т.е. в два раза больше. Этим объясняется притупление острых кромок.

При обработке поверхности деталей снятый металл остается в растворе в виде мелких частиц (гидроокиси железа, если обрабатывается сталь), постепенно оседая на дно ванны, образуя шлам, который является ценным сырьем для лакокрасочных и других видов промышленности.

Дополнительное применение электроимпульсная обработка в электролите может найти, если необходимо удалить с поверхности детали жировые загрязнения, некоторые виды лакокрасочных покрытий, электрохимические и вакуумно-плазменные покрытия; а также для удаления с поверхности абразивных вкраплений.

Электроимпульсный метод может применяться не только для финишной поверхностной обработки и декоративного полирования широкого круга изделий, но и весьма перспективен при подготовке поверхностей различных металлов под последующее нанесение покрытий.

Важным фактором для качества полировки является правильно выдержанный состав и концентрация электролита.

Требуемое оборудование

Электроплазменная полировка в России

В России достаточно сложно найти компанию, занимающуюся электроплазменной полировкой. Применение технологии ограничивается несколькими факторами:

нужен источник тока мощностью в несколько десятков киловатт;
оборудование чувствительно к качеству питающей сети;
режим полирования для каждой детали требует точной индивидуальной настройки;
высокие требования к квалификации оператора установки.

Технология электроимпульсного полирования металлов основана на использовании самопроизвольных импульсных разрядов, проходящих вдоль всей поверхности обрабатываемого изделия, погруженного в электролит, под действием постоянного напряжения положительной полярности величиной около 30 вольт. Отрицательный полюс этого напряжения прикладывается к корпусу ванны. Ванна изготавливается из нержавеющей стали и выполняет двойную задачу – является емкостью для электролита и, проводя электрический ток, распределяет его по всему объему электролита. Площадь боковой поверхности ванн превышает площадь обрабатываемой детали в несколько раз. Вдоль стенок ванны (а также со дна в небольшом количестве) при обработке выделяется водород (в мизерной концентрации), который необходимо удалять соответствующей вентиляцией.

По производительности и экономическому эффекту она выше механического способа в З÷4 раза и в 5÷6 раз выше электрохимического.

Для обезжиривания могут быть рекомендован следующий состав раствора:

натр едкий, ГОСТ 22-63-79

сода кальцинированная, ГОСТ 5100-73-40

натрий фосфорнокислый (трех замешенный), ГОСТ 201-76

вода, ГОСТ 2874-82

При повышении температуры уменьшается потребляемый ток, соответственно уменьшается съем металла и удлиняется время обработки. При достижении температуры кипения электролита процесс полирования практически прекращается. Поэтому в процессе работы электролит необходимо охлаждать. Это производится за счет наличия в ванне рубашки охлаждения.

Для протекания устойчивого анодного процесса необходимо, чтобы площадь катода была не менее чем в 5 раз более площади обрабатываемых изделий. Электрический контакт между токопроводом и изделием должен быть жестким и обеспечивать безнагревное протекание тока через обрабатываемую деталь.

Полировка "устойчиво" проводится для изделий различных конфигураций - плоских, криволинейных, сложно-профильных. Наличие глубоких отверстий (где глубина превышает диаметр отверстий) в изделии не обеспечивает качественного получения полировки по всей глубине тонких отверстий. Внутри глубоких отверстий (1 > d) полирование стенок по мере "углубления" не происходит, образующиеся пузыри пара выбрасывают электролит из отверстия, что приводит к интенсивному разбрызгиванию. Возможно закрыть отверстие специальной пробкой из полиэтилена, фторопласта и др., но нужно учесть, что пробка будет находиться в "бурлящем" электролите и испытывать гидродинамические удары. Вследствие воздействия температуры и изменения размеров пробка может выскочить, что приведет к резкой перегрузке по току.

Существенным фактором, влияющим на качество полировки, является наружный размер изделия. Во-первых - габариты изделия должны быть такими, чтобы при полном погружении в электролит изделие не коснулось стенок и дна рабочей ванны. Во-вторых - площадь его поверхности должна быть в несколько десятков раз меньше поверхности ванны. Максимальная площадь полирования определяется размером рабочей ванны и электрической мощностью трансформатора.

При обработке поверхности деталей снятый металл остается в растворе в виде мелких частиц (гидроокиси железа если обрабатывается сталь), постепенно оседая на дно ванны, образуя шлам, который является ценным сырьем для лакокрасочных и других видов промышленности.

Важным фактором для качества полировки является правильно выдержанный состав и концентрация электролита.

Технические характеристики

Время: до 5 мин.

Плотность тока: 0,2–0,6 A/см2

Температура: 60–90 °С

Напряжение: 200–350 B

Скорость съёма до 3 мкм/мин.

Кислотность раствора: 4–8 pH

Концентрация солей в электролите: 0,5–10%

Достигаемая шероховатость до Ra 0,01 мкм

Требуемое оборудование

Электролитно-плазменный режим

Область применения

Полирование деталей разного профиля.
Зачистка заусенцев на изделиях.
Снятие инородных вкраплений и придание гладкости.
Притупление остроты на кромках.
Удаление цветных разводов после сварки.
Подготовка деталей к последующей обработке и нанесению каких-либо покрытий.
Очистка деталей с высоким уровнем радиации.

Технологический процесс плазменной обработки (полировки) для полуавтоматизированной линии

Подготовка детали к обработке
Ручная загрузка на подвеску
Автоматизированные операции: подача напряжения на поднятую подвеску
медленное опускание в электролит
выдержка 2–5 минут
подъем подвески с деталями
отключение напряжения

Преимущества и недостатки

Использование плазменной обработки имеет целый ряд преимуществ:

Этот способ позволяет экономить время, изделия быстро приобретают блестящий вид и получают защиту от коррозии, а также других воздействий.
В ванне можно обрабатывать сложные детали с различными выступами или отверстиями.
Технический процесс выполняется с использованием безопасных субстанций, что позволяет снизить уровень вреда окружающей среде и здоровью.
Полировка поверхности позволяет повысить уровень сцепления поверхности с подложкой.
Процесс не требует нескольких стадий, за одно погружение в ванну одновременно происходит полировка, чистка, снятие заусенцев.

В число недостатков этого метода входит то, что изделие может требовать предварительной подготовки, если на нем имеются заметные неровности. Кроме того, эффективность процесса во многом зависит от того, насколько точно соблюдены пропорции при создании раствора, а также от мощности тока. Эти параметры играют важную роль и должны точно соблюдаться. Но если аккуратно выполнять все действия, то недостатки этого метода не столь существенны, по сравнению с плюсами.

Полировка металла в Москве до зеркального блеска

Среди плюсов электролитно-плазменной обработки в Москве (ЭПО) – отсутствие инородных включений на поверхности металла, минимальная шероховатость и электрохимическая однородность верхнего слоя. Это обеспечивает высокую коррозионную защиту и декоративный блеск металлоизделий. Метод успешно применяется для упрочнения металла, очистки его поверхностей от жира, загрязнений, удаления продуктов окисления железа, заусенцев. Кроме того, это эффективный способ подготовки металла к нанесению гальванических покрытий. Процесс электроимпульсного полирования достаточно энергоемкий, поэтому его применение в производстве должно быть экономически обоснованным.

Оборудование и материалы

Для электрополировки металла необходимы источники постоянного тока с низкими показателями напряжения и инструменты, для настройки электрического режима. Электролитические ванны должны быть оборудованы нагревателями, поддерживающими температуру химического раствора. Они помещаются в прочную оболочку, располагающуюся на внутренней поверхности ванны, облицованной химическими и теплостойкими материалами.

Для соблюдения техники безопасности в лабораториях для облицовки внутренних конструкций электролитической ванны применяют стеклянные, фарфоровые и керамические материалы. В лабораторных условиях источником тока являются выпрямители, изготовленные из селена или германия. В зависимости от требуемого напряжения возможна установка нескольких выпрямителей.

Для полирования стальных заготовок требуется регулировочное оборудование. Для настройки величины тока в промышленных условиях применяют первичную обмотку трансформатора, соединенного с выпрямителями. С его помощью осуществляется бесступенчатое регулирование тока посредством изменения значений напряжения.

Электрохимическая полировка металлов проводится с применением электролитов, составленных на основе серной, фосфорной и хромовой кислот. Дополнительно добавляется глицерин, увеличивающий суммарную вязкость раствора. Смешивать все электролиты необходимо в правильной пропорции. В следующей таблице представлены соотношения кислот для полирования деталей, изготовленных из разных типов металлов:

Электролит	Материал заготовки
Электролит	Углеродистая сталь	Нержавеющая сталь	Алюминий	Дюралюминий
Ортофосфорная кислота	65%	65%	70%	45%
Серная кислота	15%	15%	–	40%
Хромовый ангидрид	6%	6%	10%	3%
Вода	14%	12%	30%	11%
Глицерин	–	12%	–	–

Большинство металлов полируется в фосфорносернохромовом электролите, удовлетворяющем следующим условиям:

высокие показатели растворимости, что способствует лучшему сглаживанию поверхности полируемой детали;
длительный срок эксплуатации раствора;
универсальность электролита;
безопасен для жизни и здоровья человека.

Важным показателем электролита является его температура. Чем выше этот показатель, тем интенсивнее происходит процесс полирования. Для всех электролитов предусмотрены пределы температур. Если резко понизить данный параметр во время проведения электрохимической полировки, то вязкая пленка уплотнится, что приведет замедлению растворения анодов. В результате полируемая поверхность изделия становится матовой и не приобретает зеркальный блеск.

На равномерность электрохимической полировки оказывает влияние дистанция между электродами в электролите. Оптимальное растворение происходит при расстоянии до 40 мм. При дальнейшем увеличении данного показателя удаляемый слой становится неравномерным. В итоге поверхность детали покрывается темным налетом и становится более хрупкой.

После завершения процесса электрохимической полировки требуются приспособления для очистки электролитической ванны и остального полировочного оборудования. Для этого используются растворители и щелочные средства. В их состав входят активные действующими веществами, очищающими поверхность инструментов полировки от различных видов грязи.

Установки электролитно-плазменного полирования УПП

Установки плазменного полирования УПП используются, как правило, для финишного полирования изделий из нержавеющих и углеродистых сталей, а также для полирования деталей из титановых и медных сплавов и придания им зеркальной поверхности.
Плазменное полирование – это процесс, при котором с помощью плазмы, образующейся вокруг детали, с поверхности удаляется несколько микрон металла. В результате поверхность детали приобретает зеркальный блеск, достигается шероховатость до Rа=0.05 мкм, происходит зачистка заусенцев и притупление острых кромок. Качество поверхности улучшается от первоначальной на 2-3 класса.

В отличие от электрохимического полирования процесс электролитно-плазменного полирования происходит в растворе неорганических солей. Это экологически безопасно и не требует специальных очистных сооружений.

Технология электрохимического полирования металла

При электрополировке металла его поверхность становится блестящей. Технологический процесс состоит из ряда операций:

Предварительно заготовка подвергается механической обработке с целью доведения шероховатости поверхности до 6–7 класса.
Промывка для удаления грязи.
Обезжиривание.
Подсоединение к положительно заряженному электроду.
Электрохимическое полирование.
Промывка в щелочной среде с целью устранения кислотных остатков.
Сушка. Для этого используется горячий воздух или опилки.
Выдержка деталей в горячем масле, подогретом до температуры 120 °C.

При полировке происходит устранение неровностей с поверхности детали. Поэтому любой процесс сопровождается:

Макрополированием. При этом идет растворение крупных выступающих вершин.
Микрополированием. Сглаживаются мелкие неровности.

Погружаемое в электролит изделие покрывается оксидной пленкой, которая является защитной средой между металлом и электролитом. В продолжение всего процесса она постоянно растворяется и образуется вновь. Правильность технологического процесса заключается в том, чтобы ее толщина оставалась стабильной.

Непосредственно под пленкой происходит полировка металла. Осуществляется она за счет обмена электронами и ионами между анодом и электролитом. Толщина формируемой пленки всегда меньше на выступающих частях вершин неровностей. Именно здесь и происходит усиленное растворение металла. В углублениях слой пленки толще, и здесь обмен заряженных частиц уменьшенный.

Образование вязкой пленки толще во впадинах неровностей

Существуют другие факторы, влияющие на скорость полирования поверхности:

перемешивание электролита;
повышение его температуры;
увеличение силы тока и напряжения.

Все эти факторы уменьшают поверхностный слой, что ускоряет полировку.

Для каждого изделия существует свой временной режим. В зависимости от продолжительности процедуры пропорционально увеличивается снимаемый слой металла. Этого не следует допускать, потому что шероховатость поверхности, выйдя на свой уровень, остается неизменной. Происходит ненужное растворение слоя изделия, что не оказывает влияния на качество поверхности.

Электролитно-плазменное полирование

Во время электролитно-плазменного полирования наблюдаются схожие процессы. Однако тут в качестве среды используются растворы солей аммония. Под воздействием высокого напряжения 200–350 В на поверхности детали, которая является анодом, образуется парогазовая оболочка. Формируется она за счет вскипания электролита. Через нее постоянно протекает электрический ток, вызывая появление плазменных разрядов, которые оказывают влияние на сглаживание поверхности. В результате время полировки составляет до 5 мин., а устранение небольших заусенцев – несколько секунд.

Важным условием является поддержание высокой температуры химической среды. Она необходима для создания условий пленочного кипения. Однако и превышать верхний предел нельзя. Например, для низкоуглеродистой стали интервал температур составляет 70–90 °C. За пределами этого интервала снижается качество полировки.

Электроплазменное полирование

Читайте также: