Электрополировка , также известная как электрохимическая полировка , анодная полировка или электролитическая полировка (особенно в области металлографии ), представляет собой электрохимический процесс, который удаляет материал с металлической заготовки, уменьшая шероховатость поверхности за счет выравнивания микровыступов и впадин, улучшая качество поверхности. . Он используется для полировки , пассивирования и удаления заусенцев с металлических деталей. Это часто описывается как обратное гальванике . [1] Может использоваться вместо тонкой абразивной полировки вмикроструктурный препарат. [2]
Механизм
Обычно заготовка погружается в ванну с электролитом с регулируемой температурой и служит анодом ; он подключен к положительной клемме источника питания постоянного тока, а отрицательная клемма прикреплена к катоду. Ток проходит от анода, где металл на поверхности окисленного и растворенного в электролите, на катод. На катоде происходит реакция восстановления , при которой обычно образуется водород. Электролиты, используемые для электрополировки, чаще всего представляют собой концентрированные кислотные растворы с высокой вязкостью , такие как смеси серной кислоты и фосфорной кислоты . Другие электролиты для электрополировки, о которых сообщается в литературе, включают смеси хлорной кислоты с уксусным ангидридом (который вызывал смертельные взрывы) и растворы серной кислоты в метаноле . [3]
Для электрополировки шероховатой поверхности выступающие части профиля поверхности должны растворяться быстрее, чем углубления. Этот процесс, называемый анодным выравниванием , может быть неправильно проанализирован при измерении топографии поверхности. [4] Анодное растворение в условиях электрополировки удаляет заусенцы с металлических предметов из-за повышенной плотности тока на углах и заусенцев. Что наиболее важно, успешная электрополировка должна происходить в условиях плато постоянного тока, ограниченного диффузией, что достигается отслеживанием зависимости тока от напряжения (кривая поляризации) при постоянной температуре и условиях перемешивания.
Приложения
Благодаря простоте эксплуатации и полезности для полировки объектов неправильной формы электрополировка стала обычным процессом в производстве полупроводников. [5]
Поскольку электрополировка также может использоваться для стерилизации деталей, этот процесс играет важную роль в пищевой, медицинской и фармацевтической промышленности. [6] [7]
Он обычно используется при постпроизводстве крупных металлических деталей, таких как барабаны стиральных машин, корпуса морских судов и самолетов, а также автомобилей. [8] [9]
Хотя электрополировать можно почти любой металл, наиболее часто полируемыми металлами являются нержавеющая сталь серии 300 и 400 , алюминий, медь, титан, а также никелевые и медные сплавы. [10] [11]
Компоненты сверхвысокого вакуума (UHV) обычно подвергаются электрополировке, чтобы иметь более гладкую поверхность для повышения давления вакуума, скорости удаления газа и скорости откачки.
Электрополировка обычно используется для подготовки тонких металлических образцов для просвечивающей электронной микроскопии и атомно-зондовой томографии [12], поскольку этот процесс не приводит к механической деформации поверхностных слоев, как при механической полировке.
Стандарты
- ISO .15730: 2000 Металлические и другие неорганические покрытия. Электрополировка как средство сглаживания и пассивирования нержавеющей стали.
- Стандарты ASME BPE для электрополировки биотехнологического оборудования
- SEMI F19, Спецификации электрополировки для полупроводниковых материалов
- ASTM B 912-02 (2008), Пассивация нержавеющих сталей с использованием электрополировки
- ASTM E1558, Стандартное руководство по электролитической полировке металлографических образцов
Преимущества
- Многие считают результаты эстетически приятными. [13] [14]
- Создает чистую гладкую поверхность, которую легче стерилизовать.
- Может полировать участки, недоступные для других методов полировки.
- Удаляет небольшое количество материала (обычно глубиной 20-40 микрометров в случае нержавеющей стали) [15] с поверхности деталей, а также удаляет небольшие заусенцы или выступы. При необходимости его можно использовать для уменьшения размеров деталей. [16]
- Нержавеющая сталь предпочтительно удаляет железо с поверхности и увеличивает содержание хрома / никеля для наилучшей формы пассивирования нержавеющей стали. [17]
Смотрите также
- Коррозия
- Электрохимия
- Электротравление
- Electro-Glo Distribution
- Гальваника
- Пассивация (химия)
- Полировка (металлообработка)
- Нержавеющая сталь
- Обработка поверхности
- Электро-Макс Инк
Рекомендации
- ^ «Электрополировка» . Анопол Лимитед.
- ↑ GF Vander Voort, ed., «Химическая и электролитическая полировка», Справочник ASM, Vol. 9: Металлография и микроструктуры , ASM International , 2004, стр. 281-293, ISBN 978-0-87170-706-2 .
- ^ «Тогда и сейчас» электрополировки » (PDF) . Анопол Лимитед / Поверхностный мир . Проверено 20 марта 2017 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Фактура поверхности: гальваника и Ra» (PDF) . Anopol Limited / Британская ассоциация нержавеющей стали . Проверено 20 марта 2017 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ [1]
- ^ https://www.thefabricator.com/article/finishing/electropolishing-applications-and-techniques.
- ^ «7 отраслей, которые зависят от электрополировки». https://www.electro-glo.com/7-industries-that-depend-on-electropolishing/
- ^ https://www.ableelectropolishing.com/industry-solutions/aerospace/
- ^ https://www.electro-glo.com/about-us/
- ^ https://www.delstar.com/metals-that-can-be-electropolished
- ^ https://www.electro-glo.com/electropolishing-products/
- ^ Ф. Келли, Томас; К. Миллер, Майкл (2007). «Атомно-зондовая томография». Обзор научных инструментов . 78 (3): 031101. DOI : 10,1063 / 1,2709758 . PMID 17411171 .
- ^ «Электрополировка нержавеющей стали» . Стрелка Криогеника . Проверено 20 марта 2017 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Электрополировка факты и расчеты, по A.Lin, Ph.D. 69 стр.
- ^ «Электрополировка» . Анопол Лимитед.
- ^ «Основы электрополировки: как электрополировка работает с нержавеющей сталью» . Электрополировка Новой Англии . Проверено 20 марта 2017 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Х. Маги, Джон; Мор, Роберт. «Пассивирование и электрополировка деталей из нержавеющей стали» . Carpenter Technology . Корпорация Карпентер Текнолоджи . Проверено 4 декабря 2017 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
Внешние ссылки
- [2]
- Электрополировка
- «Тогда и сейчас» электрополировки от Anopol Limited / Surface World. Опубликовано в январе 2010 г.
- Электрополировка нержавеющих сталей Британской ассоциацией нержавеющей стали
- Руководство пользователя электрополировки
- [3]
- Электрополировка: процесс авиационной техники и аэрокосмических технологий космической эры , том 67, выпуск 3
- Преимущества электрополировки