Proceso de pulido electrolítico de acero inoxidable

El acero inoxidable tiene excelentes propiedades de resistencia a la corrosión y, por lo tanto, se ha utilizado ampliamente en la industria. En muchos casos, la superficie de los productos de acero inoxidable a menudo necesita cumplir con ciertos requisitos especiales, como baja rugosidad superficial, alto brillo, tratamiento mate, efecto texturizado, etc. Entre ellos, reducir la rugosidad superficial y mejorar la luminosidad, que comúnmente se conoce como pulido superficial, es el requisito más común. 

Después del pulido electrolítico, el acero inoxidable presenta varias ventajas:

1. La superficie pulida no desarrolla una capa deteriorada, no tiene tensiones adicionales y puede eliminar o reducir la capa de tensiones original.

2. Se puede procesar para materiales duros, materiales blandos, piezas y productos de paredes delgadas, de forma compleja y de pequeño tamaño que son difíciles de pulir mecánicamente.

3. El tiempo de pulido es corto y se pueden pulir múltiples piezas simultáneamente, lo que resulta en una alta eficiencia de producción.

4. La rugosidad superficial alcanzable por el pulido electrolítico está relacionada con la rugosidad superficial original y, en general, se puede mejorar en dos niveles. Sin embargo, debido a la mala universalidad del electrolito, la corta vida útil y la fuerte corrosividad, el alcance de aplicación del pulido electrolítico es limitado. El pulido electrolítico se utiliza principalmente para productos y piezas metálicas con baja rugosidad superficial, como reflectores, vajilla de acero inoxidable, decoraciones, agujas de inyección, resortes, cuchillas y tuberías de acero inoxidable, etc. También se puede utilizar para ciertos moldes (como moldes de baguex y moldes de vidrio) y discos de pulido metalográfico para el pulido.

Las ventajas y desventajas del pulido electrolítico dependen del mecanismo y proceso del pulido electrolítico, los componentes principales de la solución de pulido y otros factores como la selección de parámetros de proceso, el análisis de la distribución del campo eléctrico y el diseño de electrodos auxiliares.

Ahora, presentemos un proceso de pulido electrolítico de acero inoxidable:

1. Composición y condiciones de funcionamiento de la solución de pulido

Ácido fosfórico concentrado (densidad 1.74) 510ml/L 887.4g/L

Ácido sulfúrico concentrado (densidad 1.84) 395ml/L 726.8g/L

Aditivo LQ - 60 50ml/L 52.5g/L

Agua 50ml/L 50g/L

Temperatura 50–75℃ 60–65℃ es lo mejor

Densidad de corriente anódica, DA 6–15A/dm2 10–12A/dm2 es lo mejor

Voltaje 5–8 voltios

Tiempo de pulido 3–5 minutos

Material del cátodo  Plomo o aleación de plomo

Área del cátodo : Área del ánodo 2–3 : 1

2. Pasos para abrir la ranura

El aditivo LQ - 60 es un tensioactivo. En la etapa inicial del pulido electrolítico, producirá una gran cantidad de espuma. Por lo tanto, la distancia entre la superficie líquida de la solución de pulido y la parte superior del tanque de pulido no debe ser ≤ 15cm. Calcule con precisión el volumen de la solución de pulido electrolítico a preparar y luego agregue los componentes necesarios de la solución de pulido en el tanque de pulido de acuerdo con la composición de la solución de pulido.

1. Inyecte la cantidad requerida de agua.

2. Añada la cantidad requerida de ácido fosfórico.

3. Recuerde que cuando se diluye ácido sulfúrico con agua, se liberará una gran cantidad de calor y la temperatura de la solución aumentará rápidamente. Añada mientras mezcla, detenga la adición cuando la temperatura suba a 80℃. Espere a que la solución se enfríe antes de continuar añadiendo hasta que todo esté añadido.

4. Añada la cantidad requerida del aditivo LQ-60, añada mientras mezcla y mezcle bien para asegurar una mezcla uniforme. 

III. Flujo de proceso

Desgrase químico → Limpieza con agua caliente → Inmersión en ácido (solución de ácido sulfúrico al 1–2%) → Pulido electrolítico → Tres lavados en contracorriente → Inmersión en ácido (solución de carbonato de sodio al 5%) → Limpieza con agua caliente → Secado o secado al aire

IV. Mantenimiento y reposición de la solución

1. Antes de introducir las piezas de acero inoxidable en el tanque de pulido, se debe eliminar la mayor cantidad de humedad posible de la superficie de la pieza, ya que exceso de humedad en la pieza puede causar manchas severas en la superficie de pulido, corrosión local y hacer que la pieza sea desechada.

2. Durante el pulido electrolítico, la pieza de acero inoxidable actúa como ánodo, y los elementos de hierro, cromo y níquel que contiene se transforman continuamente en iones metálicos y se disuelven en la solución de pulido en lugar de depositarse en la superficie del cátodo. A medida que avanza el proceso de pulido, la concentración de iones metálicos aumenta, y cuando alcanza un cierto valor, estos iones metálicos se precipitan y se depositan continuamente como sales de fosfato y sulfato en el fondo del tanque de pulido. Por lo tanto, la solución de pulido debe filtrarse periódicamente para eliminar estos precipitados sólidos.

3. Durante el funcionamiento del tanque de pulido, el ácido fosfórico y el ácido sulfúrico se consumen constantemente, mientras que el agua se pierde por evaporación y electrólisis. Además, la solución de pulido de alta viscosidad se pierde constantemente debido a la arrastre de la pieza. El nivel del líquido del tanque de pulido sigue bajando, y es necesario reponer con frecuencia solución de pulido fresca y agua al tanque de pulido.

4. La gravedad específica original de la solución de pulido antes del pulido es 1,68. Durante el funcionamiento del tanque de pulido, la gravedad específica de la solución de pulido debe controlarse dentro del rango de 1,68 ± 0,03. Una alta gravedad específica y viscosidad de la solución de pulido indican un contenido insuficiente de agua o un alto contenido de ácido sulfúrico y un bajo contenido de ácido fosfórico; por el contrario, una gravedad específica baja indica un exceso de contenido de agua en la solución de pulido. Medir regularmente la gravedad específica de la solución de pulido con un hidrómetro es un método de control simple y efectivo.

5. Bajo ciertas condiciones, es mejor analizar regularmente la acidez, el contenido de ácido fosfórico y ácido sulfúrico de la solución de pulido.

V. Requisitos de equipo

La solución de pulido electrolítico suele ser un ácido mineral y funciona a una temperatura relativamente alta. Por lo tanto, el tanque de pulido, el tanque de limpieza, el cátodo, la bobina de calentamiento y el dispositivo de extracción de gases deben estar hechos de materiales que puedan resistir la corrosión de la solución de pulido.

1. Los tanques de polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, fibra de vidrio reforzada con resina epóxica y los tanques de acero revestidos con los materiales anteriores se pueden utilizar como tanques de pulido.

2. Las bobinas de calentamiento eléctrico o de vapor se pueden seleccionar de los siguientes materiales:

(1). Intercambiador de calor de politetrafluoroetileno de haz de tubos para calentamiento de vapor. Tubo de calentamiento eléctrico de politetrafluoroetileno para calentamiento eléctrico. El intercambiador de calor de politetrafluoroetileno tiene un precio elevado, pero una larga vida útil y es eléctricamente neutro.

(2). Intercambiador de calor de plomo puro o aleación de plomo-plata: El plomo puro o la aleación de plomo-plata se pueden utilizar como bobina de calentamiento de vapor para el pulido. Para aumentar la vida útil del intercambiador de calor, se debe utilizar un espesamiento de plomo en la interfaz entre el nivel del líquido de pulido y el aire.

(3). Tubo de calentamiento eléctrico de cuarzo.

3. Soporte: Los soportes de cobre recubiertos con resina plástica y equipados con ganchos de titanio tienen la mayor vida útil. Dado que esta solución de pulido no contiene ácido crómico, también se puede utilizar bronce fosforado como ganchos.