3 Химическое полирование – особенности и рецепты
При этом способе изделие погружают в химический раствор и держат определенное время
Также очень важно соблюдать температурный режим. В результате протекания химических процессов микронеровности на поверхности расплавляются, и она получается идеально гладкой. Главное преимущество этого способа – скорость полировки, обычно процесс занимает несколько минут
Еще вам не понадобится специальный электроинструмент, источник тока. Вы прилагаете минимум усилий в отличие от ручного метода. Кроме того, поверхность равномерно полируется независимо от конфигурации. Жидкий раствор проникает даже в самые укромные места детали
Главное преимущество этого способа – скорость полировки, обычно процесс занимает несколько минут. Еще вам не понадобится специальный электроинструмент, источник тока. Вы прилагаете минимум усилий в отличие от ручного метода. Кроме того, поверхность равномерно полируется независимо от конфигурации. Жидкий раствор проникает даже в самые укромные места детали.
При этом всем обилии плюсов есть и некоторые недостатки. Во-первых, это меньший блеск, поэтому такое полирование применимо только когда деталь не нуждается в зеркальной поверхности. Во-вторых, раствор недолговечен, так что придется работать интенсивно после его приготовления
В-третьих, смесь очень агрессивная, поэтому особое внимание необходимо уделить технике безопасности. Работы проводятся только в специальной одежде и при хорошей вентиляции помещения. Для химполировки нержавеющей стали используются растворы на основе кислот
Для химполировки нержавеющей стали используются растворы на основе кислот.
Химполировка нержавеющей стали
Состав № 1
Смешивается 660 г/л соляной, 230 г/л серной кислоты и 25 г/л кислотного оранжевого красителя. Нагреваем раствор до 70–75 °C и погружаем в него деталь. Достаточно подержать ее около 3 мин. При этом смесь желательно периодически перемешивать либо встряхивать изделие, в противном случае на некоторых участках поверхности могут скапливаться пузырьки газов, что негативно скажется на качестве полировки.
Состав № 2
Еще в раствор можно добавить поверхностно-активные вещества (ПАВ), глицерин и бензиловый спирт. Смесь включает 25–35 частей фосфорной, по 5 ч. азотной и соляной, 0,5 ч. сульфосалициловой кислот и 0,5 ч. двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА). Также необходимо 1 ч. глицерина, а содержание бензилового спирта не превышает 0,1 ч. В качестве ПАВ используются триэтаноламин, этиленгликоль и оксифос, содержание этих веществ не более 0,015; 0,017 и 0,01 частей соответственно. Изделие из нержавеющей стали предварительно обезжиривается щелочным раствором, затем промывается в проточной воде и высушивается. Тем временем нагреваем смесь до 80 °C и погружаем в нее деталь максимум на 3 минуты.
Погружение изделия в раствор
Состав № 3
В этом случае берется 20–30 % ортофосфорной, 4–5 % азотной и около 4 % соляной кислоты, также в состав входит 1,5 % метилоранжа. Все остальное – дистиллированная вода. Раствор нагревается максимум до 25 °C, а время обработки колеблется от 5 до 10 минут. Чтобы улучшить качество полирования, изделие необходимо периодически шевелить.
Подготовка к электрохимической полировке
Некоторые детали можно электрополировать без механической подготовки.
Например, некоторые виды фрезерной обработки дают отличные результаты электрополировки без предварительной механической обработки. Холоднокатаный 2B универсальный материал получается ярким, гладким и чистым, хотя любые царапины, полученные при обработке и изготовлении, требуют предварительной механической обработки, чтобы получить однородную электрополированную поверхность. Финишная обработка 2B, на самом деле, предпочтительнее обработки, которая производится с помощью относительно грубых абразивов с зернистостью от 50 до 150, которые оставляют видимые царапины.
Горячекатаный, обработанный кислотой материал после электрополировки становится блестящим и белым, однако проявляются многие углубления и неровности, которые возникают в результате процесса горячей прокатки и удаления окалины. Получение зеркального блеска на этом материале требует многократных проходов с абразивами с постепенно снижающейся зернистостью перед электрополировкой.
Пескоструйная, дробеструйная, стеклоструйная, дробеметная обработка обычно приводят к получению слишком грубых поверхностей, чтобы их можно было полностью сгладить с помощью электрополировки. SEM-исследование после электрохимполировки поверхностей данными видами обработки показывает, что поверхность очищена и сглажена, но так и не стала идеально гладкой:
Аналогичным образом на поверхностях, полированных грубыми абразивными материалами, никогда не удаляются все царапины. По большей части, электрополировка полностью сглаживает абразивные царапины от зернистости 220 и более, но царапины от более грубых материалов, чем 220 зернистости, остаются видимыми
Обратите внимание, что подготовка с абразивами менее 320 зернистости не всегда приводит к получению более качественного покрытия после электрополировки
Электрополировка может быть отличным инструментом для удаления заусенцев.
В некоторых случаях это единственный экономически оправданный метод. Например, заусенец в очень маленьком просверленном, пробитом или резьбовом отверстии. Электрополировка может удалить такой заусенец, и, поскольку процесс обеспечивает преимущественное удаление выступов, он делает это без изменения размеров детали.
Некоторые заусенцы требуют механического удаления. Пробитое отверстие может иметь заусенец перпендикулярно поверхности, слишком большой, чтобы его можно было удалить путем электрополировки. Механическая операция, такая как абразивная шлифовка, может использоваться для удаления большей части заусенцев, оставляя небольшие, острые заусенцы в отверстии. Оставшиеся заусенцы можно затем удалить электрополировкой. Заусенцы, наиболее подверженные удалению методом электрополировки, представляют собой мелкие, острые и их трудно или невозможно удалить механически.
Электрополировка также является ценным инструментом для получения точных радиусов.
Например, когда встречаются две шлифованные поверхности, она может удалить любой мелкий заусенец и оставить небольшой, но определенный радиус. Электрополировка может считаться методом точной обработки, особенно подходящим, когда необходимо удалить очень тонкий слой металла для достижения точного размера с тонкой обработкой поверхности.
Сварка перед электрополировкой может быть особой проблемой, которая связана с процессом сварки и навыками сварщика. С одной стороны, сварной шов может иметь пустоты и включения, которые при удалении поверхностного слоя будут видны. С другой стороны, сварные швы высшего качества могут быть хорошо электрополированы без предварительной обработки. Пассивация перед электрополировкой может быть необходима для достижения наилучших результатов.
Кроме того, фазовые изменения, сегрегация сплавов и выделение карбидов могут стать более заметными после электрополировки, особенно когда эти изменения вызваны сваркой и находятся в ограниченных областях. В некоторых случаях эти проблемы могут быть сведены к минимуму таким же образом, путем пассивации перед электрополировкой.
Химический способ
Небольшие детали из нержавейки обрабатывают методом, который не требует большого приложения физических усилий и нескольких часов работы. Использовать круги может быть просто неудобно. Погрузить очищенную заготовку в ванну со строго дозированными реагентами, разведенными до нужной концентрации дистиллированной водой. За достаточный интервал времени, под воздействием едких реактивов, все контактирующие с жидкой активной средой шероховатости стали устраняются. Глубокие царапины, следы сварки предварительно сначала выравнивают наждачными кругами, после заглаживают мягкими кругами с пастой нужной зернистости (ГОИ). Иначе все крупные изъяны тоже отполируются с сохранением формы.
Для правильного выбора компонентов, их концентрации в водной массе, желательно знать марку нержавейки :
- Марку Х18Н9Т погружают в следующий состав: кислоты: 230 мл серной, 40 мл азотной, 70 мл соляной. На 1 л раствора добавляют краситель кислотный черный — 6 г, столярный клей — 10 г, хлористый натрий — 6 г. Выдерживается температура жидкости 65-70 °С, время 5÷30 мин.
Другие варианты:
- Кислоты в соотношении к полному объему: азотная 4÷5%, ортофосфорная 20÷30%, соляная 3÷4%, метилоранж — 1÷1.5%, в водном растворе с температурой 18÷25 °С, Ориентировочное время выдержки 5÷ 10 мин.
- На литр состава количество кислот: серная 230 г, соляная 660 г, кислотного красителя оранжевого– 25 г. Выдержать температуру 70÷75 °С, время 2÷3 мин.
Для полноты реакции во всех точках и удаления образующихся продуктов, жидкость в емкости непрерывно перемешивают. Можно шевелить стальную деталь.
Химическое выравнивание линии внешней границы нержавейки (полировка) происходит потому, что интенсивнее реакция идет на выступах профиля. Для предотвращения скопления продуктов взаимодействия во впадинах, углублениях, углах, принудительно создают движение жидкости. После смывания химических реактивов натирают салфеткой с небольшим количеством состава — полироля.
Способы полировки нержавеющей стали
Существует несколько технологий полирования нержавейки, среди которых самые распространенные — это механическая, химическая и их разновидности.
Механическая используется при восстановлении зеркальности нержавеющей стали непосредственно на местах, а также при цеховом ремонте и обработке небольших партий изделий. При поточной обработке деталей из нержавейки на промышленных предприятиях, как правило, применяется метод электрополирования в химических растворах.
Довести до блеска нержавейку можно и в домашних условиях доступными каждому способами и средствами.
Механическая полировка
После механообработки или прокатки на поверхности изделий из нержавеющей стали остаются продольные полосы и канавки. Эти неровности в самом лучшем случае имеют 6–7 класс шероховатости, поэтому шлифовка нержавейки до 8–10 класса является обязательным условием подготовки к операции полирования, т. к. этому виду обработки соответствуют 11–14 классы.
Механическая полировка нержавейки может выполняться вручную, без применения приводного инструмента и специальных приспособлений. Такая обработка наиболее распространена в быту и при небольших объемах ремонтно-восстановительных работ. На производственных предприятиях для полирования нержавеющей стали используют следующие виды производственного оборудования:
- ручной электро- и пневмоинструмент;
- полировальные станки;
- барабанные и вибрационные аппараты;
- магнитно-абразивные установки.
Самые распространенные абразивные материалы для полировки нержавеющей стали — это различные жидкие полироли, суспензии и пасты, которые позволяют добиться наилучших результатов по шероховатости. У большинства из них основой являются технические масла, жиры и вещества типа парафина и стеарина, которые приходится удалять с поверхности нержавейки с помощью органических растворителей.
Электрохимический способ
В нее погружается изделие из нержавеющей стали, на которое подается положительный потенциал, т. е. оно является анодом. При пропускании через электролит постоянного тока с поверхности нержавейки начинается отрыв положительных ионов металла.
В большей степени это происходит с вершин микровыступов, которые таким образом сглаживаются (см. рис. ниже). Глубина удаления металла при такой химической полировке нержавеющей стали в электролите регулируется величиной тока и продолжительностью процесса.
ЭХП позволяет обрабатывать любые труднодоступные полости и сложные фигурные элементы со снятием одинакового слоя металла по всей поверхности изделия. Установки, на которых выполняется химическая электрополировка нержавейки, работают при температуре электролита 70÷90 °C и плотности токов от 0.3 до 0.5 А/см².
В качестве электролитов в них используют растворы на основе смеси неорганических кислот. По этой причине ЭХП иногда путают с химическим травлением металлов и даже упоминают в статьях о них азотную кислоту, хотя основные компоненты электролита для нержавеющей стали — это ортофосфорная и серная кислоты.
Электролитно-плазменное полирование
Но в этом случае используется другое физическое явление — образование вокруг анода (изделия из нержавеющей стали) парогазовой плазменной рубашки, в которой и происходит процесс выравнивания микровыступов на ее поверхности.
Электролитно-плазменные установки функционируют на постоянном токе напряжением до 400 В и с температурой электролита от 60 до 90 °C. Несмотря на высокое напряжение они работают на тех же плотностях токов, что и при электрохимическом полировании.
При этом обработку деталей из нержавейки они выполняют в несколько раз быстрее: на промышленной установке удаление слоя нержавеющей стали происходит со скоростью 3 мкм/мин.
Еще одним достоинством этой технологии является дешевизна и экологическая безопасность химических веществ, применяемых для приготовления электролитов. В частности, при электролитно-плазменном полировании изделий из нержавейки используются безопасные растворы солей аммония с концентрацией 3÷6%.
Производственные методы порезки
Компоненты нержавеющей стали награждают ее преимуществами перед нелегированными или низколегированными сталями. Но они, одновременно, служат и причиной проигрыша в некоторых конструкционных особенностях. Это касается порезки и раскроя металла. Черный металл поддается порезке в гаражных условиях при помощи обычной «болгарки», пилы по металлу.
Сделать тоже самое с нержавеющей сталью несколько затруднительно. Вероятность изменения структуры, повреждения декоративности поверхности сохраняется на высоком уровне и зависит от того, чемрезать нержавеющую сталь . На производствах для раскроя такого типа листа применяют следующие способы:
- Порезка и раскрой при помощи ГДРА (газового дугового резочного аппарата)
- + доступность метода;
- + низкая стоимость оборудования и самого процесса;
- — низкое качество и неровности по краю шва – дополнительная обработка;
- — риск изменения структуры металла.
- Применение плазменной порезки металла
- + высокая скорость процесса;
- + удаление шлаковых и вредных фаз из зоны реза;
- — доступная толщина не более 30 мм;
- — последующая механическая обработка.
- Порезка на установке лазерного излучения
- + высокая точность;
- + коэффициент использования материала при раскрое стремится к 1;
- + отсутствие превращений в структуре;
- + отсутствие необходимости в дополнительной обработке;
- — высокая стоимость оборудования;
- — необходимость в высококвалифицированном персонале.
- Рубка металла.
- + дешевизна процесса, не требует дополнительных инвестиций и затрат;
- — является скорее исключением для нержавеющих сталей, применяется для разовых работ и деталей не ответственной группы.
- Гидроабразивная порезка.
- + скорость порезки может достигать 1 км/сек.;
- + форма и пространственное ориентирование реза не ограничено;
- — высокая стоимость оборудования, его обслуживания и амортизации.
Полировка металла до зеркального блеска своими руками: особенности процесса
Полировка металла поможет значительно улучшить эстетический вид изделия. Если нет возможности обратиться к профессионалам, то можно произвести полировку самостоятельно, в домашних условиях, главное соблюсти технологический процесс.
Процесс полировки до зеркала в домашних условиях
Для полировки металла в домашних условиях существует несколько проверенных способов. Одним из них является химический (без применения механизмов). Он не требует больших усилий, главное – следует требованиям техники безопасности. Полировка металла в домашних условиях химическим способом происходит в таком порядке:
- Серная кислота разбавляется водой в соотношении 1:20. Объем полученной смеси должен быть достаточным, чтобы полностью покрыть полируемую вещь;
- Опускаем в полученный раствор полируемый предмет на несколько минут, и, вынув, промываем его в проточной воде. Далее помещаем в емкость, наполненную древесными опилками;
- Высушенный в опилках металлический предмет опускаем на 2-3 секунды в азотную кислоту, после чего опять тщательно промываем;
- После очередного просушивания в опилках тщательно вытираем металл.
После таких несложных процедур металлический предмет будет смотреться как новый. Ровная и блестящая поверхность будет восприниматься глазом как зеркальная.
СОВЕТ: Перед тем как опустить металлическую вещь в кислоту, с нее нужно убрать все элементы, выполненные из других материалов. На другие материалы кислота может подействовать пагубно и разрушить их.
Одним из самых популярных видов домашней полировки металлов является обработка с помощью пасты ГОИ. Эта паста была создана в прошлом веке и с успехом используется по сегодняшний день. Изначально она имеет твердую форму и бывает разной степени зернистости. Для лучшего нанесения ее рекомендуют разбавить несколькими каплями машинного масла.
Полировка в домашних условиях
В домашних условиях также можно получить блестящую и гладкую поверхность нержавеющей стали. Есть несколько способов, которые нам в этом помогут.
Подготовка к полировке
Для начала необходимо изделие как следует очистить. Можно использовать для этого средство для мытья посуды:
- Разведите моющее средство в воде.
- Почистите поверхность нержавеющей стали мыльным раствором.
- Хорошенько промойте и высушите изделие.
Полировка оливковым маслом
Этот способ подойдет для полировки потускневших изделий. Все, что вам нужно, — это немного оливкового масла и мягкая тряпка или салфетка:
- Нанесите на ткань немного масла и размажьте так, чтобы вся поверхность была покрыта масляной пленкой.
- Плотно прижмите ткань к поверхности и плавными движениями отполируйте изделие из нержавейки.
Качественные характеристики полированной трубы из нержавеющей стали
Труба нержавеющая полированная с высокими качественными характеристиками может быть получена исключительно в производственных условиях при наличии специального оборудования и контрольно-измерительных приборов.
Нержавеющая полированная труба, прошедшая поверхностную финишную обработку в надлежащих производственных условиях, обладает рядом важных технических и декоративных характеристик:
Практически любые транспортируемые по трубе жидкости – вода, молоко, кислоты, щёлочи, спирт, бензин – не вступают в реакцию с внутренними поверхностями изделия.
При обвязке нержавеющей полированной трубой бойлеров и котлов важными являются обе её характеристики – утилитарная и декоративная. На внутренних стенках не образуется накипь, а внешняя полированная поверхность эффектно вписывается в интерьер дома.
Декоративные возможности полированной нержавеющей трубы позволяют использовать её внутри здания, для наружной отделки фасада, в ландшафтном дизайне. Полированная труба из нержавейки является непременным атрибутом суперсовременного стиля хай-тек.
Сфера применения полированных труб из нержавеющих сталей
Поскольку нержавеющие трубы полируются, чаще всего, для придания изделию привлекательного внешнего вида, то и используются они, как правило, в декоративных целях.
При производстве мебели нержавеющая труба полированная служит для изготовления каркасов для стульев, различных стоек, дуг передвижных столиков. Такие изделия получаются не только эстетичными, но и прочными, долговечными, сохраняющими свой блеск в течение долгих десятилетий.
Из полированных труб, имеющих не только круглое, но и любое иное сечение, изготавливают декоративные карнизы, ограждения, перила, навесы. Такие изделия в течение длительного периода способны выдерживать воздействие ветра, температурных перепадов, которые усугубляются контактом с абразивными веществами – пылью и песком.
Однако полированные трубы выполняют не только декоративную функцию, но и широко применяются в пищевой промышленности.
Это объясняется идеальной гладкой поверхностью, которая не даёт возможности бактериям скапливаться на ней, и отсутствием химического влияния трубы на транспортируемые по ней вещества.
Все выше перечисленные свойства этого материала делают его востребованным и в медицине. Кроме инструментов, изготавливают имплантаты из полированной нержавеющей трубы,
не отторгаемые организмом благодаря своей химической стабильности.
Полированные трубы из коррозионностойких сталей, используемые в системах водоснабжения и отопления, не требуют скрытой прокладки под фальшпанелями или подвесными потолками. Нержавеющие полированные трубы, по сравнению с хромированными, являются гораздо более стойкими к внешним повреждениям
Способы полировки нержавеющей стали
Шлифовка нержавейки может производиться в домашних условиях. При этом применяют несколько методов обработки. К распространенным способам относят:
- механическую;
- электрохимическую;
- электролитно-плазменную.
Механическая обработка
Полировку нержавеющей стали проводят при помощи материала, представленного зернами из абразивного материала. При обработке применяют круг, диск, валик, либо ленту. В качестве абразива выступает различные пасты, растворы и суспензии для полировки. Материал может содержать в составе вещества, которые в комплексе с зернами абразива удаляют неровности на металлических поверхностях. Данный тип обработки называют механическим.
В результате механических воздействий на поверхность металла образуются канавки и полосы с шероховатостью до 7 класса. При этом необходима дополнительная доработка нержавейки до 10 класса при помощи шлифовки.
Доработка нержавейки может производиться в быту без использования специальных приспособлений и инструментов. Данный вид полировки распространен в частных мастерских и гаражах. В условиях промышленных предприятий применяют следующие виды инструмента:
- ручные приспособления с электрическим и пневматическим приводом;
- станки для полировки и шлифовки;
- барабанные и вибрационные агрегаты;
- установки для обработки при помощи магнитного абразива.
Для чистового шлифования применяются абразивные материалы:
- жидкую полироль;
- пасту;
- суспензию.
В качестве основы в них содержатся минеральные масла, парафиновые и стеариновые добавки, их необходимо удалять после обработки при помощи растворителей.
Электрохимический способ
Химическая полировка представлена процессом удаления шероховатости при помощи упорядоченного движения заряженных частиц от одного электрода к другому. Для метода применяют установки с ваннами, заполненными раствором электролита. Один из электродов подключают к отрицательному полюсу источника питания. Погруженную заготовку нержавеющего металла подключают к положительной клемме источника питания.
При подаче постоянного тока на поверхности металла начинают образовываться заряженные ионы, которые затем перетекают к катоду. При освобождении частиц нержавки происходит сглаживание микровыступов. При обработке оператор может устанавливать глубину удаления металла при помощи настройки значения постоянного тока, а также временем протекания процесса.
Метод позволяет полировать детали со сложными геометрическими поверхностями. Удаляются неровности из мест с трудным доступом. Электролит имеет температуру до 90°С, плотность тока 0,5 А/см2, в составе содержатся неорганические кислоты: ортофосфорная и серная.
Электролитно-плазменное полирование
Способ основан на образовании поверх детали рубашки, представляющей собой парогазовую плазму. Это позволяет снимать неровности с поверхности металла. Аппараты для полировки нержавейки в домашних условиях работают в сети переменного тока при напряжении 400 В и температуре раствора электролита 90°С. Скорость удаления слоя металла — до 3 мкм за минуту.
К достоинства такого метода относят:
- применение безопасных веществ;
- минимальные затраты.
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:
- На шлифовальную машинку установить полировальный круг с мелким абразивом.
- Подобрать полироль для нержавеющей стали без воска, при этом в составе рекомендуется применять абразивные зерна минимального размера.
- Полироль налить на круг.
- Поднести аппарат к левому углу изделия.
- Подать питание на машинку путем нажатия на пусковую кнопку.
- Перемещать аппарат необходимо круговыми движениями.
- 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.