Processo de polimento eletrolítico de aço inoxidável

Aço inoxidável possui excelentes propriedades de resistência à corrosão e, portanto, tem sido amplamente utilizado na indústria. Em muitos casos, a superfície dos produtos de aço inoxidável geralmente precisa atender a certos requisitos especiais, como baixa rugosidade superficial, alto brilho, tratamento fosco, efeito texturizado, etc. Dentre eles, reduzir a rugosidade superficial e melhorar o brilho, o que é comumente conhecido como polimento superficial, é o requisito mais comum. 

Após o polimento eletrolítico, o aço inoxidável apresenta várias vantagens:

1. A superfície polida não desenvolve uma camada deteriorada, não tem tensão adicional e pode remover ou reduzir a camada de tensão original.

2. Pode ser processado para materiais duros, materiais moles, peças e produtos de parede fina, de formato complexo e de pequeno tamanho que são difíceis de serem polidos mecanicamente.

3. O tempo de polimento é curto e várias peças podem ser polidas simultaneamente, resultando em alta eficiência produtiva.

4. A rugosidade superficial alcançável pelo polimento eletrolítico está relacionada à rugosidade superficial original e, geralmente, pode ser melhorada em dois níveis. No entanto, devido à baixa universalidade do eletrólito, curta vida útil e forte corrosividade, o escopo de aplicação do polimento eletrolítico é limitado. O polimento eletrolítico é principalmente usado para produtos e peças metálicas com baixa rugosidade superficial, como reflexores, utensílios de cozinha de aço inoxidável, decorações, agulhas de injeção, molas, lâminas e tubos de aço inoxidável, etc. Também pode ser usado para certos moldes (como moldes de baco e moldes de vidro) e placas de polimento metalográfico para polimento.

As vantagens e desvantagens da polimento eletrolítico dependem do mecanismo e processo de polimento eletrolítico, dos principais componentes da solução de polimento e de outros fatores, como a seleção dos parâmetros do processo, a análise da distribuição do campo elétrico e o projeto dos eletrodos auxiliares.

Agora, vamos apresentar um processo de polimento eletrolítico de aço inoxidável:

1. Composição e condições operacionais da solução de polimento

Ácido fosfórico concentrado (densidade 1,74) 510ml/L 887,4g/L

Ácido sulfúrico concentrado (densidade 1,84) 395ml/L 726,8g/L

Aditivo LQ-60 50ml/L 52,5g/L

Água 50ml/L 50g/L

Temperatura 50–75℃ 60–65℃ é o melhor

Densidade de corrente anódica, DA 6–15A/dm2 10–12A/dm2 é o melhor

Tensão 5–8 volts

Tempo de polimento 3–5 minutos

Material do cátodo  Chumbo ou liga de chumbo

Área do cátodo : Área do ânodo 2–3 : 1

2. Passos de abertura da cuba

O aditivo LQ-60 é um surfactante. No estágio inicial do polimento eletrolítico, ele produzirá uma grande quantidade de espuma. Portanto, a distância entre a superfície líquida da solução de polimento e o topo da cuba de polimento não deve ser ≤ 15cm. Calcule com precisão o volume da solução de polimento eletrolítico a ser preparada e, em seguida, adicione os componentes necessários da solução de polimento na cuba de polimento de acordo com a composição da solução de polimento.

1. Injete a quantidade necessária de água.

2. Adicione a quantidade necessária de ácido fosfórico.

3. Lembre-se de que, ao diluir o ácido sulfúrico com água, uma grande quantidade de calor será liberada e a temperatura da solução aumentará abruptamente. Adicione enquanto mistura, pare de adicionar quando a temperatura atingir 80°C. Espere a solução esfriar antes de adicionar mais até que todo seja adicionado.

4. Adicione a quantidade necessária do aditivo LQ-60, adicione enquanto mistura e misture bem para garantir uma mistura uniforme. 

III. Fluxo de Processo

Desengraxamento químico → Limpeza com água quente → Imersão em ácido (solução de ácido sulfúrico a 1–2%) → Polimento eletrolítico → Três limpezas em contrafluxo → Imersão em ácido (solução de carbonato de sódio a 5%) → Limpeza com água quente → Secagem ou secagem ao ar livre

IV. Manutenção e reposição da solução

1. Antes de entrar no tanque de polimento, as peças de aço inoxidável devem remover o máximo de umidade possível da superfície da peça, pois umidade excessiva na peça pode causar marcas graves na superfície de polimento, corrosão local e resultar na peça sendo descartada.

2. Durante a polimento eletrolítico, a peça de aço inoxidável como ânodo, os elementos ferro, cromo e níquel contidos nela se transformam continuamente em íons metálicos e se dissolvem na solução de polimento em vez de se depositar na superfície do cátodo. À medida que o processo de polimento progride, a concentração de íons metálicos aumenta, e quando atinge um certo valor, esses íons metálicos se precipitam continuamente e se depositam como fosfatos e sulfatos no fundo do tanque de polimento. Portanto, a solução de polimento deve ser filtrada regularmente para remover esses precipitados sólidos.

3. Durante a operação do tanque de polimento, ácido fosfórico e ácido sulfúrico são constantemente consumidos, enquanto a água é perdida devido à evaporação e eletrólise. Além disso, a solução de polimento de alta viscosidade é constantemente perdida devido ao arrasto da peça. O nível do líquido do tanque de polimento continua caindo, e é necessário replenish frequentemente solução de polimento fresca e água para o tanque de polimento.

4. A gravidade específica original da solução de polimento antes do polimento é 1,68. Durante a operação do tanque de polimento, a gravidade específica da solução de polimento deve ser controlada no limite de 1,68 ± 0,03. Uma gravidade específica e viscosidade altas da solução de polimento indicam teor de água insuficiente ou teor de ácido sulfúrico alto e teor de ácido fosfórico baixo; por outro lado, uma gravidade específica baixa indica teor de água excessivo na solução de polimento. Medir regularmente a gravidade específica da solução de polimento com um densímetro é um método de controle simples e eficaz.

5. Em certas condições, é melhor analisar regularmente a acidez, o teor de ácido fosfórico e ácido sulfúrico da solução de polimento.

V. Requisitos de Equipamento

A solução de polimento eletrolítico geralmente é um ácido mineral e opera em uma temperatura relativamente alta. Portanto, o tanque de polimento, o tanque de limpeza, o cátodo, a serpentina de aquecimento e o dispositivo de exaustão devem ser feitos de materiais que possam resistir à corrosão da solução de polimento.

1. Tanques de polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, plástico reforçado com fibra de vidro epóxi e tanques de aço revestidos com os materiais acima mencionados podem ser usados como tanques de polimento.

2. As bobinas de aquecimento elétrico ou a vapor podem ser selecionadas a partir dos seguintes materiais:

(1). Troca de calor em tubos de politetrafluoretileno para aquecimento a vapor. Tubo de aquecimento elétrico de politetrafluoretileno para aquecimento elétrico. O trocador de calor de politetrafluoretileno tem um preço elevado, mas uma longa vida útil e é eletricamente neutro.

(2). Trocador de calor de chumbo puro ou liga de chumbo-prata: Chumbo puro ou liga de chumbo-prata pode ser usado como bobina de aquecimento a vapor para polimento. Para aumentar a vida útil do trocador de calor, deve-se usar um revestimento mais espesso de chumbo na interface entre o nível do líquido de polimento e o ar.

(3). Tubo de aquecimento elétrico de quartzo.

3. Apoio: Apoios de cobre revestidos com resina plástica e equipados com ganchos de titânio têm a maior vida útil. Como esta solução de polimento não contém ácido crômico, bronzo fosforado também pode ser usado como ganchos.