Электрохимическое полирование

КРАЦЕВАНИЕ

МАТИРОВАНИЕ

В то время как шлифованием выравнивают поверхность, а полированием придают ей блеск, матированием же, наоборот, добиваются появления шероховатостей, то есть придают ей слегка тускловатый, или матовый, вид, причем необходимо стремиться, чтобы вся поверхность была одинаковой степени матовости.

Матировка чеканами. Поверхность становится особенно крупнозернистой, особенно если чеканы имеют шероховатую поверхность.

Матировка центробежной щеткой. На деревянной втулке по кругу, но не на одной линии установлены в свободном, подвижном состоянии пучки проволоки. Подлежащий обработке предмет лишь слегка касается вращающейся щетки, так что каждый раз затрагивается только небольшая поверхность изделия, если предмет слишком сильно прижимать к щетке, то на его поверхности будут образовываться полосы и бороздки. Щетки могут быть и с неподвижными проволочными пучками.

Пескоструйная обработка. С помощью пескоструйной обработки получают особенно мелкозернистую и равномерно матовую поверхность. Пескоструйную обработку ведут в специальных установках представляющих собой рабочую камеру и гибкий шланг с соплом для подачи воздушно-песчаной смеси.

На крацевальном станке изделий обрабатывается при помощи вращающейся латунной проволочной щетки при постоянной подаче воды, поверхность изделия в этом случае приобретает небольшой матовый блеск.

Проволочные щетки состоят из тонких латунных илинейзильберовых проволочек толщиной 0,15-0,25 мм.. Кроме обычных щеток имеются специальные щетки для обработки конкретных деталей и поверхностей, например, шинок колец или внутренних поверхностей, имеются так же узкие продолговатые щетки с деревянной ручкой для осуществления операции крацевания вручную.

Для крацевания с использованием станка не требуется больших скоростей вращения инструмента – достаточно 700-750 об/мин., а чтобы предотвратить засаливание щетки, ее нужно постоянно промывать водой.

При обработке циркулярной щеткой изделие слегка прижимают к ней, а чтобы избежать появления полос, направление обработки постоянно изменяют.

Ручной щеткой работают как обычной щетинной щеткой, перемещая ее по изделию в различных направлениях. В обоих случаях важно наличие на рабочем месте емкости с водой.

Электрохимическое полирование – это процесс анодного травления, в результате которого, имеющиеся на поверхности микронеровности, растворяются и поверхность сглаживается. По сравнению с другими способами полирования, электрохимическое имеет ряд преимуществ: возможность обработки недоступных для других способов мест, равномерное сглаживание металла по всей поверхности, сохраняющее конфигурацию изделий, сокращение потерь драгоценных металлов. Электрохимическое полирование происходит в ваннах с электролитом при соблюдении определенных режимов.

Состав электролита для золота следующий (в г/л):

Цианистый калий KCN ………………………………………10

Железистосинеродистый K4Fe/CN6…………………………20

Едкий калий KOH ……………………………….....................0,3

Фосфорнокислый двузамещенный натрий Na2HPO4 ……60

Изделие служит анодом, расстояние между электродами 10 см. Полирование происходит при анодной плотности тока2-10 А/дм2. Продолжительность полирования 5-10 мин., при температуре электролита 50-60 градусов Цельсия.

Для полирования серебра используется электролит следующего состава (в г/л):

Цианистое серебро AgCH……………………………35

Цианистый калий KCN ……………………………..20

Анодная плотность тока 3-5 А/дм2, рабочая температура электролита 20-25 градусов Цельсия, продолжительность процесса 2-5мин.

Если для изделий полирование процесс окончательный, то после промывки и сушки изделия подвергают гляцеванию механическим способом при помощи абразивной пасты, затем снова промывают в ультразвуковой ванне и сушат.

3. ГАЛТОВАНИЕ.

Галтование - (полирование во встряхиваемой бочке) выполнялось в прошлом следующим образом. Изделия, подлежащие полированию, помещались вместе со стальными шариками и мыльным раствором в горизонтально расположенную бочку, которую вращали затем вокруг ее продольной оси до тех пор, пока изделия не приобретали необходимый глянец. В настоящее время этот метод настолько усовершенствован, что в барабанах возможна отделка поверхности, начиная с предварительной обработки до полирования с получением зеркального блеска. Все применяемые для изготовления ювелирных украшений металлы и сплавы (в том числе и неблагородные) и даже поделочные камни могут обрабатываться этим методом. Особенно пригоден такой способ для обработки мелких деталей ювелирных украшений, которые сложно обрабатывать в ручную. При мелком производстве и при ремонте этот способ не имеет смысла, так как установка для окупаемости должна работать ежедневно, а это возможно только при серийном выпуске изделий.

Для выполнения операции галтования применяют цилиндрические, гладкие и шестигранные пластмассовые барабаны, которые легче поддерживать в чистоте, чем, например, деревянные.

Барабаны могут заполняться на 25-75% своего объема, но особенно эффективно они работают при загрузке 50%. Максимальная скорость вращения 60об/мин. При таком медленном вращении изделия поднимаются по внутренней стенке в направлении вращения и по достижении угла естественного откоса скатываются вместе с абразивными и полирующими элементами назад по наклонной поверхности насыпи в барабане, подвергаясь воздействию последних. Если же барабан будет вращаться слишком быстро, то изделия не будут скатываться, а завихряться в направлении вращения и никакого полирования происходить не будет.

Шлифующие элементы различной формы и размером 4-10мм изготавливаются из твердой керамики и используются в смеси со шлифующим средством как компонент. В процессе эксплуатации керамические частицы затупляются, поэтому их время от времени нужно заменять.

Полирующие элементы (шарики диаметром 2-4мм. и стержни) изготавливаются из закаленной стали, причем стержни и полировальные шарики применяются всегда вместе, так как только в этом случае можно добиться качественного полирования.

Для усиления полирующего воздействия материалов в качестве добавки используют моющие растворы.

В качестве примера: аммиак 25% ---------------------15

мыльная стружка---------------15

моющее средство----------------10

хлорная известь------------------8

двууглекислый натрий---------7

хлористый натрий---------------2

Для обработки предметов с незначительными углублениями и вырезами можно применять деревянные кубики, которые сначала перемешивают с тонкой шлифовальной пастой или полировальной мастикой, а затем с вместе с изделиями в соотношении 1:3 загружают в барабан, скорость вращения которого – 30об/мин.

Процесс шлифования длится 5-14 часов, затем изделия промываются и после полируются в течении 8-10 часов.

Во время процессов шлифования и полирования необходимо следить, чтобы материалы наполнителя были гладкими и не имели пор, а раствор был чистым и образовывал белую пену, иначе его необходимо заменить. Если абразивные тела не использовались долгое время, то их необходимо прогнать в барабане отдельно, без изделий.

После выполнения операции содержимое барабана выливается на сито с отверстиями такого размера, что абразивные тела при этом проваливаются, а изделия задерживаются. Изделия тщательно промывают в проточной воде, а затем просушивают в опилках.

При желании добиться особенно сильно блестящей поверхности обсохшие изделия можно еще раз загрузить в барабан с наполнителем из обрезков замши, и выполнить повторное полирование.

Наиболее благоприятные условия обработки изделий в галтовочных барабанах определяются экспериментально, при этом учитываются форма и материал абразивных тел, соотношение количества изделий и абразивных тел, вид и количество добавок, длительность обработки.

Для небольших предприятий достаточно барабана емкостью 5 литров, для промышленных необходимы барабаны емкостью 22-45 литров.

5 ВИБРООБРАБОТКА.

Виброобработка изделий это схожий с галтовкой процесс полирования в среде наполнителя, но не во вращающемся барабане, а в вибрирующем контейнере. Сущность процесса та же – поверхность сглаживается в результате взаимного трения. Но время обработки изделий в вибробарабане существенно короче, чем в галтовочном барабане 60-80мин. Процесс полирования происходит в закрытом контейнере виброустановки, куда вместе с изделиями загружают наполнитель и моющий раствор. В качестве наполнителя, который занимает 2/3 объема контейнера, используют стальные и стеклянные шарики в соотношении 2:1. Размеры стальных шариков 2-6мм., стеклянных – 4мм. Моющим раствором является раствор того же состава, что и при галтовке. Загрузка в контейнер осуществляется следующим образом: сначала загружают стальные и стеклянные шарики, затем после включения виброустановки вносятся химические компоненты и вода. Изделия загружаются только после тщательного перемешивания наполнителя с моющим составом. Такая последовательность объясняется тем, что плотность изделий из драгоценных металлов выше плотности наполнителя и в результате вибрации наполнитель будет постепенно вытесняться наверх, а изделия погружаться на дно контейнера. По окончании процессе виброобработки изделия отделяются от наполнителя, моются в проточной воде и сушатся.

Оба способа – галтовка и виброобработка имеют один и тот же существенный недостаток. В них нельзя полировать изделия сложной конфигурации, имеющие острые ребра и резкие переходы.