Химическое и электрохимическое полирование

Химическое полирование

В процессе полирования рекомендуется перемешивать раствор или встряхивать детали в емкости. Это дает возможность устранять скопление пузырьков газов на отдельных участках деталей, так как пузырьки газов понижают качество полирования. Одним из главных преимуществ химического полирования является его простота. Для получения требуемого результата достаточно обрабатываемую деталь на несколько минут погрузить в соответствующий раствор, без применения электрического тока, без механического воздействия. Метод не требует сложного оборудования.

К недостаткам такого полирования относится сложность корректирования (поддержание точных соотношений всех элементов в растворе путем добавления израсходованного элемента) растворов и малый срок их службы. Применяемые растворы чрезвычайно опасны для здоровья человека, и в домашних условиях без соответствующей подготовки проводить такое полирование нельзя. Блеск поверхности получается меньше, чем при электрохимическом полировании. Химическому полированию подвергаются в основном латунные или алюминиевые детали сложной конфигурации и небольших размеров, которые не требуют зеркального блеска.

Электрохимическое полирование

Для осуществления электрохимического полирования обрабатываемую деталь, являющуюся анодом (т.е. электродом, соединенным с положительным полюсом источника тока), надо поместить в ванну с электролитом. Вторым электродом служат катоды, изготовленные из меди. На схеме показано протекание процесса электрохимического полирования. Благодаря специально подбираемому составу электролита и создаваемым условиям (образование пленки 2 повышенного сопротивления) растворение осуществляется неравномерно. В первую очередь растворяются наиболее выступающие точки 3 (выступы), вследствие чего шероховатость уменьшается, а затем исчезает, и поверхность детали становится гладкой и блестящей. Избирательное растворение торчащих элементов протекает с одновременным получением блеска.

Удаление крупных выступов 3 называется макро-полированием, а растворение микроскопически малых неровностей 4 — микро-полированием. Если макро- и микро-полирование протекает одновременно, то поверхность приобретает гладкость и блеск. В ряде случаев эти качества могут быть несвязанными друг с другом, т.е. блеск может достигаться без сглаживания, а сглаживание — без блеска.

В процессе электрохимического полирования на поверхности анода (полируемой детали) образуется окисная или гидроокисная пленка. Если эта пленка равномерно покрывает поверхность, то она создает условия, необходимые для протекания микро-полирования. Внешняя часть этой пленки непрерывно растворяется в электролите. Поэтому для успешного проведения процесса необходимо создания условий, в которых существовало бы равновесие между скоростями образования окисной пленки и скоростью ее химического растворения с тем, чтобы толщина пленки поддерживалась неизменной. Наличие пленки обусловливает возможность обмена электронами между полируемым металлом и ионами электролита без опасности местного разрушения металла агрессивным электролитом.

Макро-полирование также является процессом, зависящим от наличия прианодной пленки. Будучи более толстой в углублениях и более тонкой на выступах, эта пленка способствует их ускоренному растворению, так как на выступах создается более высокая плотность тока, а электрическое сопротивление над ними меньше, чем над углублениями.

Эффективность действия пленки увеличивается с повышением ее внутреннего сопротивления. Электролиты, содержащие соли слабодиссоциирующих кислот или комплексные соли, повышают сопротивление пленки.

Кроме действия прианодной пленки на течение процесса электрохимического полирования влияют и другие факторы, в частности механическое перемешивание электролита (или движение анода), благоприятствующие утончению пленки за счет ее растворения или уменьшения толщины диффузионного слоя. Электролиты некоторых составов функционируют нормально только при нагреве. Общим правилом является то, что повышение температуры снижает скорость нейтрализации и повышает скорость растворения прианодной пленки.

Существенными факторами, влияющими на течение процесса электрохимического полирования, являются также плотность тока и напряжение.

На рисунке показана типичная зависимость плотности тока от напряжения в ванне при электрохимическом полировании.

На участке АБ повышение плотности тока почти пропорционально увеличению напряжения. На участке БВ режим нестабилен, наблюдается колебание тока и напряжения. Предельный ток, соответствующий участку ВГ, характеризует процесс формирования на аноде пассивной пленки. При этом повышение напряжения в довольно широком интервале не сопровождается изменением плотности тока. По достижении напряжения, соответствующего точке поворота Г на кривой, начинается новый процесс — образование газообразного кислорода.

В зависимости от состава электролита и обрабатываемого металла полирование ведут при режимах соответствующих различным участкам кривой. Так, полирование меди в фосфорной кислоте ведут при режиме предельного тока, когда не происходит образования кислорода.

Рецепты ванн и режимы для химического и электрохимического полирования

Химическое полирование деталей из углеродистой стали. Химическое полирование деталей из углеродистой стали можно выполнять в различных растворах. Один из них (в вес. %): 15-25% ортофосфорной кислоты, 2-4% азотной кислоты, 2-5% соляной кислоты, 81-60% воды. Режим работы: рабочая температура 80° С, выдержка 1-10 мин. В данном растворе производят также полирование нержавеющей стали. Химическое полирование деталей из стали выполнят также в следующем растворе: 25 г щавелевой кислоты, 13 г пергидроли, 0,1 г серной кислоты, до 1 л воды. Режим работы: рабочая температура 20° С, выдержка 30-60 мин.

Химическое полирование деталей из нержавеющей стали. Химическое полирование деталей из нержавеющей стали марки Х18Н9Т выполняют в растворе следующего состава: 40 см3 азотной кислоты, 70 см3 соляной кислоты, 230 см3 серной кислоты, 10 г/л столярного клея, 6 г/л хлористого натрия, 6 г/л красителя кислотного черного. Режим работы: рабочая температура 65-70°С, выдержка 5-30 мин.

Химическое полирование деталей из алюминия и его сплавов. Для полирования мелких алюминиевых деталей используют следующий состав раствора: 60 см3 ортофосфорной кислоты, 200 см3 серной кислоты, 150 см3 азотной кислоты, 5 г мочевины. Режим работы: рабочая температура 100- 110° С, выдержка 15-20 с. Полирование деталей из алюминиево-магниевого сплава АМг производят в одном из растворов следующего состава: 500 или 300 см3 ортофосфорной кислоты, 300 или 450 см3 серной кислоты (аккумуляторной), 150 или 170 см3 азотной кислоты.

Химическое полирование деталей из меди и, ее сплавов. Химическое полирование деталей из меди и ее сплавов выполняют в следующем растворе: 800 см3 серной кислоты; 20 см3 азотной кислоты; 1 см3 соляной кислоты; 200 см3 пергидроли; 20-40 см3 хромового ангидрида. Режим работы: рабочая температура 20-40°С, выдержка до 1-2 мин. Может быть также использован раствор: 250-270 см3 серной кислоты, 250-270 см3 азотной кислоты, 10-12 см3 нитрита натрия. Режим работы: рабочая температура 30-40° С, выдержка 1-3 мин.

Химическое полирование деталей из никеля. Для химического полирования деталей из никеля используют раствор (в вес. %) 45-60% ортофосфорной кислоты, 15-25% серной кислоты, 8-15% азотной кислоты, 10-20% соды. Режим работы: рабочая температура 65-70° С, выдержка 0,5-1 мин.

Электролитическое полирование деталей из углеродистой стали. Наиболее популярным является так называемый универсальный электролит для полирования деталей из черных и цветных металлов. Его состав следующий (в вес. %): 65% ортофосфорной кислоты, 15% серной кислоты, 6% хромового ангидрида, 14% воды. Режим работы: рабочая температура 70-90° С, анодная плотность тока 40-80 а/дм2, напряжение 6-8 в, выдержка 5-10 мин.

Электролитическое полирование деталей из нержавеющей стали. Детали из нержавеющей стали (хромоникелевой и хромоникельмолибденовой) полируют в растворе (в вес. %): 65% ортофосфорной кислоты, 15% серной кислоты, 5% хромового ангидрида, 12% глицерина, 3% воды. Режим работы: рабочая температура 45-70°С, анодная плотность тока 6-7 а/дм2, напряжение 4,5-6в, выдержка 4- 30 мин (для штампованных деталей 4-6 мин, для деталей после сварки или термической обработки 10-12 мин, для литых отпескоструенных деталей из стали Х18Н9Т около 30 мин).

Электролитическое полирование деталей из алюминия и его сплавов. Для полирования деталей из алюминия и сплавов АМг и АМц хорошо зарекомендовал себя электролит, следующего состава (в вес. %): 65-70% ортофосфорной кислоты, 8-10% хромового ангидрида, 20-27% воды. Режим работы: рабочая температура 70-80° С, плотность тока в свежеприготовленном растворе 10-30 а/дм2, в растворе насыщенном солями 10-20 а/дм2. Выдержка 5 мин и более. Реверсирование при применении свежеприготовленного раствора tа-10 сек, tк — 2 сек; при применении раствора насыщенного солями, tа — 10 сек, tк — 5 сек. Для полирования деталей из дюралюминия Д16-Т рекомендуется следующий состав раствора (в вес. %): 40% серной кислоты, 45% ортофосфорной кислоты, 3% хромового ангидрида, 11% воды. Режим работы: рабочая температура 60-80° С, анодная плотность тока 30-40 а/дм2, напряжение 15-18 в, выдержка — несколько минут.

Электролитическое полирование деталей из никеля и никелевых покрытий. Для полирования деталей из никеля рекомендуется раствор: 1200 г/л серной кислоты, 120-150 г/л ортофосфорной кислоты, 15-20 г/л лимонной кислоты. Режим работы: рабочая температура 20-30° С, анодная плотность тока 30-50 а/дм2, выдержка до 1 мин. Для полирования применяют также 70%-ный раствор серной кислоты. Анодная плотность тока 40 а/дм2, температура 40°С, продолжительность процесса 30 сек.

Электролитическое полирование деталей из меди и ее сплавов. Для полирования этих деталей применяют следующий электролит: 1200 г/л ортофосфорной кислоты, 120 г/л хромового ангидрида. Режим работы: рабочая температура 20-30°С, анодная плотность тока 35-50 а/дм2, выдержка 0,5-2 мин. Применяют также однокомпонентный раствор ортофосфорной кислоты при температуре 18-25°С; анодная плотность тока для деталей из меди 1,6 а/дм2, для деталей из медных сплавов 0,8-1 а/дм2, выдержка 10-20 мин.

Литература:
Бартл Д. Мудрох О. Технология химической и электрохимической обработки поверхности металлов. — М., 1961.
Гарбер М.И. Декоративное шлифование и полирование. — М., 1964.
Жаке П. Электрохимическое и химическое полирование. — М., 1959
Масловский В.В. Дудко П.Д. Полирование металлов и сплавов. — М.,1974.
Пяндрина Т.Н. Электрохимическая обработка металлов. — М., 1961.
Тегарт А.С. Электролитическое и химическое полирование металлов. — М., 1957.
Щиголев П.В. Электрохимическое и химическое полирование металлов. — М., 1958.

При использовании материала этого сайта необходимо устанавливать активные ссылки, видимые для пользователей и поисковых роботов.

Источник

Химическая полировка: Подробнее об обработке кузова и фар авто паром

В стремлении улучшить любимое авто с одновременной экономией семейного бюджета автолюбители часто обращаются к достаточно спорным, а порой и откровенно недостижимым способам ремонта и модернизации отдельных компонентов транспортного средства. То же касается и различных услуг по улучшению удобства и комфортабельности автомобиля — тонировка стекол, полировка фар а/м, а также бронирование автостекол специальной защитной пленкой нередко выполняются в «полевых» условиях с использованием несертифицированных и купленных «из-под полы» материалов.

Повышенный интерес вызывает привлекательная за счет обещанных преимуществ и упрощенного исполнения полировка автомобиля химическим паром: фары отполировать с помощью специальной химии быстрее и проще, чем обычным способом — так гласит демонстрируемая потребителям реклама. Также химическая обработка фар и кузова машины, согласно немногочисленным источникам в сети Интернет, требует минимум инструментов и, что важнее, исключает необходимость наличия специальных навыков и профессионального опыта обращения со специализированным оборудованием.

Насколько эти обещания правдивы и реальна ли полировка фар химическим паром с получением аналогичного профессиональной обработке потускневшей детали опытными мастерами результата, узнаем после детального ознакомления с самой процедурой и особенностями ее реализации на практике.

Химическая обработка фар паром: Основы

Ознакомление с обсуждаемой технологией стоит начать с перечисления отличий от более привычной классической полировки автомобильных фар. Но сначала необходимо перечислить идентичные этапы достижения полной прозрачности колпаков, что является залогом безаварийной езды в вечернее и ночное время в любых дорожных условиях — по городским улицами и загородным автомагистралям.

Совпадающие с обычной полировкой этапы:

• подготовка детали к полировочным работам (мытье с мылом и другими моющими средствами);
• «стачивание» лакировочного и подвергнувшегося повреждению слоя методом ошкуривания (применяется наждачная бумага разной зернистости от 200 до 2000 и полировочная паста);
• подготовка поверхности к заключительному этапу работ (обезжиривание, протирка предварительно заготовленной чистой ветошью);
• лакирование и/или бронирование фары пленкой.

Второй подготовительный этап сопровождается применением сразу нескольких «номерных» наждачек или шлифовальных дисков, требуя постепенного, то есть поэтапного выравнивания подготавливаемой поверхности к нанесению основного полирующего средства. Переходы осуществляются с более грубой наждачной бумаги (номера 200 и 400) к так называемой «нулевке» вплоть до №2000. Цель — полное «стачивание» лакированного слоя, мешающего правильно отполировать фару и восстановить кузов авто методом полировки.

При этом некоторые автомобилисты на профильных форумах и в обсуждениях различных способов улучшения внешнего облика авто предлагают пропустить первые 2 этапа, сразу переходя к основному рабочему процессу — полировке паром фары или нуждающегося в обновлении корпуса. Однако игнорирование подготовительных мероприятий способно привести к негативным последствиям, исключающим достижение задуманного результата: сияющей новизной и отлично отполированной неподготовленная или плохо подготовленная поверхность будет оставаться совсем недолго. Это серьезно увеличит затраты на достижение необходимого по продолжительности периода эксплуатации качественно отполированной фары или подвергнутого такой полировке паром кузова автомобиля, обесценивая совершенную автовладельцем попытку выгодной, как кажется первоначально, финансовой экономии при выборе химического пара в качестве недорогого способа полировки кузова и других компонентов авто.

Более того, применяемый для такого типа обработки химический состав — ацетон и его производные, не в состоянии размягчить слой твердого лака, таким образом попытка отполировать фару паром без предварительного удаления лакировочного покрытия становится совершенно бесполезной.

Различия технологий

Переходим к отличительным особенностям полировки паром в сравнении с попыткой отполировать фару классическим способом.

Отличие всего одно — если при классическом восстановлении детали после подготовки обрабатываемой поверхности происходит шлифовка поликарбоната или стекла подготовительной, а затем финальной полировочной пастой, то химическая полировка предполагает использование специального нагревательного стакана с установленным сверху сужающимся носиком. Имеющим нагревательный элемент «чайником» необходимо планомерно пройтись по всей поверхности колпака, постепенно восстанавливая прозрачность фары химическим паром нужной температуры.

Экономия времени при использовании «химии», как следует из описания технологии полировки паром, минимальна — в обоих случаях необходимо подготовить деталь к последующим манипуляциям, а затем финализировать полировочные мероприятия, забронировав фару толстой бронированной или простой полиэтиленовой пленкой, либо покрыть ее качественным и долговечным лаком.

Таким образом, единственная разница между обычной и химической полировкой фары — полировочный лак и «чайник», испускающий пары испаряющегося дихлорэтана или состава на основе более привычного для россиян ацетона.

Получается, что планирующим отполировать фару паром (химическим) автовладельцам необходимо:

• найти просторное хорошо проветриваемое или продуваемое помещение с поддерживаемой внутри температурой (критически важно в зимний период);
• купить лицевую фильтрующую маску с классом защиты FFP3 и выше или респиратор аналогичной степени защищенности с плотно прилегающими защитными очками;
• купить состав для образования химического пара на основе дихлорэтана или более «жесткого» ацетона.

Приобрести «химию» для восстановления прозрачности поликарбоната, из которого изготавливаются современные колпаки для автомобильных ходовых огней, можно и в России в специализированных автомагазинах, и на онлайн-площадках с доставкой по стране, и на международной платформе по продаже товаров из Китая. Последний вариант — самый популярный среди российских автолюбителей, предпочитающих довериться продавцам из Поднебесной в целях достижения наибольшей экономии. Однако такое доверие может обернуться крупными неприятностями.

Минусы химической полировки

Во-первых, последствия воздействия на неподготовленного владельца а/м предлагаемой для полировочных работ «химии» могут оказаться очень неприятными, особенно в случае отсутствия специальных защитных приспособлений и подготовленного соответствующим образом помещения. Результатом может стать появление аллергии на любую активную «химию», включая бытовые средства для обработки и очистки поверхностей от грязи и накипи. А если аллергия уже есть, работать с химическими составами категорически запрещено — аллергикам стоит держаться от таких средств подальше.

Во-вторых, сроки ожидания заказанного из-за рубежа товара, который удастся купить дешевле за пределами РФ, достигают двух-трех месяцев. Причина — отправка опасных для жизни и здоровья человека токсичных товаров морским транспортом, добирающимся до границ России за 4-6 недель, после чего продукция отправляется покупателю Почтой России уже по территории страны получателя.

Третий минус связан с доступностью дихлорэтана, один из вариантов применения которого — основа для создания наркотических средств. Чаще всего дихлорэтан применяется в производственном цикле для получения растительных масел и лаков, реже используется в сельском хозяйстве в качестве обеззараживающего средства для защиты зерновых от грибков-возбудителей и оказывающих губительное воздействие на урожай насекомых.

Четвертый аспект — реальный состав предлагаемых китайцами жидкостей для химической полировки автомобильных фар, которые очень часто оказываются малоэффективным и недорогим ацетоном. Достать последний проще прямо в РФ, причем его цена здесь будет ниже, чем предложения на международной интернет-платформе с привлекающей внимание рекламной наклейкой.

Наконец, пятый минус химической полировки — покупка «чайника», обладающего нагревательным элементом для повышения температуры жидкости до состояния испарения. Найти его гораздо сложнее, чем саму «химию», и кроме использования для полировки кузова и фар химическим способом такой «чайник» применить будет негде. Покупка одноразового технического средства — не лучший вариант растраты семейного бюджета.

Главный недостаток «парового» способа восстановления колпаков без предусмотренной технологией подготовки — невозможность ликвидировать появившиеся на поверхности и внутри материала изъяны, негативно воздействующие на формируемый лампами световой пучок.

Необходимо вспомнить и о технологических минусах полировки водяным паром, а точнее о полном отсутствии действенного результата такой «обработки» пластиковой или стеклянной детали — воздействие испаряющейся при кипении воды на твердые материалы будет попросту нулевым.

Альтернативы

Альтернативный способ улучшения прозрачности фар — полировка классическими полиролями самостоятельно либо в условиях отлично оборудованных автомобильных мастерских.

Преимущества обращения к платным мастерам:

• скорость работы (опытные профессионалы отполируют деталь и весь кузов машины быстрее, особенно имея в руках специализированные инструменты и повышающее удобство оборудование);
• результат (достигнутый руками умелых автомастеров с предоставлением гарантии на выполненные работы итог практически всегда окажется лучше, чем у пытающихся выполнить полировку авто «химией» любителей);
• качество (применение проверенных временем и демонстрирующих неизменный результат расходных материалов, наличие полупрофессионального и профессионального инструмента и накопленный за годы работы в сфере опыт взаимодействия с ними — отличительная особенность давно работающих на рынке специализированных Сервисов по уходу за автомобилями).

Дополнительный плюс заезда в специализированные автомастерские, например расположенный в Москве автосервис CarWorks — возможность недорого и качественно:

Источник