A fémek elektrokémiai és kémiai polírozásának ipari módszerei

A polírozás elektrokémiai és kémiai módszereit legelterjedtebben alkalmazzák az alumínium és ötvözeteinek felületkezelésére. Ennek oka az alumínium széles körű használata az elektromos, mérnöki és műszergyártó iparágakban. Bizonyos esetekben polírozott elektrokémiai vagy kémiai úton az alumíniumot későbbi eloxálásnak és festésnek vetik alá, így a termékek felülete gyönyörű (dekoratív) megjelenést kölcsönöz. A nagy tisztaságú elektropolírozott alumínium nagy fényviszonyos együtthatóval rendelkezik nagyon nagy tartományban mind a vörös, mind az ultraibolya spektrumban.
Három fő folyamatot különböztetünk meg az alumínium elektrolitikus polírozásáért: az angol folyamatban, amelyet Angliában fejlesztettek ki, az USA-ban kifejlesztett Alzac és Battel folyamatokat. Mindezekben a folyamatokban a fém eltávolítása nagyon jelentéktelen, és célszerűbb a fényes folyamatokat felvenni. Az elektrolizáló folyamatokhoz egy vékony oxidfilm felületén kialakulnak, amely azonban nem elegendő az alapfém korróziójának megóvásához, valamint az elektrolitikus felület optikai jellemzőinek megőrzéséhez. Ezért a termékeket további rövid eloxálásnak vetik alá, aminek következtében a fényvisszaverési együttható némileg csökken, de gyakorlatilag állandó marad; Ezenkívül a mesterségesen előállított oxidfilm a szerves színezékek jó adszorbense, és az elektrolitikus termékek gyönyörű színekkel festhetők (9.

Ábra. 9. Az elektrolizált alumínium eloxálásának hatása a fény visszaverődési együtthatójára:
1 - specular reflection; 2 - diffúz tükröződés

A brit eljárás magában foglalja a nagy tisztaságú alumínium elektrolitizálását olyan oldatban, amely 15-30 tömeg% vízmentes Na2CO3-ot és 5-10% Na3PO4-ot tartalmaz. Az eljárás 80-90 ° C hőmérsékleten és 5-6 A / dm 2 áramsűrűséggel történik.
Az Alzac-eljárásban a fő komponens a bór-fluor-sav (2,5% HBF4).
A feszültséget 10-25 V-nál tartják, az áramsűrűség 2-6 A / dm 2. A hőmérséklet körülbelül 30 ° C, a folyamat időtartama 5-10 perc. Az elektrolit hűtése során a polírozás során egy réztekercsen keresztül, amely egyidejűleg katódként használható, hideg víz áthalad.
Battelle eljárás alkalmazható a elektrolitikus polírozást, és deformált technikai alumínium-alapú ötvözetek, mint például duralumínium, AMG, AMC, stb állandó komponensként elektrolit foszforsavat .; Ezen túlmenően a kén-, króm- vagy salétromsavak különböző arányban vannak jelen. A lúgos elektrolitokkal ellentétben a keverést az anódrudak mozgatásával javasoljuk. A táblázatban. A 9. ábra az elektrolitok, rezsimek tipikus összetételét mutatja.
A krómsav a polírozott termékek felületét passziválja, és megakadályozza a korrodálódást, amikor az áram ki van kapcsolva. A kénsav növeli az oldat elektromos vezetőképességét és megakadályozza a pitting kialakulását.
Az alumínium elektrolitikus polírozása foszforsavat és egyéb komponenseket tartalmazó elektrolitokat, valamint perklórsav és ecetsavanhidrid keverékét használja fel.
A szakirodalomban elektrolitokat is biztosítanak az alumínium és ötvözeteinek kémiai polírozására. Az American Aluminium Company (AlCoA) javaslatot tett a kompozíció oldatára,% (térfogat szerint):

H3P04 (sűrűség: 1,7). 73-83
HNO3 (sűrűség 1,52). 2-5
H 2O 14-23
90 ° C-os hőmérsékleten a tárolási idő 1-5 percen belül van. Jelenleg az alumínium kémiai polírozására a legjobb megoldások az Alupol IV és az Alupol V. Az alábbiak az oldatok összetétele:% (tömeg):

Az alipol V oldatához 0,05 tömeg% karboxi-metil-cellulózt adunk nedvesítőszerként. A folyamat 100 ° C-os hőmérsékleten 1-4 percig folyik. A fém eltávolítása 3,75 μm / perc.
Németországban az Erft-Verk módszer nagyon népszerű volt.
Az alábbiakban az oldat összetétele,% (tömeg) és módja:
HNO3. 13-14 Hőmérséklet, ° С. 55-75
NH4HF2. 16 Expozíció, sec. 15-20
Pb (NO3) 2. 0,02 Fém eltávolítás, μm 2,5-5
Ebben a megoldásban a nagy tisztaságú alumínium és az AMG típusú ötvözetek jól polírozottak (tükröződési együttható

Ábra. 10. A 85% -os H3PO4-koncentráció hatása. (Sűrűség 1,71) 96% -os glicerint (sűrűség 1,25) az anódos áramsűrűség 7,8 A / dm 2 100 ° C-on egy tükrös visszaverődés fény rozsdamentes acél

Japánban elektrolitokat használnak az iparban, ahol a főkomponens foszforsav, és az eljárás szobahőmérsékleten és váltóáramban történik. Tehát a szénacélból készült termékek polírozására a következő elektrolitkészítményt és eljárási rendszert alkalmazzák:

A rugós acél csiszolásához az elektrolit és az eljárási rendszer összetétele a következő:
H3P04 (sűrűség 1,7), ml. 1000
Zselatin, város 1
Hőmérséklet, ° С. 20
A váltakozó áram sűrűsége, A / dm 2. 10-20
Feszültség, V. 15
Az elektrolitikus polírozás sebességű acél nehézségekbe ütközött, mert tartalmaz elemeket, mint például a volfrám, amely oldható lúgok, és kobalt oldódik savakban. Ehhez nagy sűrűségű állandó áramot használnak. Az ilyen elektrolitok fő összetevője a salétromsav. Ezen kívül bevezetjük a hidrogén-fluorid, oxálsav, krómsav, a kénsav, valamint például vas-, nikkel- és kobalt. Az alábbiakban az elektrolitok egyikének összetételét (ml) és az adagolási rendet:
HNO3. 1000
HF. 100-360
H2C2O4. 20-40
H20 O. 600
Az áramsűrűség, A / dm 2. 140-160
Feszültség, V 6
Hőmérséklet, ° С. 20-50
Idő, s. 10-30
Az ausztenites króm-nikkel és a króm-acél korrózióállósága nő az elektrolizálás következtében. Elektrononként megállapítást nyert, hogy a szelektív feloldódás eredményeképpen a króm-nikkel acél felületén NiO · Cr2O3 film keletkezett. és a krómacél FeO · Cr2O3 felületén. Ezek a filmek szintén növelik a polírozott termékek korrózióállóságát.
A turbina lapátok hőálló króm-mangán acélból készülnek. Az elektrolitikus polírozás növeli a mechanikai és kémiai tulajdonságait. Az eljárást a következő körülmények között végezzük, és az elektrolit összetételét.
H2S04. ml. 300
H3P04. ml. 700
CrO 3. g / l. 50-100
Hőmérséklet, ° С. 100
Az egyenáram sűrűsége, A / dm 2 10-50
Idő, perc. 2-6
Az acéltermékek kémiai polírozását nem olyan széles körben használják, mint az elektrokémiai, de a kis méretű és összetett termékek esetében ez a módszer bizonyos előnyökkel jár.
Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélból készült termékek esetében a következő elektrolit javasolt, g / l:
H202 (30%). 13
H2C2O4 · 2H20
H2S04 ... 0,1

A folyamat hőmérséklete 20 ° C, időtartam 30-60 perc.
1 óra elteltével körülbelül 10 μm-es fémréteget távolítunk el. A felület kiegyenlítésének hatása nagyobb, annál durvább a kezdeti felület.
Japánban a szénacélok kémiai polírozására a kompozíció (térfogati részek) elektrolitát használják:
H3 PO4 ... .400
H2SO4 ... .200-600
HNO3 .... 100-200
HCl. 25

A folyamat időtartama a hőmérséklet függvénye:

Hőmérséklet, ° С. 80 100 120
A folyamat időtartama, 60 30 10