Šta je elektrolitičko poliranje nerđajućeg čelika
Elektrolitičko poliranje je tretman za posvjetljivanje površine u kojem je radni komad od nehrđajućeg čelika spojen kao anoda, a nerastvorljivi provodnik se koristi kao katoda. Obje elektrode su uronjene u elektrolit, jednosmjerna struja prolazi kroz ćeliju, a selektivno anodno otapanje izravnava mikroskopske visoke točke na površini radnog komada. Rezultat je progresivno povećanje svjetline površine, smanjenje hrapavosti površine i, budući da se najopterećeniji i kemijski najaktivniji vrhovi prvi otapaju, površina je čišća i otpornija na koroziju od originalne završne obrade za mljevenje.
Proces se koristi za higijenske cijevi i spojeve za prehrambene, mliječne, farmaceutske i poluprovodničke usluge, za arhitektonske i dekorativne komponente, te za bilo koji nehrđajući dio koji mora kombinirati svijetli izgled sa malim otpuštanjem čestica i lako-čišću površinu.
Teorija viskoznog filma
Mehanizam elektrolitičkog poliranja općenito se objašnjava teorijom viskoznog filma. Metalni joni koji se oslobađaju iz radnog predmeta kombinuju se sa komponentama elektrolita, posebno sa fosfornom kiselinom, da bi formirali viskozni fosfatima bogat film koji prijanja na površinu koja se polira. Ovaj film je tanji preko konveksnih vrhova i deblji u konkavnim dolinama, tako da je električni otpor manji na vrhovima i veći u dolinama. Budući da je gustina struje najveća na vrhovima, oni se otapaju brže od dolina, a kako film teče i obnavlja se, vrhovi i doline se kontinuirano mijenjaju sve dok se hrapava površina ne izravna. Isti mehanizam je odgovoran za svijetli izgled pravilno polirane površine -poput ogledala.
Parametri kupke i procesa
| Parametar | Tipičan raspon | Efekat |
|---|---|---|
| Baza elektrolita | Smjesa fosforne i sumporne kiseline | Formira viskozni film i provodi struju |
| Koncentracija kiseline | Visoka koncentracija, uravnotežen za viskozitet | Kontrolira debljinu filma i brzinu otapanja |
| Temperatura | Otprilike 50 do 80 stepeni Celzijusa | Viša temperatura ubrzava otapanje |
| Gustina struje | Otprilike 10 do 50 ampera po kvadratnom decimetru | Ispod opsega površina je tupa, iznad nje može doći do udubljenja |
| Vrijeme poliranja | Nekoliko minuta, podešeno potrebnom dubinom uklanjanja | Duže vrijeme uklanja više materijala za glatku površinu |
| Agitacija | Kontrolirano kretanje elektrolita | Obnavlja film i sprečava stvaranje gasa |
Budući da brzina uklanjanja jako ovisi o gustini struje, geometrija radnog komada je bitna: udubljene površine i unutrašnje površine vide nižu gustinu struje od izloženih rubova osim ako se ne koristi pomoćna katoda. Dijelovi s dubokim udubljenjima ili uskim unutrašnjim radijusima stoga trebaju namjenski raspored katode ako je potrebna ujednačena završna obrada.
Materijali anode i katode
Katoda i katodne šipke su obično izrađene od bakra u obliku bakarnih šipki ili bakarnih cijevi, jer bakar dobro provodi i odolijeva napadima u kiseloj kupki. Kada se cijev koristi kao nosač katode, ona se isječe na dužinu elektrolitičke ćelije plus dodatak od oko 20 cm, tako da priključak ostane bez elektrolita. Katodna ploča je napravljena od olova i pričvršćena je za katodnu šipku, pri čemu je dužina ploče postavljena na visinu ćelije plus oko 10 cm i širina ploče odabrana prema dužini ćelije, obično u rasponu od 10 cm do 20 cm. Radni komad, kao anoda, mora biti oslonjen na kontakt koji nosi punu struju bez pregrijavanja ili stvaranja luka, jer loš kontakt uzrokuje lokalizirano izgaranje površine.
Redoslijed procesa i kvalitetni rezultati
Tipičan slijed je prethodno-čišćenje radi uklanjanja ulja i ostataka od mljevenja, ispiranje, montaža na anodni učvršćivač, elektrolitičko poliranje, ispiranje, neutralizacija i sušenje. Budući da proces rastvara materijal, a ne razmazuje ga, uklanja kontrolisanu količinu površinskog metala i zajedno sa njim ugrađene strane materije, toplotne nijanse i fine neravnine, ne ostavljajući za sobom hladno-obrađen sloj. Dobro kontroliran proces proizvodi svijetlu površinu s nižom vrijednošću hrapavosti nego što mehaničko poliranje može postići na složenim oblicima, a također poboljšava pasivno stanje nehrđajuće površine. Kontrola procesa bi trebala uključivati mjerenje gustine struje, temperature kupke, vremena tretmana i brzine uklanjanja, a gotove dijelove treba provjeriti na hrapavost površine, izgled i bez rupica ili napada na rubove.
FAQ
P: Koja je razlika između elektrolitičkog i mehaničkog poliranja?
Mehaničko poliranje razmazuje i hladno obrađuje površinu, dok je elektrolitičko poliranje rastvara, tako da dolazi do unutrašnjih površina i složenih oblika i ne ostavlja hladno{0}}obrađen sloj.
P: Šta je teorija viskoznog filma?
Objašnjava da se viskozni film bogat fosfatom formira na radnom komadu tokom poliranja, tanji na vrhovima i deblji u dolinama, tako da se vrhovi brže otapaju i površina postaje ravna.
P: Koja se gustina struje koristi za poliranje nehrđajućeg čelika?
Tipično u rasponu od oko 10 do 50 ampera po kvadratnom decimetru, sa tačnom vrijednošću koju postavlja kupka i potrebnom završnom obradom; preniska struja otupljuje površinu, a previsoka struja može uzrokovati pitting.
P: Koji materijali se koriste za elektrode?
Bakrene šipke ili cijevi za katodne šipke i olovnu ploču za katodnu ploču, jer su obje otporne na napade u kiselom elektrolitu.
P: Zašto elektrolitičko poliranje poboljšava otpornost na koroziju?
Zato što uklanja najaktivniji površinski materijal i bilo kakvu ugrađenu kontaminaciju, proizvodeći čistiju, pasivniju i ujednačeniju površinu od originalne završne obrade.
P: Koje industrije koriste elektrolitički polirani nehrđajući čelik?
Oprema za preradu hrane i mlijeka, farmaceutsku i biotehnološku opremu, poluvodičke i ultra čiste vodene sisteme, te arhitektonske ili dekorativne komponente od nehrđajućeg čelika.
