Полировка в стационарных ваннах
Ванны для полирования при комнатной температуре изготавливают из стали и футеруют винипластом или полиэтиленом. При работе с кислыми горячими электролитами используют свинцовую футеровку. Высокой химической стойкостью отличается корпус ванны, изготовленный из титана. Применение для этой цели нержавеющей стали менее желательно, так как она постепенно разрушается в агрессивных электролитах.
Большое значение для качества полирования имеет конструкция приспособления, на котором обрабатываемые детали завешиваются в ванну. Оно должно обеспечивать плотный контакт с деталями и анодной штангой. Площадь поперечного сечения приспособления и площадь его контакта с деталями должны быть достаточными для того, чтобы избежать перегрева металла. Проще всего изготавливать приспособления из того же материала, что и полируемые детали — стали, латуни, дюралюминия. Но при анодной обработке они довольно быстро разрушаются и требуют замены. Нерабочую часть приспособления можно изолировать кислотоупорным лаком. Хорошие результаты дает полиэтиленовое покрытие, для нанесения которого применяют метод напыления, либо плотно оборачивают приспособление полиэтиленовой лентой и в таком виде прогревают при температуре около 180° С до ее оплавления. Срок службы таких приспособлений может быть увеличен также с помощью покрытия их свинцом, устойчивым против воздействия электролитов на основе фосфорной или серной кислоты. Наибольшей долговечностью отличаются подвесные приспособления из титана. Уменьшения расхода этого материала можно достигнуть использованием его для изготовления только части приспособления, находящейся в контакте с деталями и электролитом. Другая его часть, находящаяся вне электролита, изготавливается из меди или латуни.
Подвесные приспособления в зависимости от их конструкции позволяют монтировать на них одну или несколько деталей. Для обеспечения надежного электрического контакта приспособления с деталями используют пружинные, винтовые и другие зажимные соединения. В случае слабого контакта при электролизе происходит интенсивное травление анода.
В производственных условиях хорошо показали себя магнитные подвесные приспособления. К ним монтируются стальные пластины толщиной 0,5—1 мм, а к нижнему краю пластин — обрабатываемые детали. Пластины и детали удерживаются силой магнитного поля. В электролит погружаются пластины с деталями, магнит же находится вне электролита и поэтому может работать длительное время без замены. Периодически заменяют лишь контактные пластины.
При завешивании приспособлений с деталями в ванну их располагают так, чтобы обеспечивалось свободное удаление пузырьков газа, выделяющихся при электролизе, и исключалось экранирование одних деталей другими. Задержка отделения пузырьков газа от анода приводит к неравномерному растворению металла, появлению вертикальных борозд, точечных углублений. Детали погружают в электролит так, чтобы их верхний край находился на расстоянии не менее 20—30 мм ниже уровня электролита.
Высокое качество отделки поверхности легче достигается при обработке деталей цилиндрической, конической или сферической формы. При обработке плоской поверхности, в особенности большого размера затруднительно достигнуть равномерного блеска на всех ее участках.
Расстояние между электродами обычно составляет 50—150 мм. В тех случаях, когда необходимо достигнуть более равномерного съема металла по длине детали, расстояние между электродами увеличивают.
Для повышения равномерности съема металла применяют также экраны, которые располагают на краях, ребрах и других участках деталей, где может быть повышенная концентрация тока. Экраны изготавливают из титана, свинца или того же металла, что и обрабатываемые детали. Можно использовать экраны из непроводящих материалов.
Материал катодов выбирается с учетом его устойчивости в полировочном электролите. При полировании в фосфорнокислых растворах применяют медь, нержавеющую сталь, в сернокислых — свинец, фосфорносернохромовокислых — свинец, графит. Обычно поверхность катодов превышает поверхность полируемых деталей. Но такое положение вызывается стремлением повысить равномерность полирования и не является обязательным, а в некоторых случаях, как, например, при полировании внутренней поверхности труб, вообще трудно выполнимо. При работе с электролитами, содержащими соединения хрома, увеличение поверхности катодов нежелательно, так как приводит к интенсификации процесса восстановления шестивалентных ионов хрома до трехвалентных,
Для предотвращения этого процесса катоды помещают в керамические пористые диафрагмы, как это указано в гл. III. Они предотвращают диффузию католита в рабочий объем ванны и тем самым исключают длительную операцию корректирования раствора при накоплении в нем трехвалентных ионов хрома. Следует учитывать, что применение керамических диафрагм приводит к повышению напряжения на ванне и делает невозможным использование профилированных катодов.
Полировочные электролиты характеризуются довольно хорошей рассеивающей способностью, что позволяет при обработке большинства деталей применять плоские катоды. Профилированные катоды необходимы для полирования деталей сложной конфигурации или деталей, требующих равномерного съема металла. При полировании деталей цилиндрической формы типа валов, шпилек, цилиндров равномерный съем металла достигается применением цилиндрических катодов.
Электрохимическое полирование деталей может проводиться на автоматических линиях. Стальные котлы для медицинского оборудования весом 50 кг и объемом 75 л обрабатывали на автомате АГ-24, что позволило улучшить качество изделий и снизить затраты труда по сравнению с обработкой в неавтоматизированных стационарных ваннах.