Андрей Смирнов
Время чтения: ~26 мин.
Просмотров: 0

Полировка нержавеющей стали: механические, химические и электрохимические способы

Содержание

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.

Технология электроплазменной полировки нержавеющей стали на предприятиях

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.

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: 0,20,6 A/см2

Температура: 6090 °С

Напряжение: 200350 B

Скорость съёма до 3 мкм/мин.

Кислотность раствора: 48 pH

Концентрация солей в электролите: 0,510%

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).

Обзор механических способов

Механическая полировка нержавеющей стали требует использования приспособления, способного быстро вращать полировальный материал. Трение последнего о металл приводит к повышению температуры, в результате чего поверхностный слой слегка плавится. В итоге происходит зачистка от царапин, сколов и иных повреждений, а сама нержавейка обретает гладкость. Принято выделять два вида полировки – черновую и чистовую. В первом случае обрабатываемую поверхность получается избавить от шероховатостей при помощи специальных паст или лент с абразивными частицами. Чистовая полировка осуществляется путем использования средств с ПАВ, которые наносятся на мягкие эластичные круги.

Обработка нержавейки обычно осуществляется специальной угловой шлифовальной машинкой, известной как «болгарка». Диски с крупнозернистым покрытием постепенно сменяются на менее абразивные материалы. Работа начинается с черновой зачистки поверхности. При помощи круга на фибровой основе зернистостью около Р60 происходит удаление наплывов металла. Если поверхность изделия и так является гладкой, то данный этап пропускается. На следующем этапе проводится шлифовка с кругом, зерно которого соответствует Р120. Если требуемый диск отсутствует, то он создается самостоятельно из фрагмента фетра или войлока, пропитанного столярным клеем и покрытого абразивной крошкой.

Полировочный процесс продолжается так, чтобы на каждом этапе размер абразива уменьшался вдвое. Важно придерживаться скорости, равной 4500 оборотов в минуту и не забывать промывать поверхность изделия после каждой стадии. Когда поверхность станет абсолютно гладкой, ее останется при помощи чистого круга из войлока или фетра отполировать специальной пастой.

Необходимо добавить, что альтернативой «болгарке» может выступить пневмонапильник или простейший токарный станок, но в труднодоступных зонах деталь все равно придется обрабатывать вручную.

1 К каким изменениям приводит полирование?

Полировка – финишная стадия при изготовлении различных изделий. Заключается этот процесс в оплавлении поверхностного слоя толщиной 0,01–0,03 мм. В результате устраняются все мелкие дефекты (микротрещины, царапины, раковины и т. д.). Поверхность получается идеально гладкой и отражает свет. Подобный эффект достигается благодаря тому, что глубина неровностей менее длины волны видимого света.

Полировка различных изделий

Добиться зеркальной поверхности металла можно и другими способами, например, хонингованием. Но они обычно требуют специального оборудования, материалов и знаний. Поэтому их применение оправдано только когда необходимо обеспечить заданную точность. С полированием все намного проще. Для этой операции используются довольно простые станки, а полировальный инструмент можно сделать даже в домашних условиях. Отлично проявили себя войлок, кожа, мягкая ткань. На рынке и в магазинах продаются специальные пасты, сделанные на основе окиси хрома, трепела или крокуса. Эти материалы используются для механического метода, но существуют еще и химические способы обработки поверхности в специальных растворах.

Зеркальная поверхность металла

Правильно подготовить изделие очень важно. На поверхности не допускается наличие различных дефектов, поэтому перед полированием следует стадия шлифования (снятие более толстого слоя). Чтобы найти скрытые изъяны, полирование начинается с наиболее «слабых» участков. Например, в сварных конструкциях это швы, где чаще всего обнаруживаются микротрещины или раковины. Полировку нержавеющей стали, впрочем, как и иных материалов, делают в несколько подходов, каждый раз подбирая рабочий материал меньшей зернистости. Причем желательно свести количество операций к минимуму.

Описание процесса

Во время электрохимического полирования обрабатываемая поверхность металла приобретает зеркальный блеск. Также уменьшаются имеющиеся шероховатости. Процесс происходит следующим образом:

  • Деталь считается анодом, то есть, электродом, несущим положительный заряд. Ее необходимо поместить в ванну со специальным составом.
  • Еще один важный компонент — катоды, которые необходимы для осуществления реакции.
  • В результате воздействия протекает реакция, и происходит растворение. Оно неравномерно, сначала удаляются самые заметные шероховатости, которые выступают над поверхностью больше всего. Одновременно происходит полировка — изделие приобретает зеркальный блеск.

Удаление заметных больших неровностей называется макрополированием, а сглаживание мелких дефектов — это микрополирование. Если эти процессы во время проведения обработки протекают одновременно и равномерно, то изделие приобретает блеск и гладкость. Возможно и такое, что блеск будет получен без сглаживания или наоборот. Два вида полирования не обязательно связаны.

Химическая полировка металла приводит к тому, что на поверхности обрабатываемой детали во время процесса образуется особая пленка. По составу она может быть оксидной или гидроксидной. Если она равномерно охватывает всю поверхность, это создает условия для микрополирования. При этом внешняя часть покрытия, располагающаяся на поверхности, непрерывно растворяется. Чтобы получить возможность провести микрополирование, необходимо обеспечить поддержание равновесия между непрерывным образованием покрытия и растворением, во время работы с деталью толщина слоя должна оставаться неизменной. Это позволит электронам обрабатываемого металла и применяемого состава в процессе взаимодействовать без опасности растворения металлического изделия в агрессивной среде.

Электрохимическое полирование

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.

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.

Полировка нержавейки до зеркального блеска своими руками

В современном мире мы регулярно сталкиваемся с предметами из нержавеющей стали, ведь они прочно вошли в нашу жизнь. Это — элементы интерьера на улице и дома, различные ограждения, разнообразная посуда на кухне. В данной статье вы найдете ответ на вопрос: как отполировать нержавейку, ведь даже такой прочный металл может под воздействием разных факторов терять свой первоначальный вид.

Что собой представляет бытовая нержавеющая сталь?

Коррозиестойкая сталь или, как ее еще называют, нержавеющая сталь — это сплав железа и углерода с примесью специальных элементов. Высокую устойчивость к негативным факторам внешней среды сталь приобретает благодаря именно этим элементам. Основным из них является хром.

Процент содержание его в металле может быть разным, но не менее 10,5%. Изделия из стали с 18%-м содержанием хрома приобретают очень высокую прочность, но технологически обрабатывать такой сплав сложно.

Поэтому в быту в основном применяется сталь с оптимальным содержанием хрома — 13%.

Важно! Изделия из такой нержавейки характеризуются не только прочностью и возможностью долгой эксплуатации, но и привлекательным видом с зеркальной поверхностью. Благодаря достаточному содержанию хрома на поверхности металла образуется оксидная пленка, которая защищает нержавейку от коррозии

Но все же, влажный воздух и другие факторы способны со временем негативно повлиять на состояние сплава

Благодаря достаточному содержанию хрома на поверхности металла образуется оксидная пленка, которая защищает нержавейку от коррозии. Но все же, влажный воздух и другие факторы способны со временем негативно повлиять на состояние сплава.

Важно! Заметив первые признаки коррозии в виде помутнения или потускнения необходимо отполировать металл. Если возникла потребность в полировке металла, то есть два варианта возможных действий

Если возникла потребность в полировке металла, то есть два варианта возможных действий.

Вариант №1. Специализированная помощь

В наше время многие специализированные компании предоставляют качественные услуги по полировке изделий из нержавеющей стали. Если у вас нет времени и возможностей самому отполировать металл, то обратитесь в одну из таких компаний, которая подарит вашему изделию вторую жизнь.

Вариант №2. Полировка в домашних условиях

В домашних условиях тоже можно получить полированную, блестящую и безупречно гладкую поверхность нержавеющей стали. Для этого существуют несколько способов, которые помогут вернуть изделию безупречный вид. Рассмотрим, чем же можно отполировать нержавейку.

Химические методы

Химическая полировка подразумевает погружение деталей в раствор из химикатов на четко определенное время. Не менее важно и разогревание жидкости до соответствующей температуры. Химические процессы, происходящие на поверхности, устраняют неровности, и изделие обретает идеальную гладкость. Как правило, процесс завершается за несколько минут. Большим плюсом этого способа является то, что он не требует использования специальных инструментов и источников тока, да и вообще траты больших усилий.

Деталь любого размера и формы будет равномерно отполирована, а жидкий раствор проникнет даже в самые сложные «закоулки». Впрочем, ряд недостатков у химической полировки тоже есть. Раствор не позволяет обрести зеркальную поверхность, а также, не являясь долговечным, требует быстрых действий.

Помимо этого, работать с токсичным препаратом разрешается только, надев специальную защиту и расположившись в комнате с хорошей вентиляцией.

Состав химического раствора может выглядеть по-разному, но он всегда требует добавления концентрированных кислот. В два этапа могут применяться водные растворы кислот: на первой стадии осуществляется обработка серной кислотой, а на второй – азотной. Задействовать предлагается и расплавленные щелочные среды, не способные изменить структуру нержавейки, но очищающие старые оксидные пленки. Наконец, используются специальные пасты, в составе которых присутствуют кислоты и хлориды.

Один из рецептов требует соединения 660 г/л соляной кислоты, 230 г/л кислоты серной и 25 г/л кислотного красителя оранжевого цвета. Смесь прогревается до 70-75 градусов, и изделие погружается внутрь на 3 минуты. На протяжении этого временного промежутка рекомендуется помешивать смесь или же встряхивать обрабатываемую деталь. Подойдет также смесь 20-30% ортофосфорной кислоты, 4-5% азотной и такого же количества соляной, 1,5% метилоранжа и дистиллированной воды. Состав прогревается до 25 градусов тепла, и в него на 5-10 минут опускается изделие. Обработанная химпрепаратами деталь промывается под проточной водой и протирается тканевым лоскутом, пропитанным полиролем.

2 Механические методы – классика, доступная каждому

Это наиболее простой способ добиться зеркально гладкой поверхности. Заключается он в следующем. Высокая скорость вращения полировального материала и возникающее при этом трение приводит к повышению температуры, в результате тончайший поверхностный слой оплавляется и становится идеально гладким.

Механическое полирование материала

Существует два вида полировки – черновая и чистовая. Первая делается более крупнозернистыми материалами и необходима для устранения шероховатости поверхности. В качестве рабочего инструмента выступают специальные пасты или ленты, на которые нанесены абразивные частички. Чистовое полирование – финишный этап. В этом случае нашли свое применение специальные порошки, тонкие полировальные пасты, в состав которых дополнительно входят и поверхностно-активные вещества. Они наносятся только на мягкие круги из эластичного материала, которыми и натирают обрабатываемое изделие.

Делать полирование можно и вручную, но это займет очень много времени. Поэтому придется обзавестись специальной шлифовальной машинкой. Начинается обработка наиболее крупнозернистым материалом, а затем каждый последующий раз необходимо уменьшать размер абразива вдвое. При этом лучше не устанавливать скорость больше 4500 об/мин. Финишное полирование начинают с участков, где заметны мелкие риски.

Специальная шлифовальная машинка

Однако если речь идет о мелких элементах незамысловатой формы, тогда возможно избежать электрополировки нержавеющей стали и использовать ручной метод. В этом случае специальная паста наносится на кусочек войлока либо иной мягкой ткани, и поверхность натирается круговыми движениями. Также ручного способа не избежать при обработке труднодоступных мест, куда шлифовальная машинка не сможет достать.

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.

Электролитно-плазменный режим

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.

Производство и характеристики полированной нержавеющей стали

Современная полированная нержавейка стала популярным отделочным материалом. Различают шлифованные, зеркальные листы, характеристики, область использования которых весьма схожи, однако имеют ряд отличительных особенностей. Нержавейка шлифованная производится способом влажной шлифовки до получения поверхности, напоминающей сатиновую. Во время работы над материалом его постоянно охлаждают с помощью масла, что позволяет добиться идеально ровной поверхности, четкого края. Зеркальная нержавейка может быть горячекатаной, декоративной или холоднокатаной. Для ее производства используют марки AISI 430 и 304.

4 Электрохимическая полировка – что изменит присутствие тока?

При электрохимической полировке нержавеющей стали изделие тоже погружается в раствор, но только в этом случае через него пропускают электрический ток. На металле есть тонкая оксидная пленка, ее толщина неодинакова на всей поверхности из-за наличия микровпадин и микровыступов. В углублениях она более толстая. Кислотный раствор интенсивней реагирует в местах, где этот защитный слой утончается. Из-за такой разности скорости реакции поверхность получается идеально гладкой и значительно лучшего качества, чем после механической обработки. Покрытия имеют мелкозернистую структуру и лишены пор, благодаря чему значительно снижается коэффициент трения.

К достоинствам этого метода относится высокое качество поверхности, отличная производительность. Электрохимическое полирование не требует физических усилий как при механической обработке, к тому же можно исключить этап обезжиривания. Поверхность полируется очень быстро. Плюс ко всему гальванические покрытия обладают превосходной прочностью сцепления с поверхностями, отполированными механическим методом.

Процесс электрохимической полировки

А вот в недостатки можно записать зависимость от электроэнергии и ее расход. Кроме того, изделие необходимо предварительно отшлифовать механическим способом. Электрохимическая полировка чувствительна к качеству состава, температуре электролита, времени выдержки и плотности пропускаемого тока. Как и в химическом методе, работать придется с вредными для организма составами, поэтому обязательно уделяем должное внимание технике безопасности. Для электрохимического полирования нержавеющих сталей преимущественно используются электролиты на основе серной, хромовой и фосфорных кислот.

Берется 730 г/л фосфорной и не более 700 г/л серной кислоты. Добавляется триэтаноламин 4–6 г/л и совсем немного катапина (0,5–1,0). Раствор нагревают до температуры не менее 60 °C и не более 80 °C. Через изделие проводится ток плотностью от 20 до 50 А/дм 2 . Делать электрохимическое полирование нужно около пяти минут.

Состав для полирования

Детали из хромоникельмолибденовой или хромоникелевой нержавеющей стали помещают в состав из ортофосфорной и серной кислот, взятых в соотношении 65 % и 15 % соответственно. Еще добавляется 12 % глицерина, 5 % хромового ангидрида и очищенная вода (оставшиеся 3 %). Процесс протекает при температуре от 45 до 70 °C и плотности тока около 7 А/дм 2 . Время выдержки зависит от ряда факторов. Сварные изделия достаточно полировать всего 10–12 минут, а после пескоструйной обработки нужно выдержать в растворе около получаса.

Область применения

Технологию электрохимического полирования активно применяют в промышленности: для обработки деталей арматуры, элементов карбюратора (клапанов для подачи топлива, выполненных из нержавейки), тонких лент, проволок и трубных механизмов. В результате полирования поверхность этих деталей приобретает устойчивость к коррозии и становится более гладкой.

Электрохимическое полирование алюминия и нержавеющей стали применяется в отраслях по производству строительных приспособлений, сверл и крепежных механизмов.

В нынешнее время эта технология активно используется для снятия дефектного слоя с режущих инструментов, использующихся для проделывания отверстий. Электрохимическое полирование вольфрама стало активно внедряться в производстве электронных ламп и электровакуумной техники.

Использование технологии электрохимической полировки практикуется при металлографических исследованиях для диагностики сталей. При помощи этой технологии выявляются трещины, флокены и иные несоответствия в структуре металлов. При обнаружении нарушений производится полировка, удаляющая самые тонкие деформации.

Средства для полировки

Большинство работ по полированию штучных изделий и металлоконструкций из нержавеющей стали выполняются либо вручную, либо с применением разнообразного электроинструмента. При этом применяется большое количество полировальных приспособлений, среди которых самые распространенные — это:

  • салфетки, диски и круги из нетканого полотна, войлока и фетра;
  • валики и пакеты дисков;
  • веерные круги;
  • полировальные абразивные листы и диски на бумажной и полимерной основе;
  • нетканые материалы с абразивом;
  • полировальные ленты.

Ручной электроинструмент для полировки нержавейки, кроме обычных полировочных насадок, оснащается приспособлениями для обработки труднодоступных мест и криволинейных поверхностей. Основные виды инструмента с электрическим приводом, применяемого при обработке нержавеющей стали:

  • орбитальные шлифовальные машинки;
  • болгарки с различными насадками и приспособлениями;
  • ленточные шлифмашинки;
  • прямошлифовальный электроинструмент;
  • переносные ленточно-шлифовальные станки;
  • ленточные напильники с поворотными насадками.

В качестве полирующего материала для нержавейки чаще всего используют различные виды паст, которые в общем случае делятся на материалы для черновой и финишной полировки. По составу своей основы они делятся на водные и жировые. Последние лучше удерживают абразивный материал, но их сложнее удалять с нержавеющей стали. К вспомогательным материалам относятся микрофибровые салфетки, которые применяют для очистки поверхности нержавейки после полировки.

Шерстяная полировальная прокладка для полировки с AliExpress от 150 рублей →

Плазменное полирование

Суть плазменного метода заключается в том, что металл погружается в раствор и одновременно подвергается воздействию высокого напряжения. В этой полировке в качестве рабочего раствора применяется соль аммония соответствующей концентрации. Экологически чистый состав не является агрессивным, а потому не требует специальной обработки при утилизации. Температура полирующего препарата повышается до 100 градусов, а напряжение устанавливается выше 220 вольт. Предметы из нержавейки погружаются в кипящий слой, в парах которого образуются ионизирующие разряды.

Длительность обработки обычно не превышает 5 минут, но за это время с поверхности изделия удаляется тончайший слой с повышенным содержанием инородных включений. Обнажившийся металл обретает зеркальный блеск и высокую способность к адгезии.

Следует упомянуть, что плазменное полирование требует тщательной подготовки изделия, иначе все присутствующие сколы, царапины и дефекты станут только более заметными.

Пропорции создания хим состава

Полировка проводится в специальных ваннах. Важно помнить, что их составляющие относятся к токсичным веществам и опасны для здоровья, особенно если используется нагрев, поэтому обращаться со всеми компонентами необходимо с максимальной осторожностью, соблюдая положенную технику безопасности.

Изделия из цветных или черных металлов можно обрабатывать при помощи универсального состава, который окажет необходимое воздействие. Для этого следует добавить все компоненты, соблюдая пропорции. Ортофосфорная кислота составляет основу — 65%. Серной кислоты должно быть 15% и 14% обычной воды. Хромовый ангидрид занимает 6%.


Преимущества и недостатки

Электрохимическая полировка обладает следующими достоинствами:

  1. Она увеличивает прочность стали и препятствует появлению ржавчине на поверхности металла. Этот вид полировки облегчает процедуру вытяжки и штамповки.
  2. Она способна смягчать поверхность сложных и утонченных деталей, имеющих дополнительные отверстия или полости с комплексных рисунком.
  3. Электрохимическая полировка позволяет снизить время полирования поверхности заготовки.
  4. Благодаря высокой производительности данного вида полирования, во время обработки металла не нарушаются основные конструкции изделия.
  5. Ускоряет процедуру производства шлифов.

Несмотря на большое количество преимуществ, электрохимическая полировка обладает несколькими недостатками:

  1. Сложность полирования, обусловленная необходимостью приготовления индивидуального раствора для обработки деталей из разных сталей и регулирования величины подаваемого тока.
  2. В ней применяются элементы электрополирования, что приводит к повышенному расходу электроэнергии.
  3. Электрохимическая полировка не способна выровнять поверхность заготовки с большими трещинами или впадинами.
  4. Как при химполировке, человеку необходимо производить работу с ядовитыми веществами, наносящими вред организму.
  5. Электрохимическая полировка не требует больших финансовых трат, в отличие от механического полирования, что обусловлено покупкой множества химических растворов и перманентной подачей электричества. Электролит обладает низким сроком эксплуатации, поэтому его необходимо периодически обновлять, что приводит к дополнительных денежным расходам.

Чтобы эффективно использовать технологию электрохимической полировки, нужно соблюдать технику безопасности: работать в спецодежде, правильно настраивать техническое оборудование и осуществлять полировку только с исправными приборами.

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.

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:

  1. Подготовка детали к обработке
  2. Ручная загрузка на подвеску
  3. Автоматизированные операции: подача напряжения на поднятую подвеску
  4. медленное опускание в электролит
  5. выдержка 2–5 минут
  6. подъем подвески с деталями
  7. 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.

Обработка нержавеющей стали

Самый распространенный метод обработки шва — травление. Чтобы выполнить травление можно использовать серную или соляную кислоту. Иногда используется азотная кислота. При этом не обязательно использовать кислоту в жидком виде, можно приобрести пасту или спрей, что достаточно удобно. В нашей практике чаще всего используется густая паста для травления, мы наносим ее толстым слоем на шов с помощью кисти. В цеху должна быть хорошая вентиляция, потому что зачастую пасты имеют очень неприятный запах.

Если вы будете использовать жидкую кислоту, то здесь нужно внимательно соблюдать технику безопасности и не нарушать технологию травления. Сначала промойте деталь под проточной водой, затем погрузите деталь в емкость с кислотой. Можно использовать смесь из двух и более кислот для более эффективной обработки. Достаньте деталь из кислоты и снова промойте ее. Время погружения в емкость зависит от детали, состава кислот и многих других факторов. Так что читайте инструкцию.

травление нержавейки

Для обработки сварных швов по общепринятой технологии нужно использовать средства индивидуальной защиты. Ни в коем случае не обрабатывайте металл без маски и костюма. При использовании кислот выделяются пары, опасные для здоровья человека. А кожа очень восприимчива, так что защитите ее от прямого попадания кислоты.

Также для травления сварных швов на нержавеющей стали можно использовать электролитический метод. Он сложнее и стоит недешево, но все же достаточно эффективен. В емкость с жидкой кислотой и погруженной в нее деталью помещают источник тока. Ток может быть как переменным, так и постоянным.

Еще можно использовать пассиватор для обработки готовых сварных соединений. Пассиватор — это вещество, обладающее особыми свойствами, которые способны вводить металл в пассивное состояние (отсюда и название). Использование пассиваторов — это недорогой способ очистки швов, вещество можно наносить прямо на соединение либо окунать деталь в емкость (по аналогии с кислотами).

5 Плазменная полировка – сложно, но эффективно

Есть еще один метод обработки поверхности, основанный на процессах в металле при его погружении в раствор и одновременном воздействии высокого напряжения. В отличие от предыдущего метода используются только экологически чистые составы на основе солей аммония.

Плазменный метод обработки изделий

Сущность плазменной полировки нержавеющих сталей заключается в следующем. Изделие обязательно должно быть положительным анодом. При воздействии высоких напряжений более 200 В электролит начинает закипать прямо у поверхности детали, что приводит к образованию тонкой парогазовой оболочки (50–100 мкм). Электрический ток, когда проходит через эту пленку, способствует возникновению плазменных процессов. В местах микровыступов значительно возрастает напряженность электрического поля, что приводит к возникновению импульсных разрядов.

Закипание электролита у поверхности детали

Плазменная полировка удаляет с изделия тончайший слой с повышенным содержанием инородных включений. В результате поверхность имеет зеркальный блеск, обладает высокими адгезионными свойствами. Кроме того, этот метод объединяет в себе сразу три операции: обезжиривание, травление и активацию поверхности. Однако чтобы достичь желаемого результата, поверхность изделия должна быть тщательно подготовлена. Любые дефекты, риски, царапины и прочее после подобной обработки не устранятся, а, наоборот, станут еще более заметными. Поэтому предварительного грубого ручного полирования не избежать.

Как отполировать нержавейку до зеркала в домашних условиях

Шлифовка нержавки в условиях частной мастерской до зеркального блеска считается доступной. Время обработки зависит от количества царапин на поверхности, а также наличия окислений металла. Химическое полирование не рекомендуется, так как может оказаться вредным для человека. Для обработки своими руками до блеска изделия необходимо:

  1. На шлифовальную машинку установить полировальный круг с мелким абразивом.
  2. Подобрать полироль для нержавеющей стали без воска, при этом в составе рекомендуется применять абразивные зерна минимального размера.
  3. Полироль налить на круг.
  4. Поднести аппарат к левому углу изделия.
  5. Подать питание на машинку путем нажатия на пусковую кнопку.
  6. Перемещать аппарат необходимо круговыми движениями.
  7. После полировки отключают питание, а затем при помощи ветоши устраняют остатки полироли затирая шероховатости.

Соблюдение технологии обработки нержавеющего металла поможет получить поверхность без шероховатости до 14 класса. При этом металл приобретает зеркальный блеск.

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.

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.

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.

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.

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации