ALLM (729874), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Нормальная эксплуатация электролита начинается при содержании в нём 3-4 г/л меди. Поэтому приготовленный раствор ортофосфорной кислоты следует предварительно проработать с медными анодами при плотности тока 0,5 - 1 А/дм, пропустив через него около 5 А-ч электричества. Наиболее пригодным для работы является электролит, содержащий 716 г/л H3PO4 (удельный вес раствора 1,55).
Поскольку при этом хорошее качество полирования может быть достигнуто в очень узком интервале плотностей тока, рекомендуется регулировать процесс не по плотности тока, а по напряжению.
Повышение напряжения выше значения, соответствующего началу выделения кислорода, приводит к получению блестящей, но изъязвлённой поверхности, что связано, по-видимому, с задержкой выделения пузырьков газа, прилипающих к поверхности металла.
Качество полирования зависит также от формы полируемых изделий и структуры их поверхности. Так, поверхности, обращённые ко дну ванны, обычно полируются хуже, чем боковые поверхности, а часто и травятся. Исследования показывают, что в зависимости от положения изделия в ванне изменяется и режим полирования.
При горизонтальном положении анода под катодом анодная плотность тока, соответствующая последней стадии полирования, составляла 0,31 А/дм2, при горизонтальном положении анода над катодом - 2,15 А/дм2, при вертикальном положении анода - 1,63 А/дм.
Неравномерность распределения тока приводит к тому, что потенциал на отдельных участках поверхности не соответствует оптимальным значениям, требуемым для нормального хода процесса полирования, что и приводит к неравномерному полированию.
При полировании гальванических покрытий лучшие результаты достигаются при обработке осадков меди, полученных из цианистых электролитов и характеризующихся более мелкой кристаллической структурой, чем медные осадки, полученные из кислых электролитов.
Однофазный сплав меди - a-латунь полируется лучше многофазных сплавов. Интенсивность блеска поверхности латуни, полированной после отжига, ниже интенсивности блеска той же латуни, полированной непосредственно после проката.
Фосфорнокислый электролит периодически корректируется добавлением кислоты и воды. Ежедневный контроль его осуществляется путём измерения удельного веса раствора. Во избежание перегрева электролита, что может привести к появлению дефектов на деталях, объёмную плотность тока поддерживают в пределах 0,3 - 0,5 А/л. Катодами при полировании служат медные листы. Соотношение поверхности анода и катода 1:3 - 1:5. В процессе электролиза на поверхности катода выделяется губчатый осадок меди. Для того чтобы этот осадок не загрязнял электролит, катоды помещают в чехлы из кислотоупорной ткани. Перед началом работы катода его следует очистить металлической щёткой.
Для повышения стойкости деталей против коррозии рекомендуется после ЭХП погружать их на 1 мин. В раствор 10% K2Cr2O7.
Полирование меди и латуни можно производить в электролите, содержащем кроме ортофосфорной кислоты и хромовый ангидрид. При этом заметно изменяется ход процесса полирования. Если в обычном фосфорнокислом электролите хорошее качество полирования достигается только при режиме предельного тока, то в электролите, содержащем хромовый ангидрид, полирование происходит в широком интервале плотностей тока 5 - 70 А/дм2 и сопровождается выделением кислорода. Продолжительность полирования уменьшается до 2 - 3 мин.
Возможность вести процесс в широком диапазоне плотностей тока представляет особый интерес при полировании деталей сложной конфигурации или большой площади, обработка которых в фосфорнокислом электролите связана с частыми случаями брака. Хорошие результаты были получены при полировании медных и латунных деталей и медных гальванических покрытий в электролите следующего состава (в весовых процентах):
Ортофосфорная кислота...........................74
Хромовый ангидрид...............................6
Вода............................................20
Удельный вес электролита 1,60 - 1,62. Режим полирования: анодная плотность тока 30 - 50 А/дм2, температура электролита 20 - 40°, продолжительность полирования 1 - 3 мин.
Катоды - свинцовые, соотношение поверхности анода и катода 1:2 - 1:3. Расстояние между электродами 100 - 120 мм.
Для приготовления электролита хромовый ангидрид растворяют в ортофосфорной кислоте и полученный раствор, в случае надобности, прогревают при температуре 120° до достижения требуемого удельного веса. После этого электроды обрабатываются током с медным анодом, пропуская 10 А-ч/л электричества.
В начальный период работы (до 50 А-ч/л) Желательно вести полирование при плотности тока 40 - 50 А/дм2 и температуре раствора 30 - 40°. В дальнейшем плотность тока может быть понижена до 30 - 40 А/дм2, а температура электролита - до 20 - 30°.
В электролите, содержащем H3PO4 и CrO3, при анодной плотности тока 40 А/дм2 и температуре электролита 20° за 1 мин. Растворяется слой меди толщиной 2 - 3 мк.
В следующей таблице (Таблица 3.2) приведены составы электролитов и режимы ЭХП меди и её сплавов.
| Состав электролита | Анодная плотность тока, А/дм2 | Температура электролита, °С | Продолжит. электролиза, мин. | Полируемый металл или сплав |
| H3PO4 у.в.1,35 | 4 - 8 | 15 - 25 | 2 - 8 | медь |
| H3PO4 у.в.1,6 | 15 - 20 | 15 - 25 | 2 - 5 | медь,a-латунь |
| H3PO4 у.в.1,5 | 10 - 15 | 20 - 25 | 3 - 5 | бронза |
| H3PO4 74% CrO3 6% H2O 20% | 30 - 50 | 20 - 30 | 0,5 - 2 | Медь и латунь |
| H3PO4 80-88% CrO3 12% H2O до 8% | 2 - 2,5 | 75 - 80 | 30 - 60 | медь, латунь, бронза. |
Таблица 3.2
Проведённые исследования выявили положительное влияние на процесс полирования алифатических спиртов, в особенности бутилового и амилового, которые предотвращают травление и повышают интенсивность блеска поверхности металлов.
Добавки некоторых аминов, например уротропина и полиэтиленполиамина, уменьшают съём металла при электролизе, но не предотвращают небольшого точечного травления медных сплавов.
Наибольший интерес могут представлять амиды некоторых органических кислот, которые, будучи добавлены в электролит в весьма небольшом количестве, не только предотвращают травление, но и способствуют повышению блеска и сглаживанию микрошероховатостей поверхности металла.
При ухудшении качества полирования в электролит добавляют H3PO4 до установленной концентрации и органическое соединение 10 - 20% от первоначального его содержания в растворе. Если на поверхности деталей появляется точечное травление, своеобразный питтинг, то в указанные электролиты следует добавить 3 - 5 мл/л бутилового спирта.
В следующей таблице (Таблица 3.3) приведены режимы ЭХП и состав некоторых электролитов, имеющих в своём составе спирты.
| Состав электролита | Катод | Е, В | Ia, А/дм2 | t,°C | Время, мин | Примечание |
| H3PO4 (уд.вес)....350мл C2H5OH............620мл | медь | 2-5 | 2-7 | 20 | 10-15 | Рекомендуется для полирования медных сплавов с высоким содержанием свинца. |
| H3PO4 (85%-ая).....41,5 Глицерин..........24,9 Этиленгликоль.....16,6 Молоч.к-та(85%-ая).8,3 H2O................8,7 | 8 | 27 | неск. Мин. | Применяется в США для полирования латуни и других медных сплавов Добавки аминов повышают блеск поверхности. |
Таблица 3.3
4.МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ПРОЦЕССА
4.1 ПРЕДСТАВЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ АВТОРОВ
Изучая ЭХП меди в ортофосфорной кислоте, Жаке впервые предложил довольно простое объяснение этого процесса. Сущность его теории состоит в следующем.
При прохождении тока через электролит у поверхности анода образуется жидкий слой из продуктов анодного растворения, имеющий повышенную вязкость и большое электрическое сопротивление. Толщина этой вязкой жидкой плёнки неодинакова на различных участках шероховатой поверхности; в углублениях она больше (h1), чем на выступах (h2) (см. Рис 4.1).
Рис 4.1
Вследствие неравномерной изоляции поверхности анода происходит и неравномерное распределение электрического тока на ней. На выступах устанавливается более высокая плотность, чем на впадинах. Поэтому выступы растворяются более интенсивно, что в конечном счёте ведёт к выравниванию шероховатой поверхности.
Согласно другому мнению, главную роль при ЭХП играет диффузия продуктов анодного растворения от поверхности электрода в общую массу электролита. Ввиду того, что градиент концентрации продуктов анодного растворения.
При помощи этих теорий трудно объяснить ЭХП при сильном искусственном перемешивании или когда процесс сопровождается сильным газовыделением на аноде и катоде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
