Декоративная отделка изделий

Декоративная отделка поверхности изделий была первой практической целью использования электрохимического полирования в промышленности. Появившиеся в последнее время новые способы придания блеска поверхности металла — барабанное и подводное полирование, получение блестящих электролитических покрытий — не заменили полностью электрохимического полирования, но привели к более точному определению области его целесообразного экономичного использования.

К особенностям этого процесса, отличающим его от других способов полирования, относятся возможность придания блеска поверхностям различной фактуры, сочетание повышения блеска с одновременным увеличением стойкости металла против коррозии, возможность с одинаковыми трудовыми затратами полировать изделия различной конфигурации.

С учетом этих особенностей и следует подходить к вопросу о применении электрохимического полирования для декоративной отделки изделий. Не следует забывать, что анодной обработкой нельзя удалить дефекты, распространяющиеся на некоторую глубину. Если при механическом полировании они как бы замазываются металлом, то в результате анодной обработки становятся более заметными. Это в первую очередь относится к изделиям 166
с плоскими поверхностями. Иногда необходимо перед электрохимическим полированием механически удалить дефекты с поверхности металла. На изделиях сложной конфигурации или имеющих рисунок вследствие рассеяния света недостатки поверхности менее заметны.

Одной из эффективных областей применения электрохимического полирования является подготовка поверхности алюминиевых изделий при отделке их под золото. Известно, что блеск поверхности металла, достигнутый механическим полированием, резко снижается в результате последующего оксидирования. По-видимому, это связано с подтравливанием металла в оксидировочном электролите. После адсорбционного окрашивания органическими красителями такая поверхность теряет металлический блеск, становится похожей на поверхность пластмассы или древесины. Только химическое или электрохимическое полирование предотвращает травление металла при оксидировании, что обеспечивает сохранение его блеска.

Для получения высокого качества отделки следует предпочесть электрохимическое полирование, которое позволяет достигнуть большей степени блеска, а образующаяся на металле пассивная пленка лучше предохраняет его от подтравливания при оксидировании. По этим же соображениям для полирования целесообразно применять кислые электролиты на основе фосфорной кислоты. Обработка в щелочных электролитах приводит к получению несколько меньшего блеска поверхности металла, чем в фосфорнокислых растворах, но в некоторых случаях это является приемлемым.

Электрохимическое полирование с последующим кратковременным оксидированием без окрашивания органическими красителями также применяется в качестве способа декоративной отделки алюминиевых изделий.

Большой интерес может представить сочетание в одной операции полирования и оксидирования алюминия, что уменьшит трудоемкость декоративной отделки изделий. Лабораторные исследования, о которых было рассказано в гл. IV, показали возможность осуществления такого процесса в электролите, содержащем (массовые доли, %): 70 H₂SO₄, 1—2 H₃PO₄, 29—28 H₂O при плотности тока 25 А/дм² и температуре 70° С. Применимость его в условиях производства должна быть проверена дополнительно.

Своеобразный декоративный вид имеет поверхность алюминия, электрохимически полированная после предварительного зернистого или так называемого снежного травления. Анодное травление можно проводить в растворе, содержащем 3—5 г/л NaOH и 3—5 г/л NaCl при температуре 20—30° С и плотности тока 8—10 А/дм². Аналогичные результаты дает травление переменным током в 0,3%-ном растворе HCl при плотности тока 5—6 А/дм². Глубину травления регулируют, изменяя продолжительность электролиза. После такого травления и электрохимического полирования получается блестящая зернистая поверхность.

Хорошие результаты дает электрохимическое полирование поверхностей, имеющих рельефный рисунок. Помимо механического способа получения такого рисунка, например тиснением, можно получить рисунок, напоминающий иней, путем выявления текстуры предварительно деформированного и термообработанного металла. Для этого алюминий марки А00 или АО подвергают ре-кристаллизационному отжигу при температуре 500° С или несколько большей, после чего химическим или электрохимическим травлением выявляют текстуру металла.

Для повышения стойкости против коррозии поверхность покрывают лаком или анодируют в сернокислом электролите. Применение перед анодированием электрохимического полирования благоприятно влияет на декоративный вид изделий.

Отделка «под кожицу груши», применяемая в Японии, заключается в анодной обработке алюминия в таких условиях, когда одновременно с электрохимическим полированием металла его поверхность приобретает своеобразный шероховатый рельеф. Электролиз ведут в концентрированных растворах серной кислоты с добавкой глюконовой кислоты. Формирование рельефа связывают с прилипанием к отдельным участкам поверхности анода пузырьков газа и затруднением их отрыва в вязком прианодном слое электролита. Участки поверхности, защищенные пузырьками, растворяются медленнее, чем участки, от которых пузырьки отделяются сравнительно легко. Таким путем образуется чередование овальных возвышенностей и впадин, т. е. рельеф, несколько напоминающий кожицу груши. Средний перепад высот возвышенностей и впадин составляет 4—9 мкм, а интервал между возвышенностями 190—370 мкм [129].

Применительно к декоративной отделке изделий из черных металлов особенно целесообразно использовать электрохимическое полирование для обработки изделий из нержавеющей стали типа 1Х18Н9Т, трудно поддающейся механическому полированию. Электрохимическая обработка ее в электролитах на основе фосфорной кислоты с добавками хромового ангидрида или органических соединений проходит без каких-либо затруднений. Наряду с этим электрохимическое полирование, повышая стойкость легированных сталей против коррозии, дает возможность, не ухудшая качества изделий, заменить указанную сталь более доступной ферритной сталью, содержащей 17% хрома [116].

Из медных сплавов наиболее хороший результат достигается при электрохимическом полировании изделий из латуни Л63, оловяно-фосфористой бронзы, нейзильбера.

В качестве способа декоративной отделки электрохимическое полирование применяется при изготовлении бижутерии, ювелирных изделий, различных предметов широкого потребления.